第九章輸入輸出設(shè)備2/6/20231計(jì)算機(jī)組成原理9.1I/O設(shè)備概述主機(jī)（主板及內(nèi)存）以外的設(shè)備，也稱外部設(shè)備。輔助存儲(chǔ)器也屬于外設(shè)。外設(shè)向多樣化、智能化、功能復(fù)合化、高可靠性的方向發(fā)展，人類將最終通過(guò)‘能聽會(huì)說(shuō)’，“能讀會(huì)寫”的外部設(shè)備，使智能計(jì)算機(jī)成為現(xiàn)實(shí)。輸入設(shè)備主要完成輸入程序、數(shù)據(jù)、操作命令、各種圖形、圖像、聲音等信息。輸出設(shè)備輸出計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果或操作提示。可以是數(shù)據(jù)、文字、表格、圖形、圖像或語(yǔ)言。隨著電子器件集成度的提高和價(jià)格的下降，主機(jī)價(jià)格不斷下降，使得輸入輸出設(shè)備的成本相對(duì)提高，約占整個(gè)計(jì)算機(jī)的70%以上。2/6/20232計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)i/o系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演示2/6/20233計(jì)算機(jī)組成原理9.2常用的輸入設(shè)備鼠標(biāo)器、跟蹤球和操作桿輸入鍵盤觸摸屏圖像輸入設(shè)備（攝像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)）掃描儀條形碼及其技術(shù)光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)和語(yǔ)音文字輸入系統(tǒng)光筆、圖形板和畫筆（或游動(dòng)標(biāo)）輸入2/6/20235計(jì)算機(jī)組成原理9.2.1鍵盤按結(jié)構(gòu)原理劃分：按鍵分有觸點(diǎn)和無(wú)觸點(diǎn)類型觸點(diǎn)式利用機(jī)械觸點(diǎn)的分離與閉合判斷電路的通斷，由于磨損、氧化等易產(chǎn)生接觸不良等故障無(wú)觸點(diǎn)式，通過(guò)按鍵上下運(yùn)動(dòng)使電容的電量發(fā)生變化，達(dá)到檢測(cè)開關(guān)的通斷，不存在磨損和接觸不良等問(wèn)題，且密封組裝有防塵特性按與主機(jī)通信信息劃分:編碼鍵盤和非編碼鍵盤編碼鍵盤就是當(dāng)某個(gè)鍵被按下后，能夠提供一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的的編碼信息，功能全部由硬件完成。非編碼鍵盤是用較為簡(jiǎn)單的硬件和專用的程序來(lái)識(shí)別被按鍵的位置，提供一個(gè)與位置相對(duì)應(yīng)的中間代碼（掃描碼），然后又專用軟件將其轉(zhuǎn)換成規(guī)定的編碼。即功能由軟件完成。2/6/20236計(jì)算機(jī)組成原理微機(jī)鍵盤組成原理計(jì)算機(jī)鍵盤常采用電容式無(wú)觸點(diǎn)鍵盤，由83~110個(gè)鍵組成，排列成16行*8列的長(zhǎng)方矩陣，內(nèi)部由單片機(jī)控制。PC機(jī)鍵盤用單片機(jī)8048負(fù)責(zé)鍵盤控制鍵盤自檢、鍵盤掃描、鍵盤與主機(jī)通信鍵盤緩沖區(qū)配合工作采用PS/2接口方式，引腳定義為+5V、信號(hào)線、時(shí)鐘線、地線等6針小圓口結(jié)構(gòu)。2/6/20237計(jì)算機(jī)組成原理2、按鍵抖動(dòng)掃描+5V+5VQK硬件軟件啟動(dòng)掃描程序鍵盤全行掃描有閉合鍵？延時(shí)并重掃描有閉合鍵？鍵盤逐行掃描輸出按鍵掃描代碼掃描結(jié)束NNYY2/6/20239計(jì)算機(jī)組成原理

3、IBM-PC機(jī)的鍵盤操作過(guò)程1）初始化：由復(fù)位信號(hào)禁止鍵盤工作，并清除移位寄存器和中段請(qǐng)求觸發(fā)器，準(zhǔn)備接收8048送來(lái)的掃描碼。2）鍵盤掃描：由8048執(zhí)行行列掃描程序，得到掃描碼后以串行方式送接口中的移位寄存器。8048中有一個(gè)20字節(jié)的緩沖區(qū)，能存20個(gè)掃描碼，快速按鍵時(shí)，若干個(gè)按鍵的掃描碼可置入緩沖區(qū)暫存，按先進(jìn)先出的原則從緩沖區(qū)取出掃描碼送往接口。3）傳送掃描碼：掃描碼由一位標(biāo)志位和8位數(shù)碼位組成。8位數(shù)碼在移位寄存器中組成8位并行掃描碼，一位標(biāo)志位置1中斷請(qǐng)求觸發(fā)器，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求IRQ12/6/202310計(jì)算機(jī)組成原理

4）中斷處理過(guò)程：CPU相應(yīng)鍵盤中斷后，執(zhí)行由BIOS提供的鍵盤中斷處理程序，首先從接口并行接收掃描碼，并將鍵盤復(fù)位，解除對(duì)8048的封鎖，鍵盤可向接口傳送下一個(gè)掃描碼。在中斷處理程序中經(jīng)查表將掃描碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASCII碼，并在屏幕上顯示出來(lái)后返回主程序。其中，ASCII碼(AmericanStandardCodeForInformationInterchange,美國(guó)國(guó)家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼)，每字符用一個(gè)字節(jié)表示,共有128個(gè)字符(最高位為0)。其中95個(gè)字符供顯示、打印使用，余下33個(gè)為控制字符。如表9.2所示:(見第296頁(yè))擴(kuò)展ASCII碼可表示256個(gè)編碼(EBCDIC碼),目前微機(jī)上就采用。2/6/202311計(jì)算機(jī)組成原理9.2.3掃描儀掃描儀是把圖形圖像和字符變?yōu)槎M(jìn)制圖像數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備。分類臺(tái)式、手持黑白和彩色指標(biāo)分辨率、掃描幅面、掃描速度原理與接口配有專用軟件的掃描儀可以把圖形、圖像和文字、字符變?yōu)槎M(jìn)制圖像數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器，另一方面通過(guò)顯示器將輸入的圖形、圖像顯示出來(lái)。其接口有并行口和SCSI接口兩種形式。2/6/202313計(jì)算機(jī)組成原理

9.2.4數(shù)字相機(jī)

當(dāng)想把一幅美麗的風(fēng)景變成計(jì)算機(jī)能夠處理的圖像，傳統(tǒng)的處理過(guò)程是：通過(guò)使用膠片相機(jī)把風(fēng)景拍攝下來(lái)，沖成照片，再通過(guò)掃描儀把照片掃描成計(jì)算機(jī)能夠處理的圖像?，F(xiàn)在，有了數(shù)字相機(jī)，這一系列工序變得簡(jiǎn)單多了，當(dāng)數(shù)字相機(jī)把某個(gè)風(fēng)景拍攝下來(lái)時(shí)，它已經(jīng)是計(jì)算機(jī)能夠處理的圖像了。數(shù)字相機(jī)與掃描儀類似,采用數(shù)千個(gè)微小的光傳感器將反射光轉(zhuǎn)換為電脈沖。不過(guò),數(shù)字相機(jī)面臨的困難要大一些，因?yàn)橐诤芏痰臅r(shí)間里獲取全部信息,而掃描儀可以花幾十秒甚至幾分鐘的時(shí)間掃完一頁(yè)。2/6/202314計(jì)算機(jī)組成原理

數(shù)字拍攝時(shí)，數(shù)字相機(jī)的鏡頭和普通膠片相機(jī)一樣打開，但在相機(jī)后面接受反射光的不是基于鹵化銀的膠卷，而是一個(gè)布滿成千上萬(wàn)個(gè)光敏晶體管的微型芯片,這些晶體管就是著名的電荷耦合設(shè)備CCD，將光轉(zhuǎn)換成電脈沖，光線越強(qiáng),電荷量越大。CCD可以把亮度分級(jí)，但并不認(rèn)識(shí)顏色。和所有的數(shù)字設(shè)備一樣，這些產(chǎn)品通過(guò)把三個(gè)基本色混合到一個(gè)像素來(lái)產(chǎn)生自然的彩色。為了做到這一點(diǎn)．?dāng)?shù)字相機(jī)必須分三次來(lái)完成一幅彩色相片。數(shù)字相機(jī)用三個(gè)彩色濾色鏡來(lái)為CCD提供合適的光線:紅色、綠色、藍(lán)色。對(duì)每一種顏色,數(shù)字相機(jī)存儲(chǔ)8位顏色信息（即256種顏色），這樣每個(gè)像素經(jīng)過(guò)三次拍攝,最后可以達(dá)到24位的顏色信息（即1670萬(wàn)種顏色），這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人眼能夠分辨的顏色數(shù)量。2/6/202315計(jì)算機(jī)組成原理

