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1、第第8章外围设备章外围设备n n8.1输出设备 n n8.1.18.1.1显示设备显示设备1.1.显示设备显示设备是计算机是计算机最主要最主要的输出设备，它将（模拟）电信号转的输出设备，它将（模拟）电信号转变为可见光信号，能将计算机中的数据以文字、变为可见光信号，能将计算机中的数据以文字、图形图形、图图像像的形式的形式静态静态地、或地、或动态动态地显示出来。地显示出来。显示器接口：将计算机送来的数字电信号转换为模显示器接口：将计算机送来的数字电信号转换为模拟电信号；拟电信号；显示器：将显示器接口送来的模拟电信号转换为可显示器：将显示器接口送来的模拟电信号转换为可见光信号；见光信号；2.2.性能
2、指标性能指标（1 1）分辨率分辨率指每屏图像中像素点的个数，是衡量显示器显示清晰指每屏图像中像素点的个数，是衡量显示器显示清晰度的指标。度的指标。分辨率通常用分辨率通常用“每行点数每行点数 每屏行数每屏行数”表示。常见的表示。常见的分辨率有：分辨率有：320200320200，640200640200，640350640350，640480640480，10247681024768，1280102412801024，1600120016001200，等等。，等等。n n（2 2）灰度级（颜色数）灰度级（颜色数）指每个像素点能显示出多少种不同的亮度等级（或颜指每个像素点能显示出多少种不同的亮度等
3、级（或颜色数）。灰度级（或颜色数）越多，则图像的层次就越丰色数）。灰度级（或颜色数）越多，则图像的层次就越丰富逼真，但所需要的显示存储器（简称显存）容量就越大。富逼真，但所需要的显示存储器（简称显存）容量就越大。例如，对分辨率为例如，对分辨率为10247681024768、能显示、能显示256256种灰度或颜种灰度或颜色（需用色（需用8 8位编码）的显示器，每屏图像所需的显示存储位编码）的显示器，每屏图像所需的显示存储器容量为器容量为8 8（位（位/点）点）（10247681024768）（点）（点/屏）屏）=6291456=6291456（位（位/屏）屏）=786432=786432（字节（
4、字节/屏）屏）（3 3）显示器尺寸）显示器尺寸以荧光屏对角线的长度（英寸）表示，常见的通常有以荧光屏对角线的长度（英寸）表示，常见的通常有1212英寸、英寸、1414英寸、英寸、1515英寸、英寸、1717英寸、英寸、2121英寸等；英寸等；n n3.显示设备的分类显示设备：阴极射线管（CRT）显示器：彩色、单色，字符、图形图像；液晶显示器（LCD）：彩色、单色，字符、图形图像；等离子显示器（PDP）：彩色、单色，字符、图形图像；n n4.CRT4.CRT显示器显示器（1 1）核心部件核心部件-显像管显像管由由电子枪电子枪、荫罩荫罩、荧光屏荧光屏及及偏转线圈偏转线圈组成。组成。电子枪：有红、绿
5、、蓝三支电子枪；电子枪：有红、绿、蓝三支电子枪；据不同的据不同的信号信号产生不同的产生不同的电压电压发射不同发射不同强度强度的电子束的电子束（圆形或矩形）；（圆形或矩形）；荫罩：过滤电子束（整形）；荫罩：过滤电子束（整形）；荧光屏：涂有三荧光屏：涂有三原色原色（红、绿、蓝）荧光粉；（红、绿、蓝）荧光粉；在电子束的轰击下产生不同颜色、不同强度的亮点；在电子束的轰击下产生不同颜色、不同强度的亮点；偏转线圈：通过调节偏转线圈：通过调节磁场磁场来控制来控制电子电子束的偏转（水束的偏转（水平、垂直），实现光栅扫描；平、垂直），实现光栅扫描；n n（2 2）扫描方式扫描方式 采用采用光栅扫描方式光栅扫描方
6、式将电子束从上到下、从左到右、周期性地依次轰击到整个荧光屏将电子束从上到下、从左到右、周期性地依次轰击到整个荧光屏上，形成一个一个的短暂出现的扫描亮点，利用人们的视觉停留作用上，形成一个一个的短暂出现的扫描亮点，利用人们的视觉停留作用形成一行一行的形成一行一行的“扫描线扫描线”、并组成一屏完整的图像。如下图所示，、并组成一屏完整的图像。如下图所示，参见课本参见课本P183P183图图8-18-1。帧：扫描完整个屏幕所形成的一幅图像称为一帧图像，简称帧：扫描完整个屏幕所形成的一幅图像称为一帧图像，简称“一帧一帧”；帧频：帧的显示频率称为帧频，常用帧频：帧的显示频率称为帧频，常用“帧帧/秒秒”表示
