计算机组成与结构课件第九章输入输出设备.ppt

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1、第九章第九章 输入输出（输入输出（I/O）设备）设备 9.1 外部设备概述外部设备概述 9.2 输入设备输入设备 9.3 输出设备输出设备显示器显示器 9.4 输出设备输出设备打印机打印机 9.5 汉字处理技术汉字处理技术9.1 外部设备概述外部设备概述 9.1.1 基本概念基本概念 主机主机：CPU与主存称为主机。与主存称为主机。外部设备外部设备：主机外的大部分硬件：主机外的大部分硬件设备成为外部设备简称外设。设备成为外部设备简称外设。外设的发展趋势：智能化、功能外设的发展趋势：智能化、功能复杂化、高可靠性。复杂化、高可靠性。返回 9.1.2 外部设备的分类外部设备的分类 1、输入、输入/输

2、出设备输出设备 从计算机的角度出发，向计算机输入从计算机的角度出发，向计算机输入信息的外部设备称为信息的外部设备称为输入设备输入设备；接受计算；接受计算机输出信息的外部设备称为机输出信息的外部设备称为输出设备输出设备。2、辅助存储器、辅助存储器 3、终端设备、终端设备 4、过程控制设备、过程控制设备（例：（例：A/D、D/A）5、脱机设备、脱机设备外设 外部设备是计算机和外界联系的纽带、外部设备是计算机和外界联系的纽带、接口和界面。若没有外部设备，计算机将无接口和界面。若没有外部设备，计算机将无法工作。法工作。外部设备在计算机系统中的外部设备在计算机系统中的作用作用可以分可以分为四个方面：为四

3、个方面：1.外部设备是人机对话的通道外部设备是人机对话的通道 2.外部设备是完成数据媒体变换的设备外部设备是完成数据媒体变换的设备 3.外部设备是计算机系统软件和信息的外部设备是计算机系统软件和信息的驻在地驻在地 4.外部设备外部设备是计算机在各领域应用的桥是计算机在各领域应用的桥梁梁 9.1.3 外部设备的地位和作用外部设备的地位和作用9.2 输入设备输入设备 输入设备的功能是：输入程序、数据和输入设备的功能是：输入程序、数据和命令等信息。两种方式：联机输入、脱机命令等信息。两种方式：联机输入、脱机输入。输入。9.2.1 键盘键盘 键盘是一组排列成阵列形式的按键开键盘是一组排列成阵列形式的按

4、键开关，按下一个键就产生一个相应的字符，关，按下一个键就产生一个相应的字符，然后转换成然后转换成ASCII或其他码送往主机。或其他码送往主机。返回 1、键盘输入信号可分为三个步骤：、键盘输入信号可分为三个步骤：按下一个键；按下一个键；查出按下的是哪一个键；查出按下的是哪一个键；将该键翻译成能被计算机接收的将该键翻译成能被计算机接收的代码代码 2、键盘的类型、键盘的类型 确定按下键的位置的方法可以用硬确定按下键的位置的方法可以用硬件或软件来完成，如果用硬件完成，则件或软件来完成，如果用硬件完成，则称为称为编码键盘编码键盘；如果用软件来完成，则；如果用软件来完成，则称为称为非编码键盘非编码键盘。目

5、前常用的键盘是目前常用的键盘是101、107、109等，按键分为字符键和功能键，等，按键分为字符键和功能键，功能键包括换档键（功能键包括换档键（shift）、锁）、锁档键（档键（caps lock）、空格键（）、空格键（sp）以及转控键（字符键以及转控键（字符键+功能键）等。功能键）等。9.2.2 鼠标鼠标 鼠标是一种坐标定位部件，只能用鼠标是一种坐标定位部件，只能用来输入相对坐标。来输入相对坐标。目前常用的鼠标有两种：机械式和目前常用的鼠标有两种：机械式和光电式。光电式。9.2.3 图象输入设备图象输入设备 1、摄象机、摄象机 2、数码相机、数码相机 （1）存储器）存储器 （2）图像元素（像

6、素）图像元素（像素）9.2.4 条形码条形码 定义定义：由一组宽度和反射率不由一组宽度和反射率不同的平行相邻条和空按预先规定的同的平行相邻条和空按预先规定的编码规则组合起来，用来表示一组编码规则组合起来，用来表示一组数据的符号。数据的符号。作用作用：表示数据的符号。：表示数据的符号。9.3 输出设备输出设备显示器显示器 9.3.1 显示设备种类显示设备种类 9.3.2 显示技术的重要技术指标显示技术的重要技术指标 9.3.3 字符显示器字符显示器 9.3.4 图形和图像显示器图形和图像显示器 9.3.5 显示器的性能指标显示器的性能指标9.3.1 显示设备种类显示设备种类 显示设备显示设备：是

