計(jì)算機(jī)組成原理簡(jiǎn)明教程課件chap09

教學(xué)目標(biāo)駕馭計(jì)算機(jī)外部設(shè)備功能分類及特點(diǎn)理解并駕馭外部設(shè)備的基本工作原理2023/3/81教學(xué)重點(diǎn)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的功能計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的分類計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的特點(diǎn)顯示設(shè)備基本工作原理磁記錄原理與記錄方式2023/3/82教學(xué)過(guò)程9.1外部設(shè)備概述9.2輸入設(shè)備9.3輸出設(shè)備9.4顯示設(shè)備9.5磁表面存儲(chǔ)器9.6光盤存儲(chǔ)器9.7通信與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2023/3/839.1計(jì)算機(jī)外部設(shè)備概述（1/3）

定義：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主機(jī)以外的硬設(shè)備，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，也稱為輸入輸出設(shè)備。功能：外部設(shè)備是計(jì)算機(jī)與外部世界或計(jì)算機(jī)與人進(jìn)行信息交換的設(shè)備，是人機(jī)聯(lián)系的界面和橋梁，常見的輸入輸出設(shè)備有鍵盤，顯示器，打印機(jī)等。2023/3/849.1計(jì)算機(jī)外部設(shè)備概述（2/3）所處位置：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU和內(nèi)存組成主機(jī)，其它設(shè)備稱為外部設(shè)備。外部設(shè)備可以看成信息轉(zhuǎn)換裝置，把須要處理的信息轉(zhuǎn)換成電脈沖輸入主機(jī)，把主機(jī)處理后的信息轉(zhuǎn)換為人們可以識(shí)別的字符，圖形等。如圖所示。電脈沖信息還原，轉(zhuǎn)換主機(jī)外部設(shè)備用戶可識(shí)別的信息加工處理信息文字/聲音/圖形/圖象等圖9-1外部設(shè)備所處的位置2023/3/859.1計(jì)算機(jī)外部設(shè)備概述（3/3）分類：從計(jì)算機(jī)接收信息和送出結(jié)果，可以分為：輸入設(shè)備輸出設(shè)備從外部設(shè)備的功能，可以分為：輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)通信設(shè)備終端設(shè)備過(guò)程式輸入輸出設(shè)備2023/3/86常見的外部設(shè)備輸入/輸出設(shè)備數(shù)據(jù)通信設(shè)備輸入輸出處理機(jī)外存儲(chǔ)設(shè)備（硬磁盤、軟磁盤、光盤）多媒體數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換漢字處理設(shè)備終端設(shè)備（鍵盤+顯示器）輸入設(shè)備輸出設(shè)備語(yǔ)音輸出語(yǔ)言與文字輸入光學(xué)字符識(shí)別鍵盤條形碼圖形輸入設(shè)備（鼠標(biāo)器、圖形板、跟蹤球、操縱桿、光筆）圖象輸入設(shè)備（攝象機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)）繪圖機(jī)（平板式、滾筒式）打印設(shè)備（點(diǎn)陣式打印機(jī)、激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)）顯示器（字符、漢字、圖形、圖象、液晶、等離子）2023/3/87計(jì)算機(jī)外部設(shè)備分類（1/3）（1）輸入設(shè)備 輸入設(shè)備是將程序，數(shù)據(jù)，吩咐，圖形，圖象等，按確定的要求轉(zhuǎn)換成主機(jī)能夠接收的代碼信息，并送入主機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理的設(shè)備。包括紙介質(zhì)輸入設(shè)備、光介質(zhì)、磁介質(zhì)、光學(xué)識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、鍵盤輸入等設(shè)備。最常用的是磁介質(zhì)和鍵盤輸入設(shè)備。（2）輸出設(shè)備 輸出設(shè)備是將主機(jī)處理信息的中間結(jié)果和最終結(jié)果，以人們通常能識(shí)別的字符、圖形等形式表示出來(lái)的設(shè)備。包括顯示設(shè)備、印刷設(shè)備、照相、語(yǔ)音、紙介質(zhì)設(shè)備、磁介質(zhì)設(shè)備、光介質(zhì)設(shè)備。其中顯示和印刷是兩種主要的輸出設(shè)備。2023/3/88計(jì)算機(jī)外部設(shè)備分類（2/3）（3）外存儲(chǔ)設(shè)備 外存儲(chǔ)設(shè)備用來(lái)保存數(shù)據(jù)、程序和文擋、字庫(kù)，以補(bǔ)充內(nèi)存容量的不足，在須要某一部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，可在處理機(jī)的限制下，通過(guò)接口限制把數(shù)據(jù)送到內(nèi)存。