數(shù)字相機(jī)多數(shù)使用集成的硅存儲(chǔ)器?，F(xiàn)在Intel、Kodak和其它一些廠商推出基于PC卡的存儲(chǔ)器規(guī)范作為數(shù)字相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn),主要的特點(diǎn)是模塊化。當(dāng)數(shù)字相機(jī)的存儲(chǔ)器用完時(shí)只要插入另一塊PC卡,就像以前裝一個(gè)新的膠卷一樣。而如果采用的是集成存儲(chǔ)器保存相片，當(dāng)存儲(chǔ)器用完時(shí),必須連上計(jì)算機(jī),把相片傳給計(jì)算機(jī)后,才能拍攝新的照片。數(shù)字相機(jī)的照片是以0、1來(lái)保存的數(shù)字圖像信息,所以如果數(shù)字相片不送入計(jì)算機(jī)那就沒有多少價(jià)值了。有幾種方法可以把圖像從數(shù)字相機(jī)傳送到計(jì)算機(jī)中：使用串行電纜,USB電纜、閃存卡。2/6/202317計(jì)算機(jī)組成原理

現(xiàn)在，大部分?jǐn)?shù)字相機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)的串行電纜,串口連接意味著任何臺(tái)式計(jì)算機(jī)或筆記本計(jì)算機(jī)均能與數(shù)字相機(jī)通信（當(dāng)然需要有相應(yīng)的軟件）。但是，串行連接也意味著速度慢,可能會(huì)發(fā)生沖突，電纜也比較粗大笨拙。更新的數(shù)字相機(jī)具有USB總線功能。USB提供了更快的傳輸速度,可以達(dá)到12MB／S，而串口通信最多只能達(dá)到每秒幾百KB,所以傳送照片時(shí)USB的數(shù)字相機(jī)比基于串行方式連接的數(shù)字相機(jī)快得多。同時(shí)，采用USB方式的相機(jī)與計(jì)算機(jī)相連時(shí)，不需要撥下調(diào)制解調(diào)器或其它串行設(shè)備,因?yàn)樗捎昧硗獾亩丝?。另一個(gè)正在發(fā)展的選項(xiàng)是使用前面提到過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)的PC卡模塊,這是一種閃存卡，可以存儲(chǔ)高達(dá)幾十MB的數(shù)據(jù)，而且存儲(chǔ)滿后可以換卡，當(dāng)暫時(shí)沒有計(jì)算機(jī)用來(lái)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，這種進(jìn)項(xiàng)就極為重要了，這種卡對(duì)一個(gè)常在郊外或山地進(jìn)行攝影工作的攝影工作者來(lái)說(shuō)是非常有意義的。2/6/202318計(jì)算機(jī)組成原理

9.2.5數(shù)字?jǐn)z像機(jī)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的工作和普通攝像機(jī)非常相似,但有更多的功能和更快的速度。它和數(shù)字相機(jī)類似，采用電荷耦合器件CCD獲取光線井將其轉(zhuǎn)換成模擬電脈沖,然后再轉(zhuǎn)換成0、1的數(shù)字信息。彩色攝像機(jī)通常用三個(gè)CCD芯片來(lái)建立真彩色合成。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)必須在1S內(nèi)拍攝30幅圖像，把光轉(zhuǎn)換成電，再轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字信息，這樣各個(gè)圖像就可以連在一起成為相應(yīng)的視頻。攝像機(jī)還必須獲取模擬的聲音,對(duì)波形進(jìn)行采樣獲取相應(yīng)的數(shù)字信息。2/6/202319計(jì)算機(jī)組成原理

9.2.6語(yǔ)音與文字輸入系統(tǒng)

目前計(jì)算機(jī)輸入字符與數(shù)據(jù)，主要用鍵盤敲入，人們正在研究如何讓機(jī)器能夠聽懂話，識(shí)別字的功能。為了達(dá)此目的，一系列相應(yīng)學(xué)科正在形成與發(fā)展。其中包括模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理和圖像處理，并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了語(yǔ)音識(shí)別、文字識(shí)別、自然語(yǔ)言理解與機(jī)器視覺等學(xué)科。語(yǔ)音與文字輸入的實(shí)質(zhì)是要讓計(jì)算機(jī)從語(yǔ)音的聲波和文字的形狀中領(lǐng)會(huì)到含義，并將它轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的代碼。其核心環(huán)節(jié)是對(duì)聲波和文字圖形的識(shí)別，從學(xué)科上說(shuō)這屬于模式識(shí)別（Patternrecognition）范疇。例如每個(gè)英文字母在書寫時(shí)，其形狀大小都有變化。同一個(gè)字不同地區(qū)的人發(fā)音很不一樣，但它們屬于同一類。2/6/202321計(jì)算機(jī)組成原理

這里把待辨認(rèn)的一段聲波或一個(gè)文字圖形稱為‘樣本’，把它們的類別叫做模式（nattern）。實(shí)現(xiàn)將樣本劃定其模式的系統(tǒng)叫做模式識(shí)別系統(tǒng)，具體來(lái)講就稱為語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)或文字識(shí)別系統(tǒng)。圖9.3是其系統(tǒng)構(gòu)成，由信息獲取、預(yù)處理、特征提取、分類器學(xué)習(xí)和分類決策等環(huán)節(jié)組成。

①信息獲取利用傳感器（sensor）將語(yǔ)音或文字轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并進(jìn)一步將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這就是信息獲取過(guò)程。2/6/202322計(jì)算機(jī)組成原理

語(yǔ)音與文字識(shí)別系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成特征提取信息獲取預(yù)處理分類器學(xué)習(xí)分類決策2/6/202323計(jì)算機(jī)組成原理

③特征提取

語(yǔ)音或文字輸入到計(jì)算機(jī)后，通過(guò)與機(jī)內(nèi)已存入的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音或文字相比較。找出其最相似者而實(shí)現(xiàn)識(shí)別。所以機(jī)器內(nèi)存有標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音庫(kù)或文字庫(kù)，統(tǒng)稱模型庫(kù)。但識(shí)別過(guò)程并不是將輸入信號(hào)，例如某一漢字直接與模型庫(kù)中每個(gè)漢字比較，實(shí)際上存在機(jī)器內(nèi)的模型是根據(jù)該文字的特點(diǎn)并按某一規(guī)律轉(zhuǎn)換成的某種代碼或向量。待識(shí)別的輸入信號(hào)也按同一規(guī)律轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代碼或向量，比較是在這種代碼或向量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在模式識(shí)別中，把這種代碼或向量稱之為“特征表示”。2/6/202325計(jì)算機(jī)組成原理

④分類器學(xué)習(xí)分類器學(xué)習(xí)是將作為標(biāo)準(zhǔn)的文字或語(yǔ)音送入機(jī)器，它的方法是人們一方面用鍵盤敲入某個(gè)字符的代碼。另一方面同時(shí)用傳感器送入它的語(yǔ)音或文字，計(jì)算機(jī)將該字符的代碼及從語(yǔ)音或文字抽取得到的特征表示，一起存到模型庫(kù)內(nèi)以備樣本比較用。文字輸入系統(tǒng)要送入不同字體或手寫體模型。語(yǔ)音輸入系統(tǒng)若按使用者來(lái)分，有特定人專用與非特定人使用兩類。特定人專用，則要讓指定的使用人按所用詞匯逐個(gè)對(duì)機(jī)器進(jìn)行訓(xùn)練；非特定人使用的系統(tǒng)需要選擇若干口音不同的人對(duì)機(jī)器進(jìn)行訓(xùn)練。2/6/202326計(jì)算機(jī)組成原理

⑤分類決策分類決策是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并賦予識(shí)別結(jié)果、此時(shí)輸入信號(hào)已轉(zhuǎn)換成特征表示方式。有兩種分類決策方法：1、將輸入的特征表示與模型庫(kù)中的模型（特征表示）逐個(gè)進(jìn)行比較，找出最相似者，輸出其類別代號(hào)。2、根據(jù)模型庫(kù)所有模型特點(diǎn)設(shè)計(jì)出一些決策規(guī)則并使用這些規(guī)則對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，確定其類別。2/6/202327計(jì)算機(jī)組成原理

印刷漢字識(shí)別系統(tǒng)又有單一字體印刷漢字識(shí)別系統(tǒng)和多種字體印刷漢字識(shí)別系統(tǒng)之分。后者可以用同一字庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)宋、仿宋、黑、楷四大字體的識(shí)別，對(duì)字形變化有一定的適應(yīng)能力，適應(yīng)范圍較寬，是研究方向。一個(gè)實(shí)用的印刷漢字識(shí)別系統(tǒng)，除了要有良好的核心，即識(shí)別算法以外，還有更大量的工作要在識(shí)別以前的‘預(yù)處理模塊’和識(shí)別之后的‘預(yù)處理模塊”中完成。預(yù)處理模塊主要包括字的正確切分，人的認(rèn)字過(guò)程是將字的切分識(shí)別和對(duì)字的理解在瞬間同時(shí)完成的，從而保證了字符切分的正確性。2/6/202329計(jì)算機(jī)組成原理

