第2章计算机硬件能力培养

1、第第2章章 计算机硬件能力培养计算机硬件能力培养n2.1 中央处理器中央处理器n2.2 存储设备存储设备n2.3 输入设备输入设备n2.4 输出设备输出设备n2.5 调制解调器调制解调器n2.6 系统总线系统总线n2.7 如何组装一台微型计算机系统如何组装一台微型计算机系统本章学习目标本章学习目标n了解计算机主要器件、外部设备的种类和了解计算机主要器件、外部设备的种类和市场情况市场情况n掌握计算机主要器件、外部设备的主要性掌握计算机主要器件、外部设备的主要性能指标能指标n知道如何选购计算机的主要器件和外部设知道如何选购计算机的主要器件和外部设备备n会组装一台微型计算机系统会组装一台微型计算机系

2、统n掌握计算机系统的调试、维护方法掌握计算机系统的调试、维护方法2.1 中央处理器中央处理器n2.1.1 CPU的性能指标的性能指标n2.1.2 CPU的封装方式的封装方式n2.1.3 CPU两大阵营主流产品两大阵营主流产品n2.1.4 CPU多媒体指令集多媒体指令集n返回首页2.1.1 CPU的性能指标的性能指标1主频主频2外频外频3倍频倍频4地址总线宽度地址总线宽度5数据总线宽度数据总线宽度6L1高速缓存高速缓存7L2高速缓存高速缓存8工作电压工作电压9协处理器协处理器10超标量超标量n返回本节2.1.2 CPU的封装方式的封装方式1Socket与与Super 7图2.1 采用Socket

3、结构封装的CPU与Socket插座 2Slot 1，Slot 2与与Slot A图2.2 采用Slot结构封装的CPU与Slot插座n返回本节2.1.3 CPU两大阵营主流产品两大阵营主流产品1Inte1公司产品公司产品（1）Intel Pentium 4处理器。处理器。 （2）Intel Celeron 4处理器。处理器。 2AMD公司产品公司产品（1）Palomino，Thoroughbred A（B）核心。核心。 （2）Barton核心。核心。 n返回本节2.1.4 CPU多媒体指令集多媒体指令集1MMX指令集指令集2Enhanced 3D NOW！指令集指令集3SSE指令集指令集4SS

4、E2指令集指令集n返回本节2.2 存储设备存储设备n2.2.1 存储设备概述存储设备概述n2.2.2 半导体存储器半导体存储器n2.2.3 磁记录存储器磁记录存储器n2.2.4 光盘存储器光盘存储器n返回首页2.2.1 存储设备概述存储设备概述n2.2.1.1 基本概念基本概念n2.2.1.2 存储器分类存储器分类n2.2.1.3 存储器的性能指标存储器的性能指标2.2.1.1 基本概念基本概念n存储器是由一些能表示二进制数存储器是由一些能表示二进制数0和和1的物的物理器件组成的，这种器件称为记忆元件或理器件组成的，这种器件称为记忆元件或存储介质。常用的存储介质有半导体器件存储介质。常用的存储

5、介质有半导体器件和磁性材料。和磁性材料。n一个存储单元可以存放一个字，称为字存一个存储单元可以存放一个字，称为字存储单元；也可以存放一个字节，称为字节储单元；也可以存放一个字节，称为字节存储单元。许多存储单元的集合形成一个存储单元。许多存储单元的集合形成一个存储体，它是存储器的核心部件，信息就存储体，它是存储器的核心部件，信息就存放在存储体内（如存放在存储体内（如 图图2.3所示）。所示）。n存储器的两个基本操作是写入信息和读出存储器的两个基本操作是写入信息和读出信息（或称存数和取数）。信息（或称存数和取数）。 图2.3 编址方式2.2.1.2 存储器分类存储器分类1按存取方式分类按存取方式分

6、类（1）随机存储器（）随机存储器（RAM ）和顺序存储器和顺序存储器（SAM）。）。 （2）读写存储器和只读存储器（）读写存储器和只读存储器（ROM）。）。 2按存储介质分类按存储介质分类（1）磁性材料存储器。）磁性材料存储器。 （2）半导体存储器。）半导体存储器。 （3）激光存储器）激光存储器 3按功能和存取速度分类按功能和存取速度分类（1）寄存器型存储器。）寄存器型存储器。 （2）高速缓冲存储器。）高速缓冲存储器。 （3）主存储器。）主存储器。 （4）外存储器。）外存储器。图2.4 各类存储器之间的关系 2.2.1.3 存储器的性能指标存储器的性能指标1存储容量（存储容量（capacity

7、）2存取速度（存取速度（access time）3数据传输率（数据传输率（data transfer rate）4位存储价格（位存储价格（cost per bit）n返回本节2.2.2 半导体存储器半导体存储器n2.2.2.1 随机存储器随机存储器n2.2.2.2 只读存储器只读存储器2.2.2.1 随机存储器随机存储器1RAMnRAM通常有三个特点：通常有三个特点：（1）可以读出、也可以写入。）可以读出、也可以写入。 （2）所谓随机存取，意味着存取任一单元）所谓随机存取，意味着存取任一单元所需的时间相同。所需的时间相同。 （3）当断电后，存储内容立即消失，称为）当断电后，存储内容立即消失，称

8、为易失性（易失性（volatile）。）。 2DRAM与与SRAMnRAM可分为动态（可分为动态（Dynamic RAM）和静态（和静态（Static RAM）两大类。两大类。n动态随机存储器动态随机存储器DRAM是用是用MOS电路和电容来作电路和电容来作存储元件的，由于电容会放电，所以需要定时充存储元件的，由于电容会放电，所以需要定时充电以维持存储内容的正确。电以维持存储内容的正确。n所谓静态随机存储器所谓静态随机存储器SRAM是用双极型电路或是用双极型电路或MOS电路的触发器来作存储元件的，没有电容造电路的触发器来作存储元件的，没有电容造成的刷新问题。只要有电源正常供电，触发器就成的刷新问

