章-輸入輸出設(shè)備(與“顯示”有關(guān)文檔共32張)

I/O設(shè)備的分類字符型設(shè)備打印機(jī)鍵盤顯示設(shè)備終端……….塊設(shè)備磁盤、磁帶………..1第1頁，共32頁。輸入設(shè)備——鍵盤鍵盤是目前應(yīng)用最普遍的一種輸入設(shè)備，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(gè)鍵，產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的字符代碼，然后將它轉(zhuǎn)換成ASCII碼或其他碼，送給主機(jī)。常用的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤有101個(gè)鍵（104個(gè)鍵）。ASCII：美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，每個(gè)字符用7位二進(jìn)制代碼表示，是由128個(gè)字符組成的字符集。見296頁表9.2。2第2頁，共32頁。輸入設(shè)備——鍵盤3第3頁，共32頁。輸入設(shè)備——鼠標(biāo)鼠標(biāo)以其快捷、準(zhǔn)確、直觀的屏幕定位和選擇能力而受歡迎，目前已經(jīng)成為微機(jī)必備的輸入設(shè)備。鼠標(biāo)是一種手持的坐標(biāo)定位部件，有兩種類型：機(jī)械式和光電式。鼠標(biāo)只輸入相對(duì)坐標(biāo)。4第4頁，共32頁。輸入設(shè)備——鼠標(biāo)5第5頁，共32頁。輸出設(shè)備——顯示器以可見光的形式傳遞和處理信息的設(shè)備叫顯示設(shè)備，是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的人機(jī)界面設(shè)備。顯示器的分類：

按顯示設(shè)備所用的顯示器件分類：LCD、CRT、PDP顯示器。

按所顯示的信息內(nèi)容分類：字符、圖形、圖像顯示器。按設(shè)備功能分類：普通顯示器和顯示終端。6第6頁，共32頁。CRT（陰極射線管）顯示器CRT（cathoderaytube）：由電子槍、偏轉(zhuǎn)裝置、熒光屏組成。電子槍：由燈絲、陰極、柵極、加速陽極、聚焦極組成。陰極：發(fā)出電子；柵極：控制電子束的強(qiáng)度；加速陽極：對(duì)電子束進(jìn)行加速；聚焦極：電子束的聚焦；偏轉(zhuǎn)極：控制電子束的運(yùn)動(dòng)方向。熒光屏：將電子束的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為光能。7第7頁，共32頁。CRT的工作原理8第8頁，共32頁。平板顯示器液晶顯示器（LCD）利用液態(tài)晶體調(diào)制外照光實(shí)現(xiàn)顯示。主要應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品、監(jiān)視器、消費(fèi)類電子產(chǎn)品。彩色等離子顯示器（PlasmaDisplayPanel）利用惰性氣體放電發(fā)光顯示；易于大面積、全色、廣角顯示；能持續(xù)長時(shí)間工作、功耗低。9第9頁，共32頁。EGA：顯示標(biāo)準(zhǔn)兼容CGA和MDA各種顯示方式，在圖形方式下分辨率為640×350，16種顏色。掃描頻率(水平同步)是31.隨著鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，潛像部分將通過裝有碳粉盒的顯影器，使得具有字符信息的區(qū)域吸附上碳粉，達(dá)到顯影的目的。按顯示設(shè)備所用的顯示器件分類：LCD、CRT、PDP顯示器。柵極：控制電子束的強(qiáng)度；加速陽極：對(duì)電子束進(jìn)行加速；輸紙機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每打印完一行字符，按給定要求走紙，走紙的步距由字符行間距離決定。色帶的作用是供給色源，在打印過程中色帶不斷移動(dòng)，改變其受擊打的位置，以免破損。常見打印機(jī)——噴墨打印機(jī)點(diǎn)陣針式打印機(jī)的印字方法是由打印針選擇n×m個(gè)點(diǎn)陣組成的字符圖形。加速陽極：對(duì)電子束進(jìn)行加速；灰度級(jí)越多，圖像層次越逼真顯示技術(shù)中的常見術(shù)語圖形（Graphics）：沒有亮暗層次變化的線條圖。