第8章 输入输出设备及系统.ppt
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第八章输入输出管理
（三）通道
字节多路通道。以字节为单位传输数据，主要用于中低速设备。它通 常含有多个非分配型子通道；每一子通道都连接一台I/O设备，通过时 间片轮转方式来共享一个主通道；每一子通道一次可以完成一个字节 的数据传送。这样，当扫描每个子通道一遍后，所有连接在该字节多 路通道上的设备都会连接到主通道一次。
在设备输入数据期间，处理机通过循环执行测试指令来不 间断地检测设备状态寄存器的值。当该值仍为1时，代表 输入尚未结束，继续进行循环测试；当值为0时，代表数 据已经被输入到设备控制器的数据寄存器中，处理机就从 数据寄存器中取出数据，送入内存指定位置，再继续启动 设备读入下一个数据；
当用户进程需要用输出设备输出数据时，也必须同样发启 动命令启动设备输出，并等待输出操作完成。
为管理好I/O系统，I/O管理需要解决的关键技术有：
I/O调度技术。当有一组I/O请求需要响应时，用来确定一个最佳 的顺序来执行这些I/O请求。使进程可以公平地共享设备访问，减 少完成I/O需要的平均等待时间，从而提高系统的整体性能。
缓冲区管理技术。组织好缓冲区，提供获得和释放缓冲区的方法。 设备分配与回收技术。当某进程向系统提出I/O请求时，按一定策
8.1.4 I/O管理目标与功能
（二）I/O管理功能
设备控制
完成这一功能的是设备处理程序。设备处理程序要根据用户提出的 I/O请求，启动指定的I/O设备进行I/O操作；在处理I/O请求时，需 要进行I/O调度，以提高系统的整体性能。
设备分配和回收
实现这一功能的是设备分配程序。设备分配程序需要记录I/O设备 的状态，根据用户的请求和I/O设备的类型，选择一条数据通路， 分配相应的I/O设备、控制器和通道。凡未分配到所需I/O设备的进 程被放入一个等待序列。回收时也要修改I/O设备状态记录。
字节多路通道。以字节为单位传输数据，主要用于中低速设备。它通 常含有多个非分配型子通道；每一子通道都连接一台I/O设备，通过时 间片轮转方式来共享一个主通道；每一子通道一次可以完成一个字节 的数据传送。这样，当扫描每个子通道一遍后，所有连接在该字节多 路通道上的设备都会连接到主通道一次。
在设备输入数据期间，处理机通过循环执行测试指令来不 间断地检测设备状态寄存器的值。当该值仍为1时，代表 输入尚未结束，继续进行循环测试；当值为0时，代表数 据已经被输入到设备控制器的数据寄存器中，处理机就从 数据寄存器中取出数据，送入内存指定位置，再继续启动 设备读入下一个数据；
当用户进程需要用输出设备输出数据时，也必须同样发启 动命令启动设备输出，并等待输出操作完成。
为管理好I/O系统，I/O管理需要解决的关键技术有：
I/O调度技术。当有一组I/O请求需要响应时，用来确定一个最佳 的顺序来执行这些I/O请求。使进程可以公平地共享设备访问，减 少完成I/O需要的平均等待时间，从而提高系统的整体性能。
缓冲区管理技术。组织好缓冲区，提供获得和释放缓冲区的方法。 设备分配与回收技术。当某进程向系统提出I/O请求时，按一定策
8.1.4 I/O管理目标与功能
（二）I/O管理功能
设备控制
完成这一功能的是设备处理程序。设备处理程序要根据用户提出的 I/O请求，启动指定的I/O设备进行I/O操作；在处理I/O请求时，需 要进行I/O调度，以提高系统的整体性能。
设备分配和回收
实现这一功能的是设备分配程序。设备分配程序需要记录I/O设备 的状态，根据用户的请求和I/O设备的类型，选择一条数据通路， 分配相应的I/O设备、控制器和通道。凡未分配到所需I/O设备的进 程被放入一个等待序列。回收时也要修改I/O设备状态记录。
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3、中断类型：
– 按中断产生的位置： • 外部中断：CPU以外的部件引起的中断。 外中断又可分为不可屏蔽中断和可屏蔽中断 两种。不可屏蔽中断优先级较高，常用于 应急处理，如掉电、内存读写校验错等。 可屏蔽中断级别较低，常用于一般I/O设 备的数据传送。
