輸入輸出系統(tǒng)及設備7

輸入輸出系統(tǒng)及設備課前預習將手機調到靜音認真做筆記及時完成作業(yè)上課要求本節(jié)內容2023/2/7輸入輸出原理擴展槽與適配卡系統(tǒng)總線（難點）端口和連接電纜輸入設備（重點）輸出設備（重點）

掌握三種輸入輸出方式了解常見的適配卡及功能了解總線的分類及性能指標掌握常見的端口類型掌握常見的輸入輸出設備及作用學習目標輸入輸出系統(tǒng)I/Osystem

I/Osystem的功能：為數據傳輸操作選擇輸入輸出設備。在選定的輸入輸出設備和CPU（或主存儲器）之間交換數據。計算機系統(tǒng)有兩種體系結構：獨立體系結構：不允許用戶進行擴展，即用戶不能夠通過簡單的方式增加新的設備。開放體系結構：允許提供的擴展槽增加新的設備。其方法是插入適配卡到系統(tǒng)的主板擴展槽上，然后通過適配卡的端口和連接電纜連接適配卡和新的外部設備。2023/2/7輸入輸出設備同CPU交換數據的過程：輸入過程：CPU送地址選擇某一輸入設備；CPU等候數據成為有效；CPU讀入數據，存入相應的寄存器中。輸出過程：CPU送地址選擇某一輸出設備；CPU把數據放在數據總線上；輸出設備取數據。I/O方式（主機對外設的控制方式）輸入輸出處理器方式中斷方式程序查詢方式DMA方式主要由程序完成主要由附加硬件來完成通道方式2023/2/7程序查詢方式：根據外設的工作狀態(tài)，在相應外設準備好時再向外設傳送數據。特點：輸入輸出操作完全受CPU控制用于連接低速外圍設備，如終端、打印機等。2023/2/7程序中斷方式：當有某些隨機事件發(fā)生時CPU暫停執(zhí)行當前的程序，轉去執(zhí)行引起中斷的程序，處理完后再返回繼續(xù)執(zhí)行原程序。特點:外圍設備可以主動向CPU發(fā)出服務請求，CPU效率高；大批量傳送時速度慢。直接內存訪問（DMA）方式：通過硬件控制總線，實現(xiàn)主存與I/O設備間的直接數據傳送，在傳送過程中無需CPU程序干預。特點：CPU效率高，速度快，適合大批量數據傳送。2023/2/7

通道方式：通過執(zhí)行通道（一種專用控制器）程序進行I/O操作的管理。

輸入輸出處理器方式：功能更強的通道方式。2023/2/7允許用戶通過系統(tǒng)主板上提供的擴展槽增加新的設備。

其方法是插入適配卡到系統(tǒng)的主板擴展槽上，然后通過適配卡的端口和連接電纜連接適配卡和新的外部設備。2023/2/7擴展槽

適配卡2023/2/7適配卡網絡適配卡小型計算機接口卡TV調諧卡PC卡其他適配卡網絡適配卡：簡稱網卡,用來連接一臺計算機到其他計算機，或通過網絡總線連接多臺計算機、打印機、服務器等設備。2023/2/7小型計算機接口卡（SCSI）：它使用計算機的一個擴展槽連接最多達七個設備。主要用于連接打印機、硬盤驅動器和CD-ROM驅動器等設備。2023/2/7TV調諧卡：利用TV調諧卡，計算機能在瀏覽Internet的同時，觀看電視節(jié)目。2023/2/7PC卡：又稱PCMCIA卡，適合便攜式計算機的尺寸。2023/2/7其他：用于匹配各種彩色顯示器的視頻適配卡連接光盤驅動器的CD-ROM卡記錄和回放數字聲音的聲卡用于連接計算機和電話插座的內置式MODEM卡等。2023/2/7系統(tǒng)總線

