外围设备培训教材(PPT 45页).ppt

1、第7章外围设备，目录，7.1外围设备概述7.2磁盘存储设备的主人7.5光盘和磁光盘存储设备的理解7.6显示设备的理解7.7输入设备和打印设备的理解7.1外围设备概述7.1.1外围设备的一般功能7.1.2外围设备的分类，2020年7月20日，星期一，4.7.1.1外围设备概述外围设备的功能提供计算机和其他机器之间或与用户之间的通信。外围设备的基本组成部分，存储介质，用于保存信息。驱动装置用于移动存储介质使其正常工作；控制电路用于在外围设备和外部世界(如中央处理器)之间传输信息。以硬盘为例，磁盘组，定位驱动，读写控制，2020年7月20日星期一，5，7.1.2外围设备分类，输入输出设备分类；外部存

2、储设备；数据通信设备；过程控制设备；外围设备通过适配器与主机相连。适配器控制连接的外围设备的特定工作；动画演示：外围系统结构。swf，7.2磁盘存储设备，7.2.1磁记录原理7.2.2硬盘驱动器的基本组成和分类7.2.3硬盘驱动器和控制器7.2.4磁盘上信息的分布7.2.5磁盘存储的技术指标，关键要把握，2020年7月20日星期一，7.7.7磁表面存储器的优点是存储容量大，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；非破坏性阅读，阅读过程中无需再生信息。磁表面存储器的缺点是存取速度慢，机械结构复杂；对工作环境有更高的要求。如：磁带，磁盘，接触读写，软盘，磁带，防尘，防震，非接

3、触读写，硬盘，磁性材料的物理特性，矩形磁滞回线Br:正剩磁状态-Br:负剩磁状态，蔡，2020年7月20日，星期一，9，磁面存储器的读写原理，在磁面上，磁头：一个由软磁材料制成并缠绕有读写线圈的电磁铁。书写操作原理：电磁转换；利用磁头的写入线圈中的脉冲电流，在磁表面上的每个存储单元上形成不同的磁化状态；阅读操作原理：磁电转换；利用磁头读取线圈，将磁表面上每个存储单元的不同剩磁状态转换成电信号进行读取；读写波形图的记录方式，=，2020年7月20日星期一，2020年7月10日星期一，2020年7月20日星期一，11，7.2.2硬盘存储器的组成和分类，硬盘的逻辑结构构成磁记录介质磁盘控制器磁盘驱动

4、器，动画演示：硬盘存储器的逻辑结构图。swf、硬盘、磁盘、磁头、小车等。2020年7月20日(星期一)12: 00，硬盘的分类，根据磁盘结构，可分为可更换磁盘、固定磁盘、移动磁头、固定磁头、温彻斯特磁盘机、带移动磁头的磁盘机和固定磁盘；密封组合硬盘；磁头、磁盘、电机和其他部件组装成一个整体，不能随意拆卸。工作时，磁盘表面高速旋转形成的气垫使磁头平稳浮动。优点：防尘性能好，可靠性高，对使用环境要求低。组合，活动磁头固定盘，活动磁头可更换盘，固定磁头可更换盘，简称暖盘，2020年7月20日星期一，13，硬盘亮相，2020年7月20日星期一，14，硬盘内部组成，2020年7月20日星期一，15，7.

5、2，2020年7月20日星期一，16，硬盘驱动器，2020年7月20日星期一，17，现代硬盘结构示意图，2020年7月20日星期一，18，7.2.4，磁盘上的信息分布，一个磁盘有两个记录面；磁盘组的顶盘和底盘只有一个记录面；轨道记录表面上的一系列同心圆；最外面的圆是轨道0，随后是轨道1、轨道2、轨道n；每个磁道的存储容量是相同的；不同光盘的相同轨道形成一个圆柱体；扇形同心圆上的轨迹区域；每个扇区的存储容量是相同的。2020年7月20日，星期一，19，信息记录模式在磁盘上，一个硬盘是由一个磁盘组的多个磁盘记录信息；每个盘包括两个记录表面(除了最上面和最下面的表面)；每个记录面通常有几十到几百个轨