9、题。只要有电源正常供电，触发器就能稳定地存储数据。能稳定地存储数据。nDRAM的特点是高密度，的特点是高密度，SRAM的特点是高速度的特点是高速度。表2.1 动态随机存储器DRAM技术发展趋势3NVRAMnNVRAM是一种非易失性的随机读写存储是一种非易失性的随机读写存储器。既能快速存取，而系统断电时又不丢器。既能快速存取，而系统断电时又不丢失数据。失数据。n系统正常工作时，系统正常工作时，CPU访问访问SRAM部分以部分以完成快速读写。当系统断电时，或者正常完成快速读写。当系统断电时，或者正常关机时，芯片内部的数据保护电路测出电关机时，芯片内部的数据保护电路测出电源降至源降至4V时能立即关闭

10、写入电路，而迅速时能立即关闭写入电路，而迅速地把地把SRAM的内容并行地转储到的内容并行地转储到E2PROM中。电源恢复后，中。电源恢复后，E2PROM中的内容又自中的内容又自动放入动放入SRAM阵列中。阵列中。2.2.2.2 只读存储器只读存储器1ROMnROM为只读存储器（为只读存储器（Read Only Memory或译为或译为“惟读存储器惟读存储器”）的缩写。它只能）的缩写。它只能读出原有的内容，而不能写入新内容，原读出原有的内容，而不能写入新内容，原有内容由厂家一次性写入，并永久保存下有内容由厂家一次性写入，并永久保存下来，当然是非易失的。来，当然是非易失的。 ROM的用途很广的用途

11、很广。 （1）与微程序设计相结合。）与微程序设计相结合。 （2）与操作系统、高级语言相结合。）与操作系统、高级语言相结合。（3）与应用软件相结合。）与应用软件相结合。 （4）无磁盘网络工作站。）无磁盘网络工作站。 2PROM与与EPROMnP R O M 是 可 编 程 只 读 存 储 器 （是 可 编 程 只 读 存 储 器 （Programmable Read Only Memory）的缩的缩写。它与写。它与ROM的性能一样，存储的程序的性能一样，存储的程序在处理过程中不会丢失、也不会被替换。在处理过程中不会丢失、也不会被替换。区别仅是厂家能针对用户对软件的专门需区别仅是厂家能针对用户对软

12、件的专门需求来烧制其中的内容。因此，求来烧制其中的内容。因此，PROM大都大都固化某些在使用中不需变更的程序或数据固化某些在使用中不需变更的程序或数据，从结构上说它是根本无法擦除的。，从结构上说它是根本无法擦除的。表2.2 Intel EPROM，E2PROM，NVRAM参数3E2PROMnE2PROM是电擦除可编程只读存储器（是电擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable ROM）的缩写，它包含了的缩写，它包含了 EPROM的全部功能的全部功能，而在擦除与编程方面更加方便。这就使，而在擦除与编程方面更加方便。这就使E2PROM比比EPROM有更

13、大的灵活性和更有更大的灵活性和更广泛的适应性。广泛的适应性。4Flash ROMnFlash ROM也是一种也是一种ROM，但它也有自但它也有自己的特点。它是设计在系统内部用于更新己的特点。它是设计在系统内部用于更新BIOS数据时使用，而且无需使用烧录器数据时使用，而且无需使用烧录器。nFlash ROM主要用在主板上，用户将可以主要用在主板上，用户将可以很容易地更新很容易地更新BIOS，而勿需打开电脑机而勿需打开电脑机箱。箱。Flash ROM在写入数据时是以一个块在写入数据时是以一个块为单位，例如为单位，例如8KB为一块，一次清除及写为一块，一次清除及写入入8KB，这一点它和这一点它和EE

14、PROM不一样，不一样，EPROM是针对每一字节进行访问的。是针对每一字节进行访问的。 n返回本节2.2.3 磁记录存储器磁记录存储器n2.2.3.1 磁记录的基本概念磁记录的基本概念n2.2.3.2 软磁盘及其设备软磁盘及其设备n2.2.3.3 硬磁盘及其设备硬磁盘及其设备n2.2.3.4 磁带及其设备磁带及其设备2.2.3.1 磁记录的基本概念磁记录的基本概念1磁记录密度（磁记录密度（density）（1）面密度（）面密度（area density） （2）道密度（）道密度（track density） （3）位密度（）位密度（bit density） 2磁记录方式磁记录方式n磁记录方式主

15、要有两种：水平记录方式和磁记录方式主要有两种：水平记录方式和垂直记录方式。垂直记录方式。n水平记录方式（水平记录方式（horizontal recording）是是利用磁头磁场的水平分量在介质上写入信利用磁头磁场的水平分量在介质上写入信息，使介质沿其表面进行磁化。通常也称息，使介质沿其表面进行磁化。通常也称为横向记录方式。为横向记录方式。n这种记录方式的缺点是存在自退磁效应，这种记录方式的缺点是存在自退磁效应，每个小磁畴的距离不能太近，这就限制了每个小磁畴的距离不能太近，这就限制了记录密度的进一步提高。记录密度的进一步提高。n垂直记录方式（垂直记录方式（vertical recording）是

16、利是利用磁头磁场的垂直分量在介质上写入信息用磁头磁场的垂直分量在介质上写入信息，使介质的磁化方向垂直于介质表面。，使介质的磁化方向垂直于介质表面。n这种记录方式的优点是相邻位的退磁磁场这种记录方式的优点是相邻位的退磁磁场几乎为零，每个磁束之间不会抵消，反而几乎为零，每个磁束之间不会抵消，反而会加强，这就适合于进行高密度的磁记录会加强，这就适合于进行高密度的磁记录。3磁记录编码技术磁记录编码技术n磁表面存储器在不改变几何参数、电磁参磁表面存储器在不改变几何参数、电磁参数、制造精度的条件下，通过采用设计合数、制造精度的条件下，通过采用设计合适的编码方式，可以提高信息存储密度、适的编码方式，可以提高

