[理学]大学计算机组成原理 第7章 外围设备2.ppt

7.3 磁盘存储设备的技术发展? 磁盘Cache的原理 在磁盘cache中，由一些数据块组成的一个基本单位称为cache行。当一个I/O请求送到磁盘驱动时，首先有哪些信誉好的足球投注网站驱动器上的高速缓冲行是否已写上数据？如果是读操作，且要读的数据已在cache中，则为命中，可从cache行中读出数据，否则需从磁盘介质上读出。写入操作和CPU中的cache类似，有“直写”和“写回”两种方法。 磁盘cache利用了被访问数据的空间局部性和时间局部性原理。空间局部性是指当某些数据被存取时，该数据附近的其他数据可能也将很快被存取；时间局部性是指当一些数据被存取后，不久这些数据还可能再次存取。因此现在大多数磁盘驱动器中都使用了预读策略，而根据局部性原理预取一些不久将可能读入的数据放到磁盘cache中。 CPU的cache存取时间一般小于10ns，命中率95%以上，全用硬件来实现。磁盘cache一次存取的数量大，数据集中，速度要求较CPU的cache低，管理工作较复杂，因此一般由硬件和软件共同完成。其中cache采用SRAM或DRAM。 7.3.2 磁盘阵列RAID RAID称廉价冗余磁盘阵列，它是用多台磁盘存储器组成的大容量外存系统。其构造基础是利用数据分块技术和并行处理技术，在多个磁盘上交错存放数据，使之可以并行存取。在RAID控制器的组织管理下，可实现数据的并行存储、交叉存储、单独存储。由于阵列中的一部分磁盘存有冗余信息，一旦系统中某一磁盘失效，可以利用冗余信息重建用户信息。 工业上制定了一个称为RAID的标准，它分为7级(RAID 0～RAID 6)。这些级别不是表示层次关系，而是指出了不同存储容量、可靠性、数据传输能力、I/O请求速率等方面的应用需求。 下面以RAID 0级为例来说明。考虑到低成本比可靠性更重要，RAID 0未采用奇偶校验等冗余技术。RAID 0用于高速数据传输和高速I/O请求。 对RAID 0,用户和系统数据分布在阵列中的所有磁盘上。与单个大容量磁盘相比，其优点是：如果两个I/O请求正在等待两个不同的数据块，则被请求的块有可能在不同的盘上。因此，两个请求能够并行发出，减少了I/O排队的时间。 7.6 显示设备 7.6.1 显示设备的分类与一般概念 7.6.2 字符/图形显示器 7.6.3 图象显示设备 7.6.4 IBM PC系列机的显示系统 7.2.1 显示设备的分类与有关概念 以可见光的形式传递和处理信息的设备叫显示设备。 　　按显示设备所用的显示器件分类，有阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子显示器等。 　　按所显示的信息内容分类，有字符显示器、图形显示器、图像显示器三大类。 　　CRT显示设备的分类： 以扫描方式分类，分成光栅扫描和随机扫描两种显示器； 以分辨率来分，分成高分辨率显示器和低分辨率显示器； 以显示的颜色分类，有单色(黑白)显示器和彩色显示器。 以CRT荧光屏对角线的长度分类，有12英寸、14英寸、16英寸、19英寸等多种。 　　分辨率：是指显示器所能表示的像素个数。 像素越密，分辨率越高，图像越清晰。 分辨率取决于显象管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。 刷新存储器要有与显示像素数相对应的存储空间，用来存储每个像素的信息。 640×480的分辨率说明了，在水平方向上有640个象素，在垂直方向上有480个象素。　　为了控制象素的亮度和彩色深度，每个象素需要很多个二进制位来表示，如果要显示256种颜色，则每个象素至少需要8位(一个字节)来表示，即2的8次方等于256；当显示真彩色时，每个象素要用3个字节（24位）的存储量。　　每种显示器均有多种供选择的分辨率模式，能达到较高分辨率的显示器的性能较好。目前15寸的显示器最高分辨率一般可以达到1280×1024。 2.刷新和刷新存储器 　　CRT发光是由电子束打在荧光粉上引起的。电子束扫过之后其发光亮度只能维持几十ms便消失。为了能看到稳定的图像显示，必须使电子束不断地重复扫描整个屏幕，这个过程叫做刷新。按人的视觉生理，刷新频率大于30次/秒时才不会感到闪烁。显示设备中通常选用电视中的标准，每秒刷新50帧图像。 3.随机扫描和光栅扫描 　　随机扫描：是控制电子束在CRT屏幕上随机地运动，从而产生图形和字符。电子束只在需要做图的地方扫描，而不必扫描全屏幕. 这种扫描方式画图速度快，图像清晰。高质量的图形显示器(如分辨率为4096×4096)采用随机扫描方式。 由于这种扫描方式的偏转系统与电视标准不一致，驱动系统较复杂，价格较贵。 4. 图形: 用计算机表示和生成的图，称作主观图像。在计算机中表示图形，只需存储绘图命令和坐标点，没有必要存储每个像素点