第06章 输入输出设备.ppt

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1、输入输出设备输入输出设备 大纲大纲l外部设备外部设备概述概述l输入设备输入设备l输出设备输出设备显示器显示器l输出设备输出设备打印机打印机l主机主机：中央处理器和主存储器构成计算机的主体。：中央处理器和主存储器构成计算机的主体。l外设外设：主机以外的大部分硬设备都称为外部设备或外围设备。：主机以外的大部分硬设备都称为外部设备或外围设备。外部设备概述外部设备概述外部设备大致分三类外部设备大致分三类磁盘、光盘、磁带磁盘、光盘、磁带1.人机交互设备人机交互设备2.计算机信息存储设备计算机信息存储设备3.机机机通信设备机通信设备调制解调器等调制解调器等主主机机设备设备控制器控制器机、电机、电磁、光磁、

2、光部分部分I/O接接口口外部设备外部设备l由一组排列成阵列形式的按键开关组成的由一组排列成阵列形式的按键开关组成的l每按下一个键，产生一个相应的字符代码每按下一个键，产生一个相应的字符代码(每个按键的位置每个按键的位置)l转换成转换成ASCII码或其他码送主机码或其他码送主机输入设备输入设备键盘键盘键盘的历史键盘的历史l最早的键盘可能是出现在最早的键盘可能是出现在17世纪世纪初，那时的欧洲就有人发明了格初，那时的欧洲就有人发明了格式不太成熟的式不太成熟的打字机打字机，键盘就是应用在这些打字机上的。，键盘就是应用在这些打字机上的。l在在1868年年，被称作，被称作“打字机之父打字机之父”的美国人

3、的美国人克里斯托夫克里斯托夫拉森拉森肖尔斯肖尔斯（ChristopherLathamSholes），获得了打字机模型专），获得了打字机模型专利并取得打字机的经营权。利并取得打字机的经营权。lQWERTY键盘的布局将最常用的几个字母安置在相反方向，以键盘的布局将最常用的几个字母安置在相反方向，以此最大限度放慢打字时敲键速度，从而避免卡键。此最大限度放慢打字时敲键速度，从而避免卡键。l1873年采取年采取QWERTY布局的第一台商用打字机成功地投放市场。布局的第一台商用打字机成功地投放市场。l在在1888年年全美举行了公开的打字比赛，一个叫做马加林的法院速全美举行了公开的打字比赛，一个叫做马加林的

4、法院速记员按照明确的指法分工进行盲打，速度非常快，而且错误仅有记员按照明确的指法分工进行盲打，速度非常快，而且错误仅有万分之三。万分之三。DVORAK式键盘式键盘AmericanStandardCodeforInformationInterchangeASCII字符编码表字符编码表b6b5b4b3b2b1b00000010100111001011101110000NULDLESP0P、p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC22BRbr0011ETXDC33CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7

5、GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；Kk1100FFFS，Ll1101CRGS-=Mm1110SORSNn1111SIUS/?O-oDELl每个字符用每个字符用7位二进制代码表示，其排列次序为位二进制代码表示，其排列次序为b6b5b4b3b2b1b0，b6b5b4为高位部分，为高位部分，b3b0为低位部分。为低位部分。l一个字符在计算机内实际是用一个字符在计算机内实际是用8位表示。正常情况下，位表示。正常情况下，最高一位最高一位b7为为“0”。这一位可用于存放奇偶校验的值。这一位可用于存放奇偶校验的值。l编码值编

6、码值031不对应任何可印刷字符，通常称它们为不对应任何可印刷字符，通常称它们为控制字符，用于通信控制或对计算机设备的功能控制。控制字符，用于通信控制或对计算机设备的功能控制。l编码值为编码值为20H的是空格的是空格(或间隔或间隔)字符字符SP。编码值为。编码值为7FH的是删除控制的是删除控制DEL码。码。l其余的其余的94个字符称为可印刷字符。个字符称为可印刷字符。ASCII字符编码规律字符编码规律ASCII字符编码规律字符编码规律l字符字符09这这10个数字符的高个数字符的高3位编码为位编码为011，低，低4位为位为00001001。当去掉高。当去掉高3位的值时，低位的值时，低4位正好是二进

