計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)外部設(shè)備7.1外部設(shè)備的分類7.2常見輸入設(shè)備7.3常見輸出設(shè)備7.4常見外存設(shè)備7.5外部設(shè)備的作用7主要學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用；（2）掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；（3）理解計(jì)算機(jī)的工作步驟；（4）熟練掌握計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)及其計(jì)算方法；

重點(diǎn)/難點(diǎn)：主要性能指標(biāo)的計(jì)算。7.1外部設(shè)備的分類中央處理器(CPU)和主存儲(chǔ)器(MM)構(gòu)成計(jì)算機(jī)的主機(jī)圍繞主機(jī)設(shè)置的各種硬件裝置統(tǒng)稱為外部設(shè)備或外圍設(shè)備，簡(jiǎn)稱外設(shè)。它包括常用的輸入/輸出設(shè)備，外存儲(chǔ)器，數(shù)字通信與控制設(shè)備等在第四代計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，特別是進(jìn)入80年代后，以個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站為代表的微型機(jī)迅速普及，計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域具突破性進(jìn)展，外設(shè)向多樣化、智能化方向發(fā)展外圍設(shè)備的基本組成存儲(chǔ)介質(zhì)：具有保存信息的物理特征驅(qū)動(dòng)裝置：用于移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)控制電路：向存儲(chǔ)介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)介質(zhì)接受數(shù)據(jù)多媒體設(shè)備網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備輸入/輸出處理器外存儲(chǔ)器輸出設(shè)備輸入設(shè)備字符輸入設(shè)備圖型輸入設(shè)備圖像輸入設(shè)備模擬量輸入設(shè)備鍵盤、條碼閱讀器、磁卡機(jī)等鼠標(biāo)、圖形數(shù)字化儀、操縱桿、觸摸屏等掃描儀、傳真機(jī)、攝像機(jī)等模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、傳聲器等打印機(jī)擊打式顯示器非擊打式點(diǎn)陣針式等激光式、噴墨式、熱敏式等字符顯示器圖形、圖像顯示器液晶顯示器、等離子顯示器磁盤存儲(chǔ)器光盤存儲(chǔ)器便攜存儲(chǔ)器硬磁盤存儲(chǔ)器移動(dòng)磁盤存儲(chǔ)器只讀光盤存儲(chǔ)器、DVD-ROM、可擦寫光盤存儲(chǔ)器USB存儲(chǔ)器、移動(dòng)硬盤聲卡、語(yǔ)音卡圖形卡、視頻卡MIDI、數(shù)碼設(shè)備調(diào)制解調(diào)器網(wǎng)卡中繼器、集線器路由器、網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān)外圍設(shè)備7.1外部設(shè)備的分類7.1外部設(shè)備的分類一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配備什么樣的外圍設(shè)備，是根據(jù)實(shí)際需要來(lái)決定的外圍設(shè)備可分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、外存設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備和過程控制設(shè)備五大類

中央部分是CPU和主存，通過總線與第二層的適配器(接口)部件相連，第三層是各種外圍設(shè)備控制器，最外層則是外圍設(shè)備每一種外圍設(shè)備，都是在它自己的設(shè)備控制器控制下進(jìn)行工作，而設(shè)備控制器則通過適配器和主機(jī)連接，并受主機(jī)控制SCSI：小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口IEEE1394：FireWire火線接口，熱插拔USB接口：熱插拔，即插即用COM口：串行通信接口，簡(jiǎn)稱串口PS/2接口：早期用于接鍵盤和鼠標(biāo)，逐漸被USB取代LPT接口：增強(qiáng)的雙向并行傳輸接口，25腳的DB-25接頭MIDI接口：樂器數(shù)字接口外圍設(shè)備和計(jì)算機(jī)的連接方式7.1外部設