【正文】 盤控制器、軟磁盤片三大部分 軟磁盤存儲(chǔ)器 和 硬磁盤存儲(chǔ)器 的存儲(chǔ)原理和記 錄方式基本相同。 可知：磁盤組共有 220個(gè)圓柱面。目前磁盤存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)幾十兆字節(jié) /秒。從主機(jī)接口邏輯考慮，應(yīng)有足夠快的傳送速度向設(shè)備接收 /發(fā)送信息。平均找道時(shí)間是最大找道時(shí)間與 最小找道時(shí)間的平均值，目前平均找道時(shí)間為 10— 20ms。格式化容量一般是非 格式化容量的 60%— 70%。存儲(chǔ)容量有格式化容量和非 格式化容量之分。 存儲(chǔ)密度 ： 存儲(chǔ)密度分為 道密度 、 位密度 和 面密度 。其中空白段用來留出一定的時(shí)間作為磁盤控制器的讀寫準(zhǔn)備時(shí)間，序標(biāo)被用來作為磁盤控制器的同步定時(shí)信號(hào)。數(shù)據(jù)在磁盤上的記錄格式如下： 每個(gè)扇區(qū)開始時(shí)由磁盤控制器產(chǎn)生一個(gè)扇標(biāo)脈沖。為進(jìn)行讀 /寫操作，要求定出磁道的起始位置，這個(gè)起始位置稱為 索引 。磁盤記錄面經(jīng)這樣編址后，就可用 n磁道 m扇區(qū) 的磁盤地址找到實(shí)際磁盤上與之相對(duì)應(yīng)的記錄區(qū)。記錄面上一系列同心圓稱為 磁道 。作為主機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間的控制器，它需要有兩個(gè)方面的接口：一 個(gè)是與主機(jī)的接口，控制外存與主機(jī)總線之間交換數(shù)據(jù)；另一個(gè)是與設(shè)備的接口，根據(jù)主機(jī)命令控制設(shè)備的操作。對(duì)溫盤驅(qū)動(dòng)器，還要求在超凈環(huán)境下組裝。它是一種密封組合式的硬磁盤，即磁頭、盤片、電機(jī)等驅(qū)動(dòng)部件乃至讀寫電路等組裝成一個(gè)不可隨意拆卸的整體。 (1)可移動(dòng)磁頭固定盤片的磁盤機(jī) 特點(diǎn)是一片或一組盤片固定在主軸上，盤片不可更換 。磁盤控制器包括控制邏輯與時(shí)序、數(shù)據(jù)并 串變換電路和串 并變換電路。 外圍設(shè)備 磁表面存儲(chǔ)器存取信息的原理： 通過電 磁變換，利用磁頭寫線圈中的脈沖電流， 可把一位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成載磁體存儲(chǔ)元的不同剩磁 狀態(tài)；反之，通過磁 電變換，利用磁頭讀出線圈， 可將由存儲(chǔ)元的不同剩磁狀態(tài)表示的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換 成電信號(hào)輸出。當(dāng)磁頭對(duì)載磁體 作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于磁頭鐵芯中磁通的變化，使讀出線圈中感 應(yīng)出相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì) e，其值為 負(fù)號(hào)表示感應(yīng)電勢(shì)的方向與磁通的變化方向相反。上述過程稱為 寫入 。由于鐵芯是高導(dǎo)磁 率材料，而鐵芯空隙處為非磁性材料，故在鐵芯空隙處集中很強(qiáng)的磁場(chǎng)。 R越大，自同步能力越高。 MFM 除了上述幾種記錄方式外，還有游程長度受限碼 RLLC、成組編碼 GCR等記錄方式。 調(diào)相制 (PM)： 其特點(diǎn)是在一個(gè)位周期的中間位置，電流由負(fù)到正為 1，由正到負(fù)為 0，即利用電流相位的變化進(jìn)行寫“ 1”和“ 0”，所以通過磁頭中的電流方向一定要改變一次，這種記錄方式中“ 1”和“ 0”的讀出信號(hào)相位不同，抗干擾能力較強(qiáng)。 常用記錄方式可分為 不歸零制 (NRZ)， 調(diào)相制 (PM)， 調(diào)頻制 (FM)幾大類。如果規(guī)定用 +Br狀態(tài)表示代碼“ 1”， Br狀態(tài)表示代碼“ 0”，那么要使磁性材料記憶“ 1”，就要加正向脈沖電流，使磁性材料正向磁化；要使磁性材料記憶“ 0 ”，則要加負(fù)向脈沖電流，使磁性材料反向磁化。 