2020年计算机考研复习已经开始,新东方在线在此整理了2020考研计算机组成原理知识点:输入输出(I/O)系统,希望能帮助大家!
(2)磁盘阵列
1)廉价冗余磁盘阵列(RAID-Redundant Arrays of Inexpensive Disk)
其原理是将并行处理原理引入磁盘系统。它采用低成本的小温盘,使多台磁盘构成同步化的磁盘阵列,数据展开存储在多台磁盘上,提高了数据传输的带宽,并利用冗余技术提高可靠性,类似于存储器中的多体交叉技术。
磁盘阵列还具有容量大、数据传输速率高、功耗低、体积小、成本低和便于维护等优点,其发展前途十分光明。同步磁盘阵列的关键技术是对多台磁盘机进行同步控制,包括采用缓冲器使数据同步。
2)RAID分类
工业界公认的标准有6级别,分别为RAID0~RAID5:
RAID-0级采用无冗余无校验的数据分块技术。
RAID-1级采用磁盘镜像阵列技术。
RAID-2级采用海明纠错码的磁盘阵列,通过增加校验磁盘实现单纠错双检错功能。
RAID-3级是采用奇偶校验冗余的磁盘阵列,它也采用数据位交叉,阵列中只用一个校验盘。
RAID-4级是一种独立传送磁盘阵列,它采用数据块交叉,用一个校验盘。
RAID-5也是一种独立传送磁盘阵列,它采用数据块交叉和分布的冗余校验,将数据和校验位都分布在各磁盘中,没有专门的奇偶校验驱动器。
(3)光盘存储器
(1)光盘存储器
光盘存储器利用激光束在介质表面上烧蚀凹坑存储信息。根据激光束及其反射光的强弱不同,可以完成信息的读和写。
光盘存储器称光盘,是目前广泛使用的一种外存储器,更是多媒体计算机不可缺少的设备。它以介质材料的光学性质(如反射率、偏振方向)的变化来表示所存储信息的“1”和“0”。其突出的优点是,激光束可以聚焦到1μm以下,记录密度可达645Mb/i2。
光盘的种类根据光盘的可读写性分为只读光盘、写一次/多次读光盘和可重写光盘。
(2)CD-ROM光盘
<1>光盘的信息记录方式
光盘的信息记录方式以凹坑方式永久性存储。当激光束聚焦点照射在两个凹坑之间的盘面上时大部分光将返回,而照在凹坑上时将发生衍射,反射率低,将反射光的光强变化在转换成电信号,即可读出记录信息。
<2>光盘的扇区数据结构
光道上划分出一个个的扇区,这是光盘最小的可寻址单元。扇区结构如图所示:
由图可见,光盘扇区分为4个区域。2个全0字节和10个全1字节组成的同步(SYNC)区,标志着扇区的开始。4字节的扇区标示(ID)区用于说明此扇区的地址和工作模式。光盘的扇区标志地址以分(MN)、秒(SC)和分数秒(FR,1/75s)时间值为地址。
(三) I/O接口(I/O控制器)
1. I/O接口的功能和基本结构
1)I/O接口的基本功能是:
(1)实现设备的选择
(2)实现数据缓冲达到速度匹配
(3)实现数据串并格式转换
(4)实现电平转换
(5)传送控制命令
(6)反映设备的状态(“忙”、“就绪”、“中断请求”)
2)接口的基本组成
IO接口的基本组成
2. I/O端口及其编址
CPU采用2种方法访问I/O设备,也称2种不同的I/O端口编址方法:
(1)专门的I/O指令
例如,指令:IN完成输入,指令OUT完成输出操作。指令的地址码字段指出输入输出设备的设备代码。
由相应的控制信号(如M/IO#)来区分CPU执行的是什么指令。
(2)利用访问存储器指令完成I/O功能
从主存的地址空间中分出一部分地址码作为I/O的设备代码,当访问到这些地址时,表示被访的不是主存储器,而是I/O设备端口。
没有控制信号区分存储器和端口,采用的是将该段地址译码输出连接到外设的端口。