• 内部中断：由CPU内部硬件或软件引起的中 断，如单步中断、溢出中断。
路之前，还要受到屏蔽触发器的控制。
当MASK=1，表示对应中断源的请求被屏蔽。 当MASK=0，才允许对应中断源的请求参与排队判优
中断屏蔽寄存器的作用
INT
≥1
由程序 控制
中断屏蔽 0 1 0 1 0 1 0 1 寄存器 ＆
向 量 地 址
……
编 码 器
排 队 逻 辑
＆
＆
＆ 0 1 0 1 0 1 0 1 中断请求 寄存器
程序查询方式——程序流程图
设置计数值
修改计数器
设置内存缓冲区首址
比如指令系统中的软中断指令INT n。 中断处理次序和中断响应次序是两个不同的概念：
否
中断事件在提出中断请求的同时，通过硬件向主机提供中断服务程序的入口地址，即向量地址。 传送完？
CPU等候输入设备的数据成为有效
（2）数据通道中断源，也称直接启存动储外器设存放（DMA）操作。
3级
4级
则 只 需 使 中 断 屏 蔽 码 改 （1）一般的输入、输出外围设备。
一般是故障引起的中断最优先；
为： 第1级 1 1 1 1 （4）DMA传送速度快，CPU和外设并行工作，提高了系统的效率；
先由主机通过启动指令启动外设工作，启动后主机用测试指令不断查询外设工作状态，当输入设备处于准备好状态或输出设备处于空闲状态时，
输入输出设备概述(PPT 111页)
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4．终端设备
• 终端设备：与计算机网络的用户一端相连接的 设备。
• 在大型计算机系统中，通过通信线路连接到主 机的输入输出装置也是一种终端设备。
• 终端在不同系统不同场合有不同的含义。
• 智能终端：具有一定的数据处理能力的终端。
• 哑终端：只负责输入输出的终端。
• 本地终端：与主机距离较近的终端。如在一个 计算中心的机房中的终端。
• 如果由于CPU延缓接收而发生多键重叠，中间 的按键编码就会丢失。所以在功能更强的键盘 中，采取存储多个键码的方法，来解决重键问 题。
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• 硬件扫描键盘的优点： 不需要主机担负扫描任务。当键盘产生键码之 后，才向主机发出中断请求，CPU以响应中断 方式，接收随机按键产生的键码。
• 随着计算机技术的发展与进步，现代计算机的 外存储器，也同时具有I/O设备的功能。
• 主机：CPU与内存等在系统中主要进行数据运算 处理的部分。
• 外设（外部设备或外围设备）：主机以外的系 统中其余部分，如外存储器，I/O设备等。
• 传统意义上的I/O设备，只是外设的一个组成部 分。
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1. 输入设备
• ① 字符输入设备：键盘、联机手写识别器等。 • ② 图形输入设备：数字化仪、鼠标器、跟踪球、
操纵杆等。 • ③ 图像输入设备：摄像机、扫描仪等。 • ④ 其它类型的设备：如数模转换、声音输入等。 • ⑤ 特殊的输入设备：磁盘，磁带及光盘等。
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• 现已很少用小规模集成电路来构成这种硬件扫 描键盘，而是尽可能利用全集成化的键盘接口 芯片，如Intel 8279。
计算机组成原理课件第08章
一、接口的功能和组成
1、总线连接方式的I/O接口电路 、总线连接方式的 接口电路 在总线结构的计算机系统中，每一台 I/O设备都是通过I/O接口挂到系统总线上 的。如图示：
数据线： 数据线：传送数据信息 ，其根数一般等于存储 字长的位数或字符的位 数。双向。 设备选择线： 设备选择线：传送设备 码，其根数取决于I/O指 令中设备码的位数。单 向。 命令线： 命令线：传输CPU向设 备发出的各种命令信号 ，其根数与命令信号多 少有关。单向总线。 状态线： 状态线：向主机报告I/O 设备状态的信号线。单 向总线。
CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 CPU在任何瞬间只能接受一个中断源 的请求。 的请求。因此，当多个中断源提出中断请 求时，CPU必须对各中断源的请求进行排 队，且只能接受级别最高的中断源的请求 ，不允许级别低的中断源中断正在运行的 中断服务程序。此时，就可用MASK来改 变中断源的优先级别。 另外，CPU总是在统一的时间，即执 CPU总是在统一的时间， 总是在统一的时间 行每一条指令的最后时刻， 行每一条指令的最后时刻，查询所有设备 是否有中断请求。 是否有中断请求。 接口电路中D、INTR、MASK和中断 查询信号的关系如图示：
2、排队器 、 当多个中断源同时向CPU提出请求时，经 排队器的排队，只有优先级高的中断源排上 队，这样就能实现CPU按中断源优先级的高 低响应中断请求。 下图是设在各个接口电路中的排队电路— —链式排队器。
其中首尾相接的虚线部分组成的门电路是排 当各中断源均无中断请求时，各INTRi 为高电 队器的核心，由一个非门和一个与非门构成。 平，其INTP1 '、 INTP2' 、 INTP3 '……均为高电平 中断源优先级最高的是1号中断源。当多个中 。一旦某中断源提出中断请求,就迫使比其优先级 断源提出中断请求时，排队器输出端INTPi， 低的中断源之INTPi '变为低电平，封锁其发中断 只有一个为高电平，表示该中断源排上队。 请求。
《计算机组成原理》8-输入输出系统
允许中断３
INTA &
&
&
允许中断４ &
&
&
&
1
1
1
1
INTR1
INTR2
INTR3
（ b） 串 行 优 先 链 中 断 排 队 线 路
INTR4
&
至下一级
≥1
INT
程序中断方式
2、中断的处理过程
✓ 软件排队的基本做法是：当CPU访问到 INT0
中
有中断请求时，则保留好中断断点后立
断 服
即进入软件排队程序的入口。从最高优
✓ 中断排队的实现 可以用硬件排队或软件排队两种方法来实现
➢ 硬件排队方式 硬件排队的基本特点是，优先级别高的中断源提出中 断请求后，就自动封锁优先级别较低的中断源的中断请求
➢ 软件排队方式 软件排队是通过编写查询程序实现的。
程序中断方式
2、中断的处理过程
➢ 硬排队方式 I N T R0
INTR1 1
程序直接控制方式
2、条件传送方式
✓ 通过程序查询接口中的状态来控制数据传送的方式，也被称为程序查询 方式。
✓ 程序查询方式中，在执行一次有效的数据传送操作之前，必须对外部设 备的状态进行查询，如果外部设备准备就绪，才能执行数据传送操作。
程序直接控制方式
2、条件传送方式
检查状态标记
N 准备就绪？ Y 执行数据传送
I/O接口
1、接口的概念
✓ 介于主机与外部设备之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路，简称I/O接口
（Interface）
✓ 对于主机，I/O接口提供了外部设备的工作状态及数据；对于外部设备，I/O
《输入输出设备》PPT课件
场扫描是控制垂直方向扫描，在荧光屏上最后一条水平线扫描结束 后，光栅垂直回归到第一条水平扫描线的起点，回归时亮点消失，又叫 “场消隐”或“垂直回归”。整个荧光屏上由一条条光栅组成的画面，叫 做一幅或一帧。
显然，扫描线越多，分辨率越高。图象也就越清晰。一般每帧有405线， 526线，625线，819线多种，我国电视每帧用625线。显示时只有一个光点在屏 幕上扫描，由于人眼的视觉暂留现象使看见的图象是连续的。
图形显示器通常配有键盘，光笔，数字化仪，鼠标器，CRT显示器和绘 图机等。下面简要介绍图形显示器的基本原理。
在原有的字符显示器上加一块显示图形的逻辑电路板，即可变成简易的 图形显示器；如果配上图形输入板和绘图机，则可构成一种廉价的小型图形处 理系统。
图像显示器
在数字图象处理中，数字图象显示器是最后也是最重要的环节，它可以让 人们通过视觉，更好地理解和解释图象的内容。
为了保证图象有较好的水平与垂直线性，象素长宽比例通常为4：3。 例 如 ， 12 英 寸 彩 色 CRT 的 分 辨 率 为 640*480 个 象 素 ； 14 英 寸 显 示 800*600个象素；16英寸显示1024*768个象素都满足4：3的比例。此外， 某些专用的方形CRT显示分辨率为512*512或1024*1024，甚至4096*4096 个象素。
