[精选]外围设备培训教材.pptx
《[精选]外围设备培训教材.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《[精选]外围设备培训教材.pptx(46页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第7章 外围设备目目录录7.1外围设备概述外围设备概述了解了解7.2磁盘存储设备磁盘存储设备掌握掌握7.5光盘和磁光盘存储设备光盘和磁光盘存储设备了解了解7.6显示设备显示设备理解理解7.7输入设备和打印设备输入设备和打印设备理解理解7.1外围设备概述外围设备概述7.1.1外围设备的一般功能外围设备的一般功能7.1.2外围设备的分类外围设备的分类17 四月 202347.1.1外外围围设设备备的的一一般般功功能能l外围设备的定义外围设备的定义计算机系统中,除计算机系统中,除CPU和主存之外的部件都可看作外设;和主存之外的部件都可看作外设;l外围设备的功能外围设备的功能在计算机和其他机器,或与用
2、户之间提供联系。在计算机和其他机器,或与用户之间提供联系。l外围设备的基本组成外围设备的基本组成存储介质存储介质u用于信息的保存;用于信息的保存;驱动装置驱动装置u用于移动存储介质,使之正常工作;用于移动存储介质,使之正常工作;控制电路控制电路u用于使该外设与外界如用于使该外设与外界如CPU的信息传递。的信息传递。以硬盘为例以硬盘为例盘片组盘片组定位驱动器定位驱动器读写控制读写控制17 四月 202357.1.2外外围围设设备备的的分分类类l分类分类输入输入/出设备;出设备;外存设备;外存设备;数据通信设备;数据通信设备;过程控制设备;过程控制设备;l外设都是通过适配器与外设都是通过适配器与主
3、机连接的;主机连接的;适配器控制所连外设适配器控制所连外设的具体工作;的具体工作;动画动画演示:演示:外设系统结构外设系统结构.swf7.2磁磁盘盘存存储储设设备备7.2.1磁记录原理磁记录原理7.2.2硬磁盘机的基本组成和分类硬磁盘机的基本组成和分类7.2.3硬磁盘驱动器和控制器硬磁盘驱动器和控制器7.2.4磁盘上信息的分布磁盘上信息的分布7.2.5磁盘存储器的技术指标磁盘存储器的技术指标 重点掌握重点掌握17 四月 202377.2.1磁记录原理磁记录原理l磁外表存储器磁外表存储器用磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料外表作载磁体来存用磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料外表作载磁体来存储信息。储信息
4、。l磁外表存储器的优点磁外表存储器的优点存储容量大,位价格低;存储容量大,位价格低;记录介质可以重复使用;记录介质可以重复使用;记录信息可以长期保存而不丧失;记录信息可以长期保存而不丧失;非破坏性读出,读出时不需要再生信息。非破坏性读出,读出时不需要再生信息。l磁外表存储器的缺点磁外表存储器的缺点存取速度较慢,机械结构复杂;存取速度较慢,机械结构复杂;对工作环境要求较高。对工作环境要求较高。如:磁带、磁盘如:磁带、磁盘接触式读写接触式读写软盘、磁带:软盘、磁带:要求防尘、防震要求防尘、防震非接触式读写非接触式读写硬盘:硬盘:8磁磁性性材材料料的的物物理理特特性性l矩矩形形磁磁滞滞回回线线+Br
5、:正正剩剩磁磁状状态态-Br:负负剩剩磁磁状状态态CAI17 四月 20239磁外表存储器的读写原理磁外表存储器的读写原理l在磁外表存储器中,信息的读写是利用磁头来进行的;在磁外表存储器中,信息的读写是利用磁头来进行的;磁头:由软磁材料做铁芯,绕有读写线圈的电磁铁。磁头:由软磁材料做铁芯,绕有读写线圈的电磁铁。l写操作写操作原理:电原理:电-磁变换;磁变换;利用磁头写线圈中的脉冲电流,在磁外表每个存储元上形利用磁头写线圈中的脉冲电流,在磁外表每个存储元上形成不同的磁化状态;成不同的磁化状态;l读操作读操作原理:磁原理:磁-电变换;电变换;利用磁头读线圈,利用磁头读线圈,将磁外表每个存储将磁外表
