第八章、输入输出设备-PowerPointPresen
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8.多媒体输入输出设备
多媒体输入输出设备
音箱
高档声卡需搭配有源防磁高保真音箱。 大部分声卡配备的放大器仅提供每声道4W或更小的
功率，严重影响了音质。购买自身含放大器的扬声 器，然后将其直接插入声卡上的立体声低级馈出插 口。通常，每声道10W的内置放大器已足以胜任。 多媒体计算机的音箱在相互间隔几十厘米并且距离 用户几十厘米的情况下应能提供最佳品质的立体声 音效，一般在一个桌面上摆放两个音箱。此外还有 一种三件式产品，在桌面上有两个立体声卫星音箱 和一个可藏于桌下的小亚低音音箱。卫星音箱再现 中高音调（150～20kHz），亚低音音箱处理更深沉 的低音音调（低于150Hz）。
多媒体输入输出设备
MIDI IN 输入
CD
L
AUDIO
R
LINE IN L
MICROPHONE R
CD驱动器
MIDI接口 MIDI合成器 语音合成器
D/A转换
多通道音频合成器
A/D转换 CD-ROM接口 压缩/解压缩
PC的ISA总线
MIDI OUT 输出 MIDI THRU
输入波形和 MIDI文件
脉冲 产生器
包络 产生器
脉冲 产生器
包络 产生器
多媒体输入输出设备
常见声卡
Creative公司出品的声霸卡，数字音频部分的芯 片是该公司自己生产的DSP芯片，有自己的CPU， 所以具有较高的智能程度和灵活性，但相应的成 本较高。与上一种声卡相比，这种声卡的音质出 色一些。这两种卡的共同之处是，都采用了DSP技 术，都有自己的CPU。
音箱
高档声卡需搭配有源防磁高保真音箱。 大部分声卡配备的放大器仅提供每声道4W或更小的
功率，严重影响了音质。购买自身含放大器的扬声 器，然后将其直接插入声卡上的立体声低级馈出插 口。通常，每声道10W的内置放大器已足以胜任。 多媒体计算机的音箱在相互间隔几十厘米并且距离 用户几十厘米的情况下应能提供最佳品质的立体声 音效，一般在一个桌面上摆放两个音箱。此外还有 一种三件式产品，在桌面上有两个立体声卫星音箱 和一个可藏于桌下的小亚低音音箱。卫星音箱再现 中高音调（150～20kHz），亚低音音箱处理更深沉 的低音音调（低于150Hz）。
多媒体输入输出设备
MIDI IN 输入
CD
L
AUDIO
R
LINE IN L
MICROPHONE R
CD驱动器
MIDI接口 MIDI合成器 语音合成器
D/A转换
多通道音频合成器
A/D转换 CD-ROM接口 压缩/解压缩
PC的ISA总线
MIDI OUT 输出 MIDI THRU
输入波形和 MIDI文件
脉冲 产生器
包络 产生器
脉冲 产生器
包络 产生器
多媒体输入输出设备
常见声卡
Creative公司出品的声霸卡，数字音频部分的芯 片是该公司自己生产的DSP芯片，有自己的CPU， 所以具有较高的智能程度和灵活性，但相应的成 本较高。与上一种声卡相比，这种声卡的音质出 色一些。这两种卡的共同之处是，都采用了DSP技 术，都有自己的CPU。
计算机输入和输出设备PPT课件
33
常见板载声卡Codec芯片
2. 音箱(有源) 下图所示，分别是2.0音箱、2.1音箱、5.1音
箱和7.1音箱
多媒体音箱：根据声道数目的不同，副音箱的个数也就不同
34
打开音箱电源后，将它靠近CRT显示器，如果不 出现任何异常现象，就说明防磁性能比较好。
箱体材质分为两大类：塑料和木质；后者不易产 生谐振，音质较好。
显示卡的基本结构 下图是一个典型的AGP 4×/8×显示卡的结构
图（已经去掉散热风扇）。
显示卡的结构
18
2、显示器
显示器是用户与计算机进行交互时必不可少的重要设备， 它能够将计算机系统中的电信号转换成为人类可以识别的媒 体信息，用户只有通过显示器才能够查看计算机的运行状态 及处理结果。
常见的显示器进行简单的分类： 1．按尺寸划分 2．按显像技术（CRT、LCD、PDP） 3．按照屏幕比例
在选购时，还需要注意以下几点： 1．外壳 2．扫描声音 3．支持软件 4．售后服务
8
4、麦克风
麦克风称之为“传声器”，由MICROPHONE翻译而来。 传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称话筒 或者微音器。 二十世纪，麦克风由最初通过电阻转换声电发展为电感、电容 式转换，大量新的麦克风技术逐渐发展起来，这其中包括铝带、 动圈（如图3-20所示）等麦克风，以及当前广泛使用的电容麦 克风和驻极体麦克风。
常见板载声卡Codec芯片
2. 音箱(有源) 下图所示，分别是2.0音箱、2.1音箱、5.1音
箱和7.1音箱
多媒体音箱：根据声道数目的不同，副音箱的个数也就不同
34
打开音箱电源后，将它靠近CRT显示器，如果不 出现任何异常现象，就说明防磁性能比较好。
箱体材质分为两大类：塑料和木质；后者不易产 生谐振，音质较好。
显示卡的基本结构 下图是一个典型的AGP 4×/8×显示卡的结构
