1、第五章外部設備簡介 第一節(jié) 外圍設備概述 一、什么是外圍設備 在計算機主機處理數據前后，各種對數據進行輸入、加工、輸出的設備，統稱為外圍設備。除了CPU和內存外，計算機系統的其余部分都可作為外圍設備來看待。 二、外圍設備的分類 輸入設備：鍵盤、鼠標、掃描儀 輸出設備：打印機、音箱 外存設備：光盤、磁盤、移動硬盤 數據通信設備：網線，連接線 過程控制設備：A/D、D/A轉換器,三、外圍設備的功能 外圍設備用于在計算機與其它機器之間、以及計算機與用戶之間提供聯系。 四、發(fā)展方向 向低成本、小體積、高速、大容量、低功耗等方面發(fā)展。,五、外圍設備的接口 接口(Interface)泛指不同設備之間實現相

2、互連接和通信而設計的對接部分。 接口一般應包含硬件和軟件兩部分。硬件通常由適配器、總線插槽和IO端門組成，軟件即常說的設備驅動程序。,1、適配器 適配器(Adaptor)是對PC機系統中為驅動外部設備而設計的功能模塊電路的統稱 適配器具有獨立的功能，它能完成系統分配的某種任務，并與系統并行運行。對PC機來說適配器是必不可少的。如果沒有適配器，系統的功能和運行速度都將受到極大的限制。 適配器亦稱為“卡”(Card)，如顯示器的適配器常稱為顯示卡。 適配器的集成化: 有的適配器己變成主機的一部分(如某些機把顯示適配器直接做在主機板上)，有的則變成廠家外部設備的一部分(如打印機適配器現已變成了打印機

3、的一部分)。,2、總線插槽和IO端口 接口一端通過總線插槽連接主機，另一端通過IO端口連接外設。 (1) 總線插槽：這是由PC機主機提供的連接口，位于主機板上，又稱為擴展槽。 (2) 串行端口(SIO)：串行口傳送信息的方式是一位一位地依次傳送. 設備名為COM1、COM2等。 (3 )并行端口(PIO)：并行口傳送信息的方式是將一個字節(jié)的8位同時傳送，設備名為LPT1。 3、設備驅動程序 實現接口功能的控制軟件，還有軟件與軟件之間的接口。,第二節(jié)、輸入設備 一、鍵盤 鍵盤是最常用也是主要的輸入設備，用戶通過鍵盤，可以將英文字母、數字、標點符號、漢字及其它圖形、文字輸入到計算機的存儲器中，從而

4、向計算機發(fā)出命今或輸人數據。 鍵盤的輸入過程：查出按下哪個鍵；譯成編碼；編碼送給主機 常規(guī)的鍵盤有機械式按鍵和電容式按鍵兩種。 總體分類按照應用可以分為臺式機鍵盤、筆記本電腦鍵盤、雙控鍵盤、超薄鍵盤五大類。,鍵盤分三個區(qū)：字符鍵區(qū)、功能鍵區(qū)、數字編輯鍵區(qū)。,早在1714年，發(fā)明了各種形式的打字機，打字機的鍵盤是按照字母順序排列的，而打字機是全機械結構的打字工具，因此如果打字速度過快，某些鍵的組合很容易出現卡鍵問題，于是打字機之父美國人肖爾斯發(fā)明了QWERTY鍵盤布局，他將最常用的幾個字母安置在相反方向，最大限度放慢敲鍵速度以避免卡鍵并于1868年申請專利。左手卻負擔了57%的工作。兩小指及左無

5、名指是最沒力氣的指頭，卻頻頻要使用它們。排在中列的字母，其使用率僅占整個打字工作的30%左右 。一個熟練的打字員8小時內手指移動的距離長達257公里。這是一個非常典型的“劣勢產品戰(zhàn)勝優(yōu)勢產品”的例子。,二、鼠標 1970年獲得專利時，這個小裝置的名稱是“顯示系統XY位置指示器”。 如果按工作原理劃分，鼠標器又可分為機械的和光學的兩種形式。 (1) 機械鼠標器 機械鼠標器又可分為機電式和光電式兩種。 (2) 光學鼠標器 光學鼠標器使用發(fā)光二極管和光電晶體管掃描一個特殊墊上的柵格，二極管和光電晶體 管需要依靠這個墊來識別鼠標器的移動。,第三節(jié) 輸出設備 1、 顯示器 以可見光的形式傳遞和處理信息的

