外围设备和输入输出系统课件.ppt

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1、第七章外围设备和输入输出系统教学目标了解外设的一般功能、分类和原理；重点掌握磁盘存储器的技术指标的分析和计算方法；教学重点硬磁盘存储器教学难点硬磁盘存储器的参数计算本章内容§7.1外围设备概述§7.2硬磁盘存储设备返回总目录§7.1外围设备概述一、外围设备的一般功能外围设备的定义：除了CPU和主存外，计算机系统的每一部分都可作为一个外围设备来看待。外围设备的功能：在计算机和其他机器之间，以及计算机与用户之间提供联系。外围设备的基本组成存储介质驱动装置控制电路二、外围设备的分类§7.2硬磁盘存储设备一、磁记录原理与记录方式用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁

2、体来存储信息。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，甚至可以脱机存档；非破坏性读出，读出时不需要再生信息。缺点：存取速度较慢，机械结构复杂，对工作环境要求较高。1.磁性材料的物理特性2、记录方式不归零制(NRZ0)：磁头线圈中始终有电流，不是正向电流(代表1)就是反向电流(代表0)。见“1”就翻不归零制(NRZ1)：磁头线圈中始终有电流通过，记录“0”时电流方向不变，只有遇到1时才改变方向。调相制(PM)：在一个位周期的中间位置，电流由负到正为1，由正到负为0。调频制(FM)：相邻两个存储元交界处电流都要改变方向；记录1

3、时电流一定要在位周期中间改变方向。改进调频制(MFM)：只有连续记录两个或两个以上“0”时，才在位周期的起始位置翻转一次，而不是在每个位周期的起始处都翻转。011100010数据序列NRZNRZ1PMFMMFMT位周期评价一种记录方式优劣的标准：编码效率：指位密度与最大磁化翻转密度之比，也就是指每次磁层状态翻转所存储的数据信息位的多少。自同步能力：指从读出数据(脉冲序列)中自动提取同步信号(时间基准信号)的能力。自同步能力的大小可以用最小磁化翻转间隔与最大磁化翻转间隔的比值R来衡量。R越大，自同步能力越高。检读分辨力：指磁记录系统对读出信号的分辨能力。信息相关性：

4、指漏读或错读一位是否会传播误码，所以是衡量精度的指标。二、硬磁盘机的基本组成和分类1、硬磁盘机的组成2、硬磁盘机的分类：可移动磁头固定盘片的磁盘机：固定磁头磁盘机：可移动磁头可换盘片的磁盘机：温彻斯特磁盘机：简称温盘，是一种采用先进技术研制的可移动磁头固定盘片的磁盘机。它是一种密封组合式的硬磁盘，即磁头、盘片、电机等驱动部件乃至读写电路等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。优点是防尘性能好，可靠性高，对使用环境要求不高。三、硬磁盘驱动器和控制器1.磁盘驱动器主要由定位驱动系统、主轴系统和数据转换系统组成。2.磁盘控制器

5、磁盘控制器是主机与磁盘驱动器之间的接口。四、磁盘上信息的分布盘面→磁道→扇区扇区0磁道n磁道五、磁盘存储器的技术指标1、存储密度：存储密度分道密度、位密度和面密度。道密度是沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位为道/英寸。位密度是磁道单位长度上能记录的二进制代码位数，单位为位/英寸。面密度是位密度和道密度的乘积，单位为位/平方英寸。2、存储容量：一个磁盘存储器所能存储的字节总数，称为磁盘存储器的存储容量。格式化容量：按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量，也就是用户可以真正使用的容量。非格式化容量：磁记录表面可以利用的磁化单元总数。3、平均存取时间：存取时间是

6、指从发出读写命令后，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。定位时间(找道时间)+等待时间，平均找道时间是最大找道时间与最小找道时间的平均值平均等待时间和磁盘转速有关，它用磁盘旋转一周所需时间的一半来表示。4、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。假设磁盘旋转速度为每秒n转，每条磁道容量为N个字节，则数据传输率Dr=nN(字节/秒)。也可以写成Dr=D·v(字节/秒)，其中D为位密度，v为磁盘旋转的线速度。举例：磁盘组有6片磁盘，每片有两个记录面，最上最下两个面不用。存储区域内径22cm，外径33cm，道

7、密度为40道/cm，内层位密度400位/cm，转速2400转/分。问：(1)共有多少柱面?(2)盘组总存储容量是多少?(3)数据传输率多少?(4)采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是什么?寻址命令中如何表示磁盘地址?(5)如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个存储面上，还是记录在同一个柱面上?解：(1)有效存储区域=16.5-11=5.5(cm)40×5.5=220道，即220个圆柱面(2)内层磁道周长为2πR=2×3.14×11=69.08(cm)每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B每面信