7、；表示；n nn n 隔行扫描和逐行扫描隔行扫描和逐行扫描隔行扫描：先依次扫描屏幕的第隔行扫描：先依次扫描屏幕的第0 0、2 2、4 4 各行，各行，再依次扫描屏幕的第再依次扫描屏幕的第1 1、3 3、5 5 各行；各行；逐行扫描：依次扫描屏幕的第逐行扫描：依次扫描屏幕的第0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5 各行；各行；n n（3）优缺点优点：色彩鲜艳，视角大；缺点：体积大，耗电高，防爆性差；n n5.5.液晶显示器液晶显示器（1 1）一般的液晶显示器一般的液晶显示器 液晶：是一种具有液晶：是一种具有晶体晶体特征的特征的液体液体。结构：用发光背板作为光源。透明电极和偏振玻璃之间夹有
8、一结构：用发光背板作为光源。透明电极和偏振玻璃之间夹有一层液晶材料层液晶材料,分成一个一个的液晶分子显示单元。分成一个一个的液晶分子显示单元。原理：在电场作用下，条状液晶分子的排列会发生变化，从而原理：在电场作用下，条状液晶分子的排列会发生变化，从而影响其光学性能；影响其光学性能；优缺点：工作电压低，耗电低，体积小，重量轻，无闪烁；优缺点：工作电压低，耗电低，体积小，重量轻，无闪烁；对比度差，视角范围窄，响应速度慢，对温度敏感；对比度差，视角范围窄，响应速度慢，对温度敏感；（2 2）液晶显示器件的液晶显示器件的改进改进 薄膜晶体管（薄膜晶体管（TFTTFT）：）：用发光背板作为光源。每个显示单
9、元包括一个薄膜晶体管（用于用发光背板作为光源。每个显示单元包括一个薄膜晶体管（用于控制）和一个液晶显示单元（用于显示）。控制）和一个液晶显示单元（用于显示）。有机发光显示器（有机发光显示器（OLEDOLED）：）：本质上是本质上是LEDLED，只不过是用有机发光材料制成的，只不过是用有机发光材料制成的LEDLED，在，在PNPN结两结两端加一定电压就可使其发光。端加一定电压就可使其发光。优点：视角宽，更轻薄，高亮度，高对比度，色彩丰富，响应速优点：视角宽，更轻薄，高亮度，高对比度，色彩丰富，响应速 n n6.等离子显示器（1）类似于荧光灯。每一个显示单元都相当于一个微小的荧光灯。当电极之间放电
10、时，气体发射的紫外线激发三原色荧光粉发光，形成显示图像。（3）优点：视角宽，色彩还原性好，响应速度快，不受磁场干扰，无闪烁，适合用作大屏幕显示。n n7.7.显示器接口（显示适配器、显示卡）显示器接口（显示适配器、显示卡）如下图所示，参见课本如下图所示，参见课本P.186P.186图图8-58-5。n n（1 1）用于实现一般接口电路的功能；用于实现一般接口电路的功能；（2 2）对图形图像数据进行缓存和处理：对图形图像数据进行缓存和处理：数数-模转换；模转换；图形图像的（二维或三维）加速；图形图像的（二维或三维）加速；图形图像的解压缩图形图像的解压缩n n8.1.2打印设备1.打印设备（1）打
11、印设备是“机电一体化”的设备。分类如下：（2）n n（3）点阵式打印机的指标：分辨率：点数/英寸，150dpi，300 dpi，600 dpi，1200 dpi，等等；打印速度：字符数/秒，页数/分；n n2.2.针式（点阵式、击打式、串行）打印机针式（点阵式、击打式、串行）打印机（1 1）机械装置：机械装置：针式打印头原理如下图，参见课本针式打印头原理如下图，参见课本P.186P.186图图8-68-6。n nn n 打印头（横向移动），走纸机构（纵向移动），色带打印头（横向移动），走纸机构（纵向移动），色带机构（循环移动）。机构（循环移动）。色带：环形（平接、扭接），宽色带：环形（平接、扭
12、接），宽13mm13mm，长度有多，长度有多种；种；n n（2）控制电路：单片微处理器，ROM存储器（字符发生器），RAM存储器（存储数据、程序），驱动电路，传感器，接口电路。（3）优缺点消耗材料的成本低，不受字体的限制，可打印各种图形、图像和汉字；速度慢，噪音大，分辨率低；n n3.激光打印机（1）结构采用电子照相技术印字原理打印。主要包括：激光扫描装置（包括多棱镜），感光鼓（锡鼓），碳粉仓，输纸装置，等等；感光鼓：在激光照射下可将照射点处的静电释放掉 n n（2）工作过程分为处理阶段，成像阶段，转印阶段，如下图所示，参见课本P.187图8-7。；处理阶段：正文和图形符号字符点阵的脉冲信息；
13、成像阶段：字符点阵的脉冲信息感光鼓上的形成可见的碳粉像；转印阶段：感光鼓上的形成可见的碳粉像在纸上凝固的碳粉像；n n4.喷墨打印机原理与结构都与针式打印机类似，主要不同之处是打印头的原理-将撞击针头改成了喷墨孔。有两种：（1）压电式喷墨打印机靠电致伸缩作用使喷头容积变小，将喷头内的墨水挤出，如下图所示，参见课本P.188图8-8。n n（2）气泡式喷墨打印机通过电加热，使墨水在蒸汽的作用下从喷头喷射到纸上，如下图所示，参见课本P.188图8-9。n n（3 3）喷墨式打印机的优缺点喷墨式打印机的优缺点 优点：噪音低，寿命长，速度快，色彩丰富，成本优点：噪音低，寿命长，速度快，色彩丰富，成本比
