计算机组成原理_第八章

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9.9 积分

第第8章 外围设备章 外围设备 外围设备的一般功能外围设备的一般功能 除了除了CPU和主存之外和主存之外计算机系统中的每一个 部分都可作为一个外围设备看待 计算机系统中的每一个 部分都可作为一个外围设备看待 一般说来一般说来外围设备由三个基本部分组成外围设备由三个基本部分组成 1) 存储介质存储介质它具有保存信息的物理特征它具有保存信息的物理特征 2) 驱动装置驱动装置它用于移动存储介质它用于移动存储介质 3) 控制电路控制电路它向存储介质发送数据或从存 储介质接受数据 它向存储介质发送数据或从存 储介质接受数据 输入输出兼容设备输入输出兼容设备显示器显示器键盘打印机键盘打印机 外围设备的分类外围设备的分类 硬 件 主 机 外 围 设 备 内存 硬 件 主 机 外 围 设 备 内存 CPU 输入设备输入设备键盘键盘鼠标鼠标扫描仪 输出设备 扫描仪 输出设备针式打印机针式打印机激光打印机 外存设备 激光打印机 外存设备磁盘磁盘光盘光盘磁带 过程控制设备 磁带 过程控制设备A/DD/A 数据通信设备数据通信设备调制解调器调制解调器网卡网卡 …. 键盘的运行原理键盘的运行原理 计算机的键盘计算机的键盘是用于向主机内敲入字符是用于向主机内敲入字符功能键功能键汉 字等符号 汉 字等符号这是通过逐次敲击键盘上的不同位置这是通过逐次敲击键盘上的不同位置标有键 名 标有键 名的键来完成的的键来完成的被敲击的每个键将以一个特定的编码 被表示并被存入计算机主机 被敲击的每个键将以一个特定的编码 被表示并被存入计算机主机故键盘的基本运行原理故键盘的基本运行原理是 把键在键盘上的位置对应为一个编码 是 把键在键盘上的位置对应为一个编码 并行接口 并行接口 并行接口 并行接口 +5V 10K 0列列1列列m列列 0行行 1行行 n行行 键盘 键 键盘 键 . . . . …. 键盘的运行原理键盘的运行原理 键盘运行的基本原理键盘运行的基本原理是把每键在键盘上的位置对应为一个编码是把每键在键盘上的位置对应为一个编码 具体实现具体实现是用行列扫描的方法是用行列扫描的方法即把每个键分配在一个即把每个键分配在一个m*n矩阵的交叉点上矩阵的交叉点上 通过并行接口依此送出仅有一行为零通过并行接口依此送出仅有一行为零其余各行均为一的值其余各行均为一的值用并行接口读用并行接口读m列 的取值 列 的取值当该值不为当该值不为FFH时时表明有键按下表明有键按下若该值仅含一位零若该值仅含一位零表明取值为表明取值为 0 的行的行列的交叉点的键被按下列的交叉点的键被按下用一个对照表即可得到相应键的编码用一个对照表即可得到相应键的编码尚需解决 如下的一些问题 尚需解决 如下的一些问题键的抖动键的抖动多键按下多键按下由谁由谁哪个部件哪个部件完成这些操作过程完成这些操作过程 并行接口 并行接口 并行接口 并行接口 +5V 10K 0列列1列列m列列 0行行 1行行 n行行 键盘 键 键盘 键 . . . . 键盘 处理程序 代码 转换程序 键盘 处理程序 代码 转换程序 键盘 处理程序 键盘 处理程序 字型 检索 程序 字型 检索 程序 汉字 字模 库 汉字 字模 库 显示 驱动 程序 显示 驱动 程序 显示 存储 器 显示 存储 器 CRT 键盘键盘 汉 字 内 码 汉 字 点 阵 汉 字 内 码 汉 字 点 阵 32 字 节 字 节 2 字 节 字 节 IBM PC机汉字显示原理机汉字显示原理 显示适配 器结构框图 显示适配 器结构框图 打印输出是计算机最基本的输出形式打印输出是计算机最基本的输出形式与显示器输出相 比 与显示器输出相 比打印输出可产生永久性记录打印输出可产生永久性记录因此因此打印设备打印设备又称为又称为 硬拷贝设备硬拷贝设备 激光部分激光部分 印字机 控制部分 印字机 控制部分 (微处理机汉字字形库微处理机汉字字形库) 记录鼓记录鼓 (硒鼓硒鼓) 显象 部分 显象 部分 + … 定形部分定形部分 加热辊 预热板 加热辊 预热板 输纸用辊输纸用辊 转写转写 清扫辊清扫辊 带电器带电器 印写部分 清扫部分 转写部分印写部分 清扫部分 转写部分 接纸 部分 接纸 部分 纸纸 激光激光 激 光 打 印 机 的 组 成 激 光 打 印 机 的 组 成 网络接口卡网络接口卡 数据 缓存 器 数据 缓存 器 接口控制器接口控制器 数据链 路控制 器 数据链 路控制 器 EDLC 编 码 译 码 器 编 码 译 码 器 收 发 器 收 发 器 地址线地址线 控制线 数据线 控制线 数据线 ARC1 ARC2 REA LCC LCS 网络 传输 介质 网络 传输 介质 ESIA PCI PCMCIA 以太网 令牌网 以太网 令牌网 磁表面存储器磁表面存储器 磁盘是用得最多的外存设备磁盘是用得最多的外存设备其主要特点是容量大其主要特点是容量大 