计算机硬件-外围设备
计算机外部设备
一、概念1、外部设备P1外部设备又称外围设备，在计算机硬件系统中，外部设备是相对于计算机，来说的，凡在计算机主机处理数据前后，把数据输入计算机主机、对数据进行加工的设备均称为外部设备，不论它们是否受中央处理器的直接控制。
2、光栅扫描P56电子束有规律地扫描整个荧光屏，其扫描轨迹呈栅形，顾称光栅。
3、液晶P58液晶是液体晶体的简称。
4、逐行扫描方式P59逐行扫描指从第1行开始顺序逐行往下扫描直到最后一行扫完为止，后再重复。
5、隔行扫描方式P59指将整个画面扫描线分成“奇数场”和“偶数场”，例如，第0、2、4…等扫描线构成“偶数场”，第1、3、5…等扫描线构成“奇数场”，一般先扫“偶数场”，然后扫“奇数场”，这时，如果总行数不变，分辨率即可保持不变，但扫描频率降低了一半。
6、点距P60屏幕上相邻两个同色点（比如两个红色点）的距离称为点距7、显示器分辨率P61分辨率指屏幕上像素的数目，像素是指组成图像的最小单位，也即上面提到的发光“点”。
8、激光打印机硒鼓的潜像P97一种带电像点无法看见，也不会在纸上留下印迹，称之为潜像。
9、FAT P141文件分配表，指的是管理文件的连接指令表。
10、CD-R盘片P188是可录式一次性写入光盘。
11、CD-RW盘片P188是可以反复擦写的光盘。
12、网络串行通信 P239串行通信是通信双方用一对通信线路互相进行数据传输，这数据以二进制数码位串的形式传输。
13、网络异步通信 P239通信双方不必使用统一的时钟标准，而是利用通信数据所携带的同步信号建立双方收发同步关系的通信控制方式。
14、单工通信、半双工通信、全双工通信 P240线路上的数据只能沿一个方向传输，而不是交互式的。
通信双方可以发送也可以接受，但发送和接收不同时进行。
允许通信双方同时发送和接收。
15、DTE和DCE P240数据终端设备和数据通讯设备16、调制、解调 P245调制，将数字信号转换为模拟信号；解调，将模拟信号转换为数字信号。
第4章 外围设备
第4章外围设备本章主要介绍计算机中外围设备的相关知识，要求学生了解常用的输入/输出设备的逻辑组成与工作原理，尤其是掌握外存设备的工作原理。
重点提示：●外围设备概述●显示设备●硬磁盘存储设备●光盘存储设备4-1 重点难点指导4-1-1概述外围设备不能与系统总线直接相连，而是通过I/O接口与总线相连。
外设与接口的通信包括：控制信息、状态信息和数据信息。
外围设备的工作需要由设备控制器进行控制，而I/O设备与主机之间一般需要一个接口部件。
外围设备与主机系统的一般连接方式为：系统总线→接口→设备控制器→外围设备。
外围设备种类繁多，从广义上看我们把外设分成三类：●人可读的：适用于与计算机用户通信；●机器可读的：适用于与设备通信；●通信：适用于与远程设备通信。
如果不是从设备研制本身，而是从计算机系统组成的角度，按设备在系统中的作用来分类，可将它们划分为5类。
同一种设备可能具有其中几种功能。
从计算机系统组成的角度分：●输入设备●输出设备●外存储器●终端设备●其他广义外围设备对I/O设备的调用过程与设备的工作，大致可分为下述四个层次：●调用I/O设备的用户界面：直接被用户使用。
●设备驱动程序：供编程使用。
●设备控制器及控制程序：提供设备驱动程序使用的基本功能。
●I/O设备的具体操作：由设备控制器控制执行。
4-1-2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，通常接口和控制器合为一个整体，被称为显示适配器。
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。
显示器的显示方式可分为如下两大类。
●字符/数字方式：以字符为显示的基本单位；●图形方式：以象素点为基本单位。
计算机导论-第7章 外围设备
中的脉冲电流，可把一位二进制代 码转换成载磁体存储元的不同剩磁 用磁头读出线圈，可将由存储元的 不同剩磁状态表示的二进制代码转 换成电信号输出。这就是磁表面存 ❖ 磁层上的存储元被磁化后，它可以 供多次读出而不被破坏。当不需要 这批信息时，可通过磁头把磁层上 所记录的信息全部抹去，称之为写 “0”。通常，写入和读出是合用一 个磁头，故称之为读写磁头。每个 读写磁头对应着一个信息记录磁道。
▪ 一个是将磁头定位至所要求的磁道上所需的时间，称为找道时间； ▪ 第二个是找道完成后至磁道上需要访问的信息到达磁头下的时间，