17、信息存储密度、扩大存储容量、增加数据传输速率、降低扩大存储容量、增加数据传输速率、降低单位信息的存储成本。单位信息的存储成本。n经过编码形成的脉冲序列，每个位单元中经过编码形成的脉冲序列，每个位单元中既包括数据位，又包括时钟位。读出时，既包括数据位，又包括时钟位。读出时，解码电路再从脉冲序列中分离出时钟脉冲解码电路再从脉冲序列中分离出时钟脉冲和数据脉冲。提取时钟脉冲的难易，代表和数据脉冲。提取时钟脉冲的难易，代表了该编码的自同步能力。了该编码的自同步能力。 表2.3 GCR（45）编码表2.4 ARLL(2,7)编码2.2.3.2 软磁盘及其设备软磁盘及其设备1软磁盘软磁盘图2.5 5.25英

18、寸软盘外观2驱动器与适配卡驱动器与适配卡n一个完整的软盘存储系统由软盘、软盘驱动器、一个完整的软盘存储系统由软盘、软盘驱动器、软盘控制适配卡组成。如图软盘控制适配卡组成。如图2.6所示。所示。图2.6 软盘存储系统构成图3软盘的使用与维护软盘的使用与维护（1）磁盘格式）磁盘格式（2）高密度软盘（如表）高密度软盘（如表2.5所示）所示）（3）软盘维护）软盘维护 表2.5 两种密度的软盘格式2.2.3.3 硬磁盘及其设备硬磁盘及其设备1硬盘的种类硬盘的种类n按硬盘的几何尺寸划分，硬盘分为按硬盘的几何尺寸划分，硬盘分为3.5英寸英寸和和5.25英寸两种。英寸两种。n按硬盘接口划分，主要有按硬盘接口划

19、分，主要有IDE，EIDE，Ultra DMA和和SCSI接口硬盘。接口硬盘。图2.7 硬盘上的电源线、数据线插口及跳线 2硬盘主要的性能指标及选购硬盘主要的性能指标及选购（1）容量：硬盘的容量指的是硬盘中可以）容量：硬盘的容量指的是硬盘中可以容纳的数据量。发展趋势是容量越来越大容纳的数据量。发展趋势是容量越来越大。（2）转速：转速是指硬盘内部马达旋转的）转速：转速是指硬盘内部马达旋转的速度，单位是速度，单位是RPM（每分钟转数）。目前每分钟转数）。目前市面上主流的市面上主流的IDE硬盘主要有两种转速硬盘主要有两种转速5400RPM和和7200RPM。（3）平均寻道时间：平均寻道时间指的是）平

20、均寻道时间：平均寻道时间指的是磁头到达目标数据所在磁道的平均时间，磁头到达目标数据所在磁道的平均时间，它直接影响到硬盘的随机数据传输速度。它直接影响到硬盘的随机数据传输速度。目前的主流硬盘中，除了希捷的酷鱼稍快目前的主流硬盘中，除了希捷的酷鱼稍快（为（为7.6ms）外，其余品牌基本为外，其余品牌基本为8.59ms。（4）缓存：缓存的大小会直接影响到硬盘）缓存：缓存的大小会直接影响到硬盘的整体性能。目前市面上主流硬盘的缓存的整体性能。目前市面上主流硬盘的缓存几乎都已增加到几乎都已增加到2MB，512KB缓存的硬缓存的硬盘是定位于低端市场的廉价硬盘。盘是定位于低端市场的廉价硬盘。3硬盘的安装硬盘的

21、安装（1）根据情况设置硬盘的跳线。除了挂接）根据情况设置硬盘的跳线。除了挂接双硬盘外，一般都设置成双硬盘外，一般都设置成Master。（2）将硬盘固定在机箱的硬盘支架上。）将硬盘固定在机箱的硬盘支架上。（3）接上硬盘的电源线和数据线。）接上硬盘的电源线和数据线。 （4）把数据线的另外一头接到主板上。）把数据线的另外一头接到主板上。 2.2.3.4 磁带及其设备磁带及其设备1磁带的分类磁带的分类（1）按磁带宽度分类。）按磁带宽度分类。（2）按磁带外形分类。）按磁带外形分类。（3）按记录方式分类。）按记录方式分类。2磁带文件的顺序性磁带文件的顺序性n由于磁带介质很窄且极长，必须在两个轮由于磁带介质

22、很窄且极长，必须在两个轮盘之间有条不紊地传送、盘绕才能完成读盘之间有条不紊地传送、盘绕才能完成读写操作，这就决定了磁带记录的顺序性。写操作，这就决定了磁带记录的顺序性。n通常我们把在磁带上存储的一组数据称为通常我们把在磁带上存储的一组数据称为顺序文件（顺序文件（sequential file）。）。如果把它们如果把它们存 储 在 磁 盘 上 ， 则 称 为 随 机 文 件 （存 储 在 磁 盘 上 ， 则 称 为 随 机 文 件 （random access file）。）。为了加快顺序文件为了加快顺序文件的查找，可以对文件内容建立索引而形成的查找，可以对文件内容建立索引而形成索引顺序文件（索

23、引顺序文件（index sequential file）。）。 3磁带机将继续发展磁带机将继续发展n磁带机是出现较早的计算机外存储设备，在大型磁带机是出现较早的计算机外存储设备，在大型计算机系统中，一直承担后援备份的海量存储角计算机系统中，一直承担后援备份的海量存储角色。色。n由于螺旋扫描记录和数据流工作方式的开发，使由于螺旋扫描记录和数据流工作方式的开发，使磁带机的命运出现新的转机。这使磁带机容量大磁带机的命运出现新的转机。这使磁带机容量大、价格低、携带方便、容易脱机保存的优势得到、价格低、携带方便、容易脱机保存的优势得到更充分的发挥。它适合存放源程序、系统诊断程更充分的发挥。它适合存放源程

