第六章_IO設(shè)備

1、1第六章 輸入/輸出設(shè)備q基本要求：掌握I/O設(shè)備的分類，鍵盤分類、顯示器的工作原理、打印機(jī)的分類 q重 點(diǎn)：顯示器的工作原理q難 點(diǎn)：顯示器的工作原理26.1 概 述一、I/O設(shè)備分類與常見I/O設(shè)備綜述 外設(shè)種類繁多，且工作原理、速度差異很大，因此，外設(shè)的分類有多種方式：功能、用途、工作原理、速度、傳送格式等。1、輸入設(shè)備： 鍵盤、穿孔輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)站(脫機(jī)錄入設(shè)備)、圖形數(shù)字化儀、字符輸入與識(shí)別裝置(手寫板、光字符閱讀機(jī))、語(yǔ)音輸入與識(shí)別裝置、光筆、鼠標(biāo)等。2、輸出設(shè)備 顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、語(yǔ)音輸出裝置等。3、外存儲(chǔ)器 磁盤、磁帶、光盤等。3I/O設(shè)備分類與常見I/O設(shè)備綜述 4、終

2、端設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)終端、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)終端。 本地終端、遠(yuǎn)程終端。 5、其它廣義的外圍設(shè)備 在自動(dòng)控制中的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、傳感器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換裝置。4概 述二、信息交換代碼與傳送格式1、信息交換碼 現(xiàn)普遍采用ASCII碼。 2、傳送格式 (1)串行傳送 采用單根信號(hào)線(對(duì)公共地形成電位差)或者一對(duì)信號(hào)線(一根信號(hào)線和一根地線)，逐位地串行傳送數(shù)據(jù)代碼。 一般應(yīng)用于低速設(shè)備，遠(yuǎn)距離的傳送。 (2)并行傳送 同時(shí)使用多根信號(hào)線并行傳送一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字。 一般應(yīng)用于快速設(shè)備，近距離的傳送。5概 述三、調(diào)用I/O設(shè)備的層次 I/O設(shè)備的調(diào)用過(guò)程與設(shè)備的工作，可分為四個(gè)層次：1、調(diào)用I/O設(shè)備的用戶界面 由O

3、S為用戶調(diào)用I/O提供統(tǒng)一的操作界面。2、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序用于對(duì)設(shè)備控制器的管理。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)S中的抽象命令轉(zhuǎn)換為對(duì)設(shè)備控制的具體命令。在驅(qū)動(dòng)程序中，一般完成：送出命令字、取回I/O狀態(tài)字以判別I/O的工作狀態(tài)。 用戶在編程中一般以軟中斷的方式調(diào)用I/O設(shè)備。3、設(shè)備控制器及控制程序 設(shè)備控制器具體完成對(duì)I/O的控制，對(duì)驅(qū)動(dòng)程序中命令字的識(shí)別等。 4、I/O的具體操作66.3 顯示設(shè)備一、概述 1、顯示子系統(tǒng)的組成 (1)硬件 顯示器、顯示器適配卡(控制器與接口) (2)軟件 OS中的驅(qū)動(dòng)程序、提供圖形功能的圖形軟件包 2、顯示器根據(jù)發(fā)光原理分類 (1)發(fā)光器件 外加電源，將產(chǎn)生

4、光，如陰極射線管CRT、發(fā)光二極管LED、等離子器件PDP等。 (2)光調(diào)制器件 本身不發(fā)光，工作時(shí)需另加光源。工作時(shí)，在外加電源的作用下，器件的局部區(qū)域的光特性發(fā)生變化，引起光線透過(guò)或反射，如液晶LCD。7顯示設(shè)備二、顯示方式與常見的顯示規(guī)格 1、顯示方式 (1)字符/數(shù)字方式(A/N方式) (2)圖形方式(APA方式) 以分辨率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。 2、彩色顯示顯示器的顯示方式(規(guī)格) 由顯示適配器決定顯示方式：顯示的顏色數(shù)和顯示的分辨率q 彩色圖形適配器CGA ：4色 640點(diǎn)200線q 增強(qiáng)型圖形適配器EGA ：16 640點(diǎn)350線q 多色圖形適配器MCGA ：256 640點(diǎn)480線q

