输入输出设备课件

第六章输入/输出设备输入/输出设备是实现计算机系统与人或其它设备、系统之间进行信息交换的装置。又叫I/O设备、外部设备、外围设备、外设。

CPU和主存称为主机，其它称为外设。

送入主机称为输入，反之为输出。第六章输入/输出设备输入/输出设备是实现计算机系统与人16.1概述一.外设的一般功能1、完成信息的转换2、实现人机交互3、存储信息资源4、促进计算机应用领域的拓展6.1概述一.外设的一般功能26.1概述二.根据功能将外设分类1.输入设备

例：键盘、扫描仪、数码相机、鼠标、光笔、操纵杆、声音输入等。2、输出设备

例：显示器、打印机、绘图仪、语音输出等3、外存6.1概述二.根据功能将外设分类36.1概述4、终端设备

与计算机信息网络的一端相连的设备，叫终端设备。本地终端：如分时终端远程终端与工作站区别：一般而言，工作站有本身的主机、外设。工作站又分图形工作站和网络工作站5、其它外设:如数据通讯设备，过程控制设备。6.1概述4、终端设备46.1概述三.信息传送格式1、并行传送

同时用多根线传送，并行地传送1个字或字节。优点：速度快缺点：线路多特点：适合近距离传送6.1概述三.信息传送格式56.1概述2、串行传送采用单根信号传输线或1对传送线，逐位地串行传送数据代码。缺点：速度慢优点：线路少，可利用电话线特点：适合远距离传送3、数据传输率单位是波特（位/秒）6.1概述2、串行传送66.2键盘一.键1.接触式有两个触点，按键时闭合，抬键后分离。根据具体结构又可分为机械触点式键（P314图6-2）和干簧键。2.无触点式主要有电容式键和霍尔键（P314图6-3）3.触摸式主要有薄膜式、感应式和触摸屏6.2键盘一.键76.2键盘二.键盘1.硬件扫描键盘将键盘分为N行M列，每个键在某行线和某列线交点处，如果由硬件逻辑实现扫描，来识别按下的键的行列位置，叫硬件扫描键盘。原理：采用硬件扫描方法查找按键位置，并转换为相应代码。6.2键盘二.键盘86.2键盘列译码振荡器计数器ROM接口键盘8行×16列比较器行译码锁定信号计数器计数计数值等于按键位置码比较器送出锁定信号计数器停止计数按计数值（扫描码）访问ROM获得按键ASCII码接口转换过程：6.2键盘列译码振荡器计数器ROM接键盘比较器行96.2键盘2.软件扫描键盘

原理：通过键盘扫描程序识别按键位置，并转换为相应代码。1）逐行扫描法CPU通过数据线输出代码，送往行线。从第0行开始，逐行为0，其余各行为1，将列线输出取回CPU，如果某一位为0，则表明特定的键被按下，可由行列线知道按键位置，得位置码（扫描码），再查表转换为ASCII码。6.2键盘2.软件扫描键盘106.2键盘2）行列扫描法先逐列为1地步进扫描，测试哪一列为1时，行线输出为1，从而判别按键的列号，再逐行为1地步进扫描，判别按键的行号。012301236.2键盘2）行列扫描法0123012116.3显示设备显示器件根据发光原理分类：1、发光器件

CRT（阴极射线管）、LED（发光二极管）、PDP（等离子显示器件）、ELD（场致发光板）2、光调制器件

LCD（液晶显示）硬件组成显示器适配器显示器件（控制器、接口）6.3显示设备显示器件根据发光原理分类：硬件组成显126.3显示设备一.显示方式与显示规格1.显示方式

字符/数字(A/N)方式：图形(APA)方式：以字符为显示单位以点(象素)为显示单位2.显示规格显示规格取决于显示器控制器（适配卡）提供的显示规格显示方式分辨率颜色A/N：一帧画面显示的字符数（字符行数×列数）APA：一帧画面显示的象点数（每线点数×线数）分辨率

25×80

640×200

显示器本身的分辨率应满足显卡提供的分辨率。

6.3显示设备一.显示方式与显示规格1.显示方式136.3显示设备二.光栅扫描成象原理1.CRT结构荧光屏电子枪聚焦系统水平偏转垂直偏转显示头视频放大扫描控制视频信号水平同步信号垂直同步信号电子束6.3显示设备二.光栅扫描成象原理1.CRT结构荧146.3显示设备2.扫描方式电子束无固定扫描路径，随机扫描：控制电路复杂。光栅扫描：电子束扫描路径固定向右全屏扫描），控制电路简单。3.光栅的形成水平正扫水平回扫垂直回扫水平偏转线圈加锯齿波电流,形成水平扫描线（行扫描）垂直偏转线圈加锯齿波电流,使水平线垂直移动（场扫描）（自上而下，从左6.3显示设备2.扫描方式电子束无固定扫描路径，随156.3显示设备4.扫描频率行频fx：fy：场频s：一帧线数扫描顺序逐行扫描：隔行扫描：一帧一遍扫完（一帧一场）场频=帧频一帧两遍扫完（一帧两场）场频=2帧频水平、垂直同步分别控制电子束X向与Y向偏转

