中國海洋大學計算機組成原理課件(第9章)

ForStudentsofLab2010(ComputerOrganizationPrinciples)主講教師蔣永國(jiangyg@)

(信息學院南樓,B313室)實驗教師

徐惠敏(yziping@)

1計算機硬件系統(tǒng)組成(章節(jié)分配)運算器控制器主存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備總線和I/O接口高速緩存虛擬存儲器(磁盤設(shè)備)第一部分(2,3章)第二部分(5,6章)第三部分(4,7,8章)第四部分(9,10章)2第9章輸入/輸出設(shè)備(目錄部分)9.1外部設(shè)備概述

9.2輸入設(shè)備9.3輸出設(shè)備-顯示器9.4輸出設(shè)備-打印機9.5漢字處理技術(shù)3§9.1外部設(shè)備概述CPU和主存儲器構(gòu)成計算機的主體,稱為主機.主機以外的大部分硬設(shè)備都稱為外部設(shè)備或外圍設(shè)備,簡稱外設(shè).它包括常用的輸入輸出設(shè)備,外存儲器,脫機輸入輸出設(shè)備.在第四代計算機出現(xiàn)以后,外部設(shè)備開始向多樣化、智能化的方向發(fā)展。4輸入輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備終端設(shè)備(鍵盤+顯示器)數(shù)/模,模/數(shù)轉(zhuǎn)換多媒體脫機輸入輸出設(shè)備(軟磁盤數(shù)據(jù)站)§9.1外部設(shè)備概述5輸入設(shè)備鍵盤圖形輸入設(shè)備(鼠標,圖形板,跟蹤球,操縱桿,光筆)圖像輸入設(shè)備(攝像機掃描儀,數(shù)字相機)條形碼光學字符識別語言與文字輸入§9.1外部設(shè)備概述6輸出設(shè)備顯示器(字符,漢字,圖形,圖像)打印設(shè)備(針式打印機,激光打印機,噴墨打印機,熱轉(zhuǎn)印打印機)繪圖儀(平板式,滾筒式)語音輸出§9.1外部設(shè)備概述7在計算機中，輸入設(shè)備主要完成輸入程序、數(shù)據(jù)和操作命令等功能，也是進行人機對話的主要部件。當實現(xiàn)人工輸入時，往往與顯示器(輸出設(shè)備)聯(lián)用，以便及時檢驗并修正輸入時的錯誤。也可利用軟盤、磁帶等可脫機錄入的介質(zhì)進行輸入。§9.2輸入設(shè)備8⒈鍵盤目前應用最普遍的一種輸入設(shè)備,與CRT顯示器組成終端設(shè)備.(鍵盤的按鍵數(shù)曾出現(xiàn)過83鍵、93鍵、96鍵、101鍵、102鍵、104鍵、107鍵等

)ASCII碼：每個字符是用7位二進制碼表示。是128個字符組成的字符集。其中32個控制字符,然后是空格,然后是數(shù)字,大寫字母,小寫字母.

鍵盤是由一組排列成陣列形式的按鍵開關(guān)組成的，每按下一個鍵，產(chǎn)生一個相應的字符代碼(每個按鍵的位置碼)，然后將它轉(zhuǎn)換成ASCII碼或其他碼，送主機?！?.2輸入設(shè)備9表9.2ASCII字符編碼表

b6b5b4b3b2b1b00000010100111001011101110000NULDLESP0＠P、p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2″2BRbr0011ETXDC3＃3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB′7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K［k{1100FFFS，＜L＼l｜1101CRGS-=M］m｝1110SORS·＞N↑n~1111SIUS/?O-oDEL10打字機鍵區(qū)光標鍵區(qū)小鍵盤區(qū)功能鍵區(qū)指示燈面板組合控制鍵101鍵組成§9.2輸入設(shè)備11⒉光筆,圖形板和畫筆(或游動標)輸入⒊鼠標,跟蹤球和操縱桿輸入⒋觸摸屏⒌圖像輸入設(shè)備(攝像機和數(shù)字照相機)⒍條形碼及其技術(shù)⒎光學字符識別(OCR)技術(shù)和語音文字輸入系統(tǒng)§9.2輸入設(shè)備12§9.2輸入設(shè)備Above:Thefirstmouse.