6、道来记录信息；每个轨道被分成几个部分。磁盘组的信息记录顺序是按柱面组织的：第一个通道的第一个通道的第一个硬盘上的信息地址由三部分组成：记录面号、磁道号和扇区号。索引：轨道的起始位置。便于读/写操作；2020年7月20日，星期一，20，7.2.5，磁盘存储的技术指标，存储密度有三个不同的指标：通道密度，位密度和面积密度；相关概念轨道间距：两条相邻轨道中心线之间的距离；磁道宽度：磁化磁道的宽度。存储容量磁盘存储器可以存储的总字节数；平均寻址时间是从读写命令发出后磁头从某个起始位置移动到新记录位置的时间到开始从盘表面读取或写入信息所需的时间。数据传输率磁盘存储器在单位时间内向主机传输的数据字节数；2

7、020年7月20日，星期一，21，存储密度，磁道密度，沿磁盘径向每单位长度的磁道数；单位：轨道/英寸。每单位长度的位密度磁道可记录的二进制码位数；单位：比特/英寸。注意：每个轨道的位密度是不同的，最高和最低位密度。轨道0的位密度最低。面密度、比特密度和道密度的乘积；单位：比特/平方英寸。这个概念是没有意义的，2020年7月20日星期一，存储容量，存储容量=记录表面的数量，每个表面的磁道数量，磁道容量，未格式化容量，磁记录表面上可用的磁化单元的总数。格式化容量是根据特定的记录格式可以存储的信息总量，即用户可以真正使用的容量。格式化容量通常是未格式化容量的60p%。这指的是低级格式化(用于磁盘上的

8、磁道划分等)。)，而不是操作系统的格式；2020年7月20日星期一，23，平均寻址时间等于平均寻道时间和平均等待时间之和；定位时间(寻道时间)将磁头定位在所需磁道上所需的时间；等待寻道完成后，磁盘将需要访问的信息传送到磁头下部的时间；平均寻道时间中最大寻道时间和最小寻道时间的平均值约为1020毫秒；这段时间的长度由硬盘的机械特性决定；平均等待时间与磁盘旋转速度有关，后者是磁盘旋转时间的一半。硬盘的转速为7200转/分，所以平均等待时间约为4毫秒。2020年7月20日星期一，24，数据传输速率，外部传输速率从硬盘内部缓冲区读取数据的最高速率；即微机系统总线和硬盘缓冲器之间的数据传输速率；也称为突

9、发数据传输速率和接口传输速率；该索引与硬盘接口的类型和硬盘缓冲区的大小有关。内部传输速率从磁盘读取数据到硬盘内部缓冲区的速度；衡量硬盘读写性能的决定性因素；假设磁盘转速为每秒转数，磁道容量为N字节。数据传输速率为Dr=r N(字节/秒)。课本P217例12020年7月20日星期一25，磁盘组有6个磁盘，每个磁盘有两个记录面，不使用顶面和底面。存储区有一个I问：有多少个气缸？列数=每侧磁道数磁盘表面上的有效存储区域=33/2 2 2/2=16.5-11=5.5(厘米)磁道密度=40磁道/厘米磁道数=405.5=220磁道，即220个柱面，2020年7月20日星期一，26，教科书P217示例1存储

10、区域的内径为22厘米，外径为33厘米，磁道密度为40磁道/厘米，内层位问：磁盘组的总存储容量是多少？存储容量=每个记录表面的磁道数磁道容量内部磁道周长为2R=23.1411=69.08(厘米)磁道容量=400位/厘米69.08厘米=27632位=3454字节磁盘组的总容量=10220 3454字节=7598800字节，622，220位密度磁道存储区域的内径为22厘米，外径为33厘米，磁道密度为40磁道/厘米，内部问：数据传输率是多少？每个磁道容量N=3454B磁盘速度r=6000 rpm /60 s=100 rpm/s磁盘数据传输速率dr=rn=1003454b=345 400b/s，星期一，

11、2020年7月20日，28，教科书P217示例1磁盘组有6个磁盘，每个磁盘有两个记录面，存储区的内径为22厘米，外径为33厘米，磁道密度为40磁道/厘米，内层位密度为400问：如果一个文件的长度超过了一个磁道的容量，它应该被记录在同一个存储面上还是同一个柱面上？磁盘组的记录顺序是根据柱面组织的。由于不需要再次寻道，数据读/写速度快；如果一个文件的长度超过了一个磁道的容量，它应该被记录在同一个柱面上。示例1:2020年7月20日星期一29: 00，某个磁盘的存储速度为3000转/分，有4个记录面，每毫米5个磁道，每个记录信息为12288字节，最里面的磁道直径为230毫米，总共275个磁道。磁盘的