14、激光打印机低；比激光打印机低；缺点：对墨水的质量要求高，成本比针式打印机高；缺点：对墨水的质量要求高，成本比针式打印机高；5.5.热转印式打印机热转印式打印机（1 1）原理原理用打印头上的半导体发热元件将固体油墨溶化并转印用打印头上的半导体发热元件将固体油墨溶化并转印到纸上。到纸上。分为热蜡转印式和染料升华式两类；分为热蜡转印式和染料升华式两类；热蜡转印式：将染料加热溶化在纸上；热蜡转印式：将染料加热溶化在纸上；染料升华式：将色带上的油墨加热升华为气体，落染料升华式：将色带上的油墨加热升华为气体，落在纸上；在纸上；n n6.打印过程 n n8.28.2输入设备输入设备可分为文字输入设备，图形输
15、入设备，图像输入设备，等等。可分为文字输入设备，图形输入设备，图像输入设备，等等。8.2.18.2.1文字输入设备文字输入设备 包括键盘，磁卡阅读机，条形码阅读机，纸带阅读机，卡片阅读机，等包括键盘，磁卡阅读机，条形码阅读机，纸带阅读机，卡片阅读机，等等。等。1.1.键盘键盘（1 1）结构与功能结构与功能键盘就是由多个按键组成的按键矩阵，其中的每个按键都可将键入的信键盘就是由多个按键组成的按键矩阵，其中的每个按键都可将键入的信息以息以ASCIIASCII码的形式传送给主机。码的形式传送给主机。（2 2）键盘的种类键盘的种类 机械触点式：按键的接触电阻较大，使用寿命较短，现已很少使用；机械触点式
16、：按键的接触电阻较大，使用寿命较短，现已很少使用；薄膜式：薄膜易老化而失去弹性，所以按键的寿命也短，常用于嵌入薄膜式：薄膜易老化而失去弹性，所以按键的寿命也短，常用于嵌入式系统中；式系统中；电容式：按键无触点，简单可靠，寿命长，应用广泛；电容式：按键无触点，简单可靠，寿命长，应用广泛；n n（3 3）键盘结构键盘结构如下图所示，参见课本如下图所示，参见课本P.190P.190图图8-108-10。n nn nCPUCPU将右侧并行端口的第将右侧并行端口的第i i位清位清0 0（其余位均为（其余位均为1 1），），再依次扫描下面并行端口的每一位：若第再依次扫描下面并行端口的每一位：若第j j位为
17、位为0 0，则可断，则可断定第定第i i行、第行、第j j列处的键被按下；列处的键被按下；n n2.其他文字输入设备磁卡阅读机，条形码阅读机，纸带阅读机，卡片阅读机。n n8.2.28.2.2图形输入设备图形输入设备有鼠标器，数字化仪，触摸屏，等等。有鼠标器，数字化仪，触摸屏，等等。1.1.鼠标器鼠标器（1 1）功能功能是是相对相对 坐标坐标输入设备。用于输入输入设备。用于输入位移量位移量。（2 2）分类分类有有机械式机械式、光电式光电式（先进的光电式）两种；（先进的光电式）两种；还有用于便携式计算机中的还有用于便携式计算机中的“鼠标器鼠标器”：触：触摸式、摇杆式、滚球式（跟踪球）；摸式、摇杆
18、式、滚球式（跟踪球）；n n2.2.数字化仪数字化仪是是二维坐标二维坐标输入设备，由游标和图形板组成，输入设备，由游标和图形板组成，主要用于输入主要用于输入工程图纸工程图纸。分为电阻式、电容式、电感式、超声波式，分为电阻式、电容式、电感式、超声波式，等等；等等；通过游标在图形板某处按下按键产生感应电通过游标在图形板某处按下按键产生感应电压，从而获知该点处的坐标；压，从而获知该点处的坐标；其定位精度比鼠标器高得多；其定位精度比鼠标器高得多；游标：是一种带有按键的手持坐标读出器，游标：是一种带有按键的手持坐标读出器，下面有一块带下面有一块带十字标记十字标记的透明玻璃；的透明玻璃；图形板：是一种坐标
19、测量仪，其上布满了图形板：是一种坐标测量仪，其上布满了行、列的信号线网络；行、列的信号线网络；n n3.3.触摸屏触摸屏是附加（嵌入或外挂）在显示屏上的、触摸式的坐标是附加（嵌入或外挂）在显示屏上的、触摸式的坐标（位置）输入设备；（位置）输入设备；分为红外式、电阻式、电容式、声表面波式，等等；分为红外式、电阻式、电容式、声表面波式，等等；常与屏幕菜单配合使用，代替了过去的常与屏幕菜单配合使用，代替了过去的“光笔光笔”输入输入设备；设备；触摸屏触摸屏+手写文字识别软件手写文字识别软件手写文字输入设备；手写文字输入设备；触摸屏触摸屏+图形输入软件图形输入软件手工绘图输入设备；手工绘图输入设备；n