6、每个存储元上的不同剩磁状元上的不同剩磁状态转换成电信号读出;态转换成电信号读出;记记录录方方式式的的写写读读波波形形图图l17 四月 20231017 四月 2023117.2.2硬磁盘存储器的组成和分类硬磁盘存储器的组成和分类l硬盘的逻辑结构组成硬盘的逻辑结构组成磁记录介质磁记录介质磁盘控制器磁盘控制器磁盘驱动器磁盘驱动器动画演示:动画演示:硬磁盘存储器的逻硬磁盘存储器的逻辑结构图辑结构图.swf.swf硬质圆形盘片硬质圆形盘片磁头、磁头、小车、小车、传送带传送带读写控制电路读写控制电路17 四月 202312硬硬磁磁盘盘的的分分类类l按盘片结构分按盘片结构分可换盘片式、固定盘片式可换盘片式
7、、固定盘片式l按磁头分按磁头分可移动磁头、固定磁头可移动磁头、固定磁头l温彻斯特磁盘机温彻斯特磁盘机可移动磁头固定盘片的磁盘机;可移动磁头固定盘片的磁盘机;密封组合式的硬磁盘;密封组合式的硬磁盘;u磁头、盘片、电机等部件组装成一个不可随意拆卸的整体。磁头、盘片、电机等部件组装成一个不可随意拆卸的整体。工作时,高速旋转在盘面上形成的气垫将磁头平稳浮起。工作时,高速旋转在盘面上形成的气垫将磁头平稳浮起。优点:防尘性能好,可靠性高,对使用环境要求不高。优点:防尘性能好,可靠性高,对使用环境要求不高。组合组合 可移动磁头固定盘片可移动磁头固定盘片固定磁头固定盘片固定磁头固定盘片可移动磁头可换盘片可移动
8、磁头可换盘片固定磁头可换盘片固定磁头可换盘片简称温盘简称温盘17 四月 202313硬磁盘外观硬磁盘外观17 四月 202314硬硬磁磁盘盘内内部部构构成成17 四月 2023157.2.3硬硬磁磁盘盘驱驱动动器器和和控控制制器器l磁磁盘盘驱驱动动器器定定位位驱驱动动系系统统主主轴轴系系统统数数据据转转换换系系统统l磁磁盘盘控控制制器器主主机机与与磁磁盘盘驱驱动动 器器之之间间的的接接口口。17 四月 202316硬硬磁磁盘盘的的驱驱动动器器17 四月 202317现代硬盘结构示意图现代硬盘结构示意图17 四月 2023187.2.4磁盘上信息的分布磁盘上信息的分布l记录面记录面一个盘片有上下
9、两个记录面;一个盘片有上下两个记录面;磁盘组的最上下盘片只有一个记录面;磁盘组的最上下盘片只有一个记录面;l磁道磁道记录面上一系列同心圆;记录面上一系列同心圆;最外圈为最外圈为0磁道磁道,依次为,依次为1、2、N磁道;磁道;每个磁道的存储容量均相同;每个磁道的存储容量均相同;不同盘片的相同磁道构成一个柱面;不同盘片的相同磁道构成一个柱面;l扇区扇区同心圆上的一段磁道区域;同心圆上的一段磁道区域;每个扇区的存储容量也相同。每个扇区的存储容量也相同。17 四月 202319磁盘上的信息记录方式磁盘上的信息记录方式l一个硬盘由多个盘片构成的磁盘组来记录信息;一个硬盘由多个盘片构成的磁盘组来记录信息;
10、每个盘片包括两个记录面除最上面和最下面;每个盘片包括两个记录面除最上面和最下面;每个记录面外表通常有几十到几百个磁道来记录信息;每个记录面外表通常有几十到几百个磁道来记录信息;每个磁道又分为假设干个扇区。每个磁道又分为假设干个扇区。l磁盘组的信息记录顺序是按照柱面来组织的:磁盘组的信息记录顺序是按照柱面来组织的:第第0面第面第0道道第第1面第面第0道道第第N面第面第0道道第第0面第面第1道道第第1面第面第1道道第第N面第面第1道道l硬盘上信息地址由记录面号、磁道号、扇区号三个局部组成。硬盘上信息地址由记录面号、磁道号、扇区号三个局部组成。l索引索引:磁道的起始位置。:磁道的起始位置。为便于进行
11、读为便于进行读/写操作;写操作;17 四月 2023207.2.5磁盘存储器的技术指标磁盘存储器的技术指标l存储密度存储密度有道密度、位密度、面密度三个不同的指标;有道密度、位密度、面密度三个不同的指标;相关概念相关概念u道距:相邻两磁道中心线之间的距离;道距:相邻两磁道中心线之间的距离;u道宽:磁化轨迹的宽度。道宽:磁化轨迹的宽度。l存储容量存储容量一个磁盘存储器所能存储的字节总数;一个磁盘存储器所能存储的字节总数;l平均寻址时间平均寻址时间从发出读写命令后,磁头从某一起始位置移动至新的记录位从发出读写命令后,磁头从某一起始位置移动至新的记录位置,到开始从盘片外表读出或写入信息所需要的时间。
