文档介绍：2017/11/11
1
第9章
计算机外部设备
计算机组成技术教程
哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院
2017/11/11
2
第9章计算机的外部设备
计算机的辅助存储器系统
计算机常用显示设备及其基本原理
打印机的基本原理
计算机常用的输入设备
显示器
打印机
2017/11/11
3
计算机的外部设备
主机
输入/输出接口
(Interface)
设备
控制器
设备
执行机构
中央处理器和主存构成了主机,除主机外的大部分硬件设备都可称为外部设备,或外围设备,简称外设。
以各种外部形式描述的程序、数据等信息通过外设输入计算机;计算机把各种信息和处理结果以一定的物理载体反映出来,通过外设进行输出。
2017/11/11
4
计算机的辅助存储器系统
外部存储器又称作辅助存储器,它是主存的后援设备,与主存、缓存一起组成了存储器的层次系统。计算机系统的辅助存储器有硬盘、软盘、磁带、光盘等,其特点是容量大、成本低,具备非易失性。
在计算机存储系统中,主存是半导体存储器,以供直流电维持信息,一旦断电,信息立即丢失,这称为易失性或挥发性。虽然主存存在易失性,但由于只存放当前使用的信息,影响不大。
2017/11/11
5
磁表面存储元的存储原理
磁表面存储器通过磁头和记录介质的相对运动完成读写操作,写入时,记录介质在磁头下面匀速通过,根据写入代码的要求,对写入线圈输入一定方向和大小的电流使磁头导磁体磁化,磁层表面被磁化的极性方向不同,可以区别记录“0”或“1”。
读出时,读线圈通过电流,让载磁体在磁头下运动时存储元中的剩磁便会在读出电路中感应出信号。
硬盘系统的组成与工作原理
N
写线圈
S
铁芯
磁层
读线圈
2017/11/11
6
硬盘存储器
硬盘存储器一般由硬盘驱动器(Hard Disk Driver,HDD)、硬盘控制器(Hard Drive Controller,HDC)和盘片组成。硬盘驱动器HDD,又称磁盘机,通常是一个完整独立的设备。
2017/11/11
7
硬盘存储器
硬盘驱动器HDD,包括磁记录介质使用的磁盘和驱动磁盘匀速旋转的动力与驱动部件(主轴及驱动系统),完成读/写功能的磁头和驱动磁头沿磁盘径向方向运动和准确定位的部件(磁头及定位系统),以及其他一些控制逻辑电路构成的设备控制器等部件。
2017/11/11
8
硬盘存储器
磁头支架
盘片
磁头
磁道
扇区
硬盘的结构
硬盘的盘片由硬质铝合金材料制成,其表面
涂有一层可被磁化的硬磁特性材料。
硬盘的盘片
2017/11/11
9
硬盘存储器
HDC是主机与HDD之间的接口电路。在早期的微型计算机系统中,HDC是插在主机总线插槽中的一块电路板,用于把HDD与计算机主机连接为一体。为了使硬盘机具有通用性和互换性,硬盘生产厂商制定了主机与HDD的接口标准,经过若干年的演变,HDC的功能全部转入到硬盘设备中,这样主机与硬盘存储器之间可采用标准通用接口。随着计算机系统的发展,硬盘接口标准形成了标准系列。计算机常用的硬盘接口标准有ST506/412,ESDI,IDE,SCSI等,其中,近几年在PC机中使用最广泛的是IDE和SATA接口标准。
硬盘控制器HDC
2017/11/11
10
硬盘存储器
IDE(Integrated Drive Electronics)即“电子集成驱动器”,本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器,由美国Western paq公司开发,当前通用的一种硬盘和光驱接口标准。
IDE和SATA
目前使用的SATA(Serial Advanced Technology Attachment)即串行高级技术附件,是一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口,使用SATA接口的硬盘又叫串口硬盘,其特点是支持热插拔,传输速率快,执行效率高,相对于并行ATA来说它具有很多优势,有希望成为并行ATA的廉价替代方案。