图（已经去掉散热风扇）。
显示卡的结构
18
2、显示器
显示器是用户与计算机进行交互时必不可少的重要设备， 它能够将计算机系统中的电信号转换成为人类可以识别的媒 体信息，用户只有通过显示器才能够查看计算机的运行状态 及处理结果。
常见的显示器进行简单的分类： 1．按尺寸划分 2．按显像技术（CRT、LCD、PDP） 3．按照屏幕比例
在选购时，还需要注意以下几点： 1．外壳 2．扫描声音 3．支持软件 4．售后服务
8
4、麦克风
麦克风称之为“传声器”，由MICROPHONE翻译而来。 传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称话筒 或者微音器。 二十世纪，麦克风由最初通过电阻转换声电发展为电感、电容 式转换，大量新的麦克风技术逐渐发展起来，这其中包括铝带、 动圈（如图3-20所示）等麦克风，以及当前广泛使用的电容麦 克风和驻极体麦克风。
《输入输出设备》PPT课件
机控
准
制 控制、状态线 接
逻
口
辑
数据线
电
路
设外 备 I部/O 控设 制备 器
图7－2 I/O设 备 与 主 机 连 接 的 框 图 原 理
2
输入设备
键盘 键盘输入信息可分为三个步骤：
(1) 查出按下的是哪个键； (2) 将该键翻译成能被主机接收的编码； (3) 将编码送给主机。
键盘有编码键盘和非编码键盘两种。 编码键盘采用硬件线路来实现键盘编码 编码键盘的原理，如图7-3所示。
气泡式喷头通过电加热，使墨水在蒸气的作用下从喷头喷射到纸上。 压电式则靠电致伸缩作用使墨水喷出，喷头的外侧装有一块压电体， 当一电脉冲加到压电体时，由于电致伸缩作用，使喷头容积变小，从而将 墨水喷出。
16
显示器
一、显示器分类：
阴极射线管（CRT）显示器 液晶显示器（LCD）：在电场的作用下，条状液晶分子的排列会发生变化，
ROM字 库
针数据形成点路
打印头驱动电路
打印电磁铁
图7－5 打 印 控 制 系 统 原 理 图
4)将此点阵码按列的先后次序一列一列地送至针数据 形成电路，经功率放大，驱动打印头动作，就可以印 出对应的字符。
11
ASCⅡ码在字库中寻找点阵码的公式为：
字符的列点阵码地址高位=(ASCⅡ码-20H) 字符的列点阵码地址低位=列计数值
输入输出设备概述(PPT 111页)
• 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。
24.03.2020
23
• 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。
等。
24.03.2020
10
外设的作用
• ① 人—机对话的主要渠道 • ② 不同信息形式的转换装置 • ③ 软件和信息的驻留地 • ④ 计算机在不同领域中应用的桥梁
外设的特点
• ① 工作速度比主机慢 • ② 与主机处理的信息格式不同 • ③ 多与主机处于异步工作状态
24.03.2020
11
8.2 键 盘
• 输入设备：将现实世界各种形式表示的信息，转 换为计算机所能识别、处理的信息形式并输入计 算机。
• 输出设备：将计算机处理的结果，转换为适当的， 以现实世界所能接受的信息形式输出出来，以便 为人或其它系统所用。
24.03.2020
3
• 在计算机发展初期，I/O设备的作用从功能上讲 只是单纯地作用于信息形式的转换，并起输入 或输出的作用。
6
2．输出设备
• ① 字符输出设备：行式打印机、点阵式打印 机、喷墨和激光打印机，显示器等。
• ② 图形输出设备：绘图仪，显示器，喷墨及 激光打印机等。
24.03.2020
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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。
等。
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外设的作用
• ① 人—机对话的主要渠道 • ② 不同信息形式的转换装置 • ③ 软件和信息的驻留地 • ④ 计算机在不同领域中应用的桥梁
外设的特点
• ① 工作速度比主机慢 • ② 与主机处理的信息格式不同 • ③ 多与主机处于异步工作状态
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8.2 键 盘
• 输入设备：将现实世界各种形式表示的信息，转 换为计算机所能识别、处理的信息形式并输入计 算机。
• 输出设备：将计算机处理的结果，转换为适当的， 以现实世界所能接受的信息形式输出出来，以便 为人或其它系统所用。
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• 在计算机发展初期，I/O设备的作用从功能上讲 只是单纯地作用于信息形式的转换，并起输入 或输出的作用。
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2．输出设备