速度尚可速度尚可且能以比较低的成本长时间地记忆信 息 且能以比较低的成本长时间地记忆信 息 从不同角度从不同角度对磁盘驱动器有多种分类办法对磁盘驱动器有多种分类办法 它是用磁头产生或者感应变化的电磁场它是用磁头产生或者感应变化的电磁场把二进制 信息写进盘状材料表面磁层中或从磁层中读出 把二进制 信息写进盘状材料表面磁层中或从磁层中读出 提高信息的存储密度和容量提高信息的存储密度和容量提高信息的读写速度 和入出吞吐量 提高信息的读写速度 和入出吞吐量降低信息存储成本降低信息存储成本提高其运行 可靠性 提高其运行 可靠性是主要的追求目标是主要的追求目标 磁盘驱动器属于直接存取磁盘驱动器属于直接存取寻道寻道串行读写设备串行读写设备 存储原理与技术指标存储原理与技术指标 1.读写原理 存储介质 1.读写原理 存储介质磁层磁层 读/写部件读/写部件磁头磁头 1 1写入 在磁头线圈中加入磁化电流 写入 在磁头线圈中加入磁化电流写电流写电流 并使磁层移动并使磁层移动在磁层上形成连续的小段 磁化区域 在磁层上形成连续的小段 磁化区域位单元位单元 2 2读出读出 磁头线圈中不加电流磁头线圈中不加电流磁层移动磁层移动当位单元的当位单元的转变 区 转变 区经过磁头下方时经过磁头下方时在线圈两端产生在线圈两端产生感应电势感应电势 读出信号读出信号 磁通变化的区域磁通变化的区域 前间隙前间隙 后间隙后间隙 铁氧体铁氧体 线圈线圈 电流电流 磁记录介质磁记录介质 磁头结构和电磁转换示意图磁头结构和电磁转换示意图 磁头磁头软磁材料 导磁率高 软磁材料 导磁率高饱和磁感应强度大 矫顽力小 饱和磁感应强度大 矫顽力小剩余磁感应强度小剩余磁感应强度小 磁记录材料磁记录材料硬磁材料 记录密度高 硬磁材料 记录密度高记录信息时间长 输出信号幅度大 记录信息时间长 输出信号幅度大噪声低 表面组织紧密 噪声低 表面组织紧密光滑光滑无麻点 薄厚均匀 无麻点 薄厚均匀温度温度湿度影响小湿度影响小 e = -n* d /dt = -n* d /dl* dl /dt = -nv d /dl 技术指标技术指标 道密度道密度 1 1记录密度记录密度 2 2存储容量存储容量 位密度位密度 单位长度内的磁道数单位长度内的磁道数 磁道上单位长度内的二进 制代码数 磁道上单位长度内的二进 制代码数 非格式化容量非格式化容量 格式化容量格式化容量 总位数总位数 用位密度计算用位密度计算 有效位数有效位数 用扇区內的数据块 长度计算 用扇区內的数据块 长度计算 3 3速度指标速度指标 平均存取时间平均存取时间 带带平均等待时间平均等待时间 盘盘平均定位平均定位平均旋转时间平均旋转时间 衡量查找速度衡量查找速度msms 数据传输率数据传输率衡量读/写速度衡量读/写速度b/sb/sB/sB/s 磁记录方式磁记录方式 磁记录方式是指一种编码方法磁记录方式是指一种编码方法即如何将一 串二进制信息 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 通过读写电路变换成磁层 介质中的磁化翻转序列 好的编码方法应该有好的编码方法应该有更高的编码效率更高的编码效率 更高的自同步能力更高的自同步能力更高的读写可靠性等更高的读写可靠性等 常用的编码方式有常用的编码方式有 不归零制不归零制NRZ见见 1 就翻的就翻的 NRZ 调相制调相制PM调频制调频制FM 改进调频制改进调频制MFM 常用磁记录方式波形图常用磁记录方式波形图 NRZ NRZ1 PM FM MFM 位信息位信息 1 0 1 1 1 0 0 0 1 位周期位周期 磁盘存储器的逻辑结构磁盘存储器的逻辑结构 并串转换电路并串转换电路控制电路控制电路 读出放大电路读出放大电路 串 并 串 转 换 电 路 串 并 串 转 换 电 路 并行数据 并 行 数 据 并行数据 并 行 数 据 写驱 动器 写驱 动器 读写 开关 读写 开关 读写 磁头 读写 磁头 磁记录介质磁记录介质 硬 盘设备硬 盘设备 磁头磁头 磁 盘 组 磁 盘 组 主轴主轴 通风机通风机 取数臂取数臂定位驱动器定位驱动器 速度 传感器 速度 传感器 小车小车 主电机主电机 传动皮带传动皮带 滤尘器滤尘器 密封罩密封罩 硬磁盘驱动器结构示意图硬磁盘驱动器结构示意图 硬盘控制器硬盘控制器 DMA 控制控制 头空头空 格 式 控 制 格 式 控 制 串并 转换 串并 转换 并串 转换 并串 转换 串并 转换 串并 转换 读时 钟产 生器 读时 钟产 生器 串并 转换 串并 转换 数据编码器数据编码器 写放 大器 写放 大器 ESDI 接口接口 SCSI 接口接口 ST 接口 磁盘数据控制器磁盘分离器 接口 磁盘数据控制器磁盘分离器 关 键 词： 计算机 组成 原理 第八

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