圖像（Image）：具有亮暗層次的圖。圖形學(xué)：研究如何用計(jì)算機(jī)表示現(xiàn)實(shí)世界的事物。圖像處理：去除噪音，恢復(fù)原形，使圖像清晰，并從中抽取有用的信息。像素/像象元：Pixel10第10頁，共32頁。顯示技術(shù)中的常見術(shù)語分辨率/解析度（Resolution）：顯示設(shè)備能表示的像素個(gè)數(shù)。如640×480、1024×768、1024×1024等。像素越密，分辨率越高分辨率取決于顯示設(shè)備灰度級(jí)（GrayLevel）：顯示像素點(diǎn)的亮暗差別，在彩色顯示器中表現(xiàn)為顏色的不同?；叶燃?jí)越多，圖像層次越逼真灰度級(jí)取決于刷新存儲(chǔ)單元的位數(shù)和顯示設(shè)備的性能。11第11頁，共32頁。顯示技術(shù)中的常見術(shù)語刷新：在圖像消失之前不斷地重復(fù)掃描整個(gè)屏幕的過程。刷新頻率大于30次/秒電視標(biāo)準(zhǔn)：50幀/秒幀存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)圖像的存儲(chǔ)器幀存儲(chǔ)器的容量由分辨率和灰度級(jí)決定1024X1024,256級(jí)灰度的圖像存儲(chǔ)容量為1MB掃描：電子束按某種軌跡在熒光屏上運(yùn)動(dòng)隨機(jī)掃描：電子束隨機(jī)在熒光屏上運(yùn)動(dòng)，只在需要作圖的地方掃描，而不必掃描全屏幕。光柵掃描：電子束從上至下在熒光屏上運(yùn)動(dòng)，有逐行掃描和隔行掃描兩種方式。12第12頁，共32頁。字符的顯示原理字形的產(chǎn)生（見311頁圖9.5a）字符的顯示過程點(diǎn)計(jì)數(shù)器：控制字符發(fā)生器中每行點(diǎn)的輸出個(gè)數(shù)。水平地址計(jì)數(shù)器：對(duì)一行的顯示進(jìn)行控制，送出當(dāng)前要顯示的這一行字符的VRAM(視頻存儲(chǔ)器)地址。光柵地址計(jì)數(shù)器：對(duì)字符窗口的高度進(jìn)行控制。垂直地址計(jì)數(shù)器：對(duì)一屏中顯示的行數(shù)進(jìn)行控制。VRAM的地址由水平地址計(jì)數(shù)器和垂直地址計(jì)數(shù)器決定。VRAM中存放的是字符的ASCII碼。VRAM輸入的ASCII碼作為字符ROM的高位地址，ROM的低位地址來自光柵地址計(jì)數(shù)器。（見311頁圖9.5b）13第13頁，共32頁。字符的顯示原理14第14頁，共32頁。圖形和圖像顯示光柵掃描顯示器是當(dāng)前應(yīng)用最多的顯示器光柵掃描是把屏幕上每個(gè)像素的信息都存儲(chǔ)起來，然后按地址逐個(gè)刷新顯示在微機(jī)系統(tǒng)中，主機(jī)和顯示設(shè)備之間的電路放在顯示適配器接口中15第15頁，共32頁。IBMPC系列機(jī)的顯示系統(tǒng)隨著IBMPC系列機(jī)的升級(jí)發(fā)展，PC機(jī)采用的顯示標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了如下變化：MDA→CGA→EGA→VGA→SuperVGAMDA：是PC機(jī)最早使用的顯示標(biāo)準(zhǔn)。MDA是單色字符顯示適配器，采用9×14點(diǎn)陣的字符窗口，滿屏顯示80列×25行字符，對(duì)應(yīng)分辨率為720×350個(gè)像素。CGA：是彩色圖形/字符顯示適配器，可以兼容字符和圖形兩種顯示方式。在圖形方式下，可以顯示320×200像素四種顏色的彩色圖形。16第16頁，共32頁。顯示標(biāo)準(zhǔn)EGA：顯示標(biāo)準(zhǔn)兼容CGA和MDA各種顯示方式，在圖形方式下分辨率為640×350，16種顏色。VGA：顯示標(biāo)準(zhǔn)下，字符窗口為9×16點(diǎn)陣，圖形方式下分辨率為640×480，16種顏色，或320×200，256種顏色。掃描頻率(水平同步)是31.5kHz，刷新頻率(垂直同步)是60Hz。VGA顯示適配器還增添了一個(gè)新接口VFC，允許來自其他設(shè)備的圖形，圖像信號(hào)與適配器生成的圖形信號(hào)合成。