《《计算机组成》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《计算机组成》PPT课件.ppt（53页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、计计算机组成原理算机组成原理第第7 7章章 外部设备外部设备主要内容主要内容磁介质存储器的基本原理磁介质存储器的基本原理硬盘存储器相关参数计算硬盘存储器相关参数计算光盘存储器的原理光盘存储器的原理键盘的基本原理键盘的基本原理显示器的基本原理显示器的基本原理什么是外部设备？什么是外部设备？中中央央处处理理器器（CPU）和和主主存存储储器器（MM）构构成成计算机的主机。计算机的主机。除除主主机机以以外外，而而又又围围绕绕着着主主机机而而设设置置的的各各种种硬硬件装置叫做外部设备或外围设备件装置叫做外部设备或外围设备分类：分类：辅助存储器辅助存储器输入输出设备输入输出设备磁表面存储器利用磁层的磁化状
2、态存储信息。磁表面存储器利用磁层的磁化状态存储信息。记录介质记录介质 在磁表面存储器中，信息是记录在一薄层磁性材料的在磁表面存储器中，信息是记录在一薄层磁性材料的表面上，这个薄层称为表面上，这个薄层称为磁层磁层。磁层与所附着的载体被称。磁层与所附着的载体被称为记录介质或记录媒体。为记录介质或记录媒体。磁头磁头 磁头是一种磁头是一种电磁转换电磁转换元件，能把电脉冲表示的二进制元件，能把电脉冲表示的二进制代码转换成磁记录介质上的磁化状态，即电磁转换；代码转换成磁记录介质上的磁化状态，即电磁转换；反过来，能把磁记录介质上的磁化状态转换成电脉冲，反过来，能把磁记录介质上的磁化状态转换成电脉冲，即磁电转
3、换。即磁电转换。7.1 磁表面存储器磁表面存储器的基本原理的基本原理1.磁表面存储器的读写原理磁表面存储器的读写原理 在读写过程中，记录介质与磁头之间做相对运动。在读写过程中，记录介质与磁头之间做相对运动。（1）写入过程）写入过程 在写磁头线圈中通以一定方向的写电流，于是在在写磁头线圈中通以一定方向的写电流，于是在磁头下方的一个局部区域被磁化，形成一个磁化单磁头下方的一个局部区域被磁化，形成一个磁化单元或称记录单元。当这部分介质移出磁头作用区后，元或称记录单元。当这部分介质移出磁头作用区后，仍将留下足够强的剩磁。在写磁头中通以不同方向仍将留下足够强的剩磁。在写磁头中通以不同方向的写电流，就会产
4、生两种不同的剩磁状态，正好对的写电流，就会产生两种不同的剩磁状态，正好对应二进制信息的应二进制信息的“1”和和“0”。（2）读出过程）读出过程 读出时，读出线圈不外加电流。当某一磁化单元运读出时，读出线圈不外加电流。当某一磁化单元运动到读磁头下方时，在读出线圈两端产生感应电动势动到读磁头下方时，在读出线圈两端产生感应电动势e。不同的磁化状态感生电动势的方向不同。感应电。不同的磁化状态感生电动势的方向不同。感应电动势动势e经放大、检波、限幅、整形和选通后，获得符经放大、检波、限幅、整形和选通后，获得符合要求的信号。合要求的信号。硬盘存储器硬盘存储器1.温温彻彻斯特斯特盘盘的特点：磁的特点：磁头头
5、、盘盘片、磁片、磁头头定位机构、定位机构、主主轴轴，甚至，甚至连读连读/写写驱动电驱动电路等都被密封在一个路等都被密封在一个盘盘盒盒内，构成一个内，构成一个头头盘组盘组合体，合体，这这个个组组合体不可随意合体不可随意拆卸，它的防拆卸，它的防尘尘性能好，可靠性高，性能好，可靠性高，对对使用使用环环境要境要求不高。求不高。属于移动头硬盘：每个盘面上只有一个读写头，当需属于移动头硬盘：每个盘面上只有一个读写头，当需要在不同磁道上读写时，要驱动读写臂沿盘面作径要在不同磁道上读写时，要驱动读写臂沿盘面作径向移动。（找道时间）向移动。（找道时间）硬磁盘硬磁盘2.硬盘的基本结构硬盘的基本结构 硬硬盘驱动盘驱
