计算机组成原理-1.ppt

中国计算机学会“21世纪大学本科计算机专业系列教材”计算机组成原理 蒋本珊 编著 第7章外部设备 本章学习内容 7.1 外部设备概述 7.2 磁介质存储器的性能和原理 7.3 磁介质存储设备 7.4 磁盘阵列（RAID） 7.5 光盘存储器 7.6 新型辅助存储器 7.7 键盘输入设备 7.8 其他输入设备 7.9 打印输出设备 7.10 显示设备 本章学习要求 了解：外部设备分类 了解：磁介质存储器的读写原理和技术指标 理解：常见的数字磁记录方式 理解：硬盘上的信息分布和磁盘地址 了解：磁盘阵列的基本概念 了解：光盘的基本概念。 了解：新型辅助存储器 理解：键盘的类型和非编码键盘的工作原理 了解：其他输入设备 理解：印字输出设备的特点和点阵针式打印机的工作原理 理解：显示设备特点和字符显示器的工作原理 7.1 外部设备概述 中央处理器（CPU）和主存储器（MM）构成计算机的主机。除主机以外，而又围绕着主机设置的各种硬件装置称为外部设备或外围设备。它们主要用来完成数据的输入、输出、成批存储以及对信息加工处理的任务。 7.1.1 外部设备的分类 1.输入输出设备 从计算机的角度出发，向计算机输入信息的外部设备称为输入设备；接收计算机输出信息的外部设备称为输出设备。 输入设备有键盘、鼠标、扫描器、数字化仪、磁卡输入设备、语音输入设备等。输出设备有显示设备、绘图机、打印输出设备等。 2.辅助存储器 辅助存储器是指主机以外的存储装置，又称为后援存储器。辅助存储器的读写，就其本质来说也是输入或输出，所以可以认为辅助存储器也是一种复合型的输入输出设备。 常见的辅助存储器有软磁盘存储器、硬磁盘存储器、磁带存储器及光盘存储器等。 3.终端设备 终端设备由输入设备、输出设备和终端控制器组成，通常通过通信线路与主机相连。终端设备具有向计算机输入信息和接收计算机输出信息的能力，具有与通信线路连接的通信控制能力，有些还具有一定的数据处理能力。 7.1.2 外部设备的地位和作用 外部设备是计算机和外界联系的纽带、接口和界面。如果没有外部设备，计算机将无法工作。外部设备在计算机系统中占据的地位变得越来越重要了。 外部设备在计算机系统中的作用有： 外部设备是人机对话的通道 外部设备是完成数据媒体变换的设备 外部设备是计算机系统软件和信息的驻在地 外部设备是计算机在各领域应用的桥梁 7.2.3 数字磁记录方式 为了提高磁介质存储器的性能，扩大存储容量，加快存取速度，除了要不断改善磁头和记录介质的电磁性能和机械性能之外，选用高性能的数字磁记录方式对提高记录密度和可靠性也是很重要的。 磁记录方式是一种编码方式，即按照某种规律将一连串的二进制数字信息变换成记录介质上相应磁通翻转形式。 2.磁头定位系统 磁头定位系统驱动磁头沿盘面径向移动寻道并精确定位。磁头定位系统应包括以下操作： ①硬盘驱动器启动后，或是中途寻道出错后，要使磁头准确地回到0号磁道，以等待寻道命令。 ②要能快速、准确地将磁头移到指定磁道的中心位置。 ③当硬盘驱动器发生故障或掉电后，要使磁头迅速退出盘面数据区，以保护盘面免受擦伤。 2.磁头定位系统（续） 磁头定位系统有两种类型： ⑴步进电机定位机构 在道密度不是很高的小容量磁盘中，一般采用步进电机驱动。整个定位机构是一个开环系统。步进电机定位机构的结构紧凑、控制简单，但定位精度比较低。 ⑵音圈电机定位机构 在道密度较高的磁盘中，多采用音圈电机驱动。整个定位系统是一个带有速度和位置反馈的闭环调节自动控制系统，其特点是寻道速度快，定位精度高。 7.3.3 硬盘的信息分布和磁盘地址 1.硬盘的信息分布 在硬盘中信息分布呈以下层次：记录面、圆柱面、磁道和扇区。 ⑴记录面 一台硬盘驱动器中有多个盘片，每个盘片有两个记录面，每个记录面对应一个磁头，所以记录面号就是磁头号。所有的磁头安装在一个公用的传动设备或支架上，磁头一致地沿盘面径向移动，单个磁头不能单独地移动。 7.3.6 硬盘的分区域记录 传统硬盘驱动器的每个磁道上记录的扇区数是相同的，因而存储的信息量也是相同的，这意味着在磁盘上位密度是变化的。因为内圈磁道的周长短，外圈磁道的周长长，所以内圈磁道的位密度高，外圈磁道的位密度低，最内圈磁道的