计算机组成原理第7章课件.ppt

1、第七章 外围设备,第7章 外围设备,外围设备概述 磁盘存储设备 磁带存储设备 光盘和磁光盘存储设备 显示设备 输入设备和打印设备,7.1 外围设备概述,除了CPU和主存，其他部件都是“外设”。 外设的功能 提供不同计算机之间的联系； 提供计算机与用户的联系。 外设的基本组成 存储介质: 具有保存信息的物理特征 驱动装置: 用于移动存储介质 控制电路: 向存储介质发送数据或从存储介质接受数据。,外设的分类,接口,输入设备 输出设备 外存设备 数据通信设备 过程控制设备,play,7.2 磁盘存储设备,磁表面存储器 将磁性材料涂布在薄介质上，记录信息。 例：磁带、软磁盘和硬磁盘 优点 容量大、位价

2、格低； 可改写； 非易失、可脱机保存； 非破坏性读出。,缺点 存储速度较慢； 需要复杂的机械结构。,磁表面存储器一般用作计算机的辅存(即外存)。,磁性材料的物理特性,矩形磁滞回线 磁化后，有两个剩磁状态。 +Br（正剩磁）状态表示“1”； Br（负剩磁）状态表示“0”；,磁感应强度,外加磁场,play,磁表面存储器的读写能力, 写：通过电-磁变换，利用磁头写线圈中的脉冲电流，可把一位二进制代码转换成载磁体存储元的不同剩磁状态； 读：通过磁-电变换，利用磁头读出线圈，可将由存储元的不同剩磁状态表示的二进制代码转换成电信号输出。,如何实现写操作和读操作？,7.2.2 硬磁盘机的基本组成,play,

3、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(温盘),每面一个磁头，盘片旋转，磁头径向移动；,每磁道一个磁头,磁头径向移动； 盘片可更换,可移动磁头固定盘片的磁盘机； 目前微机中使用的是温盘。,7.2.3 硬磁盘驱动器,由定位驱动系统、主轴系统和数据转换系统组成,7.2.3 硬磁盘控制器,主机和磁盘驱动器之间的接口； 向主机一侧（又称系统级接口） 接系统总线 向驱动器一侧（设备级接口） 根据主机命令控制设备的操作,7.2.4 磁盘上信息的分布,盘片的上下面都可记录信息； 温盘最上(下)盘片只使用一个记录面。 每个记录面上有几十至几百个环

4、形磁道； 从外向内对磁道编号，0、1、2、n。 n磁道的内侧面积不用。 柱面：多个盘片上具有相同编号的磁道,各磁道划分为等个数的扇区；,PC机中每个扇区的标准容量是512B,7.2.5 磁盘存储器的技术指标,存储密度 道密度 沿半径方向，单位长度里磁道数目。 位密度 磁道上单位长度里记录的二进制信息位数。 面密度 位密度和道密度的乘积。,存储容量 非格式化容量 磁化单元的数目。 格式化容量 在磁盘被格式化为某种记录格式后，可存储信息的总量，即用户可用的容量。,7.4.5 磁盘存储器的技术指标,平均存取时间 定位时间(即找道时间) ：磁头定位到目标磁道的时间； 等待时间：需要访问的数据转动到磁头

5、下方的时间。 平均找道时间：最大找道时间和最小找道时间的平均值。 平均等待时间：磁盘转动半周的时间。 平均存取时间=平均找道时间+平均等待时间 数据传输率Dr 单位时间里，磁盘向主机传送数据的字节数。 若磁盘转速n转/秒，每道N字节，则Dr=nN(字节/秒)。,7.4.5 磁盘存储器的技术指标,磁盘存储器的技术指标,存储密度 存储容量 平均存取时间 数据传输率,例4：磁盘组有6张盘片，每片两个记录面，但最上和最下面不用。存储区域内径22cm，外径33cm，道密度40道/厘米，内层位密度400位/厘米，转速2400转/分钟。,共有多少柱面？ 答：存储区域的径向长度 （33 22 ）/2 5.5

6、(cm) 道数(即柱面数) 5.540 220 (道) (2) 盘组总容量是多少？ 答：内层磁道的周长 223.1469.08 (cm) 每道容量69.0840027632 (bit)3454 (B) 每面容量3454220759880 (B) 盘组容量759880107598800 (B) (3) 数据传输率是多少？ 答：传输率 345424006013816 (B/s),例4：磁盘组有6张盘片，每片两个记录面，但最上和最下面不用。存储区域内径22cm，外径33cm，道密度40道/厘米，内层位密度400位/厘米，转速2400转/分钟。,(4) 采用定长数据块记录格式，寻址的最小单位是多少？寻

7、址命令中怎样表示磁盘地址？ 答：最小单位是记录块（即扇区）。 磁盘地址格式 磁盘机号+柱面(磁道)号+盘面(磁头)号+扇区号 (5) 若文件长度超过一个磁道，后续信息应存在同一盘面，还是同一柱面？ 答：为避免重新找道，应存储在同一柱面上 （即盘面号不同、道号相同的磁道上）。,7.3 磁盘存储设备的技术发展,7.4 磁带存储设备,磁带机的记录原理与磁盘机基本相同，只是它的载磁体是一种带状塑料，叫做磁带。 磁带存储设备由磁带机和磁带两部分组成，它通常用作为海量存储设备的数据备份。 磁带速度比磁盘速度慢，原因是磁带上的数据采用顺序访问方式，而磁盘则采用随机访问方式。,7.5 光盘存储设备,1. CD

8、-ROM光盘,play,信息记录的轨迹称为光道。光道上划分出一个个扇区，它是光盘的最小可寻址单位。,扇区开始,说明此扇区的地址和工作模式,只读型光盘,CD-DA (Compact Disc Digital Audio) 数字唱盘 可存储74分钟立体声信息。 VCD (Video Compact Disc) 可存储74分钟MPEG-1高清视频和音频信息。 DVD-ROM CD-ROM (Compact Disc-ROM) 只读光盘机 用于PC外存，记录数字数据，或记录数字化视频和音频信息 。,一次型光盘 只能写一次,WORM：一次写多次读的光盘 CD-R (Compact Disc-Record

9、able) 用CD-R刻录机向空白CD-R盘写数据； 可在CD-ROM驱动器中读出。 DVD R ( DVD Recordable) 用DVD-R刻录机向空白DVD-R盘写数据； 供DVD-ROM光驱读取, 也可在 DVD-Video 播放机中播放。,重写型光盘 支持写入、擦除或重写。,磁光盘(MO) 磁场技术和激光技术相结合。 重写型光盘，可随机写入、擦除或重写信息。 常用重写型光盘： CD-RW：在光盘上加一层可改写的染色层，通过激光可在光盘上反复多次写入数据。 DVD-RW (DVD Rerecordable) DVD+RW (DVD ReWritable ) ：又叫DVD-E。 DVD-RAM：容量大而价格低、速度不慢且兼容性高，但盘片易碎，不能在 DVD播放机或 DVD- ROM驱动器上使用 。,本章小结,外围设备大体分为输入设备、输出设备、外存设备、数据通信设备、过程控制设备五大类。 磁盘、磁带属于磁表面存储器，特点是存储容量大，位价格低，记录信息永久保存，但存取速度较慢，因此在计算机系统中作为辅助大容量存储器使用。 硬磁盘按盘片结构分为可换盘