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1、第4章 外围设备23第四章第四章 外围设备外围设备重点内容：概述；键盘；显示设备；打印设备；外部存储器。44.14.1 概述 4.1.1 外围设备的一般功能与组成I/O操作是通过各种外部设备来完成的，这些外部设备提供了在外部环境和计算机之间交换数据的手段。外部设备通过连接到I/O接口的连线与计算机系统连接，这些连线用来在I/O接口和外部设备间交换控制、状态和数据信息。数据（单独设备）送到或来自环境控制逻辑变换器缓冲区数据（位）来自或送至I/O模块状态送至I/O模块控制来自I/O模块54.1.2 4.1.2 外围设备的分类 广义分类 人可读的：适用于与计算机用户通信； 机器可读的：适用于与设备通
2、信； 通信：适用于与远程设备通信。 计算机系统组成的角度 输入设备 输出设备 外存储器 终端设备 其他广义外围设备 64.1.3 调用I/O设备的层次 调用I/O设备的用户界面 设备驱动程序 设备控制器及控制程序 I/O设备的具体操作74.24.2 键盘 4.2.1 硬件扫描键盘锁定信号高位振荡器计数器接口列译码器符合比较器行译码器键盘816去抖电路 低位ROM84.24.2 键盘 4.2.2 软件扫描键盘5V10230111行102394.3 4.3 显示设备 显示设备是计算机系统重要的输出设备之一。 显示器屏幕上的字符、图形不能永久记录下来；一旦关机，屏幕上的信息也就消失了，所以显示器又称
3、为“软拷贝”装置。 显示设备子系统的硬件组成一般包括显示器件（或称显示器Monitor）、控制器和接口，在微机系统中往往合为一个整体，称为显示器适配卡。 其软件组成有包含在操作系统中的驱动程序，可由操作系统命令调用；提供专门图形功能的各种图形软件包等。104.3.1 显示方式与常见显示规格 显示方式分类 字符/数字方式 图像方式 性能指标 显像管尺寸 分辨率 刷新率 行频 场频 带宽 点距114.3.2 光栅扫描成像原理 CRT结构原理聚焦系统电子枪垂直偏转线圈水平偏转线圈视频放大扫描偏转电路电子束荧光屏视频信号垂直同步水平同步124.3.3 屏幕显示与显示缓存间的对应关系 缓存地址与屏幕位置
4、的对应关系 VRAMROM屏幕E编码R编码T编码E点阵R点阵T点阵RE01n-1T134.4 打印设备 4.4.1 打印设备的分类 按印字原理划分，有击打式和非击打式两大类。 按工作方式分，有串行打印机和行式打印机两种。 此外，按打印纸的宽度还可分为宽行打印机和窄行打印机，还有能输出图的图形/图像打印机，具有色彩效果好的彩色打印机等。144.4.2 点阵针式打印机 针式打印机构原理示意图打印纸色带导板打印针针管衔铁铁心线圈1 2 3 4 5 6 7钢针打印头154.4.3 激光打印机激光打印机原理框图激光器激光扫描系统字符发生器接口控制器字符点阵脉冲清扫系统充电感光鼓（硒鼓）显像系统电子照相系
5、统纸纸转印转写定影预热计算机164.5 磁盘存储器 4.5.1 磁表面存储器原理磁性材料的磁滞回线 B Br Bm H Hm Hc 0 I Hc Hm Bm Br 写 0 电流 写 1 电流 t 174.5.1 磁表面存储器原理 磁表面存储器的读/写原理 写线圈 写线圈 铁心 磁通 载磁体 磁层 局部磁化单元 局部磁化单元 I I S S N N （a）写入 0 （b）写入 1 读线圈 读线圈 铁心 磁通 磁层 N S S N 运动方向 运动方向 e e t t （a）读 0 （b）读 1 184.5.1 磁表面存储器原理 磁表面存储器的优点 存储密度高，记录容量大，每位价格低； 记录介质可重
6、复利用（通过改变剩磁状态）； 无需能量维持信息，掉电信息不丢失，记录信息可长久保持； 利用电磁感应读出信号，非破坏性读写。 磁表面存储器的缺点 只能顺序存取，不能随机存取； 读写时要靠机械运动，存取速度慢； 读写可靠性差，必须加校验码； 由于使用机械结构，对工作环境要求高。194.5.2 磁盘的物理组织 磁头运动 固定磁头（每磁道一个） 可移动磁头（每个面一个） 磁盘可更换性 不可更换磁盘 可更换磁盘 盘片 单面 双面 磁头机制 接触（软盘） 固定间隙 空气动压气隙（温氏磁盘）204.5.2 磁盘的物理组织 温彻斯特磁盘结构密封罩盘组主轴通风机滤尘器取数臂定位驱动器速度传感器小车传动皮带主电机
7、磁头214.5.3 磁盘的数据组织和寻址 磁盘的每一个记录面被划分为若干个同心圆，被称为磁道（tracks） 磁道编号顺序：由外向内 当一个磁盘系统有多个记录面时，不同记录面的同一磁道被称为柱面（cylinder） 每个磁道又被划分为若干个数据块，称为扇区（sectors） 扇区是磁盘能够寻址到的最小单位224.5.4 磁盘技术指标 存储密度 道密度：沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数。 位密度：沿磁道圆周方向单位长度上所能记录的二进制位数。 存储容量：指一个磁盘装置所能存储二进制信息的总量。 非格式化容量位密度内圈磁道周长磁道总数 格式化容量扇区容量每道扇区数磁道总数 234.5.4 磁盘技术
8、指标 平均存取时间 寻道时间：磁头定位到要求的磁道所花费的时间。 旋转延迟：磁道上待访问的信息旋转到磁头下方所需要的时间。 数据传输率磁盘转速每条磁道的容量（字节/秒） 传送时间要传送的字节数数据传输率 244.6 其他外部存储器 RAID（磁盘冗余阵列） 光盘存储设备 磁带存储设备 254.7 外部接口SCSI 计算机系统中的I/O接口和外设的连接可用点对点或多点方式。 SCSI用做CD-ROM驱动器、音频设备及外部大容量存储设备的标准接口。 SCSI采用一个并行接口，可选择8位、16位或32位数据线。26小 结外围设备用于计算机系统和外界进行信息交换，主要包括输入设备、输出设备、外存设备等
9、。每一种设备，都是在它自己的设备控制器控制下进行工作，而设备控制器则通过适配器（接口）和主机相连，并受主机控制。键盘是计算机常用的输入设备。显示设备是计算机系统重要的输出设备之一。磁盘、磁带属于磁表面存储器，特点是存储容量大，位价格低，记录信息永久保存，但存取速度较慢，因此在计算机系统中作为辅助大容量存储器使用。磁表面存储器的主要技术指标有存储密度、存储容量、平均存取时间、数据传输速率。光盘是近年发展起来的一种外存设备，是多媒体计算机不可缺少的设备。按读/写性质分，光盘有只读型光盘、一次写多次读型光盘和重写型光盘。RAID是一组物理磁盘驱动器，在操作系统下被视为一个单一的逻辑驱动器。I/O接口与外设的连接形式，围绕着外设的性质及操作设计。计算机系统中的I/O接口和外设的连接可用点对点或多点方式。SCSI用作CD-ROM驱动器、音频设备及外部大容量存储设备的标准接口。SCSI采用一个并行接口，可选择8位、16位或32位数据线。