【正文】 第 7章 外部設(shè)備 1 第 7章 外部設(shè)備 第 7章 外部設(shè)備 2 外部設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，本章將介紹磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)原理，常用磁介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備和其他輔助存儲(chǔ)設(shè)備，以及常見的輸入輸出設(shè)備的工作原理。 第 7章 外部設(shè)備 3 本章學(xué)習(xí)內(nèi)容 ? 外部設(shè)備概述 ? 磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的性能和原理 ? 磁介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備 ? 磁盤陣列 （ RAID） ? 光盤存儲(chǔ)器 ? 新型輔助存儲(chǔ)器 ? 鍵盤輸入設(shè)備 ? 其他輸入設(shè)備 ? 打印輸出設(shè)備 ? 顯示設(shè)備 第 7章 外部設(shè)備 4 本章學(xué)習(xí)要求 ? 了解：外部設(shè)備分類 ? 了解：磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的讀寫原理和技術(shù)指標(biāo) ? 理解：常見的數(shù)字磁記錄方式 ? 理解：硬盤上的信息分布和磁盤地址 ? 了解：磁盤陣列的基本概念 ? 了解：光盤的基本概念 。 ? 了解：新型輔助存儲(chǔ)器 ? 理解：鍵盤的類型和非編碼鍵盤的工作原理 ? 了解：其他輸入設(shè)備 ? 理解：印字輸出設(shè)備的特點(diǎn)和點(diǎn)陣針式打印機(jī)的工作原理 ? 理解：顯示設(shè)備特點(diǎn)和字符顯示器的工作原理 第 7章 外部設(shè)備 5 外部設(shè)備概述 一、作用 在計(jì)算機(jī)和其他機(jī)器之間，以及計(jì)算機(jī)與用戶之間提供聯(lián)系。 外設(shè) 外設(shè) CPU 二、地位 ? 從信息的轉(zhuǎn)換角度：決定了信息處理的可靠性與準(zhǔn)確性 ? 從配置上：越來越多，功能越來越強(qiáng) ? 從所占比重上：其產(chǎn)值占信息產(chǎn)業(yè)中硬件產(chǎn)值的 70% 以上 決定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性、性價(jià)比及影響計(jì)算機(jī)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵 第 7章 外部設(shè)備 6 外部設(shè)備的分類 按功能 輸入設(shè)備 ? 1 鍵盤、鼠標(biāo) ? 2 圖形輸入設(shè)備：光筆、數(shù)字化儀 ? 3 語音輸入設(shè)備：話筒 ? 4 自動(dòng)識(shí)別輸入設(shè)備： OCR、 OMR、掃描儀、條碼閱讀機(jī) ? 5 觸摸屏 ? 6 圖象輸入設(shè)備：數(shù)碼相機(jī) 第 7章 外部設(shè)備 7 ? 輸出設(shè)備 1 顯示器 2 打印機(jī) 針式打印機(jī) 激光打印機(jī) : 激光掃描技術(shù)、電攝影技術(shù) 噴墨打印機(jī)：“連續(xù)射流分解成滴” 3 繪圖儀：平臺(tái)式和鼓式 4 語音輸出設(shè)備：揚(yáng)聲器、耳機(jī) 5 縮微膠卷輸出設(shè)備 第 7章 外部設(shè)備 8 ? 外存儲(chǔ)設(shè)備 1 軟盤 2 硬盤 內(nèi)置硬盤 盒式硬盤 3 光盤： CD、 DVD 4 磁帶 ? 數(shù)據(jù)通信設(shè)備 ? 終端設(shè)備 由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和終端控制器組成，通常通過通信線路與主機(jī)相連。終端設(shè)備具有向計(jì)算機(jī)輸入信息和接收計(jì)算機(jī)輸出信息的能力，具有與通信線路連接的通信控制能力，有些還具有一定的數(shù)據(jù)處理能力。 1 通用終端設(shè)備 2 專用終端設(shè)備 第 7章 外部設(shè)備 9 磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)過程是一種電磁轉(zhuǎn)換的過程 。 常見的磁介質(zhì)存儲(chǔ)器 ， 如軟磁盤 、 硬磁盤 、 磁帶等就是利用磁記錄原理制成的 。 磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的性能和原理 第 7章 外部設(shè)備 10 計(jì)算機(jī)的外存儲(chǔ)器又稱磁表面存儲(chǔ)設(shè)備 。 所謂 磁表面存儲(chǔ) ，是用某些磁性材料薄薄地涂在金屬鋁或塑料表面作載磁體來存儲(chǔ)信息。磁盤存儲(chǔ)器、磁帶存儲(chǔ)器均屬于磁表面存儲(chǔ)器。 磁表面存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)： (1)存儲(chǔ)容量大，位價(jià)格低； (2)記錄介質(zhì)可以重復(fù)使用； (3)記錄信息可以長期保存而不丟失，甚至可以脫機(jī)存檔； (4)非破壞性讀出，讀出時(shí)不需要再生信息 。 