《《现代计算机结构综述》第六章输入与输出》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《现代计算机结构综述》第六章输入与输出（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章,输入/输出,现代计算机结构综述,回顾,指令格式的结构 指令类型及其功能 指令寻址方式,目标,了解键盘、鼠标等的工作原理与使用 了解显示设备、打印机等的工作原理与类型,I/O系统概述,选择相应的外部设备进行数据传输 控制外部设备与主机之间进行信息交换,I/O系统的作用,控制并实现主机与外部设备之间的数据传送 使外部设备与主机能够协调一致地工作,I/O系统的基本功能,I/O系统概述,I/O系统的功能与组成,主机和外设的联结方式,辐射型连接（星型） 总线型连接 结合型连接,接 口 的 功 能,实现主机和外设的通信联络 进行地址译码和设备选择 实现数据缓冲 数据格式的变换 传递控制命令和状态信
2、息,输入设备概述,输入通常是指将预备进行处理的数据送入计算机的过程。,输入设备分类,字 符 输 入 指 点 输 入 扫 描 输 入 语 音 输 入,输入设备概述,键盘 (keyboard),键盘的结构,电路板 按键 键盘外壳,输入设备概述,键盘 (keyboard),键盘的工作原理,计算机键盘的功能就是及时发现被按下的键， 并将该按键的信息送入计算机,键盘的分类,编码键盘 非编码键盘,输入设备概述,键盘 (keyboard),键盘的种类,机械式键盘 薄膜式键盘 无线键盘,输入设备概述,键盘 (keyboard),键盘的接口,AT键盘口”大口“键盘 PS/2键盘口”小口“键盘 USB键盘口,输入
3、设备概述,鼠标 (mouse),分类： 机械式鼠标 光电鼠标,输入设备概述,扫描仪,基础知识,扫描仪就是一种可以将图片、图像、文字输入计 算机中形成数字信号的一种设备。,什么是扫描仪,扫描仪的工作原理,基本组成部件 光源 光学透镜 感光元件 一个或多个的模拟-数字转换电路,输入设备概述,扫描仪,基础知识,扫描仪的工作原理,扫描仪是把模拟数据转化为数字数据,输入设备概述,扫描仪,基础知识,扫描仪的分类,平台式扫描仪(平板式扫描仪) 胶片扫描仪 专业滚筒扫描仪,感光器件 光电耦合器CCD(ChargedCoupledDevice) 接触式图像传感器”CIS(Contactlmage Sensor)
4、,照片级质量,输入设备概述,扫描仪,扫描仪的技术参数,分辨率 色彩深度 灰度级 扫描幅面 接口,分辨率是扫描仪最重要的性能指标，通常用每英寸长度上的点数，即dpi(Dot Per lnch)作单位。,光学分辨率 插值分辨率,扫描仪扫描质量和扫描仪价值的关键指标 真是分辨率,利用软件对扫描出的图像进行修补计算后的分辨率。 最大分辨率,衡量扫描仪能捕获色彩层次信息的重要技术指标，高色彩位数可得到更多的色彩信息，呈现更加艳丽逼真的色彩还原能力,反映了扫描仪扫描时提供由暗到亮层次范围的能力,平板式扫描仪的幅面一般分为A4、A3和A4加长三种,扫描仪的接口是指扫描仪与计算机之间的连接方式，目前常见的有S
5、CSI、EPP、USB、IEEE1394四种。,输出设备,输出设备概述,输出通常是指将计算机处理的数据转换为用户需要的形式,输出设备是把计算机的处理结果以人们 或现场所接受的形式表达出来的设备,分类： 显示设备 打印机 绘图仪 语音输出系统,输出设备,显示设备,显示设备是计算机系统实现人机交互的实时监视的外部设备,组成： 显示器 显示卡,显示设备与主机的连接方式,输出设备,显示设备,显示卡,显示卡又称显示适配器或显示接口卡，它是显示器 与主机通信的控制电路和接口，用于将主机中的数字 信号转换成图像信号并在显示器上显示出来,显示卡的基本结构,显示芯片 显示内存 RAMDAC VGABIOS 总线