6、动器内器内有有多个多个盘盘片，它片，它们们被叠装在主被叠装在主轴轴上，上，构成一个构成一个盘组盘组，每个，每个盘盘片的两面都可用作片的两面都可用作记录记录面。面。磁磁头头盘盘片片磁磁头头定位机构定位机构主主轴轴读读/写写驱动电驱动电路路0n3.硬盘的信息分布硬盘的信息分布（1）记录记录面面 硬硬盘驱动盘驱动器中器中可可有多个有多个盘盘片片（数（数量为量为120片）片），每个，每个盘盘片有两个片有两个记录记录面，每个面，每个记录记录面面对应对应一个磁一个磁头头。（2）磁道）磁道 在在记录记录面上，一条条磁道形成一面上，一条条磁道形成一组组同心同心圆圆，最外圈的磁道，最外圈的磁道为为0号，号，往内
7、往内则则磁道号逐步增加。磁道号逐步增加。0n（3）圆圆柱面柱面 在一个在一个盘组盘组中，各中，各记录记录面上相同面上相同编编号（位置）的号（位置）的诸诸磁道构成一个磁道构成一个圆圆柱面。例如，某柱面。例如，某驱动驱动器有器有4片片8面，面，则则8个个0号磁道构成号磁道构成0号号圆圆柱面，柱面，8个个1号磁道构成号磁道构成1号号圆圆柱面，柱面，。硬。硬盘盘的的圆圆柱面数等于一个柱面数等于一个记录记录面上面上的磁道数，的磁道数，圆圆柱面号即柱面号即对应对应的磁道号。的磁道号。当主机要存入一个当主机要存入一个较长较长的文件的文件时时，若一条磁道存不完，若一条磁道存不完，就需要存放在几条磁道上。就需要
8、存放在几条磁道上。应应将一个文件尽可能地将一个文件尽可能地存放在同一存放在同一圆圆柱面中的不同磁道上。柱面中的不同磁道上。这这是因是因为为各各记记录录面的磁面的磁头头可同可同时时定位，定位，换换道的道的时间时间仅仅是磁是磁头选择头选择电电路的路的译码时间译码时间。（4）信息）信息块块/扇区扇区 一条磁道上可存一条磁道上可存储储大大约约几十几十KB的信息，将一条磁的信息，将一条磁道划分道划分为为若干扇区，每个扇区存放一个定若干扇区，每个扇区存放一个定长长信息信息块块。4.传统硬盘驱动器的特点：传统硬盘驱动器的特点：每个磁道上记录的扇区数是相同的，因而存储的信息每个磁道上记录的扇区数是相同的，因而
9、存储的信息量也是相同的量也是相同的由于外圈磁道比内圈磁道更长一些，但存储的信息量由于外圈磁道比内圈磁道更长一些，但存储的信息量却相同，所以外圈磁道上明显地存在着浪费。却相同，所以外圈磁道上明显地存在着浪费。内圈磁道的位密度高，外圈磁道的位密度低内圈磁道的位密度高，外圈磁道的位密度低每个磁道记录的信息量及转速是相同的，所以它们的每个磁道记录的信息量及转速是相同的，所以它们的数据传送率也是相同的。数据传送率也是相同的。5.寻寻址址过过程程（1）定位（）定位（寻寻道）道）首先将磁首先将磁头头移至目的磁道。移至目的磁道。寻寻道道时间时间：既取决于定位机构的运：既取决于定位机构的运动动速度，速度，还还取
10、决于磁取决于磁头头当前所当前所在磁道与目的磁道之在磁道与目的磁道之间间的距离。因此，的距离。因此，对对于用于用户户的每一次的每一次调调用，用，这这是一个不定是一个不定值值。（2）寻寻找扇区找扇区 当磁当磁头头定位到指定磁道上之后，所需定位到指定磁道上之后，所需寻寻找的起始扇区并不一找的起始扇区并不一定正好定正好经过经过磁磁头头下方，因此可能需要一段等待下方，因此可能需要一段等待时间时间，称，称为为旋旋转转等待等待时间时间。对对于用于用户户的每一次的每一次调调用，用，这这也是一个不定也是一个不定值值。平均等待平均等待时间时间：这这个指个指标标与与盘盘片片转转速相关，它是速相关，它是盘盘片旋片旋转
11、转半周的半周的时间时间，即最，即最长长等待等待时间时间的一半。的一半。6.磁表面存储器的技术指标磁表面存储器的技术指标（1）记录密度）记录密度道密度道密度是指是指垂直于磁道方向上单位长度中的磁道数目垂直于磁道方向上单位长度中的磁道数目，道密，道密度的单位是道度的单位是道/英寸（英寸（TPI）或道）或道/毫米（毫米（TPM）。）。位密度位密度 位密度又叫纵向密度，是指位密度又叫纵向密度，是指沿磁道方向上单位沿磁道方向上单位长度中所能记录的二进制信息的位数长度中所能记录的二进制信息的位数，位密度的单，位密度的单位为位位为位/英寸（英寸（bpi）或位）或位/毫米（毫米（bpm）。）。名词：名词：什么
