《白中英计算机组成原理第7章_外围设备》

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1、第7章外围设备目录7.1外围设备概述——了解7.2磁盘存储设备——掌握7.3磁盘存储设备的技术发展——了解7.4磁带存储设备——了解7.5光盘和磁光盘存储设备——理解7.6显示设备——理解7.7输入设备和打印设备——理解7/25/20212考研大纲要求七、输入输出系统（一）I/O系统基本概念（二）外部设备1.输入设备：键盘，鼠标2.输出设备：显示器、打印机3.外存储器：硬盘存储器、硬盘阵列、光盘存储器7/25/202137.1外围设备概述7.1.1外围设备的一般功能7.1.2外围设备的分类7/25/202147.1.1外围设备的一般功能外围设备

2、的定义：计算机系统中，除CPU和主存之外的部件都可看作外设；外围设备的功能：在计算机和其他机器，或与用户之间提供联系。外围设备的基本组成：存储介质用于信息的保存；驱动装置用于移动存储介质，使之正常工作；控制电路用于使该外设与外界（如CPU）的信息传递。以硬盘为例盘片组定位驱动器读写控制7/25/202157.1.2外围设备的分类分类输入/出设备；外存设备；数据通信设备；过程控制设备；……外设都是通过适配器与主机连接的；适配器控制所连外设的具体工作；动画演示：7-1.swf7/25/202167.2磁盘存储设备7.2.1磁记录原理7.2.2硬磁盘

3、机的基本组成和分类7.2.3硬磁盘驱动器和控制器7.2.4磁盘上信息的分布7.4.5磁盘存储器的技术指标重点掌握7/25/202177.2.1磁记录原理磁表面存储器用磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体来存储信息。磁表面存储器的优点：存储容量大，位价格低；记录介质可以重复使用；记录信息可以长期保存而不丢失；非破坏性读出，读出时不需要再生信息。磁表面存储器的缺点：存取速度较慢，机械结构复杂；非接触式读写，对工作环境要求较高。如：磁带、磁盘要求防尘、防震7/25/20218磁表面存储器的读写原理在磁表面存储器中，信息的读写是利用磁头来进行的；

4、磁头：由软磁材料做铁芯，绕有读写线圈的电磁铁。写操作原理：电-磁变换；利用磁头写线圈中的脉冲电流，在磁表面每个存储元上形成不同的磁化状态；读操作原理：磁-电变换；利用磁头读线圈，将磁表面每个存储元上的不同剩磁状态转换成电信号读出；7/25/202197.2.2磁盘的组成和分类硬盘的逻辑结构组成磁记录介质磁盘控制器磁盘驱动器动画演示：7-5.swf硬质圆形盘片磁头、小车、传送带读写控制电路7/25/202110硬磁盘的分类按盘片结构分可换盘片式、固定盘片式按磁头分可移动磁头、固定磁头温彻斯特磁盘机可移动磁头固定盘片的磁盘机；密封组合式的硬

5、磁盘；磁头、盘片、电机等部件组装成一个不可随意拆卸的整体。工作时，高速旋转在盘面上形成的气垫将磁头平稳浮起。优点：防尘性能好，可靠性高，对使用环境要求不高。组合可移动磁头固定盘片固定磁头固定盘片可移动磁头可换盘片固定磁头可换盘片简称温盘7/25/202111硬磁盘外观7/25/202112硬磁盘内部构成7/25/2021137.2.3硬磁盘驱动器和控制器磁盘驱动器定位驱动系统主轴系统数据转换系统磁盘控制器主机与磁盘驱动器之间的接口。7/25/202114硬磁盘的驱动器7/25/202115现代硬盘结构示意图7/25/2021167.2.4

6、磁盘上信息的分布记录面磁盘片表面；一个盘片有上下两个记录面。磁道记录面上一系列同心圆；最外圈为0磁道，依次为1、2、……、N磁道；每个磁道的存储容量均相同；不同盘片的相同磁道构成一个柱面；扇区同心圆上的一段磁道区域；每个扇区的存储容量也相同。7/25/202117磁盘上的信息记录方式一个硬盘由多个盘片构成的磁盘组来记录信息；每个盘片包括两个记录面（除最上面和最下面）；每个记录面表面通常有几十到几百个磁道来记录信息；每个磁道又分为若干个扇区。磁盘组的信息记录顺序是按照柱面来组织的：第0面第0道第1面第0道……第N面第0道第0面第1道第1

7、面第1道……第N面第1道……硬盘上信息地址由记录面号、磁道号、扇区号三个部分组成。索引：磁道的起始位置。为便于进行读/写操作；7/25/2021187.4.5磁盘存储器的技术指标存储密度有道密度、位密度、面密度三个不同的指标；相关概念道距：相邻两磁道中心线之间的距离；道宽：磁化轨迹的宽度。存储容量一个磁盘存储器所能存储的字节总数；平均存取时间从发出读写命令后，磁头从某一起始位置移动至新的记录位置，到开始从盘片表面读出或写入信息所需要的时间。数据传输率磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数；7/25/202119存储密度道密度沿磁盘半

8、径方向单位长度上的磁道数；单位：道/英寸。位密度磁道单位长度上能记录的二进制代码位数；单位：位/英寸。注意：每个磁道的位密度均不相同，有最高、最低位密