6、接口,CPU,图 像 处 理,显 示 内 存,R A M D A C,模 拟 信 号,输出设备,显示设备,显示卡,显示卡的性能指标,分辨率 颜色数 刷新频率,分辨率又称解析度，它是指在显示器屏幕上所能描绘的像素点数量，通常用水平像素点数X垂直像素点数来表示。,颜色数又称颜色深度，它是指显示卡在当前分辨率下能同屏显示的色彩数量，一般以多少色或多少位色来表示。,刷新频率是指图像在显示器上更新的速度，即屏幕每秒重新显示的次数。实际上刷新频率是RAMDAC向显示器传送的显示信号，使其每秒重绘屏幕的次数，它的单位是赫兹(Hz),输出设备,显示设备,CRT显示器,工作原理,显示器的作用是将主机发出的信号经
7、一系列处理 后转换成光信号，最终将文字和图形显示出来。,CRT 电子枪 偏转线圈 荧光粉层 荫罩 玻璃外壳,显示器加电后，在电子枪和荧光 粉层之间形成一个高达几万伏的 直流电压加速场，当电子枪射出的 电子束经过聚焦和加速后，在偏转 线圈产生的磁场作用下，按所需要 的方向偏转，通过荫罩上的小 孔射在荧光屏上，荧光屏被激 活就会产生彩色,输出设备,显示设备,CRT显示器,分类,颜色 单色显示器 彩色显示器,材料 阴极射线管显示器(CRT) 液晶显示器(LCD) 等离子体显示器(PDP) 发光二极管显示器(LED),屏幕形状 球面屏幕 柱面屏幕 平面直角屏幕 纯平面屏幕,输出设备,显示设备,CRT显
8、示器,显示器的性能指标,屏幕尺寸 点距 分辨率 刷新频率 扫描方式 辐射和环保,屏幕尺寸是衡量显示器屏幕大小的技术指标，它是用显像管对角线的距离来表示，单位一般用英寸(in)，目前常见的显示器有14in、15in、17in和2lin等。,点距是指显示器荧光屏上两个相邻的相同颜色磷光点之间的距离。点距越小，显示出来的图像越细腻。点距的单位为毫米(mm)，用显示区域的宽和高分别除以点距，即得到显示器在水平和垂直方向最高可以显示的像素点。,分辨率是指屏幕上可以容纳像素的个数。分辨率越高，屏幕上能显示的像素数就越多，图像也就越细腻，显示的内容就越多。用水平方向像素的个数与垂直方向像素的个数的乘积来表示
9、,刷新频率是指每秒刷新屏幕的次数，刷新频率可分为垂直刷新频率和水平刷新频率。垂直刷新频率又称场频，它指屏幕图像每秒从上到下刷新的次数，单位是赫兹(Hz)。垂直刷新频率越高，图像越稳定，闪烁感越小。,扫描方式可分为两种：隔行扫描和逐行扫描。隔行扫描是电子枪先扫描奇数行，后扫描偶数行，因为一帧图像分两次扫描，所以容易产生闪烁现象。逐行扫描是指逐行一次性扫描完并组成一帧图像。 最佳无闪烁标准是垂直刷新频率为85Hz。,显示器电磁辐射量的标准有两个：即瑞典的MPR-标准和更高要求的TCO标准。,输出设备,显示设备,液晶显示器,液晶显示器LCD(lquid crystal display)是一种数字显示
10、技术 可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图像,液晶显示器的工作原理,液晶显示器是以液晶材料作为主要部件的一种显示器。,液晶是一种具有透光特性的物质，它同时具备固体与液体的某些 特征。从形状和外观看液晶是一种液体，但它的水晶式分子结构 又表现出固体的形态，光线穿透液晶的路径由构成它的分子排列 决定，这是固体的一种特征。,人们发现给液晶加电时，液晶分子会改变它的方向,液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性，给液晶加电时让光 线通过，不加电时则阻止光线通过，从而在屏幕上显示出 黑白的图像和文字。,彩色液晶显示器是在液 晶材料与光源之间加入 RGB三色滤光片，当文 字和图像信号进入显示
