第8章IO设备习题参考解答-汇编语言与计算机组成原理 答案.pdf

第 8 章思考题与习题参考答案 第 8 章思考题与习题参考答案 1 按功能分类 可以将外部设备分为哪几类 答 按功能分类 可以将外部设备分为输入设备 输出设备 外存 终端设备和其他外 部设备 2 输入和输出设备通常通过什么与主机相连 答 输入和输出设备通常通过输入输出接口与主机相连 3 解释下列名词 调用界面 设备驱动程序 设备控制程序 答 调用界面一般由操作系统提供 操作系统屏蔽了各类外设的控制细节 提供了统一 且方便的操作界面 便于用户编写 I O 程序 例如 早期的 DOS 系统设置了一组系统功能 调用 目前使用的 Windows 系统则提供了一组 API Application Programming Interface 即应用程序接口 Windows 系统提供给用户进行系统编程和外设控制的强大的函数库 设备驱动程序是管理某个外围设备的一段代码 它负责传送数据 控制特定类型的物理 设备的操作 包括开始和完成IO操作 处理中断和执行设备要求的任何错误处理 设备控制程序就是驱动程序中的具体的对设备进行控制的程序 设备控制程序通过接口 控制逻辑电路 发出控制命令字 4 键盘上的按键起一个开关的作用 所以又称为键开关 键开关分为哪几类 答 键开关分为接触式和非接触式两大类 5 以图 8 2 为例 描述非编码键盘的工作过程 答 PC XT 非编码键盘接口的工作过程如下 初始化 主机发出复位信号 禁止键盘送出键码 同时复位键盘接口中的移位寄存器 和中断请求触发器 为接收键码做准备 键盘进行行列扫描 键盘中的 8048 单片机执行行列扫描程序 获取按键的扫描键码 8048 中有一个 20 字节的缓冲区 可以暂存 20 个扫描键码 以免高速按键时主机来不及处 理 8048 的扫描程序还具有重键处理 去抖动 延时自动连发等功能 送出键码 发中断请求 主机撤消复位信号后 8048 单片机送出键码 键码由一个 标志位和 8 个数据位组成 在键盘时钟信号控制下串行输出 接口收到键码后发出中断请求 信号 主机执行中断服务程序 主 CPU 在中断服务程序中取出键码 然后发出键盘复位信 号对接口进行初始化 允许键盘送来下一个键码 存入键盘缓冲队列 最后 通过查表将扫 描键码转换为 ASCII 码 完成后返回主程序 6 从网上搜索最新键盘的性能参数 答 从网上搜索键盘报价可以查到最新键盘性能参数 例如 罗技标准键盘 200 的性能参数为 适合类型 办公 键盘类别 有线 多媒体功能键 否 防水功能 是 键盘按键 103 键 键盘接口 USB 接口 人体工程学 是 7 按显示器件的不同将显示器分为哪几类 答 按显示器件的不同 将常用的显示器分为阴极射线管 CRT 显示器 液晶显示器 LCD 和等离子显示器 PD 8 解释下列与显示器相关的名词 点距 分辨率 扫描方式 场频 行频 带宽 显 示存储器 字符发生器 水平消隐 答 点距是指显示器的显像管上 相邻的两个同色荧光像素点之间的间距 分辨率是显示器的显像管上所有像素点的一个量化指标 定义了显示器的画面解析度 其通常用水平方向的像素点数 与垂直方向的像素点数的乘积来表示 扫描方式指显像管在显示一幅图像时 电子枪扫描屏幕的方式 有隔行扫描和逐行扫描 场频也称为垂直扫描频率或刷新频率 指显示器每秒钟所能显示的图像次数 以 Hz 作 为单位 行频也称为水平扫描频率 指的是显像管的电子枪 每秒在荧光屏上扫描过的水平线的 数量 其数值等于垂直方向像数与场频的乘积 以 KHz 为单位 带宽指的是显像管电子枪每秒钟所扫描的像素点的数量 其数值等于水平像素点数 垂 直像素点数 场频 额外损耗 以 MHz 作为单位 显示存储器存放欲显示的一屏字符的 ASCII 码 如显示器一屏最多能显示 80 列 25 行 2000 个字符 那么显示存储器的容量就是 2000 个字节 字符编码 7 位 闪烁 1 