總線：計算機系統(tǒng)中，模塊與模塊，設備與設備之間傳輸交換信息的公共通道?？偩€片內總線片總線系統(tǒng)總線外總線片內總線：芯片內用于各功能單元連接；片總線：插件板內用于各芯片連接； 系統(tǒng)總線：微機系統(tǒng)內各功能插件板連接；外總線：微機系統(tǒng)間，微機系統(tǒng)與其他儀器設備間的連接。2023/2/7總線時鐘頻率：總線工作時鐘頻率，單位為MHz；總線寬度：總線數據線的根數，有8，16，32，64位之分；總線傳輸速率：總線帶寬，即在總線上每秒鐘傳輸的最大字節(jié)數，單位為MB/S。總線傳輸速率=總線時鐘頻率*總線寬度/82023/2/7系統(tǒng)總線ISA：工業(yè)標準體系PCI：外部部件互聯(lián)AGP：圖形圖像加速端口ISA(IndustryStandaryArchitecture)總線是8位/16位數據傳輸總線的工業(yè)標準。

ISA是同步并行總線,有88根信號線,是在原來XT總線62線的基礎上再擴充36線而成的.向上與XT總線系統(tǒng)兼容。

ISA在PC機上,是鍵盤,鼠標,打印機等娛樂設備連接的接口,硬盤和光驅也接在ISA總線上。2023/2/7PCI(PeripheralComponentInterconnect)是種即插即用的總線標準,支持全面的自動配置。特點：最大允許64位并行數據傳輸采用地址/數據總線復用方式最高總線時鐘可達66MHZ最高峰值傳輸速度可達528MB/s2023/2/72023/2/7AGP（加速圖形端口）是Intel為高性能圖形和視頻支持而專門設計的一種新型總線。AGP以PCI為基礎，但在物理上、電氣上和邏輯上獨立于PCI。AGP是專為系統(tǒng)中一塊視頻卡設計的點到點高性能連接，只有一個AGP插槽可以插入單塊視頻卡。2023/2/72023/2/7端口與連接電纜端口是系統(tǒng)單元和外部設備的連接槽，連接電纜是端口與輸入/輸出設備之間的連接線。

2023/2/7按數據傳送方式分類串行口并行口串行口：數據以二進制形式一位一位地傳輸，適合長距離傳輸。

用于連接鼠標、鍵盤、MODEM和許多其他設備到系統(tǒng)單元。

并行口：多導線的電纜上以字節(jié)為單位同時傳輸，用于連接需要在較短距離內高速收發(fā)信息的外部設備,如打印機。2023/2/7增強并行口（EPP）:由Intel、Xircom、Zenith等公司開發(fā)的，它實現(xiàn)了外部設備進行雙向通信擴展并行口（ECP）:由Microsoft和HP公司開發(fā)的，它具有和增強并行口一樣高的速率和雙向通信能力2023/2/72023/2/7

加速圖形端口AGPs：連接顯示器，支持高速圖像和其他視頻的輸入通用串行總線USB口：一個USB能同時連接多個設備，它提供快速的即插即用和熱插拔的連接

“火線”口：又稱IEEE1394總線，用于連接高速打印機和數碼相機，并且速度比USB更快輸入設備輸入設備：向計算機輸入數據和信息的設備，是計算機與用戶或其他設備通信的橋梁。輸入設備是用戶和計算機系統(tǒng)之間進行信息交換的主要裝置之一。2023/2/7計算機能夠接收各種各樣的數據：數值型的數據；各種非數值型的數據，如圖形、圖像、聲音、視頻等。這些數據可以通過不同類型的輸入設備輸入到計算機中，進行存儲、處理和輸出。2023/2/7計算機的輸入設備按功能可分為下列幾類：字符輸入設備：鍵盤；光學閱讀設備：光學標記閱讀機，光學字符閱讀機；圖形輸入設備：鼠標器、操縱桿、光筆；圖像輸入設備：攝像機、掃描儀、傳真機；2023/2/72023/2/7keyboard鍵盤Joystick操縱桿TouchsensitiveScreen觸摸屏mike麥克風mouse鼠標Digitizingtablet數字寫字板scanner掃描儀

