计算机组成原理简明教程课件chap优秀PPT.ppt

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1、计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备教学目标教学目标l驾驭计算机外部设备功能分类及特点驾驭计算机外部设备功能分类及特点l理解并驾驭外部设备的基本工作原理理解并驾驭外部设备的基本工作原理2023/4/151计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备教学重点教学重点l计算机外部设备的功能计算机外部设备的功能l计算机外部设备的分类计算机外部设备的分类l计算机外部设备的特点计算机外部设备的特点l显示设备基本工作原理显示设备基本工作原理l磁记录原理与记录方式磁记录原理与记录方式2023/4/152计算机组成原理简明

2、教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备教学过程教学过程l9.1外部设备概述外部设备概述l9.2输入设备输入设备l9.3输出设备输出设备l9.4显示设备显示设备l9.5磁表面存储器磁表面存储器l9.6光盘存储器光盘存储器l9.7通信与网络设备通信与网络设备2023/4/153计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.1计算机外部设备概述计算机外部设备概述（1/3）l定义：计算机系统中主机以外的硬设备，是计定义：计算机系统中主机以外的硬设备，是计算机系统的重要组成部分，也称为输入输出算机系统的重要组成部分，也称为输入输出设备

3、。设备。l功能：外部设备是计算机与外部世界或计算机功能：外部设备是计算机与外部世界或计算机与人进行信息交换的设备，是人机联系的界与人进行信息交换的设备，是人机联系的界面和桥梁，常见的输入输出设备有键盘，显面和桥梁，常见的输入输出设备有键盘，显示器，打印机等。示器，打印机等。2023/4/154计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.1计算机外部设备概述计算机外部设备概述（2/3）l所处位置：在计算机系统中，所处位置：在计算机系统中，CPU和内存组成主机，其它设和内存组成主机，其它设备称为外部设备。外部设备可以看成信息转换装置，备称为外部设备。外部

4、设备可以看成信息转换装置，l把须要处理的信息转换成电脉冲输入主机，把须要处理的信息转换成电脉冲输入主机，l把主机处理后的信息转换为人们可以识别的字符，图形等。把主机处理后的信息转换为人们可以识别的字符，图形等。如图所示。如图所示。电脉冲信息电脉冲信息还原，转换还原，转换主机主机外部设备外部设备用户可识别的信息用户可识别的信息加工处理信息加工处理信息文字文字/声音声音/图形图形/图象等图象等图图9-1 外部设备所处的位置外部设备所处的位置2023/4/155计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.1计算机外部设备概述计算机外部设备概述（3/3）l分

5、类：分类：从计算机接收信息和送出结果，可以分为：从计算机接收信息和送出结果，可以分为：输入设备输入设备输出设备输出设备从外部设备的功能，可以分为：从外部设备的功能，可以分为：输入设备输入设备输出设备输出设备外存储器外存储器数据通信设备数据通信设备终端设备终端设备过程式输入输出设备过程式输入输出设备2023/4/156计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备常见的外部设备常见的外部设备输入输入/输出输出设备设备数据通信设备数据通信设备输入输出处理机输入输出处理机外存储设备（硬磁盘、软磁盘、光盘）外存储设备（硬磁盘、软磁盘、光盘）多媒体多媒体数数/模、模

6、模、模/数转换数转换汉字处理设备汉字处理设备终端设备（键盘终端设备（键盘+显示器）显示器）输入输入设备设备输出输出设备设备语音输出语音输出语言与文字输入语言与文字输入光学字符识别光学字符识别键盘键盘条形码条形码图形输入设备（鼠标器、图形板、跟踪球、操纵杆、光笔）图形输入设备（鼠标器、图形板、跟踪球、操纵杆、光笔）图象输入设备（摄象机、扫描仪、传真机）图象输入设备（摄象机、扫描仪、传真机）绘图机（平板式、滚筒式）绘图机（平板式、滚筒式）打印设备（点阵式打印机、激光打印机、喷墨打印机）打印设备（点阵式打印机、激光打印机、喷墨打印机）显示器（字符、汉字、图形、图象、液晶、等离子）显示器（字符、汉字、

7、图形、图象、液晶、等离子）2023/4/157计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备计算机外部设备分类计算机外部设备分类（1/3）（1）输入设备）输入设备输入设备是将程序，数据，吩咐，图形，图象等，按确输入设备是将程序，数据，吩咐，图形，图象等，按确定的要求转换成主机能够接收的代码信息，并送入主机内进定的要求转换成主机能够接收的代码信息，并送入主机内进行处理的设备。包括纸介质输入设备、光介质、磁介质、光行处理的设备。包括纸介质输入设备、光介质、磁介质、光学识别、语音识别、键盘输入等设备。最常用的是磁介质和学识别、语音识别、键盘输入等设备。最常用的是

