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，每按下一個鍵，產(chǎn)生一個相應(yīng)的字符代碼，然后將它轉(zhuǎn)換成ASCII碼或其他碼，送給主機。常用的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤有101個鍵（104個鍵）。ASCII：美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，每個字符用7位二進制代碼表示，是由128個字符組成的字符集。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：機械式和光電式。鼠標(biāo)只輸入相對坐標(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，是目前計算機系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的人機界面設(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：控制電子束的強度；加速陽極：對電子束進行加速；聚焦極：電子束的聚焦；偏轉(zhuǎn)極：控制電子束的運動方向。熒光屏：將電子束的動能轉(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)制外照光實現(xiàn)顯示。主要應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品、監(jiān)視器、消費類電子產(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，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：控制電子束的強度；加速陽極：對電子束進行加速；輸紙機構(gòu)由步進電機驅(qū)動，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，改變其受擊打的位置，以免破損。常見打印機——噴墨打印機點陣針式打印機的印字方法是由打印針選擇n×m個點陣組成的字符圖形。加速陽極：對電子束進行加速；灰度級越多，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)：研究如何用計算機表示現(xiàn)實世界的事物。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（GrayLevel）：顯示像素點的亮暗差別，在彩色顯示器中表現(xiàn)為顏色的不同?；叶燃壴蕉啵瑘D像層次越逼真灰度級取決于刷新存儲單元的位數(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/秒幀存儲器：存儲圖像的存儲器幀存儲器的容量由分辨率和灰度級決定1024X1024,256級灰度的圖像存儲容量為1MB掃描：電子束按某種軌跡在熒光屏上運動隨機掃描：電子束隨機在熒光屏上運動，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動，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）字符的顯示過程點計數(shù)器：控制字符發(fā)生器中每行點的輸出個數(shù)。水平地址計數(shù)器：對一行的顯示進行控制，送出當(dāng)前要顯示的這一行字符的VRAM(視頻存儲器)地址。光柵地址計數(shù)器：對字符窗口的高度進行控制。垂直地址計數(shù)器：對一屏中顯示的行數(shù)進行控制。VRAM的地址由水平地址計數(shù)器和垂直地址計數(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像素的信息都存儲起來，然后按地址逐個刷新顯示在微機系統(tǒng)中，主機和顯示設(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系列機的顯示系統(tǒng)隨著IBMPC系列機的升級發(fā)展，PC機采用的顯示標(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點陣的字符窗口，滿屏顯示80列×25行字符，對應(yīng)分辨率為720×350個像素。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新接口VFC，允許來自其他設(shè)備的圖形，圖像信號與適配器生成的圖形信號合成。自IBM公司推出VGA后，VESA(美國視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)定義了一個VGA擴展集，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24位顏色深度，刷新頻率可達75Hz。17第17頁，共32頁。顯示適配器顯示適配器由刷新存儲器、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。實際工作時顯示適配器的幾個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，計算刷存總帶寬應(yīng)為多少?(2)為達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×每個像素點顏色深度×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——打印機按印字原理分擊打式：點陣針式打印機非擊打式：激光、噴墨、靜電打印機按工作方式串行：逐字打行式：逐行打?qū)捫?窄行彩色/單色20第20頁，共32頁。點陣針式打印機

點陣針式打印機是目前應(yīng)用最普及的一種打印設(shè)備，特點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價格低、字符種類不受限制，易實現(xiàn)漢字打印，還可以打印圖形/圖像，因此在微小型機中都配置這種打印機。點陣針式打印機的印字方法是由打印針選擇n×m個點陣組成的字符圖形。顯然點越多，印字質(zhì)量越高。西文字符點陣通常有5×7，7×7，7×9等幾種，中文漢字至少要16×16或24×24點陣。為了減少打印頭制造的難度，串行點陣打印機的打印頭中只裝有一列m根打印針，每針可以單獨驅(qū)動(意味著最多可以并行驅(qū)動m根打印針)，印完一列后打印頭沿水平方向動一步微小距離，n步以后，可形成一個n×m點陣的字符。以后又照此逐個字符進行打印。21第21頁，共32頁。針式打印機的結(jié)構(gòu)針式打印機由打印頭與字車、輸紙機構(gòu)、色帶機構(gòu)與控制器四部分組成。圖9.8為針式打印機構(gòu)示意圖。打印頭由打印針、磁鐵、銜鐵等組成。輸紙機構(gòu)由步進電機驅(qū)動，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，改變其受擊打的位置，以免破損。驅(qū)動色帶不斷移動的裝置稱色帶機構(gòu)。打印控制器與顯示控制器類似，主要包括字符緩沖存儲器、字符發(fā)生器、時序控制電路和接口四部分。主機將欲打印的字符通過接口送到緩存，在打印時序控制下，從緩存順序取出字符代碼，對字符代碼進行譯碼，得到字符發(fā)生器ROM的地址，逐列取出字符點陣并驅(qū)動打印頭，形成字符點陣。打印速度約每秒100個字符。22第22頁，共32頁。常見打印機——點陣針式打印機23第23頁，共32頁。柵極：控制電子束的強度；偏轉(zhuǎn)極：控制電子束的運動方向。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；在微機系統(tǒng)中，主機和顯示設(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)被聚焦成一個很細小的光點，沿著圓周運動的滾筒進行橫向重復(fù)掃描。隨著IBMPC系列機的升級發(fā)展，PC機采用的顯示標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了如下變化：MDA→CGA→EGA→VGA→SuperVGAMDA：是PC機最早使用的顯示標(biāo)準(zhǔn)。8為針式打印機構(gòu)示意圖。常見打印機——噴墨打印機像素/像象元：PixelVRAM的地址由水平地址計數(shù)器和垂直地址計數(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數(shù)器和垂直地址計數(shù)器決定。激光打印機激光打印機是激光技術(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)被聚焦成一個很細小的光點，沿著圓周運動的滾筒進行橫向重復(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)字信號來驅(qū)動激光器的打開與關(guān)閉。掃描時激光器將對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的電荷，從而形成靜電潛像。隨著鼓的轉(zhuǎn)動，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，達到顯影的目的。當(dāng)鼓上的字符信息區(qū)和普通紙接觸時，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被吸附到紙上來，這個過程稱為轉(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。其印字分辨率達到每英寸300個點以上，緩沖存儲器容量一般在1MB以上，對漢字或圖形/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——激光打印機26第26頁，共32頁。常見打印機——激光打印機27第27頁，共32頁。噴墨打印機噴墨打印機是類似于用墨水寫字一樣的打印機,可直接將墨水噴射到普通紙上實現(xiàn)印刷,如噴射多種顏色墨水則可實現(xiàn)彩色硬拷貝輸出。噴墨打印機的噴墨技術(shù)有連續(xù)式和隨機式兩種,目前市場上流行的各