12、是磁道？什么是磁道？指的是磁头写入磁场在记录介质表面上形成的指的是磁头写入磁场在记录介质表面上形成的磁化轨迹。磁化轨迹。磁盘：是磁盘表面上的许多同心圆。磁盘：是磁盘表面上的许多同心圆。磁带：是沿着磁带长度方向的直线。磁带：是沿着磁带长度方向的直线。对于磁盘来说，虽然磁道的周长各不相同，但对于磁盘来说，虽然磁道的周长各不相同，但其磁道容量是相同的，所以内圈的位密度最大，其磁道容量是相同的，所以内圈的位密度最大，外圈的位密度最小，一般位密度是指内圈的位外圈的位密度最小，一般位密度是指内圈的位密度。密度。（2 2）存储容量）存储容量是指磁表面存储器所能存储的二进制信息总量。一般是指磁表面存储器所能存
13、储的二进制信息总量。一般用字节为单位。用字节为单位。格式化容量：是指按照某种特定的记录格式所能存储格式化容量：是指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量。信息的总量。格式化容量格式化容量=记录面数记录面数每面的磁道数每面的磁道数每道扇区数每道扇区数记录块的字节数记录块的字节数非格式化容量：是指磁记录表面可以利用的磁化单元非格式化容量：是指磁记录表面可以利用的磁化单元总数。总数。非格式化容量非格式化容量=记录面数记录面数每面的磁道数每面的磁道数磁道容量磁道容量磁道容量最大位密度磁道容量最大位密度最内圈磁道周长最内圈磁道周长格式化容量一般约为非格式化容量的格式化容量一般约为非格式化容量的60%7
14、0%什么是格式化？什么是格式化？新的磁盘在使用之前需先进行格式化，格式化实际上新的磁盘在使用之前需先进行格式化，格式化实际上就是在磁盘上划分记录区，写入各种标志信息和地就是在磁盘上划分记录区，写入各种标志信息和地址信息，这些信息占用了磁盘的存储空间，故格式址信息，这些信息占用了磁盘的存储空间，故格式化之后的有效存储容量要小于非格式化容量。化之后的有效存储容量要小于非格式化容量。（3 3）平均存取时间）平均存取时间 当磁头接到读当磁头接到读/写命令，从原来的位置移动到指定写命令，从原来的位置移动到指定位置，并完成读位置，并完成读/写操作的时间叫存取时间。写操作的时间叫存取时间。存取时间主要包括：
15、存取时间主要包括：找道时间：磁头从原先位置移动到目的磁道所需要的找道时间：磁头从原先位置移动到目的磁道所需要的时间时间等待时间：到达目的磁道以后，等待被访问的记录区等待时间：到达目的磁道以后，等待被访问的记录区旋转到磁头下方所需的时间。旋转到磁头下方所需的时间。信息的信息的读读/写操作写操作时间时间：可以忽略不：可以忽略不计计。（4）数据）数据传传送率送率 磁表面存磁表面存储储器在器在单单位位时间时间内向主机内向主机传传送数据的位送数据的位数或字数或字节节数，称数，称为为数据数据传传送率送率Dr，单单位位为为位位/秒或秒或字字节节/秒。秒。数据传送率为：数据传送率为：Dr=每一道的容量每一道的
16、容量/旋转一圈的时间旋转一圈的时间磁盘存储器参数的计算示例：磁盘存储器参数的计算示例：例例：设设有有一一个个盘盘面面直直径径为为18 in的的磁磁盘盘组组，有有20个个记记录录面面，每每面面有有5in的的区区域域用用于于记记录录信信息息，记记录录密密度度为为100道道/in（TPI）和和1000b/in（bpi），转转速速为为2400 r/min，道道间间移移动动时时间间为为，试试计计算算该该盘盘组组的的容容量量、数数据据传传送送率和平均存取时间。率和平均存取时间。每一记录面的磁道数每一记录面的磁道数N为为 N5 in/面面100道道/in500道道/面面 最内圈磁道的周长为最内圈磁道的周长为