20、n8.2.38.2.3图像输入设备图像输入设备包括扫描仪、数字照相机、数字摄像头，等等；它们包括扫描仪、数字照相机、数字摄像头，等等；它们都包含光学成像部件和光电转换部件。大多数图像输入设都包含光学成像部件和光电转换部件。大多数图像输入设备采用的光电转换部件都是电荷耦合器件备采用的光电转换部件都是电荷耦合器件-CCD-CCD。CCDCCD：是一种：是一种MOSMOS光敏移位寄存器，它能将不同强光敏移位寄存器，它能将不同强度的光信号转换成大小不同的（模拟）电信号，并能将电度的光信号转换成大小不同的（模拟）电信号，并能将电信号传输给接口电路进行处理。信号传输给接口电路进行处理。1.1.扫描仪扫描仪
21、（1 1）用于（近距离）静态图像的输入；）用于（近距离）静态图像的输入；（2 2）包括光源、光路、镜头，）包括光源、光路、镜头，A/DA/D转换和处理电路，转换和处理电路，机械及其控制部件；机械及其控制部件；（3 3）性能指标：分辨率，灰度级，扫描速度，扫描）性能指标：分辨率，灰度级，扫描速度，扫描模式；模式；（4 4）工作原理：利用反射光或者透射光进行扫描；）工作原理：利用反射光或者透射光进行扫描；n n2.2.数字照相机数字照相机（1 1）用于（远距离）静态图像的输入；）用于（远距离）静态图像的输入；（2 2）有照相机的功能、数字信号存储功能、甚至记）有照相机的功能、数字信号存储功能、甚至
22、记录声音及摄像功能；录声音及摄像功能；（3 3）性能指标：曝光方式，测光方式，快门速度，）性能指标：曝光方式，测光方式，快门速度，对焦方式，分辨率，压缩比例，存储容量，等等；对焦方式，分辨率，压缩比例，存储容量，等等；3.3.摄像头摄像头是一种视屏信息输入设备，用于摄取活动的图像，形成连是一种视屏信息输入设备，用于摄取活动的图像，形成连续的图像记录；续的图像记录；n n8.38.3磁盘存储设备磁盘存储设备8.3.18.3.1磁记录原理与记录方式磁记录原理与记录方式1.1.磁记录原理磁记录原理利用磁性材料的剩磁特性来记录信息。磁感应利用磁性材料的剩磁特性来记录信息。磁感应强度与磁场强度之间的关系
23、（磁滞回归线）如下强度与磁场强度之间的关系（磁滞回归线）如下图所示，参见课本图所示，参见课本P.192P.192图图8-128-12。n n2.2.磁表面存储器存储信息的原理磁表面存储器存储信息的原理如下图，参见课本如下图，参见课本P.193P.193图图8-138-13。n n3.磁记录方式磁记录方式对于给定的数字信息，可以用不同的电流波对于给定的数字信息，可以用不同的电流波对于给定的数字信息，可以用不同的电流波对于给定的数字信息，可以用不同的电流波形进行记录，则会形成不同的记录方式。形进行记录，则会形成不同的记录方式。形进行记录，则会形成不同的记录方式。形进行记录，则会形成不同的记录方式。
24、用于磁盘的常见记录方式有归零制，不归零用于磁盘的常见记录方式有归零制，不归零用于磁盘的常见记录方式有归零制，不归零用于磁盘的常见记录方式有归零制，不归零制，调频制，调相制，等等；如下图所示，参见制，调频制，调相制，等等；如下图所示，参见制，调频制，调相制，等等；如下图所示，参见制，调频制，调相制，等等；如下图所示，参见课本课本课本课本P.194P.194图图图图8-148-14。n n（1 1 1 1）归零制（）归零制（）归零制（）归零制（RZRZRZRZ）方法：在方法：在方法：在方法：在 交接面交接面交接面交接面 处电流都恢复为零，正脉冲表示处电流都恢复为零，正脉冲表示处电流都恢复为零，正脉
25、冲表示处电流都恢复为零，正脉冲表示1 1 1 1，负脉冲表示，负脉冲表示，负脉冲表示，负脉冲表示0 0 0 0；特点：简单易行，但记录密度低，抗干扰能力差；特点：简单易行，但记录密度低，抗干扰能力差；特点：简单易行，但记录密度低，抗干扰能力差；特点：简单易行，但记录密度低，抗干扰能力差；（2 2 2 2）不归零制（）不归零制（）不归零制（）不归零制（NRZ0NRZ0NRZ0NRZ0）方法：正电流表示方法：正电流表示方法：正电流表示方法：正电流表示1 1 1 1，负电流表示，负电流表示，负电流表示，负电流表示0 0 0 0，电流改变只在，电流改变只在，电流改变只在，电流改变只在 交交交交接面接面
