第7章外部设备.ppt

第第7章章 外部设备外部设备1第第7章章 外部设备外部设备2 外部设备是计算机系统中不可缺少外部设备是计算机系统中不可缺少的重要组成部分，本章将介绍磁介质存的重要组成部分，本章将介绍磁介质存储器的存储原理，常用磁介质存储设备储器的存储原理，常用磁介质存储设备和其他辅助存储设备，以及常见的输入和其他辅助存储设备，以及常见的输入输出设备的工作原理。输出设备的工作原理。第第7章章 外部设备外部设备3本章学习内容本章学习内容 7.1 外部设备概述外部设备概述 7.2 磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理 7.3 磁介质存储设备磁介质存储设备 7.4 磁盘阵列（磁盘阵列（RAID）7.5 光盘存储器光盘存储器 7.6 新型辅助存储器新型辅助存储器 7.7 键盘输入设备键盘输入设备 7.8 其他输入设备其他输入设备 7.9 打印输出设备打印输出设备 7.10 显示设备显示设备第第7章章 外部设备外部设备4本章学习要求本章学习要求 了解：外部设备分类了解：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：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：磁盘阵列的基本概念 了解：光盘的基本概念。了解：光盘的基本概念。了解：新型辅助存储器了解：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理解：印字输出设备的特点和点阵针式打印机的工作原理的工作原理 理解：显示设备特点和字符显示器的工作原理理解：显示设备特点和字符显示器的工作原理第第7章章 外部设备外部设备57.1 外部设备概述外部设备概述一、作用一、作用 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。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。外设外设CPU二、地位二、地位 从信息的转换角度：决定了信息处理的可靠性与准确性从信息的转换角度：决定了信息处理的可靠性与准确性 从配置上：越来越多，功能越来越强从配置上：越来越多，功能越来越强 从所占比重上：其产值占信息产业中硬件产值的从所占比重上：其产值占信息产业中硬件产值的 70%以上以上决定计算机系统可靠性、性价比及影响计算机推广应用的关键决定计算机系统可靠性、性价比及影响计算机推广应用的关键第第7章章 外部设备外部设备67.1.1 7.1.1 外部设备的分类外部设备的分类 按功能按功能 输入设备输入设备 1 键盘、鼠标键盘、鼠标 2 图形输入设备：光笔、数字化仪图形输入设备：光笔、数字化仪 3 语音输入设备：话筒语音输入设备：话筒 4 自动识别输入设备：自动识别输入设备：OCR、OMR、扫描扫描仪、条码阅读机仪、条码阅读机 5 触摸屏触摸屏 6 图象输入设备：数码相机图象输入设备：数码相机第第7章章 外部设备外部设备7 输出设备输出设备 1 显示器显示器 2 打印机打印机 针式打印机针式打印机 激光打印机激光打印机:激光扫描技术、电摄影技术激光扫描技术、电摄影技术 喷墨打印机：喷墨打印机：“连续射流分解成滴连续射流分解成滴”3 绘图仪：平台式和鼓式绘图仪：平台式和鼓式 4 语音输出设备：扬声器、耳机语音输出设备：扬声器、耳机 5 缩微胶卷输出设备缩微胶卷输出设备第第7章章 外部设备外部设备8 外存储设备外存储设备 1 软盘软盘 2 硬盘硬盘 内置硬盘内置硬盘 盒式硬盘盒式硬盘 3 光盘：光盘：CD、DVD 4 磁带磁带 数据通信设备数据通信设备 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，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。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。1 通用终端设备通用终端设备 2 专用终端设备专用终端设备第第7章章 外部设备外部设备9 磁介质存储器的存储过程是一种电磁磁介质存储器的存储过程是一种电磁转换的过程。常见的磁介质存储器，如软转换的过程。常见的磁介质存储器，如软磁盘、硬磁盘、磁带等就是利用磁记录原磁盘、硬磁盘、磁带等就是利用磁记录原理制成的。理制成的。7.2 磁介质存储器的性能和原理磁介质存储器的性能和原理第第7章章 外部设备外部设备10 计算机的外存储器又称磁表面存储设备计算机的外存储器又称磁表面存储设备。所谓所谓磁表面存储磁表面存储，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。磁盘存储器、磁带存储器均属于磁表面存储器。储信息。磁盘存储器、磁带存储器均属于磁表面存储器。磁表面存储器的优点：磁表面存储器的优点：(1)存储容量大，位价格低；存储容量大，位价格低；(2)记录介质可以重复使用；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；记录信息可以长期保存而不丢失，甚至可以脱机存档；(4)非破非破坏性读出，读出时不需要再生信息坏性读出，读出时不需要再生信息。磁表面存储器的缺点：磁表面存储器的缺点：存取速度较慢，机械结构复杂，对工作环境要求较高。存取速度较慢，机械结构复杂，对工作环境要求较高。在计算机系统中作为在计算机系统中作为辅助大容量存储器辅助大容量存储器使用，用以存放系统使用，用以存放系统软件、大型文件、数据库等大量程序与数据信息。软件、大型文件、数据库等大量程序与数据信息。7.2.1 7.2.1 磁介质存储器的读写磁介质存储器的读写第第7章章 外部设备外部设备11 磁盘存储器的主要指标包括磁盘存储器的主要指标包括存储密度、存储容量、存取时存储密度、存储容量、存取时间间及及数据传输率数据传输率。