• 输出设备 1 显示器 2 打印机 针式打印机 激光打印机: 激光扫描技术、电摄影技术 喷墨打印机：“连续射流分解成滴” 3 绘图仪：平台式和鼓式 4 语音输出设备：扬声器、耳机 5 缩微胶卷输出设备
• 外存储设备 1 软盘 2 硬盘 内置硬盘 3 光盘：CD、DVD 4 磁带
盒式硬盘
• 数据通信设备 • 终端设备
图形显示器
图形显示器是用点，线（直线和曲线），面（平面和曲面）组合成要求的 平面或立体图形。同时可以作平移，比例变换，旋转，坐标变换，投影变换（ 把三维图形变换为二维图形），
显然，扫描线越多，分辨率越高。图象也就越清晰。一般每帧有405线， 526线，625线，819线多种，我国电视每帧用625线。显示时只有一个光点在屏 幕上扫描，由于人眼的视觉暂留现象使看见的图象是连续的。
图形显示器通常配有键盘，光笔，数字化仪，鼠标器，CRT显示器和绘 图机等。下面简要介绍图形显示器的基本原理。
在原有的字符显示器上加一块显示图形的逻辑电路板，即可变成简易的 图形显示器；如果配上图形输入板和绘图机，则可构成一种廉价的小型图形处 理系统。
图像显示器
在数字图象处理中，数字图象显示器是最后也是最重要的环节，它可以让 人们通过视觉，更好地理解和解释图象的内容。
为了保证图象有较好的水平与垂直线性，象素长宽比例通常为4：3。 例 如 ， 12 英 寸 彩 色 CRT 的 分 辨 率 为 640*480 个 象 素 ； 14 英 寸 显 示 800*600个象素；16英寸显示1024*768个象素都满足4：3的比例。此外， 某些专用的方形CRT显示分辨率为512*512或1024*1024，甚至4096*4096 个象素。
• 输出设备 1 显示器 2 打印机 针式打印机 激光打印机: 激光扫描技术、电摄影技术 喷墨打印机：“连续射流分解成滴” 3 绘图仪：平台式和鼓式 4 语音输出设备：扬声器、耳机 5 缩微胶卷输出设备
• 外存储设备 1 软盘 2 硬盘 内置硬盘 3 光盘：CD、DVD 4 磁带
盒式硬盘
• 数据通信设备 • 终端设备
图形显示器
图形显示器是用点，线（直线和曲线），面（平面和曲面）组合成要求的 平面或立体图形。同时可以作平移，比例变换，旋转，坐标变换，投影变换（ 把三维图形变换为二维图形），
java08(第8章输入输出流)
在java.io包中定义了很多这二个基本类具体实现 包中定义了很多这二个基本类具体实现 输入输出功能的子类， 输入输出功能的子类，表8.1为部分常用字节输入 为部分常用字节输入 流类和字节输出流子类的功能。 流类和字节输出流子类的功能。
表8.1
类 名 FileInputStream 和 FileOutputStream ByteArrayInputStream和 ByteArrayOutputStream ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream FilterInputStream 和 FilterOutputStream DataInputStream 和 DataOutputStream BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream
【例8-1 】
1. /* 读取文件 */ 2. import java.io.FileInputStream; 3. import javax.swing.JOptionPane; 4. class Example8_1 5. { public static void main( String args[ ]) 6. { byte buffer[ ] = new byte[2056]; 7. String str; 8. try{ 9. File file=new File("d:/jtest/test.dat"); 10. FileInputStream fileInput = new FileInputStream(file); 11. int bytes = fileInput.read( buffer, 0, 2056 ); //读到的字节数 读到的字节数 12. str = new String( buffer, 0, bytes ); 13. } 14. catch(Exception e) 15. { 16. str= e.toString(); 17. } 18. JOptionPane.showMessageDialog(null,str); 19. System.exit(0); //退出程序 退出程序 20. } 21. }
