计算机组成原理：外存与IO设备详解

"这是一份关于计算机组成原理中外存与I/O设备的讲义，涵盖了从外围设备概述到各类存储设备和I/O设备的详细讲解。" 在计算机系统中，外存与I/O设备扮演着至关重要的角色。它们是计算机与外界交互的基础，包括输入数据、处理数据和输出结果。本讲义主要分为七个部分，详细阐述了这些关键设备的工作原理和技术发展。 首先，外围设备是一切除CPU和内存之外的硬件组件，其发展方向主要是降低成本、减小体积、提高速度、增大容量和降低功耗。外围设备的主要功能是建立计算机与其他机器以及用户之间的联系。它们通常由存储介质、驱动装置和控制电路组成，具有各自特定的工作速度、信息类型和格式、电气特性。 外围设备可以分为五类：输入设备（如键盘、鼠标），输出设备（如显示器、打印机），外存设备（如硬盘、磁带），数据通信设备（如调制解调器），以及过程控制设备。I/O接口是连接这些设备与计算机内部的主要桥梁。 接着，讲义深入讨论了磁盘存储设备，它是计算机系统中最常见的外存设备之一。磁记录原理基于磁性材料的特性，如磁滞回线，使得磁盘能够存储大量的信息。磁盘存储器的优点包括大容量、低成本、可重复使用和长期保存信息。然而，它们的存取速度相对较慢，机械结构复杂，对工作环境要求较高。磁头是磁盘存储的关键组件，负责读写操作。写操作通过电-磁转换改变磁层的磁化状态，而读操作则通过磁-电转换将磁化状态转化为电信号。 此外，讲义还提到了磁带存储设备，其存储原理与磁盘类似，但通常用于备份和大数据存储。光盘和磁光盘存储设备则利用光学性质记录和读取信息，具有非接触读写、高速传输等特点。 显示设备，如显示器，是输出设备的一种，用于呈现计算机处理的结果。输入设备，如键盘和触摸屏，允许用户向计算机输入指令。打印设备，如激光打印机和喷墨打印机，将电子文档转化为物理形式。 这份讲义全面介绍了计算机组成原理中的外存与I/O设备，涵盖了从基本概念到具体工作原理的广泛内容，对于理解计算机硬件系统的运作具有极大的帮助。