外存儲(chǔ)設(shè)備以磁表面存儲(chǔ)器為主，早期有磁鼓、磁帶，現(xiàn)在主要用磁盤（硬盤、軟盤）和光盤。（4）數(shù)據(jù)通信設(shè)備 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)通信設(shè)備指的是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中運(yùn)用的外部設(shè)備。包括調(diào)制解調(diào)器，網(wǎng)絡(luò)適配器，網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，通信限制器，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)終端設(shè)備等。2023/3/89計(jì)算機(jī)外部設(shè)備分類（3/3）（5）終端設(shè)備 終端設(shè)備的基本構(gòu)成是一些通用的輸入輸出設(shè)備，如各種鍵盤，不同類型的打印設(shè)備，顯示設(shè)備，軟磁盤機(jī)和通信設(shè)備。通過(guò)傳輸限制協(xié)議和傳輸介質(zhì)與主機(jī)通信。（6）過(guò)程式輸入輸出設(shè)備 通常多用于計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)。這類設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)采集到的一般是模擬量，如電壓、溫度等，要經(jīng)過(guò)從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換（A/D）才能送給計(jì)算機(jī)，而計(jì)算機(jī)的輸出也必需經(jīng)過(guò)從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換（D/A）才能去進(jìn)行相應(yīng)的限制。2023/3/810計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的特點(diǎn)1、主機(jī)與外設(shè)間信息交換 （1）

數(shù)據(jù)信息 （2）

限制信息 （3）

狀態(tài)信息 （4）

聯(lián)絡(luò)信息 （5）

外設(shè)識(shí)別信息2、主機(jī)與外設(shè)通過(guò)接口電路連接 外部設(shè)備一般由兩部分組成，即設(shè)備本身和設(shè)備接口，設(shè)備接口也稱為I/O限制器（適配器）。外部設(shè)備通過(guò)I/O限制器與主機(jī)總線連接起來(lái)，不同的外部設(shè)備須要相應(yīng)的I/O限制器。2023/3/8119.2輸入設(shè)備9.2.1鍵盤9.2.2鼠標(biāo)器9.2.3掃描儀9.2.4數(shù)碼相機(jī)2023/3/8129.3打印輸出設(shè)備點(diǎn)陣打印機(jī)激光打印機(jī)噴墨打印機(jī)2023/3/8139.3.1點(diǎn)陣針式打印機(jī)應(yīng)用最多的硬拷貝輸出設(shè)備，可將打印的信息長(zhǎng)期保存。產(chǎn)生永久性記錄的設(shè)備有打印機(jī)，繪圖機(jī)，靜電印刷機(jī)以及紙帶穿孔機(jī)，卡片穿孔機(jī)等。分類按打印方式的不同，分為擊打式和非擊打式兩類。按限制方式的不同，分為串行打印機(jī)和并行打印機(jī)兩種。按打印紙寬度不同，分為寬行打印機(jī)和窄行打印機(jī)。2023/3/8149.3.2激光打印機(jī)硒鼓圖9-4激光打印機(jī)結(jié)構(gòu)記錄鼓激光源清掃輥帶電器輸紙部分接紙部分預(yù)熱板加熱輥定影部分印寫,清掃，轉(zhuǎn)寫部分轉(zhuǎn)寫顯象部分激光部分控制部分2023/3/815打印機(jī)中一些技術(shù)術(shù)語(yǔ)（1）字模（Font）由一組字符組成，通常包括字母，數(shù)字，標(biāo)點(diǎn)符號(hào)及一些專用符號(hào)，每個(gè)字模有特定大小、高度、寬度和傾斜度。（2）字式樣（FontStyles）字?？蓜澐譃樗拇蠼M：文本組，顯示組，裝飾組和符號(hào)組。文本組：小型文本體可以作為文稿的正文，大型文本體可以作為文稿的標(biāo)題。顯示組：顯示組的字母常用于廣告和書名中。裝飾組：不常用，草體屬于此類。符號(hào)組：科技、工程、繪圖、音樂(lè)等領(lǐng)域中常用特地符號(hào)。（3）字模存儲(chǔ)器字模可選擇存放在打印機(jī)內(nèi)或主機(jī)的磁盤、磁帶上。2023/3/8169.3.3噴墨打印機(jī)噴墨技術(shù)可分為連續(xù)式和間歇式兩大類，目前流行的噴墨打印機(jī)技術(shù)屬于間歇式，它又分為“熱泡式”和“壓電式”兩種。噴墨技術(shù)的原理：利用電阻快速加熱噴墨頭，使噴墨頭內(nèi)的墨水汽化產(chǎn)生氣泡，氣泡膨脹將墨水噴出噴嘴，墨滴以每秒3000-6200點(diǎn)的速度噴射到紙上，當(dāng)噴頭與紙之間的距離很小時(shí)，便可在紙上形成精確的圖案。2023/3/8179.4顯示設(shè)備圖形與圖象圖形(Graphics）指沒有亮暗層次變更的線條圖，如建筑，機(jī)械的工程設(shè)計(jì)圖，電路圖等。