鍵盤鍵盤是最常見的計算機輸入設備，它廣泛應用于微型計算機和各種終端設備上。計算機操作者通過鍵盤向計算機輸入各種指令、數據，指揮計算機的工作。2023/2/72023/2/7鍵盤的分類按工作原理分類：機械式，電容式按按鍵數分類：83鍵、93鍵、96鍵、101鍵、102鍵、104鍵、107鍵2023/2/7按按鍵外形分類標準鍵盤人體工學鍵盤（左手鍵區(qū)和右手鍵區(qū)分開，形成一定角度，保持一種比較自然的形態(tài)，這種設計的鍵盤被微軟公司命名為自然鍵盤（NaturalKeyboard）。）2023/2/7按接口分類PS/2接口、USB接口、AT接口無線遙控鍵盤USB接口PS/2接口2023/2/7其他分類按連接方式：有線和無線按功能分類：普通鍵盤、多功能鍵盤2023/2/7鍵盤的內部結構日常生活中所使用的鍵盤基本都是都是薄膜鍵盤。薄膜鍵盤的結構：可以直接接觸的鍵盤上下蓋、鍵帽、按鍵下方的硅膠帽、薄膜電路和電路板。三層薄膜電路--其中上下兩層使用導電涂料印刷出電路，在按鍵的下方都設有相應的觸點，中間一層為隔離層

2023/2/7薄膜及硅膠帽火山口結構按鍵及硅膠帽2023/2/7鍵盤結構主鍵區(qū)編輯鍵區(qū)輔助鍵區(qū)（小鍵區(qū)）特殊鍵區(qū)特殊鍵區(qū)功能鍵區(qū)狀態(tài)指示燈Windows鍵應用鍵2023/2/7鍵盤的保養(yǎng)與維護裝卸鍵盤時，應該切斷電源操作鍵盤時，不可用力過大注意保持鍵盤表面的清潔不要讓液體濺到鍵盤上注意內部防塵2023/2/7鍵盤的選購鍵盤手感—手感好的鍵盤通常彈性適中、回彈速度快而無阻礙、聲音低、鍵位晃動幅度小工藝質量—工藝質量較佳的鍵盤表面和邊緣平整、無毛刺，鍵盤的表面是經過一定的研磨，有類似接觸磨砂玻璃的質感。外觀—顏色應與顯示器、鼠標和機箱的顏色搭配，使得微型計算機整體色調統(tǒng)一。功能—鍵盤的功能一般包括熱鍵與多媒體快捷方式鍵。鍵盤的人體工學設計—應以自己的使用感受為準品牌—如微軟、羅技、明基等。終端終端，是計算機系統(tǒng)的一種輸入、輸出設備，一般由鍵盤、顯示器和聯(lián)接主機的串行通信接口電纜組成，是計算機系統(tǒng)發(fā)展早期在大中小型計算機上的一個概念。廣義的終端是指一切最終的外部設備，如打印機、掃描儀等等。2023/2/72023/2/7狹義的終端字符終端，或稱啞終端（DumbTerminal），其只有輸入輸出字符的功能，沒有處理器或硬盤，通過串行接口聯(lián)接主機，一切工作都要交給主機來做；圖形終端或工作站，有獨立的處理器、內存和硬盤處理圖形界面功能，一般通過以太網與主機聯(lián)接。2023/2/7鼠標Mouse按照結構分類—機械鼠標、光電鼠標按照接口方式分類—串口、PS/2接口、USB接口2023/2/7按結構分類—機械鼠標機械鼠標通過滑動電位器來判斷其移動方向，因而靈敏度低、磨損大。2023/2/7按結構分類—光電鼠標光電鼠標工作時通過發(fā)送一束紅色光線照射到桌面上，通過桌面不同顏色或凹凸點的運動來判斷鼠標的運動。重量輕，靈敏度稍高。按接口類型分類串口鼠標PS/2鼠標USB鼠標—支持熱拔插數據傳輸速率高語音文本輸入設備語音輸入為文本輸入提供了更加自然的交互手段，也許在將來，我們能夠真正拋棄鍵盤，實現(xiàn)和計算機的“對話”；語音錄入并不限于輸入文本，其中還有身份，情緒，健康狀況等多種信息。2023/2/72023/2/7在語音錄入過程中所涉及的設備主要是麥克風和聲卡。語音識別、情感分析、身份認證是語音輸入的核心技術。2023/2/7對于語音的輸入，麥克風/話筒是最基本的設備。麥克風/話筒麥克風技術