• ① 字符输出设备：行式打印机、点阵式打印 机、喷墨和激光打印机，显示器等。
• ② 图形输出设备：绘图仪，显示器，喷墨及 激光打印机等。
输入和输出处理PPT课件
• 文本文件的最大的优点是可以用文本编辑器进行读写，而二进制文件的所有读写必 须由程序完成。
第10页/共23页
File类
File类主要用来描述系统中的文件在磁盘上的存储情况，而File类的对象主要 用来获取文件本身的一些信息，例如文件所在的目录、文件的长度、文件读写权限 等，此外，还可以用File对象来对文件系统做一些查询与设置的动作，但不涉及对 文件的读写操作。File 类的实例是不可变的。也就是说，一旦创建，File 对象表示 的抽象路径名将永不改变。
FileInputStream(File file) FileInputStream(FileDescription fdObj) FileInputStream（String name）
第12页/共23页
FileInputStream/ FileOutpuБайду номын сангаасStream类
本地文件读写编程的基本过程为： （1）生成文件流对象（对文件读操作时应该为FileInputStream类，而文件写应该为 FileOutputStream类）； （2）处理I/O异常； （3）调用FileInputStream或FileOutputStream类中的功能函数如read()、write(int b)等）读写 文件内容； （4）关闭文件close()。
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串行化的注意事项
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File类
File类主要用来描述系统中的文件在磁盘上的存储情况，而File类的对象主要 用来获取文件本身的一些信息，例如文件所在的目录、文件的长度、文件读写权限 等，此外，还可以用File对象来对文件系统做一些查询与设置的动作，但不涉及对 文件的读写操作。File 类的实例是不可变的。也就是说，一旦创建，File 对象表示 的抽象路径名将永不改变。
FileInputStream(File file) FileInputStream(FileDescription fdObj) FileInputStream（String name）
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FileInputStream/ FileOutpuБайду номын сангаасStream类
本地文件读写编程的基本过程为： （1）生成文件流对象（对文件读操作时应该为FileInputStream类，而文件写应该为 FileOutputStream类）； （2）处理I/O异常； （3）调用FileInputStream或FileOutputStream类中的功能函数如read()、write(int b)等）读写 文件内容； （4）关闭文件close()。
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串行化的注意事项
《输入输出系统》PPT课件
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4
2、外设的分类
第8章 输入输出系统
按照功能可分为输入设备和输出设备两 大类。
输入设备用于将各种形式的外部信息转换为 计算机所能识别的二进制信息
输出设备则用于将计算机中的二进制信息转 换为人或其他机器所能识别的信息形式。
h
5
2、外设的分类
第8章 输入输出系统
按照外设的工作速度又可以分为低速设 备、中速设备、高速设备。例如，键盘、 鼠标是常见的低速设备，磁盘是常见的 高速设备。
专用的I/O指令包含操作码、命令码和地 址码三部分。
操作码 命令码 端口地址
操作码用于区分访存指令和I/O指令 命令码用于区分I/O操作的种类
地址码则指明要访问的外设端口地址以及 CPU寄存器号
h
13
三、I/O指令格式
第8章 输入输出系统
IBM/PC机的I/O指令只有两条：IN和OUT
IN指令将外设端口中的数据读入累加寄存器AL(AX) 。 OUT指令将累加寄存器AL(AX)的数据写入外设端口。 它们的汇编助记符及格式如下：
优点：
I/O端口地址不占用存储器地址空间； I/O端口数量不多，占用地址线少，地址译码简单， 速度较快； 使用专用I/O命令(IN/OUT)，指令短，执行速度快， 可读性强。
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10
第8章 输入输出系统
I/O独立编址（续）
操作系统 第8章输入输出设备管理