(shè)備的分類7.2輸入設(shè)備輸入設(shè)備主要完成輸入程序、數(shù)據(jù)和操作命令等功能，也是進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的主要部件當(dāng)實(shí)現(xiàn)人工輸入時(shí)，往往與顯示器(輸出設(shè)備)聯(lián)用，以便及時(shí)檢驗(yàn)并修正輸入時(shí)的錯(cuò)誤也可利用軟盤、磁帶等可脫機(jī)錄入的介質(zhì)進(jìn)行輸入輸入設(shè)備鍵盤光筆、圖形板和畫筆（或游動(dòng)標(biāo)）鼠標(biāo)器、跟蹤球和操作桿機(jī)械鼠標(biāo)無(wú)線鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)圖像輸入設(shè)備觸摸屏語(yǔ)音和文字輸入系統(tǒng)語(yǔ)音和文字輸入漢字識(shí)別按采用的技術(shù)分為5類：電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波技術(shù)、底座式矢量壓力測(cè)力技術(shù)對(duì)聲波和文字圖形的識(shí)別，模式識(shí)別脫機(jī)手寫漢字識(shí)別，聯(lián)機(jī)手寫漢字識(shí)別，印刷體漢字識(shí)別攝像機(jī)數(shù)字照相機(jī)購(gòu)買時(shí)應(yīng)注意的問題條形碼及其技術(shù)條碼編碼規(guī)則及標(biāo)準(zhǔn)，條碼譯碼技術(shù)，印刷技術(shù)，光電掃描技術(shù)，通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)等性能指標(biāo)：分辨率，即每移動(dòng)1in(約2.54cm)所能檢測(cè)出的點(diǎn)數(shù)(dpi)84、101、104、105鍵自行了解六大類型，紅色為拓展內(nèi)容7.2輸入設(shè)備7計(jì)算機(jī)外部設(shè)備7.1外部設(shè)備的分類7.2常見輸入設(shè)備7.3常見輸出設(shè)備7.4常見外存設(shè)備7.5外部設(shè)備的作用7.2輸入設(shè)備1.鍵盤鍵盤是最常用也是最主要的輸入設(shè)備。鍵盤是由一組排列成陣列形式的按鍵開關(guān)組成的。每按下一個(gè)鍵，產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的字符代碼(每個(gè)按鍵的位置碼)，然后將它轉(zhuǎn)換成ASCII碼或其他碼，送主機(jī)目前常用的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤有101個(gè)鍵，它除了提供通常的ASCII字符以外，還有多個(gè)功能鍵(由軟件系統(tǒng)定義功能)、光標(biāo)控制鍵(上、下、左、右移動(dòng)等)與編輯鍵(插入或消去字符)等。用于信息交換的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)代碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange，簡(jiǎn)稱ASCII)7.2輸入設(shè)備鼠標(biāo)（Mouse）是一種手持式的坐標(biāo)定位部件，是計(jì)算機(jī)輸入最常用的輸入設(shè)備。也是計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)縱橫坐標(biāo)定位的指示器，因形似老鼠而得名1）按照接口類型分類：串行鼠標(biāo)、PS/2鼠標(biāo)、USB鼠標(biāo)等2）按照工作原理分類：機(jī)械鼠標(biāo)（滾球鼠標(biāo)）、光電鼠標(biāo)等3）按照連接方式分類：有線連接、無(wú)線連接（2.4G和藍(lán)牙）等4）按照按外形分類：兩鍵鼠標(biāo)、三鍵鼠標(biāo)、滾軸鼠標(biāo)、感應(yīng)鼠標(biāo)等2.鼠標(biāo)7.2輸入設(shè)備跟蹤球(trackboll)是用手指或掌心推動(dòng)的金屬球體操作桿(joystick也叫游戲棒)是能用于前后左右移動(dòng)的金屬桿，它們讀取坐標(biāo)的方式與鼠標(biāo)器類似，都是得到相對(duì)位移量，用相對(duì)坐標(biāo)定位掃描儀（Scanner）是一種捕獲影像的裝置，它可將影像轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以顯示、編輯、存儲(chǔ)和輸出的數(shù)字格式，是功能很強(qiáng)的一種輸入設(shè)備1）鼓式掃描儀：又稱滾筒式掃描儀，是專業(yè)印刷排版領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，使用感光器件是光電倍增管2）平板式掃描儀：又稱平臺(tái)式掃描儀、臺(tái)式掃描儀，這種掃描儀是辦公用掃描儀的主流產(chǎn)品，掃描幅面一般為A4或者A33）大幅面掃描儀：又稱工程圖紙掃描儀，一般指掃描幅面為A1、A0的掃描儀4）底片掃描儀：又稱膠片掃描儀，分辨率很高，專門用于膠片掃描5）其他掃描儀：此外還有一部分掃描儀是專業(yè)領(lǐng)域使用的，如條碼掃描儀、槍式掃描儀、實(shí)物3D掃描儀、筆式掃描儀等7.2輸入設(shè)備3.