圖象(Image)指具有亮暗灰度層次的圖畫，如自然景物，新聞?wù)掌?。?jīng)計(jì)算機(jī)處理與顯示的圖象稱為數(shù)字圖象。依據(jù)運(yùn)用的顯示器件劃分，顯示設(shè)備分為陰極射線管顯示器（CathodeRayTubeDisplay）發(fā)光二極管顯示器（Light-emittingDiodeDisplay）液晶顯示器（LiquidCrystalDisplay）等離子顯示器（PlasmaDisplay）2023/3/8189.4顯示設(shè)備軟拷貝設(shè)備：不能生成長(zhǎng)久性硬拷貝。組成：由監(jiān)視器和顯示適配器組成作用：將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以干脆視察的字符，圖形或圖象顯示方式：字符顯示方式（A/N）全點(diǎn)可尋址圖象顯示方式（APA）顯示模式確定屏幕的顯示格式（顯示字符的個(gè)數(shù)，顯示圖形的辨別率，顏色數(shù)等）行×列－A/N方式每屏的行×行象素?cái)?shù)－APA方式2023/3/819顯示器的類型 顯示器也稱為監(jiān)視器，可以分為單色監(jiān)視器和彩色監(jiān)視器。單色監(jiān)視器通常用于A/N方式，用于字符顯示，字符顏色為綠色或琥珀色。彩色監(jiān)視器有三種基本類型：RGB監(jiān)視器；彩色視頻監(jiān)視器；彩色電視機(jī)。其中RGB監(jiān)視器又分為數(shù)字式和模擬式。 數(shù)字式RGB監(jiān)視器要求顯示適配器供應(yīng)的信號(hào)是RGB數(shù)字信號(hào)，受信號(hào)位數(shù)的限制，可以顯示的顏色的種數(shù)有限，模擬式RGB監(jiān)視器要求顯示適配器供應(yīng)的信號(hào)是用電壓表示的RGB模擬信號(hào)，是連續(xù)可變的，可以顯示顏色的種數(shù)幾乎沒有限制。2023/3/820顯示適配器 常用的的顯示適配器有單色適配器MDA，彩色圖形適配器CGA、EGA、VGA等。2023/3/821顯示技術(shù)的術(shù)語(yǔ)（1/2）（1）辨別率和灰度級(jí) 辨別率和灰度級(jí)是顯示器的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。辨別率（Resolution）指顯示設(shè)備所能表示的象素個(gè)數(shù)?；叶燃?jí)（GrayLevel）指的是所顯示象素點(diǎn)的亮暗差別達(dá)到的層次，在彩色顯示器中表現(xiàn)為顏色的種類。灰度級(jí)取決于每個(gè)象素對(duì)應(yīng)刷新存儲(chǔ)器單元的位數(shù)和CRT本身性能。（2）刷新和刷新存儲(chǔ)器刷新（Refresh）：重復(fù)掃描。刷新頻率：每秒鐘刷新的次數(shù)。 刷新存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)圖象的存儲(chǔ)器，也稱“幀存儲(chǔ)器”或“視頻存儲(chǔ)器”VRAM。刷新存儲(chǔ)器的容量由圖象辨別率和灰度級(jí)確定。如辨別率為512×512，256級(jí)灰度的圖象，則存儲(chǔ)容量為5125128bit=256KB。2023/3/822顯示技術(shù)的術(shù)語(yǔ)（2/2）（3）隨機(jī)掃描和光柵掃描 電子束在熒光屏上按某種軌跡運(yùn)動(dòng)稱為掃描（Scan）。限制電子束掃描軌跡的電路叫掃描偏轉(zhuǎn)電路。掃描方式有兩種，隨機(jī)掃描（RandomScan）和光柵掃描（RasterScan）。 隨機(jī)掃描是限制電子束在CRT屏幕上隨機(jī)地運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生圖形和字符。電子束只在須要作圖的地方掃描，而不必掃描全屏幕，所以這種掃描方式畫圖速度快，圖象清晰。 光柵掃描是電視系統(tǒng)中接受的掃描方法，也叫電視掃描。要求圖象充溢整個(gè)畫面，電子束要掃過(guò)整個(gè)屏幕。光柵掃描是從上至下依次掃描，有逐行掃描和隔行掃描兩種方式。2023/3/823字符顯示器（1）字符顯示原理 字符可以用點(diǎn)組成，也可以由線段組成，常用的產(chǎn)生字符的方法有點(diǎn)陣法和線段法。 顯示字符的質(zhì)量和字符塊的大小取決于點(diǎn)陣的多少，字符塊指的是每個(gè)字符在屏幕上所占的點(diǎn)數(shù)，也稱作字符窗口，它包括字符顯示點(diǎn)陣和字符間隔。在IBM-PC系統(tǒng)中，屏幕上共顯示80列×25行=2000個(gè)字符，字符窗口數(shù)目為80×25。（2）單色字符顯示限制板（顯示適配器） 顯示板是主機(jī)與顯示器之間的接口 顯示板有限制邏輯和視頻存儲(chǔ)器VRAM兩個(gè)部分，限制邏輯的核心是MC6845CRTC。視頻存儲(chǔ)器有字符存儲(chǔ)器和屬性存儲(chǔ)器兩部分。對(duì)于每一個(gè)顯示字符，用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)字符的ASCII碼，用另一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)顯示屬性，屬性字節(jié)表示字符的顯示色，背景色（底色）以及閃爍、下劃線等屬性。對(duì)于80列×25行字符，字符存儲(chǔ)器和屬性存儲(chǔ)器的容量均為2KB。2023/3/824