I/O设备 机械部分 电子部分 设备本身 控制器（适配器） 设备=机械部分 电子部分=设备本身 控制器（适配器） 设备 机械部分+电子部分 设备本身+控制器 在总线结构中，总线的时钟频率、带宽和传送速率等指标是影 响计算机性能的关键。
• 1984年推出的工业标准结构ISA（Industry Standard Architecture）总线，其带宽为2Mb/s，适用于处理器为 80286的计算机。 • 1988年推出的扩展工业标准结构EISA（Expansion Industry Standard Architecture）总线，带宽可以达到 32Mb/s，适用于处理器为80386类的计算机。 • 1990年，为了适应多媒体、高质量图形处理技术和网络 应用，推出了适合处理器为80486类计算机的VESA （Video Electronic Standard Association）总线，带宽增 加到132Mb/s。 • 1992年，随着Pentium系列CPU的出现，单总线结构已经 不能满足系统性能要求，推出了的具有全局总线和局部 总线的PCI总线，如图8.4所示。
图8.4 通用计算机组织结构
8.1.2 输入/输出设备 输入 输出设备
输入设备:外部设备的信息送入到计算机(键盘、鼠标、扫描 仪等) 输出设备:将计算机内存中的信息输出到外部设备(显示屏幕、 打印机、绘图仪) 输入和输出设备:既能输入信息到计算机，又能接收计算机传 送来的信息(触摸屏、调制解调器、网卡等)。 计算机输入/输出设备的种类和数量非常多，按照应用和 速度等的不同有不同的分类。 1.按传输速率分类 1.按传输速率分类 低速设备： （1）低速设备：指传输速率为每秒钟几个字节至数百个字节 的一类设备。（键盘，MOUSE） 的一类设备。（键盘，MOUSE） 。（键盘 中速设备： （2）中速设备：指传输速率在每秒钟数千个字节至数十千个 字节的一类设备。（打印机） 。（打印机 字节的一类设备。（打印机） 高速设备： （3）高速设备：指传输速率在数百千个字节至数兆字节的一 类设备。（磁盘，磁带） 。（磁盘 类设备。（磁盘，磁带）
第八章输入输出设备
狭义:仅指输入输出设备和外存储器，它们是只用于输入 输出数字信息的、构成计算机系统必不可少的设备。
外围设备又称外部设备，
计算机组成原理 Slide 5
外围设备特点
由信息载体,设备和设备控制器组成; 工作速度比主机慢很多; 不同设备的信息类型和格式不同; 以上这些特点给主机与输入输出设备的连接带来复杂性。因此，
8 × 8点阵显示，显示的质量不如 MDA，但字符本身及其背景可 以选择 16种颜色。在图形方式下，分辨率为 640×200，显示 2 种颜色或 320× 200， 4种颜色。
计算机组成原理 Slide 53
3．MGA单色图形适配器一 MGA可显示单色图形或字符，分辨率为720×350个像素。它用
图像
图像是一种具有亮暗层次变化的图。如人物、景物照片 等。经计算机处理与显示的图像称为数字图像。它是将 图片上连续的亮暗变化变换成离散的数字量，以点阵的 形式显示出来。
计算机组成原理 Slide 48
像素
在图像处理时，将组成图像的各点按几何位置排列成矩阵，矩 阵中的每个元素称为像素（或称像元）实际上就是显示屏上不 可再小的光点。
计算机组成原理 Slide 45
激光印字机工作过程
转印：当打印纸通过硒鼓时，在打印纸的背面加上 反向的静电电荷，将硒鼓上的碳粉吸附到纸张上， 这就是转印的过程。
定影：带有碳粉的纸张通过加热的定影辊，碳粉融 化，永久粘附在纸张上。
外围设备又称外部设备，
计算机组成原理 Slide 5
外围设备特点
由信息载体,设备和设备控制器组成; 工作速度比主机慢很多; 不同设备的信息类型和格式不同; 以上这些特点给主机与输入输出设备的连接带来复杂性。因此，
8 × 8点阵显示，显示的质量不如 MDA，但字符本身及其背景可 以选择 16种颜色。在图形方式下，分辨率为 640×200，显示 2 种颜色或 320× 200， 4种颜色。
计算机组成原理 Slide 53
3．MGA单色图形适配器一 MGA可显示单色图形或字符，分辨率为720×350个像素。它用
图像
图像是一种具有亮暗层次变化的图。如人物、景物照片 等。经计算机处理与显示的图像称为数字图像。它是将 图片上连续的亮暗变化变换成离散的数字量，以点阵的 形式显示出来。
计算机组成原理 Slide 48
像素
在图像处理时，将组成图像的各点按几何位置排列成矩阵，矩 阵中的每个元素称为像素（或称像元）实际上就是显示屏上不 可再小的光点。
计算机组成原理 Slide 45
激光印字机工作过程
转印：当打印纸通过硒鼓时，在打印纸的背面加上 反向的静电电荷，将硒鼓上的碳粉吸附到纸张上， 这就是转印的过程。
定影：带有碳粉的纸张通过加热的定影辊，碳粉融 化，永久粘附在纸张上。
输入与输出设备ppt课件
台式机键盘：按键数曾出现过83、93、96、101、102、 104键等。 常见的104键盘是在101键盘的基础上为Win9X平台增加 了三个快捷键，因此也被称为Win9X键盘。 按工作原理，常规的键盘又分为机械式和电容式两种。 按外形可分为标准键盘和人体工程学键盘。
