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2020考研计算机组成原理知识点:输入输出(I/O)系统（2）

2019-05-01 21:18:04来源：网络

　　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。

　

本文关键字: 2020考研计算机

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