17、L=(18-25)in=25.12 in 以以最最内内圈圈磁磁道道的的周周长长当当作作每每条条磁磁道道的的长长度度，故故该该盘盘组组的的存存储储容量（非格式化容量）为容量（非格式化容量）为 道道500道道/面面20面面=251.2106 b=31.4106 B 磁盘旋转一圈的时间为磁盘旋转一圈的时间为 t=1/2400(r/min)60 s/min=0.025s=25ms 数据传送率为数据传送率为 Dr=每一道的容量每一道的容量/旋转一圈的时间旋转一圈的时间 =25120/25=1004.8b/ms=1.0048106 b/s =0.1256106 B/s=0.1256 MB/s 平均存取时间
18、为平均存取时间为 Ta(0+0.2*499)/2+(0+25)/2ms60 ms例：一台三个盘片的磁盘组，共有四个记录面，转速例：一台三个盘片的磁盘组，共有四个记录面，转速为为72007200转转/分，盘面有效记录区的外径为分，盘面有效记录区的外径为30cm30cm，内径，内径为为20cm20cm，记录位密度为，记录位密度为250bit/mm250bit/mm，磁道密度，磁道密度8 8道道/mm,/mm,盘面分盘面分1616个扇区，每扇区个扇区，每扇区10241024字节，设磁头移动速度字节，设磁头移动速度为为2m/s2m/s。求：求：1 1、计算盘组的非格式化容量和格式化容量。、计算盘组的非
19、格式化容量和格式化容量。2 2、计算该磁盘的数据传输率、平均找道时间和平均、计算该磁盘的数据传输率、平均找道时间和平均等待时间。等待时间。解：解：1 1、磁盘的记录区域为：、磁盘的记录区域为：(30-20)/2=5cm(30-20)/2=5cm磁盘的磁道数：磁盘的磁道数：510mm8510mm8道道/mm=400/mm=400道道非格式化容量非格式化容量=记录面数记录面数每面的磁道数每面的磁道数磁道容量磁道容量格式化容量格式化容量=记录面数记录面数每面的磁道数每面的磁道数扇区数扇区数记录块的字记录块的字节数节数2 2、磁盘的数据传输率、磁盘的数据传输率=每道扇区数每道扇区数扇区容量扇区容量盘片
20、转数盘片转数平均找道时间平均找道时间=磁头移动磁头移动400400道的时间道的时间/2/2平均等待时间平均等待时间=转一周时间转一周时间/2/2光盘存储器光盘存储器1.分分类类：（1）CD-ROM光光盘盘 只只读读型光型光盘盘，它由生，它由生产产厂家厂家预预先写入数据和程序，先写入数据和程序，使用使用时时用用户户只能只能读读出，不能修改或写入新内容。出，不能修改或写入新内容。这这种光种光盘盘是以是以烧烧孔的形式孔的形式记录记录信息的，在光信息的，在光盘盘的的记记录录薄膜上有小孔表示薄膜上有小孔表示记录记录“1”，无小孔表示，无小孔表示记录记录“0”。（2）WORM光光盘盘 WORM光光盘盘可由
21、用可由用户户写入信息，写入后可以多次写入信息，写入后可以多次读读出，但只能写入一次，信息写入后将不能再修改，出，但只能写入一次，信息写入后将不能再修改，所以称所以称为为只写一次型光只写一次型光盘盘。（3）可）可读读写式光写式光盘盘这这种光种光盘类盘类似于磁似于磁盘盘，可重复，可重复读读写。写。2.光盘的读写原理光盘的读写原理光盘采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地光盘采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地记录高密度信息，以使介质材料的光学性质记录高密度信息，以使介质材料的光学性质(如反射率、偏振方向如反射率、偏振方向)的变化来表示所存储的变化来表示所存储信息的信息的“1 1”或或“0 0”。其记录原
22、理有形变、相变和其记录原理有形变、相变和MM-O O存储等。存储等。（1）形变）形变对于只读型和只写一次型光盘写入时，将激光束聚对于只读型和只写一次型光盘写入时，将激光束聚焦成直径为小于焦成直径为小于1m1m的微小光点，以其热作用，融的微小光点，以其热作用，融化盘表面上的光存储介质薄膜，在薄膜上形成小洞化盘表面上的光存储介质薄膜，在薄膜上形成小洞(凹坑凹坑)。有洞的位置表示记录了。有洞的位置表示记录了“1 1”，没有洞的位，没有洞的位置表示置表示“0 0”。读出时，在读出光束的照射下，在有凹坑处和无凹读出时，在读出光束的照射下，在有凹坑处和无凹坑处反射的光强是不同的。利用这种差别，可以读坑处反