自IBM公司推出VGA后，VESA(美國視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))定義了一個(gè)VGA擴(kuò)展集，將顯示方式標(biāo)準(zhǔn)化，從而成為著名的SuperVGA模式。該模式除兼容MDA，CGA，EGA，VGA的顯示方式外，還支持1280×1024像素光柵，每像素點(diǎn)24位顏色深度，刷新頻率可達(dá)75Hz。17第17頁，共32頁。顯示適配器顯示適配器由刷新存儲(chǔ)器、顯示控制器、ROMBIOS三部分組成。刷存的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。實(shí)際工作時(shí)顯示適配器的幾個(gè)功能部分要爭用刷存的帶寬。假定總帶寬的50%用于刷新屏幕，保留50%帶寬用于其他非刷新功能。(1)若顯示工作方式采用分辨率為1024×768，顏色深度為3B，幀頻(刷新速率)為72Hz，計(jì)算刷存總帶寬應(yīng)為多少?(2)為達(dá)到這樣高的刷存帶寬，應(yīng)采取何種技術(shù)措施?18第18頁，共32頁。解：(1)∵刷新所需帶寬=分辨率×每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度×刷新速率∴1024×768×3B×72/s=165888KB/s=162MB/s刷存總帶寬應(yīng)為162MB/s÷50%=324MB/s(2)為達(dá)到這樣高的刷存帶寬，可采用如下技術(shù)措施：①使用高速的DRAM芯片組成刷存；②刷存采用多體交叉結(jié)構(gòu)；③刷存至顯示控制器的內(nèi)部總線寬度由32位提高到64位，甚至128位；④刷存采用雙端口存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，將刷新端口與更新端口分開。19第19頁，共32頁。輸出設(shè)備——打印機(jī)按印字原理分擊打式：點(diǎn)陣針式打印機(jī)非擊打式：激光、噴墨、靜電打印機(jī)按工作方式串行：逐字打行式：逐行打?qū)捫?窄行彩色/單色20第20頁，共32頁。點(diǎn)陣針式打印機(jī)

點(diǎn)陣針式打印機(jī)是目前應(yīng)用最普及的一種打印設(shè)備，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價(jià)格低、字符種類不受限制，易實(shí)現(xiàn)漢字打印，還可以打印圖形/圖像，因此在微小型機(jī)中都配置這種打印機(jī)。點(diǎn)陣針式打印機(jī)的印字方法是由打印針選擇n×m個(gè)點(diǎn)陣組成的字符圖形。顯然點(diǎn)越多，印字質(zhì)量越高。西文字符點(diǎn)陣通常有5×7，7×7，7×9等幾種，中文漢字至少要16×16或24×24點(diǎn)陣。為了減少打印頭制造的難度，串行點(diǎn)陣打印機(jī)的打印頭中只裝有一列m根打印針，每針可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)(意味著最多可以并行驅(qū)動(dòng)m根打印針)，印完一列后打印頭沿水平方向動(dòng)一步微小距離，n步以后，可形成一個(gè)n×m點(diǎn)陣的字符。以后又照此逐個(gè)字符進(jìn)行打印。21第21頁，共32頁。針式打印機(jī)的結(jié)構(gòu)針式打印機(jī)由打印頭與字車、輸紙機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)與控制器四部分組成。圖9.8為針式打印機(jī)構(gòu)示意圖。打印頭由打印針、磁鐵、銜鐵等組成。輸紙機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每打印完一行字符，按給定要求走紙，走紙的步距由字符行間距離決定。色帶的作用是供給色源，在打印過程中色帶不斷移動(dòng)，改變其受擊打的位置，以免破損。驅(qū)動(dòng)色帶不斷移動(dòng)的裝置稱色帶機(jī)構(gòu)。打印控制器與顯示控制器類似，主要包括字符緩沖存儲(chǔ)器、字符發(fā)生器、時(shí)序控制電路和接口四部分。主機(jī)將欲打印的字符通過接口送到緩存，在打印時(shí)序控制下，從緩存順序取出字符代碼，對(duì)字符代碼進(jìn)行譯碼，得到字符發(fā)生器ROM的地址，逐列取出字符點(diǎn)陣并驅(qū)動(dòng)打印頭，形成字符點(diǎn)陣。打印速度約每秒100個(gè)字符。22第22頁，共32頁。