5.象点存在的因素视频=0，点暗位置：亮度：颜色：视频信号控制电子束通、断

视频=1，点亮红、绿、蓝三基色控制

6.3显示设备4.扫描频率行频fx：f166.3显示设备6.字符点阵的形成与屏幕组织字符点阵图形：（1）字符发生器

产生字符点阵代码。

（7×9）…….……..字符点阵代码：11111110001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

例.2513字符发生器，可提供64种字符点阵，每个字符排成5列X8行的点阵形式。6.3显示设备6.字符点阵的形成与屏幕组织字符点阵图形：176.3显示设备

ROM字符译码64×8×5行译码字符编码（ROM高6位地址）扫描线序号（ROM低3位地址）输出点阵图：0000010001100011000111111100011000110001点阵代码：6.3显示设备ROM字符译码64×8×5行译码字186.3显示设备例.ABCDEF每行字符逐线扫描。

字符7×9，字符区9×141）扫描顺序2）间隔横向间隔2点（消隐）纵向间隔5线（消隐）（2）屏幕组织

6.3显示设备例.ABCDEF每行字196.3显示设备三.屏幕显示与显示器缓存(VRAM)的对应关系显示器缓存称为视频随机存取存储器，用于存放一帧画面的有关信息。显示器一方面对屏幕进行光栅扫描，一方面同步地从VRAM中读取显示内容，送往显示器件。

对显存的操作直接影响屏幕显示。

6.3显示设备三.屏幕显示与显示器缓存(VRAM)的对应206.3显示设备1.显存内容和容量（1）字符方式VRAM内容：字符的编码（ASCII码）VRAM容量：基本容量=行数×列数（一字节存放一字符编码）（2）图形方式VRAM内容：图形的象点代码VRAM容量：（一位存放一点，单色）

6.3显示设备1.显存内容和容量216.3显示设备2.属性信息与属性缓存

用于存放属性信息的存储器称为属性缓存，其容量与显示缓存相同。3.显存地址组织

屏幕显示从左向右，自上而下，显存地址从低到高安排。显存单元的地址由屏幕显示的行、列号决定。4.信息转换显存中的信息（字符编码/图形点代码）转换为字符/图形显示在屏幕上。

6.3显示设备2.属性信息与属性缓存22VRAM

A编码

N编码

D编码VRAM

A点阵

B点阵

C点阵

D点阵

N点阵ROM屏幕移位寄存器并行串行AND字符编码字符发生器扫描时序一行点阵代码(并)视频信号(串)显示头移位器

VRAMA编码N编码D编码VRAMA点阵B点236.3显示设备5.同步控制

视频的发送与电子束扫描严格同步：

电子束扫描到某点位置，相应视频应同时送到，控制点亮或不亮。在显示器中设置若干级计数器，对显示器的主频脉冲进行若干级分频，产生各种时序信号来进行控制。6.3显示设备5.同步控制246.3显示设备四.显示适配器

控制器接口显示器适配器显示器件CPUVRAM6.3显示设备四.显示适配器控制器接口显示器适配器显示器256.4打印设备一.分类工作方式串行打印：并行打印：逐字打印逐行打印行字符或一行中的相同字符。）印字方式击打式：非击打式：通过机械击打将字符打印在纸上。通过非机械方式印字。字符产生方式字模式：点阵式：（每次打印一用固定字模表示字符。用点的矩阵表示字符。6.4打印设备一.分类工作方式串行打印：并行266.4打印设备二、针式打印机

针式打印机有打印成本低廉、容易维修、价格低、打印介质广泛等优点，它是唯一靠打印针击打介质形成文字及图形的打印机。但针式打印机打印质量差、打印速度不快，更有打印钢针撞击色带时产生很大噪音的致命缺点。针式打印机适用于要打印特别介质和对打印质量要求不高的部门。

6.4打印设备二、针式打印机针式打印机有276.4打印设备三、喷墨打印机喷墨打印机在近几年发展特别快，其制造技术和打印技术都有很大的进步，喷墨打印机有价格低、打印质量好、打印速度快、打印噪音较小、体积小等优点。但喷墨打印机对打印纸张有一些特别的要求，而且打印出来后，墨水遇水会退色。喷墨打印机的打印质量比针式打印机好多了，分辨率几乎可以和激光打印机相比，打印色色调也越加细腻，所以喷墨打印机特别适用于一般的办公室和家庭。6.4打印设备三、喷墨打印机喷墨打印机在近几年发展特别286.4打印设备四、激光打印机激光打印机是目前打印机家族中打印质量最好的打印装置之一，激光打印机具有打印速度较快、分辨率高、打印质量好、不退色等优点，一些产品中还增加了网络功能。它的缺点是价格昂贵，打印成本较高。激光打印机适用于对打印质量要求高、打印速度要求快的企业。6.4打印设备四、激光打印机激光打印机是目前打印机296.5磁盘存储器一.组成1、硬件