第8章输入输出设备
教学内容安排•第一章绪论•第二章数码系统•第三章运算方法和运算器•第四章存储系统•第五章指令系统•第六章中央处理器•第七章输入输出设备•第八章输入输出系统第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•输入输出控制方式第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•计算机主机要与输入输出设备交换信息，仿照存储器的编址方式，可给各台外部设备分配一个或多个端口地址•输入输出控制方式–统一编址方式–独立编址方式第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•I/O端口与存储器独立编址•是指系统中的输入输出设备与主存储器构成两个独立的空间–直接端口寻址：端口地址用8位地址码表示，并且是指令码的一部分。
•IN AL,21H–间接寻址方式：端口地址由16位地址码表示，并存放在DX中，即DX寄存器的内容作为端口地址。
•OUT DX,AL第八章输入输出系统8.1 输入输出设备的编址方式•与内存统一编址–优点：不需专门的输入输出指令，缩小了指令规模–缺点：挤占了可供用户使用的内存空间第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•总线分类第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线控制方式–串行链式查询方式–计数定时查询方式–独立请求方式第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线通信方式–同步方式–异步方式第八章输入输出系统8.2 总结结构•总线上信息的传送方式–串行传送方式–并行传送方式第八章输入输出系统•8.1输入输出设备的编址方式•8.2总线结构•8.3输入输出控制方式•教学重点和难点•程序中断方式第八章输入输出系统8.2 输入输出控制方式•输入输出数据传送控制方式•主机速度与外围设备速度匹配问题•如何提高整机系统性能的问题第八章输入输出系统8.2 输入输出控制方式•程序查询方式•信息在主机和外设之间的传输完全靠计算机程序控制，是在CPU控制下进行的。
《操作系统原理》 第8章 设备管理
1、缓冲技术的实现原理
当某个进程进行数据输出操作时，先将数据 送入缓冲区，当缓冲区满时再将缓冲区的内容送 到输出设备上；反之，当一个进程完成输入操作 时，先将输入设备上的数据送入缓冲区，当缓冲 区满时，再由CPU将数据取走。在缓冲管理中必 须建立缓冲区，缓冲区的设定有两种方式：可以 采用专门的硬件方法来实现缓冲，但会增加硬件 成本，除了在关键的地方采用少量必要的硬件缓 冲器外，在许多操作系统中都采用另一种称为软 件缓冲的方式，即从主存空间中划定出一个特殊 的内存区域作为缓冲区。
8.1.2
设备管理子系统的主要功能
设备管理属于操作系统中最烦琐、 最具复杂性的部分。为了有效的提高系统 中设备的效率，在设备管理中不仅涉及了 I/O中断、缓冲及通道技术,而且还包括了 各种类型设备的分配、启动以及虚拟设备 等多方面的管理。为了对物理特性各异的 设备,在调用时具有统一的格式和界面，以 方便用户,在设备管理中应追求如下的目标：
3.从资源分配角度进行划分 1)独占设备（Independence Device）：一 次只允许分给一个用户作业使用的设备。 设备一旦被分出去后，在作业的整个执行 期间都被单独占用，别的作业不能与之共 用，必须等占用释放后才可再用。而且， 这类设备如果分配不当，可能会造成死锁。 多数是一些慢速设备，如磁卡机、打印机、 A/D、D/A转换器等。
3．多缓冲及缓冲池管理
