外部设备
这一节是全章最”背”的一节，但背的东西只有一小撮，其余全是可以推出来的。真正需要动笔算的只有一个对象——显示器，而它的两个公式又都来自同一个事实：屏幕上每一个像素都必须在显存里有一份拷贝，并且每秒要被送出去几十遍。
机制
三类外设，不是两类
教材的分类是三类，不是”输入设备 + 输出设备”两类：
| 类别 | 数据方向 | 例子 |
|---|---|---|
| 输入设备 | 外 → 主机 | 键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏 |
| 输出设备 | 主机 → 外 | 显示器、打印机、绘图仪 |
| 外存储器 | 双向 | 磁盘、固态硬盘、光盘、磁带 |
外存单列的理由就是它双向。 按 7.1.1 的定义，“输入”和”输出”是对一次传送方向的描述，而磁盘两个方向都做，无法归入任何一边。
外存还有一重身份：它同时是存储系统层次的最外层。同一个磁盘，在第 3 章是”存储器”，在第 7 章是”外设”——不是两个东西，是两个视角。第 3 章关心它的容量和访问时间，第 7 章关心它怎么接到总线上。
键盘：编码键盘与非编码键盘
按键被按下后，“这是哪个键”这件事由谁来判断，分成两条路：
| 编码键盘 | 非编码键盘 | |
|---|---|---|
| 谁产生键码 | 硬件编码电路 | 软件扫描程序 |
| 速度 | 快 | 慢 |
| 灵活性 | 低，键码固定 | 高，可由软件重新定义按键 |
| 成本 | 高 | 低，现代键盘的主流 |
记忆抓手：编码 = 硬件干、非编码 = 软件干。 “非编码”这个名字容易让人以为它不产生键码，其实它照样产生，只是用软件行列扫描的方式产生。
显示器：五个参数与两个公式
先把参数之间的依赖关系理清，公式就不用背了。
| 参数 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| 分辨率 | 屏幕的像素数，写作 | 像素 |
| 灰度级 / 色深 | 每个像素能表示多少种颜色 | 灰度级是种数，色深是位数 |
| 刷新频率（帧频） | 每秒重画整屏多少次 | Hz |
| 刷新存储器（VRAM）容量 | 存放一整屏图像所需的存储量 | B |
| 显示带宽 | 每秒要从 VRAM 送出的数据量 | B/s |
灰度级与色深的换算是最容易翻车的一步：
题目给”256 色”时，代进公式的不是 256，是 8。给”真彩色”时是 24 位（有的题按 32 位算，会写明）。
两个公式：
第二个公式就是第一个乘以帧频，不是独立的东西：显存里存了一屏，每秒要把它整个送出去
边界辨析：这里的"
"和第 6 章的" "是同一个动作 6.1.5 的带宽公式
里也有一个 。两处都是把”位”换成”字节”，因为容量和带宽的习惯单位是字节，而位宽和色深的习惯单位是位。 这类题失分最多的一步不是公式，是单位。 检查顺序固定为：①”色”要先换成位；② 算出来的是位，除以 8；③ 再看题目要 KB、MB 还是 Mb。
一个算例。 分辨率
实际显存要比算出来的大（双缓冲、纹理、Z 缓冲），题目问”至少需要多少”时按公式取，问”选哪种显存芯片”时向上取到 2 的幂。
打印机：两个正交的维度
打印机的分类是两个维度，不是一条链：
| 维度 | 取值 | 判据 |
|---|---|---|
| 是否击打 | 击打式 / 非击打式 | 有没有机械部件撞击纸面 |
| 成字方式 | 点阵式 / 活字式 | 字符是拼出来的还是整体压上去的 |
常见机型的落位：
| 机型 | 击打 | 成字 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 针式 | 击打式 | 点阵 | 噪声大，能打多层复写纸（发票） |
| 喷墨 | 非击打 | 点阵 | 彩色好，墨易干 |
| 激光 | 非击打 | 点阵 | 快、质量高，利用电子照相原理 |
针式打印机至今没被淘汰的唯一理由是”击打”这个缺点——只有物理撞击才能一次穿透多层复写纸。缺点在另一个场景里正好是唯一的优点，这在体系结构里反复出现（6.1.2 的并行总线也是如此：线多是缺点，但短距离下带宽高是优点）。
外存指回第 3 章
磁盘的磁道/扇区/柱面结构、平均存取时间
本章要补的只有一句：磁盘在总线上通过磁盘控制器这个 I/O 接口挂接，而由于磁盘是块设备、速率高，它是 DMA 方式最典型的使用者——见 7.3.3。
边界
| 说法 | 判断 | 理由 |
|---|---|---|
| ”外设只分输入设备和输出设备” | ❌ | 外存是第三类 |
| ”256 色的色深是 256 位” | ❌ | 色深是 8 位， |
| “显示带宽与刷新率无关” | ❌ | 带宽 = 单帧容量 |
| ”非编码键盘不产生键码” | ❌ | 产生，只是由软件扫描产生 |
| ”激光打印机是击打式” | ❌ | 非击打，电子照相 |
| ”针式打印机已被完全淘汰” | ❌ | 多层复写纸场景不可替代 |
| ”VRAM 容量就是主存里划出的一块” | ⚠️ | 集成显卡确实占主存，独显有专用显存；题目按”至少需要多少存储容量”算，不问它物理上在哪 |
对照速查
| 量 | 公式 |
|---|---|
| 灰度级 ↔ 色深 | |
| VRAM 容量 | |
| 显示带宽 | |
| 磁盘存取时间 |
| 打印机 | 击打？ | 原理 |
|---|---|---|
| 针式 | 是 | 点阵撞击 |
| 喷墨 | 否 | 喷墨点阵 |
| 激光 | 否 | 电子照相 |
考点
- VRAM 容量与显示带宽计算——本节唯一的计算考点，失分点全在”色深要先取对数”和单位换算。
- 外设三分类，尤其是外存的归属。
- 编码键盘 / 非编码键盘由谁产生键码。
- 打印机的击打与非击打划分。
链接
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- 🔗 磁盘：3.4.1 磁盘存储器 3.4.2 固态硬盘
- 🔗 带宽公式的同源写法：6.1.5 总线的性能指标
- 💻 OS 对应：OS 5.1.1 I/O 设备
- 📖 名词库：第 7 章名词库