23、射的光强是不同的。利用这种差别，可以读出二进制信息。由于读出光束的功率只有写入光束出二进制信息。由于读出光束的功率只有写入光束功率的功率的1 11010，因此不会融出新的凹坑。，因此不会融出新的凹坑。（2）相变）相变光存储介质在激光照射下，晶体结构会发光存储介质在激光照射下，晶体结构会发生变化。从而具有不同的光学性质生变化。从而具有不同的光学性质写入时，强弱不同的激光束对记录点加热写入时，强弱不同的激光束对记录点加热再快速冷却后，记录点分别呈现为非晶态再快速冷却后，记录点分别呈现为非晶态和晶态。和晶态。读出时，用弱激光来扫描相变盘，晶态反读出时，用弱激光来扫描相变盘，晶态反射率高，非晶态反射率
24、低，根据反射光强射率高，非晶态反射率低，根据反射光强弱的变化即可检测出弱的变化即可检测出“1 1”或或“0 0”。相变盘，介质材料发生的物理特性改变相变盘，介质材料发生的物理特性改变都是可逆变化，因此是可重写的。都是可逆变化，因此是可重写的。（3）磁光磁光(M-O)存储存储利用激光在磁性薄膜上产生热磁效应来记录信息，称为磁光存储。利用热磁效应写入数据：当激光束将磁光介质上的利用热磁效应写入数据：当激光束将磁光介质上的记录点加热到居里点温度以上时，外加磁场作用改记录点加热到居里点温度以上时，外加磁场作用改变记录点的磁化方向，而不同的磁化方向可表示数变记录点的磁化方向，而不同的磁化方向可表示数字字
25、“0 0”和和“1 1”。利用读激光来照射到记录点时，记录点的磁化方向利用读激光来照射到记录点时，记录点的磁化方向不同，会引起不同，会引起 反射光的偏振方向不同，从而检测出反射光的偏振方向不同，从而检测出所记录的数据所记录的数据“1 1”或或“0 0”。图8.24 磁光记录原理抹除信息：抹除信息：和记录信息的原理一样，外加一个和记录方和记录信息的原理一样，外加一个和记录方向相反的磁场，对已记录信息的介质用激光向相反的磁场，对已记录信息的介质用激光束照射，使照射区反方向磁化，从而恢复到束照射，使照射区反方向磁化，从而恢复到记录前的磁化状态。记录前的磁化状态。MM-O O驱动器读取信息是根据检测到
26、的光的偏振驱动器读取信息是根据检测到的光的偏振方向，而不是亮度差。方向，而不是亮度差。3.光盘存储器的组成光盘存储器的组成光盘存储器由盘片、驱动器和控制器组成。光盘存储器由盘片、驱动器和控制器组成。驱动器有读写头，寻道定位机构，主轴驱动器有读写头，寻道定位机构，主轴驱动机构等。除了机械电子机构以外，还驱动机构等。除了机械电子机构以外，还有光学机构。有光学机构。光盘盘片的形状与磁盘盘片类似，但记录光盘盘片的形状与磁盘盘片类似，但记录材料不一样。材料不一样。键盘输入设备键盘输入设备键盘上每个按键起一个开关的作用。键盘上每个按键起一个开关的作用。1.键盘电路的作用：键盘电路的作用：当用户按下一个键时
27、能查出按下的是哪一个键并将该当用户按下一个键时能查出按下的是哪一个键并将该键的位置代码送主机。键的位置代码送主机。3.非编码键盘的工作原理非编码键盘的工作原理键盘扫描方法键盘扫描方法 非编码键盘的键一般排列成非编码键盘的键一般排列成M行行N列的矩阵结构，列的矩阵结构，每个按键位于行和列的交叉处。常用的键盘扫描方每个按键位于行和列的交叉处。常用的键盘扫描方法有逐行扫描法和行列扫描法。法有逐行扫描法和行列扫描法。逐行扫描法逐行扫描法程序查询的步骤如下：程序查询的步骤如下：查询是否有键按下查询是否有键按下 首首先先由由CPU对对行行线线的的各各 位位 置置“0”，然然 后后CPU再再从从列列线线读读