6、設備叫顯示設備。它是目前應用最廣泛的人機通信設備。 （1）顯示器分類 顯示設備種類繁多。按顯示設備所用的顯示器件分類，有陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器等。 按所顯示的信息內容分類，有字符顯示器、圖形顯示器和圖像顯示器三大類。,（2）有關術語 A分辨率 （demo） 分辨率(Resolution)指的是顯示設備所能表示的像素個數(1024 X 768)。像素越密，分辨率越高，圖像越清晰。 B灰度級 灰度級(Gray Level)指的是所顯示像素點的亮暗程度，在彩色顯示器中則表現為顏色的不同?；叶燃壴蕉啵瑘D像層次越清晰逼真。灰度級取決于每個像素對應的刷新存儲單元的位

7、數和顯示器本身的性能。如每個象素的顏色用16位二進制數表示，我們就叫它16位圖，它可以表達2的16次方即65536種顏色。如每一個象素采用24位二進制數表示，我們就叫它24位圖，它可以表達2的24次方即16777216種顏色。,C刷新和刷新存儲器 每秒刷新的次數稱作刷新頻率。CRT電子束打到顯示屏的熒光粉上，持續(xù)時間有幾十MS。 為了不斷提供刷新圖像的信號，必須把圖像存儲起來，存儲圖像的存儲器叫刷新存儲器也叫“幀存儲器”或“視頻存儲器”。刷新存儲器的容量由圖像分辨率和灰度級決定。分辨率越高，灰度級越多，刷新存儲器的容量要求就越大。如分辨率為512 x 512，256級灰度的圖像存儲容量為512

8、 x 512 x 8 = 256 KB。刷新存儲器的存取周期必須滿足刷新頻率的要求。因此，容量和存取周期是刷新存儲器的兩項重要的技術指標。 D、圖形：沒有亮暗層次變化的線條圖 圖像：有亮暗層次的圖,（3）、顯示標準 VGA： 支持最大分辨率為640480，16種顏色。 XGA ：市面上將近有80%的筆記本采用了這種產品。它支持最大1024768分辨率，。 WXGA：WXGA采用16:10的橫寬比例來擴大屏幕的尺寸。其最大顯示分辨率為1280800。WXGA+：這是一種WXGA的的擴展，其最大顯示分辨率為1280854。由于其橫寬比例為15:10而非標準寬屏的16:10。WSXGA+：其顯示分辨

9、率為16801050，除了大多數15英寸以上的寬屏筆記本以外，目前較為流行的大尺寸LCD-TV也都采用了這種類型的產品。,一、硬盤的物理結構 1磁頭 磁頭是硬盤中最昂貴的部件，也是硬盤技術中最重要和最關鍵的一環(huán)。用來讀寫數據。 2磁道 為了便于存取信息，盤面被劃分為若干個同心圓，每個同心圓稱為一個磁道，簡稱為一道。 磁道的編址是由外向內編號，最外一個同心圓叫0道，依次向內為l、2n道。通常一面有成千上萬個磁道。 3扇區(qū) 每個磁通被劃分為若干個區(qū)域，每個區(qū)域稱為扇區(qū)或扇段，同時給每個扇區(qū)以編號，0號扇區(qū)、1號扇區(qū)m號扇區(qū)等。每個扇區(qū)可以存放512個字節(jié)的信息 。 4柱面 對盤組來講，每個磁盤表面

10、都有磁道和扇區(qū)，因此在各層記錄面上相同道號的同心圓的集合構成一個圓柱，稱為柱面。,第四節(jié)、外存設備,二、硬盤存儲器的主要技術指標 1、容量 作為計算機系統的數據存儲器，容量是硬盤最主要的參數。硬盤的容量以兆字節(jié)（MB）或千兆字節(jié)（GB）為單位。 2、轉速(Rotational speed 或Spindle speed) 硬盤的轉速是指硬盤盤片每分鐘轉動的圈數，單位為rpm。目前市場上主流IDE硬盤的轉速一般為7200rpm。至于SCSI接口的硬盤，一般都已達到了7200rpm的轉速，而更高的則達到了10000rpm。 3、平均訪問時間(Average Access Time) 硬盤的平均訪問時

