计算机系统组成图
第2章 计算机图形系统组成
第2章计算机图形系统组成随着计算机图形技术的发展，大量的计算机图形系统应用到了非常多的领域。
本章将探讨计算机图形系统的功能和结构；对部分硬件设备，特别是图形显示设备进行简要介绍；最后，为方便后面章节的讲述。
2.1.计算机图形系统概述2.1.1.计算机图形系统的功能计算机图形系统是由计算机图形硬件和计算机图形软件组成，它的基本任务是研究如何用计算机生成、处理和显示图形。
一个交互式计算机图形系统应具有计算、存储、交互、输入和输出等5中功能。
如图2-1所示。
1）计算功能（Computing）。
应包括形体设计和分析方法的程序库，描述形体的图形数据库。
数据库中应有坐标的平移、旋转、投影、透视等几何变换程序库、曲线、曲面生成和图形相互关系的检测库等。
2）存储功能(Storage)。
在计算机内存储器和外存储器中，应能存放各种形体的几何数据及形体之间相互关系，可实现对有关数据的实时检图2-1 计算机图形系统的基本功能图索以及保存对图形的删除、增加、修改等信息。
3）输入功能（Input）。
由图形输入设备将所设计的图形形体的几何参数（例如大小、位置等）和各种绘图命令输入到图形系统中。
4）输出功能（Output）。
图形系统应有文字、图形、图像信息输出功能。
在显示屏幕上显示设计过程当前的状态以及经过图形编辑后的结果。
同时还能通过绘图仪、打印机等设备实现硬拷贝输出，以便长期保存。
5）交互功能（Interactive）。
可通过显示器或其他人－机交互设备直接进行人－机通信，对计算结果和图形，利用定位、拾取等手段进行修改，同时对设计者或操作员执行的错误给予必要的提示和帮助。
以上5种功能是一个图形系统所具备的最基本功能，至于每一功能中具有哪些能力，则因不同的系统而异。
2.1.2.计算机图形系统的结构根据基本功能的要求，一个交互式计算机图形系统的结构如图2-2 所示。
可以看到，它由计算机图形硬件和计算机图形软件两部分组成。
图2-2 计算机图形系统的结构1.图形软件图形软件分为图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件三部分。
计算机--思维导图
计算机组成原理
操作系统
计算机网络
数据结构
数据库原理
信息新技术
计算机组成原理
计算机系统概述
计算机组成
计算机性能指标
计算机工作过程
数据的机器表示
机器数、非数值编码的表示
存储系统和结构
存储系统的两个层次
Cache
存储容量的计算
中央处理器
CPU的组成
微程序设计
总线系统
总线的分类、结构、控制方式
无线网络和移动网络
基本概念
数据结构
线性表
概念、特点、表示、存储
栈和队列
栈
队列
串
概念、操作、存储
数组和广义表
概念、存储
树和二叉树
二叉树的遍历
图
概念、存储、遍历方法
动态存储管理
动态存储管理方法
查找
查找算法
排序
内部排序
外部排序
文件
分类、结构、操作
数据库原理
数据库概述
数据库系统概述
数据模型
关系数据库
关系代数
Goolgle云计算原理和应用
主流开源云架构
虚拟化技术
虚拟化技术分类
物联网
概念、核心技术、特点
自动识别技术与RFID
无线传感网
其他网络
无线宽带网络
移动通信网络
关系数据库标准语言SQL
SQL概述
数据定义
数据查询
视图
关系数据理论
范式
数据库设计
数据库设计过程
关系查询处理和查询优化
查询处理步骤、查询优化步骤
数据库恢复技术
事务
恢复的实现技术
并发控制
系统组成结构框图
图1 系统组成结构框图手机接口电路板组件计算机视觉检测系统的开发作者：王思华，吕军工作职务：教授，硕士研究生公司名称：广州市暨南大学电子工程系应用领域：通信使用的产品：LabVIEW6.1，IMAQVision 6.1，PCI-1409挑战：在较短时间内开发一套高性价比的工业视觉检测系统，实现对手机接口电路板组件中多个连接器的装配位置和零件尺寸等参数的快速、准确的自动检测，同时实现检测数据的记录和统计。
应用方案：采用NI 公司的功能强大图像处理软件包IMAQ Vision 和高性能的图像采集卡，并选配合适的光源、摄像机、镜头和XY 平移台，用LabVIEW 开发能满足实际生产需要的工业视觉检测系统。
介绍：由于手机的设计越来越精巧，手机接口电路板组件生产对装配精度的标准也不断提高。
如果用人工方式检验装配质量就需要多台价格不菲的测量投影仪，而且检测速度仍然无法满足较大规模生产的要求。
利用NI 公司先进的计算机视觉技术开发的视觉检测系统能对接口电路板组件中多个连结器的相对位置及其内部零件尺寸等参数进行自动检测，并具有测量准确、快速、扩展性强和性价比高等特点。
该系统已应用于某世界著名品牌手机接口部件的生产线上。
