计算机组成原理 第七章 外围设备

第七章 外围设备

第七章 外围设备外围设备是计算机系统中不可缺

少的重要组成部分。其功能是在计算机和其他机器之间，以及计算机与用 户之间提供联系。

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第七章 外围设备

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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 光盘和磁光盘存储设备 7.6 显示设备 7.7 输入设备和打印设备2

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7.1 外围设备概述1. 外围设备的一般功能外围设备的功能是在计算机和其他机器之间，以及计算机与用户之间提供联系。

2. 外围设备(磁盘)基本组成(1) 存储介质：具有保存信息的物理特征。例如磁盘就是一个存储介质的 例子，它是用记录在盘上的磁化元表示信息。(2) 驱动装置：用于移动存储介质。例如，磁盘设备中，驱动装置用于转 动磁盘并进行定位。 (3) 控制电路：向存储介质发送数据或从存储介质接受数据。例如，磁盘 读出时，控制电路把盘上用磁化元形式表示的信息转换成计算机所需要 的电信号，并把这些信号用电缆送给计算机主机。3

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7.1 外围设备概述3. 外围设备的分类一个计算机系统配备什么样的外围设备，是根据实际需要来决定的。这里给出了计算机的五大类外围 设备，只是一个典型化了的计算机环境。

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7.2 磁盘存储设备1. 磁记录原理

计算机的外存储器又称磁表面存储设备。所谓磁表面存储，是用某 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。

磁表面存储器的优点①存储容量大，位价格低； ②记录介质可以重复使用； ③记录信息可以长期保存而不丢失，甚至可以脱机存档； ④非破坏性读出，读出时不需要再生信息。

磁表面存储器缺点

主要是存取速度较慢，机械结构复杂，对工作环境要求较高。6

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辅助存储设备概述主要技术指标存储密度：单位长度或单位面积上存储的二进制 信息数量。 存储容量：一台设备能存储的总信息量，一般以 字节为单位。 寻址时间：直接存取方式访问(如磁盘) 顺序存取方式访问(如磁带) 数据传输率：单位时间内传送数据的数量，单位 bps或者Bps。 误码率：出错信息位数与读出信息的总位数之比。 价格：总价格和存储单位信息的平均价格。7

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7.2 磁盘存储设备磁记录原理磁表面记录设备，是在磁头和磁性材料的记录介质之间 有相对运动时，通过一次电磁转换完成一次读写操作。 磁头：通常由软磁材料(外界磁场的作用消失后，该磁 性材料的磁性容易消失)做成。 磁记录介质：在刚性或柔性载体上涂有薄磁材料的物体， 记录以磁状态表示的信息。一般选用硬磁材料(

外界磁 场的作用消失后，该磁性材料的磁性尽量多的保留)。

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磁记录原理后间隙

铁氧体

磁头，软磁材料 导磁率高，饱和磁感应强度大 矫顽力小，剩余磁感应强度小

线圈 前间隙

电流磁记录材料，硬磁材料 记录密度高，记录信息时间长 输出信号幅度大，噪声低 表面组织紧密、光滑、无麻点 薄厚均匀，温度、湿度影响小

磁记录介质

磁头结构和电磁转换示意图9

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磁记录方式磁记录方式：是指一种编码方法，即如何将一串二进制信息，通过读写 电路变换成磁层介质中的磁化翻转序列.

编码方法要求：更高的编码效率：编码效率：指记录密度与最大磁化翻转密度之比，即为记录一位 信息所用的最多磁化翻转次数的倒数； FM、PM编码效率50%,MFM、NRZ、NRZ1编码效率100%

更高的自同步能力：自同步能力：指从读出的数据信息中提取出同步时钟信号的难易 程度，可以用最小磁化翻转间隔与最大翻转间隔的比值来衡量； NRZ、NRZ1没有自同步能力，PM、FM、MFM有自同步能力

更高的读写可靠性：采用能检查错误，甚至自动纠正错误的措施10

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磁盘设备组成与运行原理磁盘设备的组成 磁盘驱动器：通常是一个完整独立的设备，包括作为磁记录介质使用的磁盘和驱动磁盘匀速旋转的动力 与驱动部件，完成读写功能的磁头和驱动磁头沿磁盘 径向方向运动和准确定位的部件，以及其它一些控制 逻电路等部件。

磁记录介质：单独的、可以和磁盘驱动器分开保存的硬磁盘片、磁盘组、软磁盘片等。

磁盘接口电路：是插在主机总线插槽中的一块电路卡，用于把磁盘驱动器与计算机主机连接为一体系统， 接收主机发给磁盘的操作命令，实现数据缓冲与格式 变换，处理主机与磁盘之间的其它交互作用与时间上 的同步等。11

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硬磁盘驱动器结构示意图磁头 磁盘组 取数臂 定位驱动器 密封罩 速度 传感器 小车 传动皮带 主电机

主轴 通风机 滤尘器

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磁盘结构与参数磁盘结构(典型数据与磁盘容量相关)磁道：每个盘片每面500 至 2000 磁道 扇区：扇区是磁盘访问的最小单位，每个磁道32 至 128个扇区 某些硬盘上每个磁道 …… 此处隐藏：820字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……