盘片：有记录磁层的软质或硬质的圆形薄片。磁盘驱动器：包括主轴驱动部件，定位驱动部件、读写电路及向磁盘控制器传输数据的逻辑电路等。磁盘控制器和接口：一般集成在主板上，作用是接受主机发送的命令和数据，并转换成驱动器的控制命令和驱动器可以接收的数据格式，以此来控制驱动器的读写操作。一个控制器可以控制一台或几台驱动器。6.5磁盘存储器一.组成306.5磁盘存储器2.软件磁盘驱动程序：固化在主板上的设备管理程序。磁盘控制程序：是磁盘控制器中的软件，实现磁盘驱动器的有关操作。也在主板上。操作系统中相应软件：文件系统6.5磁盘存储器2.软件316.5磁盘存储器二.软盘存储器1.概述1）盘片（P350图6-31）2）分类2.信息分布与寻址信息每个记录面分若干磁道，每个磁道分若干扇区。1）磁道：读写时，盘片旋转一周，磁头的磁化区域形成一个磁道。最外圈为0磁道。2）道密度：沿径向，单位距离的磁道数称为道密度。3）扇区：一个磁道沿圆周划分为若干扇区，每个扇区可存放一定长度的数据块。一般512B。6.5磁盘存储器二.软盘存储器326.5磁盘存储器4）位密度：沿磁道圆周，单位距离可记录的位数称为位密度。外圈的位密度小于内圈。

各道位密度不同，但道容量相同。总之：访问软盘应当给出：台号，磁头号，磁道号，扇区号，交换量等信息。3.机械结构1）主轴驱动装置2）磁头定位装置3）加载机械和夹紧机构6.5磁盘存储器4）位密度：沿磁道圆周，单位距离可记录的336.5磁盘存储器4.磁道记录格式

一个闭合磁道内，信息的组织称为磁道记录格式。

G1扇区1扇区2扇区nG4

SYNCAM1IDCRCG2SYNCAM2DATACRCG3同步字段地址标志标志信息校验位间隔同步字段数据地址标志数据校验位间隔索引6.5磁盘存储器4.磁道记录格式一个闭合磁道346.5磁盘存储器5.磁盘格式化1）物理格式化、初级格式化、低级格式化建立磁道记录格式，每个磁道划分为若干扇区，每个扇区又划分为标志区和数据区。2）逻辑格式化、高级格式化(通常说的格式化）建立文件目录表，磁盘扇区分配表、磁盘参数表等。6.磁盘容量1）非格式化容量是磁盘所能表示信息的总位数。6.5磁盘存储器5.磁盘格式化356.5磁盘存储器非格式化容量=

面数x

道数/面x

内圈周长x

最大位密度

2）格式化容量除去格式信息后的有效容量。格式化容量=面数x

道数/面x

扇区数/道x

字节数/扇区例：2（面）x80（道）x18（扇区）x512B=1.44MB6.5磁盘存储器非格式化容量=366.5磁盘存储器7.工作速度1）平均寻道（定位）时间约100MS（软盘）9MS（硬盘）2）平均旋转延迟（等待）时间约50MS，取决于转速以1200转/分为例1

t=————秒=1/20秒=1000/20毫秒=50毫秒1200/603）数据传输率单位时间内的数据读写量。6.5磁盘存储器7.工作速度376.5磁盘存储器三.硬盘存储器原理基本与软盘相同1.盘片、盘组、盘阵列1）盘片2）盘组3）盘阵列2.温彻斯特技术密封头、盘组件采用薄膜磁头、溅射薄膜磁层读写电路靠近磁头接触起停式浮动磁头6.5磁盘存储器三.硬盘存储器386.5磁盘存储器3.磁头定位系统1）小容量磁盘采用步进电机驱动、开环控制2）大容量磁盘采用音圈电机驱动、闭环控制6.5磁盘存储器3.磁头定位系统39补充：RAID磁盘阵列磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列。当作单一磁盘使用,它将数据以分段(striping)的方式储存在不同的磁盘中,存取数据时,阵列中的相关磁盘一起动作,大幅减低数据的存取时间,同时有更佳的空间利用率。C1B1A1C2B2A2C3B3A3C4B4A4补充：RAID磁盘阵列磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列。当作40补充：RAID磁盘阵列

RAID：

廉价冗余磁盘阵列，是RedundantArraysofInexpensiveDisks的简称。RAID的级别从RAID概念的提出到现在，已经发展了很多个级别，但是最常用的是0、1、3、5四个级别。

补充：RAID磁盘阵列41补充：RAID磁盘阵列级别：1.RAID0：

它是将多个磁盘并列起来，成为一个大硬盘。在存放数据时，将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些磁盘中。

特点：并行I/O，速度最快。不具有冗余功能。C1B1A1C2B2A2C3B3A3C4B4A4补充：RAID磁盘阵列级别：特点：C1B1A1C2B2A2C42补充：RAID磁盘阵列2.RAID1：

就是镜像。其原理为在