圖形與圖象顯示（1/2）1、圖形顯示設(shè)備：一般具有顯示圖形和顯示字符的功能。按掃描方法可分為：（1）隨機(jī)掃描刷新圖形顯示器 接受矢量法構(gòu)成圖形。由于一條曲線可以用很多首尾相接的短矢量來(lái)靠近，因此可以在屏幕上先給定一系列坐標(biāo)點(diǎn)，限制電子束按確定依次逐個(gè)點(diǎn)亮相鄰兩點(diǎn)間的短矢量，從而得到近似的曲線。（2）光柵掃描圖形顯示器 把對(duì)應(yīng)于屏幕上每個(gè)象素信息用存儲(chǔ)器存起來(lái)，然后按地址依次逐個(gè)地刷新顯示在屏幕上，通過(guò)光柵掃描，使每個(gè)象素具有某個(gè)灰度或某種顏色，串接起來(lái)就構(gòu)成了不同的圖形。（3）存儲(chǔ)管型圖形顯示器 存儲(chǔ)管的樣子像CRT，但它不須要刷新，無(wú)閃爍現(xiàn)象。只要在屏幕上顯示出圖形，熒光粉就保持發(fā)光，直到整個(gè)屏幕的圖形全部檫除為止。由于不用刷新存儲(chǔ)器，限制簡(jiǎn)潔，辨別率可達(dá)到4096×4096個(gè)象素。2023/3/825圖形與圖象顯示（2/2）2、圖象顯示設(shè)備 圖象顯示器接受光柵掃描方式，其辨別率在256×256或512×512個(gè)象素，與圖形顯示兼容的圖象顯示器已達(dá)到1024×1024象素或更高，灰度級(jí)在64至256級(jí)。 圖象顯示器有兩種規(guī)模，一種是簡(jiǎn)潔的圖象顯示器，它僅僅顯示由計(jì)算機(jī)送來(lái)的數(shù)字圖象，圖象處理操作在計(jì)算機(jī)中完成，顯示器不做任何處理。 另一種是圖象處理終端或圖象處理子系統(tǒng)。其硬件結(jié)構(gòu)困難的多，本身就是一個(gè)具有并行處理功能的專用計(jì)算機(jī)。2023/3/8269.4.2液晶顯示設(shè)備液晶（LiquidCrystalDisplay）液態(tài)晶體的簡(jiǎn)稱，在確定溫度范圍內(nèi)，以液體與固體的中間狀態(tài)—液晶狀態(tài)存在。優(yōu)點(diǎn)：具有體積小、重量輕、能耗低（每平方厘米1-10毫瓦）、工作電壓低（1.5-6伏特）、圖象精確等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：液晶顯示廣泛應(yīng)用在手表，計(jì)數(shù)器，液晶電視，筆記本電腦，投影屏幕上。液晶顯示的主要技術(shù)指標(biāo)為：（1）電氣參數(shù)：工作電壓4-10伏，工作電流1-6微米/平方厘米，工作頻率30-2000赫茲，直流電阻5-10兆歐/平方厘米，電容600-1200微微法/平方厘米，功耗100微瓦/平方厘米；（2）電光參數(shù)：閾值電壓1.5-2.5伏。飽和電壓3-4伏，辨別率為幾十條線/每毫米，響應(yīng)時(shí)間30-150毫秒，余輝300-500毫秒，壽命為1萬(wàn)小時(shí)以上。2023/3/8279.5磁表面存儲(chǔ)器種類：磁表面存儲(chǔ)器：例如，磁盤，磁帶光存儲(chǔ)器：光盤（OpticalDisk）特點(diǎn)：存儲(chǔ)密度高，記錄容量大，每位價(jià)格低；記錄介質(zhì)可以重復(fù)運(yùn)用；記錄信息可長(zhǎng)時(shí)間保存而不致丟失；非破壞性讀出，讀出時(shí)不需再生信息；存取速度較低，機(jī)械結(jié)構(gòu)困難，對(duì)工作環(huán)境要求較嚴(yán)。2023/3/828外部存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)（1/4）存儲(chǔ)密度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度或單位面積所存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息量。磁盤的存儲(chǔ)密度：(a)道密度：指沿磁盤半徑方向單位長(zhǎng)度上的磁道數(shù)；(b)位密度：指沿磁道的單位長(zhǎng)度上記錄的二進(jìn)制信息位數(shù)；(c)面密度：以上兩個(gè)乘積。存儲(chǔ)容量以字節(jié)為單位,指存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息總量。磁盤存儲(chǔ)器有格式化容量和非格式化容量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)：格式化容量：依據(jù)特定的記錄格式存儲(chǔ)信息的總量非格式化容量：磁記錄表面可利用的磁化單元總數(shù)2023/3/829外部存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)（2/4）尋址時(shí)間：對(duì)磁盤存儲(chǔ)器，尋址時(shí)間=尋道時(shí)間+等待時(shí)間 等待時(shí)間與磁盤轉(zhuǎn)速有關(guān)，可用磁回旋轉(zhuǎn)一周所須要時(shí)間的一半來(lái)表示平均等待時(shí)間。 例：磁盤的轉(zhuǎn)速為3600r/min，則 平均等待時(shí)間=0.5×60/3600=8.3ms。讀寫周期：讀出/寫入一個(gè)字的時(shí)間稱為讀寫時(shí)間，兩次讀出/寫入操作之間的時(shí)間間隔稱為讀寫周期或存取周期。