位构成一 个字节 字符发生器 ROM 中存放的是所有字符的 7 9 点阵字形码 它的单元地址为所存点阵 字符的 ASCII 码及行计数器值的组合 所存内容为对应字符对应行的点阵 它的输出为一 行点阵信息 水平消隐是指当光栅在屏幕两边失真区扫描及光栅回扫时这一段不显示信息 9 简述 CRT 的显示原理 答 CRT 是一个漏斗形的电真空器件 由电子枪 荧光屏及偏转装置组成 电子枪由 灯丝 阴极 控制栅极 第一阳极 加速阳极 第二阳极 聚焦极 和第三阳极组成 当 灯丝加热后 阴极受热而发射电子 控制栅极控制着电子的发射量及发射速度 电子经第一 阳极加速 第二阳极聚焦而形成电子束 在第三阳极的均匀空间电位作用下 使电子束高速 射到荧光屏上 荧光粉受电子束的轰击而发出亮点 程序通过控制偏转装置达到控制电子束 的轰击点 从而在屏幕上形成所需的字符 图形或图像 10 简述分辨率 灰度的概念以及它们对显示器性能的影响 答 分辨率定义了显示器的画面解析度 其通常用水平方向的像素点数 与垂直方向的 像素点数的乘积来表示 每台显示器通常都有多种分辨率模式 如 640 480 800 600 1024 768 等 但其最大分辨率是由点距和显像管面积决定的 目前最大分辨率有 1280 1024 1600 1200 1920 1440 等 分辨率越高 显示器显示的图象越清晰 灰度在黑白显示器中指显示像素点的亮度 在彩色显示器中则表现为颜色的不同 灰度 级越多 图像层次越清楚逼真 灰度级取决于每个像素对应刷新存储器单元的位数和 CRT 本身的性能 如果用 4 位表示一个像素 则只有 16 级灰度或颜色 如果用 8 位表示一个像 素 则有 256 级灰度或颜色 11 某 CRT 显示器可显示 64 种 ASCII 字符 每帧可显示 80 字 25 排 每个字符采用 7 8 点阵 即横向 7 点 字间间隔 1 点 纵向 8 点 排间间隔 6 点 帧频 50Hz 采用逐行 扫描方式 问 1 缓存容量需多大 2 字符发生器 ROM 容量需多大 3 缓存中存放的是 ASCII 码还是点阵信息 4 缓存地址与屏幕显示位置如何对应 5 设置哪些计数器以控制缓存访问与屏幕扫描之间的同步 它们的分频关系如何 解 1 缓存容量为 80 25 2000 字节 2 字符发生器 ROM 容量为 64 8 512 字节 3 缓存中存放的是待显示字符的 ASCII 码 4 显示位置自左至右 从上到下 相应地 缓存地址由低到高 每个地址码对应一 个字符显示位置 5 点计数器 8 1 分频 字计数器 80 水平消隐 1 分频 行计数器 8 6 1 分 频 排计数器 25 垂直消隐 1 分频 12 设某光栅扫描显示器的分辨率为 1024 768 帧频为 50 逐行扫描 回扫和水平 回扫时间忽略不计 则此显示器的行频是多少 每一像素允许读出时间是多少 解 行频为 768 行 50 s 38400 行 s 每一像素允许读出时间为 1 38400 1024 0 0254 s 13 从网上搜索目前最新一款液晶显示器 并说明其性能指标 答 通过搜索显示器报价 可以查到新款液晶显示器的性能指标 例如 查到 三星 943NW 液晶显示器的性能指标如下 显示屏尺寸 19 英寸 对比度 DC 8000 1 1000 1 Typ 最佳分辨率 1440 900 黑白响应 5ms 屏幕比例 16 10 亮度 300cd 14 按印字原理将打印机分为哪几种 说明各种打印机的特点 答 按印字原理可以将打印机分为击打印式和非击打式两类 击打式打印机是利用机械作用使印字机构与色带和纸相撞击而打印信息 针式打印机就 是击打式打印机 它的特点是结构简单 体积小 重量轻 价格低 既可以打印字符 又可 以打印图形 特别适合于打印需要复写的表格 凭证等 缺点是噪音大 速度慢 非击打式打印机是采用电 磁 光 喷墨等物理 化学方法印刷信息 如激光打印机 喷墨打印机 