8、磁介质和键盘输入设备。键盘输入设备。（2）输出设备）输出设备输出设备是将主机处理信息的中间结果和最终结果，以输出设备是将主机处理信息的中间结果和最终结果，以人们通常能识别的字符、图形等形式表示出来的设备。包括人们通常能识别的字符、图形等形式表示出来的设备。包括显示设备、印刷设备、照相、语音、纸介质设备、磁介质设显示设备、印刷设备、照相、语音、纸介质设备、磁介质设备、光介质设备。其中显示和印刷是两种主要的输出设备。备、光介质设备。其中显示和印刷是两种主要的输出设备。2023/4/158计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备计算机外部设备分类计算机外部

9、设备分类（2/3）（3）外存储设备）外存储设备外存储设备用来保存数据、程序和文挡、字库，以补外存储设备用来保存数据、程序和文挡、字库，以补充内存容量的不足，在须要某一部分数据时，可在处理机充内存容量的不足，在须要某一部分数据时，可在处理机的限制下，通过接口限制把数据送到内存。外存储设备以的限制下，通过接口限制把数据送到内存。外存储设备以磁表面存储器为主，早期有磁鼓、磁带，现在主要用磁盘磁表面存储器为主，早期有磁鼓、磁带，现在主要用磁盘（硬盘、软盘）和光盘。（硬盘、软盘）和光盘。（4）数据通信设备）数据通信设备计算机网络是计算机技术和数据通信技术相结合的产计算机网络是计算机技术和数据通信技术相结

10、合的产物，数据通信设备指的是在计算机网络通信中运用的外部物，数据通信设备指的是在计算机网络通信中运用的外部设备。包括调制解调器，网络适配器，网络互连设备，通设备。包括调制解调器，网络适配器，网络互连设备，通信限制器，网络交换机终端设备等。信限制器，网络交换机终端设备等。2023/4/159计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备计算机外部设备分类计算机外部设备分类（3/3）（5）终端设备）终端设备终端设备的基本构成是一些通用的输入输出设备，终端设备的基本构成是一些通用的输入输出设备，如各种键盘，不同类型的打印设备，显示设备，软如各种键盘，不同类型的打

11、印设备，显示设备，软磁盘机和通信设备。通过传输限制协议和传输介质磁盘机和通信设备。通过传输限制协议和传输介质与主机通信。与主机通信。（6）过程式输入输出设备）过程式输入输出设备通常多用于计算机限制系统。这类设备在现场采通常多用于计算机限制系统。这类设备在现场采集到的一般是模拟量，如电压、温度等，要经过从集到的一般是模拟量，如电压、温度等，要经过从模拟量到数字量的转换（模拟量到数字量的转换（A/D）才能送给计算机，）才能送给计算机，而计算机的输出也必需经过从数字量到模拟量的转而计算机的输出也必需经过从数字量到模拟量的转换（换（D/A）才能去进行相应的限制。）才能去进行相应的限制。2023/4/1

12、510计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备计算机外部设备的特点计算机外部设备的特点1、主机与外设间信息交换、主机与外设间信息交换（1）数据信息数据信息（2）限制信息限制信息（3）状态信息状态信息（4）联络信息联络信息（5）外设识别信息外设识别信息2、主机与外设通过接口电路连接、主机与外设通过接口电路连接外部设备一般由两部分组成，即设备本身和设备接口，外部设备一般由两部分组成，即设备本身和设备接口，设备接口也称为设备接口也称为I/O限制器（适配器）。外部设备通过限制器（适配器）。外部设备通过I/O限限制器与主机总线连接起来，不同的外部设备须要相应的

13、制器与主机总线连接起来，不同的外部设备须要相应的I/O限限制器。制器。2023/4/1511计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.2输入设备输入设备l9.2.1键盘键盘l9.2.2鼠标器鼠标器l9.2.3扫描仪扫描仪l9.2.4数码相机数码相机2023/4/1512计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.3打印输出设备打印输出设备l点阵打印机点阵打印机l激光打印机激光打印机l喷墨打印机喷墨打印机2023/4/1513计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设