24、序、系统诊断程序和其他内容相对稳定的文件，可作数据库以及序和其他内容相对稳定的文件，可作数据库以及大型信息系统的后备支持，必然也会进入个人计大型信息系统的后备支持，必然也会进入个人计算机领域。算机领域。n返回本节2.2.4 光盘存储器光盘存储器1光盘存储器的主要类型光盘存储器的主要类型（1）固定型光盘，又叫只读光盘。）固定型光盘，又叫只读光盘。（2）追记型光盘，又叫只写一次式光盘）追记型光盘，又叫只写一次式光盘 。（3）可改写型光盘，也叫可擦写型光盘）可改写型光盘，也叫可擦写型光盘 。3如何选择、安装光驱如何选择、安装光驱n其一是光驱的倍速，高速光驱（如其一是光驱的倍速，高速光驱（如40倍速倍

25、速光驱）在安装大型软件（如光驱）在安装大型软件（如Windows 98）时确实比低速光驱快得多，但它在运行光时确实比低速光驱快得多，但它在运行光盘上的小软件时其优势并不明显，在播放盘上的小软件时其优势并不明显，在播放VCD影碟时也没有优势可言，所以一般影碟时也没有优势可言，所以一般24倍速光驱就足够使用。倍速光驱就足够使用。n其二是纠错能力，其二是纠错能力，“纠错纠错”能力实际上是能力实际上是对对“烂盘烂盘”（盘片质量不太好、有缺陷）（盘片质量不太好、有缺陷）的的“读盘读盘”能力。能力。 n返回本节2.3 输入设备输入设备n2.3.1 输入设备概述输入设备概述n2.3.2 键盘键盘n2.3.3

26、 指点式输入设备指点式输入设备n2.3.4 扫描式输入设备扫描式输入设备n2.3.5 语音输入与识别语音输入与识别n返回首页2.3.1 输入设备概述输入设备概述n2.3.1.1 输入设备的作用输入设备的作用n2.3.1.2 输入设备的种类输入设备的种类 n2.3.1.3 输入方式与速度输入方式与速度2.3.1.1 输入设备的作用输入设备的作用n输入（输入（input）一词通常是指预备好送入计一词通常是指预备好送入计算机系统进行处理的数据，常常也指把数算机系统进行处理的数据，常常也指把数据送入计算机系统的过程。据送入计算机系统的过程。2.3.1.2 输入设备的种类输入设备的种类 1键盘输入类（键

27、盘输入类（key-driven devices）2指点输入类（指点输入类（pointing devices）3、扫描输入类（、扫描输入类（scanner devices）4传感输入类（传感输入类（sensor devices）5语音输入类（语音输入类（voice input devices）图2.8 输入设备的种类2.3.1.3 输入方式与速度输入方式与速度1输入工作方式输入工作方式（1）脱机输入方式（）脱机输入方式（off-line input） （2）联机输入方式（）联机输入方式（on-line input） （3）自动输入方式）自动输入方式 （4）直接输入方式）直接输入方式 2输入设备的

28、工作速度输入设备的工作速度n按照工作速度的快慢，把输入设备分为：按照工作速度的快慢，把输入设备分为：（1）高速设备）高速设备 （2）中速设备）中速设备 （3）低速设备）低速设备 n返回本节2.3.2 键盘键盘n2.3.2.1 键盘组成键盘组成n2.3.2.2 键盘的种类键盘的种类2.3.2.1 键盘组成键盘组成1键盘外观键盘外观n104键盘按照功能和排列位置，可将键盘分为四键盘按照功能和排列位置，可将键盘分为四个主要部分：打字机键盘、功能键、编辑键（光个主要部分：打字机键盘、功能键、编辑键（光标移动键）和数字小键盘，如图标移动键）和数字小键盘，如图2.9所示。所示。功能键编辑键 指示灯光标移动

29、键打字机键盘数字小键盘图2.9 键盘2键的功能和用法键的功能和用法（1）打字机键盘。它是键盘的主要部分）打字机键盘。它是键盘的主要部分 。（2）功能键。功能键指的是）功能键。功能键指的是F1F12键，键，若再加上若再加上Esc键共键共13个，它们的具体功能个，它们的具体功能可由操作系统或应用程序自行定义。可由操作系统或应用程序自行定义。（3）编辑键。编辑键在键盘中部，上部的）编辑键。编辑键在键盘中部，上部的9个键是进行编辑和打印显示控制用的。个键是进行编辑和打印显示控制用的。 （4）数字小键盘。数字小键盘在键盘的右）数字小键盘。数字小键盘在键盘的右边，据说是为财会人员和编辑人员准备的边，据说是

30、为财会人员和编辑人员准备的 。2.3.2.2 键盘的种类键盘的种类（1）机械式键盘）机械式键盘 （2）薄膜式键盘）薄膜式键盘 （3）无线传输键盘）无线传输键盘 n返回本节2.3.3 指点式输入设备指点式输入设备n2.3.3.1 鼠标器鼠标器n2.3.3.2 触摸技术触摸技术n2.3.3.3 光笔、数字板及其他光笔、数字板及其他2.3.3.1 鼠标器鼠标器1鼠标的组成鼠标的组成（1）按键）按键 （2）滚球）滚球 （3）鼠标插头）鼠标插头 图2.10 鼠标器n常用的鼠标器有两种：机械式和光电式。常用的鼠标器有两种：机械式和光电式。另外还有一些新型的鼠标，如红外线鼠标另外还有一些新型的鼠标，如红外线