28、入入数数据据。若若读读入入的的数数据据为为全全“1”，表表示示无无键键按按下下；只只要要读读入入的的数数据据中中有有一一位位不不为为“1”，表表示示有有键键按按下下，接接着着查按键的位置。查按键的位置。输入寄存器输出寄存器CPU来去CPU+5VD0D7X0X1X2X3X4X5X6X7Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7输出寄存器输入寄存器查询已按下键的位置查询已按下键的位置 a.查询已按下的键在哪一列查询已按下的键在哪一列 哪哪一一位位列列线线为为“0”，表表示示被被按按下下的的键键就就肯肯定定在在这这一列中。一列中。b.查询已按下的键在哪一行查询已按下的键在哪一行 需需要要逐逐行行进进行行扫扫描
29、描。CPU首首先先使使X0=0，X1X7为为全全“1”，读读入入Y0Y7，若若为为全全“1”，表表示示按按键键不不在在这这一一行行；接接着着使使X1=0，其其余余各各位位为为全全“1”，读读入入Y0Y7，直至，直至Y0Y7不为全不为全“1”为止。为止。按行号和列号求键的位置码按行号和列号求键的位置码 得到的行号和列号表示按下键的位置码。得到的行号和列号表示按下键的位置码。4查查ROM表表根据位置码到专用的根据位置码到专用的ROM中取出此键的中取出此键的ASCII码；码；PC/XT键盘键盘键盘接口键盘接口4.微型机键盘微型机键盘键盘控制电路键盘控制电路PC/XTPC/XT键键盘盘采采用用1616
30、行行 8 8列列矩矩阵阵结结构构，由由80488048单单片片机机通通过过执执行行固固化化在在ROMROM中中的的键键盘盘管管理理和和扫扫描描程程序序，对对键键盘盘矩矩阵阵进进行行扫扫描描，形形成成与与按按键键位位置置对对应应的的扫扫描描码码，并以串行的方式送给微机主板上的键盘接口电路。并以串行的方式送给微机主板上的键盘接口电路。键键盘盘内内部部的的单单片片机机根根据据按按键键位位置置向向主主机机发发送送的的仅仅是是该该按键位置的键扫描码。按键位置的键扫描码。键盘接口电路键盘接口电路 键键盘盘接接口口电电路路一一般般在在微微机机主主板板上上，通通过过电电缆缆与与键键盘盘连连接接，串串行行地地接
31、接收收键键盘盘送送来来的的扫扫描描码码，其其功功能能主主要有：要有：串串行行接接收收键键盘盘送送来来的的扫扫描描码码，转转换换成成并并行行数数据据并并暂存；暂存；收收到到一一个个完完整整的的扫扫描描码码后后，立立即即向向主主机机发发中中断断请请求；求；主主机机中中断断响响应应后后读读取取扫扫描描码码，并并转转换换成成相相应应的的ASCIIASCII码码存存入入键键盘盘缓缓冲冲区区。对对于于控控制制键键，设设置置相相应应的的状态；状态；接接收收主主机机发发来来的的命命令令，传传送送给给键键盘盘，并并等等候候键键盘盘的响应，自检时用以判断键盘的正确性。的响应，自检时用以判断键盘的正确性。显示设备显
32、示设备显示器输出的内容不能长期保存，当显示器关机或显显示器输出的内容不能长期保存，当显示器关机或显示别的内容时，原有内容就消失了，所以显示设备属示别的内容时，原有内容就消失了，所以显示设备属于于软拷贝输出设备软拷贝输出设备。灯丝灯丝阴极阴极聚焦极聚焦极石墨层石墨层荧光屏荧光屏显示屏显示屏阳极帽阳极帽偏转线圈偏转线圈栅极栅极阳极阳极电子枪电子枪电子束电子束1.显示器的重要技术指标像素像素 像像素素是是构构成成图图像像的的最最基基本本单单位位，一一般般是是光光点点，所所以又称为像点。以又称为像点。分辨率分辨率 分分辨辨率率指指的的是是显显示示设设备备所所能能表表示示的的像像素素个个数数。像像素越密
33、，分辨率越高，图像越清晰。素越密，分辨率越高，图像越清晰。在在字字符符显显示示方方式式中中，用用一一屏屏可可显显示示的的最最多多字字符符数数表表示示分分辨辨率率，例例如如80列列25行行，表表示示每每屏屏最最多多可可显示显示25行，每行可有行，每行可有80个字符。个字符。在图形显示方式中，用一屏可显示的像点数表在图形显示方式中，用一屏可显示的像点数表示分辨率，例如示分辨率，例如800600，表示一屏可包含，表示一屏可包含600条水条水平扫描线，每线可分为平扫描线，每线可分为800点。点。灰度级与颜色数灰度级与颜色数 像素的明暗的程度称为灰度，明暗变化的数量称像素的明暗的程度称为灰度，明暗变化的
