第7章 外围设备

磁记录原理
磁性材料的物理特性 磁表面存储器的读写原理
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读操作：当磁头经过载磁体的磁化元时，由于磁头铁芯 读操作：当磁头经过载磁体的磁化元时， 是良好的导磁材料， 是良好的导磁材料，磁化元的磁力线很容易通过磁头而 形成闭合磁通回路。 形成闭合磁通回路。不同极性的磁化元在铁芯里的方向 是不同的。 是不同的。 写操作：当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时， 写操作：当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时，铁芯 内就产生一定方向的磁通。 内就产生一定方向的磁通。
磁表面存储
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用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体 存储信息 优点
存储容量大， 存储容量大，位价格低 记录介质可以重复使用 记录信息可以长期保存而不丢失 非破坏性读出， 非破坏性读出，读出时不需要再生信息
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缺点
存取速度慢，机械结构复杂， 存取速度慢，机械结构复杂，对工作环境要求高
通常用作辅助大容量存储器使用
磁盘存储器的技术指标
采用定长数据块格式， 【例题1解】：(4)采用定长数据块格式，直接寻址的最小单 例题 解 采用定长数据块格式 位是一个记录块(一个扇区 一个扇区)， 位是一个记录块 一个扇区 ，每个记录块记录固定字节数目 的信息，在定长记录的数据块中， 的信息，在定长记录的数据块中，活动头磁盘组的编址方式 可用如下格式： 可用如下格式：
第七章
外围设备
外围设备 磁记录原理 磁盘驱动器 磁盘控制器 磁盘存储器
教学要求
重点和难点
外围设备的一般功能 磁记录原理 磁盘的组成 磁盘驱动器和控制器 磁盘上的信息分布 磁盘存储器的技术指标
主要内容
外围设备概述 磁盘存储设备 磁盘存储设备的技术发展 磁带存储设备 光盘和磁光盘存储设备

第一章计算机系统概论计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。

早起将运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）。

目前的CPU包含了存储器，因此称为中央处理器。

存储程序并按地址顺序执行，这是冯·诺依曼型计算机的工作原理，也是CPU自动工作的关键。

计算机系统是一个有硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般程序级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。

习题：4冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么它包括那些主要组成部分主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5什么是存储容量什么是单元地址什么是数据字什么是指令字存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

每个存储单元都有编号，称为单元地址。

如果某字代表要处理的数据，称为数据字。

如果某字为一条指令，称为指令字7指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序第二章运算方法和运算器按对阶操作。

直接使用西文标准键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。

为此要解决汉字的输入编码、汉字内码、子模码等三种不同用途的编码。

1第三章 内部存储器CPU 能直接访问内存（cache 、主存）双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。

cache 是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU 和主存之间速度不匹配而采用的一项重要的硬件技术，并且发展为多级cache 体系，指令cache 与数据cache 分设体系。

要求cache 的命中率接近于1适度地兼顾了二者的优点又尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想，因而得到了普遍采用。

习题： 1设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1）该存储器能存储多少个字节的信息（2）如果存储器由512K ×8位SRAM 芯片组成，需要多少片；（3）需要多少位地址做芯片选择(1)字节M 4832*220= (2)片84*28*51232*1024==K K (3)1位地址作芯片选择 2 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问：（1） 若每个内存条16M ×64位，共需几个内存条（2）每个内存条共有多少DRAM 芯片 （3）主存共需多少DRAM 芯片CPU 如何选择各内存条(1). 共需模块板数为m ：m=÷2^24=4(块)(2). 每个模块板内有DRAM 芯片数为32 (片)(3) 主存共需DRAM 芯片为：4*32=128 (片) 每个模块板有32片DRAM 芯片，容量为16M ×64位，需24根地址线(A23~A0) 完成模块板内存储单元寻址。