為了過濾背景雜音，達到更好的識別效果，許多麥克風采用了NCAT（NoiseCancelingAmplificationTechnology）專利技術。NCAT技術結合特殊機構及電子回路設計以達到消除背景噪音，強化單一方向聲音（只從配戴者嘴部方向）的收錄效果，是專為各種語音識別和語音交互軟件設計的，提供精確音頻輸入的技術。2023/2/7聲卡聲卡是一種安裝在計算機中的最基本的聲音設備，是實現(xiàn)聲波／數字信號相互轉換的硬件。聲卡可把來自話筒、磁帶、光盤的原始聲音信號加以轉換，輸出到耳機、揚聲器、擴音機、錄音機等聲響設備，完成對聲音信息進行錄制與回放。2023/2/7聲卡的結構聲卡可分為模數、數模轉換電路兩部分:模數轉換電路：將麥克風等聲音輸入設備采集到的模擬聲音信號轉換為計算機能處理的數字信號；數模轉換電路：將計算機使用的數字聲音信號轉換為耳機、音箱等設備能使用的模擬信號。2023/2/7聲卡擁有的接口：LINEOUT（或者SPKOUT）用于連接音箱耳機等外部揚聲設備，實現(xiàn)聲音回放；OUTMICIN用于連接麥克風，實現(xiàn)錄音功能；LINEIN把外部設備的聲音輸入到聲卡中2023/2/7聲音的采樣采樣的位數決定了聲音采集的質量。采樣位數可以理解為聲卡處理聲音的解析度。數值越大，解析度就越高，錄制和回放的聲音也越真實。采樣的頻率采樣頻率是指錄音設備在一秒鐘內對聲音信號的采樣次數，采樣頻率越高則聲音的還原就越真實越自然。在當今的主流聲卡上，采樣頻率一般分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個等級。2023/2/72023/2/7圖像輸入是人與計算機交互的另外一個重要組成部分;掃描儀可以快速地實現(xiàn)圖像輸入，且經過對圖像的分析與識別，可以得到文字、圖形等內容；攝像頭則是捕捉動態(tài)場景最常用的工具。圖像/視頻輸入設備2023/2/7掃描儀光電、機械一體化的高科技產品獨特的數字化“圖像”采集能力，低廉的價格以及優(yōu)良的性能，得到了迅速的發(fā)展和應用目前已成為計算機不可缺少的圖文輸入工具之一，被廣泛地應用于圖形、圖像處理的各個領域。2023/2/7掃描儀的性能指標(1)分辨率掃描儀的分辨率決定了最高掃描精度;在掃描圖像時，掃描分辨率設得越高，生成的圖像的效果就越精細，生成的圖像文件也越大。掃描儀的分辨率=其光學部件的分辨率+其自身通過硬件及軟件進行處理分析所得到的分辨率;2023/2/7(2)掃描速度掃描速度決定了掃描儀的工作效率。DPI是指用掃描儀輸入圖像時，在每英寸上得到的像素點個數。一般而言，以300DPI的分辨率掃描一幅A4幅面的黑白二值圖像，時間少于10秒鐘，相同情況下，掃描灰度圖，約需10秒左右，而如果使用三次掃描成像的彩色掃描儀，則要2~3分鐘。2023/2/7平板式掃描儀的結構目前大部分的掃描儀都屬于平板式掃描儀，主要由上蓋、原稿臺、光學成像部分、光電轉換部分、機械傳動部分組成。2023/2/7數碼攝像頭數碼攝像頭可以直接捕捉影像，然后通過計算機的串口、并口或者USB接口傳送到計算機里。數碼攝像頭沒有存儲裝置和其他附加控制裝置，只有一個感光部件、簡單的鏡頭和不太復雜的數據傳輸線路，造價低廉。2023/2/7指點設備常用于完成一些定位和選擇物體的交互任務。鼠標是最常用的一種指點輸入設備,另外還有觸摸板、控制桿、光筆、觸摸屏、手寫液晶屏、眼動跟蹤系統(tǒng)等。指點輸入設備2023/2/7觸摸板（Touchpad）觸摸板能夠在一定的區(qū)域內（通常是50~75毫米長度）感應接觸，將這種接觸信號轉發(fā)給計算機處理。目前，觸摸板已應用到筆記本電腦上，可以替代鼠標。觸摸板的使用更加靈活，在使用過程中，通過更多的配置，可以得到更強的功能。2023/2/7控制桿/游戲桿控制桿很適宜于跟蹤目的（即追隨屏幕上一個移動的目標）的原因是移動對應的光標所需的位移相對較小，同時易于變換方向，控制桿的移動導致屏幕上光標的移動。2023/2/7光筆光筆是一種較早用于繪圖系統(tǒng)的交互輸入設備，它能使用戶在屏幕上指點某個點以執(zhí)行選擇、定位或其他任務。2023/2/7光筆有三種用途：①利用光筆可以完成作圖、改圖、使圖形旋轉、移位放大等多種復雜功能，這在工程設計中非常有用；②進行“菜單”選擇，構成人機交互接口；③輔助編輯程序，實現(xiàn)編輯功能。在計算機輔助出版等系統(tǒng)中光筆是重要的輸入設備。2023/2/7觸摸屏觸摸屏作為一種特殊的計算機外設，提供了一種簡單、方便、自然的人機交互方式。觸摸屏目前主要應用于公共信息的查詢，如電信、稅務、銀行、電力等部門的業(yè)務查詢，城市街頭的信息查詢。此外還可以應用于工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學等方面。2023/2/7可以把觸摸屏分為四種：電阻式電容感應式紅外線式表面聲波式觸摸屏的分類2023/2/7手寫液晶屏手寫液晶屏是液晶矩陣顯示技術和高靈敏度電磁壓感技術的完美結合，可以在屏幕上直接用壓感筆實現(xiàn)高精度的選取、繪圖、設計制作。液晶屏幕上除了具備一般的液晶顯示屏的特征以外，在最上面還附有一層特制保護層，確保在書寫過程中，屏幕保持平整不變形，液晶原來的畫質毫不受損，同時具有高耐久性。2023/2/72023/2/72023/2/72023/2/7