称为等待时间，这两个时间都是随机变化的，因此往往使用平均 值来表示，平均找道时间是最大找道时间与最小找道时间的平均 值。平均等待时间和磁盘转速有关，它用磁盘旋转一周所需时间 的一半来表示。 ▪
面存储器也有缺点，主要是存取速度较慢，机械结构 复杂，对工作环境要求较高。 ❖ 磁表面存储器由于存储容量大，位成本低，在计算机系统 中作为辅助大容量存储器使用，用以存放系统软件、大型 文件、数据库等大量程序与数据信息。
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7.2磁盘存储设备
❖ 磁表面存储器的读写原理 见图
➢ 写操作：当写线圈中通过一定 方向的脉冲电流时，铁芯内就 产生一定方向的磁通。
❖ 主机与磁盘驱动器交换数据的控制逻辑见下图(b)。磁盘上 的信息经读磁头读出以后送读出放大器，然后进行数据与
据缓冲器，经DMA(直接存储器传送)控制将数据传送到主
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7.2磁盘存储设备
四、磁盘上信息的分布 盘片的上下两面都能记录信息，通常把磁盘
计算机外围设备的分类与作用
第1章计算机外围设备概述外围设备是计算机系统不可缺少的组成部分，用户使用计算机时，接触最多的是外围设备。
外围设备是计算机和外部世界之间联系的桥梁。
随着计算机技术的飞速发展和应用领域的扩展，计算机系统需要的外围设备的种类越来越多。
本章先介绍外围设备的有关概念。
1.1 什么是计算机外围设备一套完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。
计算机的硬件系统是指组成一台计算机的各种物理装置,由主机和输入/输出子系统组成。
计算机主机包括中央处理器、存储器和附属线路，输入/输出子系统包括输入/输出接口和外围设备。
计算机系统的组成如图1-1所示。
图1-1 计算机系统的组成什么是外围设备？外围设备（peripheral device）过去常称作外部设备（external device）。
在计算机硬件系统中，外围设备是相对于计算机主机来说的。
凡在计算机主机处理数据前后，负责把数据输入计算机主机、对数据进行加工处理及输出处理结果的设备都称为外围设备，而不管它们是否受中央处理器的直接控制。
一般说来，外围设备是为计算机及其外部环境提供通信手段的设备。
因此，除计算机主机以外的设备原则上都叫外围设备。
外围设备一般由媒体、设备和设备控制器组成。
1.2 外围设备的分类外围设备的种类很多，一般按照对数据的处理功能进行分类。
输入/输出设备属于外围设备，但外围设备除输入/输出设备外，还应包括外存储器设备、多媒体设备、网络通信设备和外围设备处理机等等。
外围设备的分类见图1-2。
⒈输入设备输入设备是人和计算机之间最重要的接口，它的功能是把原始数据和处理这些数据的程序、命令通过输入接口输入到计算机中。
因此，凡是能把程序、数据和命令送入计算机进行处理的设备都是输入设备。
由于需要输入到计算机的信息多种多样，如字符、图形、图像、语音、光线、电流、电压等等，而且各种形式的输入信息都需要转换为二进制编码，才能为计算机所利用，因此，不同输入设备在工作原理、工作速度上相差很大，这是我们需要特别注意的。
计算机硬件基本组成
计算机硬件基本组成计算机硬件是指构成计算机系统的各种物理设备，包括计算机的主要功能组件与外围设备。
计算机硬件可以分为四个主要的组成部分：中央处理器（CPU）、存储器（内存与外部存储器）、输入设备和输出设备。
一、中央处理器中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是计算机系统的核心部件，负责执行计算机指令和处理计算机的数据。
CPU由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器根据存储在内存中的指令，控制数据流的顺序，从而执行计算机程序。
算术逻辑单元则负责执行算术和逻辑运算。
CPU的性能由其时钟频率、指令集和内部缓存等因素决定。
时钟频率表示CPU每秒钟可以执行的指令数目，通常以赫兹（Hz）为单位。
指令集决定了CPU能执行的操作，如整数运算、浮点运算等。
内部缓存是CPU内部存储器，用于加快数据访问速度。
二、存储器存储器是计算机用于存储数据和指令的设备。
计算机存储器可分为内部存储器和外部存储器。