26、接面接面 处；处；处；处；特点：记录密度较高，但当记录连续多个特点：记录密度较高，但当记录连续多个特点：记录密度较高，但当记录连续多个特点：记录密度较高，但当记录连续多个0 0 0 0或连续多个或连续多个或连续多个或连续多个1 1 1 1时容易发生时容易发生时容易发生时容易发生 同步同步同步同步 错；错；错；错；（3 3 3 3）反向不归零制（）反向不归零制（）反向不归零制（）反向不归零制（NRZ1NRZ1NRZ1NRZ1）方法：电流方法：电流方法：电流方法：电流 在在在在1 1 1 1中翻，在中翻，在中翻，在中翻，在0 0 0 0中不翻中不翻中不翻中不翻 ，其余同，其余同，其余同，其余同NR
27、Z0NRZ0NRZ0NRZ0。特点：记录密度较高，但当记录连续多个特点：记录密度较高，但当记录连续多个特点：记录密度较高，但当记录连续多个特点：记录密度较高，但当记录连续多个0 0 0 0时容易发生时容易发生时容易发生时容易发生 同步同步同步同步 错；错；错；错；（4 4 4 4）调相制（）调相制（）调相制（）调相制（PMPMPMPM）方法：在方法：在方法：在方法：在 位位位位 中间改方向：向下表示中间改方向：向下表示中间改方向：向下表示中间改方向：向下表示0 0 0 0，向上表示，向上表示，向上表示，向上表示1 1 1 1，允许在交接面处改向；允许在交接面处改向；允许在交接面处改向；允许在交
28、接面处改向；特点：抗干扰能力强，有自同步能力，常用于磁带存特点：抗干扰能力强，有自同步能力，常用于磁带存特点：抗干扰能力强，有自同步能力，常用于磁带存特点：抗干扰能力强，有自同步能力，常用于磁带存储器；储器；储器；储器；n n（5 5）调频制（双频制）（）调频制（双频制）（）调频制（双频制）（）调频制（双频制）（FMFM）方法：在所有的交接面处都方法：在所有的交接面处都方法：在所有的交接面处都方法：在所有的交接面处都“翻转翻转翻转翻转”，表示，表示，表示，表示1 1的频的频的频的频率是表示率是表示率是表示率是表示0 0的频率的两倍；的频率的两倍；的频率的两倍；的频率的两倍；特点：记录密度高，有
29、自同步能力；特点：记录密度高，有自同步能力；特点：记录密度高，有自同步能力；特点：记录密度高，有自同步能力；n n（6 6）改进的调频制（）改进的调频制（）改进的调频制（）改进的调频制（MFMMFM）方法：仅在方法：仅在方法：仅在方法：仅在0-00-0交接面处交接面处交接面处交接面处 翻转翻转翻转翻转，其余同，其余同，其余同，其余同FMFM；特点：翻转少，记录密度高，曾用于软盘存储器；特点：翻转少，记录密度高，曾用于软盘存储器；特点：翻转少，记录密度高，曾用于软盘存储器；特点：翻转少，记录密度高，曾用于软盘存储器；4.MFM4.MFM方式的编码电路及波形方式的编码电路及波形方式的编码电路及波形
30、方式的编码电路及波形n n5.5.游程长度受限（游程长度受限（游程长度受限（游程长度受限（RLLRLL）码记录方式）码记录方式）码记录方式）码记录方式（1 1）游程长度受限（）游程长度受限（）游程长度受限（）游程长度受限（RLLRLL）码）码）码）码将数据信息经过编码，使连续将数据信息经过编码，使连续将数据信息经过编码，使连续将数据信息经过编码，使连续0 0（或连续（或连续（或连续（或连续1 1）的个数受）的个数受）的个数受）的个数受限制；限制；限制；限制；00游程长度受限（游程长度受限（游程长度受限（游程长度受限（3,53,5）码：两个）码：两个）码：两个）码：两个1 1之间最少有之间最少有
31、之间最少有之间最少有3 3个个个个0 0，最多有最多有最多有最多有5 5个个个个0 0；1 1游程长度受限（游程长度受限（游程长度受限（游程长度受限（3,53,5）码：两个）码：两个）码：两个）码：两个0 0之间最少有之间最少有之间最少有之间最少有3 3个个个个1 1，最多有最多有最多有最多有5 5个个个个1 1；：；：；：；：00和和和和1 1游程长度都受限（游程长度都受限（游程长度都受限（游程长度都受限（3,53,5）码：连续）码：连续）码：连续）码：连续0 0及连续及连续及连续及连续1 1的个的个的个的个数都最少为数都最少为数都最少为数都最少为3 3，最多为，最多为，最多为，最多为5 5
32、；（2 2）用在高密度磁盘中；）用在高密度磁盘中；）用在高密度磁盘中；）用在高密度磁盘中；（3 3）可防止出现连续的）可防止出现连续的）可防止出现连续的）可防止出现连续的0 0（或连续的（或连续的（或连续的（或连续的1 1）过多或过少）过多或过少）过多或过少）过多或过少的情况；的情况；的情况；的情况；可防止出现电流变化太频繁或太稀少的情况；可防止出现电流变化太频繁或太稀少的情况；可防止出现电流变化太频繁或太稀少的情况；可防止出现电流变化太频繁或太稀少的情况；（4 4）有利于提高记录密度，同时又具有较好的自同）有利于提高记录密度，同时又具有较好的自同）有利于提高记录密度，同时又具有较好的自同）有