而計(jì)算機(jī)是串行工作的，使字符的正確切分變得很困難。在目前的識(shí)別系統(tǒng)中，大約有30％誤識(shí)來(lái)自切分錯(cuò)誤。對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，識(shí)別一篇文章是逐段、逐行、逐字地從上至下和從左到右進(jìn)行的。對(duì)于報(bào)紙和雜志等版面較復(fù)雜的文章（即除了文字外，還有圖或表格），則需要將一個(gè)版面分成很多塊將圖和表格區(qū)分出來(lái)，并把文字一行一行、一字一字劃分開來(lái)。預(yù)處理模塊的作用是利用上下文關(guān)系對(duì)若干個(gè)尚無(wú)完全確定的字（或詞組），識(shí)別出正確結(jié)果；同時(shí)還要進(jìn)行類似于人工校稿的工作，諸如編排文字、調(diào)整結(jié)構(gòu)和修改錯(cuò)誤等。至于聯(lián)機(jī)手寫輸入（筆輸入）指的是以手寫的形式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)交互的手段，它除了上述各特點(diǎn)外，還具有以下功能。2/6/202330計(jì)算機(jī)組成原理

筆輸入由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括“筆’與供書寫和定位的‘手寫板’、手寫板又有電磁式和電阻式兩種。對(duì)于電磁式手寫板必須與電磁式專用筆（有線與無(wú)線均可）相配合，而電阻式手寫板，可以用一般的尖狀硬物作為筆。筆輸入技術(shù)采用絕對(duì)定位技術(shù)，使得手寫板上寫入的內(nèi)容能以自然的方式從上到下、從左到右出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)顯示器屏幕上。筆跡保留是筆輸入技術(shù)所提供的獨(dú)特功能同時(shí)能方便地完成繪畫、作圖等功能。手寫字符識(shí)別是筆輸入技術(shù)中的核心問(wèn)題、定位控制、筆跡保留和字符識(shí)別等功能均由軟件完成。2/6/202331計(jì)算機(jī)組成原理

9.2.8語(yǔ)言識(shí)別

語(yǔ)言信息處理技術(shù)包括自動(dòng)語(yǔ)言識(shí)別、語(yǔ)言合成、語(yǔ)言理解、自動(dòng)電話查詢和翻譯等，是當(dāng)今世界上研究的一個(gè)重要方面。自從日本在1981年提出第五代計(jì)算機(jī)的研制計(jì)劃以后，人機(jī)語(yǔ)言通信越來(lái)越受到重視盡管最終沒有取得預(yù)期結(jié)果，但產(chǎn)生了巨大宣傳效果。語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)，有孤立單詞識(shí)別系統(tǒng)和連續(xù)語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)兩種。在語(yǔ)言理解系統(tǒng)中要求適應(yīng)自然語(yǔ)言，自然語(yǔ)言的語(yǔ)法不很規(guī)范并帶有習(xí)慣性的無(wú)意義的發(fā)音。語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)根據(jù)使用范圍的不同又可分成供特定人使用的和供任意人使用的兩種。孤立單詞和連續(xù)語(yǔ)言又有詞匯量大小問(wèn)題，美國(guó)的某些公司和大學(xué)，在大詞匯量語(yǔ)言識(shí)別方面取得了較好的成績(jī)。2/6/202332計(jì)算機(jī)組成原理

80年代中期中國(guó)在漢語(yǔ)孤立音節(jié)識(shí)別系統(tǒng)方面獲得迅速發(fā)展。西方語(yǔ)言單音節(jié)詞很少，孤立音節(jié)識(shí)別沒用處。而漢語(yǔ)，一個(gè)音節(jié)就是一個(gè)單位，至少對(duì)應(yīng)一個(gè)漢字（因有同音字），但到目前為止，識(shí)別率都沒超過(guò)90％，孤立詞語(yǔ)言識(shí)別率取決于同匯量的大小，可達(dá)95％以上。語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)至今還沒有達(dá)到真正實(shí)用水平。還有許多問(wèn)題要研究。例如前面提到過(guò)的切分問(wèn)題、訓(xùn)練問(wèn)題等。2/6/202333計(jì)算機(jī)組成原理

9.2.9條形碼及其技術(shù)條形碼又叫條碼。條碼的定義是由一組寬度和反射率不同的平行相鄰的“條’和“空”，按照預(yù)先規(guī)定的編碼規(guī)則組合起來(lái)，用以表示一組數(shù)據(jù)的符號(hào)。這組數(shù)據(jù)可以是數(shù)字、字母或某些符號(hào)。條碼元素用以組成條碼符號(hào)的條和空，統(tǒng)稱條碼元素。條與空可規(guī)定幾種不同的寬度，由若干條和空組成一個(gè)字符。條碼是表示數(shù)據(jù)的符號(hào)，在市場(chǎng)上即表示某種商品的代號(hào)，這個(gè)符號(hào)可由機(jī)器自動(dòng)識(shí)別并送入計(jì)算機(jī)中。在超級(jí)市場(chǎng)中的商品，都用條碼識(shí)別。條碼也可應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)管理、圖書管理等領(lǐng)域。2/6/202334計(jì)算機(jī)組成原理

條碼技術(shù)主要包括條碼編碼規(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。要閱讀條碼符號(hào)所包含的信息需要一個(gè)掃描裝置，根據(jù)目前的印刷技術(shù)。條碼符號(hào)最窄元素的寬度可達(dá)到0.15mm左右，掃描器的分辨率應(yīng)與之對(duì)應(yīng)。在正常工作時(shí)，掃描器與條碼符號(hào)之間要保持的距離稱為工作距離，而允許的最大工作距離和最小工作距離之差稱為掃描景深。2/6/202335計(jì)算機(jī)組成原理

掃描器將掃描得到的脈沖數(shù)字信號(hào)送到譯碼器譯碼，按照一定的編碼規(guī)則解釋成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的信號(hào)，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信接口送入計(jì)算機(jī)。通常條碼譯碼器采用微處理器及相應(yīng)硬件來(lái)完成譯碼工作。80年代后期已有專用譯碼芯片上市。掃描器和譯碼器合起來(lái)稱為閱讀器。一個(gè)完整的條碼符號(hào)由兩側(cè)靜區(qū)、起始字符、數(shù)據(jù)字符、校驗(yàn)字符（可選）和終止字符組成。在印制條碼符號(hào)時(shí)要留出靜區(qū)。在掃描條碼時(shí)要從靜區(qū)開始，以保證閱讀效果。條碼符號(hào)的第一個(gè)字符是起始字符，是特殊規(guī)定的條空結(jié)構(gòu)。在它后面才是真正的數(shù)據(jù)字符。條碼符號(hào)最后一個(gè)字符是終止字符。如選用的條碼還要求有校驗(yàn)字符，則校驗(yàn)字符位于數(shù)據(jù)字符與終止字符之間。有的條碼符號(hào)在字符之間留有“位空”，有的則不留，分別稱為離散型條碼和連續(xù)型條碼。2/6/202336計(jì)算機(jī)組成原理

9.2.10光筆、圖形板和畫筆（或游動(dòng)標(biāo)）等輸入1.光筆（LightPen）的外形與鋼筆相似，頭部裝有一個(gè)透鏡系統(tǒng)，能把進(jìn)入的光會(huì)聚為一個(gè)光點(diǎn)。在光筆頭部附有開關(guān)，當(dāng)按下開關(guān)時(shí)進(jìn)行光的檢測(cè)，光筆就可始取顯示器屏幕上的坐標(biāo)。光筆與屏幕上的光標(biāo)配合，可使光標(biāo)跟蹤光筆移動(dòng)，在屏幕上畫出圖形或修改圖形，這個(gè)過(guò)程與人用鋼筆畫圖的過(guò)程類似，經(jīng)操作員確認(rèn)后即可存入計(jì)算機(jī)。

2.畫筆（Stylus）為筆狀，它不是用于顯示器屏幕，而是用于圖形板（Tablet）。當(dāng)畫筆接觸到圖形板上的某一位置時(shí)，畫筆在圖形板上的位置坐標(biāo)就會(huì)自動(dòng)傳送到計(jì)算機(jī)中去，隨著筆在板上的運(yùn)動(dòng)可以畫出圖形。圖形板和畫筆結(jié)合構(gòu)成二維坐標(biāo)的輸入系統(tǒng)主要用于輸入工程圖等。2/6/202337計(jì)算機(jī)組成原理