磁表面存儲(chǔ)器的缺點(diǎn)： 存取速度較慢，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對工作環(huán)境要求較高。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中作為 輔助大容量存儲(chǔ)器 使用，用以存放系統(tǒng) 磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的讀寫 第 7章 外部設(shè)備 11 磁盤存儲(chǔ)器的主要指標(biāo)包括 存儲(chǔ)密度、存儲(chǔ)容量、存取時(shí)間 及 數(shù)據(jù)傳輸率 。 存儲(chǔ)密度分道密度、位密度和面密度。 道密度 —— 沿磁盤半徑方向單位長度上的磁道數(shù)，單位為 道 /英寸。 位密度 —— 磁道單位長度上能記錄的二進(jìn)制代碼位數(shù)， 單位為位 /英寸。 面密度 —— 位密度和道密度的乘積，單位為位 /平方英寸。 磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo) 第 7章 外部設(shè)備 12 一個(gè)磁盤存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的字節(jié)總數(shù)，稱為磁盤存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)容量有格式化容量和非格式化容量之分。 格式化容量： 按照某種特定的記錄格式所能存儲(chǔ)信息的總量，也就是用戶可以真正使用的容量。 非格式化容量： 磁記錄表面可以利用的磁化單元總數(shù)。將磁盤存儲(chǔ)器用于某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，必須首先進(jìn)行格式化操作，然后才能供用戶記錄信息。格式化容量一般是非格式化容量的 60%— 70%。目前， 80GB。 第 7章 外部設(shè)備 13 數(shù)字磁記錄方式 為了提高磁介質(zhì)存儲(chǔ)器的性能，擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，加快存取速度，除了要不斷改善磁頭和記錄介質(zhì)的電磁性能和機(jī)械性能之外，選用高性能的數(shù)字磁記錄方式對提高記錄密度和可靠性也是很重要的。 磁記錄方式是一種編碼方式 ， 即按照某種規(guī)律將一連串的二進(jìn)制數(shù)字信息變換成記錄介質(zhì)上相應(yīng)磁通翻轉(zhuǎn)形式 。 第 7章 外部設(shè)備 14 直接記錄方式 00001 1 1 1 1RZN RZN RZ 1T0圖 72(a) 直接記錄方式的寫電流波形 第 7章 外部設(shè)備 15 當(dāng)記錄密度較低時(shí)，可以不編碼，直接按記錄信息的“ 0”、“ 1”排序記錄。 ⑴歸零制（ RZ） 記錄 “ 1” 時(shí) ， 寫磁頭線圈中通以正向脈沖電流；記錄 “ 0” 時(shí) ， 通以反向脈沖電流 。 由于脈沖電流均要回到零 ， 故稱為歸零制 。 歸零制的兩個(gè)脈沖之間有一段間隔沒有電流 ， 相應(yīng)的這段磁層未被磁化 。 第 7章 外部設(shè)備 16 ⑵ 不歸零制 （ NRZ） 記錄 “ 1” 時(shí) ， 寫磁頭線圈中通以正向電流；記錄 “ 0” 時(shí) ， 通以反向電流 。 由于磁頭中電流不回到零 ， 故稱為不歸零制 。 如果記錄的相鄰兩位信息相同時(shí) ， 寫電流方向不變；只有當(dāng)記錄的相鄰兩位信息不相同時(shí) ， 寫電流才改變方向 ， 所以又稱為 “ 見變就翻 ” 的不歸零制 。 ⑶ 不歸零－ 1制 （ NRZ1） 這是一種改進(jìn)的不歸零制 ， 記錄 “ 1” 時(shí) ，在位周期中間寫電流改變方向；而記錄 “ 0” 時(shí) ，寫電流方向維持不變 ， 所以稱之為見 “ 1” 就翻的不歸零制 。 （續(xù)） 第 7章 外部設(shè)備 17 按位編碼記錄方式 00001 1 1 1 1PEFMMFMM2FMT0圖 72(b) 按位編碼記錄方式的寫電流波形 第 7章 外部設(shè)備 18 ⑴ 調(diào)相制 （ PE） 調(diào)相制又稱相位編碼方式 。 它采用0176。 和 180176。 相位的不同分別表示 “ 1” 或“ 0” 。 它的編碼規(guī)則是：記錄 “ 1” 時(shí) ，寫電流在位周期中間由負(fù)變正；記錄 “ 0”時(shí) ， 寫電流在位周期中間由正變負(fù) 。 當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上 “ 1” 或 “ 0” 時(shí) ，為了維持上述原則 ， 在位周期的邊界上也要翻轉(zhuǎn)一次 。 這種記錄方式常用于磁帶機(jī)中 。 第 7章 外部設(shè)備 19 成組編碼方式，如群碼制（ GCR）、三位調(diào)制碼（ 3PM） 和游程長度受限碼（RLL） 等，它們將數(shù)據(jù)序列中的數(shù)據(jù)位幾位分成一組，然后按一定的變換規(guī)則變換成對應(yīng)的記錄碼，再采用 NRZ1制寫入記錄介質(zhì)，從而使記錄密度得以提高。 第 7章 外部設(shè)備 20 盡管存在著很多種編碼方式，但只有少部分仍然流行。近些年最流行的三種基本類型是： 調(diào)頻制 （ FM） 改進(jìn)