双缓冲技术提高了I/O设备的并行度，但由于 在计算机系统中，CPU的速度总是比外设快得多， 真正要实现CPU与外设的并行操作，双缓冲技术还 不能达到要求，为此，在计算机中都采用多缓冲或 缓冲池结构。多缓冲是把主存中的多个缓冲区组织 成两部分，一部分用于做输入缓冲区，另一部分作 为输出缓冲区。缓冲池则是将多个缓冲区连接成一 个完整的区域，其中每个区既可以作为输入又可以 作为输出用。多缓冲及缓冲池是系统中的共享资源， 可供各进程使用，由系统统一分配和管理。它的使 用必须互斥地进行。
第8章 IO(输入输出)
✎
8.2 字符流
• 8.2.3 LineNumberReader
• Java程序在编译或运行期间经常会出现一些错误，在错误中通常会报 告出错的行号，为了方便查找错误，经常需要在代码中跟踪行号 • JDK中提供了一个可以跟踪行号的输入流——LineNumberReader，它 是BufferedReader的直接子类，可以实现在拷贝一个文件时为文件加 上行号。
• InputStream和OutputStream两个类虽然提供了一系列和读写数据相 关的方法，但这两个类是抽象类，不能被实例化
• InputStream有很多子类，这些子类形成了一个体系结构
InputStream
ByteArrayInputStream
FileInputStream
FilterInputStream
PipedInputStream
SequenceInputStream
ObjectInputStream
BufferedInputStream
DataInputStream
✎
8.1 字节流
• 8.1.1 字节流的概念
• OutputStream也有很多子类，这些子类也形成了一个体系结构
OutputStream
中的字符，如例8-8所示。
✎
8.2 字符流
• 8.2.2 字符流操作文件
• 我们讲解了如何使用FileReader读取文件中的字符，如果要向文件中 写入字符就需要使用FileWriter类。 • FileWriter是Writer的一个子类，专门用于将字符写入文件。 • 接下来，通过一个案例来学习如何使用FileWriter将字符写入文件， 如例8-9所示。
✎
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8.2.4 图像显示设备
图像显示器采用光栅扫描方式，其分辨率 在256×256或512×512个香色，与图形显 示器兼容的图像显示器可达1024×1024， 有的甚至达到更高。灰度级也可达24位真彩 （224）。
8.2.5 液晶显示器
• 1．液晶显示器特点
低压且微功耗；平板型结构；被动型显示；显 示的信息量大；易于彩色化；长寿命；无辐射且无 污染
电子扫描部 分
激光器
接口部分
光调制器
光扫描 与
偏转器
主
接
机
口
字形发生
器
高频驱动 器
同步器
电子照相部 分
感光体 电子照 相机构
打印纸
图8-13 激光打印机的组成
• 2．激光打印机的工作原理
图8-14 激光打印机的工作原理
8.5 输入输出系统
8.5.1 输入输出系统的概述 • 1．接口的概念
接口技术是把由处理器等组成的基本系 统与外部设备连接起来，从而实现计算机与 外设通信的一门技术。
8.2.3 字符/图形显示设备
• 1．字符显示原理
显示字符的方法以点阵为基础。点阵是由 m×n个点组成的阵列，并以此来构造字符。
在单色字符显示器中，以字符“A”为例， 它 在窗口中的位置如下图所示。
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101
下面给出描述显示器时常用的几个概念： • 1．分辨率和灰度级 • 2．刷新和刷新存储器 • 3．随机扫描和光栅扫描
8.2.2 CRT显示器
• 1．结构与工作原理
CRT也称为显像管，是一种玻璃壳封装的 电真空显示器件。它主要由电子枪、偏转系 统和荧光屏三部分组成。其功能是将电信号 转换成可见光信号。如下图所示。
8.1 输入输出设备的概述 8.2 显 示 设 备 8.3 输 入 设 备 8.4 打 印 设 备 8.5 输入输出系统 8.6 总 线
8.1 输入输出设备的概述
8.1.1 输入输出设备的作用
输入输出设备的作用就是指在计算机和其 他机器之间，以及计算机与用户之间提供的 联系。