將圖紙貼在圖形板上，畫筆沿著圖紙上的圖形移動(dòng)，讀取圖形坐標(biāo)，即可輸入工程圖。為了提高讀圖精度，常用游動(dòng)標(biāo)（Cursor）代替畫筆與圖形板配合使用。游動(dòng)標(biāo)是一個(gè)手持的方形坐標(biāo)讀出器，游動(dòng)標(biāo)上有一塊透明玻璃，玻璃上刻有十字標(biāo)記。十字標(biāo)記的中心就是游動(dòng)標(biāo)的中心。使用時(shí)將十字中心對(duì)準(zhǔn)圖形的坐標(biāo)點(diǎn)上，它比畫筆讀取的坐標(biāo)更精確。3.圖形板是一種二維的A／D變換器，因此圖形板也稱作數(shù)字化板。坐標(biāo)量測(cè)的方法有電阻式、電容式、電磁感應(yīng)式和超聲波式幾種。以電磁式為例，圖形板是一塊電磁感應(yīng)板，手持的游動(dòng)標(biāo)中有一個(gè)感應(yīng)線圈，當(dāng)線圈的中心（十字標(biāo)的中心）置于板上某點(diǎn)時(shí)，便在該點(diǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，得到坐標(biāo)值。2/6/202338計(jì)算機(jī)組成原理

圖形板與畫筆（或游動(dòng)標(biāo)）配合的輸入方式，比光筆與屏幕相結(jié)合的輸入方式有許多優(yōu)點(diǎn)。光筆不能輸入紙上的圖形信息，而圖形板方式很容易做到。光筆和持筆的手能擋住圖形，而且由于屏幕玻璃的厚度，光的折射作用和人眼與光筆的視角等影響常使畫出的圖形偏離預(yù)想的位置。而圖形板無(wú)此問(wèn)題，而且長(zhǎng)時(shí)間使用光筆，懸空的手臂會(huì)感到疲勞。由于上述種種優(yōu)點(diǎn)，目前圖形板輸入方式得到廣泛應(yīng)用，尤其是在集成電路圖、機(jī)械、建筑圖等用圖紙輸入的系統(tǒng)中。更是如此。2/6/202339計(jì)算機(jī)組成原理

4.跟蹤球其原理與機(jī)械式鼠標(biāo)器完全一樣，只是將滾球做得大一些并放置在固定的球座里。使用時(shí)用手指轉(zhuǎn)動(dòng)球，就可實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)器一樣的功能。由于它的座子是固定不動(dòng)的。不需要供鼠標(biāo)器滑動(dòng)的額外桌面空間，甚至可安裝在鍵盤上，這對(duì)要求尺寸緊湊和使用空間窄小的場(chǎng)合很有利，如便攜機(jī)可用這種跟蹤球。5.操作桿便攜機(jī)中經(jīng)常采用操作桿（Stick）。其結(jié)構(gòu)是在一種薄片狀底盤的上面設(shè)置一個(gè)操作桿（直徑約5mm的小圓桿）其露在便攜機(jī)鍵盤面板上的部分只是這個(gè)操作桿，底盤結(jié)構(gòu)也很小巧，占用很小空間。這是鼠標(biāo)器和跟蹤球不能相比的，它通常被設(shè)置在空格鍵下面的空余地方。2/6/202340計(jì)算機(jī)組成原理

使用時(shí)用手指輕壓小圓桿，顯示器上的光標(biāo)將按照?qǐng)A桿受力的方向在屏幕上移動(dòng)。一般在底盤上設(shè)置4個(gè)應(yīng)變規(guī)片或壓敏電阻來(lái)感受圓桿所受的壓力。當(dāng)按桿時(shí)應(yīng)變規(guī)片產(chǎn)生細(xì)微形變被檢測(cè)，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。然后將電壓信號(hào)經(jīng)模／數(shù)（A／D）變換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)專用IC轉(zhuǎn)換成移動(dòng)光標(biāo)信號(hào)。經(jīng)上述一系列變換，就把按桿的壓力信號(hào)變成移動(dòng)光標(biāo)的信號(hào)。2/6/202341計(jì)算機(jī)組成原理

9.2.11觸摸屏觸摸屏就是為改善人機(jī)對(duì)話而興起的一種輸入方式，觸摸屏已被廣泛應(yīng)用在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的控制和查詢等方面。觸摸屏是透明的，可安裝在任何一種顯示器屏幕的外面（表面）。使用時(shí)，展示器屏幕上根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要顯示出用戶所需控制的項(xiàng)目或查詢的內(nèi)容（標(biāo)題），供用戶選擇。用戶只要用手指（或其他東西）點(diǎn)一下所選擇的項(xiàng)目（或標(biāo)題），即可由觸摸屏將此信息送到計(jì)算機(jī)中。所以顯示屏上顯示的項(xiàng)目或標(biāo)題相當(dāng)于‘偽按鍵”。實(shí)際上觸摸屏是一種定位設(shè)備，用戶通過(guò)與觸摸屏的直接接觸，向計(jì)算機(jī)輸入的是接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，以后的工作就由程序去執(zhí)行了。2/6/202342計(jì)算機(jī)組成原理

觸摸屏系統(tǒng)一般包括兩部分，觸摸屏控制器（卡）和觸摸檢測(cè)裝置。觸摸屏控制卡上有微處理器和固化的監(jiān)控程序，其主要作用是將觸摸檢測(cè)裝置送來(lái)的觸摸信息轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給計(jì)算機(jī)。同時(shí)它能接收計(jì)算機(jī)送來(lái)的命令，并予以執(zhí)行。觸摸屏的控制卡及其電源可以安裝在顯示器內(nèi)，稱為內(nèi)置式；也可放在顯示器外面，稱為外掛式。觸摸屏根據(jù)其所采用的技術(shù)可分成5類：電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波技術(shù)和底坐式矢量壓力測(cè)力技術(shù)。紅外線觸摸屏的傳輸介質(zhì)是紅外線。安裝外掛式紅外觸摸屏的方法非常簡(jiǎn)單，只要用雙面膠將一個(gè)框架裝在顯示器上面即可。2/6/202343計(jì)算機(jī)組成原理

紅外觸摸屏的電路就藏在這個(gè)框架的邊框里，觸摸屏內(nèi)的微處理器通過(guò)鍵盤接口直接與計(jì)算機(jī)通信，不需要任何控制卡和電源。自帶鍵盤接口的紅外觸摸屏安裝更加簡(jiǎn)單，不必打開機(jī)箱甚至不必關(guān)斷計(jì)算機(jī)電源，用雙面膠固定好觸摸屏后，將插頭插入主機(jī)鍵盤口就安裝完畢。鍵盤接口的紅外觸摸屏一般還提供一個(gè)自動(dòng)信號(hào)切換盒以便與鍵盤共享計(jì)算機(jī)的鍵盤接口，自動(dòng)信號(hào)切換盒內(nèi)部是一個(gè)敏感的翹翹板式電路控制的四路雙向模擬開關(guān)，信路切換時(shí)間只有50us，因此和鍵盤幾乎可以同時(shí)使用。2/6/202344計(jì)算機(jī)組成原理

紅外觸摸屏在屏幕四邊放置紅外發(fā)射管和紅外接收管，微處理器控制驅(qū)動(dòng)電路依次接通紅外發(fā)射管并檢查相應(yīng)的紅外接收管，形成橫豎交叉的紅外線陣列。例如32X32的紅外觸摸屏即在上下左右各有32對(duì)紅外傳感器，檢查完這64對(duì)紅外傳感器大約需要30ms時(shí)間。用戶在觸摸屏幕時(shí)手指擋住經(jīng)過(guò)這一點(diǎn)的橫豎兩條紅外線，微處理器能在15ms的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到這個(gè)點(diǎn)的位置并發(fā)給計(jì)算機(jī)相應(yīng)的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。能被感知的觸針可以是手指或其他任何不透明或者對(duì)光散射的透明物體。2/6/202345計(jì)算機(jī)組成原理9.3常用的輸出設(shè)備-顯示器輸出設(shè)備輸出計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果或操作提示?？梢允菙?shù)據(jù)、文字、表格、圖形、圖像或語(yǔ)言。監(jiān)視器打印機(jī)2/6/202346計(jì)算機(jī)組成原理9.3.1顯示器概述1.分類：CRT、液晶、等離子性能：屏幕尺寸、點(diǎn)間距、對(duì)比度、幀頻、行頻、掃描方式、灰度等級(jí)或彩色數(shù)量。顯示方式：字符/數(shù)字（A/N)方式、全點(diǎn)可尋址(APA)方式2/6/202347計(jì)算機(jī)組成原理視頻放大電路同步信號(hào)幀掃描電路行掃描電路高壓CRT主機(jī)信號(hào)2/6/202348計(jì)算機(jī)組成原理顯示器結(jié)構(gòu)演示2/6/202349計(jì)算機(jī)組成原理9.3.2顯示器的性能指標(biāo)屏幕尺寸：顯示器屏幕的對(duì)角線長(zhǎng)度，長(zhǎng)寬比例為4：3點(diǎn)間距：顯示器屏幕上象素間的距離顏色數(shù)：每個(gè)像素點(diǎn)可顯示的顏色數(shù)（灰度級(jí)）對(duì)比度：圖像（字符）與背景的濃度差幀頻：字符或圖像每秒在屏幕上出現(xiàn)的次數(shù)行頻：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電子束從屏幕左到右的掃描次數(shù)掃描方式：電子束掃過(guò)熒光屏上所有像素的方式，分隔行和逐行掃描方式2/6/202350計(jì)算機(jī)組成原理