33、利于提高记录密度，同时又具有较好的自同步能力；步能力；步能力；步能力；n n6.6.6.6.编码效率和自同步能力编码效率和自同步能力编码效率和自同步能力编码效率和自同步能力（1 1 1 1）编码效率）编码效率）编码效率）编码效率指数据位的记录密度与磁盘上最大磁化翻转密度之比。就是算出指数据位的记录密度与磁盘上最大磁化翻转密度之比。就是算出指数据位的记录密度与磁盘上最大磁化翻转密度之比。就是算出指数据位的记录密度与磁盘上最大磁化翻转密度之比。就是算出记录记录记录记录1 1 1 1位最多翻几次，再求出位最多翻几次，再求出位最多翻几次，再求出位最多翻几次，再求出“次数次数次数次数”的倒数；的倒数；的
34、倒数；的倒数；FMFMFMFM、PMPMPMPM记录记录记录记录1 1 1 1位最多翻位最多翻位最多翻位最多翻2 2 2 2次，所以编码效率为次，所以编码效率为次，所以编码效率为次，所以编码效率为50505050；NRZ0NRZ0NRZ0NRZ0、NRZ1NRZ1NRZ1NRZ1记录记录记录记录1 1 1 1位最多翻位最多翻位最多翻位最多翻1 1 1 1次，所以编码效率为次，所以编码效率为次，所以编码效率为次，所以编码效率为100100100100；RLLRLLRLLRLL码记录码记录码记录码记录1 1 1 1位所翻的次数可能小于位所翻的次数可能小于位所翻的次数可能小于位所翻的次数可能小于1
35、1 1 1，所以编码效率可能大于，所以编码效率可能大于，所以编码效率可能大于，所以编码效率可能大于100100100100；（2 2 2 2）自同步能力）自同步能力）自同步能力）自同步能力是指从读出的数据中自动提取同步信号（或恢复时钟信息）的能是指从读出的数据中自动提取同步信号（或恢复时钟信息）的能是指从读出的数据中自动提取同步信号（或恢复时钟信息）的能是指从读出的数据中自动提取同步信号（或恢复时钟信息）的能力，可以用记录力，可以用记录力，可以用记录力，可以用记录1 1 1 1位数据时的最小翻转次数与最大翻转次数的比值位数据时的最小翻转次数与最大翻转次数的比值位数据时的最小翻转次数与最大翻转次
36、数的比值位数据时的最小翻转次数与最大翻转次数的比值R R R R来来来来衡量：衡量：衡量：衡量：R R R R越大，自同步能力就越强；越大，自同步能力就越强；越大，自同步能力就越强；越大，自同步能力就越强；FMFMFMFM、PMPMPMPM记录记录记录记录1 1 1 1位最多翻位最多翻位最多翻位最多翻2 2 2 2次，最少翻次，最少翻次，最少翻次，最少翻1 1 1 1次，所以次，所以次，所以次，所以R=0.5R=0.5R=0.5R=0.5；NRZ0NRZ0NRZ0NRZ0、NRZ1NRZ1NRZ1NRZ1记录记录记录记录1 1 1 1位最多翻位最多翻位最多翻位最多翻1 1 1 1次，最少翻转次
37、数趋于次，最少翻转次数趋于次，最少翻转次数趋于次，最少翻转次数趋于0 0 0 0，所以，所以，所以，所以R=0R=0R=0R=0；n n（3 3）例如，对于）例如，对于）例如，对于）例如，对于0 0和和和和1 1游程长度都受限的（游程长度都受限的（游程长度都受限的（游程长度都受限的（3,53,5）码，）码，）码，）码，因为连续因为连续因为连续因为连续0 0及连续及连续及连续及连续1 1的个数都最少为的个数都最少为的个数都最少为的个数都最少为3 3，最多为，最多为，最多为，最多为5 5，所以，记录，所以，记录，所以，记录，所以，记录1 1位最多翻位最多翻位最多翻位最多翻1/31/3次，最少翻次，
38、最少翻次，最少翻次，最少翻1/51/5次。次。次。次。1/31/3的倒数为的倒数为的倒数为的倒数为3 3，所以编码效率为，所以编码效率为，所以编码效率为，所以编码效率为300300；因为记录因为记录因为记录因为记录1 1位时，最小翻转次数与最大翻转次位时，最小翻转次数与最大翻转次位时，最小翻转次数与最大翻转次位时，最小翻转次数与最大翻转次数之比为（数之比为（数之比为（数之比为（1/51/5）（1/31/3）=3/5=3/5，所以，自同步能，所以，自同步能，所以，自同步能，所以，自同步能力为力为力为力为3/53/5。n n8.3.28.3.2硬硬硬硬磁盘存储设备磁盘存储设备磁盘存储设备磁盘存储设