8.1.2 输入输出设备的分类
8.3.2 图像输入设备
最理想的图像输入设备是数字摄像机。
8.3.3 语音输入设备
利用人的自然语音实现人--机对话是新一 代多媒体计算机的重要标志之一。
信息获取 （话筒）
预处理
识别器 特征提取
分类学习
分类决策
计算机系 统
图8-11 语音输入系统的系统构成
8.4 打 印 设 备
8.4.1 打印设备的分类
按印字原理分，分为击打式和非击打式两 大类。击打式打印机又分为活字式打印和点 阵针式打印两种。
按工作方式分，可分为串行打印机与行式 打印机两种。
8.4.2 点阵针式打印机
打印纸
导轨 打印针
滚筒
永磁铁 铁芯 衔铁
色带 色带保护片
线圈
图8-12 针式打印机的结构
8.4.3 激光打印机
• 1．激光打印机的组成
8.2 显 示 设 备
8.2.1 显示设备的概念与分类
以可见光的形式传递和处理信息的设备叫显示设 备，显示设备是目前计算机系统中应用最广泛的人 机界面设备。
按显示设备所用的显示器件分类，有阴极射线管 （CRT）显示器、液晶显示器（LCD）、等离子显 示器（PD）等；按所显示的信息内容分类，有字 符显示器、图形显示器、图像显示器三大类。
电子枪 偏转线圈
荧光屏
阴极 电子束
控制栅极 加速极 阳极 聚集极 阳极
图8-3 CRT的结构
CRT是显示器的核心器件。 • （1）电子枪
• （2）偏转系统
• （3）荧光屏
多孔荫罩管
荫罩小孔
三色荧光屏
荫罩小孔
绿枪
3 条电子束 3 色电子枪
（a）
蓝枪 红枪
荫罩板
Hale Waihona Puke （b）图8-4 3枪3束荫罩式彩色CRT
第8章 输入输出设备 及系统
本章主要内容：
• 输入输出设备也称为外部设备。本章讲述输入输出设备 的分类、具体的输入输出设备以及CPU对外部设备的管 理。外部设备大体分为输入设备、输出设备、外存设备、 数据通信设备、过程控制设备5大类。每一种设备，都 是在各自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。在 计算机系统中，CPU对外部设备的管理有以下5种方式： （1）程序查询方式；（2）程序中断方式；（3）直接 存储器访问（DMA）方式；（4）通道方式；（5）外围 处理机（PPU）方式。其中第一种对CPU的资源浪费最大， 而第5种使CPU的效率得到最大发挥，但是需要更多的硬 件支持。本章将对这些外部设备和输入输出方式给出详 细的阐述。
玻璃屏 面上的 荧光粉
• 2．扫描原理
在CRT上显示字符或图形，是通过控制电 子束在屏幕上的扫描来实现的。CRT显示器 有如下两种扫描方式： （1）光栅扫描 （2）随机扫描
• 3．主要技术指标
（1）点距（dot pitch） （2）水平扫描频率 （3）垂直扫描频率 （4）带宽 （5）分辨率 （6）数字信号输入和模拟信号输入 （7）扫描方式 （8）屏幕尺寸、可视区尺寸和可视面积 （9）屏幕形状 （10）能源消耗 （11）屏幕控制
根据设备完成任务的性质，输入输出设备 一般可分为5类，即输入设备、输出设备、外 存设备、数据通信设备和过程控制设备。
计算机系统中，输入/输出设备是通过接 口，再经过总线和主机连接在一起的。如图 8-1所示。
主机
总线
接
（ CPU 、主
口
存）
输入设备 1 输入设备 2
…
输出设备 n
图8-1 主机与外设之间的连接
76543210
10H 28H 44H 82H 82H 82H FEH 82H 82H 00H 00H 00H 00H 00H
图8-5 “A”在字符窗口中的点阵格 式
• 2．字符显示器的构成
字符显示器由以下六部分组成。
接
视频
字符
移位
主机
口
存储器 VRAM
发生器
寄存器
控制电路
显示头
图8-8 字符显示器结构框图
• 2．液晶显示原理
• 3．液晶显示器件
如图8-9所示。
偏光片
前玻璃
前电极
定向层
液晶
封接边
背电极
偏光片
反射层
背玻璃 定向层
过渡电极
图8-9 典型液晶显示器件的基本结构
8.3 输 入 设 备
常用的计算机输入设备分为图形输入、图 像输入、声音输入等几类。
8.3.1 图形输入设备 • 1.键盘输入 • 2.光笔输入 • 3.图形板和游动标输入 • 4.鼠标器输入