常見打印機(jī)——點(diǎn)陣針式打印機(jī)23第23頁，共32頁。柵極：控制電子束的強(qiáng)度；偏轉(zhuǎn)極：控制電子束的運(yùn)動(dòng)方向。圖像（Image）：具有亮暗層次的圖。圖像（Image）：具有亮暗層次的圖。易于大面積、全色、廣角顯示；在微機(jī)系統(tǒng)中，主機(jī)和顯示設(shè)備之間的電路放在顯示適配器接口中聚焦極：電子束的聚焦；激光器輸出的激光束經(jīng)光學(xué)透鏡系統(tǒng)被聚焦成一個(gè)很細(xì)小的光點(diǎn)，沿著圓周運(yùn)動(dòng)的滾筒進(jìn)行橫向重復(fù)掃描。隨著IBMPC系列機(jī)的升級(jí)發(fā)展，PC機(jī)采用的顯示標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了如下變化：MDA→CGA→EGA→VGA→SuperVGAMDA：是PC機(jī)最早使用的顯示標(biāo)準(zhǔn)。8為針式打印機(jī)構(gòu)示意圖。常見打印機(jī)——噴墨打印機(jī)像素/像象元：PixelVRAM的地址由水平地址計(jì)數(shù)器和垂直地址計(jì)數(shù)器決定。EGA：顯示標(biāo)準(zhǔn)兼容CGA和MDA各種顯示方式，在圖形方式下分辨率為640×350，16種顏色。VRAM的地址由水平地址計(jì)數(shù)器和垂直地址計(jì)數(shù)器決定。激光打印機(jī)激光打印機(jī)是激光技術(shù)和電子照相技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，其基本原理與靜電復(fù)印機(jī)相似。激光器輸出的激光束經(jīng)光學(xué)透鏡系統(tǒng)被聚焦成一個(gè)很細(xì)小的光點(diǎn)，沿著圓周運(yùn)動(dòng)的滾筒進(jìn)行橫向重復(fù)掃描。滾筒是記錄裝置，表面鍍有一層具有光敏特性的感光材料，通常是硒，因此又將滾筒稱為硒鼓。硒鼓在未被激光束掃描之前，首先在黑暗中充電，使鼓表面均勻地沉積一層電荷。此后根據(jù)控制電路輸出的字符或圖形，變換成數(shù)字信號(hào)來驅(qū)動(dòng)激光器的打開與關(guān)閉。掃描時(shí)激光器將對(duì)鼓表面有選擇地曝光，曝光部分產(chǎn)生放電現(xiàn)象，未曝光部分仍保留充電時(shí)的電荷，從而形成靜電潛像。隨著鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)，潛像部分將通過裝有碳粉盒的顯影器，使得具有字符信息的區(qū)域吸附上碳粉，達(dá)到顯影的目的。當(dāng)鼓上的字符信息區(qū)和普通紙接觸時(shí)，由于在紙的24第24頁，共32頁。背面施以反向的靜電電荷，鼓表面上的碳粉就會(huì)被吸附到紙上來，這個(gè)過程稱為轉(zhuǎn)印。最后，當(dāng)記錄有信息的紙經(jīng)過定影輥高溫加熱，碳粉被溶化，永久性地粘附在紙上，達(dá)到定影的效果。另一方面，轉(zhuǎn)印后的鼓面還留有殘余的碳粉。因此先要除去鼓表面的電荷，然后經(jīng)清掃刷，將殘余的碳粉全部清除。清除以后的鼓表面又繼續(xù)重復(fù)上述的充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影等一系列過程。激光印字機(jī)是非擊打式硬拷貝輸出設(shè)備，輸出速度快，印字質(zhì)量高，可使用普通紙張。其印字分辨率達(dá)到每英寸300個(gè)點(diǎn)以上，緩沖存儲(chǔ)器容量一般在1MB以上，對(duì)漢字或圖形/圖像輸出，是理想的輸出設(shè)備，因而在辦公自動(dòng)化及輕印刷系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。25第25頁，共32頁。常見打印機(jī)——激光打印機(jī)26第26頁，共32頁。常見打印機(jī)——激光打印機(jī)27第27頁，共32頁。噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī)是類似于用墨水寫字一樣的打印機(jī),可直接將墨水噴射到普通紙上實(shí)現(xiàn)印刷,如噴射多種顏色墨水則可實(shí)現(xiàn)彩色硬拷貝輸出。噴墨打印機(jī)的噴墨技術(shù)有連續(xù)式和隨機(jī)式兩種,目前市場上流行的各