14、备9.3.1点阵针式打印机点阵针式打印机l应用最多的硬拷贝输出设备，可将打印的信息长期保应用最多的硬拷贝输出设备，可将打印的信息长期保存。产生永久性记录的设备有打印机，绘图机，静电存。产生永久性记录的设备有打印机，绘图机，静电印刷机以及纸带穿孔机，卡片穿孔机等。印刷机以及纸带穿孔机，卡片穿孔机等。l分类分类l按打印方式的不同，分为击打式和非击打式两类。按打印方式的不同，分为击打式和非击打式两类。l按限制方式的不同，分为串行打印机和并行打印机两按限制方式的不同，分为串行打印机和并行打印机两种。种。l按打印纸宽度不同，分为宽行打印机和窄行打印机。按打印纸宽度不同，分为宽行打印机和窄行打印机。202

15、3/4/1514计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.3.2激光打印机激光打印机硒鼓硒鼓 图图9-4 激光打印机结构激光打印机结构记录鼓记录鼓激光源激光源清扫辊清扫辊带电器带电器输纸部分输纸部分接纸部分接纸部分预热板预热板加热辊加热辊定影部分定影部分印写印写,清扫，转写部分清扫，转写部分转写转写显象部分显象部分激光部分激光部分控制部分控制部分2023/4/1515计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备打印机中一些技术术语打印机中一些技术术语（1）字模（）字模（Font）由一组字符组成，通常包括字母，

16、数字，标点符号及一些专由一组字符组成，通常包括字母，数字，标点符号及一些专用符号，每个字模有特定大小、高度、宽度和倾斜度。用符号，每个字模有特定大小、高度、宽度和倾斜度。（2）字式样（）字式样（FontStyles）字模可划分为四大组：文本组，显示组，装饰组和符号组。字模可划分为四大组：文本组，显示组，装饰组和符号组。文本组：小型文本体可以作为文稿的正文，大型文本体可以文本组：小型文本体可以作为文稿的正文，大型文本体可以作为文稿的标题。作为文稿的标题。显示组：显示组的字母常用于广告和书名中。显示组：显示组的字母常用于广告和书名中。装饰组：不常用，草体属于此类。装饰组：不常用，草体属于此类。符号

17、组：科技、工程、绘图、音乐等领域中常用特地符号。符号组：科技、工程、绘图、音乐等领域中常用特地符号。（3）字模存储器）字模存储器字模可选择存放在打印机内或主机的磁盘、磁带上。字模可选择存放在打印机内或主机的磁盘、磁带上。2023/4/1516计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.3.3喷墨打印机喷墨打印机l喷墨技术可分为连续式和间歇式两大类，目前流行喷墨技术可分为连续式和间歇式两大类，目前流行的喷墨打印机技术属于间歇式，它又分为的喷墨打印机技术属于间歇式，它又分为“热泡式热泡式”和和“压电式压电式”两种。两种。l喷墨技术的原理：利用电阻快速加热

18、喷墨头，使喷喷墨技术的原理：利用电阻快速加热喷墨头，使喷墨头内的墨水汽化产生气泡，气泡膨胀将墨水喷出墨头内的墨水汽化产生气泡，气泡膨胀将墨水喷出喷嘴，墨滴以每秒喷嘴，墨滴以每秒3000-6200点的速度喷射到纸上，点的速度喷射到纸上，当喷头与纸之间的距离很小时，便可在纸上形成精当喷头与纸之间的距离很小时，便可在纸上形成精确的图案。确的图案。2023/4/1517计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.4显示设备显示设备l图形与图象图形与图象l图形图形(Graphics）指没有亮暗层次变更的线条图，如建筑，）指没有亮暗层次变更的线条图，如建筑，机械

19、的工程设计图，电路图等。机械的工程设计图，电路图等。l图象图象(Image)指具有亮暗灰度层次的图画，如自然景物，指具有亮暗灰度层次的图画，如自然景物，新闻照片等。经计算机处理与显示的图象称为数字图象。新闻照片等。经计算机处理与显示的图象称为数字图象。l依据运用的显示器件划分，显示设备分为依据运用的显示器件划分，显示设备分为l阴极射线管显示器（阴极射线管显示器（CathodeRayTubeDisplay）l发光二极管显示器（发光二极管显示器（Light-emittingDiodeDisplay）l液晶显示器（液晶显示器（LiquidCrystalDisplay）l等离子显示器（等离子显示器（P