從磁滯回線可以看出，磁性材料被磁化以后，工作點(diǎn)總是在磁滯回線上。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。清 除以后的鼓表面又繼續(xù)重復(fù)上述的 充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、 定影 等一系列過程。當(dāng)鼓上的字符信息區(qū)和普通紙接觸時(shí)，由于在紙的背面施以反向的靜電電荷，鼓表面上的碳粉就會(huì)被吸附到紙上來，這個(gè)過程稱為轉(zhuǎn)印。硒鼓在未被激光束掃描之前，首先在黑暗中充電，使鼓表面均勻地沉積一層電荷。如此重復(fù)多次 ，才打印出完整的一行字符。打印速度約每秒 100個(gè)字符。 色帶 的作用是供給色源，在打印過程中色帶不斷移動(dòng)，改變其受擊打的位置，以免破損。由于省去了空 針式打印機(jī)的結(jié)構(gòu)： 針式打印機(jī)由打印頭與字車、輸紙機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)與控制 器四部分組成。以后又 外圍設(shè)備 串行針式打印機(jī)有單向打印和雙向打印兩種。 點(diǎn)陣針式打印機(jī)的印字方法是由打印針選擇 n m個(gè)點(diǎn)陣組 成的字符圖形。點(diǎn)陣針式打印機(jī)是利用打印鋼針組成的 點(diǎn)針來表示字符。非擊打式是采用電、磁、 光、噴墨等物理、化學(xué)方法印刷字符，因此習(xí)慣上將這類非擊 打式的機(jī)種稱 為“印字機(jī)”，如激光印字機(jī)，噴墨印字機(jī)等。 1. 按印字原理分，分為 擊打式 和 非擊打式 兩大類。下圖為一種語音輸入 /輸出設(shè)備的原理方框圖： 語音識(shí)別器 作為輸入設(shè)備，可以將人的 語言聲音轉(zhuǎn)換成計(jì) 算機(jī)能夠識(shí)別的信息，并將這些信息送入計(jì)算機(jī)。例如記錄在錄像帶上的圖像要用錄像機(jī)讀出，再將視頻信 號(hào)經(jīng)圖像板量化后輸入計(jì)算機(jī)。 外圍設(shè)備 (4)鼠標(biāo)器輸入 光筆和圖形板兩種輸入方式都可以輸入某一點(diǎn)的絕對(duì)坐標(biāo)， 鼠標(biāo)器是一種手持的坐標(biāo)定位部件，有兩種類型。這種二維的輸入方 式比光筆與屏幕相結(jié)合的方式有許多優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛應(yīng) 游動(dòng)標(biāo)是一個(gè)手持的方形坐標(biāo)讀出器，上面有一塊透明玻 璃，玻璃上刻有十字標(biāo)記。另外，利用鍵盤上指定的字符與屏 幕上的光標(biāo)結(jié)合，可用來移動(dòng)光標(biāo)，拾取圖形坐標(biāo)，指定繪圖 (2) 光筆的外形與鋼筆相似，頭部裝有一個(gè)透鏡系統(tǒng)，能把進(jìn) 入的光聚為一個(gè)光點(diǎn)。 外圍設(shè)備 輸入設(shè)備和打印設(shè)備 輸入設(shè)備 打印設(shè)備 外圍設(shè)備 輸入設(shè)備 常用的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備分為 圖形輸入、圖像輸入、聲音輸 入 等幾類： 圖形輸入方法較多，特別是交互式圖形系統(tǒng)要求具有人 機(jī)對(duì)話功能：計(jì)算機(jī)將結(jié)果顯示給人，人根據(jù)看到的顯示決定下一步操作，并通過輸入設(shè)備告訴計(jì)算機(jī)。典型的圖形加速功能有： (1)位和塊傳送 ，用 于生成和移動(dòng)一個(gè)矩形塊 (如窗口 )數(shù)據(jù)； (2)畫線 ，由硬件在 屏上任意兩點(diǎn)間畫一向量； (3)填域 ，以預(yù)先指定的顏色或花 樣填滿一個(gè)任意多邊形； (4)顏色擴(kuò)充 ，將一個(gè)單色的圖像放 外圍設(shè)備 【例 3】 刷存的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。在 Windows環(huán)境下，它的大部分功能不被使用，而由后者的設(shè)備 外圍設(shè)備 顯示控制器 是適配器的心臟。 外圍設(shè)備 顯示適配器由 刷新存儲(chǔ)器、顯示控制器、 ROM BIOS三部分 組成，請(qǐng)參看 CAI演示 刷新存儲(chǔ)器 存放顯示圖案的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。 