系统的组成本系统组成的结构框图如图1所示，系统采用了光强稳定的高频荧光灯和焦距为55mm 的远心镜头（telecentric lens ），这种镜头的畸变特别小。
此外，系统配置了JVC 公司的TK-S350型黑白摄像机（753?582）和NI 公司的PCI-1409黑白和彩色图像采集卡。
PC采用工业计算机（PIII/850），XY 电控平移台的重复定位精度为3µm ，行程为200×200mm ，最高速度为40mm/S 。
检测方法检测系统的任务是对手机接口电路板组件(以下简称接口组件)中的3个连接器的特定位置的几何尺寸进行测量，其中包括连接器与印刷电路板（PCB ）底板的相对位置，连接器之间的间距，以及连接器内部零件的尺寸和间距等共24个参数，检验连接器装配精度是否符合标准和内部零件（如触点簧片）是否被碰歪等质量问题。
计算机组成课件
控制信号
…
CU
时钟
CPU的数据通路
Ad IRout IRin PCin CPU 内 部 总 线
OF DF IF TF SF ZF 方向 标志 中断允 许标志 陷阱 标志
控制器部分
功能： （1）取指令，并指出下一条指令在主存中的位置。 （2）指令译码，产生相应的操作控制信号，以便启 动规定的动作。 （3）指挥并控制CPU、主存和输入/输出设备之间 的数据流动方向。
组成： 程序计数器（PC） 用来存放正在执行的指令地址或接着要执行的下条 指令地址。 对于顺序执行的情况，PC的内容应不断地增量 （加“1”），以控制指令的顺序执行。 遇到需要改变程序执行顺序的情况时，将转移的 目标地址送往PC，即可实现程序的转移。 指令寄存器（IR） 指令寄存器用来存放从存储器中取出的指令。
3.联合控制方式 这是同步控制和异步控制相结合的方式。实际上 现代计算机中几乎没有完全采用同步或完全采用异 步的控制方式，大多数是采用联合控制方式。 一种情况是，大部分操作序列安排在固定的机器周 期中，对某些时间难以确定的操作则以执行部件的 “回答”信号作为本次操作的结束。例如CPU访问主 存时，依靠其送来的“READY”信号作为读／写周期 的结束。 另一种情况是，机器周期的节拍脉冲数固定，但是 各条指令周期的机器周期数不固定。
由于不同的指令，操作时间长短不一致，同步控制 方式应以最复杂指令、最复杂的微操作时间作为统 一的时间间隔标准。这种控制方式设计简单，容易 实现，但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲 时间，造成较大数量的时间浪费，从而影响了指令 的执行速度。
计算机的基本组成PPT课件
主机
（3）其他部件
包括连接各个部件的主板和接口卡、 给各部件提供动力的电源等。
主板
外部设备Байду номын сангаас
（1）输入设备是向计算机输入数据和信息的设备。是计算机与用户或其他设备通 信的桥梁。输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。 输入设备（InputDevice）是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把 原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数 据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、 声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中，进行存储、处理和输 出。
系统软件的主要特征是： • 与硬件有很强的交互性 • 能对资源共享进行调度管理 • 能解决并发操作处理中存在的协调问题 • 其中的数据结构复杂，外部接接口多样
化，便于用户反复使用
常见系统软件
• 操作系统：是管理和控制所有硬件和软件（资
源）的系统软件。是用户与计算机的一个接口， 一个媒介。是计算机系统的管理中心，它统一指 挥、协调计算机个部件的工作正常进行。如CP/M、 DOS、UNIX、WINDOWS、LUNIX、FreeBSD、 BeOS等等。
• 语言处理程序：将计算机语言程序翻译成机器
指令序列的软件。汇编程序、Qbasic、TC集成 开发环境、VB集成开发环境、VC集成开发环境、 VFP集成开发环境等等都是语言处理程序。
• 服务型程序等均属于系统软件。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The
软盘
硬盘
计算机软件系统
第一章微型计算机控制系统概述
DSP 处理器的长处
向量运算、
指针线性寻址等
微机控制技术
1.2.4 嵌入式系统
4、嵌入式片上系统 ( System On Chip ) • 随着 EDI 的推广和 VLSI 设计的普及化，及半
