8.2 外部设备 (External Devices)

学习状态：自学内容（PPT重点） 核心考点：磁盘容量与存取时间计算、显存容量计算。

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1. 硬盘存储器 (计算题高频点)

1.1 信息分布

• 记录面：磁盘的上下两个面
• 圆柱面 (Cylinder)：所有记录面上相同半径的磁道组成的圆柱
• 磁道 (Track)：每个记录面上的同心圆
• 扇区 (Sector)：磁道被等分为若干扇区

1.2 地址格式

• 驱动器号、圆柱面号、磁头号、扇区号

1.3 存取时间 ($T_a$) —— 必考公式

公式：

$$T_a=T_s+T_w+T_t$$

• $T_s$ (寻道时间)：磁头移动到目标磁道的时间（取平均值）
• $T_w$ (旋转延迟)：扇区转到磁头下的时间（通常取旋转一周时间的一半）
• $T_t$ (传输时间)：读写数据的时间（通常忽略不计）

重点：

• 题目中若给出转速（如7200转/分），需先算出旋转一周的时间，再除以2得到平均等待时间
• 旋转一周时间 = $\frac{60}{\mathrm{转}\mathrm{速}}$（秒）
• 平均旋转延迟 = $\frac{1}{2}\times \frac{60}{\mathrm{转}\mathrm{速}}$（秒）

1.4 RAID (磁盘阵列)

• 核心思想：
  • 并行传输（提高速度）
  • 冗余校验（提供容错）
• 优势：成本低、功耗小、速率高、可靠性高

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2. 显示设备

2.1 VRAM (显存) 容量计算 —— 必考公式

公式

$$\text{VRAM容量}=\text{分辨率}\times \text{颜色深度}$$

• 分辨率：如 $1024\times 768$
• 颜色深度：与颜色数有关，$\text{颜色深度}={\log }_2(\text{颜色数})$（单位：位）

常见颜色深度：

• 256种颜色 = 8位深度 (1字节)
• 真彩色 (24位) = 3字节
• 32位色 = 4字节（包含Alpha通道）

注意：

• 如果题目问的是字节数，需要将位数除以8
• 如果涉及双缓冲，需要乘以2

2.2 显示刷新率

• 刷新率：每秒刷新屏幕的次数（如60Hz、120Hz）
• 显存带宽需求 = 分辨率 × 颜色深度 × 刷新率

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💡 学习要点

磁盘存取时间计算步骤

1. 确定寻道时间 $T_s$（通常题目给出平均值）
2. 计算旋转延迟 $T_w$：
   • 旋转一周时间 = $\frac{60}{\mathrm{转}\mathrm{速}}$（秒）
   • 平均旋转延迟 = $\frac{1}{2}\times \frac{60}{\mathrm{转}\mathrm{速}}$（秒）
3. 计算传输时间 $T_t$（通常忽略或题目给出）
4. 求和：$T_a=T_s+T_w+T_t$

显存容量计算注意事项

• 注意单位换算（位 → 字节）
• 如果涉及双缓冲，需要乘以2
• 颜色深度 = ${\log }_2(\text{颜色数})$，需要记住常见值

考试重点

• 必背：磁盘存取时间公式、显存容量公式
• 理解：磁盘信息分布结构、RAID的基本思想
• 应用：能够根据题目条件计算磁盘存取时间或显存容量