掃描儀7計(jì)算機(jī)外部設(shè)備7.1外部設(shè)備的分類7.2常見輸入設(shè)備7.3常見輸出設(shè)備7.4常見外存設(shè)備7.5外部設(shè)備的作用輸出設(shè)備——顯示器顯示設(shè)備的分類與相關(guān)概念字符顯示器圖形和圖像顯示六種分類方式：按顯示設(shè)備所用的顯示器件；按所顯示的信息內(nèi)容；CRT按掃描方式不同；以分辨率不同分；以顯示的顏色分；以CRT熒光屏對(duì)角線的長(zhǎng)度分以點(diǎn)陣為基礎(chǔ)圖形和圖像分辨率和灰度級(jí)刷新和刷新存儲(chǔ)器

（視頻存儲(chǔ)器VRAM）隨機(jī)掃描和光柵掃描光柵為從上到下順序掃描，逐行或隔行光柵掃描顯示器是應(yīng)用最多的顯示器：保存每個(gè)像素的信息，按地址順序逐個(gè)刷新顯示幀存儲(chǔ)器和幀存容量的概念幀存容量的計(jì)算同刷新容量掌握計(jì)算刷新容量=分辨率×顏色深度即分率乘以用于表示“顏色深度”所需的二進(jìn)制編碼位數(shù)像素個(gè)數(shù)；所顯示像素點(diǎn)的亮暗差別或顏色種類線條圖；圖片7.3輸出設(shè)備7.3輸出設(shè)備顯示設(shè)備的分類以可見光的形式傳遞和處理信息的設(shè)備叫顯示設(shè)備，是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的人機(jī)界面設(shè)備按顯示設(shè)備所用的顯示器件：陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器等按所顯示的信息內(nèi)容：字符顯示器、圖形顯示器、圖像顯示器三大類CRT顯示設(shè)備中，以掃描方式不同：分成光柵掃描和隨機(jī)掃描兩種顯示器以分辨率不同分：高分辨率顯示器和低分辨率顯示器以顯示的顏色分：?jiǎn)紊?黑白)顯示器和彩色顯示器以CRT熒光屏對(duì)角線的長(zhǎng)度分：有12英寸、14英寸、16英寸、19英寸等多種1）可視面積顯示器可視面積指的是顯示器屏幕可以顯示的最大面積通常以對(duì)角線長(zhǎng)度來(lái)表示，單位為英寸（in）或厘米（cm）顯示器可視面積越大，顯示的內(nèi)容越多，用戶可以更輕松地瀏覽網(wǎng)頁(yè)、處理文檔和觀看視頻等7.3輸出設(shè)備顯示器的主要性能指標(biāo)2.分辨率分辨率是指顯示器所能表示的像素個(gè)數(shù)像素越密，分辨率越高，圖像越清晰分辨率取決于顯象管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦能力刷新存儲(chǔ)器要有與顯示像素?cái)?shù)相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間，用來(lái)存儲(chǔ)每個(gè)像素的信息3）點(diǎn)距點(diǎn)距也稱像素點(diǎn)距，是顯示器的一個(gè)非常重要的硬件指標(biāo)點(diǎn)距是指一種給定顏色的一個(gè)發(fā)光點(diǎn)與離它最近的相鄰?fù)l(fā)光點(diǎn)之間的距離，這種距離不能用軟件來(lái)更改，這一點(diǎn)與分辨率是不同的在任何相同分辨率下，點(diǎn)距越小，圖像就越清晰顯示器的主要性能指標(biāo)4）

對(duì)比度對(duì)比度是指圖像最亮的白色區(qū)域與次暗的黑色區(qū)域之間的比值在CRT顯示器中，對(duì)比度對(duì)其性能的影響并不太大。而在液晶顯示器中，對(duì)比度卻是衡量其好壞的主要參數(shù)之一在液晶顯示器中對(duì)比度越高意味著顯示器所能呈現(xiàn)的色彩層次越豐富7.3輸出設(shè)備5）亮度在CRT顯示器中亮度并不是一個(gè)很重要的衡量其性能好壞的參數(shù)。而在液晶顯示器中，卻與對(duì)比度一起成了衡量液晶顯示器好壞的主要參數(shù)之一在液晶顯示器，亮度越高，使畫面更加亮麗、更加清清晰顯示器的主要性能指標(biāo)6）可視角度一般而言，LCD的可視角度都是左右對(duì)稱的，但上下不一定對(duì)稱，常常是上下角度小于左右角度顯示器的可視角是越大越好7）色彩液晶顯示器的色彩表現(xiàn)能力是一個(gè)重要指標(biāo)，顯示器本身的色彩很重要，尤其是“色域”尤為重要，色域越廣顯示出來(lái)的圖像色彩就越豐富越逼真7.3輸出設(shè)備8）刷新率顯示器的刷新率指每秒鐘出現(xiàn)新圖像的數(shù)量，單位為赫茲（Hz）刷新率越高，圖像的質(zhì)量就越好，閃爍越不明顯，人的感覺就越舒適顯示器的主要性能指標(biāo)9）響應(yīng)時(shí)間顯示器響應(yīng)時(shí)間一般以毫秒（ms）為單位。