34、数量称为灰度级。为灰度级。显示器所能显示的颜色种类称为颜色数，不同的深浅显示器所能显示的颜色种类称为颜色数，不同的深浅可算作不同的颜色。可算作不同的颜色。在单色显示器中，仅有灰度级指标，而在彩色显示器在单色显示器中，仅有灰度级指标，而在彩色显示器中，则统称为颜色数。中，则统称为颜色数。真彩色显示，一般要求达到能同时显示真彩色显示，一般要求达到能同时显示22416M（1677万）种颜色。万）种颜色。2.CRT显示器的显示器的光栅扫描方式光栅扫描方式CRT显示器的发光是由电子束轰击荧光屏上的荧光粉显示器的发光是由电子束轰击荧光屏上的荧光粉引起的。电子束在荧光屏上按某种轨迹运动称为扫引起的。电子束在
35、荧光屏上按某种轨迹运动称为扫描。光栅扫描原理：描。光栅扫描原理：电子束从显示屏的左上角开始，沿水平方向从左向电子束从显示屏的左上角开始，沿水平方向从左向右扫描，到达屏幕右端后迅速水平回扫到左端下一右扫描，到达屏幕右端后迅速水平回扫到左端下一行位置，又从左到右匀速地扫描。这样一行一行地行位置，又从左到右匀速地扫描。这样一行一行地扫描，直到屏幕的右下角，然后又垂直回扫，返回扫描，直到屏幕的右下角，然后又垂直回扫，返回屏幕左上角。回扫时，电子束是屏幕左上角。回扫时，电子束是“消隐消隐”的，荧光的，荧光屏上没有亮光显示。屏上没有亮光显示。3.视频存储器视频存储器（1）动态刷新显示）动态刷新显示 CRT
36、显显示示器器的的发发光光是是由由电电子子束束轰轰击击在在荧荧光光粉粉上上引引起起的的，其其发发光光亮亮度度大大约约只只能能维维持持几几十十微微秒秒便便消消失失，为为了了使使人人们们能能看看到到稳稳定定的的画画面面，就就必必须须在在画画面面消消失失之之前前使使该该电电子子束束不不断断重重复复扫扫描描整整个个屏屏幕幕，这这个个过过程程叫叫做做动动态态刷刷新新显显示示。每每秒秒刷刷新新的的次次数数称称为为刷刷新新频频率率，一一般般要要求求刷刷新新频频率率大大于于50次次/秒秒（50Hz），即即每每秒秒刷刷新新50幅幅以以上上，才才不不致致使使人人眼眼感感到到闪闪烁烁。较较快快的的刷刷新新频频率率能能
37、显显示示稳稳定定的的画画面面，可可减减少少眼眼睛睛的的疲疲劳劳。1996年年，VESA（视视频频电电子子标标准准协协会会）制制定定的的无无闪闪烁烁标标准为准为75Hz，1997年该标准又提高到年该标准又提高到85Hz。（2）视频存储器（）视频存储器（VRAM）为为了了不不断断提提供供刷刷新新画画面面的的信信号号，必必须须把把字字符符或或图图形形信信息息存存储储在在一一个个刷刷新新存存储储器器中中，这这个个存存储储器器又又称称为为显示缓冲存储器或视频存储器（显示缓冲存储器或视频存储器（VRAM）。）。（3）VRAM的容量和内容的容量和内容 VRAM的的容容量量由由分分辨辨率率和和灰灰度度级级决决
38、定定，分分辨辨率率越越高，灰度级越高，高，灰度级越高，VRAM的容量就越大。的容量就越大。字字符符方方式式下下VRAM通通常常存存储储字字符符代代码码和和显显示示属属性性。字字符符代代码码即即显显示示字字符符的的ASCII码码，每每个个字字符符占占一一个个字字节；显示属性一般也占一个字节。节；显示属性一般也占一个字节。例例如如，一一个个字字符符显显示示器器的的规规格格为为8025，那那么么VRAM中中的的字字符符代代码码缓缓存存的的最最小小容容量量就就是是2KB。显显示示属属性性缓缓存存也是也是2KB 图图形形方方式式下下VRAM中中存存储储的的信信息息是是图图形形元元素素的的矩矩阵数组，即像
39、素点的颜色信息。阵数组，即像素点的颜色信息。例例如如，一一个个图图形形显显示示器器的的分分辨辨率率为为640200，在在无无灰灰度级的单色显示器中，只需要度级的单色显示器中，只需要16KB的的VRAM。4.字符显示器工作原理字符显示器工作原理（1）字符显示原理）字符显示原理按按照照显显示示的的字字符符数数将将显显示示屏屏幕幕划划分分成成许许多多方方块块，每每个个方方块块称称一一个个字字符符窗窗口口，它它包包括括字字符符显显示示点点阵阵和和字字符符间隔。间隔。一一般般的的字字符符显显示示屏屏幕幕上上可可显显示示80列列25行行2000个个字字符符，字字符符窗窗口口数数目目为为8025。如如果果显