31、鼠标、智能鼠标，但价格比较昂贵，并没有普、智能鼠标，但价格比较昂贵，并没有普及应用。及应用。n如果按接头分类，鼠标可分为串口鼠标、如果按接头分类，鼠标可分为串口鼠标、PS/2鼠标、鼠标、USB鼠标。鼠标。 3怎样选购鼠标怎样选购鼠标图2.11 各种人体工程学鼠标4鼠标的安装鼠标的安装n对于串口鼠标，将插头插到对于串口鼠标，将插头插到9针串行口上针串行口上，锁紧。一般鼠标的插头的插孔排列成，锁紧。一般鼠标的插头的插孔排列成“D型型”，所以要与插座对准方向，方向，所以要与插座对准方向，方向反了插不进去。若是反了插不进去。若是PS/2鼠标，把圆形插鼠标，把圆形插头直接插入头直接插入PS/2口。口。n

32、在在Windows系统中，一般鼠标可以直接使系统中，一般鼠标可以直接使用，无需安装驱动程序。在用，无需安装驱动程序。在DOS系统中，系统中，需要安装鼠标驱动程序。需要安装鼠标驱动程序。2.3.3.2 触摸技术触摸技术1触摸屏触摸屏（1）红外交叉定位法）红外交叉定位法 （2）塑料压敏定位法）塑料压敏定位法 2触感键触感键n这是把压敏膜作成整体键盘的形式，内装这是把压敏膜作成整体键盘的形式，内装有压敏网格线，可以像使用键盘那样操作有压敏网格线，可以像使用键盘那样操作。在教育及娱乐环境常见使用，过程控制。在教育及娱乐环境常见使用，过程控制面板上也常装有触感键。面板上也常装有触感键。2.3.3.3 光

33、笔、数字板及其他光笔、数字板及其他1光笔光笔n当光敏端的笔尖接触屏幕时，产生的光电当光敏端的笔尖接触屏幕时，产生的光电信号经计算机处理即可知道它在屏幕上的信号经计算机处理即可知道它在屏幕上的位置。再配合使用按键，可以对光笔指点位置。再配合使用按键，可以对光笔指点处进行增删修改处理。处进行增删修改处理。2数字板数字板n常见的数字化板有两种形式：常见的数字化板有两种形式：（1）压笔式）压笔式 （2）扫描式）扫描式3游戏杆（游戏杆（joy stick）n游戏杆或译为摇杆，主要用于计算机游戏游戏杆或译为摇杆，主要用于计算机游戏。 n返回本节2.3.4 扫描式输入设备扫描式输入设备n2.3.4.1 条形

34、码技术条形码技术n2.3.4.2 扫描器技术扫描器技术n2.3.4.3 光学字符识别（光学字符识别（OCR）2.3.4.1 条形码技术条形码技术1条形码符号的结构条形码符号的结构n一个完整的条形码符号由静区、起始位、一个完整的条形码符号由静区、起始位、信息段、校验位、终止位及静区等组成。信息段、校验位、终止位及静区等组成。2条形码的编码方法条形码的编码方法n条形码的编码方法很多，如条形码的编码方法很多，如UPC码、码、11码码、39码、码、93码、码、128码、码、49码、码、5取取2码、码、交替交替5取取2码、码、Coda码、码、EAN码、码、Plessey码、码、Nixdorf码、码、Am

35、es码等。下面我们介码等。下面我们介绍几种常用的方法。绍几种常用的方法。图2.13 UPC码编码示意图表2.6 EAN编码规则 表2.7 隐含第13位数图2.14 交替5取2码编码规则示意图图2.15 “CODE”的39条形码 3条形码系统概述条形码系统概述（1）条形码打印设备）条形码打印设备 （2）条形码阅读器（如图）条形码阅读器（如图2.16所示所示 ）（3）条形码数据处理设备）条形码数据处理设备 图2.16 条码阅读器原理框架图2.3.4.2 扫描器技术扫描器技术1扫描器的工作原理扫描器的工作原理（1）在扫描器中，装有低频光源。）在扫描器中，装有低频光源。 （2）扫描器对纸张的处理常用两

36、种方式：）扫描器对纸张的处理常用两种方式：滚筒式和平台式。滚筒式和平台式。 （3）为使图像逼真重现，应当采用灰度扫）为使图像逼真重现，应当采用灰度扫描技术。描技术。 （4）扫描器同时提供驱动软件，以便用户）扫描器同时提供驱动软件，以便用户利用扫描器的标准功能。利用扫描器的标准功能。 2扫描器的技术指标扫描器的技术指标（1）分辨率。分辨率是表现原稿的重要因素，理）分辨率。分辨率是表现原稿的重要因素，理论上当然是越高越好。论上当然是越高越好。（2）模式与灰度层次。调节黑白对比度、灰度以）模式与灰度层次。调节黑白对比度、灰度以及亮度的功能，以便适应不同的原稿。及亮度的功能，以便适应不同的原稿。 （3

37、）纸张限制。对于桌上型扫描器，纸张最大标）纸张限制。对于桌上型扫描器，纸张最大标准是美国法律文件用纸准是美国法律文件用纸LEGAL，它比它比A4纸还大纸还大些。些。 （4）扫描区域。对于桌上型扫描器，一般都有设）扫描区域。对于桌上型扫描器，一般都有设定扫描区域的功能，同时还能设定多种窗口。定扫描区域的功能，同时还能设定多种窗口。 2.3.4.3 光学字符识别（光学字符识别（OCR）n光学识别（光学识别（Optical Recognition）系统是系统是可以直接阅读数字、字母、专用字符及标可以直接阅读数字、字母、专用字符及标记的输入设备。它包括条形码、光学标记记的输入设备。它包括条形码、光学标

