中国海洋大学计算机组成原理课件(第9章)

ForStudentsofLab2010(ComputerOrganizationPrinciples)主讲教师蒋永国(jiangyg@)

(信息学院南楼,B313室)实验教师

徐惠敏(yziping@)

1计算机硬件系统组成(章节分配)运算器控制器主存储器输入设备输出设备总线和I/O接口高速缓存虚拟存储器(磁盘设备)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章输入/输出设备(目录部分)9.1外部设备概述

9.2输入设备9.3输出设备-显示器9.4输出设备-打印机9.5汉字处理技术3§9.1外部设备概述CPU和主存储器构成计算机的主体,称为主机.主机以外的大部分硬设备都称为外部设备或外围设备,简称外设.它包括常用的输入输出设备,外存储器,脱机输入输出设备.在第四代计算机出现以后,外部设备开始向多样化、智能化的方向发展。4输入输出设备输入设备输出设备终端设备(键盘+显示器)数/模,模/数转换多媒体脱机输入输出设备(软磁盘数据站)§9.1外部设备概述5输入设备键盘图形输入设备(鼠标,图形板,跟踪球,操纵杆,光笔)图像输入设备(摄像机扫描仪,数字相机)条形码光学字符识别语言与文字输入§9.1外部设备概述6输出设备显示器(字符,汉字,图形,图像)打印设备(针式打印机,激光打印机,喷墨打印机,热转印打印机)绘图仪(平板式,滚筒式)语音输出§9.1外部设备概述7在计算机中，输入设备主要完成输入程序、数据和操作命令等功能，也是进行人机对话的主要部件。当实现人工输入时，往往与显示器(输出设备)联用，以便及时检验并修正输入时的错误。也可利用软盘、磁带等可脱机录入的介质进行输入。§9.2输入设备8⒈键盘目前应用最普遍的一种输入设备,与CRT显示器组成终端设备.(键盘的按键数曾出现过83键、93键、96键、101键、102键、104键、107键等

)ASCII码：每个字符是用7位二进制码表示。是128个字符组成的字符集。其中32个控制字符,然后是空格,然后是数字,大写字母,小写字母.

键盘是由一组排列成阵列形式的按键开关组成的，每按下一个键，产生一个相应的字符代码(每个按键的位置码)，然后将它转换成ASCII码或其他码，送主机。§9.2输入设备9表9.2ASCII字符编码表

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打字机键区光标键区小键盘区功能键区指示灯面板组合控制键101键组成§9.2输入设备11⒉光笔,图形板和画笔(或游动标)输入⒊鼠标,跟踪球和操纵杆输入⒋触摸屏⒌图像输入设备(摄像机和数字照相机)⒍条形码及其技术⒎光学字符识别(OCR)技术和语音文字输入系统§9.2输入设备12§9.2输入设备Above:Thefirstmouse.

Totherightyoucanseethewheelsitusedformovementandpositioning

13§9.2输入设备Above:Thefirsttrackball,bowlingballandall.14图9.2条码符号§9.2输入设备15⒈光学字符识别技术⒉语音与文字输入系统⒊语言识别§9.2输入设备-OCR和语音文字输入系统16§9.3输出设备—显示器显示器是把电信号转换成视觉信号的一种装置。17§9.3输出设备—显示器显示器分类按显示器件可分为：字符显示器图形显示器图象显示器按显示内容分为：阴极射线管显示器（CRT）液晶显示器（LCD）等离子显示器（PD）发光二极管（LED）18(1)图形(graphics):图形学图像(image):数字图象处理图形(graphics):最初是指没有亮暗层次变化的线条图.图形学:研究如何用计算机表示现实世界的各种事物,并且形象逼真地加以显示图像(image):最初是指具有亮暗层次的图.数字图像处理:处理的对象多半来自客观世界.(2)分辨率和灰度级分辨率(resolution):显示设备所能表示的像素个数灰度级(graylevel):所显示像素点的亮暗差别,在彩色显示器中则表现为颜色的不同.显示模式CGAEGAVGASVGAXGASXGA分辨率640×200640×350640×480800×6001024×7681280×1024§9.3输出设备—显示器显示技术中的有关术语：19§9.3输出设备—显示器显示技术中的有关术语：(2)分辨率和灰度级（续）＊分辨率=水平分辨率×垂直分辨率=水平显示的像素个数×水平扫描线数如：800×600、1024×768＊灰度级：所显示像素点的亮暗差别，在彩显中指颜色的不同．(3)刷新和帧存储器刷新率指的是显示器每秒钟重画屏幕的次数。85Hz以上。(4)亮度(5)对比度(6)随即扫描和光栅扫描20§9.3输出设备—显示器显示技术中的有关术语：(7)点距:指屏幕上两个相邻的同色荧光点(象素)之间的距离。(8)屏幕尺寸指屏幕对角线长度，如：14、15、17、19、21英吋等。(9)行频和场频行频又称水平扫描频率，是电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线条数，范围31.5kHz～90kHz。场频又称垂直扫描频率，是每秒屏幕重复绘制显示画面的次数，范围50kHz～160kHz.(10)视频带宽:指每秒钟扫描的像素个数，即单位时间内每条扫描线上显示的点数的总和。110MHz以上。视频带宽＞水平分辨率×垂直分辨率×刷新率21⒈CRT§9.3.2显示设备分类灯丝阴极聚焦极石墨层荧光屏显示屏阳极帽偏转线圈栅极阳极电子枪电子束图9.4阴极射线管(CRT)22⒉平板显示器⑴液晶显示(LCD)