鼠标
“鼠标”的标准称呼是“鼠标器”，已经有近40年的历史了。 鼠标的使用是为了代替键盘那繁琐的指令。 鼠标的接口可分为串口、PS/2口、USB口和无线鼠标。
2、喷墨式打印机 1 、 针式打印机 3 、激光打印机
谢谢
音箱(有源)
下图所示，分别是2.0音箱、Βιβλιοθήκη Baidu.1音箱、5.1音 箱和7.1音箱
多媒体音箱：根据声道数目的不同，副音箱的个数也就不同
打印机
打印机是将计算机的运行结果或中间结果打印在纸上的 常用输出设备，利用打印机打印出各种文字、图形和图像等
信息。因此，打印机需要输出的数据为纯文本、矢量图形、
点阵图形。
按键数分类可以分为传统的双键鼠、三键鼠和新型的多键鼠
标
扫描仪
扫描仪是一种通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、 编辑、储厚和输出的数据的数字化输入设备。 按用途可将扫描仪分为用于各种图稿输入的通用型扫描仪和 专门用于特殊图像输入的专用型扫描仪如条码读入器、卡片阅读 机等。
麦克风
麦克风称之为“传声器”，由MICROPHONE翻译而来。 传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，也称话筒 或者微音器。
《输入输出系统 》课件
扫描仪：通过扫描纸质文件，将图像 转换为数字信号，输入到计算机中
鼠标：通过移动和点击，控制光标位 置，选择菜单、按钮等操作
语音识别：通过语音输入，将语音转 换为文字，输入到计算机中
触摸屏：通过手指触摸屏幕，实现对计 算机的操作
手写板：通过手写笔在板上书写，将 手写内容转换为数字信号，输入到计 算机中
输出设备发展趋势
显示技术：从CRT到LCD，再到OLED，显示效果不断提升 交互方式：从键盘鼠标到触摸屏，再到语音识别和手势识别，交互方式更加自然 便携性：从台式机到笔记本，再到平板电脑和智能手机，设备越来越便携
智能化：从简单的输出设备到智能终端，设备功能越来越强大，可以处理更多的任务
04
输入输出系统在计算机中的作用
惯
无线化：无线 输入设备将逐 渐取代有线设 备，提高用户 的使用便捷性
多样化：输入 设备将更加多 样化，满足不 同用户的需求
和场景
集成化：输入 设备将与其他 设备进行集成， 提高设备的使 用效率和便捷
性
03
输出系统
输出设备种类
显示器：用于显示图像和文字
音响：用于播放音频
添加标题
添加标题
打印机：用于打印文档和图像
应用拓展
语音识别和语音合成技术的发展，使得语音输入输出成为可能 人工智能技术的发展，使得智能输入输出成为可能 虚拟现实技术的发展，使得沉浸式输入输出成为可能 物联网技术的发展，使得远程输入输出成为可能
输入设备和输出设备PPT学习教案
第3页/共35页
键盘的运行原理
计算机的键盘，用于向主机内敲入字符、功能键、汉字等符号， 通过逐次敲击键盘上不同的键来完成。被敲击的键将以一个特定的编 码被表示并被存入计算机主机。故键盘的运行原理，是把敲击的键在 键盘上的位置对应为一个编码。
+5V
10K
键
。.
。 。.
。 。.
。.
。 。.
键
。.
。 。
收集槽 墨 滴 偏 转 方 向
（充了电的墨滴偏转射向打印纸 ，
不带电的墨滴射入回收器被回收 ）
第33页/共35页
喷墨头移动方向
接口
并行接口
总线
慢速总线
协议
打印机
第34页/共35页
第30页/共35页
激光打印机的组成
定形部分
印写部分 转写部分 清扫辊
清扫部分
转写
带
加热辊
预 热 输板
纸
记录鼓
电 器
激 光 部
+
…..
分
(硒鼓)
用
显象
辊
部分
激光
接纸 部分
纸
印字机 控制部分
(微处理机汉字字形库)
第31页/共35页
喷墨打印机
打印原理
利用喷嘴喷出墨滴到纸上 给墨滴充电，利用电场控制墨滴的方向
。 。
键盘的运行原理
计算机的键盘，用于向主机内敲入字符、功能键、汉字等符号， 通过逐次敲击键盘上不同的键来完成。被敲击的键将以一个特定的编 码被表示并被存入计算机主机。故键盘的运行原理，是把敲击的键在 键盘上的位置对应为一个编码。
+5V
10K
键
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。 。.
键
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。 。
收集槽 墨 滴 偏 转 方 向
（充了电的墨滴偏转射向打印纸 ，
不带电的墨滴射入回收器被回收 ）
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喷墨头移动方向
接口
并行接口
总线
慢速总线
协议
打印机
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激光打印机的组成
定形部分
印写部分 转写部分 清扫辊
清扫部分
转写
带
加热辊
预 热 输板
纸
记录鼓
电 器
激 光 部
+
…..