40、显示示器器的的分分辨辨率率在在单单色色字字符符显显示示方方式式下下为为（720350点点阵阵），则则每每个个字字符符窗窗口口为为914点点阵阵，其其中中字字符符本本身身点点阵阵为为79，同同一一字字符符行行中中字字符符横横向向间间隔隔2个个点点，不不同同字字符符行行间间的的间间隔为隔为5个点。个点。0180818279781581591840 18411920 1921 1922184219991998191819192行数行数0012178792324字符窗口字符窗口字符点阵字符点阵 字字符符显显示示方方式式下下VRAM中中存存放放的的是是字字符符的的ASCII码码，不不是是点点阵阵信信息息
41、。若若要要显显示示出出字字符符的的形形状状，还还需需要要有有字字符符发发生生器器（字符库）的支持。（字符库）的支持。字字符符发发生生器器的的高高位位地地址址来来自自VRAM的的ASCII码码，低低位位地地址址来来自自行行计计数数器器的的输输出出RA3RA0（行行扫扫描描线线序序号号），它它具具体体指指向向这这个个字字形形点点阵阵中中的的某某个个字节。字节。10H28H44H82H82HFEH82H00H82H000000010010001101000101011001111111D7D0ASCII码（码（41H）指向这个字形指向这个字形RA3RA0 在在屏屏幕幕上上，每每个个字字符符行行要要显
42、显示示多多个个字字符符，在在进进行行光光栅栅扫扫描描时时，是是采采用用对对一一行行的的所所有有字字符符的的点点阵阵进进行行逐逐行行依依次次扫扫描描。例例如如，某某字字符符行行欲欲显显示示的的字字符符是是A、B、C、T，显显示示电电路路首首先先根根据据各各字字符符代代码码依依次次从从字字符符发发生生器器取取出出A、B、C、T各各个个字字符符的的第第一一行行点点阵阵代代码码，并并在在字字符符行行第第一一条条扫扫描描线线位位置置上上显显示示出出这这些些字字符符的的第第一一行行点点阵阵；然然后后再再依依次次取取出出该该排排各各个个字字符符的的第第二二行行代代码码，并并在在屏屏幕幕上上扫扫出出它它们们的
43、的第第二二行行点点阵阵。如如此此循循环环，直直到到扫扫描描完完该该字字符符行行的的全全部部扫扫描描线线，那那么么每每个个字字符符的的所所有有点点阵阵便便全全部部显显示示在在相相应应的位置上。的位置上。VRAM的地址组织的地址组织 在在字字符符显显示示器器中中，屏屏幕幕上上每每个个字字符符位位置置对对应应VRAM中中的的一一个个字字节节，VRAM中中各各字字节节单单元元的的地地址址随随着着屏屏幕幕由由左左向向右右，自自上上而而下下的的显显示示顺顺序序从从低低向向高高安排。安排。ROMVRAME点阵点阵R点阵点阵T点阵点阵R编码编码E编码编码T编码编码RE屏幕屏幕T字符显示器的控制电路字符显示器的
44、控制电路 显显示示字字符符时时，由由VRAM（CPU输输出出字字符符的的ASCII码码放放入入VRAM）取取出出字字符符的的ASCII码码作作为为高高位位地地址址，查查找找字字库库（ROM），找找到到字字符符的的点点阵阵信信息息，每每次次从从字字库库中中读读出出一一行行字字符符点点阵阵数数据据如如7位位，然然后后送送入入移移位位寄寄存存器器，变变成成串串行行数数据据控控制制逐逐点点点点亮亮显显示示器器上上的的一个像素，如此逐像素、逐行扫描。一个像素，如此逐像素、逐行扫描。5.图形显示器的工作原理图形显示器的工作原理 图图形形显显示示器器的的VRAM中中存存放放着着要要显显示示的的图图形形的的点点阵阵数数据据，如如果果分分辨辨率率为为c列列l行行，而而每每个个像像素素的的颜颜色色数数用用n位位二二进进制制代代码码表表示示，则则VRAM容容量量应应不不少少于于cln位。位。