38、记识别、光学字符识别以及手写体文字的识识别、光学字符识别以及手写体文字的识别等内容。别等内容。n一个一个OCR系统可分为三个组成部分：预处系统可分为三个组成部分：预处理部分、识别部分、后处理部分。理部分、识别部分、后处理部分。n返回本节2.3.5 语音输入与识别语音输入与识别n2.3.5.1 语音系统的分类语音系统的分类n2.3.5.2 语音系统的工作原理与指标语音系统的工作原理与指标n2.3.5.3 语音系统的应用语音系统的应用2.3.5.1 语音系统的分类语音系统的分类1认人与不认人语音识别系统认人与不认人语音识别系统2单呼与连呼语音识别系统单呼与连呼语音识别系统3字表大小的区别字表大小的

39、区别2.3.5.2 语音系统的工作原理与指标语音系统的工作原理与指标1语音信号预处理语音信号预处理（1）话筒）话筒 （2）隔离放大）隔离放大 （3）高频提升）高频提升 （4）带通滤波）带通滤波 （5）检波电路）检波电路 （6）模数转换）模数转换 图2.17 语音识别系统框图2语音识别的基本原理语音识别的基本原理n语音识别的基本原理仍然是模式匹配。为语音识别的基本原理仍然是模式匹配。为此，预先要建立丰富的样本库。当未知语此，预先要建立丰富的样本库。当未知语音输入时，即与样本进行比较，若满足匹音输入时，即与样本进行比较，若满足匹配，则可给予识别。认人系统是基于一个配，则可给予识别。认人系统是基于一

40、个人的声音而建立的语音样本，它没有普适人的声音而建立的语音样本，它没有普适性。不认人系统具有普适性。不认人识别性。不认人系统具有普适性。不认人识别系统的技术路线有两类。系统的技术路线有两类。（1）聚类法。）聚类法。 （2）普适法。）普适法。 3语音识别系统的指标语音识别系统的指标（1）识别率）识别率（2）发音自由度）发音自由度（3）抗噪声能力）抗噪声能力（4）训练要求）训练要求 2.3.5.3 语音系统的应用语音系统的应用n语音系统语音系统的应用前景是相当广阔、极其美的应用前景是相当广阔、极其美妙的。凡是需要说话的地方，都可以设想妙的。凡是需要说话的地方，都可以设想出它的用场，例如语音查询系统

41、、语音自出它的用场，例如语音查询系统、语音自动翻译机等。原来不必讲话的地方，也可动翻译机等。原来不必讲话的地方，也可能增设语音设备，例如语音打字机、语音能增设语音设备，例如语音打字机、语音电报等。当然，以上这些设想还要一段较电报等。当然，以上这些设想还要一段较长的时间才能实现。长的时间才能实现。n返回本节2.4 输出设备输出设备n2.4.1 输出设备概述输出设备概述n2.4.2 显示器显示器n2.4.3 显示卡显示卡n2.4.4 打印机打印机n2.4.5 绘图机绘图机n2.4.6 影像输出系统影像输出系统n2.4.7 语音输出系统语音输出系统n返回首页2.4.1 输出设备概述输出设备概述n2.

42、4.1.1 输出设备的作用输出设备的作用n2.4.1.2 输出设备的种类输出设备的种类n2.4.1.3 输出方式与速度输出方式与速度2.4.1.1 输出设备的作用输出设备的作用n随着微型机在我国的普及，人们越来越习随着微型机在我国的普及，人们越来越习惯于用它打印汉字文件，例如开会通知、惯于用它打印汉字文件，例如开会通知、文章报告、单据报表等。尽管这只是计算文章报告、单据报表等。尽管这只是计算机的次要功能，但它在沟通人机感情上正机的次要功能，但它在沟通人机感情上正起着重大的作用。再如，计算机编辑、激起着重大的作用。再如，计算机编辑、激光照排正改变着印刷业的面貌，它使图书光照排正改变着印刷业的面貌

43、，它使图书报刊出版周期缩短，印刷质量提高；在工报刊出版周期缩短，印刷质量提高；在工程设计中，通过绘图仪绘图大大提高了出程设计中，通过绘图仪绘图大大提高了出图速度和质量。输出设备正成为人们不可图速度和质量。输出设备正成为人们不可缺少的工具。缺少的工具。2.4.1.2 输出设备的种类输出设备的种类1显示器显示器2打印机打印机3绘图机绘图机4影像输出系统影像输出系统5语音输出系统语音输出系统2.4.1.3 输出方式与速度输出方式与速度1输出工作方式输出工作方式n文本输出文本输出n 图形输出图形输出n 声音输出声音输出n机读数据输出机读数据输出2输出设备的工作速度输出设备的工作速度n按照工作速度的快慢

44、。输出设备也能分为按照工作速度的快慢。输出设备也能分为高速、中速、低速三种。高速、中速、低速三种。 n返回本节2.4.2 显示器显示器n2.4.2.1 CRT工作原理工作原理n2.4.2.2 LCD工作原理工作原理n2.4.2.3 显示器的几项技术指标显示器的几项技术指标n2.4.2.4 各种品牌显示器各种品牌显示器2.4.2.1 CRT工作原理工作原理nCRT的构造如图的构造如图2.18所示，由电子枪、荧所示，由电子枪、荧光屏及管壳三部分构成。光屏及管壳三部分构成。 图2.18 CRT的构造2.4.2.2 LCD工作原理工作原理1了解了解液液晶晶n液晶显示器（液晶显示器（Liquid Cry

45、stal Display，LCD）就是使用了就是使用了“液晶液晶”作为材料的显作为材料的显示器。其实，液晶是一种介于固态和液态示器。其实，液晶是一种介于固态和液态之间的物质。当向液晶通电时，液晶体分之间的物质。当向液晶通电时，液晶体分子排列得井然有序，可以使光线容易通过子排列得井然有序，可以使光线容易通过；而不通电时，液晶分子排列混乱，阻止；而不通电时，液晶分子排列混乱，阻止光线通过。通电与不通电就可以让液晶像光线通过。通电与不通电就可以让液晶像闸门般地阻隔或让光线穿过。闸门般地阻隔或让光线穿过。2液晶通光原理液晶通光原理n液晶分子的排列就像螺旋形的扭转排列，而扭转液晶分子的排列就像螺旋形的扭