2023/3/830外部存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)（3/4）數(shù)據(jù)傳輸率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)或字節(jié)數(shù)。對(duì)磁盤存儲(chǔ)器，單磁頭串行讀/寫半徑R0已知，數(shù)據(jù)傳輸率計(jì)算如下： 每道信息量=位密度2R0，（R0為內(nèi)半徑） 數(shù)據(jù)傳輸率(bps)=每道信息量轉(zhuǎn)速r，（r是每秒轉(zhuǎn)速） =位密度2R0轉(zhuǎn)速例.某盤組共9塊盤片，有16個(gè)盤面來(lái)記錄數(shù)據(jù)，每面分256個(gè)磁道，每道有16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)512個(gè)字節(jié)，假設(shè)磁回旋轉(zhuǎn)速度為每分鐘3600轉(zhuǎn)，求數(shù)據(jù)傳輸率。解：每秒鐘的的轉(zhuǎn)速=3600/60=60轉(zhuǎn)； 數(shù)據(jù)傳輸率=每一磁道容量×每秒鐘轉(zhuǎn)速=16×512×60=480KB/S2023/3/831外部存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)（4/4）誤碼率：是衡量出錯(cuò)概率的參數(shù)，等于出錯(cuò)位數(shù)與讀寫總信息位數(shù)之比。價(jià)格：通常用位價(jià)格來(lái)比較各種外存儲(chǔ)器。位價(jià)格是用設(shè)備價(jià)格除以存儲(chǔ)器二進(jìn)制位總?cè)萘俊Ｒ粋€(gè)常識(shí)：每面信息量=每道信息量柱面數(shù)

=每道信息量道密度（外半徑-內(nèi)半徑） 總?cè)萘?每面信息量面數(shù)2023/3/832磁表面存儲(chǔ)器的磁記錄原理（1）磁表面存儲(chǔ)器的讀寫過(guò)程 通過(guò)磁頭和記錄介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成寫入和讀出。任何一個(gè)磁記錄過(guò)程都可以看成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程。（2）磁記錄介質(zhì)軟性介質(zhì)（磁帶和軟磁盤片）硬性介質(zhì)（硬磁盤片）。（3）磁頭磁頭是實(shí)現(xiàn)電-磁轉(zhuǎn)換的裝置。從工作方式上可分為：接觸式磁頭：讀寫時(shí)磁頭與磁記錄介質(zhì)干脆接觸。常用于磁帶機(jī)和軟磁盤機(jī)中。浮動(dòng)式磁頭：由介質(zhì)高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的氣流在磁頭和介質(zhì)表面之間形成一層極薄的空氣薄膜（氣墊），使磁頭與介質(zhì)表面脫離接觸而浮動(dòng)。硬磁盤接受浮動(dòng)式磁頭。2023/3/833

磁記錄方式（1/4）磁記錄方式是一種編碼方法，將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成磁化單元?dú)w零制（RZ）：ReturntoZero正脈沖電流表示“1”，負(fù)脈沖電流表示“0”；不論記錄“0”或“1”，在記錄下一信息前，記錄電流復(fù)原到零電流簡(jiǎn)潔易行，記錄密度低，改寫磁層上的記錄比較困難，一般是先去磁后寫入。具有自同步實(shí)力（能從磁頭讀出信號(hào)中分別獲得同步/選通信號(hào)）不歸零制（NRZ）：NonReturntoZeroChange磁頭線圈始終有電流對(duì)連續(xù)記錄的“1”和“0”，寫電流的方向是不變更的。無(wú)自同步實(shí)力。2023/3/834磁記錄方式（2/4）見“1”就翻的不歸零制（NRZ1）NonReturntoZeroChangeOnOne磁頭線圈始終有電流通過(guò)。在記錄“1”時(shí)，電流變更方向，寫“0”電流保持不變。不具備自同步實(shí)力，須要引用外同步信號(hào)調(diào)相制（PM）：又稱相位編碼（PE）PhaseMudulation記錄數(shù)據(jù)“0”時(shí)，規(guī)定磁化翻轉(zhuǎn)的方向由負(fù)變?yōu)檎?，記錄?shù)據(jù)“1”時(shí)從正變?yōu)樨?fù)“0”，“1”的讀出信號(hào)相位不同，抗干擾實(shí)力強(qiáng)（磁帶多用此）。具有自同步實(shí)力2023/3/835磁記錄方式（3/4）調(diào)頻制（FM）FrequencyModulation記錄“1”時(shí)，不僅在位周期的中心產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)，而且在位與位之間的邊界處要翻轉(zhuǎn)一次。記錄“0”時(shí)，位周期中心不產(chǎn)生磁化翻轉(zhuǎn)，但位與位之間的邊界處要翻轉(zhuǎn)一次。具有自同步實(shí)力。改進(jìn)調(diào)頻制（MFM）ModifiedFrequencyModulation記錄數(shù)據(jù)“1”時(shí)在位周期中心磁化翻轉(zhuǎn)一次，記錄數(shù)據(jù)“0”時(shí)不翻轉(zhuǎn)。連續(xù)兩個(gè)或兩個(gè)以上“0”時(shí)，在位周期的起始位置翻轉(zhuǎn)一次，而不是在每個(gè)位周期的起始處都翻轉(zhuǎn)。