7、位正好是二进制形式的制形式的09。l英文字母的编码值满足正常的字母排序关系，且大、英文字母的编码值满足正常的字母排序关系，且大、小写英文字母编码的差别仅表现在小写英文字母编码的差别仅表现在b5一位的值为一位的值为0或或1。定点设备定点设备(pointingdevice)鼠标鼠标鼠标的发展历史鼠标的发展历史l1968年年12月月9日日，世界上的第一个鼠标诞生于，世界上的第一个鼠标诞生于美国斯坦福大学美国斯坦福大学。发明者是发明者是DouglasEnglebart博士。博士。l1981年年，第一只商业化鼠标诞生，第一只商业化鼠标诞生(Xerox)。l1983年年，罗技罗技发明了第一只光学机械式鼠标

8、，也就是我们今天发明了第一只光学机械式鼠标，也就是我们今天所说的机械鼠标。这种鼠标结构成为了事实上的业界标准。所说的机械鼠标。这种鼠标结构成为了事实上的业界标准。l1980年代年代初初，还出现了第一代光电鼠标，这类光电鼠标具有比，还出现了第一代光电鼠标，这类光电鼠标具有比机械鼠标更高的机械鼠标更高的精确度精确度。但是它必须工作在特殊的印有细微格。但是它必须工作在特殊的印有细微格栅的光电鼠标垫上。这种鼠标过高的成本限制了其使用范围。栅的光电鼠标垫上。这种鼠标过高的成本限制了其使用范围。l1999年年，安捷伦公司，安捷伦公司(Aeilent,后改组为安华高后改组为安华高,Avago)发发布了布了I

9、ntelliEye光学引擎，继而市场上出现了不需要专用鼠标光学引擎，继而市场上出现了不需要专用鼠标垫的光电鼠标，光电鼠标的普及由此开始。垫的光电鼠标，光电鼠标的普及由此开始。DouglasEngelbart(道格拉斯道格拉斯恩格尔巴特恩格尔巴特)lThefatherofthemouselTuringaward1997lAUGMENTINGHUMANINTELLECT:AConceptualFramework1962NationalMedalofTechnologyRecipientsYear2000CitationFor an inspiring vision of the future of

10、 interactive computing and the invention of key technologies to help realize this vision.机械鼠标器示意图机械鼠标器示意图1：移动鼠标带动滚球。：移动鼠标带动滚球。2：X方向和方向和Y方向转杆传递鼠标移动。方向转杆传递鼠标移动。3：光学刻度盘。：光学刻度盘。4：晶体管发射红外线可穿过刻度盘的小孔。：晶体管发射红外线可穿过刻度盘的小孔。5：光学传感器接收红外线并转换为平面移动速度。：光学传感器接收红外线并转换为平面移动速度。机械鼠标器内部示意图机械鼠标器内部示意图光电鼠标光电鼠标l光电鼠标内部有一个光电鼠标内

11、部有一个发光二极管发光二极管，发出光线照亮光电鼠标底部，发出光线照亮光电鼠标底部表面。表面。l光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜一组光学透镜，传输到一个传输到一个光感应器件（微成像器）光感应器件（微成像器）内成像。内成像。l当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。连贯图像。l利用光电鼠标内部的一块利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（专用图像分析芯片（DSP）对移动轨对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理。迹上摄取的一系列图像进行分析处理。l通过对这些图像

12、上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。l由由IBM发明，目前常见于发明，目前常见于IBM和和Toshiba的笔记本电脑的笔记本电脑指针棒指针棒/追踪点追踪点(Pointingstick/TrackPoint)l小按钮能够感应手指推力的大小和方向，并由此来控制鼠标的小按钮能够感应手指推力的大小和方向，并由此来控制鼠标的移动轨迹，而大按钮相当于标准鼠标的左右键。移动轨迹，而大按钮相当于标准鼠标的左右键。l移动速度快，定位精确，但控制起来有点困难，初学者不容易上手移