静电印字机等都属于非击打式打印机 其特点是印字速度快 质量好 分辨率 高 噪声小 能打印各种字符 图形 汉字 图表 在各种计算机系统中被广泛采用 15 针式打印机由哪几个部分组成 答 针式打印机由打印头与字车 输纸机构 色带机构及控制器四部分组成 16 从网上搜索目前最新一款针式打印机 并说明其性能指标 答 通过搜索打印机报价 可以查到新款针式打印机的性能指标 例如 查到 爱普生 730K 的性能指标如下 产品类别 针式打印机 打印速度 中文 超高速 173 汉字 秒 高 打印字体 字符表 14 种国际字符集合一 供纸方式 摩擦进纸 前部进纸 拖纸器 打印介质 单页纸 单页拷贝纸 连续纸 接口类型 标准双向 8 比特并行接口 耗材性能 S010076 S010058 黑色色带芯 17 以图 8 9 为例 说明激光打印机的印字过程 答 激光打印机的印字过程可分为以下六个步骤 1 充电 打印开始时 首先在暗处由充电电晕靠近感光鼓放电 使鼓面充以 600V 的均匀负电 荷 通常情况下在感光鼓的外表面上所涂的感光层是良好的绝缘体 内部铝筒接地 如果鼓 的外表面带上负电荷 这种电荷会停留不动 2 曝光 受点阵脉冲控制的激光束 通过扫描反射镜反射到感光鼓上 使受光照射 曝光 部分 的感光层变为导体 将其表面所带的 600V 电荷向地泄放 减少到 100V 使感光鼓表面 上写下带有 100V 电压的像点 不可见的静电潜像点 3 显影 显像 显影就是让感光鼓上已感光的部分沾上碳粉 变成可见像点 当感光鼓在转动过程中 被感光的点与已附着上一层均匀碳粉的显影轧辊相遇时 碳粉会被感光点吸引而附着在感光 鼓的感光点上 而未被感光的部分不吸引碳粉 这时鼓上 100V 的潜像点就变成了可见像 点 4 转印 碳粉图像随鼓面转到转印处 在纸的背面用转印电晕放电 使纸面带上与碳粉极性相反 的正静电荷 于是碳粉便靠静电吸引而粘附到纸上 完成图像的转印 5 定影 固定 图像从感光鼓转印到打印纸上之后 要通过定影器进行定影 定影器由定影上轧辊和定 影下轧辊组成 上轧辊装有一个定影灯 当打印纸通过时 定影灯发出的热量将碳粉熔化 两个轧辊之间的压力又迫使熔化后的碳粉进入纸的纤维中 形成永久保存的图像 6 消电 清洁 完成转印后 感光鼓表面还留有残余的电荷和碳粉 当鼓面转到消电电晕处时 利用电 晕向鼓面施放相反极性的电荷 使鼓面残留的电荷被中和掉 感光鼓再转到清扫刷处 刷去 鼓面的残余碳粉 这样 感光鼓便恢复原来的状态 可开始新的一次打印过程 18 从网上搜索目前最新一款激光打印机 并说明其性能指标 答 通过搜索打印机报价 可以查到新款激光打印机的性能指标 例如 查到 HP P1008 的性能指标如下 产品类别 黑白激光打印机 分 辨 率 高达 600 600 dpi 1200dpi有效输出 打印速度 16 页 分钟 最大打印幅面 A4 打印能力 5000 页 月 供纸方式 手动 接口类型 USB 接口 19 喷墨打印机按控制墨水的方式分为哪几种 答 喷墨打印机按控制墨水的方式可分为 电荷控制式 又称充电控制式 电场控制 方式 又称静电发射式 压电喷墨式 又称脉冲控制式 和气泡式喷墨式 20 以图 8 10 为例 说明喷墨打印机的印字原理 答 以图 8 10 为例 说明喷墨打印机的印字原理如下 图中压电陶瓷受振荡发生器的 电脉冲激励产生电致伸缩 使墨水断裂形成墨滴而喷射出来 只要电脉冲存在 墨滴就会连 续喷射 当不带电荷的墨水滴通过充电电极时 根据印字点的位置不同 由字符发生器控制 充电电极为墨水滴充不同电量的电荷 充电电荷越多 经偏转电极墨水滴偏移距离就越大 落在纸上的位置也就越高 当然 充电电荷越少 墨水滴落在纸上的位置也就越低 不参与 纪录信息的墨水滴通过充电电极时 字符发生器控制充电电极不充电 这样不带电的墨水滴 通过偏转电极时就不会偏转 而直接射入回收器中 通过收集槽 过滤器 再流回墨水槽中 可以再次使用 该图采用一