20、lasmaDisplay）2023/4/1518计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.4显示设备显示设备l软拷贝设备：不能生成长久性硬拷贝。软拷贝设备：不能生成长久性硬拷贝。l组成：由监视器和显示适配器组成组成：由监视器和显示适配器组成l作用：将电信号转换成可以干脆视察的字符，图形或图象作用：将电信号转换成可以干脆视察的字符，图形或图象l显示方式：显示方式：l字符显示方式（字符显示方式（A/N）l全点可寻址图象显示方式（全点可寻址图象显示方式（APA）l显示模式显示模式l确定屏幕的显示格式（显示字符的个数，显示图形的辨确定屏幕的显示格式（显示字

21、符的个数，显示图形的辨别率，颜色数等）别率，颜色数等）l行行列列A/N方式方式l每屏的行每屏的行行象素数行象素数APA方式方式2023/4/1519计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备显示器的类型显示器也称为监视器，可以分为单色监视器和彩显示器也称为监视器，可以分为单色监视器和彩色监视器。单色监视器通常用于色监视器。单色监视器通常用于A/N方式，用于字符方式，用于字符显示，字符颜色为绿色或琥珀色。彩色监视器有三显示，字符颜色为绿色或琥珀色。彩色监视器有三种基本类型：种基本类型：RGB监视器；彩色视频监视器；彩色监视器；彩色视频监视器；彩色电视机。

22、其中电视机。其中RGB监视器又分为数字式和模拟式。监视器又分为数字式和模拟式。数字式数字式RGB监视器要求显示适配器供应的信号是监视器要求显示适配器供应的信号是RGB数字信号，受信号位数的限制，可以显示的颜数字信号，受信号位数的限制，可以显示的颜色的种数有限，模拟式色的种数有限，模拟式RGB监视器要求显示适配器监视器要求显示适配器供应的信号是用电压表示的供应的信号是用电压表示的RGB模拟信号，是连续模拟信号，是连续可变的，可以显示颜色的种数几乎没有限制。可变的，可以显示颜色的种数几乎没有限制。2023/4/1520计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部

23、设备显示适配器常用的的显示适配器有单色适配器常用的的显示适配器有单色适配器MDA，彩色图形适配器彩色图形适配器CGA、EGA、VGA等。等。2023/4/1521计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备显示技术的术语显示技术的术语（1/2）（1）辨别率和灰度级辨别率和灰度级辨别率和灰度级是显示器的两个重要技术指标。辨别率和灰度级是显示器的两个重要技术指标。辨别率（辨别率（Resolution）指显示设备所能表示的象素个数。）指显示设备所能表示的象素个数。灰度级（灰度级（GrayLevel）指的是所显示象素点的亮暗差别达到的层）指的是所显示象素点的亮暗

24、差别达到的层次，在彩色显示器中表现为颜色的种类。灰度级取决于每个象次，在彩色显示器中表现为颜色的种类。灰度级取决于每个象素对应刷新存储器单元的位数和素对应刷新存储器单元的位数和CRT本身性能。本身性能。（2）刷新和刷新存储器刷新和刷新存储器刷新（刷新（Refresh）：重复扫描。）：重复扫描。刷新频率：每秒钟刷新的次数。刷新频率：每秒钟刷新的次数。刷新存储器：存储图象的存储器，也称刷新存储器：存储图象的存储器，也称“帧存储器帧存储器”或或“视频视频存储器存储器”VRAM。刷新存储器的容量由图象辨别率和灰度级确定。刷新存储器的容量由图象辨别率和灰度级确定。如辨别率为如辨别率为512512，256

25、级灰度的图象，则存储容量为级灰度的图象，则存储容量为5125128bit=256KB。2023/4/1522计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备显示技术的术语显示技术的术语（2/2）（3）随机扫描和光栅扫描随机扫描和光栅扫描电子束在荧光屏上按某种轨迹运动称为扫描（电子束在荧光屏上按某种轨迹运动称为扫描（Scan）。）。限制电子束扫描轨迹的电路叫扫描偏转电路。扫描方式有两限制电子束扫描轨迹的电路叫扫描偏转电路。扫描方式有两种，随机扫描（种，随机扫描（RandomScan）和光栅扫描（）和光栅扫描（RasterScan）。）。随机扫描是限制电子束在随