9.3.3字符顯示器字符顯示設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的外部設(shè)備。光柵掃描顯示器顯示字符的方法是以點(diǎn)陣為基礎(chǔ)的。這種方法將字符分解成m*n個(gè)點(diǎn)組成陣列，將點(diǎn)陣存入由ROM構(gòu)成的字符發(fā)生器中。在CRT進(jìn)行光柵掃描的過(guò)程中，從字符發(fā)生器中依次讀出點(diǎn)陣，按照點(diǎn)陣的0和1控制掃描電子束的開關(guān)，就可以在屏幕上組成字符。點(diǎn)陣的多少取決于顯示字符的質(zhì)量和字符塊的大小。字符塊指的是每個(gè)字符在屏幕上所占的點(diǎn)數(shù)，也稱作字符窗口，它包括字符顯示點(diǎn)陣和字符間隔。圖9.5（a）是字符‘A’用點(diǎn)陣（7X9）表示的例子以及它位于字符窗口中的情況，圖9.5（b）為字符發(fā)生器的邏輯結(jié)構(gòu)。2/6/202351計(jì)算機(jī)組成原理

7*9點(diǎn)陣2/6/202352計(jì)算機(jī)組成原理2/6/202353計(jì)算機(jī)組成原理

對(duì)應(yīng)于每個(gè)字符窗口，所需顯示字符的ASCll代碼被存放在視頻存儲(chǔ)器（VRAM）中，對(duì)于在屏幕上能顯示25行80列的顯示器，應(yīng)有2000個(gè)單元存放字符信息。字符發(fā)生器ROM的高位地址來(lái)自VRAM的ASCll代碼，低位地址來(lái)自稱為光柵地址計(jì)數(shù)器的輸出RA3～RA0,它具體指向這個(gè)字形點(diǎn)陣中的某個(gè)字節(jié)。在顯示過(guò)程中，按照VRAM中的ASCll碼和光柵地址計(jì)數(shù)器訪問(wèn)ROM依次取出字形點(diǎn)陣，就可以完成一行字符的輸出。2/6/202354計(jì)算機(jī)組成原理

視頻信號(hào)

移位寄存器SL

字符發(fā)生器(ROM)

加載控制

水平消隱

行間消隱

加載控制

CPU控制

VRAM

ASCII代碼

17+2

180+18

19+5

125+1

RA3~RA0

水平同步電路

OSC

點(diǎn)計(jì)數(shù)器

水平地址計(jì)數(shù)器

點(diǎn)振蕩器

(16.257MHz)

光柵地址計(jì)數(shù)器

垂直地址計(jì)數(shù)器

水平同步信號(hào)

垂直同步電路

垂直同步信號(hào)

定時(shí)控制電路

2/6/202355計(jì)算機(jī)組成原理

圖9.6是字符顯示器的原理框圖，其中定時(shí)控制電路的核心是點(diǎn)計(jì)數(shù)器、水平（字符）地址計(jì)數(shù)器、光柵（線）地址計(jì)數(shù)器和垂直（幀）地址計(jì)數(shù)器。由它們控制顯示器的逐點(diǎn)、逐字、逐（線）行、逐屏（幀）的刷新顯示。字符采用7列*9行點(diǎn)陣形式。點(diǎn)振蕩器輸出16.257MHZ的點(diǎn)時(shí)鐘，用來(lái)控制字符發(fā)生器中每（線）行9個(gè)點(diǎn)（7+2）依次移位輸出，其中2點(diǎn)為空格。點(diǎn)計(jì)數(shù)器對(duì)點(diǎn)時(shí)鐘（7+2）分頻；輸出的字符時(shí)鐘是顯示控制器的定時(shí)信號(hào)，同時(shí)它也控制移位寄存器的加載（S端為移位控制端，L為并行輸入控制端）。當(dāng)一個(gè)字符的9個(gè)點(diǎn)輸出結(jié)束以后，輸出下一個(gè)字符中同一行的9個(gè)點(diǎn)。2/6/202356計(jì)算機(jī)組成原理

水平地址計(jì)數(shù)器對(duì)一行的顯示進(jìn)行控制。送出當(dāng)前要顯示的這一行字符的VRAM地址。每行有效顯示80個(gè)字符。另外，當(dāng)光柵從一行（線）的結(jié)束回到另一行開始時(shí)，在屏幕上不應(yīng)該顯示，這一段稱為水平回掃消隱期，它控制移位寄存器不要加載。水平消隱期占用18個(gè)字符時(shí)鐘的時(shí)間。這樣水平計(jì)數(shù)器分頻為（80+18）。光柵地址計(jì)數(shù)器（線計(jì)數(shù)器）對(duì)字符窗口的高度進(jìn)行控制。因?yàn)樽址翱诘母叨龋捶诸l）為14（9+5），其中字符點(diǎn)陣高度為9，行間隔為5個(gè)點(diǎn)陣。它控制一行字符的行點(diǎn)陣逐行輸出，并在最后5行進(jìn)行行間消隱。2/6/202357計(jì)算機(jī)組成原理

垂直（幀）地址計(jì)數(shù)器控制一屏幕25行字符的顯示，與水平回掃類似，當(dāng)光柵到達(dá)屏幕底部時(shí)，需要回到屏幕頂部這一過(guò)程稱為垂直回掃，垂直回掃需要一行的顯示時(shí)間?；貟咂陂g同樣需要消隱，垂直消隱命令控制移位寄存器不要加載。這樣垂直地址計(jì)數(shù)器分頻數(shù)為（25+1）。視頻存儲(chǔ)器（VRAM）的地址由水平地址（字符）計(jì)數(shù)器和垂直（幀）地址計(jì)數(shù)器決定，VRAM輸出的ASCll代碼作為字符發(fā)生器ROM的高位地址，ROM的低位地址來(lái)自光柵（線）地址計(jì)數(shù)器。ROM的輸出在L信號(hào)的控制下并行加載到移位寄存器，然后在點(diǎn)時(shí)鐘控制下移位輸出形成視頻信號(hào)，輸出到顯示器。顯示器在水平同步、垂直同步和視頻信號(hào)的控制下，連續(xù)不斷地進(jìn)行屏幕刷新，就能保持穩(wěn)定而不消失的字符圖像。2/6/202358計(jì)算機(jī)組成原理字符顯示原理地址VRAM字符發(fā)生器顯示器屏幕行列（ASCII碼）ROM00000001..0079..2479ASCII碼作為ROM的高地址，光柵計(jì)數(shù)器為低地址掃描屏幕

RE……S............TR編碼E編碼S編碼T編碼........T點(diǎn)陣E點(diǎn)陣R點(diǎn)陣.0079242/6/202359計(jì)算機(jī)組成原理

VRAM的地址是由行計(jì)數(shù)值（高位）和字計(jì)數(shù)值形成（低位），這兩個(gè)值也表示了其字符在屏幕上的具體位置。VRAM中的內(nèi)容是該位置應(yīng)該顯示字符的ASCII代碼。用該代碼作為高位地址和線（光柵）計(jì)數(shù)值作為低地址組成了字符發(fā)生器中字符成型存儲(chǔ)器ROM的地址。從ROM中就可獲得該字符的點(diǎn)陣代碼。2/6/202360計(jì)算機(jī)組成原理

例題：某顯示器工作在A/N方式下屏幕可以顯示25行×80列字符，其字符點(diǎn)陣為7列×9行，字符列間隔為2，字符行間隔為5。點(diǎn)脈沖頻率為16.257MHZ，其中行回掃時(shí)間相當(dāng)L＝18個(gè)字符，幀回掃時(shí)間為M＝1。求:1.掃描一行象素點(diǎn)的頻率（光柵（線）計(jì)數(shù)器）？2.掃描一行字符所用的頻率（水平計(jì)數(shù)器）？3.掃描一幀信息所用的頻率（垂直計(jì)數(shù)器）？

解：已知點(diǎn)時(shí)鐘頻率為16.257MHZ.點(diǎn)計(jì)數(shù)器的頻率＝6.257MHZ/(7+2)=1.806MHZ掃描象素行（線）的頻率1.806MHZ/(80+18)=18.43KHZ字符行顯示頻率＝18.43KHZ/(9+5)=1.32KHZ幀掃描頻率＝1.32KHZ/(25+1)≈50HZ