分
(硒鼓)
用
显象
辊
部分
激光
接纸 部分
纸
印字机 控制部分
(微处理机汉字字形库)
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喷墨打印机
打印原理
利用喷嘴喷出墨滴到纸上 给墨滴充电，利用电场控制墨滴的方向
。 。
计算机组成原理白中英第八章输入输出系统PPT课件
• CPU把一个地址值放在地址总线上，这一步将选 择一个输出设备
• CPU把数据放在数据总线上
• 输出设备认为数据有效，从而把数据取走。
2020/8/18
4
基本概念——CPU和外围设备的定时
• CPU和外围设备的定时，分为三种情况：
– 慢速外围设备 – 中速外围设备 – 高速外围设备
2020/8/18
18
程序中断方式——基本概念
– 按中断源分类： – 强迫中断：是随机产生的。产生强迫中断的中
断源有四个方面：
• 内中断：由硬件故障及程序故障引起的中断。 • 外中断：是由系统配置的外部设备引起的中断。 • 正在执行着的现行程序所引起的中断。 • 处理机之间的中断。
– 自愿中断（程序自中断）：事先在程序某初设 置断点，并借用中断处理方式保护现场，引出 一段服务程序。
状态位
外设
2020/8/18
13
程序查询方式——程序流程图
设置计数值
设置内存缓冲区首址
启动外设
准备好？ 否ห้องสมุดไป่ตู้
是 传送一个数据
修改内存地址
2020/8/18
修改计数器
否 传送完？ 是
结束I/O传送
程序查询 方式的程序
流程图
14
程序中断方式
• 中断：是指CPU中止现行程序的执行，转 而执行另一个更紧迫事件的程序，一旦处 理完毕，自动返回原来被中断的程序。
• CPU把数据放在数据总线上
• 输出设备认为数据有效，从而把数据取走。
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基本概念——CPU和外围设备的定时
• CPU和外围设备的定时，分为三种情况：
– 慢速外围设备 – 中速外围设备 – 高速外围设备
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程序中断方式——基本概念
– 按中断源分类： – 强迫中断：是随机产生的。产生强迫中断的中
断源有四个方面：
• 内中断：由硬件故障及程序故障引起的中断。 • 外中断：是由系统配置的外部设备引起的中断。 • 正在执行着的现行程序所引起的中断。 • 处理机之间的中断。
– 自愿中断（程序自中断）：事先在程序某初设 置断点，并借用中断处理方式保护现场，引出 一段服务程序。
状态位
外设
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程序查询方式——程序流程图
设置计数值
设置内存缓冲区首址
启动外设
准备好？ 否ห้องสมุดไป่ตู้
是 传送一个数据
修改内存地址
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修改计数器
否 传送完？ 是
结束I/O传送
程序查询 方式的程序
流程图
14
程序中断方式
• 中断：是指CPU中止现行程序的执行，转 而执行另一个更紧迫事件的程序，一旦处 理完毕，自动返回原来被中断的程序。
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外围设备又称外部设备，
5
外围设备特点
由信息载体,设备和设备控制器组成; 工作速度比主机慢很多; 不同设备的信息类型和格式不同; 以上这些特点给主机与输入输出设备的连接带来复杂性。因此，
必须设置一个 1／O接口来解决信息的缓冲、同步与通讯，格式 的转换及电气特性的适配等一系列问题。
6
外围设备分类
27
光学式鼠标
新型的光学式鼠标器不需特殊鼠标垫板，克服了鼠 标垫板易磨损的缺陷
采用了新的光学技术—光眼(Optical Sensor) 光电感应装置每秒发射和接收1500次信号，再配
合18MIPS(每秒处理1800万条指令)的CPU，实 现精准、快速的定位和指令传输
28
轨迹球
外观上看就像是翻转过来的机械鼠标，用手拨动轨迹球 来控制光标的移动。
版权所有，引用请注明出处
第八章、输入输出设备
原著 谭志虎
主讲(改编) 蒋文斌
1
本章主要内容
外围设备概述 I/O接口 输入设备 输出设备
2
外围设备概述
外围设备所处的层次 外围设备功能定义 外围设备分类
3
外围设备所处的层次
系统总线
运算器 控制器
CPU
存储器
主机
输入设备 输出设备
外围设备
16
键盘组成
按键开关的种类很多，其原理也不尽相同， 但是基本上可归为两类：接触式和非接触式 键开关
17
键盘开关
接触式键开关
借助机械簧片，直接使两个导体接通或断开，从而 产生电信号； 机械接触式 干簧管式 薄膜式键开关
非接触式键开关
利用电磁场或电压、电流的变化而产生输出信号。 电容式键开关 霍尔式键开关
1968年，鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，设计 鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便， 来代替键盘那繁琐的指令。
25
机械式鼠标
支撑轮
转角计数
垂直轴
滚球
垂直轮
