计算机组成原理第课.ppt

主讲教师 丁纪凯 I/O接口与外围设备 本章要点 外围设备是计算机同外界通信或交换数据的必不可少的硬件组成部分，由外围设备和I/O接口组成输入/输出系统实现计算机系统的输入/输出操作。本章重点论述了各种常用外围设备的工作原理及特点；外围设备与主机的定时方式和信息交换方式； 7.1 常用输入设备和输出设备 7.2 外存储器 7.3 外围设备与主机的定时方式和 信息交换方式 ◆ 工作原理 ① 输入设备 将数据传送给CPU时，则输出数据，向接口送出一个选通信号 STB将数据锁存于数据寄存器，同时将准备就绪触发器置1； ② CPU ● 检测设备准备就绪状态，即读取状态字，判断相应的RDY位： 若RDY=1，表示输入的数据已输入到数据寄存器中，表明设备已 准备就绪； 若RDY=0，表示设备未准备就绪，则CPU继续检测，CPU处于等 待状态。 ● RDY=1时，执行输入指令读取数据寄存器中的数据，同时把准备 就绪触发器清除为0，以便开始下一个输入数据的传送过程。 查询传送的输入接口的程序流程图 （2） 查询传送的输出接口电路 ◆ CPU与输出设备之间的接口电路图： ◆ 工作原理 ① 输出设备 当输出设备把CPU送来的数据处理完毕之后，将发出一个信号 ACK，使状态触发器状态OBF为“0”，置BUSY信号为空状态（”0”)。 以准备下一次传送。 ② CPU 当CPU要输出数据时，首先应读取状态字，检查BUSY和OBF的 状态： 若BUSY和OBF状态不同时为低，表示设备未准备就绪，则CPU 继续检测，CPU处于等待状态； 若BUSY和OBF状态同时为低，CPU将代码输出到数据锁存器中， 同时置触发器OBF状态为“1”，并且CPU通过控制寄存器发一个脉冲 通知输出设备。 查询传送的输出接口的程序流程图 1、软盘存储器 简称软盘，由软盘驱动器、软盘控制器、软磁盘片三部分组成。 软磁盘片是一个涂有磁性物质的聚脂簿膜圆盘，盘片较柔软，有8 寸盘、5寸盘和3寸盘等几种尺寸，软盘的存储容量为180KB、360 KB 、720 KB、1.2MB和1.44MB等。 软盘存储器体积小、重量轻、盘片可以脱机保存，携带方便等优点。 2、硬盘存储器 计算机系统主要的外存储器，具有存储容量大、存取速度快的优点， 计算机的系统软件——操作系统、编译系统以及应用软件都驻留在硬 磁盘存储器上。 7.2.1 磁盘存储器 有硬盘存储器和软盘存储器两种 （1）磁盘存储器硬件组成 由磁盘、磁盘驱动器和适配器三部分组成。 ◆ 硬盘的盘基是一个铝合金（或改性陶瓷——玻璃基片）制成的 刚性盘片，盘片表面涂以磁性介质层。硬磁盘片的尺寸有1.8、2.5、 3.5和5.25英寸等4种，多片同心的磁盘片固定在同一主轴上组成硬 磁盘组。 ◆ 硬盘驱动器 由盘片组、马达——主轴驱动机构、磁头、磁头驱动定位机构、 电子线路——读/写电路、接口及控制电路等组成，如图所示。 （2）硬盘存储器的工作原理 ◆ 硬盘中信息分布 呈以下层次:记录面、柱面、磁道和扇区。 ① 记录面 一台硬盘机由多个盘片构成, 每个盘片有两个记录面(最上面 和最下面的两个盘片只有一面可存信息), 每个记录面对应一个磁 头, 故记录面号即磁头号。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