26、机扫描是限制电子束在CRT屏幕上随机地运动，从而屏幕上随机地运动，从而产生图形和字符。电子束只在须要作图的地方扫描，而不必产生图形和字符。电子束只在须要作图的地方扫描，而不必扫描全屏幕，所以这种扫描方式画图速度快，图象清晰。扫描全屏幕，所以这种扫描方式画图速度快，图象清晰。光栅扫描是电视系统中接受的扫描方法，也叫电视扫描。光栅扫描是电视系统中接受的扫描方法，也叫电视扫描。要求图象充溢整个画面，电子束要扫过整个屏幕。光栅扫描要求图象充溢整个画面，电子束要扫过整个屏幕。光栅扫描是从上至下依次扫描，有逐行扫描和隔行扫描两种方式。是从上至下依次扫描，有逐行扫描和隔行扫描两种方式。2023/4/1523

27、计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备字符显示器（1）字符显示原理字符显示原理字符可以用点组成，也可以由线段组成，常用的产生字符的方字符可以用点组成，也可以由线段组成，常用的产生字符的方法有点阵法和线段法。法有点阵法和线段法。显示字符的质量和字符块的大小取决于点阵的多少，字符块指显示字符的质量和字符块的大小取决于点阵的多少，字符块指的是每个字符在屏幕上所占的点数，也称作字符窗口，它包括字符的是每个字符在屏幕上所占的点数，也称作字符窗口，它包括字符显示点阵和字符间隔。在显示点阵和字符间隔。在IBM-PC系统中，屏幕上共显示系统中，屏幕上共显示80列列

28、25行行=2000个字符，字符窗口数目为个字符，字符窗口数目为8025。（2）单色字符显示限制板（显示适配器）单色字符显示限制板（显示适配器）显示板是主机与显示器之间的接口显示板是主机与显示器之间的接口显示板有限制逻辑和视频存储器显示板有限制逻辑和视频存储器VRAM两个部分，限制逻辑的两个部分，限制逻辑的核心是核心是MC6845CRTC。视频存储器有字符存储器和属性存储器两。视频存储器有字符存储器和属性存储器两部分。对于每一个显示字符，用一个字节存储字符的部分。对于每一个显示字符，用一个字节存储字符的ASCII码，用码，用另一个字节存储显示属性，属性字节表示字符的显示色，背景色另一个字节存储显

29、示属性，属性字节表示字符的显示色，背景色（底色）以及闪烁、下划线等属性。对于（底色）以及闪烁、下划线等属性。对于80列列25行字符，字符存行字符，字符存储器和属性存储器的容量均为储器和属性存储器的容量均为2KB。2023/4/1524计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备 图形与图象显示 （1/2）1、图形显示设备：一般具有显示图形和显示字符的功能。按扫描方法、图形显示设备：一般具有显示图形和显示字符的功能。按扫描方法可分为：可分为：（1）随机扫描刷新图形显示器）随机扫描刷新图形显示器接受矢量法构成图形。由于一条曲线可以用很多首尾相接的短接受矢量法

30、构成图形。由于一条曲线可以用很多首尾相接的短矢量来靠近，因此可以在屏幕上先给定一系列坐标点，限制电子束矢量来靠近，因此可以在屏幕上先给定一系列坐标点，限制电子束按确定依次逐个点亮相邻两点间的短矢量，从而得到近似的曲线。按确定依次逐个点亮相邻两点间的短矢量，从而得到近似的曲线。（2）光栅扫描图形显示器）光栅扫描图形显示器把对应于屏幕上每个象素信息用存储器存起来，然后按地址依把对应于屏幕上每个象素信息用存储器存起来，然后按地址依次逐个地刷新显示在屏幕上，通过光栅扫描，使每个象素具有某个次逐个地刷新显示在屏幕上，通过光栅扫描，使每个象素具有某个灰度或某种颜色，串接起来就构成了不同的图形。灰度或某种颜

31、色，串接起来就构成了不同的图形。（3）存储管型图形显示器）存储管型图形显示器存储管的样子像存储管的样子像CRT，但它不须要刷新，无闪烁现象。只要在，但它不须要刷新，无闪烁现象。只要在屏幕上显示出图形，荧光粉就保持发光，直到整个屏幕的图形全部屏幕上显示出图形，荧光粉就保持发光，直到整个屏幕的图形全部檫除为止。由于不用刷新存储器，限制简洁，辨别率可达到檫除为止。由于不用刷新存储器，限制简洁，辨别率可达到40964096个象素。个象素。2023/4/1525计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备图形与图象显示 （2/2）2、图象显示设备图象显示设备图象显