退1 出
7.1 电脑的咽喉 - 声卡
7.1.1 声卡的基本结构
声卡的功能
以前的微机只有一个PC小喇叭，通常只发出提示、报警 音，或通过编程使之发出简单的单声道音乐。
声卡的出现根本性地改变了这种现象。
▲实现了真实声音的输入（麦克风）和输出（外接音箱）
▲具备数字音频数据（音乐CD）的处理能力
▲目前的水平实现了“7.1”声道环绕立体声
98年7月推出了“Sound Blaster PCI128”声卡，同时推 出了第一套用于多通道环绕音响的完整音频系统“PC Works Four Point Surround”。
▲ SB Live
紧接着推出的“Sound Blaster Live!”系列声卡是64位 声卡，它们支持PCI 2.1总线接口，具有“5.1”环绕立体声 系统。
▲支持各种游戏软件和应用程序的自然模拟声、语音和音乐
▲支持MPEG声音压缩、MIDI电声、WAV录音和MP3等的制作
和播放
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图7-1 声卡外形
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声卡的技术标准发展
在声卡领域，创新公司（Creative）在技术上始 终处于开创和领先的地位，它一直是声卡新标准的制 定者。另外还有YAMAHA、AUREAL和ESS等著名声卡厂商。 声卡的技术标准主要有：
○音频回放高达 24bit/192kHz 模式； ○音频回放录音 24bit/96kHz 模式； ○ 支持DVD-Audio ○ Dolby Digital EX 解码 ○ 6.1音频系统 ○ 7个模拟输出端口 ○ THX 认证 (Audigy2是第一款获得此认证的声卡) ○ 最新CMSS 3D音效混和算法 ○ 增强的信噪比(SNR) - 106dB.
▲ SB 16
“SB 16”是16位双声道立体声声卡。它提供8位 和16位立体声的录放，有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱKHz至44.1KHz可选的数字采 样率，音质达到了CD音质的高水准。

第7章习题参考答案1．计算机的外围设备是指 D 。

A ．输入／输出设备B ．外存储器C ．输入／输出设备及外存储器D ．除了CPU 和内存以外的其他设备2．打印机根据印字方式可以分为 C 和 D 两大类，在 C 类打印机中，只有 A 型打印机能打印汉字，请从下面答案中选择填空。

A ．针型打印机B ．活字型打印机C ．击打式D ．非击打式3．一光栅扫描图形显示器，每帧有1024×1024像素，可以显示256种颜色，问刷新存储器容量至少需要多大解：因为28＝256，一个像素存储256色需8位，所以一帧的存储空间至少需要1024×1024×8bit=1MB]4. 一个双面CD －ROM 光盘，每面有100道，每道9个扇区，每个扇区512B ，请求出光盘格式化容量。

解：格式化容量＝盘面数×每面道数×每道扇区数×每扇区字节数＝2×100×9×512＝900KB5. 试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间的公式。

答：磁盘存储器读写一块信息所需总时间为T a =平均找道时间+平均等待时间+一块数据的写入(或读出)时间设磁盘转速为r 转/s ，每个磁道存储的信息量为N 个字节，则平均等待时间为磁盘旋转半圈所用的时间，即1/(2r)；设要传送的数据块大小为b 个字节，则有：磁盘旋转一周读出一个磁道的信息，即，每秒钟读出rN 个字节，所以传输b 个字节多用的时间为b/(rN)；由此，可得磁盘读写一块信息所需的时间公式为：rNb r T T s a ++=21秒，其中T s 为平均找道时间) 6. 一个双面磁盘，每面有220道，已知磁盘转速r=4000转/分，数据传输率为185000B/S,求磁盘总容量。

解：格式化容量为：因为转速r=4000转/分，所以每秒400/6转数据传输率为185000B/S ，所以磁道容量为185000/(400/6)=2775B双面，每面220道，所以总容量为2×220×2775＝1221000B７．某磁盘存储器转速为3000转／分，共有4个记录面，每道记录信息为12288B ，最小磁道直径为230mm ，共有275道,道密度为5道/mm 。