【计算机组成原理】第七章 外围设备

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开心星人 发表于 2022/09/26 20:28:52 2022/09/26
【摘要】 @toc 🍫外设简述计算机系统中,除CPU和主存之外的部件都可看作外设外围设备的基本组成存储介质:用于信息的保存;驱动装置:用于移动存储介质,使之正常工作;控制电路:用于使该外设与外界(如CPU)的信息传递外设都是通过适配器与主机连接的 🍫磁盘的信息分布记录面:一个盘片有上下两个记录面;磁盘组的最上下盘片只有一个记录面;磁道 :记录面上一系列同心圆;最外圈为0磁道 ,依次为1、2、……、...

@toc

🍫外设简述

计算机系统中,除CPU和主存之外的部件都可看作外设

外围设备的基本组成

  • 存储介质:用于信息的保存;
  • 驱动装置:用于移动存储介质,使之正常工作;
  • 控制电路:用于使该外设与外界(如CPU)的信息传递

在这里插入图片描述

外设都是通过适配器与主机连接的

🍫磁盘的信息分布

  • 记录面:一个盘片有上下两个记录面;磁盘组的最上下盘片只有一个记录面

  • 磁道 :记录面上一系列同心圆;最外圈为0磁道 ,依次为1、2、……、N磁道;
    每个磁道的存储容量均相同
    不同盘片的相同磁道构成一个柱面;

  • 扇区
    同心圆上的一段磁道区域;每个扇区的存储容量也相同。

在这里插入图片描述

磁盘组的信息记录顺序是按照柱面来组织的:第0面第0道->第1面第0道->……->第N面第0道->第0面第1道->第1面第1道->……->第N面第1道->……(因为不需要重新找道,数据读写速度快

硬盘上信息地址由记录面号、磁道号、扇区号三个部分组成。
索引 :磁道的起始位置。为便于进行读/写操作;

🍫磁盘存储器的技术指标

存储密度

有道密度、位密度、面密度三个不同的指标;
相关概念

  • 道密度:沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数;单位:道/英寸。
  • 位密度:磁道单位长度上能记录的二进制代码位数;单位:位/英寸。
    注意:每个磁道的位密度均不相同,有最高、最低位密度。0磁道的位密度为最低位密度;
  • 面密度:位密度和道密度的乘积;单位:位/平方英寸。

存储容量

一个磁盘存储器所能存储的字节总数;

存储容量=记录面数×每面磁道数×磁道容量

  • 非格式化容量:磁记录表面可以利用的磁化单元总数。
  • 格式化容量:按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量,也就是用户可以真正使用的容量。
    格式化容量一般是非格式化容量的60%—70%。

平均寻址时间

从发出读写命令后,磁头从某一起始位置移动至新的记录位置,到开始从盘片表面读出或写入信息所需要的时间。

平均寻址时间=平均寻道时间+平均等待时间

  • 定位时间(寻道时间):将磁头定位至所要求的磁道上所需的时间;
  • 等待时间:寻道完成后,盘片将所要访问信息转到磁头下方的时间

平均等待时间:与磁盘转速有关,是磁盘旋转一周时间的一半。(硬盘转速为7200转/分,故平均等待时间约为4.16ms)

数据传输率

磁盘存储器在单位时间内向主机传送数据的字节数;

设磁盘旋转速度为每秒n转,磁道容量为N个字节
数据传输率Dr= n × N(字节/秒)

🍫光盘存储器分类

  • 只读型 CD-ROM
    这种模压式记录的光盘只能读,不能修改。
  • 写一次型 WORM、CD-R
    用户可以在这种光盘上记录信息,但只能写一次。
  • 重写型 CD-RW
    用户可对这类光盘进行随机写入、擦除或重写信息。
  • DVD-ROM光盘 DVD-ROM
    CD-ROM是单面使用,DVD-ROM是两面都可以写数据。

🍫习题练习

1、MO型光盘和PC型光盘都是(C)型光盘
A、只读
B、一次
C、重写

2、某硬盘有200个磁道(最外侧磁道号为0),磁道访问请求序列为:130,42,180,15,199,当前磁头位于第58号磁道并从外侧向内侧移动。按照SCAN调度方法处理完上述请求后,磁头移过的磁道数是(C) 。
A、208
B、287
C、325
D、382
SCAN算法就是电梯调度算法。顾名思义,如果开始时磁头向外移动就一直要到最外侧,然后再返回向内侧移动,就像电梯若往下则一直要下到最底层需求才会再上升一样。当期磁头位于58号并从外侧向内侧移动,先依次访问130、180和199,然后再返回向外侧移动,依次访问42和15,故磁头移过的磁道数是:(199-58)+(199-15)=325。

3、假定一台计算机的显示存储器用DRAM芯片实现,若要求显示分辨率为1600*1200,颜色深度为24位,帧频为85Hz,显示总带宽的50% 用来刷新屏幕,则需要的显存总带宽至少约为( D )
A 、245 Mbps
B、979 Mbps
C、1958 Mbps
D、7834Mbps
刷新存储器带宽=分辨率×颜色深度×刷新频率
显存总带宽=1600×1200×24b×85Hz×2
= 7 833 600 000 bps
≈7834Mbps

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