5、視頻圖形陣列VGA ：256 800點(diǎn)600線q 快速圖形顯示器AGC ： 1024點(diǎn)768線8顯示設(shè)備三、光柵掃描成像原理 CRT顯示器所用的顯示器件是陰極射線管，其結(jié)構(gòu)原理如圖：9光柵掃描成像原理 fx代表行掃描頻率，fy代表場(chǎng)掃描頻率，每幀掃描n線，則有： fx = nfy 為了得到穩(wěn)定的圖像，在一秒鐘內(nèi)要求一幀畫面反復(fù)顯示25次以上，即幀頻（場(chǎng)頻）不低于25HZ。一般顯示器的場(chǎng)頻為60HZ。 一幀一場(chǎng)：在逐行掃描中，一幅圖像所有的光柵一遍掃描完成 一幀二場(chǎng)：在隔行掃描中，一幅圖像所有的光柵二遍掃描完成10顯示設(shè)備四、字符發(fā)生器(ROM)q字符發(fā)生器是一個(gè)存放字符的點(diǎn)陣代碼的只讀存儲(chǔ)器R

6、OM。要獲得字符的點(diǎn)陣代碼是通過(guò)以字符編碼作為高位地址訪問(wèn)該ROM而實(shí)現(xiàn)。q如以88點(diǎn)陣表示一個(gè)字符，字符集中包含64個(gè)字符，則所需的容量是：8864/8=512B 。如圖所示。q 例：字符2的點(diǎn)陣碼就存儲(chǔ)在以10000為起始地址的8個(gè)單元。11字符發(fā)生器(ROM)q字符發(fā)生器可采用專用的芯片，如APPLE II采用2513芯片，也可使用通用的ROM。q由于顯示器在形成圖像時(shí)是逐行掃描形成的，因此，并不是對(duì)一排的每個(gè)字符單獨(dú)進(jìn)行點(diǎn)陣掃描（即掃描完一個(gè)字符的各行點(diǎn)陣，再掃描同排另一字符的各行點(diǎn)陣）而是采用對(duì)一排所有的字符的點(diǎn)陣進(jìn)行逐行依次掃描。q為顯示字符的清晰，行與行之間以及字符與字符之間要留

7、出間隔，稱為消隱線(點(diǎn))。如79點(diǎn)陣實(shí)際占用914點(diǎn)陣。12字符發(fā)生器(ROM)13顯示設(shè)備五、視頻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（顯存或VRAM） 1、顯存的功能 存放需顯示對(duì)象的編碼信息及屬性。存放編碼信息的部分稱為基本顯示緩存；存放屬性的部分稱為屬性顯示緩存。 改變顯存的內(nèi)容就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫效果。 2、顯存在顯示子系統(tǒng)中的地位 對(duì)顯存的操作是顯示器工作的軟硬件的交界面，體現(xiàn)在： (1)從軟件角度看，顯示軟件的功能就是向顯存中寫入數(shù)據(jù)； (2)從硬件角度看，顯示控制器的任務(wù)是將顯存的內(nèi)容同步地送到顯示屏幕，如何時(shí)發(fā)出水平、垂直同步信號(hào)等。 3、基本顯示緩存和屬性顯示緩存的編址 二者可以單獨(dú)存儲(chǔ)體方式存在，也

8、可以屬于同一存儲(chǔ)體，但不管是哪一種方式，都可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一編址，一般偶單元表示顯示緩存，奇單元表示屬性緩存。14視頻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器4、顯存容量的確定 顯存容量應(yīng)該能保證一幀圖像的存儲(chǔ)。下面以例說(shuō)明： 例：顯示器在字符方式下：分辨率25行80列，顏色256種。顯示字符集有256個(gè)字符；在圖形方式下分辨率10241024，顏色216種 解：(1)字符方式下： 256個(gè)字符集中的每個(gè)字符需8位(1B)表示，256種顏色需8位(1B)表示，則： 基本緩存：25808/8=2000B，2KB 屬性緩存：2KB1=2KB 顯存容量至少：4KB (2)圖形方式下： 顏色216種需用16位（2B）表示 顯示屏上共

9、有：10241024=220個(gè)點(diǎn) 每個(gè)點(diǎn)所屬性需2B表示 則所需的屬性顯存：2202B=221B=2MB 顯存容量至少：2M 注意：在圖形方式下無(wú)基本顯存15視頻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器5、屏幕顯示位置的確定 基本緩存中的數(shù)據(jù)確定了在屏幕上顯示的內(nèi)容，單元的地址同時(shí)也確定了在屏幕上的顯示位置。如需顯示 RET 三個(gè)字符，則基本緩存、字符發(fā)生器及顯示位置關(guān)系如下：166.4 打 印 設(shè) 備一、打印機(jī)的分類 1、工作方式 串行打?。阂恍兄械淖址聪群箜樞虼蛴?，如點(diǎn)陣式、噴墨式 并行打印：同時(shí)打印一行中的字符，如激光式 2、印字方法 擊打式：通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生字符，如點(diǎn)陣式 非擊打式：通過(guò)電子、化學(xué)、激光等非機(jī)械方式，如噴墨式、激光式等 3、字符產(chǎn)生方式 字模型：一次