計算機各輸入/輸出設備工作原理詳解

◎在多用戶的計算機系統中，計算機終端既是輸入設備，又是輸出設備；

◎在多媒體計算機系統中，錄象機、VCD、DVD、語音輸入、語音輸出等是輸入輸出設備。

二.點陣式設備運行原理

2、點的布局規律：
（1）要表示的對象有確定的形狀，如字符、符號，一些簡單的幾何形狀、數學曲線等。
一般將字符的點陣設計保存在存儲器中，需要時再把它們復現出來；數學曲線、幾何形狀也可以臨時計算把需要表示的點放到相應的位置上去。

（2）要表示的對象的點的布局沒有確定的規律。例如一副油畫，一張照片

問題處理的焦點：如何把畫或照片上所表現的連續變化的內容，在計算機上用離散的點表示出來，如何表示的更真實準確，這正是圖象處理領域要解決的問題


3、點的存儲：
◎最簡單的情況：用點的有、無的形式來表示“形狀”。為每個點分配一個二進制的位（bit）就可以區別出點的有無。如用二維數組存儲“0”或“1”很方便地表示平面上的圖形。

◎較復雜的情況：為了更精細更準確地表示圖形或圖象，如大小、深淺程度、顏色、密度，為表示一個點，就不能只用一個二進制位，而要用多個二進制位，如b位，可表示出2b個亮度等級數。為表示256種顏色，要用8個二進制位，每一種顏色都有256種亮度，則表示每一個點要用24個二進制位

例2、在7×9個點組成的矩陣范圍內顯示一個英文字母A

	?	0 1 2 3 4 5 6 X
1　 2　 3　 4　 5　 6　 7　 8　 Y		10H 28H 44H 82H 82H FEH 82H 82H 00H
	英文字母A的字型和它的點陣表示

三.顯示器設備的組成與運行原理
1、顯示器概述

◎按結構分類
●CRT顯示器
●液晶顯示器
◎按顯示內容分類
●字符顯示器：以顯示字符為主，也可顯示一般質量的圖形、圖象。
●圖形顯示器：以顯示高質量的圖形為主。
◎按屏幕大小分類：14英寸、15英寸、17英寸、21英寸

◎按分辨率分類：640×480，800×600，1024×768

◎按顏色分類：單色，彩色

2、CRT陰極射線管的組成和運行原理

CRT陰極射線管的組成

彩色顯示器的顏色控制：三種基本色是 紅 、 綠 、 藍 ，顯示的顏色由三種基本色按照一定比例關系搭配而成。對顯示屏上的每一個像素都是由 紅 、 綠 、 藍 三個熒光粉點組成，如圖所示，電子槍發出的三束電子束能準確打到各自對應的小熒光粉點上。

（1） CRT字符顯示器的組成
◎掃描控制邏輯

◎顯示存儲器

◎字符發生器
對于PC機而言，顯示存儲器、字符發生器置于顯示卡上對于多用戶的計算機終端，掃描控制邏輯、顯示存儲器、字符發生器均置于終端設備本身的控制器中。

（2） 掃描控制邏輯
◎掃描方式：有光柵掃描和隨機掃描兩種

◎光柵掃描：有逐行掃描和隔行掃描兩種
特點：技術成熟性好，價格便宜，廣泛用于計算機顯示器中，但掃描容余時間多，分辨率低，主要用于字符顯示器。

◎隨機掃描：只掃描在屏幕上有顯示內容的位置，而不是整個屏幕。
特點：畫圖速度快，分辨率高，但掃描控制邏輯專用、復雜，生產量小、價格高，主要用于高質量的圖形顯示器。

◎ 余輝??http://www.csai.cn??電子束打在熒光屏上發出的光所持續的時間。

◎ “場”的概念：電子束掃描完整個屏幕一遍為一場，一般光柵掃描方式的顯示器選用每秒50場來顯示。

◎ 顯示存儲器VRAM：用于保存顯示在屏幕上的全部字符，包括字符的ASCII碼和顯示屬性。一個字符配有一個屬性字節，包括字符的顏色、亮度、是否顯示，因此共占用2個字節。