輸出設備顯示設備語音輸出設備2023/2/7顯示器是計算機的重要輸出設備，是人機對話的重要工具。它的主要功能是接收主機發(fā)出的信息，經過一系列的變換，最后以光的形式將文字和圖形顯示出來。常用的顯示設備如顯示器、數字紙/打印機/繪圖儀。顯示設備2023/2/7

CRT顯示器學名為“陰極射線顯像管”，是一種使用陰極射線管（CathodeRayTube）的顯示器。顯示器2023/2/7

顯示分辨率（屏幕分辨率）是屏幕圖像的精密度，是指顯示器所能顯示的像素有多少。由于屏幕上的點、線和面都是由像素組成的，顯示器可顯示的像素越多，畫面就越精細，同樣的屏幕區(qū)域內能顯示的信息也越多。2023/2/7標屏分辨率寬屏分辨率QVGA320×240WQVGA400×240VGA640×480WVGA800×480SVGA800×600WSVGA1024×600XGA1024×768WXGA1280×720/1280×768/1280×800XGA+1152×864WXGA+1366×768SXGA1280×1024/1280×960WSXGA1440×900SXGA+1400×1050WSXGA+1680×1050UXGA1600×1200WUXGA1920×1200QXGA2048×1536WQXGA2560×16002023/2/7液晶顯示器LCD比CRT顯示器具有更好的圖像清晰度，畫面穩(wěn)定性和更低的功率消耗，但液晶材質粘滯性比較大，圖像更新需要較長響應時間，因此不適合顯示動態(tài)圖象2023/2/7等離子顯示器等離子顯示器，是繼CRT、LCD后的最新一代顯示器，其特點是厚度極薄，分辨率佳。誕生于二十世紀60年代，它采用等離子管作為發(fā)光材料，1個等離子管負責一個像素的顯示。2023/2/7數字紙數字紙，也叫數碼紙。它是一種超薄、超輕的顯示屏，即理解為“象紙一樣薄、柔軟、可擦寫的顯示器”，也可看作是一個薄薄的內嵌式遙控顯示板。

在談到數字紙時，必然會談到電子墨。形像地說，數字紙是一張薄膠片，而在膠片上"涂"上的一層帶電的物質，這便是電子墨。2023/2/7語音輸出設備語音作為一種重要的交互手段，日益受到人們的重視。對