导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现一个 更为复杂的系统的时代已来临，这就是
System On Chip ( SOC )。
• TI 公司亦将其 TMS320C2XXX 系列 DSP 作为 MCU 进行推广。
微机控制技术
1.2.4 嵌入式系统
3、嵌入式 DSP 处理器
( Embedded Digital Signal Processor, EDSP )
（１）ＤＳＰ处理器的特点 DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计: 使其适合于执行 DSP 算法，编译效率较高，指令执行速度也 较高。
• 具有软件代码少、高度自动化、响应速度快等特点， 特别适合于要求实时和多任务的体系。
微机控制技术
嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器特点:
（1）对实时多任务有很强的支持能力。能完成多任务并且有较 短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间 减少到最低限度。
（2）具有很强的存储区保护功能。 由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件 模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保 护功能，同时也有利于软件诊断。
理器。 如：Intel 的 MCS-296
Infineon ( Siemens ) 的 TriCore。
1.2.4 嵌入式系统
（３）推动嵌入式 DSP 处理器发展的因素：
嵌入式系统的智能化。
如：各种带有智能逻辑的消费类产品
生物信息识别终端
1计算机硬件系统关系图
4计算机的工作过程
第一步：将程序和数据通过输入设备送入存储器。
第二步：启动运行后，计算机从存储器中取出程序指令送到控制器去识别， 分析该指令要做什么事。
第三步：控制器根据指令的含义发出相应的命令〔如加法、减法〕，将存 储单元中存放的操作数据取出送往运算器进展运算，再把运算结果送回存储 器指定的单元中。
金士顿2GB DDR3 1600 (双通道套装HyperX) 内存一贯品质出色，
这款其做工精良，芝 金士顿2GB DDR3 1600(双通道套装 HyperX)套装，整体做 工讲究扎实，局部采
用电镀工艺，镀层更 加均匀，耐用
内存容量： 内存主频：
2GB 1600MHz
内存传输类型： DDRⅢ
接口类型：
将计算机处理的结果以人们能够认识的方式输出的设备。常用的输出设备有显 示器、音箱、打印机、绘图仪等。
3计算机的工作原理
计算机的根本原理是存贮程序和 程序控制。预先要把指挥计算机 如何进展操作的指令序列〔称为 程序〕和原始数据通过输入设备 输送到计算机内存贮器中。每一 条指令中明确规定了计算机从哪 个地址取数，进展什么操作，然 后送到什么地址去等步骤
第1讲计算机图形系统概述
电子枪
灯丝，阴极和控制栅组成
灯丝：产生热量 阴极：由灯丝加热发出电子束 控制栅：加上负电压后，能够控制通过其中小孔的带负
电的电子束的强弱。通过调节负电压高低来控制电子数 量，即控制荧光屏上相应点的亮度
聚焦系统及加速电极
聚焦系统
通过电场和磁场控制电子束“变细”，保证亮点足够小， 提高分辨率
电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分 对应的显示器为画线设备
逻辑部件
刷新存储器(Refreshing Buffer) 显示处理器（DPU:Display Processing Unit）
刷新(Refresh)：
为了让荧光物质保持 一个稳定的亮度值
刷新频率：
每秒钟重绘屏幕的次数
观 察 方 向
液晶显示器（LCD）
液晶显示器（LCD）
液晶显示器（LCD）
眼镜型液晶显示屏☺
计算机图形系统的组成 图形硬件设备
输入设备 输出设备
图形硬件显示系统
图形软件系统
图形显示系统
组成（光栅式）
显示设备：显示器 显示处理器
图形处理功能
视频控制器：
控制显示设备 通过访问帧缓冲来刷新屏幕
平板型显示器：液晶、等离子
特点：器件薄，适合便携 缺点：亮度和对比度相对较低、色彩不够鲜艳，
价格偏高
阴极射线管（CRT）
工作原理
一种真空器件，它利用电磁场产生高速的、经过聚 焦的电子束，偏转到屏幕的不同位置，轰击屏幕表面的 荧光材料，从而产生可见图形
主要组成部分
电子枪 聚焦系统 加速电极 偏转系统 荧光屏
加速电极
加正的高压电（几万伏） 使电子束高速运动
偏转系统及荧光屏
偏转系统