转角计数 水平轴 水平轮
26
光电鼠标
内部只有两对互相垂直的光电检测器，光敏三极管通 过接收发光二极管照射到光电板反射的光进行工作 光电板上印有许许多多黑白相间的小格子，光照到黑 色的格子上，由于光被黑色吸收，所以光敏三极管接 收不到反射光；相反，若照到白色的格子上，光敏三 极管可以收到反射光，如此往复，形成脉冲信号。 需要注意的是光电鼠标相对于光电板的位置一定要正， 稍微有一点偏斜就会造成鼠标器不能正常工作。
选址 传送主机命令 数据传送和格式转换 数据缓冲 监控设备状态
10
I/O接口组成
主机
数据线 地址线 状态线 命令线
数据缓冲寄存器DBR 设备选择电路 设备状态寄存器
接口 命令寄存器
数据模式转换电路 控制逻辑电路
数据线
命令 I/O 设 备
状态
11
I/O接口分类
串行接口 并行接口
12
输入设备
8
输入输出接口
接口是指两个不同部件或系统之间的交接部分。它 既可以是两种硬件设备之间的连接电路，也可以是 两个软件之间的共同逻辑边界。
I/O接口是指计算机主机与I/O设备之间通过总线进 行连接的逻辑部件，接口部件在动态连接的两个部 件之间起着转换器的作用，以实现彼此之间的信息 交换。
9
I/O接口功能
传统基于胶片的相机其分辨率是无穷的，而数码相机 的分辨率则是有限的。传统相机的使用成本较高。
31
数码相机组成
CCD A/D转换器 MPU(微处理器) 图像存储器
32
各种存储器实物图
33
输出设备
输出设备定义 打印机 显示设备
34
输出设备
输出设备将计算机处理过的二进制代码信息， 转换成人们能识别的形式，如数字、符号、 文字、图形、图像或声音等输出，供人们分 析和使用。
29
鼠标接口
按照鼠标的接口分类。 串口、PS/2口、USB口和wireless。
30
数码相机
一种能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物 转换成以数字格式存放的图像的特殊照相机。
数码相机用快门来激活包含光敏栅格的电荷耦合器件 传感器（CCD）。栅格由许多单元（也叫做像素）组 成，它们把光信号转换成电信号。
针式点阵式打印机，喷墨打印机
并行打印机------逐行/页打印
常用输出设备有打印机及CRT显示器。
35
打印设备
36
打印ห้องสมุดไป่ตู้备分类（印字原理）
击打式
利用机械作用使印字机构与色带和纸相撞击而打印字符。
串行、并行 点阵针式、字模式
非击打式
利用电、磁、光、喷墨等物理、化学方法印刷字符。
喷墨 激光 热转印
37
打印设备分类（工作方式）
串行打印机------逐字打印
输入设备定义及分类 键盘 鼠标 数码相机
13
输入设备定义及分类
输入设备是指向主机输入程序、原始数据和 操作命令等信息的设备。 输入设备将各类信号变换成主机能识别的二 进制代码，并负责送到主机。
字符数字输入 、图形输入、图象输入、声 音输入
14
键盘
15
键盘---字符数字输入设备
键盘结构的关键是如何将键盘上的按键动作转 换成相应的ASCll码。 由于按键开关本身只能产生一个开关信号，因 此，需要有一套编码电路或程序，将某个按键的 开关信号转换成相应的ASCll编码。
18
键盘开关矩阵
+5V
并 行 端 口 并行端口
19
键盘分类
按键盘编码的功能和实现方法进行分类
全编码键盘 非编码键盘
20
常用扫描方法
行反转扫描法 行扫描法 行列扫描法
21
显示系统X-Y位置指示器
22
道格 恩格尔巴特
鼠标
23
鼠标分类
机械式鼠标 光电式鼠标 光学式鼠标
24
鼠标 一种手持式坐标定位部件。
输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、手写笔 输出设备：显示器，打印机，绘图仪； 输入兼输出设备：终端，传真机； 外存储器：磁盘，硬盘、磁带、光盘； 数据通讯设备：FAX ，MODEM； 过程控制设备：A/D，D/A，传感器，仪表。
7
I/O 接口
I/O接口定义 I/O接口功能 I/O接口组成
外围设备功能定义
广义:凡与计算机相连、受主机控制完成数据处理或控制 操作的装置都可称外围设备。
输入输出设备，外存储器，数据通讯设备，终端设备，以及 计算机自动控制、检测系统中的各种采样、检测设备， A／D 和D／A转换器，各种与计算机相关的仪表及装置。
狭义:仅指输入输出设备和外存储器，它们是只用于输入 输出数字信息的、构成计算机系统必不可少的设备。
5
外围设备特点
由信息载体,设备和设备控制器组成; 工作速度比主机慢很多; 不同设备的信息类型和格式不同; 以上这些特点给主机与输入输出设备的连接带来复杂性。因此，
必须设置一个 1／O接口来解决信息的缓冲、同步与通讯，格式 的转换及电气特性的适配等一系列问题。
6
外围设备分类
27
光学式鼠标
新型的光学式鼠标器不需特殊鼠标垫板，克服了鼠 标垫板易磨损的缺陷
采用了新的光学技术—光眼(Optical Sensor) 光电感应装置每秒发射和接收1500次信号，再配
合18MIPS(每秒处理1800万条指令)的CPU，实 现精准、快速的定位和指令传输
28
轨迹球
外观上看就像是翻转过来的机械鼠标，用手拨动轨迹球 来控制光标的移动。
版权所有，引用请注明出处
第八章、输入输出设备
原著 谭志虎
主讲(改编) 蒋文斌
1
本章主要内容
外围设备概述 I/O接口 输入设备 输出设备