12、置,到开始从盘片外表读出或写入信息所需要的时间。l数据传输率数据传输率磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数;磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数;17 四月 202321存储密度存储密度l道密度道密度沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数;沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数;单位:道单位:道/英寸。英寸。l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:位单位:位/英寸。英寸。注意:每个磁道的位密度均不相同,有最高、最低位密度。注意:每个磁道的位密度均不相同,有最高、最低位密度。u0 0磁道的位密度为最低位密度;磁道的位密度为最低位密度;l
13、面密度面密度位密度和道密度的乘积;位密度和道密度的乘积;单位:位单位:位/平方英寸。平方英寸。此概念没有意义此概念没有意义17 四月 202322存储容量存储容量l存存储储容容量量=记记录录面面数数每每面面磁磁道道数数磁磁道道容容量量l非非格格式式化化容容量量磁磁记记录录外外表表可可以以利利用用的的磁磁化化单单元元总总数数。l格格式式化化容容量量按按照照某某种种特特定定的的记记录录格格式式所所能能存存储储信信息息的的总总量量,也也就就是是用用户户可可以以真真正正使使用用的的容容量量。格格式式化化容容量量一一般般是是非非格格式式化化容容量量的的60%70%。u这这里里指指的的是是低低级级格格式式
14、化化对对于于磁磁盘盘上上的的磁磁道道划划分分等等,而而非非操操作作系系统统的的格格式式化化;17 四月 202323平均寻址时间平均寻址时间l平均寻址时间等于平均寻道时间与平均等待时间之和;平均寻址时间等于平均寻道时间与平均等待时间之和;定位时间寻道时间定位时间寻道时间u将磁头定位至所要求的磁道上所需的时间;将磁头定位至所要求的磁道上所需的时间;等待时间等待时间u寻道完成后,盘片将所要访问信息转到磁头下方的时间;寻道完成后,盘片将所要访问信息转到磁头下方的时间;l平均寻道时间平均寻道时间最大与最小寻道时间的平均值,约为最大与最小寻道时间的平均值,约为1020ms;该时间的长短由硬磁盘的机械特性
15、决定;该时间的长短由硬磁盘的机械特性决定;l平均等待时间平均等待时间与磁盘转速有关,是磁盘旋转一周时间的一半。与磁盘转速有关,是磁盘旋转一周时间的一半。硬盘转速为硬盘转速为7200转转/分,故平均等待时间约为分,故平均等待时间约为4ms。17 四月 202324数据传输率数据传输率l外部传输率外部传输率从硬盘内部的缓冲区中所读取数据的最高速率;从硬盘内部的缓冲区中所读取数据的最高速率;u即微机系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率;即微机系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率;也叫突发数据传输率、接口传输率;也叫突发数据传输率、接口传输率;该指标与硬盘接口类型、硬盘缓冲区大小有关。该指标与硬盘接口
16、类型、硬盘缓冲区大小有关。l内部传输率内部传输率从盘片上将数据读取到硬盘内部缓冲区的速度;从盘片上将数据读取到硬盘内部缓冲区的速度;衡量硬盘读写性能的决定性因素;衡量硬盘读写性能的决定性因素;设磁盘旋转速度为每秒设磁盘旋转速度为每秒r转,磁道容量为转,磁道容量为N个字节个字节u数据传输率数据传输率Dr=rN字节字节/秒秒17 四月 202325课本课本P217【例例1】磁盘组有磁盘组有6片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。存储区域内径存储区域内径22cm,外径,外径33cm,道密度为,道密度为40道道/cm,内层,内层位密度位密度400位
17、位/cm,转速,转速6000转转/分。问:分。问:共有多少柱面共有多少柱面?柱面数柱面数=每面的磁道数每面的磁道数盘面上的有效存储区域盘面上的有效存储区域=33/222/2=16.5-11=5.5cm 道密度道密度=40道道/cm 磁道数磁道数=405.5=220道,即道,即220个柱面个柱面17 四月 202326课本课本P217【例例1】磁盘组有磁盘组有6片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。存储区域内径存储区域内径22cm,外径,外径33cm,道密度为,道密度为40道道/cm,内层,内层位密度位密度400位位/cm,转速,转速6000