32、示器接受光栅扫描方式，其辨别率在图象显示器接受光栅扫描方式，其辨别率在256256或或512512个象素，与图形显示兼容的图个象素，与图形显示兼容的图象显示器已达到象显示器已达到10241024象素或更高，灰度级在象素或更高，灰度级在64至至256级。级。图象显示器有两种规模，一种是简洁的图象显示图象显示器有两种规模，一种是简洁的图象显示器，它仅仅显示由计算机送来的数字图象，图象处器，它仅仅显示由计算机送来的数字图象，图象处理操作在计算机中完成，显示器不做任何处理。理操作在计算机中完成，显示器不做任何处理。另一种是图象处理终端或图象处理子系统。其硬另一种是图象处理终端或图象处理子系统。其硬件结

33、构困难的多，本身就是一个具有并行处理功能件结构困难的多，本身就是一个具有并行处理功能的专用计算机。的专用计算机。2023/4/1526计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.4.2 液晶显示设备l液晶（液晶（LiquidCrystalDisplay）液态晶体的简称，在确定温）液态晶体的简称，在确定温度范围内，以液体与固体的中间状态度范围内，以液体与固体的中间状态液晶状态存在。液晶状态存在。l优点：具有体积小、重量轻、能耗低（每平方厘米优点：具有体积小、重量轻、能耗低（每平方厘米1-10毫瓦）毫瓦）、工作电压低（、工作电压低（1.5-6伏特）、图象

34、精确等优点。伏特）、图象精确等优点。l应用：液晶显示广泛应用在手表，计数器，液晶电视，笔记应用：液晶显示广泛应用在手表，计数器，液晶电视，笔记本电脑，投影屏幕上。本电脑，投影屏幕上。l液晶显示的主要技术指标为：液晶显示的主要技术指标为：l（1）电气参数：工作电压）电气参数：工作电压4-10伏，工作电流伏，工作电流1-6微米微米/平方厘平方厘米，工作频率米，工作频率30-2000赫兹，直流电阻赫兹，直流电阻5-10兆欧兆欧/平方厘米，平方厘米，电容电容600-1200微微法微微法/平方厘米，功耗平方厘米，功耗100微瓦微瓦/平方厘米；平方厘米；l（2）电光参数：阈值电压）电光参数：阈值电压1.5

35、-2.5伏。饱和电压伏。饱和电压3-4伏，辨别伏，辨别率为几十条线率为几十条线/每毫米，响应时间每毫米，响应时间30-150毫秒，余辉毫秒，余辉300-500毫秒，寿命为毫秒，寿命为1万小时以上。万小时以上。2023/4/1527计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备9.5磁表面存储器磁表面存储器l种类：种类：l磁表面存储器：例如，磁盘，磁带磁表面存储器：例如，磁盘，磁带l光存储器：光盘（光存储器：光盘（OpticalDisk）l特点：特点：l存储密度高，记录容量大，每位价格低；存储密度高，记录容量大，每位价格低；l记录介质可以重复运用；记录介质可

36、以重复运用；l记录信息可长时间保存而不致丢失；记录信息可长时间保存而不致丢失；l非破坏性读出，读出时不需再生信息；非破坏性读出，读出时不需再生信息；l存取速度较低，机械结构困难，对工作环境要求较存取速度较低，机械结构困难，对工作环境要求较严。严。2023/4/1528计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备外部存储器的主要性能指标外部存储器的主要性能指标（1/4）l存储密度：存储密度：单位长度或单位面积所存储的二进制信息量。单位长度或单位面积所存储的二进制信息量。l磁盘的存储密度：磁盘的存储密度：l(a)道密度：指沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数；道

37、密度：指沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数；l(b)位密度：指沿磁道的单位长度上记录的二进制信息位位密度：指沿磁道的单位长度上记录的二进制信息位数；数；l(c)面密度：以上两个乘积。面密度：以上两个乘积。l存储容量存储容量l以字节为单位以字节为单位,指存储器所能存储的二进制信息总量。指存储器所能存储的二进制信息总量。l磁盘存储器有格式化容量和非格式化容量两个指标：磁盘存储器有格式化容量和非格式化容量两个指标：l格式化容量：依据特定的记录格式存储信息的总量格式化容量：依据特定的记录格式存储信息的总量l非格式化容量：磁记录表面可利用的磁化单元总数非格式化容量：磁记录表面可利用的磁化单元总数2023/