2
外围设备概述
外围设备所处的层次 外围设备功能定义 外围设备分类
3
外围设备所处的层次
系统总线
运算器 控制器
CPU
存储器
主机
输入设备 输出设备
外围设备
16
键盘组成
按键开关的种类很多，其原理也不尽相同， 但是基本上可归为两类：接触式和非接触式 键开关
17
键盘开关
接触式键开关
借助机械簧片，直接使两个导体接通或断开，从而 产生电信号； 机械接触式 干簧管式 薄膜式键开关
非接触式键开关
利用电磁场或电压、电流的变化而产生输出信号。 电容式键开关 霍尔式键开关
1968年，鼠标诞生于美国加州斯坦福大学，设计 鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便， 来代替键盘那繁琐的指令。
25
机械式鼠标
支撑轮
转角计数
垂直轴
滚球
垂直轮
转角计数 水平轴 水平轮
26
光电鼠标
内部只有两对互相垂直的光电检测器，光敏三极管通 过接收发光二极管照射到光电板反射的光进行工作 光电板上印有许许多多黑白相间的小格子，光照到黑 色的格子上，由于光被黑色吸收，所以光敏三极管接 收不到反射光；相反，若照到白色的格子上，光敏三 极管可以收到反射光，如此往复，形成脉冲信号。 需要注意的是光电鼠标相对于光电板的位置一定要正， 稍微有一点偏斜就会造成鼠标器不能正常工作。
选址 传送主机命令 数据传送和格式转换 数据缓冲 监控设备状态
10
I/O接口组成
主机
数据线 地址线 状态线 命令线
数据缓冲寄存器DBR 设备选择电路 设备状态寄存器
接口 命令寄存器
数据模式转换电路 控制逻辑电路
数据线
命令 I/O 设 备
状态
11
I/O接口分类
串行接口 并行接口
12
输入设备
8
输入输出接口
接口是指两个不同部件或系统之间的交接部分。它 既可以是两种硬件设备之间的连接电路，也可以是 两个软件之间的共同逻辑边界。
I/O接口是指计算机主机与I/O设备之间通过总线进 行连接的逻辑部件，接口部件在动态连接的两个部 件之间起着转换器的作用，以实现彼此之间的信息 交换。
9
I/O接口功能
传统基于胶片的相机其分辨率是无穷的，而数码相机 的分辨率则是有限的。传统相机的使用成本较高。
31
数码相机组成
CCD A/D转换器 MPU(微处理器) 图像存储器
32
各种存储器实物图
33
输出设备
输出设备定义 打印机 显示设备
34
输出设备
输出设备将计算机处理过的二进制代码信息， 转换成人们能识别的形式，如数字、符号、 文字、图形、图像或声音等输出，供人们分 析和使用。
29
鼠标接口
按照鼠标的接口分类。 串口、PS/2口、USB口和wireless。
30
数码相机
一种能够进行拍摄，并通过内部处理把拍摄到的景物 转换成以数字格式存放的图像的特殊照相机。
数码相机用快门来激活包含光敏栅格的电荷耦合器件 传感器（CCD）。栅格由许多单元（也叫做像素）组 成，它们把光信号转换成电信号。
针式点阵式打印机，喷墨打印机
并行打印机------逐行/页打印
常用输出设备有打印机及CRT显示器。
35
打印设备
36
打印ห้องสมุดไป่ตู้备分类（印字原理）
击打式
利用机械作用使印字机构与色带和纸相撞击而打印字符。
串行、并行 点阵针式、字模式
非击打式
利用电、磁、光、喷墨等物理、化学方法印刷字符。
喷墨 激光 热转印
37
打印设备分类（工作方式）
串行打印机------逐字打印
输入设备定义及分类 键盘 鼠标 数码相机
13
输入设备定义及分类
输入设备是指向主机输入程序、原始数据和 操作命令等信息的设备。 输入设备将各类信号变换成主机能识别的二 进制代码，并负责送到主机。
字符数字输入 、图形输入、图象输入、声 音输入
14
键盘
15
键盘---字符数字输入设备
键盘结构的关键是如何将键盘上的按键动作转 换成相应的ASCll码。 由于按键开关本身只能产生一个开关信号，因 此，需要有一套编码电路或程序，将某个按键的 开关信号转换成相应的ASCll编码。
18
键盘开关矩阵
+5V
并 行 端 口 并行端口
19
键盘分类
按键盘编码的功能和实现方法进行分类
全编码键盘 非编码键盘
20
常用扫描方法
行反转扫描法 行扫描法 行列扫描法
21
显示系统X-Y位置指示器
22
道格 恩格尔巴特
鼠标
23
鼠标分类
机械式鼠标 光电式鼠标 光学式鼠标
24
鼠标 一种手持式坐标定位部件。
输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、手写笔 输出设备：显示器，打印机，绘图仪； 输入兼输出设备：终端，传真机； 外存储器：磁盘，硬盘、磁带、光盘； 数据通讯设备：FAX ，MODEM； 过程控制设备：A/D，D/A，传感器，仪表。
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I/O 接口
I/O接口定义 I/O接口功能 I/O接口组成
外围设备功能定义
广义:凡与计算机相连、受主机控制完成数据处理或控制 操作的装置都可称外围设备。
输入输出设备，外存储器，数据通讯设备，终端设备，以及 计算机自动控制、检测系统中的各种采样、检测设备， A／D 和D／A转换器，各种与计算机相关的仪表及装置。
狭义:仅指输入输出设备和外存储器，它们是只用于输入 输出数字信息的、构成计算机系统必不可少的设备。