1.1.存储密度存储密度 存储密度分道密度、位密度和面密度。存储密度分道密度、位密度和面密度。道密度道密度 沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位为沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位为 道道/英寸。英寸。位密度位密度 磁道单位长度上能记录的二进制代码位数，磁道单位长度上能记录的二进制代码位数，单位为位单位为位/英寸。英寸。面密度面密度位密度和道密度的乘积，单位为位位密度和道密度的乘积，单位为位/平方英寸。平方英寸。7.2.2 7.2.2 磁介质存储器的技术指标磁介质存储器的技术指标第第7章章 外部设备外部设备122.2.存储容量存储容量 一个磁盘存储器所能存储的字节总数，称为磁盘存储器的一个磁盘存储器所能存储的字节总数，称为磁盘存储器的存储容量。存储容量有格式化容量和非格式化容量之分。存储容量。存储容量有格式化容量和非格式化容量之分。格式化容量：格式化容量：按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量，也就是按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量，也就是用户可以真正使用的容量。用户可以真正使用的容量。非格式化容量：非格式化容量：磁记录表面可以利用的磁化单元总数。将磁盘存储器用磁记录表面可以利用的磁化单元总数。将磁盘存储器用于某计算机系统中，必须首先进行格式化操作，然后才能供于某计算机系统中，必须首先进行格式化操作，然后才能供用户记录信息。格式化容量一般是非格式化容量的用户记录信息。格式化容量一般是非格式化容量的60%70%。目前，。目前，3.5英寸的硬盘机容量可达英寸的硬盘机容量可达80GB。第第7章章 外部设备外部设备137.2.3 7.2.3 数字磁记录方式数字磁记录方式 为了提高磁介质存储器的性能，扩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方式对提高记录密度和可靠性也是很重要的。要的。磁记录方式是一种编码方式，即按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。变换成记录介质上相应磁通翻转形式。第第7章章 外部设备外部设备14直接记录方式直接记录方式000011111RZNRZNRZ-1T0图图7-2(a)直接记录方式的写电流波形直接记录方式的写电流波形第第7章章 外部设备外部设备15 当记录密度较低时，可以不编码，当记录密度较低时，可以不编码，直接按记录信息的直接按记录信息的“0”、“1”排序记录。排序记录。归零制（归零制（RZ）记录记录“1”时，写磁头线圈中通以正时，写磁头线圈中通以正向脉冲电流；记录向脉冲电流；记录“0”时，通以反向脉时，通以反向脉冲电流。由于脉冲电流均要回到零，故称冲电流。由于脉冲电流均要回到零，故称为归零制。归零制的两个脉冲之间有一段为归零制。归零制的两个脉冲之间有一段间隔没有电流，相应的这段磁层未被磁化。间隔没有电流，相应的这段磁层未被磁化。1.直接记录方式直接记录方式第第7章章 外部设备外部设备16不归零制（不归零制（NRZ）记录记录“1”时，写磁头线圈中通以正向电时，写磁头线圈中通以正向电流；记录流；记录“0”时，通以反向电流。由于磁头中时，通以反向电流。由于磁头中电流不回到零，故称为不归零制。如果记录的电流不回到零，故称为不归零制。如果记录的相邻两位信息相同时，写电流方向不变；只有相邻两位信息相同时，写电流方向不变；只有当记录的相邻两位信息不相同时，写电流才改当记录的相邻两位信息不相同时，写电流才改变方向，所以又称为变方向，所以又称为“见变就翻见变就翻”的不归零制。的不归零制。不归零不归零1制（制（NRZ-1）这是一种改进的不归零制，记录这是一种改进的不归零制，记录“1”时，时，在位周期中间写电流改变方向；而记录在位周期中间写电流改变方向；而记录“0”时，时，写电流方向维持不变，所以称之为见写电流方向维持不变，所以称之为见“1”就翻就翻的不归零制。的不归零制。1.直接记录方式（续）直接记录方式（续）第第7章章 外部设备外部设备17按位编码记录方式按位编码记录方式000011111PEFMMFMM2FMT0图图7-2(b)按位编码记录方式的写电流波形按位编码记录方式的写电流波形第第7章章 外部设备外部设备18调相制（调相制（PE）调相制又称相位编码方式。它采用调相制又称相位编码方式。它采用0和和180相位的不同分别表示相位的不同分别表示“1”或或“0”。它的编码规则是：记录。它的编码规则是：记录“1”时，时，写电流在位周期中间由负变正；记录写电流在位周期中间由负变正；记录“0”时，写电流在位周期中间由正变负。当连时，写电流在位周期中间由正变负。当连续出现两个或两个以上续出现两个或两个以上“1”或或“0”时，时，为了维持上述原则，在位周期的边界上也为了维持上述原则，在位周期的边界上也要翻转一次。这种记录方式常用于磁带机要翻转一次。这种记录方式常用于磁带机中。中。2.按位编码记录方式按位编码记录方式第第7章章 外部设备外部设备19 成组编码方式，如群码制（成组编码方式，如群码制（GCR）、）、三位调制码（三位调制码（3PM）和游程长度受限码（和游程长度受限码（RLL）等，它们将数据序列中的数据位几等，它们将数据序列中的数据位几位分成一组，然后按一定的变换规则变换位分成一组，然后按一定的变换规则变换成对应的记录码，再采用成对应的记录码，再采用NRZ-1制写入记制写入记录介质，从而使记录密度得以提高。录介质，从而使记录密度得以提高。3.成组编码记录方式成组编码记录方式第第7章章 外部设备外部设备20 尽管存在着很多种编码方式，但只尽管存在着很多种编码方式，但只有少部分仍然流行。近些年最流行的三种有少部分仍然流行。近些年