指液晶顯示器對(duì)輸入信號(hào)的反應(yīng)速度，液晶顆粒由暗轉(zhuǎn)亮或者是由亮轉(zhuǎn)暗的反應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間越短，移動(dòng)的畫面就不會(huì)出現(xiàn)拖影現(xiàn)象，畫面的清晰度的精度就越高7.3輸出設(shè)備輸出設(shè)備——打印機(jī)打印機(jī)的分類當(dāng)前較常見的兩種打印機(jī)打印機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)針式、微型、特種、3D噴墨打印機(jī)激光打印機(jī)按打印原理按工作方式按打印紙寬度按打印內(nèi)容按打印顏色擊打式非擊打式機(jī)械，色帶電，磁，光，噴墨串行逐字寬行，窄行行式逐行圖形，圖像黑白，彩色7.3輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)外部設(shè)備77.1外部設(shè)備的分類7.2常見輸入設(shè)備7.3常見輸出設(shè)備7.4常見外存設(shè)備7.5外部設(shè)備的作用硬磁盤存儲(chǔ)設(shè)備硬磁盤存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)與分類硬磁盤驅(qū)動(dòng)器及硬磁盤控制器硬磁盤驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)指標(biāo)硬磁盤的NCQ技術(shù)根據(jù)磁頭工作方式根據(jù)磁盤可換與否移動(dòng)頭磁盤存儲(chǔ)器，固定頭磁盤存儲(chǔ)器可換盤存儲(chǔ)器固定盤存儲(chǔ)器溫徹斯特磁盤固態(tài)硬盤硬磁盤驅(qū)動(dòng)器硬磁盤控制器定位驅(qū)動(dòng)、主軸、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)DMA控制、格式控制、串并轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)密度道密度和位密度存儲(chǔ)容量格式化容量=盤面數(shù)×每面道數(shù)×每道扇區(qū)數(shù)×

每扇區(qū)字節(jié)數(shù)定位時(shí)間和等待時(shí)間存儲(chǔ)時(shí)間定位時(shí)間和等待時(shí)間平均存取時(shí)間、平均找道時(shí)間、平均等待時(shí)間原生命令隊(duì)列NCQ硬盤對(duì)接收到的指令按它們?cè)L問地址的距離進(jìn)行重排列，減少磁頭移動(dòng)損耗，提高效率數(shù)據(jù)傳輸率硬盤轉(zhuǎn)速緩存7.4常見外存儲(chǔ)器光盤存儲(chǔ)設(shè)備光盤存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)光盤存儲(chǔ)器的類型光盤存儲(chǔ)器的組成密度高，容量大，非接觸，保存久，成本低，體積小，環(huán)境要求不高，數(shù)據(jù)傳輸速率比磁盤低CD-ROMCD-RCD-RWDVD-ROM只讀型光盤只寫一次性光盤可逆性記錄光盤通用數(shù)字光盤光盤控制器，光盤驅(qū)動(dòng)器和光盤片7.4常見外存儲(chǔ)器閃速存儲(chǔ)器（FLASH）簡(jiǎn)稱閃存，是一種非易失性存儲(chǔ)器具有RAM可讀可寫可擦的特點(diǎn)，也具有ROM的數(shù)據(jù)斷電后不易丟失的特點(diǎn)其功能類似于E2PROM，與E2PROM不同的是它擦除必須按塊擦除，而E2PROM一次只能擦除一個(gè)字節(jié)。所以不能代替RAM作為主存（CPU需要按字節(jié)訪問主存）由于閃存的容量大，存取速度快，可讀可寫，對(duì)文件保存的時(shí)間長(zhǎng)，所以目前是新一代的移動(dòng)存儲(chǔ)媒介7.4常見外存儲(chǔ)器主要應(yīng)用領(lǐng)域在便攜式計(jì)算機(jī)或者數(shù)碼產(chǎn)品中作為存儲(chǔ)卡和固態(tài)盤(也稱硅盤)代替磁盤

例如：數(shù)碼相機(jī)中的閃存卡用于完全整合型的移動(dòng)設(shè)備中，這種完全整合型的移動(dòng)設(shè)備把存儲(chǔ)介質(zhì)、控制器、接口全部集成在單一的物理裝置內(nèi)。目前，主流的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備有U盤和移動(dòng)硬盤7.4常見外存儲(chǔ)器閃速存儲(chǔ)器特點(diǎn)主要應(yīng)用可擦寫編程，非易失性，面向塊的操作不能代替RAM作為主存，因CPU需要按字節(jié)訪問主存便攜計(jì)算機(jī)或數(shù)碼產(chǎn)品中作為快速存儲(chǔ)卡和固態(tài)盤(硅盤)用于