12、存储容量是多少？存储容量=记录面的数量，每个面的磁道数量，磁道容量=4个面，275个磁道，12288字节=13516800字节，最高位密度和最低位密度是多少？位密度=磁道容量磁道周长(2R)最里面的磁道半径Rmin=230mm毫米2=115毫米最外面的磁道半径Rmax=Rmin 275/5=115 55=170毫米最大位密度=12288字节(2 Rmin )=17字节/毫米最小位密度=12288字节(2 Rmax )=11.5字节/毫米，星期一，2020年7月20日，30，示例1:某个磁盘存储器的速度为3000转/分每个记录信息是12288字节，最里面的磁道直径是230毫米，总共275个磁道，

13、这是必需的。磁盘数据传输速率=每通道速度容量=1228850转/秒=614400字节/秒的平均等待时间是多少？ 平均等待时间=1/21/速度=1/21/50转/分/秒=1/100秒=10毫秒，2020年7月20日，星期一，31，示例2:假设一个磁盘有两个记录表面，存储区域的内径为2.36英寸，外径为5英寸，磁道密度为1250磁道/英寸磁道数=记录表面的有效区域磁道密度=(外径-内径)/2磁道密度=(5 2.36)/2 120每个磁道可以存储多少字节？磁道容量=内环圆周位密度=(2.36 3.14) 52400 8=48562字节，2020年7月20日星期一，32，示例2:假设一个磁盘有两个记录

14、表面，存储区域的内径为2.36英寸，外径为5英寸，磁道密度为1250(磁道/英寸)，内径的位密度为50。数据传输速率=每磁道字节数，速度=48562 (7200 60)=5.82 106字节/秒。如果寻道时间在10毫秒到40毫秒之间，在一个磁道上写入8000字节的数据需要多长时间？所需时间=平均寻道时间平均等待时间数据写入时间=(10 40)/2(60/7 200)/2 8000(5.82 106)25毫秒4.2毫秒1.4毫秒=30.6毫秒，2020年7月20日，星期一，33，7.5，光盘和磁光盘存储设备，光盘存储使用聚焦激光束在磁盘介质上进行非接触。存储信息的“1”或“0”由介质材料的光学性

15、质的变化来表示。光盘存储通过轨道记录信息。轨道是从光盘中心开始的螺旋线。光盘的优点：存储容量大；光盘的缺点是存取时间长，数据传输率低。光盘的存储容量可达600兆以上。2020年7月20日，星期一，34，光盘存储的分类，只读光盘制造商生产了大量的光盘后，母盘生产成本很高；这种光盘只能读取，不能修改。一次性写入用户可以在这张光盘上记录信息，但只能写入一次。重写用户可以在这种光盘上随机写入、擦除或重写信息。光盘的原全称是数字视盘；光盘可以在一面使用，而数字视盘可以在两面写入数据。2020年7月20日，星期一，35，硬盘、磁带和光盘的性能比较，2020年7月20日，星期一，36，7.6，显示设备，显示

16、设备按显示设备分类阴极射线管、液晶显示器，根据显示内容分类字符显示、图形显示和图像显示；阴极射线管显示设备分为不同扫描方式的光栅扫描和随机扫描显示；根据分辨率不同分为高分辨率显示和低分辨率显示；按显示颜色分类，有单色(黑白)显示和彩色显示；按照屏幕的对角线长度，有14英寸、16英寸、19英寸等等。2020年7月20日，星期一，37，随机扫描和光栅扫描，随机扫描电子束只扫描需要制作地图的地方，而不必扫描整个屏幕；这种扫描方式绘图速度快，图像清晰；采用高质量的图形显示(如分辨率为40964096)；其偏转系统与电视标准不一致，其驱动系统复杂且昂贵。光栅扫描电子束从上到下依次扫描整个屏幕；它可以分为两种方式：逐行扫描和隔行扫描。电视中使用的扫描方法；与随机扫描相比，缺点是时间冗余和分辨率差