7、将电信号转换成视觉是将电信号转换成视觉信号的一种装置，显示器输出的内容不信号的一种装置，显示器输出的内容不能长期保存，当显示器关机或显示别的能长期保存，当显示器关机或显示别的内容时，原有内容就消失了，所以显示内容时，原有内容就消失了，所以显示设备属于软拷贝输出设备。设备属于软拷贝输出设备。按显示器所用的显示器件分：阴按显示器所用的显示器件分：阴极射线管（极射线管（CRT）和液晶显示器）和液晶显示器（LED），等离子显示器等。），等离子显示器等。按显示信息分：字符显示器、图按显示信息分：字符显示器、图形显示器和图象显示器。形显示器和图象显示器。按功能分：普通显示器、显示终按功能分：普通显示器、显

8、示终端。端。普通显示器只能接收视频信号，普通显示器只能接收视频信号，如电视；显示终端是由显示器和键盘如电视；显示终端是由显示器和键盘组成的一套完整的组成的一套完整的I/O设备。设备。1、CRT 可用于字符、图形和图像显示器。可用于字符、图形和图像显示器。CRT是一个真空器件，由电子枪、偏转是一个真空器件，由电子枪、偏转装置和荧光屏组成。装置和荧光屏组成。玻璃屏内壁涂有荧光粉，它将电子束的玻璃屏内壁涂有荧光粉，它将电子束的动能转换成光能，显示出光点。不同的荧光动能转换成光能，显示出光点。不同的荧光粉在电子束的轰击下发出不同的颜色。粉在电子束的轰击下发出不同的颜色。对电子束的要求：对电子束的要求：

9、（1）电子束要有足够的强度和速度。）电子束要有足够的强度和速度。（2）电子束要足够细。）电子束要足够细。（3）电子束的运动方向要高度可控。）电子束的运动方向要高度可控。电子束在荧光屏上按某种轨迹运电子束在荧光屏上按某种轨迹运动称为动称为扫描扫描，控制其运动轨迹的电路，控制其运动轨迹的电路称为扫描电路。称为扫描电路。扫描方式有两种：光栅扫描和随扫描方式有两种：光栅扫描和随机扫描。机扫描。光栅扫描方式光栅扫描方式 电子束从显示屏的左上角开始，电子束从显示屏的左上角开始，沿水平方向从左向右扫描，到达屏幕沿水平方向从左向右扫描，到达屏幕右端后迅速水平回扫到左端下一行位右端后迅速水平回扫到左端下一行位置

10、，又从左到右匀速地扫描。这样一置，又从左到右匀速地扫描。这样一行一行地扫描，直到屏幕的右下角，行一行地扫描，直到屏幕的右下角，然后又垂直回扫，返回屏幕左上角然后又垂直回扫，返回屏幕左上角 在水平和垂直回扫时，电子束是在水平和垂直回扫时，电子束是“消隐消隐”的，荧光屏上没有亮光显示。的，荧光屏上没有亮光显示。这样，在这样，在CRT的屏幕上形成了一条条的屏幕上形成了一条条水平扫描线，我们把它称为水平扫描线，我们把它称为光栅光栅。光。光栅扫描又分逐行扫描和隔行扫描。栅扫描又分逐行扫描和隔行扫描。随机扫描方式随机扫描方式 在随机扫描方式中，电子束能在在随机扫描方式中，电子束能在屏幕上作随机运动，其轨迹

11、随显示内屏幕上作随机运动，其轨迹随显示内容变化而变化，只在需要显示字符和容变化而变化，只在需要显示字符和图形的地方扫描，而不必扫描全屏。图形的地方扫描，而不必扫描全屏。2、平板显示器、平板显示器 指的是显示器的深度小于显示屏指的是显示器的深度小于显示屏幕对角线幕对角线1/4长度的显示器件，有液晶长度的显示器件，有液晶显示器、等离子显示器等。显示器、等离子显示器等。（1）液晶显示器（）液晶显示器（LCD）液态晶体，既有液体的流动性又有液态晶体，既有液体的流动性又有分子排列有序的晶体特性。分子排列有序的晶体特性。液态晶体在电场的作用下能沿场的方向液态晶体在电场的作用下能沿场的方向排列成行，从而使液