設屏幕每行顯示80個字符，每屏顯示25行，顯示存儲器的容量至少應為80×25×2=4000個字節

◎ 字符發生器：用于保存每個可顯示字符字型的點陣數據的邏輯部件。通常是一個只讀存儲器ROM。

每個字符用7×9的點陣表示，則需占用9個字節。

4、CRT圖形顯示器
（1）顯示方式：不是以字符為顯示單位，而是以像素為顯示單位的位圖顯示方式，又稱為圖形顯示方式?，F在，所有的顯卡都能在軟件的控制下，分別以字符顯示器或圖形顯示器的方式工作。

（2）視頻顯示存儲器VRAM： VRAM被看成一個大的位圖數組，顯示程序可在視頻VRAM中設置任何希望的顯示模式。對于彩色顯示器，每個像素可以用8，16，24位描述其顯示屬性。

（3）多窗口的應用：位圖顯示方式支持多窗口應用。

（4）圖形顯示器的兩點不足
◎圖形顯示器必須要有大容量的視頻VRAM，每個像素需3個字節，對于分辨率為1024×768的顯示器就需要2·3MB的視頻VRAM，這樣迫使有些計算機只使用一個8位數來表示顏色屬性，最多只有256種顏色。

◎圖形顯示器的第二個不足是顯示數據寫到視頻VRAM中要使用總線，如要顯示1024×768的全屏幕、全顏色的一副圖像就需要為每幀拷貝2.3MB的數據，即使每秒采用25幀，也要求有57.6MB／秒的傳輸速度，這種負載不僅ISA總線無法負擔，就是PCI總線的高性能顯卡也做出一些讓步。

5、計算機終端：是一臺把鍵盤輸入和屏幕輸出功能集中在一起的、有自己的控制器（包括顯示存儲器和字符發生器）的獨立完整的計算機輸入輸出設備，通過串行接口與計算機主機連接。按照RS-232-C計算機-終端接口標準。

四、打印機設備的組成與運行原理

打印機的分類

1、針式打印機的組成和它的打印過程

針式打印機組成：由走紙機構、色帶機構、打印頭和邏輯電路組成。

◎打印針可沿著導軌前后運動，運動的動力來自電磁銜鐵的正向推動和機械彈簧的反動。

◎當電磁鐵的線圈有脈沖電流（需打印一個點）時將產生磁場，電磁銜鐵會在這一磁場作用下向前移動，推動打印針撞擊色帶；線圈電流消失時，彈簧的反向推力把打印針推回原位置。

2、噴墨印字機的組成和它的印字過程

3、激光印字機的組成和它的印字過程
（1）原理性組成：由記錄鼓、帶電器、印字機控制器、碳粉盒、打印紙及其走紙機構、轉印裝置，加熱部分等。

（2）激光掃描系統的功能

（3）電子照相的過程

◎準備階段
◎照相階段
◎顯影階段
◎轉印階段
◎定影階段

（4）打印操作的運行過程：帶電器在記錄鼓記錄表面充一層電荷，印字機控制器把要打印的內容（如字符）的點陣信息以激光束的形式照射到已帶電的記錄鼓表面，以放掉無打印點要求的全部位置上的電荷，當記錄鼓轉動到碳粉盒處，有打印點要求的位置上的電荷會將碳粉吸引上來，當帶有碳粉字型的記錄鼓轉動到轉印裝置處，打印紙正處在記錄鼓和轉印裝置之間，轉印裝置上所加的更強的反向電荷將把記錄鼓上所帶有字型碳粉吸引到打印紙上，加熱部分將把紙上的碳粉熔化并烘干，使已在打印紙上的字形牢固地保存下來，完成了打印過程。

五、計算機鍵盤運行原理

1、組成：鍵盤是由機械部分和電氣部分組成的，通過串性接口與主機相連，向CPU送入所按鍵的編碼。
◎機械部分：每個按鍵都是用小彈簧支撐著，鍵按下后按鍵上的導電件與其下面金屬件接觸上（稱為按鍵閉合）實現電信號連通，松開鍵后，小彈簧把按鍵彈起，實現電信號的斷開，按鍵相當于一個機械開關。

◎電氣部分：制作在一塊印刷電路板上，板上有一個CPU芯片，主要功能是：
（1）識別按下的是哪一個按鍵，并產生出該按鍵對應的編碼信息。

（2）完成按鍵編碼從并行格式到串行格式的轉換，再逐位傳送給計算機主機。
識別閉合鍵，多采用行掃描法，找出閉合按鍵在按行列關系布置所處的位置，如下圖所示：