LCD的优点：1)体积小；2)重量轻；3)无电磁辐射。主要分为：有源液晶和无源液晶两种.背光成像，即屏幕本身并不发光，而是由存在于两个中间间距4微米的玻璃基板后面的透明玻璃电路发光，再通过电压控制偏转角度，从而控制存有液晶的每个像素点发出可见光。⑵彩色等离子体显示(plasmadisplaypanel,简称PDP)在两块玻璃面板之间挖有一个个发光单元，每个单元是一个像素点，单元槽中涂布着荧光粉，再充入惰性气体，然后通过槽后的2个电极形成高压，激发惰性气体发出紫外光，引起每个槽中涂布的红、绿、蓝三原色荧光粉做出相应的反应，产生出各种颜色的可见光。§9.3.2显示设备分类23显示模式字符模式(AN:AlphaNumberMode)图形模式(GraphicsMode)字符模式：显示缓冲区存放的是显示字符的代码和字符的属性显示屏按象素分成若干行、列。如：640列×480行图形模式：显示缓冲区存放的是显示屏上的象素及象素的颜色及灰度。显示屏按字符分成若干行、列。如：80列×25行§9.3.3字符显示器24§9.3.3字符显示器屏幕上字符位置的分配

显示器划分成许多方块，每个方块称一个字符窗口，一般字符窗口为80×25个，每个字符窗口为9×14点阵，其中字符本身点阵为7×9，字符间距为2点，不同字符行间距为5点。25§9.3.3字符显示器00000001001001000101011011110111001110H28H44H82H82HFEH82H82H00H字符发生器(ROM)ASCII字符代码84RA3-RA0(a)

“A”的点阵表示(b)字符发生器的结构(来自VRAM)(来自光栅地址计数器输出)RA3-RA0D7D0D7D0ASCII代码(41H)指向这个字形图9.5字形的产生26图9.6字符显示的一般原理§9.3.3字符显示器27§9.3.4图形和图像显示主机←→显示处理器—→幀存储器—→CRT↑↓程序段缓存程序段缓存:存储显示文件和交互式图形,图像操作命令(图形的局部放大,平移,旋转,比例变换,图形检索及图像处理.幀存储器:存放一幀图形的形状信息图形适配器:除了是CPU和显示器的接口.还起到处理图形/图像数据,加速显示的作用.28§9.4输出设备—打印机Above:TheIBM3800,thefirstcommerciallaserprinter.1969.

29§9.4输出设备—打印机点阵针式打印机激光打印机喷墨打印机热转印打印机309针打印机24针打印机•••••••••••••••••••••••••••••••••字符由n*m点阵组成,一般装有m根打印针§9.4输出设备—打印机31图9.8针式打印机构造打印纸导轨打印针永磁铁

铁芯衔铁

线圈色带色带保护片滚筒§9.4输出设备—打印机32＊激光打印机的组成激光部分印字机控制部分(微处理机汉字字形库)记录鼓(硒鼓)显象部分+…..定形部分

加热辊预热板输纸用辊转写清扫辊带电器印写部分清扫部分转写部分接纸部分纸激光§9.4输出设备—打印机33图9.9激光打印机内部结构示意图