外圍設(shè)備 VESA擴(kuò)充的標(biāo)準(zhǔn)顯示模式見文字教材的表 。掃描頻率 (水平同步 )是 ，刷新頻率 (垂直同步 )是 60Hz。目前流行的圖形工作站就屬于圖形處理子系統(tǒng)。數(shù)字相機(jī)的出現(xiàn)，更容易組成一個(gè)圖像處理系統(tǒng)。圖像輸入控制板接收攝像機(jī)模擬視頻輸入信號(hào)，經(jīng) A/D變換為數(shù)字量存入刷新存儲(chǔ)器用于顯示，并可傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理操作。 外圍設(shè)備 圖像顯示器有兩種類型： 它僅僅顯示由計(jì)算機(jī)送來的數(shù)字圖像。 在計(jì)算機(jī)中表示圖形，只需存儲(chǔ)繪圖命令和坐標(biāo)點(diǎn)， 沒有必要存儲(chǔ)每個(gè)像素點(diǎn)。 外圍設(shè)備 【例 2】 下圖為 IBM PC機(jī)漢字顯示原理圖，請(qǐng)分析此原理圖 并進(jìn)行文字說明。 外圍設(shè)備 程序段緩存和刷存之間有一個(gè) DDA部件 ，它是一種進(jìn)行數(shù)據(jù) 插補(bǔ)的硬件，其作用是把顯示文件變換為像素信息，即根據(jù)顯 示文件給出的曲線類型和坐標(biāo)值，生成直線、圓、拋物線乃至 更復(fù)雜的曲線。目前高質(zhì)量圖形顯示器采用這種隨機(jī)掃描方 外圍設(shè)備 (2) 產(chǎn)生圖形的方法稱為 相鄰像素串接法 ，即曲線是由相鄰像 素串接而成。 (5)點(diǎn)計(jì)數(shù)器 8∶1 分頻；字計(jì)數(shù)器 (64+12)∶1 分頻；行計(jì)數(shù) 器 (8+6)∶1 分頻；排計(jì)數(shù)器 (25+10)∶1 外圍設(shè)備 圖形顯示 : 是指用計(jì)算機(jī)手段表示現(xiàn)實(shí)世界的各種事物， 并形象逼真地加以顯示。另外， 字間間隔 1點(diǎn)，行間間隔 6點(diǎn)；幀頻 50Hz，采取逐行掃描方式 。 外圍設(shè)備 字符Ｉ的點(diǎn)陣表示、字符發(fā)生器的結(jié)構(gòu)以及字符顯示器的 原理框圖，見教材 P240圖 。若一幀屏幕共有 2023個(gè)字符窗 口（即：可顯示 2023個(gè)字符），則 VRAM應(yīng)有 2023個(gè)單元存放被 顯示的字符信息。 可見： 字符發(fā)生器 ROM中存儲(chǔ)的是機(jī)器所有可顯示字符的字形 點(diǎn)陣信息 （又稱：字模碼 )。點(diǎn)陣是由 m n個(gè)像素點(diǎn)組 成的陣列，并以此來構(gòu)造字符。由于這種掃描方式的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與電視標(biāo)準(zhǔn)不一致，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)較復(fù) 光柵掃描 ： 是電視中采用的掃描方法。容量 和存取周期是刷新存儲(chǔ)器的重要技術(shù)指標(biāo)。顯示設(shè)備中通常選用電視中的標(biāo)準(zhǔn)，每秒刷新 50 為了不斷提供刷新圖像的信號(hào)，必須把一幀圖像信息存儲(chǔ) 在 刷新存儲(chǔ)器 （也叫 視頻存儲(chǔ)器 ）中。 外圍設(shè)備 CRT發(fā)光是由電子束打在熒光粉上引起的?；叶燃?jí)取決于每個(gè)像素對(duì)應(yīng)刷新存儲(chǔ)器單元的位 數(shù)和 CRT本身的性能。分辨率取決于顯象管熒光粉的粒度、 熒光屏的尺寸和 CRT電子束的聚焦能力。 按所顯示的信息內(nèi)容分類，有字符顯示器、圖形顯示器、 CRT顯示設(shè)備的分類 ：（ 1）以掃描方式分類，分成 光柵掃 描 和 隨機(jī)掃描 兩種顯示器；（ 2）以分辨率來分，分成高分辨率 顯示器和低分辨率顯示器；（ 3）以顯示的顏色分類，有單色 (黑白 )顯示器和彩色顯示器。 外圍設(shè)備 外圍設(shè)備的分類 一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配備什么樣的外圍設(shè)備，是根據(jù)實(shí)際需要 來決定的。 