13、动速度快，定位精确，但控制起来有点困难，初学者不容易上手触摸板触摸板(Trackpad)l触摸板由一块能够感应手指运行轨迹的压感板和两个按钮组触摸板由一块能够感应手指运行轨迹的压感板和两个按钮组成，两个按钮相当于标准鼠标的左右键。成，两个按钮相当于标准鼠标的左右键。l触摸板没有机械磨损，控制精度较好，操作方便，初学者很触摸板没有机械磨损，控制精度较好，操作方便，初学者很容易上手。容易上手。跟踪球跟踪球(Trackball)Joystick(操纵杆操纵杆)1980sone-buttongamejoystick触摸屏触摸屏(TouchScreen)UMPC多数触摸屏都使用感应触及时产生电流变化的电

14、阻技术多数触摸屏都使用感应触及时产生电流变化的电阻技术l最常用的触摸屏技术是在透明的面板上涂上一层薄的导电最常用的触摸屏技术是在透明的面板上涂上一层薄的导电材料，导电材料对触摸屏幕时的产生的电流十分敏感。材料，导电材料对触摸屏幕时的产生的电流十分敏感。l这种电阻技术持久耐用，不会被尘土或水所损坏，不过锋这种电阻技术持久耐用，不会被尘土或水所损坏，不过锋利的物体能毁坏它。利的物体能毁坏它。手写输入手写输入(HandwritingInput)输出设备输出设备显示器显示器CRT(CathodeRayTube，阴极射线管，阴极射线管)显示器显示器采用与标准电视机类似的玻璃电子管，电子管内的枪状机采用与

15、标准电视机类似的玻璃电子管，电子管内的枪状机械装置射出电子束到屏幕上，激活单个的颜色点形成图像。械装置射出电子束到屏幕上，激活单个的颜色点形成图像。体积大体积大、耗电量大耗电量大。LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器，液晶显示器)能通过处理液体晶状单元层内的光线来产生图像。能通过处理液体晶状单元层内的光线来产生图像。LCD显示器的优点是显示清晰、低辐射、轻便和紧凑显示器的优点是显示清晰、低辐射、轻便和紧凑等离子显示器等离子显示器(plasmadisplaypanel，PDP)l等离子体显示是利用惰性气体在一定电压作用下产生气等离子体显示是利用惰性气体在一定电压作用下产生

16、气体放电现象而实现的一种发光型平板技术。体放电现象而实现的一种发光型平板技术。l其结构好比把数百万个等离子管按一定方式排列在两块其结构好比把数百万个等离子管按一定方式排列在两块平板玻璃之间，构成显示器。平板玻璃之间，构成显示器。l具有具有体积小体积小，重量轻重量轻，亮度高亮度高，视角大视角大，无无X射线辐射射线辐射的的特点。特点。显示技术中的有关术语显示技术中的有关术语l屏幕尺寸屏幕尺寸(ScreenSize)从屏幕的一个角到其对角的从屏幕的一个角到其对角的长度，用英寸度量。一般显示器的尺寸从长度，用英寸度量。一般显示器的尺寸从13英寸到英寸到21英寸。英寸。l可视图像尺寸可视图像尺寸(vie

17、wableimagesize)l点距点距(dotpitch,dp)是度量图像清晰度的一种方式，是度量图像清晰度的一种方式，越小的点距图像越清晰。点距是指带有颜色的像素点之越小的点距图像越清晰。点距是指带有颜色的像素点之间的距离，以毫米为单位。间的距离，以毫米为单位。l现在显示设备的点距一般为现在显示设备的点距一般为0.23mm0.26mml视角宽度视角宽度(viewinganglewidth)是指观察者距离显是指观察者距离显示器的侧面仍能看清显示器的距离。示器的侧面仍能看清显示器的距离。lCRT和等离子显示器的视角最宽和等离子显示器的视角最宽lCRT的刷新率的刷新率(refreshrate,垂