1. 内部存储器内部存储器是指计算机主板上直接与CPU相连的存储器，包括随机访问存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，ROM）。
RAM是计算机临时存储数据和指令的地方，在计算机运行时使用。
RAM的特点是读写速度快但数据断电后即消失。
常见的RAM类型有动态随机访问存储器（Dynamic RAM，DRAM）和静态随机访问存储器（Static RAM，SRAM）。
ROM是存储计算机不可变数据和指令的地方，只能读取无法写入。
ROM中储存着计算机的基本输入输出系统（Basic Input/Output System，BIOS），用于启动计算机和进行硬件初始化。
2. 外部存储器外部存储器是计算机用于长期存储数据和指令的设备，常见的外部存储器包括硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）、固态硬盘（Solid State Drive，SSD）和光盘驱动器（Compact Disc Drive，CD/DVD）等。
计算机原理 第七章第一节—四节“计算机外围设备”的相关知识。
计算机原理第七章第一节—四节“计算机外围设备”的相关知识。
主题：第七章第一节—四节“计算机外围设备”的相关知识。
学习时间：2016年12月5日--12月11日内容：我们这周主要学习第七章一节—四节“外围设备概述”、“磁盘存储设备”、“磁带存储设备”的相关知识。
希望通过这四节内容的学习能使同学们掌握计算机外围设备的相关知识。
一、学习要求1．了解外围设备概述知识；2．掌握磁盘存储设备的相关知识；3．了解磁带存储设备相关内容。
二、主要内容（一）外围设备概述1．概念：计算机系统中除主机外的其他设备，包括输入和输出设备、外存储器、模数转换器、数模转换器、外围处理机等，是计算机与外界进行通信的工具，例如打印机、磁盘驱动器或键盘。
其主要功能是在计算机和其他机器之间，以及计算机与用户之间提供联系，将外界的信息输入计算机，取出计算机要输出的信息，存储需要保存的信息和编辑整理外界信息以便输入计算机。
2．基本组成：---存储介质，它具有保存信息的物理特征；---驱动装置，它用于移动存储介质；---控制电路，它向存储介质发送数据或从存储介质接受数据；---外围设备可分为输入设备、输出设备、外存设备、数据通信设备和过程控制设备几大类。
3．常见外围设备简介1）输入设备输入设备主要完成输入程序、数据和操作命令等功能，也是进行人机对话的主要部件。
（1）键盘键盘是目前应用最普遍的一种输入设备，与CRT显示器组成终端设备。
键盘是由一组排列成阵列形式的按键开关组成的，每按下一个键，产生一个相应的字符代码(每个按键的位置码)，然后将它转换成ASCII码或其他码，送主机。
ASCII：(American Standard Code for Information Interchange) 用于信息交换的美国标准代码。
ASCII是128个字符组成的字符集。
（2）光笔、图形板和画笔（或游动标）输入光笔(light pen)的外形与钢笔相似，头部装有一个透镜系统，能把进入的光会聚为一个光点。
计算机硬件与外围设备
计算机硬件与外围设备计算机硬件是指组成计算机系统的物理部件，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入设备、输出设备以及连接这些部件的总线。
而外围设备则是指供计算机系统使用的增强功能设备，它们可以扩展计算机的功能和性能。
本文将就计算机硬件与外围设备进行探讨。
一、中央处理器（CPU）中央处理器是计算机最重要的组成部分，它被称为计算机的大脑。
CPU负责解释和执行计算机程序中的指令，控制和协调计算机系统的工作。
它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器组。
CPU的性能通常由主频、Cache容量和指令集等因素决定，不同的应用需求会对CPU的性能有不同的要求。
二、存储器存储器是计算机中用来存储数据和指令的地方，它分为主存和辅存。
主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），它们用来存储和读取计算机运行时所需的数据和指令。
而辅助存储器则包括硬盘、光盘、U盘等，它们用来长期存储数据和程序，提供了更大的存储容量。