2/6/202361計(jì)算機(jī)組成原理圖形及漢字的顯示原理(APA)圖形的像素組合不規(guī)則，無(wú)法做圖形發(fā)生器。而是在顯示存儲(chǔ)器中為每個(gè)像素點(diǎn)存儲(chǔ)一個(gè)影像。根據(jù)灰度級(jí)的不同決定使用幾個(gè)bit來(lái)表示。00001111顯示緩沖存儲(chǔ)器顯示器屏幕2/6/202362計(jì)算機(jī)組成原理顯示器緩存（視頻存儲(chǔ)器）容量M與像素總數(shù)（行Nc×列Nr）和顯示色彩數(shù)C的關(guān)系M（字節(jié)）=（Nc×Nr×LOG2C）/8位漢字的顯示通過(guò)漢字的機(jī)內(nèi)碼找到漢字點(diǎn)陣碼送到顯示緩存的指定位置。漢字的點(diǎn)陣碼存放在硬件ROM中或軟件字庫(kù)中。2/6/202363計(jì)算機(jī)組成原理顯示控制適配器是監(jiān)視器的控制電路和接口部件，可將顯示緩沖區(qū)送出的信息轉(zhuǎn)換成視頻控制信號(hào)，控制CRT的顯示組成：顯示緩沖存儲(chǔ)器、字符發(fā)送器ROM、CRT控制電路、屏幕掃描控制邏輯電路等指標(biāo)：分辨率（垂直點(diǎn)數(shù)*水平點(diǎn)數(shù)）、顏色數(shù)C、VRAM容量與分辨率和顏色數(shù)C的關(guān)系C=V容量（位）/（垂直點(diǎn)數(shù)*水平點(diǎn)數(shù)）顏色屬性N（位）=LOG2C2/6/202364計(jì)算機(jī)組成原理顯示適配器結(jié)構(gòu)圖BIOSROM系統(tǒng)總線接口及FIFO控制寄存器時(shí)序控制器位塊傳送畫線填域顏色擴(kuò)充等調(diào)色板CLUT256×24R,G,BDACVRAM接口點(diǎn)時(shí)鐘和存儲(chǔ)器時(shí)鐘VRAM(1,2或4MB)系統(tǒng)總線至顯示器2/6/202365計(jì)算機(jī)組成原理

以上適配器是由刷新存儲(chǔ)器VRAM、顯示控制器、ROMBIOS三部分組成，插在PCI總線槽（或?qū)⑵渥鲈谥靼迳希?。它一方面與系統(tǒng)總線相接，另一方面通過(guò)15針D型插口與顯示器電纜連接，將水平、垂直同步信號(hào)和R、G、B三色模擬信號(hào)送至顯示器。顯示器上邊有以24針插頭與視頻卡連接。VRAM存放顯示圖案的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)容量取決于設(shè)定的顯示工作方式。如設(shè)定VESA顯示模式中的方式碼為118H時(shí)，其分辨率位1024*768，顏色深度為24位，則顯示一屏畫面需要如下的存儲(chǔ)器容量。

1024*768*24/8=2304KB2/6/202366計(jì)算機(jī)組成原理

ROMBIOS含有少量的固化軟件，用于支持顯示器所需的顯示環(huán)境。顯示控制器它依據(jù)設(shè)定的顯示方式，反復(fù)的讀取顯存中的圖像點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，將它們轉(zhuǎn)換成R、G、B三基色信號(hào)，并配以同步信號(hào)送至顯示器刷新屏幕。另外還有圖形加速功能，有位、塊傳送，畫線等如圖所示，采用的是AVGA芯片。在電子槍中設(shè)有一個(gè)控制柵極，用控制柵和陰極之間的電位差來(lái)控制電子束電流的大小。當(dāng)控制柵所加的信號(hào)為1時(shí)，電子槍發(fā)射具有一定能量的電子束，是屏幕上相應(yīng)位置的象素點(diǎn)發(fā)亮；當(dāng)信號(hào)為0時(shí)，電子槍不發(fā)射電子束，使其象點(diǎn)稱為暗點(diǎn)。若改變所加信號(hào)的電平大小，則可控制象點(diǎn)具有不同的灰度。2/6/202367計(jì)算機(jī)組成原理

彩色CRT在其顯示頭中設(shè)有三個(gè)電子槍，分別發(fā)射能產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三種基色的電子束。它們受三套視頻放大電路的控制，用R,G,B信號(hào)與亮度信號(hào)I的不同組合可控制三束電子的強(qiáng)弱。相應(yīng)地?zé)晒馄辽系南簏c(diǎn)由能發(fā)出紅、綠、藍(lán)光的小點(diǎn)組成，當(dāng)一束（或二束、三束）電子流轟擊對(duì)應(yīng)的熒光粉小點(diǎn)時(shí)，屏幕上的象點(diǎn)便出現(xiàn)紅、綠、蘭三基色之一或由三基色合成的其他顏色。例如IRGB為0100，對(duì)應(yīng)象點(diǎn)為紅色；為1100淡紅色；0010時(shí)為綠色；0111時(shí)為白色。IRGB能組合成16種顏色，加下表所示。若IRGB分別有多位代碼信號(hào)控制，則可合成更多的顏色。見下面介紹的調(diào)色板技術(shù)。2/6/202368計(jì)算機(jī)組成原理強(qiáng)白1111黃1110淡紫紅1101淡紅1100淡青1011淡綠1010淡蘭1001灰1000白0111棕0110紫紅0101紅0100青0011綠0010蘭0001黑0000組合成的顏色I(xiàn)（亮度）R（紅）G綠）B（蘭）2/6/202369計(jì)算機(jī)組成原理

調(diào)色板技術(shù)

為了節(jié)約硬件開銷在顯示卡的存儲(chǔ)器中設(shè)置了一個(gè)256×24位的顏色查找表CLUT(ColorLook-UpTable),如下圖所示。圖中每一行有24位用來(lái)選擇保存其顏色值，由于共有256行，故可在表中選擇保存256種真彩色顏色值。在顯示存儲(chǔ)器中，每個(gè)象素用8位表示。將這8位值作為CLUT的地址碼，從中讀出24位數(shù)據(jù)送到DAC,便可從16.8M種顏色中選擇合適的256種顏色參加顯示。只要改變24位中得值表可改變一種顏色。當(dāng)象素顏色位寬在8位以上時(shí)，一般就不使用調(diào)色板了，顯示存儲(chǔ)器中像素的顏色位數(shù)直接送到DAC進(jìn)行數(shù)字量到紅R、綠G、蘭B三種模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換。2/6/202370計(jì)算機(jī)組成原理

CLUT工作原理顯示存儲(chǔ)器8位/pixel

7………00……70……70……7輸出級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)DACDACDACCLUT01GBR25522/6/202371計(jì)算機(jī)組成原理

在微機(jī)中的VGA接口中，設(shè)置了字長(zhǎng)為18位的彩色調(diào)色板，從VRAM取出的像素信息通過(guò)調(diào)色板來(lái)選擇顯示的顏色，因此最多可選擇218=256K種顏色。但是每個(gè)像素實(shí)際可供選擇的顏色數(shù)取決于每個(gè)像素在VRAM中所存儲(chǔ)的位數(shù)、如果每個(gè)像素對(duì)應(yīng)4位信息，可從256K種顏色中選擇16種輸出，如果每個(gè)像素對(duì)應(yīng)8位信息，可以從256K種顏色中選擇256種輸出。彩色調(diào)色板的輸出（18位）送到彩色編碼器，它由3個(gè)D／A轉(zhuǎn)換器組成（6位／個(gè)），產(chǎn)生顯示所需的三基色（紅、綠、藍(lán)）信號(hào)。2/6/202372計(jì)算機(jī)組成原理顯示卡的主要技術(shù)參數(shù)分辨率：顯示卡能夠支持的在屏幕上顯示的最多像素?cái)?shù)。顏色數(shù)：由顯示緩沖區(qū)中采用幾位二進(jìn)制數(shù))來(lái)表示決定,2i常用PC機(jī)顯示模式分辨率CGAEGAVGASVGAXGASXGA640*200640*350640*480800*6001024*7681280*10242/6/202373計(jì)算機(jī)組成原理

9.3.4圖形和圖像顯示

光柵掃描圖形顯示器是當(dāng)今應(yīng)用最多的顯示器。其特點(diǎn)是把對(duì)應(yīng)于屏幕上每個(gè)像素的信息都用存儲(chǔ)器存起來(lái)，然后按地址順序逐個(gè)地刷新顯示在屏幕上。這里有兩個(gè)存儲(chǔ)器，一個(gè)稱作程序段緩沖存儲(chǔ)器，另個(gè)是幀存儲(chǔ)器。程序段緩存中存儲(chǔ)由計(jì)算機(jī)送來(lái)的顯示文件和交互式圖形圖像操作命令，如圖形的局部放大、平移旋轉(zhuǎn)、比例變換、圖形的檢索以及圖像處理等，這些操作在顯示處理器中完成比在主機(jī)中用軟件實(shí)現(xiàn)效率要高得多。在微機(jī)系統(tǒng)中主機(jī)和CRT設(shè)備之間的電路都放在顯示適配器的接口中。幀存儲(chǔ)器中存放了一幀圖形的形狀信息，與屏幕上的像素一一對(duì)應(yīng)，如果屏幕的分辨率為1024X1024個(gè)像素，幀存就要有1024X1024個(gè)單元。2/6/202374計(jì)算機(jī)組成原理

圖9.7光柵掃描器的硬件結(jié)構(gòu)

主機(jī)

如果屏幕上像素的灰度為256級(jí)，幀存每個(gè)單元的字長(zhǎng)就要是8位。因此，幀存的容量直接取決于顯示器的分辨率和灰度級(jí)。對(duì)本例，要有1024X1024X8bit=1MB的幀存容量。顯示處理器程序段緩存