46、转排列，而扭转的关键地方正是夹层之间的分子。而夹层中设置的关键地方正是夹层之间的分子。而夹层中设置了一个关键的设备，叫做极化滤光片，这两块滤了一个关键的设备，叫做极化滤光片，这两块滤光片的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相光片的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同，而一旦通过电极给这些液晶分子加电之后，同，而一旦通过电极给这些液晶分子加电之后，由于受到外界电压的影响，液晶分子不再按照正由于受到外界电压的影响，液晶分子不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态，这样光线就常的方式排列，而变成竖立的状态，这样光线就无法通过，结果在显示屏上出现黑色。这样会形无法通过，结果在显示屏上出现黑色。这样会

47、形成透光时成透光时(即不加电时即不加电时)为白、不透光时为白、不透光时(加电时加电时)为为黑，字符就可以显示在屏幕上了，这便是最简单黑，字符就可以显示在屏幕上了，这便是最简单的显示原理。的显示原理。3普通液晶显示器工作原理普通液晶显示器工作原理n在无钠玻璃板与液晶材料之间是透明的电在无钠玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶体的是否通上，通过改变电压而改变液晶体的是否通光状态，在这个时候，液晶材料的作用类光状态，在这个时候，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀，控制光的通过与不似于一个个小的光阀，控制光的通

48、过与不通过。在液晶材料周边还有控制电路部分通过。在液晶材料周边还有控制电路部分和驱动电路部分，这样就可以用信号来控和驱动电路部分，这样就可以用信号来控制单色图像的生成了。制单色图像的生成了。4彩色液晶显示器如何形成颜色彩色液晶显示器如何形成颜色n通常，在彩色通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成的，其中每一个是由三个液晶单元格构成的，其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤片。看到这里相信大家也知道了，光过滤片。看到这里相信大家也知道了，光线经过过滤片的处理照射到每个像素中不线经过过滤片的处理照射到每个像素

49、中不同色彩的液晶单元格之上，利用三原色的同色彩的液晶单元格之上，利用三原色的原理组合出不同的色彩。原理组合出不同的色彩。2.4.2.3 显示器的几项技术指标显示器的几项技术指标1点距点距2分辨率分辨率3扫描频率扫描频率4数字控制数字控制2.4.2.4 各种品牌显示器各种品牌显示器n值得推荐的代表性品牌有：值得推荐的代表性品牌有：SONY（索尼索尼）、）、MITSUBISHI（三菱）、三菱）、MAG（美美格）、格）、SAMSUNG（三星）、三星）、DAEWOO（大宇）、大宇）、ACER（宏基）、宏基）、HYUNDAI（现代）、现代）、AOC或或 Envision（冠捷）、爱冠捷）、爱国者等。国者

50、等。n厂商分布情况大致是，在厂商分布情况大致是，在1415英寸的小英寸的小屏幕产品中，主要以国内生产、合资的为屏幕产品中，主要以国内生产、合资的为主；主；17英寸的大屏幕产品则以合资为主，英寸的大屏幕产品则以合资为主，专业领域或专业领域或19英寸以上的产品则是清一色英寸以上的产品则是清一色国外知名厂商的天下。国外知名厂商的天下。n返回本节2.4.3 显示卡显示卡n2.4.3.1 显示卡的功能显示卡的功能n2.4.3.2 显示卡的标准显示卡的标准n2.4.3.3 显示卡的技术指标显示卡的技术指标2.4.3.1 显示卡的功能显示卡的功能n显示卡的核心部分是显示卡上的图形加速显示卡的核心部分是显示卡

51、上的图形加速芯片。图形加速芯片是一个固化了一定数芯片。图形加速芯片是一个固化了一定数量常用基本图形程序模块的硅片。这些常量常用基本图形程序模块的硅片。这些常用的基本图形程序模块所具备的功能包括用的基本图形程序模块所具备的功能包括控制硬件光标、光栅操作、位块传输、画控制硬件光标、光栅操作、位块传输、画线、手绘多边形及多边形填充等。该芯片线、手绘多边形及多边形填充等。该芯片从图形设备接口接受指令并把它们转变成从图形设备接口接受指令并把它们转变成一幅图画，然后将数据写到显示存储器中一幅图画，然后将数据写到显示存储器中，以红、绿、蓝数据格式传递给显示器。，以红、绿、蓝数据格式传递给显示器。图形加速芯片

52、大大减轻了图形加速芯片大大减轻了CPU的负担，加的负担，加快了图形操作速度。快了图形操作速度。2.4.3.2 显示卡的标准显示卡的标准n计算机最初主要以处理文本为主，计算机最初主要以处理文本为主，IBM采采用的是单色文本显示卡用的是单色文本显示卡MDA（Monoc hrome Display Adapter），），它不能显示图它不能显示图形和彩色。由于形和彩色。由于3D图形处理（三维图形处图形处理（三维图形处理）对计算机处理能力要求较高，在理）对计算机处理能力要求较高，在20世世纪纪90年代以前，年代以前，3D图形处理技术仅在图形图形处理技术仅在图形工作站中能够见到，应用于军事和工业领工作站中

53、能够见到，应用于军事和工业领域。随着域。随着CPU的不断发展，个人计算机的不断发展，个人计算机CPU的综合处理能力已经发展到了相当强的综合处理能力已经发展到了相当强的地步，的地步，CPU性能的提升使性能的提升使3D图像的实时图像的实时处理能力成为可能。处理能力成为可能。 2.4.3.3 显示卡的技术指标显示卡的技术指标1分辨率分辨率n显示卡常用显示卡常用“水平分辨率垂直分辨率水平分辨率垂直分辨率”的方式来表示其所能提供的图形分辨率。的方式来表示其所能提供的图形分辨率。2显示内存（如显示内存（如表表2.8 所示）所示）n显存总容量大多在显存总容量大多在8MB、16MB，有些显有些显卡达到卡达到3