具有自同步實(shí)力2023/3/836磁記錄方式（4/4）位周期T11111000MFMFMPMNRZ1NRZRZ數(shù)字序列圖9-18常見的幾種磁記錄方式波形圖2023/3/837磁記錄方式評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)（1/2）（1）牢靠性 牢靠性是首要指標(biāo)，一般以誤碼率來(lái)表示，要求誤碼率小于10-6，磁表面存儲(chǔ)器的故障多為漏碼，即丟“1”。誤碼率與系統(tǒng)的信噪比有關(guān)，也常用抗干擾實(shí)力來(lái)表示。（2）自同步實(shí)力 是指從單個(gè)磁道讀出的脈沖序列中提取同步時(shí)鐘脈沖的難易程度。從磁表面存儲(chǔ)器讀出信號(hào)時(shí)，為了分別出數(shù)據(jù)信息必須要有時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)，稱為同步信號(hào)，可以從特地設(shè)置用來(lái)記錄同步信號(hào)的磁道中取得，這種方法稱為外同步，也可以干脆從磁盤讀出的信號(hào)中提取同步信號(hào)，這種方法稱為自同步，即能從讀出的數(shù)據(jù)（脈沖序列）中提取同步信號(hào)。2023/3/838磁記錄方式評(píng)價(jià)的技術(shù)指標(biāo)（2/2）（3）編碼效率是指位密度與磁化翻轉(zhuǎn)密度之比，即：位密度/最大磁化翻轉(zhuǎn)密度。編碼效率凹凸是指每次磁層狀態(tài)翻轉(zhuǎn)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息位的多少（4）信息的相關(guān)性信息的相關(guān)性，指漏讀或錯(cuò)讀一位，是否能傳播誤碼（5）信道帶寬帶寬窄選擇性好，抗干擾實(shí)力強(qiáng)，讀寫放大器的頻率響應(yīng)簡(jiǎn)潔滿足。信道帶寬干脆與磁化翻轉(zhuǎn)的間隔變更有關(guān)，磁化翻轉(zhuǎn)間隔的最大值和最小值之比稱為翻轉(zhuǎn)間隔比R，R越小，信道帶寬越窄。R可以表示自同步實(shí)力。PM和FM方式的R值為2，信道帶寬較窄，可以提取同步時(shí)鐘信號(hào)，而NRZ1方式R值為∞，頻帶較寬，無(wú)法提取同步時(shí)鐘信號(hào)。2023/3/8399.5.2軟磁盤存儲(chǔ)器軟磁盤存儲(chǔ)器由三個(gè)部分組成：（1）軟磁盤片，為存儲(chǔ)介質(zhì)，在上面記錄數(shù)據(jù)信息。（2）軟盤驅(qū)動(dòng)器（FDD），為讀寫裝置，又稱為軟磁盤機(jī)或軟盤子系統(tǒng)，軟盤驅(qū)動(dòng)器的電路機(jī)械部件包括：磁頭及讀寫電路；盤片驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；磁頭定位機(jī)構(gòu)；整機(jī)限制系統(tǒng)。（3）軟盤限制器（FDC），又稱為軟盤驅(qū)動(dòng)適配器，為與主機(jī)的接口，完成主機(jī)與軟盤驅(qū)動(dòng)器之間數(shù)據(jù)的交換及限制。軟盤存儲(chǔ)器的種類（1）按所用盤片尺寸不同，有5.25寸、3.5寸和2.5寸等。（2）按運(yùn)用的磁記錄表面（磁頭個(gè)數(shù)）不同和記錄密度不同，分為單面單密度，單面雙密度，雙面雙密度。單密度接受FM記錄方式，雙密度接受MFM記錄方式。2023/3/840軟磁盤片的技術(shù)指標(biāo)與規(guī)格（1）面數(shù)（Side），磁盤的兩個(gè)表面都可以記錄信息，分別稱作“0”面和“1”面。（2）磁道（Track），以盤片中心為圓心的一些同心圓，每一圓周為一個(gè)磁道，各磁道距中心的距離不等，數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在盤片的磁道內(nèi)。（3）扇區(qū)（Sector），或稱區(qū)段，將每個(gè)磁道分成若干的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域稱為一個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)又稱為一個(gè)記錄。每個(gè)磁道上的扇區(qū)數(shù)可為8，9，15或18。扇區(qū)編號(hào)從01起先，每個(gè)扇區(qū)的容量為512字節(jié)，每個(gè)磁道上的扇區(qū)數(shù)目一般是相同的。 軟盤容量=（字節(jié)數(shù)/扇區(qū)）×（扇區(qū)數(shù)/道）×（磁道數(shù)/面）×面數(shù)。 例：3.5英寸軟盤為雙面，80個(gè)磁道，每磁道劃分18個(gè)扇區(qū)，則該軟盤的容量等于：512×18×80×2=1.44MB2023/3/841硬盤存儲(chǔ)器概述（1/2）組成：驅(qū)動(dòng)器（HDD），限制器（HDC）和盤片。種類（1）按磁頭的工作方式，可以分成移動(dòng)頭和固定頭移動(dòng)頭在存取數(shù)據(jù)時(shí)磁頭在磁盤盤面上徑向移動(dòng)，磁頭與盤面不接觸，且隨氣流浮動(dòng)，稱為浮動(dòng)磁頭，存儲(chǔ)器由一個(gè)或多個(gè)盤片組成，裝在主軸上，盤片的每面都有一個(gè)磁頭，其典型結(jié)構(gòu)是溫切斯特磁盤。