幀

處理器CRT2/6/202375計(jì)算機(jī)組成原理

早期的VGA顯示圖形適配器只起到CPU與顯示器之間的接口作用；如今還起到處理圖形／圖像數(shù)據(jù)，加速顯示等作用。其核心部分圖形／圖像加速芯片，是一個(gè)固化了一定數(shù)量、常用基本圖形程序模塊和三維圖形／圖像處理部件的芯片。三維處理大體上可分為幾何變換和色彩渲染兩種處理，這兩種處理如果都由CPU來(lái)完成，則CPU的負(fù)擔(dān)過(guò)重，而且大量位圖數(shù)據(jù)的傳輸量很大，對(duì)傳輸率要求太高；如果都由適配器來(lái)完成，則要采用三維圖形芯片和大容量顯存來(lái)完成色彩渲染處理，但顯存成本較高。要降低適配器成本需要減少卡上顯存容量，而將結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器中。原有的總線難以勝任圖形數(shù)據(jù)傳送，Intel公司提出了新型視頻標(biāo)準(zhǔn)AGP，并推出了三維圖形／圖像加速芯片。附合AGP標(biāo)準(zhǔn)的適配器也隨之出現(xiàn)在市場(chǎng)上。在微機(jī)中是否具有AGP接口卡對(duì)圖形／圖像的處理效果影響很大。2/6/202376計(jì)算機(jī)組成原理9.3.5漢字處理技術(shù)1、漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)1981年，我國(guó)的國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局公布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2312《信息交換用漢字編碼字符集——基本集》，收集了常用漢字6763個(gè)，其中一級(jí)漢字3755個(gè)，二級(jí)漢字3008個(gè)。在大多數(shù)情況下，這些漢字已夠用，但遇到戶籍管理或古籍整理等這一字符集就不夠用了。經(jīng)過(guò)世界各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織的積極參與。1993年由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）公布了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO／IEC106461，即《信息技術(shù)——通用多八位編碼字符集（UCS））。漢字被分配在該區(qū)的4E00H到9FFFH，共20902個(gè)位置，即20902個(gè)漢字。2/6/202377計(jì)算機(jī)組成原理

（1）GB2312-80國(guó)標(biāo)碼國(guó)標(biāo)碼：我國(guó)在1981年頒布了《通訊用漢字字符集（基本集）及其交換碼標(biāo)準(zhǔn)》GB2312-80方案，簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼，共7445字，各用兩字節(jié)表示。

各種字母、數(shù)字、符號(hào)682個(gè)

一級(jí)3755個(gè)漢字，按拼音排序 二級(jí)3008個(gè)漢字，按部首排列2/6/202378計(jì)算機(jī)組成原理（2）區(qū)位碼：將國(guó)標(biāo)碼中的字符按其位置劃分成94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)中94個(gè)字符1…………..94

1~9區(qū)

10~15區(qū)空

16~55區(qū)

56~87區(qū)88~94區(qū)空

區(qū)位碼是國(guó)標(biāo)碼的變形：國(guó)標(biāo)碼=區(qū)位碼+2020H國(guó)標(biāo)碼、區(qū)位碼均用4位數(shù)字進(jìn)行一個(gè)漢字編碼。字母、數(shù)字、各種符號(hào)等682個(gè)一級(jí)漢字3755個(gè)二級(jí)漢字3008個(gè)2/6/202379計(jì)算機(jī)組成原理2、漢字的輸入方法漢字編碼和漢字輸入方法可歸納成音碼、形碼和音形碼三大類。評(píng)價(jià)漢字編碼方案的優(yōu)劣應(yīng)該符合易學(xué)易用、操作方便、重碼少、規(guī)則簡(jiǎn)明、記憶量少等原則。上述的漢字編碼用于鍵盤輸入，除此以外還有語(yǔ)音輸入方式、手寫輸入方式和印刷體掃描識(shí)別輸入方式。1)鍵盤輸入方式(1)音碼輸入音碼是以國(guó)家文字改革委員會(huì)公布的漢語(yǔ)拼音方案為基礎(chǔ)進(jìn)行編碼的。但因漢字同音字多而造成重碼很多，因此還要進(jìn)行選字，影響輸入效率。2/6/202380計(jì)算機(jī)組成原理（2）形碼輸入漢字是一種音形義俱全的圖形文字，一個(gè)字一個(gè)樣，由38種筆畫組成500多個(gè)部件，再由500多個(gè)部件組成6萬(wàn)多個(gè)漢字。但是由于漢字結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)成漢字的部件大多數(shù)還沒有規(guī)范化，有的漢字很難正確拆成部件，還要牢記拆字的規(guī)則也不是一種理想的輸入方式。（3）音形碼（或形音碼）輸入先建好電腦漢字庫(kù)借助與電腦連接的筆輸入設(shè)備（圖形板和畫筆）和軟件，可將手寫漢字輸入電腦，2）印刷體掃描識(shí)別輸入2/6/202381計(jì)算機(jī)組成原理3、漢字的存儲(chǔ)漢字的存儲(chǔ)有兩個(gè)方面的含義，一種是漢字內(nèi)碼的存儲(chǔ)，另一種是字形碼的存儲(chǔ)。字形碼也稱字模碼，目前計(jì)算機(jī)顯示器和打印機(jī)都用點(diǎn)陣表示漢字字形代碼，它是漢字的輸出形式。根據(jù)輸出漢字的要求不同，點(diǎn)陣的多少也不同。簡(jiǎn)易型漢字為16X16點(diǎn)陣，提高型漢字為24X24點(diǎn)陣，甚至更高。字模點(diǎn)陣的信息量是很大的。所占存儲(chǔ)空間也很大以16×16點(diǎn)陣為例，每個(gè)漢字就要占用32個(gè)字節(jié)，兩級(jí)漢字大約占用256KB字節(jié)、因此字模點(diǎn)陣只能用來(lái)構(gòu)成字庫(kù)，而不能用于機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)。字庫(kù)中存儲(chǔ)了每個(gè)漢字的點(diǎn)陣代碼，當(dāng)顯示輸出時(shí)才檢索字庫(kù)，輸出字模點(diǎn)陣，得到字形。為了提高字形質(zhì)量以后開始采用矢量表示繼而采用輪廓曲線，或同時(shí)采用矢量和曲線來(lái)表示數(shù)字和拼音字母。漢字內(nèi)碼是用于漢字信息的存儲(chǔ)、交換、檢索等的機(jī)內(nèi)代碼，內(nèi)碼比字形點(diǎn)陣碼占用空間少，一般用兩個(gè)字節(jié)就可以表示漢字。2/6/202382計(jì)算機(jī)組成原理15158702/6/202383計(jì)算機(jī)組成原理漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示機(jī)內(nèi)碼是指機(jī)器內(nèi)部處理和存儲(chǔ)漢字的一種代碼常用的機(jī)內(nèi)碼在國(guó)標(biāo)碼基礎(chǔ)上每個(gè)字節(jié)最高位置1機(jī)內(nèi)碼=國(guó)標(biāo)碼+8080H=區(qū)位碼+A0A0H“京”字國(guó)標(biāo)碼為3E29H，其機(jī)內(nèi)碼為BEA9H，其區(qū)位碼為1E09H。2/6/202384計(jì)算機(jī)組成原理

4、漢字的輸出漢字輸出有打印輸出和顯示輸出兩種形式。漢字顯示器多采用與圖形顯示兼容的光柵掃描顯示器，一般采用16×16點(diǎn)陣。以這種方式輸出的漢字是利用設(shè)備可以畫點(diǎn)的圖形方式實(shí)現(xiàn)的，因此，常稱這種漢字為圖形漢字。圖9.1.5是IBM／PC機(jī)漢字顯示原理圖通過(guò)鍵盤輸入的漢字編碼，首先要經(jīng)代碼轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換成漢字機(jī)內(nèi)代碼轉(zhuǎn)換時(shí)要用輸入碼到碼表中檢索機(jī)內(nèi)碼，得到兩個(gè)字節(jié)的機(jī)內(nèi)碼字形檢索程序由機(jī)內(nèi)碼檢索字模庫(kù)。查出表示一個(gè)字形的32個(gè)字節(jié)字形點(diǎn)陣送顯示輸出。2/6/202385計(jì)算機(jī)組成原理漢字的輸出漢字字型描述：點(diǎn)陣字型:西文7X9，中文16X1632X3248X48輪廓字型:truetype（WORD中就使用）漢字字庫(kù)實(shí)現(xiàn)有兩種：軟字庫(kù)、硬字庫(kù)（漢卡）漢字的顯示輸出過(guò)程：輸入碼->機(jī)內(nèi)碼->字型碼->顯示器2/6/202386計(jì)算機(jī)組成原理IBMPC機(jī)漢字顯示原理點(diǎn)陣碼32字節(jié)