38、4/1529计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备外部存储器的主要性能指标外部存储器的主要性能指标（2/4）l寻址时间：对磁盘存储器，寻址时间寻址时间：对磁盘存储器，寻址时间=寻道时间寻道时间+等等待时间待时间l等待时间与磁盘转速有关，可用磁回旋转一周等待时间与磁盘转速有关，可用磁回旋转一周所须要时间的一半来表示平均等待时间。所须要时间的一半来表示平均等待时间。l例：磁盘的转速为例：磁盘的转速为3600r/min，则，则l平均等待时间平均等待时间=0.560/3600=8.3ms。l读写周期：读出读写周期：读出/写入一个字的时间称为读写时间，写入一

39、个字的时间称为读写时间，两次读出两次读出/写入操作之间的时间间隔称为读写周期写入操作之间的时间间隔称为读写周期或存取周期。或存取周期。2023/4/1530计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备外部存储器的主要性能指标外部存储器的主要性能指标（3/4）l数据传输率：单位时间内向主机传送数据的位数或字节数。数据传输率：单位时间内向主机传送数据的位数或字节数。对磁盘存储器，单磁头串行读对磁盘存储器，单磁头串行读/写半径写半径R0已知，数据传输率计已知，数据传输率计算如下：算如下：l每道信息量每道信息量=位密度位密度2R0，（，（R0为内半径）为内半径）

40、l数据传输率数据传输率(bps)=每道信息量每道信息量转速转速r，（，（r是每秒转速）是每秒转速）l=位密度位密度2R0转速转速l例例.某盘组共某盘组共9块盘片，有块盘片，有16个盘面来记录数据，每面分个盘面来记录数据，每面分256个磁道，每道有个磁道，每道有16个扇区，每个扇区存储个扇区，每个扇区存储512个字节，假个字节，假设磁回旋转速度为每分钟设磁回旋转速度为每分钟3600转，求数据传输率。转，求数据传输率。l解：每秒钟的的转速解：每秒钟的的转速=3600/60=60转；转；l数据传输率数据传输率=每一磁道容量每一磁道容量每秒钟转速每秒钟转速l=1651260l=480KB/S2023/

41、4/1531计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备外部存储器的主要性能指标外部存储器的主要性能指标（4/4）l误码率：是衡量出错概率的参数，等于出错位数与误码率：是衡量出错概率的参数，等于出错位数与读写总信息位数之比。读写总信息位数之比。l价格：通常用位价格来比较各种外存储器。位价格价格：通常用位价格来比较各种外存储器。位价格是用设备价格除以存储器二进制位总容量。是用设备价格除以存储器二进制位总容量。l一个常识：一个常识：每面信息量每面信息量=每道信息量每道信息量 柱面数柱面数=每道信息量每道信息量 道密度道密度（外半径（外半径-内半径）内半径）总

42、容量总容量=每面信息量每面信息量 面数面数2023/4/1532计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备磁表面存储器的磁记录原理（1）磁表面存储器的读写过程）磁表面存储器的读写过程通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出。任何通过磁头和记录介质的相对运动完成写入和读出。任何一个磁记录过程都可以看成一个电磁转换过程。一个磁记录过程都可以看成一个电磁转换过程。（2）磁记录介质磁记录介质软性介质（磁带和软磁盘片）软性介质（磁带和软磁盘片）硬性介质（硬磁盘片）。硬性介质（硬磁盘片）。（3）磁头）磁头磁头是实现电磁头是实现电-磁转换的装置。从工作方式上可分为

43、：磁转换的装置。从工作方式上可分为：接触式磁头：读写时磁头与磁记录介质干脆接触。常用于磁带接触式磁头：读写时磁头与磁记录介质干脆接触。常用于磁带机和软磁盘机中。机和软磁盘机中。浮动式磁头：由介质高速运动产生的气流在磁头和介质表面之浮动式磁头：由介质高速运动产生的气流在磁头和介质表面之间形成一层极薄的空气薄膜（气垫），使磁头与介质表面脱间形成一层极薄的空气薄膜（气垫），使磁头与介质表面脱离接触而浮动。硬磁盘接受浮动式磁头。离接触而浮动。硬磁盘接受浮动式磁头。2023/4/1533计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备磁记录方式磁记录方式（1/4）磁记

44、录方式是一种编码方法，将数字信息转换成磁化单元磁记录方式是一种编码方法，将数字信息转换成磁化单元归零制（归零制（RZ）：）：ReturntoZero正脉冲电流表示正脉冲电流表示“1”，负脉冲电流表示，负脉冲电流表示“0”；不论记录不论记录“0”或或“1”，在记录下一信息前，记录电流复原到，在记录下一信息前，记录电流复原到零电流零电流简洁易行，记录密度低，改写磁层上的记录比较困难，一般是简洁易行，记录密度低，改写磁层上的记录比较困难，一般是先去磁后写入。先去磁后写入。具有自同步实力（能从磁头读出信号中分别获得同步具有自同步实力（能从磁头读出信号中分别获得同步/选通信号）选通信号）不归零制（不归零