18、直扫描速率垂直扫描速率)指屏幕更新的速度，刷新率越快，显示器闪动就越少。指屏幕更新的速度，刷新率越快，显示器闪动就越少。一般说来，屏幕不闪动需要一般说来，屏幕不闪动需要75Hz的刷新率。的刷新率。l灰度级灰度级(graylevel)所显示像素点的亮暗差别，灰度级所显示像素点的亮暗差别，灰度级越多，图像层次越清楚逼真。越多，图像层次越清楚逼真。l色深色深(colordepth，位深，位深)可以显示的颜色数量可以显示的颜色数量l24位，位，1600多万种颜色多万种颜色l分辨率分辨率(resolution)显示设备屏幕上水平像素和垂直显示设备屏幕上水平像素和垂直像素的总数目像素的总数目分辨率的影响分

19、辨率的影响l帧存储器帧存储器(VRAM，视频存储器视频存储器)为了不断提供刷新为了不断提供刷新图像的信号，必须把整屏图像存储起来，存储整屏图图像的信号，必须把整屏图像存储起来，存储整屏图像的存储器为帧存储器。像的存储器为帧存储器。帧存储器的容量帧存储器的容量由由图像分辨率图像分辨率和和灰度决定灰度决定。分辨率为分辨率为1024 1024，256级灰度的图像，存储容量为级灰度的图像，存储容量为1024 1024 8b=1MB容量容量和和存储周期存储周期是帧存储器的两个重要的技术指标。是帧存储器的两个重要的技术指标。显卡核心卡核心显卡显卡芯片芯片GeForce9600GSO芯片芯片厂商厂商NVID

20、IA芯片芯片位宽位宽256bit制造制造工艺工艺65纳米纳米核心核心代号代号G92显卡卡频率率核心核心频率频率600MHz显存显存频率频率1800MHz显存存规格格显存显存类型类型DDR3显存显存容量容量(MB)384显存显存位宽位宽192bit显存显存描述描述采用采用1.0nsDDR3显存显存显存显存速度速度(ns)1.0ns最高最高分辨分辨率率参数纠错参数纠错2560*1600昂达昂达9600GSO384M参数参数输出设备输出设备打印机打印机点阵打印机点阵打印机(dotmatrixprinter)l点阵打印机用纤细的金属丝网格来产生字符和图形。点阵打印机用纤细的金属丝网格来产生字符和图形。

21、l随着打印头穿过纸张，金属丝敲击色带，在纸上产随着打印头穿过纸张，金属丝敲击色带，在纸上产生生PC机所要求的图案。机所要求的图案。喷墨打印机喷墨打印机(inkjetprinter)l使用喷嘴状的打印头将墨滴喷射到纸上，以产生字符和使用喷嘴状的打印头将墨滴喷射到纸上，以产生字符和图形。图形。l彩色喷墨打印机的打印头由一系列的喷嘴组成，每个喷彩色喷墨打印机的打印头由一系列的喷嘴组成，每个喷嘴都有自己的墨盒。嘴都有自己的墨盒。l多数喷墨打印机使用多数喷墨打印机使用CMYK色彩。色彩。Cyan(靛蓝靛蓝),Megenta(洋红洋红)，Yellow(黄色黄色)，Black(黑黑)激光打印机激光打印机(l

22、aserprinter)l激光打印机采用和复印机相同的技术，将光点印在感激光打印机采用和复印机相同的技术，将光点印在感光鼓上。光鼓上。l经过静电充电的墨粉被吸引到硒鼓上，然后再转印到经过静电充电的墨粉被吸引到硒鼓上，然后再转印到纸上。纸上。选购打印机时的注意事项选购打印机时的注意事项l分辨率分辨率dpi,900dpi，2400dpil打印速度打印速度ppm,cps,630ppml月突发的峰值打印量月突发的峰值打印量(dutycycle)ppm,3000ppml运行成本运行成本l双面功能双面功能l内存内存(PrinterControlLanguage,postscript)l网络功能网络功能打印机对比打印机对比