39、备磁盘存储设备由磁记录介质、磁盘控制器、磁盘存储设备由磁记录介质、磁盘控制器、磁盘存储设备由磁记录介质、磁盘控制器、磁盘存储设备由磁记录介质、磁盘控制器、磁盘驱动器构成；分为软磁盘存储设备和硬磁盘磁盘驱动器构成；分为软磁盘存储设备和硬磁盘磁盘驱动器构成；分为软磁盘存储设备和硬磁盘磁盘驱动器构成；分为软磁盘存储设备和硬磁盘存储设备两种；存储设备两种；存储设备两种；存储设备两种；软盘存储设备将磁盘控制器和磁盘驱动器软盘存储设备将磁盘控制器和磁盘驱动器软盘存储设备将磁盘控制器和磁盘驱动器软盘存储设备将磁盘控制器和磁盘驱动器做在一起；做在一起；做在一起；做在一起；硬盘存储设备将磁记录介质、磁盘控制器硬
40、盘存储设备将磁记录介质、磁盘控制器硬盘存储设备将磁记录介质、磁盘控制器硬盘存储设备将磁记录介质、磁盘控制器和磁盘驱动器都做在一起；和磁盘驱动器都做在一起；和磁盘驱动器都做在一起；和磁盘驱动器都做在一起；1.1.软盘软盘软盘软盘（1 1）介质与结构：）介质与结构：）介质与结构：）介质与结构：圆形软塑料基片上涂一磁性材料层；圆形软塑料基片上涂一磁性材料层；圆形软塑料基片上涂一磁性材料层；圆形软塑料基片上涂一磁性材料层；装在永久保护套内（保护、消静电）；装在永久保护套内（保护、消静电）；装在永久保护套内（保护、消静电）；装在永久保护套内（保护、消静电）；分分分分8 8英寸、英寸、英寸、英寸、5.25
41、5.25英寸、英寸、英寸、英寸、3.53.5英寸、英寸、英寸、英寸、2.52.5英寸、英寸、英寸、英寸、1.81.8英寸，等等；英寸，等等；英寸，等等；英寸，等等；n n（2 2）外观特征）外观特征）外观特征）外观特征5.255.25英寸软盘：英寸软盘：英寸软盘：英寸软盘：盘片：永久保护套，保护外套；盘片：永久保护套，保护外套；盘片：永久保护套，保护外套；盘片：永久保护套，保护外套；永久保护套上有永久保护套上有永久保护套上有永久保护套上有3 3孔孔孔孔1 1缺口（盘片上有缺口（盘片上有缺口（盘片上有缺口（盘片上有2 2孔）；孔）；孔）；孔）；驱动主轴孔：被上下夹住匀速旋转，驱动主轴孔：被上下夹
42、住匀速旋转，驱动主轴孔：被上下夹住匀速旋转，驱动主轴孔：被上下夹住匀速旋转，360360转转转转/分；分；分；分；索引（定位）孔：套上孔与盘上孔光电定位，指示盘索引（定位）孔：套上孔与盘上孔光电定位，指示盘索引（定位）孔：套上孔与盘上孔光电定位，指示盘索引（定位）孔：套上孔与盘上孔光电定位，指示盘上第上第上第上第0 0扇区的位置；扇区的位置；扇区的位置；扇区的位置；读写窗口：磁头沿窗口径向移动，进行读写；读写窗口：磁头沿窗口径向移动，进行读写；读写窗口：磁头沿窗口径向移动，进行读写；读写窗口：磁头沿窗口径向移动，进行读写；写保护缺口：封住则不能写；写保护缺口：封住则不能写；写保护缺口：封住则不
43、能写；写保护缺口：封住则不能写；低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘主轴孔颜色不低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘主轴孔颜色不低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘主轴孔颜色不低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘主轴孔颜色不同；同；同；同；高密度盘主轴孔颜色相同；高密度盘主轴孔颜色相同；高密度盘主轴孔颜色相同；高密度盘主轴孔颜色相同；3.53.5英寸软盘：英寸软盘：英寸软盘：英寸软盘：n n盘片：与金属盘片：与金属盘片：与金属盘片：与金属 转轴转轴转轴转轴 固定在一起，永久性硬塑保护套；固定在一起，永久性硬塑保护套；固定在一起，永久性硬塑保护套；固定在一起，永久性硬塑保护套；片上无孔，金属片上无孔，金
44、属片上无孔，金属片上无孔，金属 转轴转轴转轴转轴 中心小方槽中心小方槽中心小方槽中心小方槽-旋转驱动槽，旋转驱动槽，旋转驱动槽，旋转驱动槽，360360转转转转/分；分；分；分；旁边的大方槽旁边的大方槽旁边的大方槽旁边的大方槽-索引（定位）槽，指示盘上第索引（定位）槽，指示盘上第索引（定位）槽，指示盘上第索引（定位）槽，指示盘上第0 0扇区扇区扇区扇区的位置；的位置；的位置；的位置；读写槽口：平时盖住，插入时张开，磁头沿窗口径向读写槽口：平时盖住，插入时张开，磁头沿窗口径向读写槽口：平时盖住，插入时张开，磁头沿窗口径向读写槽口：平时盖住，插入时张开，磁头沿窗口径向移动，进行读写；移动，进行读写