11、器时，经过一系列过程 将文字和图像信号变成 控制信号，通过显示器 内的发光管发出的光线 通过偏光板射向液晶，,当每一颗液晶单元受到 不同的电压大小时，其 分子排列方式就会发生 改变，使得液晶单元产 生不同的透光度，当不 同的透光经过RGB三色 滤光片时，屏幕就会因 为不同的透光程度形成 各种色彩的文字和图像 信号。,输出设备,显示设备,液晶显示器的性能指标,屏幕尺寸 可视角度 响应时间 亮度 对比度 显示颜色,显示器的屏幕尺寸就是显示屏对角线的长度，以英寸为度量单位。,可视角度分为水平可视角度和垂直可视角度。,响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由亮转暗或由暗转亮所需的时
12、间。,亮度是一台LCD显示器中较重要的指标，其单位为cd/m2，也就是每平方米的烛光数量。高亮度值的LCD显示器画面更亮丽，不会朦朦胧胧。,对比度是直接体现该液晶显示器能否体现丰富色阶的参数，对比度越高，还原的画面层次感就越好。,LCD的色度层次比较丰富，但TFT-LCD和DSTN-LCD有较大差别。,输出设备,打印机,打印机是由微型计算机、精密机械和电气装置构成的机电一体化的高科技产品,计算机系统中能实现硬拷贝的输出设备,打印机的分类,按实现方法分类 击打式打印机 非击打式打印机,击打式打印机利用机械作用，击打活字载体上的字符，使之与色带和纸相撞击而打印出字符。或者是利用打印针撞击色带和打印
13、纸，打印出由点阵构成的字符或图形。,利用物理的光、电、磁等效应或化学反应的方法印刷字符或图形,按输出方式分类 字符式打印机 行式打印机 页式打印机,字符式打印机是逐个字符打印,行式打印机是逐行打印,页式打印机以页为单位进行打印,按工作原理分类 机电式 激光式 喷墨式 热感应式 静电式等打印机,按打印颜色分类 单色 彩色,输出设备,打印机,喷墨打印机,工作原理,利用Rayleigh等提出的“连续射流分解成滴”理论，从细小的喷嘴中喷出墨水滴，在强电场的作用下形成高速墨水粒子，喷在纸上形成点阵字符或图像。,特点： 价格便宜 体积小 无噪声 打印质量高,输出设备,打印机,激光打印机,工作原理,利用激光
14、束扫描光鼓，通过控制激光束的开或关，使感光吸鼓或不吸墨粉，而感光吸鼓再把吸附的墨粉转印到纸上形成打印结果。,优点：,高密度 高速度 噪声低 处理能力强,分辨率最低为300d/i还有600d/i、1200d/i和2400d/i，照相机水平。,4p/min 12p/min 16p/min 24p/mi 33p/min 单位(页p/分min）,53dB以下,控制器中有CPU和内存 进行复杂的文字和图像和处理,输出设备,打印机,喷绘机,喷绘一般是指户外广告画面输出，它输出的画面很大，如高速公路旁众多的广告牌画面就是喷绘机输出的结果。输出机型有：NRU SALSA 3200 、彩神3200等，一般是3.2米的最大幅宽。,总结,I/O系统的功能于组成 键盘、鼠标的预原理及使用 扫描仪的原理及分类 扫描仪的技术参数 显示卡的结构、分类及性能指标 CRT显示器的原理、分类及性能指标 液晶显示器的原理及性能指标 打印机的分类,作 业,书后习题,