固定頭磁盤存儲(chǔ)器的磁頭位置固定，磁盤的每一個(gè)磁道都對(duì)應(yīng)一個(gè)磁頭，盤片也不行更換。其特點(diǎn)是存取速度快，省去了磁頭沿盤面徑向運(yùn)動(dòng)找尋磁道的時(shí)間，磁頭處于工作狀態(tài)即可起先讀寫。2023/3/842硬盤存儲(chǔ)器概述（2/2）（2）按磁盤可換與否，分可換盤存儲(chǔ)器和固定盤存儲(chǔ)器。可換盤存儲(chǔ)器是指磁盤不用時(shí)可以從驅(qū)動(dòng)器中取出脫機(jī)保存。可以在兼容的磁盤存儲(chǔ)器間交換數(shù)據(jù)，而且存儲(chǔ)容量是不受限制的。為了達(dá)到牢靠交換數(shù)據(jù)的目的，磁盤的道密度要適當(dāng)?shù)慕档?。?）溫切斯特磁盤 溫切斯特磁盤簡(jiǎn)稱溫盤，是一種可移動(dòng)磁頭固定盤片存儲(chǔ)器，是應(yīng)用最廣、最具代表性的硬磁盤存儲(chǔ)器。主要特點(diǎn)是密封組合式。2023/3/843磁盤限制器主機(jī)與磁盤驅(qū)動(dòng)器之間的接口。由于協(xié)助存儲(chǔ)器是快速的外部設(shè)備，與主機(jī)之間成批交換數(shù)據(jù)，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，主機(jī)須要接受DMA限制方式。作為主機(jī)與驅(qū)動(dòng)器之間交接部件的限制器，須要有兩個(gè)方向的接口。與主機(jī)的接口，限制輔存與主機(jī)總線交換數(shù)據(jù)：系統(tǒng)級(jí)接口；與設(shè)備的接口，依據(jù)主機(jī)的吩咐限制設(shè)備的操作：設(shè)備級(jí)接口。2023/3/844常用的磁盤設(shè)備級(jí)接口標(biāo)準(zhǔn)（1/2）

（1）ST506/412接口（SeagateTechnology）：IBMPC/AT機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)硬盤接口卡，傳輸速率5MB—15MB/S，最多支持2個(gè)硬盤，最大支持盤空間：150MB。（2）小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口SCSI（SmallComputerSystemInterface)：系統(tǒng)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)接口，用于小型機(jī)和微型機(jī)的外部設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)。

SCSI-I，數(shù)據(jù)寬度：8位，數(shù)傳率：5MB/S SCSI-II，數(shù)據(jù)寬度：16位，數(shù)傳率：10MB/S FASTSCSI-II，數(shù)據(jù)寬度：16位，數(shù)傳率：20MB/S FAST/WIDESCSI-II，數(shù)據(jù)寬度：32位，數(shù)傳率：40MB/S2023/3/845常用的磁盤設(shè)備級(jí)接口標(biāo)準(zhǔn)（2/2）（3）增加型小型設(shè)備接口ESDI(EnhancedSmallDeviceInterface)，適用于小型溫盤，磁帶和光盤存儲(chǔ)器等．傳輸率：5MB—10MB/S，支持4個(gè)硬盤，硬盤最大600MB。（4）IDE（IntegratedDriveElectronics)和EIDE（EnhancedIDE)接口，在微機(jī)中得到了廣泛的運(yùn)用。IDE： 數(shù)據(jù)傳輸率不超過(guò)1.5MB/S 最多連接兩個(gè)IDE設(shè)備（硬盤或其他設(shè)備） 每個(gè)IDE硬盤容量不超過(guò)528MBEIDE：數(shù)據(jù)傳送率：12MB/S-18MB/S；最多可以連接4個(gè)IDE設(shè)備；每個(gè)IDE硬盤容量可以超過(guò)528MB。EIDE限制器通常接在VESA總線和PCI總線上。2023/3/846提高硬盤驅(qū)動(dòng)器的磁表面記錄密度的措施（1）改進(jìn)編碼方式，提高編碼效率；（2）改進(jìn)記錄介質(zhì)和基板性能，提高記錄密度和耐用度；（3）研制高密度記錄磁頭；（4）接受先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，克服由高密度帶來(lái)讀出信號(hào)減弱和信號(hào)干擾比下降的缺點(diǎn)；（5）降低磁頭浮動(dòng)的高度；（6）改進(jìn)磁頭伺服跟蹤技術(shù)；2023/3/847提高硬盤數(shù)據(jù)傳輸率，縮短平均存取時(shí)間的措施（1）提高主軸轉(zhuǎn)速，縮短旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間；（2）讀寫限制電路接受超高速緩沖存儲(chǔ)器芯片Cache。（3）接受SCSI等智能接口；（4）發(fā)展同步磁盤陣列，縮短傳輸時(shí)間。2023/3/8489.6光盤存儲(chǔ)器（1/3）光盤（OpticalDisk）是利用光學(xué)原理讀寫信息的存儲(chǔ)器。特點(diǎn)容量大速度快密度高介質(zhì)壽命長(zhǎng)不易受干擾能夠進(jìn)行非接觸讀寫和高速隨機(jī)存取2023/3/8499.6光盤存儲(chǔ)器（2/3）只讀式光盤只讀式光盤（ReadOnly）：盤片由廠家預(yù)先寫入數(shù)據(jù)或程序，出廠后用戶只能讀取，不能寫入和修改。