54、2MB。3总线接口总线接口n显示卡要通过总线接口才能与主板互相交显示卡要通过总线接口才能与主板互相交换数据。换数据。n现在的显示卡接口分为现在的显示卡接口分为PCI与与AGP两种。两种。 表2.8 显存与分辨率和像素位宽关系n返回本节2.4.4 打印机打印机n2.4.4.1 打印机分类打印机分类 n2.4.4.2 打印机的安装打印机的安装2.4.4.1 打印机分类打印机分类 1点阵式打印机点阵式打印机2喷墨打印机喷墨打印机3激光打印机激光打印机图2.19 点阵打印机、喷墨打印机和激光打印机 2.4.4.2 打印机的安装打印机的安装（1）将打印机电源插头连接到电源插座上。）将打印机电源插头连接到

55、电源插座上。（2）将打印机数据电缆线连接到计算机的串行）将打印机数据电缆线连接到计算机的串行口或并行口上。口或并行口上。（3）安装打印机驱动程序。）安装打印机驱动程序。 n返回本节2.4.5 绘图机绘图机n2.4.5.1 笔式绘图机笔式绘图机n2.4.5.2 非笔式绘图机非笔式绘图机2.4.5.1 笔式绘图机笔式绘图机1笔式绘图机的种类笔式绘图机的种类n大型笔式绘图机大型笔式绘图机n中型笔式绘图机中型笔式绘图机n小型笔式绘图机小型笔式绘图机 2笔式绘图机的绘图笔与纸笔式绘图机的绘图笔与纸（1）绘图笔的种类。针笔、钢珠笔、纤维）绘图笔的种类。针笔、钢珠笔、纤维笔、陶瓷笔、高压原子笔、铅笔。笔、陶

56、瓷笔、高压原子笔、铅笔。（2）绘图纸与胶片的种类。普通纸、图画）绘图纸与胶片的种类。普通纸、图画纸、铜版纸、精制皮纸、描图纸、制图胶纸、铜版纸、精制皮纸、描图纸、制图胶片、投影片片、投影片 。（3）绘图纸笔的配合。）绘图纸笔的配合。 3笔式绘图机的技术指标笔式绘图机的技术指标（1）分辨率。大部分绘图机的分辨率都能）分辨率。大部分绘图机的分辨率都能达到达到0.025mm，或者更小。或者更小。 （2）重复性。重复性不好，就会导致直线）重复性。重复性不好，就会导致直线连接不好或者接角不完全吻合的情况。连接不好或者接角不完全吻合的情况。（3）精确度。指绘图机的实际移动距离与）精确度。指绘图机的实际移动

57、距离与程序规定距离之间的误差。程序规定距离之间的误差。 4笔式绘图机的性能提升笔式绘图机的性能提升n绘图机效率的提高均依赖高性能微处理器绘图机效率的提高均依赖高性能微处理器的使用。惠普公司的绘图机语言的使用。惠普公司的绘图机语言HPGL（Hewlett-Packards Graphic Language）几几乎成为绘图机的通用标准，而且多数乎成为绘图机的通用标准，而且多数CAD计算机辅助设计软件都可以提供绘图输出计算机辅助设计软件都可以提供绘图输出方式。方式。2.4.5.2 非笔式绘图机非笔式绘图机1静电绘图机静电绘图机2热敏绘图机热敏绘图机3电子照相绘图机电子照相绘图机n返回本节2.4.6

58、影像输出系统影像输出系统n2.4.6.1 计算机缩微输出计算机缩微输出n2.4.6.2 计算机录像输出计算机录像输出2.4.6.1 计算机缩微输出计算机缩微输出（1）计算机缩微胶卷输出（）计算机缩微胶卷输出（Computer Output to Microfilm，COM）。）。（2）计算机缩微胶片输出（）计算机缩微胶片输出（Computer Output to Microfiche，COM）。）。 图2.21 COM输出流程2.4.6.2 计算机录像输出计算机录像输出1计算机录像输出的意义计算机录像输出的意义n第一代界面是以文字为基础，计算机常以第一代界面是以文字为基础，计算机常以一段文字提

59、示用户如何操作、如何排错。一段文字提示用户如何操作、如何排错。第二代界面是以图形为基础，利用图形、第二代界面是以图形为基础，利用图形、窗口、鼠标，以及下拉式菜单，使得用户窗口、鼠标，以及下拉式菜单，使得用户操作更加方便。随着多媒体的出现，第三操作更加方便。随着多媒体的出现，第三代界面就将是以动态图像为基础的新型界代界面就将是以动态图像为基础的新型界面。这会大大提高人们的工作效率与生活面。这会大大提高人们的工作效率与生活质量。质量。2计算机录像输出的技术计算机录像输出的技术（1）计算机与电视机的显示区别。）计算机与电视机的显示区别。 （2）视频信号转换。）视频信号转换。 图2.22 视频信号转换

60、卡n返回本节2.4.7 语音输出系统语音输出系统n2.4.7.1 声卡声卡n2.4.7.2 音箱音箱2.4.7.1 声卡声卡n声卡的主要性能指标有：声卡的主要性能指标有：1声卡的采样频率声卡的采样频率2声卡的量化位数声卡的量化位数3声道数声道数4采样格式和文件大小采样格式和文件大小5声卡的声卡的3D环绕功能环绕功能6ISA声卡和声卡和 PCI声卡声卡7即插即用功能即插即用功能8兼容性兼容性图2.23 计算机的声音系统2.4.7.2 音箱音箱n关于音箱性能的几个指标。关于音箱性能的几个指标。1功率功率2频率范围频率范围3频率响应频率响应4失真度失真度5阻抗阻抗6信噪比信噪比7扩展性扩展性8其他其