45、制（NRZ）：）：NonReturntoZeroChange磁头线圈始终有电流磁头线圈始终有电流对连续记录的对连续记录的“1”和和“0”，写电流的方向是不变更的。，写电流的方向是不变更的。无自同步实力。无自同步实力。2023/4/1534计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备磁记录方式磁记录方式（2/4）l见见“1”就翻的不归零制（就翻的不归零制（NRZ1）NonReturntoZeroChangeOnOnel磁头线圈始终有电流通过。磁头线圈始终有电流通过。l在记录在记录“1”时，电流变更方向，写时，电流变更方向，写“0”电流保持不变。电流保持不变

46、。l不具备自同步实力，须要引用外同步信号不具备自同步实力，须要引用外同步信号l调相制（调相制（PM）：又称相位编码（）：又称相位编码（PE）PhaseMudulationl记录数据记录数据“0”时，规定磁化翻转的方向由负变为正，记录数时，规定磁化翻转的方向由负变为正，记录数据据“1”时从正变为负时从正变为负l“0”，“1”的读出信号相位不同，抗干扰实力强（磁带多的读出信号相位不同，抗干扰实力强（磁带多用此）。用此）。l具有自同步实力具有自同步实力2023/4/1535计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备磁记录方式磁记录方式（3/4）l调频制（调频

47、制（FM）FrequencyModulationl记录记录“1”时，不仅在位周期的中心产生磁化翻转，时，不仅在位周期的中心产生磁化翻转，而且在位与位之间的边界处要翻转一次。记录而且在位与位之间的边界处要翻转一次。记录“0”时，位周期中心不产生磁化翻转，但位与位之间的时，位周期中心不产生磁化翻转，但位与位之间的边界处要翻转一次。边界处要翻转一次。l具有自同步实力。具有自同步实力。l改进调频制（改进调频制（MFM）ModifiedFrequencyModulationl记录数据记录数据“1”时在位周期中心磁化翻转一次，记录时在位周期中心磁化翻转一次，记录数据数据“0”时不翻转。时不翻转。l连续两个

48、或两个以上连续两个或两个以上“0”时，在位周期的起始位置时，在位周期的起始位置翻转一次，而不是在每个位周期的起始处都翻转。翻转一次，而不是在每个位周期的起始处都翻转。l具有自同步实力具有自同步实力2023/4/1536计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备磁记录方式磁记录方式（4/4）位周期位周期T11111000MFMFMPMNRZ1NRZRZ数字序列数字序列图图 9-18常见的几种磁记录方式波形常见的几种磁记录方式波形图图2023/4/1537计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备磁记录方式评价的技

49、术指标磁记录方式评价的技术指标（1/2）（1）牢靠性）牢靠性牢靠性是首要指标，一般以误码率来表示，要求误码牢靠性是首要指标，一般以误码率来表示，要求误码率小于率小于10-6，磁表面存储器的故障多为漏码，即丢，磁表面存储器的故障多为漏码，即丢“1”。误码率与系统的信噪比有关，也常用抗干扰实力来表示。误码率与系统的信噪比有关，也常用抗干扰实力来表示。（2）自同步实力）自同步实力是指从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉冲是指从单个磁道读出的脉冲序列中提取同步时钟脉冲的难易程度。从磁表面存储器读出信号时，为了分别出数的难易程度。从磁表面存储器读出信号时，为了分别出数据信息必须要有时间基准信号，称为

50、同步信号，可以从特据信息必须要有时间基准信号，称为同步信号，可以从特地设置用来记录同步信号的磁道中取得，这种方法称为外地设置用来记录同步信号的磁道中取得，这种方法称为外同步，也可以干脆从磁盘读出的信号中提取同步信号，这同步，也可以干脆从磁盘读出的信号中提取同步信号，这种方法称为自同步，即能从读出的数据（脉冲序列）中提种方法称为自同步，即能从读出的数据（脉冲序列）中提取同步信号。取同步信号。2023/4/1538计算机组成原理简明教程计算机组成原理简明教程第九章计算机外部设备第九章计算机外部设备磁记录方式评价的技术指标磁记录方式评价的技术指标（2/2）（3）编码效率）编码效率是指位密度与磁化翻转