三、输入设备输入设备是用来将外部信息输入计算机的设备，常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
键盘可以输入字符和命令，鼠标可以操作计算机界面，扫描仪和摄像头可以将纸质文件或图像转换成数字化的形式，便于计算机处理。
四、输出设备输出设备是用来将计算机处理后的结果显示给用户的设备，常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
显示器可以显示计算机的图像和文字，打印机可以将计算机的结果打印出来，音响可以播放计算机处理后的声音。
五、外围设备外围设备是一类可以在计算机上添加的附加设备，它们可以扩展计算机的功能和性能。
常见的外围设备包括外接硬盘、网络设备、数码相机等。
外接硬盘可以提供额外的存储空间，网络设备可以实现计算机之间的联网传输，数码相机可以将照片传输到计算机中进行编辑和处理。
结语计算机硬件与外围设备的发展与进步推动了计算机技术的不断创新和应用。
随着科技的不断进步，计算机硬件和外围设备将继续发展，为人们提供更先进、更高效的计算机体验。
计算机组成原理复习要点
第三章 运算方法和运算器件
• 定点加、减运算及其溢出判断方法，其中减法运算是通过补码加法运 算实现的，其中根据[x]补求[-x]补。什么时候将会发生溢出？P6162,三种溢出判断方法。在计算机中，所表示的数会发生溢出，其根本 原因是计算机的字长有限。
• 定点原码乘法采用数值位用绝对值相乘，符号位单独处理；补码乘法 采用Booth算法；定点原码加减交替除法 ：仅当最后一步余数为负时， 做恢复余数的操作
第二组：
4000H~7FFFH
第三组：
8000H~BFFFH
第四章：
C000H~FFFFH
第五章 指令系统
• 指令的格式是指指令用二进制表示的形式，通常由指令码和操作数的 地址码两部分组成，操作数有一地址、二地址和多地址之分；指令码 有定长与不定长之分；指令系统是表征一台计算机性能的重要因素， 它的格式和功能不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软 件。
复习要点
第一章 计算机系统概论
计算机系统
硬件系统
软件系统
外围设备 主机
系统软件
应用软件
外输输 C 内 存入出 P 存 储设设 U 器备备
寄运 控 高
存算 制 速
器器 器 缓
包
存
含
( )
操 作 系 统
语数
言据
处 理 程
… …
库 管 理
序系
统
数自 据动 处控 理制 程程 序序
企科
业学
管… 计 理… 算
• 流水线的概念，流水CPU是一种非常经济而实用的时 间并行技术，影响流水线性能的因素：访存冲突（即 资源相关）和相关（数据相关、控制相关）问题
第八章 系统总线
• 系统总线的结构有单总线和多总线之分，功能有数据 线、地址线和控制线之分，其中地址线（控制线）的 功能：提供主存、I / O接口设备的地址（控制信号、 响应信号）。计算机系统中，根据应用条件和硬件资 源不同，数据传输方式可采用串行微指令的编码。注意PC+1在不同机器中的含义， 如8位字长、16位指令和16位字长、16位指令
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使手臂與手腕打字時呈現自然角度 以減輕傷害
無線鍵盤Wireless：透過紅外線傳 送發送訊號 可摺疊Folding：如PDA Half：半個鍵盤，可一手輸入一 手作其他事情
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感應設備 Sensing Devices
感應設備用來監視溫度、溼度、壓力與其他 物理計量 這些資料可以應用於機器人、控制環境氣候、 天氣預測等應用
網路化之電腦都可自由存取系統中之週邊 設備. 電腦只是偌大網路世界之為小成員
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Microphone, speaker, headphone, MIDI ports：用 來將音訊設備連接到音效卡
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全部放在一起 Putting It All Together with Networks
傳統電腦可能有數個輸入、輸出與儲存之 週邊設備。重點是要相容 compatibility. 網路是沒有限制的系統.