45、；移动，进行读写；移动，进行读写；写保护窗口（开关式）：封住则能写，开启时不能写；写保护窗口（开关式）：封住则能写，开启时不能写；写保护窗口（开关式）：封住则能写，开启时不能写；写保护窗口（开关式）：封住则能写，开启时不能写；低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘硬塑保护套上低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘硬塑保护套上低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘硬塑保护套上低密度盘与高密度盘的区别：低密度盘硬塑保护套上一角有窗口；一角有窗口；一角有窗口；一角有窗口；高密度盘硬塑保护套上两角有窗口；高密度盘硬塑保护套上两角有窗口；高密度盘硬塑保护套上两角有窗口；高密度盘硬塑保护套上两角有窗口；n n（3 3
46、）记录格式与非格式化容量：）记录格式与非格式化容量：）记录格式与非格式化容量：）记录格式与非格式化容量：记录面：单面盘，双面盘；记录面：单面盘，双面盘；记录面：单面盘，双面盘；记录面：单面盘，双面盘；磁道：用于存储数据的一个一个的同心圆，磁道：用于存储数据的一个一个的同心圆，磁道：用于存储数据的一个一个的同心圆，磁道：用于存储数据的一个一个的同心圆，实际上是磁头的磁场在介质表面形成的磁化轨迹。实际上是磁头的磁场在介质表面形成的磁化轨迹。实际上是磁头的磁场在介质表面形成的磁化轨迹。实际上是磁头的磁场在介质表面形成的磁化轨迹。从从从从0 0开始由外向内依次编号；开始由外向内依次编号；开始由外向内依
47、次编号；开始由外向内依次编号；道密度：沿径向单位长度可容纳的道数道密度：沿径向单位长度可容纳的道数道密度：沿径向单位长度可容纳的道数道密度：沿径向单位长度可容纳的道数（道（道（道（道/英寸，英寸，英寸，英寸，TPITPI），例），例），例），例48TPI48TPI、96TPI96TPI；位密度：沿周向（磁道方向）单位长度可位密度：沿周向（磁道方向）单位长度可位密度：沿周向（磁道方向）单位长度可位密度：沿周向（磁道方向）单位长度可容纳的位数（位容纳的位数（位容纳的位数（位容纳的位数（位/英寸，英寸，英寸，英寸，bPIbPI），例），例），例），例5876bPI5876bPI；面密度：单位存储面积
48、的容量，等于道密面密度：单位存储面积的容量，等于道密面密度：单位存储面积的容量，等于道密面密度：单位存储面积的容量，等于道密度度度度 位密度位密度位密度位密度 非格式化容量：存储信息的总容量，就是非格式化容量：存储信息的总容量，就是非格式化容量：存储信息的总容量，就是非格式化容量：存储信息的总容量，就是磁盘表面可利用的磁化单元总数，等于面密度磁盘表面可利用的磁化单元总数，等于面密度磁盘表面可利用的磁化单元总数，等于面密度磁盘表面可利用的磁化单元总数，等于面密度 存存存存储面积储面积储面积储面积n n（4 4）格式化及格式化容量）格式化及格式化容量）格式化及格式化容量）格式化及格式化容量 格式化
49、：在磁盘上形成磁道和扇区的过程；格式化：在磁盘上形成磁道和扇区的过程；格式化：在磁盘上形成磁道和扇区的过程；格式化：在磁盘上形成磁道和扇区的过程；将盘面划分为固定数目的磁道，其密度应小于道密度；将盘面划分为固定数目的磁道，其密度应小于道密度；将盘面划分为固定数目的磁道，其密度应小于道密度；将盘面划分为固定数目的磁道，其密度应小于道密度；将每道划分为固定的数目的扇区（扇段）；将每道划分为固定的数目的扇区（扇段）；将每道划分为固定的数目的扇区（扇段）；将每道划分为固定的数目的扇区（扇段）；每扇区存放固定数目（受位密度的限制）的字节数每扇区存放固定数目（受位密度的限制）的字节数每扇区存放固定数目（受
50、位密度的限制）的字节数每扇区存放固定数目（受位密度的限制）的字节数（例如（例如（例如（例如512512字节）；字节）；字节）；字节）；扇区是读扇区是读扇区是读扇区是读/写的最小单位，扇区与扇区之间有一定写的最小单位，扇区与扇区之间有一定写的最小单位，扇区与扇区之间有一定写的最小单位，扇区与扇区之间有一定的间隔，用于记录纠错信息等；的间隔，用于记录纠错信息等；的间隔，用于记录纠错信息等；的间隔，用于记录纠错信息等；盘片中心部分的记录密度最高，记录的数据也较容盘片中心部分的记录密度最高，记录的数据也较容盘片中心部分的记录密度最高，记录的数据也较容盘片中心部分的记录密度最高，记录的数据也较容易出错；