外圍設(shè)備的功能： 在計(jì)算機(jī)和其他機(jī)器之間，以及計(jì)算機(jī)與用戶之間提供或建立起聯(lián)系。除了 CPU和主存外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的每一部分都可作為一個(gè)外圍設(shè)備來看待。 (3)控制電路，它向存儲(chǔ)介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)介質(zhì)接受數(shù)據(jù)。 按顯示設(shè)備所用的顯示器件分類，有陰極射線管 (CRT)顯示 器、液晶顯示器 (LCD)、等離子顯示器等。像素越密，分 辨率越高，圖像越清晰?；叶燃?jí)越多，圖像層次 越清楚逼真。圖像顯示器 的灰度級(jí)一般在 256級(jí)以上。按人的視覺生理，刷新頻率大于 30次 /秒時(shí)才 不會(huì)感到閃爍。刷新存儲(chǔ)器的存取周期必須滿足刷新頻率的要求。高質(zhì)量的圖形顯示器 (如分辨率為 4096 4096)采用隨機(jī)掃描方式。光柵掃描的缺點(diǎn)是冗余時(shí)間多，分辨率不如隨機(jī)掃描方式，但由于電視技術(shù)業(yè)已成熟，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除高質(zhì)量圖形顯示器外，大部分 3. 外圍設(shè)備 字符 /圖形顯示器 顯示字符的方法以 點(diǎn)陣 為基礎(chǔ)。點(diǎn)陣的多少取決于顯示字符的質(zhì)量 和字符窗口的大小。 視頻緩存器 VRAM：通常，待顯示字符的 ASCII代碼被存放在 視頻緩存器 VRAM中，以備刷新。在顯示過 程中，按照 VRAM中的 SACII碼和光柵地址計(jì)數(shù)器訪問 ROM，依次 取出字形點(diǎn)陣，就可以完成一個(gè)字符的輸出。（ 字符顯示器的具體原理分析，參閱教材 P241） 外圍設(shè)備 【例 1】： 某 CRT顯示器可顯示 64種 ASCII字符，每幀可顯示 64字 25 行；每個(gè)字符字形采用 7 8點(diǎn)陣，即橫向 7點(diǎn)，縱向 8點(diǎn)。（ 共有 64種可顯示字符 ） (3)顯然，緩存中存放的是待顯示字符的 ASCII (4)顯示位置自左至右，從上到下，相應(yīng)地緩存地址由低到 高，每個(gè)地址碼對(duì)應(yīng)一個(gè)字符顯示位置。 這種顯示器的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高 (可達(dá) 4096 4096個(gè)像素 )， 顯示的曲線平滑。 刷新存儲(chǔ)器 ： 用以存放一幀圖形的形狀信息，它的地址和 屏幕上的地址一一對(duì)應(yīng)。它的出現(xiàn)使圖形學(xué)的研究從簡 單的線條圖擴(kuò)展到豐富多彩、形象逼真的各種立體及平面圖形， 從而擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域，成為目前流行的顯示器。 外圍設(shè)備 圖象顯示設(shè)備 圖形是用計(jì)算機(jī)表示和生成的圖，稱作 主觀圖像 。 圖像顯示器采用 光柵掃描方式 ，其分辨率在 256 256或 512 512個(gè)像素，與圖形顯示兼容的圖像 顯示器已達(dá) 1024 1024，灰度級(jí)在 64— 256級(jí)。如圖 ： 圖像輸入控制板的功能是實(shí)現(xiàn)連續(xù)的視頻信號(hào)與離散的數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。也可以接入電視機(jī)的視頻輸入端來代替監(jiān)視器。這種子系統(tǒng)可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)到通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在圖形方式下，可以顯示 320 200像素四種顏色 EGA顯示標(biāo)準(zhǔn)兼容 CGA和 MDA各種顯示方式，在圖形方式下分辨率為 640 350， 16 外圍設(shè)備 VGA顯示標(biāo)準(zhǔn)下，字符窗口為 9 16點(diǎn)陣，圖形方式下分辨 率為 640 480， 16種顏色，或 320 200， 256種顏色。該模式除兼容 MDA， CGA， EGA， VGA的顯示方式外， 還支持 1280 1024像素