Totherightyoucanseethewheelsitusedformovementandpositioning

13§9.2輸入設(shè)備Above:Thefirsttrackball,bowlingballandall.14圖9.2條碼符號§9.2輸入設(shè)備15⒈光學字符識別技術(shù)⒉語音與文字輸入系統(tǒng)⒊語言識別§9.2輸入設(shè)備-OCR和語音文字輸入系統(tǒng)16§9.3輸出設(shè)備—顯示器顯示器是把電信號轉(zhuǎn)換成視覺信號的一種裝置。17§9.3輸出設(shè)備—顯示器顯示器分類按顯示器件可分為：字符顯示器圖形顯示器圖象顯示器按顯示內(nèi)容分為：陰極射線管顯示器（CRT）液晶顯示器（LCD）等離子顯示器（PD）發(fā)光二極管（LED）18(1)圖形(graphics):圖形學圖像(image):數(shù)字圖象處理圖形(graphics):最初是指沒有亮暗層次變化的線條圖.圖形學:研究如何用計算機表示現(xiàn)實世界的各種事物,并且形象逼真地加以顯示圖像(image):最初是指具有亮暗層次的圖.數(shù)字圖像處理:處理的對象多半來自客觀世界.(2)分辨率和灰度級分辨率(resolution):顯示設(shè)備所能表示的像素個數(shù)灰度級(graylevel):所顯示像素點的亮暗差別,在彩色顯示器中則表現(xiàn)為顏色的不同.顯示模式CGAEGAVGASVGAXGASXGA分辨率640×200640×350640×480800×6001024×7681280×1024§9.3輸出設(shè)備—顯示器顯示技術(shù)中的有關(guān)術(shù)語：19§9.3輸出設(shè)備—顯示器顯示技術(shù)中的有關(guān)術(shù)語：(2)分辨率和灰度級（續(xù)）＊分辨率=水平分辨率×垂直分辨率=水平顯示的像素個數(shù)×水平掃描線數(shù)如：800×600、1024×768＊灰度級：所顯示像素點的亮暗差別，在彩顯中指顏色的不同．(3)刷新和幀存儲器刷新率指的是顯示器每秒鐘重畫屏幕的次數(shù)。85Hz以上。(4)亮度(5)對比度(6)隨即掃描和光柵掃描20§9.3輸出設(shè)備—顯示器顯示技術(shù)中的有關(guān)術(shù)語：(7)點距:指屏幕上兩個相鄰的同色熒光點(象素)之間的距離。(8)屏幕尺寸指屏幕對角線長度，如：14、15、17、19、21英吋等。(9)行頻和場頻行頻又稱水平掃描頻率，是電子槍每秒在屏幕上掃描過的水平線條數(shù)，范圍31.5kHz～90kHz。場頻又稱垂直掃描頻率，是每秒屏幕重復繪制顯示畫面的次數(shù)，范圍50kHz～160kHz.(10)視頻帶寬:指每秒鐘掃描的像素個數(shù)，即單位時間內(nèi)每條掃描線上顯示的點數(shù)的總和。110MHz以上。視頻帶寬＞水平分辨率×垂直分辨率×刷新率21⒈CRT§9.3.2顯示設(shè)備分類燈絲陰極聚焦極石墨層熒光屏顯示屏陽極帽偏轉(zhuǎn)線圈柵極陽極電子槍電子束圖9.4陰極射線管(CRT)22⒉平板顯示器⑴液晶顯示(LCD)

LCD的優(yōu)點：1)體積?。?)重量輕；3)無電磁輻射。主要分為：有源液晶和無源液晶兩種.背光成像，即屏幕本身并不發(fā)光，而是由存在于兩個中間間距4微米的玻璃基板后面的透明玻璃電路發(fā)光，再通過電壓控制偏轉(zhuǎn)角度，從而控制存有液晶的每個像素點發(fā)出可見光。⑵彩色等離子體顯示(plasmadisplaypanel,簡稱PDP)在兩塊玻璃面板之間挖有一個個發(fā)光單元，每個單元是一個像素點，單元槽中涂布著熒光粉，再充入惰性氣體，然后通過槽后的2個電極形成高壓，激發(fā)惰性氣體發(fā)出紫外光，引起每個槽中涂布的紅、綠、藍三原色熒光粉做出相應的反應，產(chǎn)生出各種顏色的可見光?！?.3.2顯示設(shè)備分類23顯示模式字符模式(AN:AlphaNumberMode)圖形模式(GraphicsMode)字符模式：顯示緩沖區(qū)存放的是顯示字符的代碼和字符的屬性顯示屏按象素分成若干行、列。如：640列×480行圖形模式：顯示緩沖區(qū)存放的是顯示屏上的象素及象素的顏色及灰度。顯示屏按字符分成若干行、列。如：80列×25行§9.3.3字符顯示器24§9.3.3字符顯示器屏幕上字符位置的分配

顯示器劃分成許多方塊，每個方塊稱一個字符窗口，一般字符窗口為80×25個，每個字符窗口為9×14點陣，其中字符本身點陣為7×9，字符間距為2點，不同字符行間距為5點。25§9.3.3字符顯示器00000001001001000101011011110111001110H28H44H82H82HFEH82H82H00H字符發(fā)生器(ROM)ASCII字符代碼84RA3-RA0(a)

“A”的點陣表示(b)字符發(fā)生器的結(jié)構(gòu)(來自VRAM)(來自光柵地址計數(shù)器輸出)RA3-RA0D7D0D7D0ASCII代碼(41H)指向這個字形圖9.5字形的產(chǎn)生26圖9.6字符顯示的一般原理§9.3.3字符顯示器27§9.3.4圖形和圖像顯示主機←→顯示處理器—→幀存儲器—→CRT↑↓程序段緩存程序段緩存:存儲顯示文件和交互式圖形,圖像操作命令(圖形的局部放大,平移,旋轉(zhuǎn),比例變換,圖形檢索及圖像處理.幀存儲器:存放一幀圖形的形狀信息圖形適配器:除了是CPU和顯示器的接口.還起到處理圖形/圖像數(shù)據(jù),加速顯示的作用.28§9.4輸出設(shè)備—打印機Above:TheIBM3800,thefirstcommerciallaserprinter.1969.

29§9.4輸出設(shè)備—打印機點陣針式打印機激光打印機噴墨打印機熱轉(zhuǎn)印打印機309針打印機24針打印機?????????????????????????????????字符由n*m點陣組成,一般裝有m根打印針§9.4輸出設(shè)備—打印機31圖9.8針式打印機構(gòu)造打印紙導軌打印針永磁鐵

鐵芯銜鐵

線圈色帶色帶保護片滾筒§9.4輸出設(shè)備—打印機32＊激光打印機的組成激光部分印字機控制部分(微處理機漢字字形庫)記錄鼓(硒鼓)顯象部分+…..定形部分

加熱輥預熱板輸紙用輥轉(zhuǎn)寫清掃輥帶電器印寫部分清掃部分轉(zhuǎn)寫部分接紙部分紙激光§9.4輸出設(shè)備—打印機33圖9.9激光打印機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