12、晶的光学特性改排列成行，从而使液晶的光学特性改变。变。（2）等离子显示器（）等离子显示器（PDP）利用惰性气体在一定电压下产生气体利用惰性气体在一定电压下产生气体放电现象而实现的一种发光技术。放电现象而实现的一种发光技术。在两层平板玻璃之间装入一种电离在两层平板玻璃之间装入一种电离发光气体，通过玻璃板上的通明导电极发光气体，通过玻璃板上的通明导电极（一块平行板上平行线做（一块平行板上平行线做X线，另一块做线，另一块做Y线，两者相互垂直组成网格）之间的电线，两者相互垂直组成网格）之间的电场作用，使气体电离发光，形成图像。场作用，使气体电离发光，形成图像。9.3.2 显示技术的重要技术指标显示技术

13、的重要技术指标 1、分辨率、分辨率 在字符显示方式中，一屏可显示的最在字符显示方式中，一屏可显示的最多字符数称为多字符数称为分辨率分辨率，例如，例如80列列25行，行，表示每屏最多可显示表示每屏最多可显示25行，每行可有行，每行可有80个个字符。字符。在图形显示方式中，一屏可显示的像在图形显示方式中，一屏可显示的像点数称为分辨率，例如点数称为分辨率，例如800600，表示一，表示一屏可包含屏可包含600条水平扫描线，每线可分为条水平扫描线，每线可分为800点。点。2、灰度级与颜色数、灰度级与颜色数 像素具有明暗和色彩属性。明暗的程像素具有明暗和色彩属性。明暗的程度称为灰度，明暗变化的数量称为灰

14、度级。度称为灰度，明暗变化的数量称为灰度级。彩色图形是由多种颜色构成的，显示器所彩色图形是由多种颜色构成的，显示器所能显示的颜色种类称为能显示的颜色种类称为颜色数颜色数，不同的深，不同的深浅可算作不同的颜色。在单色显示器中，浅可算作不同的颜色。在单色显示器中，仅有灰度级指标，而在彩色显示器中，则仅有灰度级指标，而在彩色显示器中，则统称为颜色数。如果颜色数较少，不足以统称为颜色数。如果颜色数较少，不足以逼真地显示图像，则称为伪彩色显示。如逼真地显示图像，则称为伪彩色显示。如果颜色数量多，显示逼真，则称为真彩色果颜色数量多，显示逼真，则称为真彩色显示。显示。3、刷新、刷新 荧光粉的发光亮度时间很短

15、，为荧光粉的发光亮度时间很短，为了使人眼能看到稳定的图像，必须在了使人眼能看到稳定的图像，必须在图像消失之前不断的重复扫描整个屏图像消失之前不断的重复扫描整个屏幕，这个过程称为刷新。幕，这个过程称为刷新。刷新频率应大于刷新频率应大于30次次/秒。秒。9.3.3 字符显示器字符显示器接口接口电路电路并并/串串转换转换字符字符发生器发生器刷新刷新存储器存储器CRT显示器显示器行同步行同步驱动驱动光标光标逻辑逻辑定时控定时控制电路制电路场同步场同步驱动驱动字符显示器的组成框图字符显示器的组成框图1、接口电路、接口电路n功能：完成显示器与主机及其设备的连功能：完成显示器与主机及其设备的连接，主机送来的

16、要显示的字符信息和控接，主机送来的要显示的字符信息和控制信息，通过接口电路进入显示器，显制信息，通过接口电路进入显示器，显示器的信息又通过接口电路返回给主机。示器的信息又通过接口电路返回给主机。n主机送来的是串行数据，收到完整的字主机送来的是串行数据，收到完整的字符代码后，将收到的数据转换为并行码。符代码后，将收到的数据转换为并行码。2、刷新存储器、刷新存储器n存储要显示的信息，为了刷新显示而设置，把存储要显示的信息，为了刷新显示而设置，把要显示的字符代码通过接口电路存到刷新存储要显示的字符代码通过接口电路存到刷新存储器，刷新时显示器定时控制电路从刷新存储器器，刷新时显示器定时控制电路从刷新存储器中取出信息送到中取出信息送到CRT。n对刷新存储器的要求是存取时间，屏幕上每显对刷新存储器的要求是存取时间，屏幕上每显示一个字符就要读刷新存储器一次。示一个字符就要读刷新存储器一次。n我国电视标准电子束的扫描时间我国电视标准电子束的扫描时间64us（正程（正程52us，回程，回程12us），假设），假设CRT为为80*25，要在，要在52us内读取内读取80次次刷新存储器，因此刷新存储器刷新存