11、間是指磁頭從起始位置到達目標磁道位置，并且從目標磁道上找到要讀寫的數據扇區(qū)所需的時間。平均訪問時間體現了硬盤的讀寫速度，它包括了硬盤的尋道時間和等待時間，即：平均訪問時間=平均尋道時間+平均等待時間。 硬盤的平均尋道時間(Average Seek Time)是指硬盤的磁頭移動到盤面指定磁道所需的時間。這個時間當然越小越好。 硬盤的等待時間，又叫潛伏期(Latency)，是指磁頭已處于要訪問的磁道，等待所要訪問的扇區(qū)旋轉至磁頭下方的時間。平均等待時間為盤片旋轉一周所需的時間的一半。,4、傳輸速率(Data Transfer Rate) 硬盤的數據傳輸率是指硬盤讀寫數據的速度，單位為兆字節(jié)每秒（M

12、B/s）。硬盤數據傳輸率又包括了內部數據傳輸率和外部數據傳輸率。 內部傳輸率(Internal Transfer Rate) 也稱為持續(xù)傳輸率(Sustained Transfer Rate)，它反映了硬盤緩沖區(qū)未用時的性能。內部傳輸率主要依賴于硬盤的旋轉速度。 外部傳輸率（External Transfer Rate）也稱為突發(fā)數據傳輸率（Burst Data Transfer Rate）或接口傳輸率，它標稱的是系統總線與硬盤緩沖區(qū)之間的數據傳輸率，外部數據傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關。 5、緩存（Cache） 與主板上的高速緩存（RAM Cache）一樣，硬盤緩存的目的是為了解

13、決系統前后級讀寫速度不匹配的問題，以提高硬盤的讀寫速度。,* 光盤 光盤分類 CD-ROM：（Compact-Disc-Read-Only-Memory）只讀光盤機。 CD-R：（Compact-Disc-Recordable）1990年，Philips發(fā)表多段式一次性寫入光盤數據格式。 CD-RW：在光盤上加一層可改寫的染色層，通過激光可在光盤上反復多次寫入數據。,1.基板 它是各功能性結構的載體，更是整體個光盤的物理外殼。 2.記錄層(染料層) 這是燒錄時刻錄信號的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上專用的有機染料，以供激光記錄信息。進行燒錄，直接燒錄成一個接一個的坑，這樣有坑和沒有坑的

14、狀態(tài)就形成了0和1的信號，這一個接一個的坑是不能回復的，也就是當燒成坑之后，將永久性地保持現狀，這也就意味著此光盤不能重復擦寫。這一連串的0、1信息，就組成了二進制代碼，從而表示特定的數據。 對于可重復擦寫的CD-RW而言，所涂抹的就不是有機染料，而是某種碳性物質，當激光在燒錄時，就不是燒成一個接一個的坑，而是改變碳性物質的極性，通過改變碳性物質的極性，來形成特定的0、1代碼序列。這種碳性物質的極性是可以重復改變的，這也就表示此光盤可以重復擦寫。,3.反射層 這是光盤的第三層，它是反射光驅激光光束的區(qū)域，借反射的激光光束讀取光盤片中的資料。其材料為純度為99.99%的純銀金屬。 這個比較容易理

15、解，它就如同我們經常用到的鏡子一樣，此層就代表鏡子的銀反射層，光線到達此層，就會反射回去。一般來說，我們的光盤可以當作鏡子用，就是因為有這一層的緣故。 4.保護層 它是用來保護光盤中的反射層及染料層防止信號被破壞。材料為光固化丙烯酸類物質。另外現在市場使用的DVD+/-R系列還需在以上的工藝上加入膠合部分。 5.印刷層 印刷盤片的客戶標識、容量等相關資訊的地方，這就是光盤的背面。其實，它不僅可以標明信息，還可以起到一定的保護光盤的作用。,CD-ROM、CD-R、CD-RW的不同之處 雖然CD-ROM、CD-R、CD-RW都是光盤，但它們的實質大不相同。CD-ROM是最常見的，表面是白色的，也叫銀盤。它