只寫一次光盤只寫一次光盤（WriteOnceOnly）：可以由用戶寫入信息，不過(guò)只能寫一次，寫入后不能修改，可以多次讀出，相當(dāng)于PROM。在盤片上留有空白區(qū)，可以把要修改和重寫的的數(shù)據(jù)追記在空白區(qū)內(nèi)?？砷邔懯焦獗P可檫寫式光盤（Rewriteable）：利用磁光效應(yīng)存取信息，接受特殊的磁性薄膜作記錄介質(zhì)，用激光束來(lái)記錄、再現(xiàn)和刪除信息，又稱為磁光盤，類似于磁盤，可以重復(fù)讀寫。2023/3/8509.6光盤存儲(chǔ)器（3/3）光盤存儲(chǔ)器的性能的改進(jìn)：（1）增大存儲(chǔ)容量，研制短波長(zhǎng)激光器，研制高密度磁光記錄新材料，改進(jìn)信息記錄方式和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。（2）縮短存取時(shí)間，提高傳輸效率。（3）研制快速存取光學(xué)頭。（4）提高盤片轉(zhuǎn)速。2023/3/8519.7通信與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備9.7.1調(diào)制解調(diào)器9.7.2網(wǎng)絡(luò)接口卡9.7.3網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備2023/3/8529.7.1調(diào)制解調(diào)器（1/6）調(diào)制解調(diào)器即Modem，屬于數(shù)據(jù)通訊設(shè)備，其功能是將數(shù)據(jù)在數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。從計(jì)算機(jī)發(fā)送信號(hào)時(shí)，調(diào)制解調(diào)器將來(lái)自計(jì)算機(jī)的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換或調(diào)制成可通過(guò)電話線發(fā)送的模擬信號(hào)；而接收信息時(shí)，調(diào)制解調(diào)器則將電話線或通信線傳來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換或解調(diào)成計(jì)算機(jī)能理解的數(shù)字信號(hào)。用戶可以利用調(diào)制解調(diào)器將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)連接起來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2023/3/8539.7.1調(diào)制解調(diào)器（2/6）調(diào)制解調(diào)器的通信方式單工方式半雙工方式全雙工方式與計(jì)算機(jī)的連接方式外接式內(nèi)置式種類ISDNModemADSLModemCableModemV.92Modem2023/3/8549.7.1調(diào)制解調(diào)器（3/6）ISDNModemISDN是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（IntegratedServiceDigitalNetwork）的簡(jiǎn)稱，它以純數(shù)字方式進(jìn)行語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸，可在一條一般電話線上供應(yīng)以64Kbps速率為基礎(chǔ)的端到端的數(shù)字連接，可開展上網(wǎng)、打電話、視頻會(huì)議等多種業(yè)務(wù)。它由兩個(gè)B通道和一個(gè)D通道組成，每個(gè)B通道可以供應(yīng)64Kbps的語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸。因此，ISDN既可以同時(shí)利用兩個(gè)B通道以128Kbps的速率上網(wǎng)；也可以運(yùn)用一個(gè)B通道以64K的速度上網(wǎng)的同時(shí)，在另一個(gè)B通道上打電話。ISDN在我國(guó)也被稱為“一線通”。2023/3/8559.7.1調(diào)制解調(diào)器（4/6）ADSLModemADSL是非對(duì)稱數(shù)字用戶回路的簡(jiǎn)寫，它能在現(xiàn)有一般電話線上利用ADSLModem供應(yīng)高達(dá)8Mbps的下載速度和1Mbps的上行速度，上Internet和打電話互不干擾。當(dāng)前ADSLModem多接受3種線路編碼技術(shù)，分別稱為抑制載波幅度和相（carrier-lessamplitudeandphase，CAP）、離散多音復(fù)用（discretemultitone，DMT）以及離散小波多音復(fù)用（discretewaveletmultitone，DWMT）2023/3/8569.7.1調(diào)制解調(diào)器（5/6）CableModemCableModem即電纜調(diào)制解調(diào)器?？稍谟芯€電視同軸光纜混合網(wǎng)上傳送數(shù)據(jù)，用戶可以獲得最高為30Mbps的傳輸速率，具有成本低、頻帶寬的優(yōu)勢(shì)。CableM