磁帶Magnetic tapes與磁碟disks Zip, Jaz and SuperDisks Optical disks
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磁性多媒體 Magnetic Media
磁帶Magnetic tapes 循序存取Sequential access 可儲存大量資料，成本低 限制：循序存取 通常用來備份資料用
視訊配接卡(Video adapter，顯示器)—連接螢幕與 電腦 視訊記憶體(VRAM or video memory)—儲存視訊影 像之記憶體
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與螢幕相關資訊 Screen Talk
螢幕尺寸(Monitor size) – 畫面與對角線長度 為準.
像素(Pixels) (or picture element) –螢幕影像是 由許多小點所構成( tiny dots that compose a picture) 解析度(Resolution) –螢幕中一英吋大小圖形 擁有像素的個數 (解析度越高，像素距離越接 近，圖形越清晰)
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螢幕輸出 Screen Output
螢幕(monitor) 或視訊顯示終端機 (video display terminal) (VDT) 可以顯示文字(characters) 、數字 (numbers)、圖形(graphics) 、相片(photography) 、影 像(images)與動畫(animation )。
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人體工學與健康 Ergonomics & Health
選擇符合人體工學設計的配備 建立健康工作環境 工作環境需俱備彈性 讓眼睛休息 伸展身體 請聽自己身體
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儲存設備 Storage Devices
同時扮演輸入與輸出角色之週邊裝置稱為次 要儲存裝置(Secondary storage devices) 資訊以半暫時的方式被儲存在磁帶tape或磁碟 中disk drives 儲存裝置範例
鍵盤為最普遍之輸入設備，可輸入字母、數字與 特殊字元
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鍵盤之使用 Working with the Keyboard
• 功能鍵 (Function keys) 為依照使用軟體設定而成之 特殊功能鍵.
• 游標鍵(Cursor keys) 用來移動游標上下左右
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依功能不同設計的鍵盤種類 Variations on Keyboard Design
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映像管螢幕 Cathode Ray Tube (CRT)
映像管螢幕特色：
低成本 Low cost 快速反應時間 Speedy response time 畫質清新 Clear image
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液晶螢幕 Liquid Crystal Display (LCD)
重量輕 Light-weight 平面面板 Flat-panel 用於視訊投影機 Used in overhead projection panels and video projectors to project computer images 比較貴 More expensive than CRTs 已逐漸成為市場主流 Increasingly being seen with desktop computers
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連接埠Ports 與擴充槽Slots
電腦主機板中包含數個連接埠:
序列埠 Serial Port：用來連接數據機modems或 其他，一次傳送一個位元 平行埠Parallel Port：用來連接印表機或其他，一 次傳送多個位元
鍵盤/滑鼠埠Keyboard/Mouse Port ：用來連接鍵 盤與滑鼠
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光碟機 Optical Media
光碟機利用雷射光束代替磁頭去寫入即讀寫光碟 上資料
存取速度不及硬碟 可大量及長時間存放資料
பைடு நூலகம்
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光碟機種類 Types of Optical Media
CD-ROMdrive光碟機可讀取CD-ROMs 資料
CD-R are WORM 媒體 (write-once, read many) CD-RW (compact disc-rewriteable)可重複讀取， 寫入CD-R & CD-RW disks. DVD (數位多元化光碟digital versatile disks)可儲 存各種類型資料. 容量：3.8 ～ 17GB資料
電腦硬體：週邊設備
大綱
輸入:由人到處理器 輸出: 由訊號至使用者 儲存設備: 輸入資訊得以滿足輸出 電腦: 所有零件之組合
“We swim in a sea of information.” Gary Snyder, poet
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鍵盤 The Keyboard
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More on Ports and Slots
Other ports are typically included on expansion boards rather than the system board:
顯示埠Video Port：用來連接彩色螢幕color monitor與顯示卡video board