18、转转/分。问:分。问:盘组总存储容量是多少盘组总存储容量是多少?存储容量存储容量=记录面数记录面数每面磁道数每面磁道数磁道容量磁道容量内层磁道周长为内层磁道周长为2R=23.1411=69.08cm道容量道容量=400位位/cm69.08cm=27632位位=3454B盘组总容量盘组总容量=102203454B=7598800B622220位密度位密度磁道周长磁道周长17 四月 202327课本课本P217【例例1】磁盘组有磁盘组有6片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。存储区域内径存储区域内径22cm,外径,外径33cm,道密度为,道密度
19、为40道道/cm,内层,内层位密度位密度400位位/cm,转速,转速6000转转/分。问:分。问:数据传输率多少数据传输率多少?每磁道容量每磁道容量N=3454B磁盘转速磁盘转速r=6000转转/60秒秒=100转转/秒秒磁盘数据传输率磁盘数据传输率Dr=rN=1003454B=345400B/s17 四月 202328课本课本P217【例例1】磁盘组有磁盘组有6片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。存储区域内径存储区域内径22cm,外径,外径33cm,道密度为,道密度为40道道/cm,内层,内层位密度位密度400位位/cm,转速,转速60
20、00转转/分。问:分。问:如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记录如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记录在同一个存储面上,还是记录在同一个柱面上在同一个存储面上,还是记录在同一个柱面上?磁盘组的记录顺序是按照柱面来组织的;磁盘组的记录顺序是按照柱面来组织的;u因为不需要重新寻道,数据读因为不需要重新寻道,数据读/写速度快;写速度快;如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记录在同一个柱面上。录在同一个柱面上。17 四月 202329例例1:某磁盘存储器转速为:某磁盘存储器转速为3000转转/分,共有分,共有4个记录个记录盘面,每毫米盘面,每毫
21、米5道,每道记录信息道,每道记录信息12288字节,字节,最内层磁道直径为最内层磁道直径为230mm,共,共275道,求:道,求:磁盘的存储容量为多大?磁盘的存储容量为多大?存储容量存储容量=记录面数记录面数每面磁道数每面磁道数磁道容量磁道容量=4面面275道道12288字节字节=13516800字节字节 最高位密度和最低位密度分别是多少?最高位密度和最低位密度分别是多少?位密度位密度=道容量道容量磁道周长磁道周长2R最内层磁道半径最内层磁道半径Rmin=230mm2=115mm最外层磁道半径最外层磁道半径Rmax=Rmin+275/5=115+55=170mm最高位密度最高位密度=12288
22、字节字节2Rmin=17字节字节/mm最低位密度最低位密度=12288字节字节2Rmax=11.5字节字节/mm17 四月 202330例例1:某磁盘存储器转速为:某磁盘存储器转速为3000转转/分,共有分,共有4个记录个记录盘面,每毫米盘面,每毫米5道,每道记录信息道,每道记录信息12288字节,字节,最内层磁道直径为最内层磁道直径为230mm,共,共275道,求:道,求:磁盘数据传输率为多少?磁盘数据传输率为多少?磁盘数据传输率磁盘数据传输率=每道容量每道容量转速转速=1228850转转/秒秒=614400字节字节/秒秒平均等待时间是多少?平均等待时间是多少?平均等待时间平均等待时间=1/
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精选 外围设备 培训教材
限制150内