计算机组成原理（第七章new）ppt课件.ppt

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1、计算机组成原理第七章外存与I/O设备课程教学要求本章内容：7.1外围设备概述7.2磁盘存储设备7.3磁盘存储设备的技术发展7.4磁带存储设备7.5光盘存储设备7.6显示设备7.7输入设备和打印设备7.1外围设备概述1外围设备的一般功能2外围设备的分类外围设备1外围设备的一般功能外围设备的定义：除了CPU和主存外，计算机系统的其它部件都视为外围设备。外围设备的功能：在计算机与其它机器之间、计算机与用户之间建立起交互关系。外围设备的基本组成：(1)物理介质：外设组成介质的物理特征。(2)驱动装置：用于移动或驱动外设的物理装置。(3)控制电路

2、：用于对数据交换的控制电路。外围设备外部设备键盘鼠标器扫描仪数码相机语音文字输入…输入设备输出设备显示系统打印机硬盘存储器外存储设备…网络设备多媒体设备外围设备的基本类别：2外围设备的分类计算机的五大类外围设备请参看教材P210.CAI演示。中央部分为主机，主机通过总线与各设备的适配器(接口)相连，并通过接口中的控制器，与外围设备建立起联系。外围设备包括：输入设备、输出设备、外存设备、数据通信设备和过程控制设备几大类，各类外设的工作模式、信息类型、处理速度和控制方式等都各自不同。计算机中的主要I/O设备介绍，见教材P210，表7.1。外

3、围设备思考题（教材P211）：I/O设备为什么不能与主机直接连接？各种I/O设备的控制器结构相同吗？7.2磁盘存储设备1磁记录原理2硬磁盘机的基本组成和分类3硬磁盘驱动器和控制器4磁盘上信息的分布5磁盘存储器的技术指标外围设备(教材P215~218自阅）7.2.1磁记录原理所谓磁表面存储:用某些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。硬盘就是一个典型实例。外围设备（固定硬盘）硬盘内部结构：磁表面存储设备是计算机外存储器的主要形式之一。优点:(教材P211)(1)存储容量大，位价格低；(如：磁盘、磁带)(2)记录介质无损

4、耗，可以长期重复使用；(3)记录信息可以脱机存档，并且可以长期保存而不丢失；(4)非破坏性读出，读出时无需刷新信息。——广泛用于系统软件、大型文件、数据库等大量数据和文件的存储或备份。磁表面存储器的缺点：存取速度较慢，机械控制结构复杂，对工作环境要求较高等。由于其存储容量大，内容非易失、位成本低等特点显著，现代计算机系统中仍是构成辅助大容量存储器的主要部件之一。存储原理分析磁性材料的磁滞回线图：H-Br+Br1.磁性材料的物理特性外围设备撤销磁化电流0剩磁±Br≠0撤销磁化电流从磁滞回线可以看出，磁性材料被磁化以后，存在±Br两个稳定的

5、剩磁状态。如果规定用+Br状态表示代码“1”，-Br状态表示代码“0”，则：磁性材料上呈现剩磁状态可记录一位二进制代码信息。2.记录方式（略）形成不同写入电流波形的方式，称为记录方式。记录方式是一种编码方式，它按某种规律将一串二进制数字信息变换成磁层中相应的磁化元状态，用读写控制电路实现这种转换。在磁表面存储器中，由于写入电流的幅度、相位、频率变化不同，从而形成了不同的记录方式(见教材P252图7-11）。常用记录方式可分为不归零制(NRZ)，调相制(PM)，调频制(FM)几大类。这些记录方式中代码0或1的写入电流波形见文字教材的图7.

6、11。外围设备不归零制(NRZ0)：其特点是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)，因此不归零制记录方式的抗干扰性能较好。见“1”就翻不归零制(NRZ1)与NRZ0制的相同处：磁头线圈中始终有电流通过。不同处：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)：其特点是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，即利用电流相位的变化进行写“1”和“0”，所以通过磁头中的电流方向一定要改变一次，这种记录方式中“1”和“0”的读出信号相位不同，抗干扰能力较强。另外读出信号经分离电路可提取

7、自同步定时脉冲，所以具有自同步能力。磁带存储器中一般采用这种记录方式。外围设备调频制(FM)其特点如下：(1)无论记录的代码是1或0，或者连续写“1”或写“0”，在相邻两个存储元交界处电流都要改变方向；(2)记录1时电流一定要在位周期中间改变方向，写“1”电流的频率是写“0”电流频率的2倍，故称为倍频法。这种记录方式的优点是记录密度高，具有自同步能力。FM可用于单密度磁盘存储器。改进调频制(MFM)与调频制的区别在于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，因而进一步提高了记录密

8、度。MFM可用于双密度磁盘存储器。除了上述几种记录方式外，还有游程长度受限码RLLC、成组编码GCR等记录方式。外围设备评价一种记录方式优劣的标准：编码效率、自同步能力、检读分辨力、信息相关性、抗干扰能力、