第七章-外围设备.ppt

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1、计算机组成原理教材：白中英，计算机组成原理（第四版），科学出版社第一章计算机系统概论第二章运算方法和运算器第三章内部存储器第四章指令系统第五章中央处理器第六章总线系统第七章外围设备第八章输入输出系统第九章操作系统支持第十章安腾高性能处理机体系结构目录第7章外围设备接口7.1外围设备概述磁记录方式磁记录方式是一种编码方法，将数字信息转换成磁化单元归零制（RZ）：ReturntoZero正脉冲电流表示“1”，负脉冲电流表示“0”；不论记录“0”或“1”，在记录下一信息前，记录电流恢复到零电流简单易行，记录密度低，改写磁层上的记录比较困难，一般是先去磁后写入。具有自

2、同步能力（能从磁头读出信号中分离获得同步/选通信号）不归零制（NRZ）：NonReturntoZeroChange磁头线圈始终有电流对连续记录的“1”和“0”，写电流的方向是不改变的。无自同步能力。磁记录方式见“1”就翻的不归零制（NRZ1）NonReturntoZeroChangeOnOne磁头线圈始终有电流通过。在记录“1”时，电流改变方向，写“0”电流保持不变。不具备自同步能力，需要引用外同步信号调相制（PM）：又称相位编码（PE）PhaseMudulation记录数据“0”时，规定磁化翻转的方向由负变为正，记录数据“1”时从正变为负“0”，“1”的读出

3、信号相位不同，抗干扰能力强（磁带多用此）。具有自同步能力7.2磁盘存储设备硬磁盘存储设备记录方式：代码0或1的写入电流波形数据序列10001110NRZ0NRZ1PMFMMFM磁盘存储器的主要技术指标（1/4）存储密度：单位长度或单位面积所存储的二进制信息量。磁盘的存储密度：(a)道密度：指沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数(b)位密度：指沿磁道的单位长度上记录的二进制信息位数(c)面密度：以上两个乘积。存储容量以字节为单位,指存储器所能存储的二进制信息总量。磁盘存储器有格式化容量和非格式化容量两个指标：格式化容量：指按照特定的记录格式存储信息的总量非格式化容量

4、：磁记录表面可以利用的磁化单元总数磁盘存储器的主要技术指标（2/4）寻址时间：对磁盘存储器，寻址时间=寻道时间+等待时间等待时间与磁盘转速有关，可用磁盘旋转一周所需要时间的一半来表示平均等待时间。例：磁盘的转速为3600r/min，则平均等待时间=0.5×60/3600=8.3ms。读写周期：读出/写入一个字的时间称为读写时间，两次读出/写入操作之间的时间间隔称为读写周期或存取周期磁盘存储器的主要技术指标（3/4）数据传输率：单位时间内向主机传送数据的位数或字节数。对磁盘存储器，单磁头串行读/写半径R0已知，数据传输率计算如下：每道信息量=位密度2R0，（

5、R0为内半径）数据传输率(bps)=每道信息量转速r，（r是每秒转速）=位密度2R0转速例某盘组共9块盘片，有16个盘面来记录数据，每面分256个磁道，每道有16个扇区，每个扇区存储512个字节，假设磁盘旋转速度为每分钟3600转，求数据传输率。解：每秒钟的的转速=3600/60=60转；数据传输率=每一磁道容量×每秒钟转速=16×512×60=480KB/S磁盘存储器的主要技术指标（4/4）误码率：是衡量出错概率的参数，等于出错位数与读写总信息位数之比。价格：通常用位价格来比较各种外存储器。位价格是用设备价格除以存储器二进制位总容量。一个常识：每面信

6、息量=每道信息量柱面数=每道信息量道密度（外半径-内半径）总容量=每面信息量面数磁盘上信息的分布盘片的上下两面都能记录信息，通常把磁盘片表面称为记录面（磁面）记录面上一系列同心圆称为磁道，每个盘片表面通常有几十到几百个磁道柱面指的就是多个盘片上具有相同编号的磁道，它的数目和磁道是相同的每个磁道又分为若干个扇区，它是磁盘上的最小记录单位PC机中每个扇区的标准容量是512个字节0磁道n磁道柱面扇区磁道软磁盘存储设备软盘片规格面数磁道/面扇区/道字节/扇容量5.25英寸双面双密2409512360KB5.25英寸双面高密280155121.2MB3.5英寸双

7、面低密2809512720KB3.5英寸双面高密280185121.44MB3.5英寸双面超高密280365122.88MB磁带存储设备光盘存储设备CD-ROM，DVD-ROM；CD-R，CD-RW7.3磁盘存储设备的技术发展磁盘CACHE磁盘阵列RAID可移动存储设备廉价磁盘冗余阵列RAID1988年，Patterson教授首先提出廉价磁盘冗余阵列RAIDRedundantArrayofInexpensiveDisks独立磁盘冗余阵列RAIDRedundantArrayofIndependentDisks简称磁盘阵列技术磁盘阵列将数据分布存放在多个磁盘驱动器

8、、代替一个大容量磁盘，提高性能；添加冗