漢字鍵盤

輸入

鍵盤處理程序

代碼轉(zhuǎn)換程序

漢字內(nèi)碼

（2字節(jié)）

字型檢索程序

顯示驅(qū)動(dòng)程序

碼表

漢字

字模庫(kù)

顯示

存儲(chǔ)器

CRT

2/6/202387計(jì)算機(jī)組成原理9.4打印機(jī)分類：接口：串行、并行打印方式：擊打、非擊打字形：點(diǎn)陣、非點(diǎn)陣打印機(jī)工作原理點(diǎn)陣打印機(jī)：計(jì)算機(jī)接口打印行緩沖器字符發(fā)生器驅(qū)動(dòng)電路激光打印機(jī)：潛像、顯影、定影噴墨打印機(jī)：熱式噴墨、壓電噴墨2/6/202388計(jì)算機(jī)組成原理

9.4.1點(diǎn)陣針式打印機(jī)點(diǎn)陣針式打印機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格低，字符種類不受限制，較易實(shí)現(xiàn)漢字打印，還可以打印圖形和圖像。針式打印機(jī)的印字方法是由打印針印出的n（橫）×m（縱）個(gè)點(diǎn)陣組成字符圖形。顯然，點(diǎn)越多，印字質(zhì)量越高，西文字符的點(diǎn)陣通常有5X7，7X7，7X9等幾種，若要打印漢字至少要加密到16X16點(diǎn)陣或24X24點(diǎn)陣。值得注意的是，字符由n×m個(gè)點(diǎn)陣組成，并不意味著打印頭就裝有n×m根打印針。為減少打印頭制造的難度，串行點(diǎn)陣打印機(jī)的打印頭中一般只裝有一列m根打印針，每根針可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)印完一列后打印頭沿水平方向移動(dòng)一步微小距離，n步以后，形成一個(gè)n×m點(diǎn)陣，照此逐個(gè)字符打印。針式打印機(jī)有單向打印和雙向打印兩種。當(dāng)打印完一行字符以后，打印紙?jiān)谳敿垯C(jī)構(gòu)控制下前進(jìn)一行，同時(shí)打印頭（字車）回到一行的起始位置重新由左至右打印2/6/202389計(jì)算機(jī)組成原理

這個(gè)過(guò)程為單向打印。雙向打印指的是自左至右一行字符打印完畢后，字車無(wú)須回車，在輸紙的同時(shí)字車走到反向打印的起始位置再?gòu)挠抑磷蟠蛴∫恍小７聪虼蛴〗Y(jié)束，字車又回到正向打印起始位置。由于省去了空回車時(shí)間，所以打印速度大大提高。針式打印機(jī)由打印頭與字車、輸紙機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)及控制器四部分組成。書中圖9.8為針式印字機(jī)構(gòu)原理圖。打印頭是針打的關(guān)鍵部件，它由打印針、磁鐵、銜鐵等組成。打印針是鋼針或由鎢鐵合金材料制成，簡(jiǎn)易型點(diǎn)陣打印機(jī)有7根或9根打印針，在打印位置垂直排列。有的打印頭有兩列各7根或9根針交錯(cuò)排列，可以同時(shí)打印兩列點(diǎn)陣。中文打印機(jī)LQ1600有兩排共24根針。打印控制器與顯示控制器類似，主要包括字符緩沖存儲(chǔ)器、字符發(fā)生器、時(shí)序控制電路和接口電路四部分。2/6/202390計(jì)算機(jī)組成原理

主機(jī)將要打印的字符通過(guò)接口電路送到緩沖存儲(chǔ)器，在打印時(shí)序邏輯控制下，從緩存中順序取出字符代碼，對(duì)字符代碼進(jìn)行譯碼，得到字符發(fā)生器ROM的地址，逐列取出字符點(diǎn)驅(qū)動(dòng)打印頭。形成字符點(diǎn)陣。輸紙機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每打印完一行字符，要按給定的要求走紙，走紙的步距由字符行間距離決定。輸紙機(jī)構(gòu)有摩擦傳動(dòng)輸紙和鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)輸紙兩種。摩擦傳動(dòng)輸紙機(jī)構(gòu)的印紙兩側(cè)沒有孔，靠壓輪帶動(dòng)紙前進(jìn)。鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)輸紙機(jī)構(gòu)將打印紙的紙孔套在鏈軌上。鏈帶動(dòng)打印紙前進(jìn)。色帶的作用是供給色源。打印過(guò)程中，色帶必須不斷移動(dòng)，以改變其受擊打的位置，否則色帶極易破損。驅(qū)動(dòng)色帶不斷移動(dòng)的裝置稱色帶機(jī)構(gòu)。針式打機(jī)中使用的多為環(huán)形色帶，它裝在一個(gè)塑料的帶盒內(nèi)，色帶可以隨打印頭的動(dòng)作自動(dòng)循環(huán)。針式打印機(jī)打印時(shí)，驅(qū)動(dòng)的僅僅是質(zhì)量很小的打印針，慣性小，速度快。2/6/202391計(jì)算機(jī)組成原理

選字操作是全電子線路控制。所以選字時(shí)間很短。串行針式打印機(jī)的打印速度為每秒100個(gè)字符左右。彩色針式打印機(jī)的工作原理與單色的基本相同。僅是使用的色帶和色帶機(jī)構(gòu)不同，色為四色帶，在一條色帶上平行地分為黑、藍(lán)、紅和黃4種顏色。打印時(shí)，色帶機(jī)構(gòu)既要帶動(dòng)帶做單向循環(huán)移動(dòng)又要帶動(dòng)包帶盒做上下位移，變換打印頭所接觸的色帶部位，從而打出不同顏色。雖然色帶上只有4種顏色，但可打印兩次，從而可獲得7種顏色（黑、藍(lán)、紅、黃、紫、橙、綠）。2/6/202392計(jì)算機(jī)組成原理

9.4.2激光打印機(jī)1.激光打印機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)激光打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如書中圖9.9所示。其主要部件如墨粉、感光鼓（硒鼓）、顯影軋輥、顯影磁鐵、初級(jí)電暈放電極、清掃器等，都裝置在墨盒內(nèi)。當(dāng)墨盒內(nèi)墨粉用完后，可以將整個(gè)盒卸下更換。其中感光鼓一般是用鋁合金制成的一個(gè)圓筒，鼓面上涂敷一層感光材料。激光發(fā)生器是激光打印機(jī)的光源，具有很好的單色性和方向性?？梢跃劢钩杉?xì)的光束，激光束通過(guò)掃描反射鏡反射到感光鼓上。打印的圖像形成于墨盒中央的感光鼓上，墨粉由顯影軋輥傳送到鼓上，再傳送到打印紙上，最后墨粉由定影軋輥熔融到打印紙上。感光鼓的直徑較小，要打印一頁(yè)紙，感光鼓必須轉(zhuǎn)動(dòng)好幾圈。2/6/202393計(jì)算機(jī)組成原理

2.激光打印過(guò)程隨著感光鼓的旋轉(zhuǎn)，整個(gè)過(guò)程分7步進(jìn)行。1）充電：預(yù)先在暗處由充電電暈靠近感光鼓放電，使鼓面充以均勻電荷。2）曝光：當(dāng)充有電荷的鼓面轉(zhuǎn)到激光束照射處時(shí)，便進(jìn)行曝光。由于激光束已按字符點(diǎn)陣信息條值，使鼓面上不顯示字符的部分被照射，而顯示字符的部分不被光照射。光照部位電阻下降，電荷消失。其他部位仍然保持靜電荷，于是在鼓面形成一行靜電潛象。3）顯影：當(dāng)載有靜電潛象的感光鼓轉(zhuǎn)到顯影處時(shí)，磁刷中帶相反電荷的墨粉便按鼓面上靜電分布的情況，被吸附在鼓面帶有電荷的部位，從而在鼓面顯影成可見的字符墨粉圖像。2/6/202394計(jì)算機(jī)組成原理

4）轉(zhuǎn)?。耗蹐D像隨鼓面轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)印處，在紙的背面用轉(zhuǎn)印電暈放電，使紙面帶上與墨分極性相反的靜電荷，于是墨粉便靠靜電吸引而粘附到紙上，完成圖像的轉(zhuǎn)印。5）分離：當(dāng)感光鼓轉(zhuǎn)到分離電暈處時(shí)，用電暈不斷地向紙施放正、負(fù)電荷，消除紙與鼓面因正、負(fù)電荷所產(chǎn)生的相互吸引力，使紙面離開鼓面。6）定影：將分離后的紙送定影熱輥。墨粉中含有樹脂，紙接觸到熱輥時(shí)，樹脂被加熱而熔化，使墨粉緊貼在紙上，同時(shí)使熱輥擠壓紙面。這樣經(jīng)過(guò)熱壓處理，圖像便牢牢地定影在紙上。7）消毒、清潔：完成轉(zhuǎn)印后，利用電暈向鼓面施放相反極性的電荷，使鼓面殘留的電荷被中和掉。感光鼓再轉(zhuǎn)到清掃刷處，刷去鼓面的殘余墨粉。這樣便恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，可開始新的一次打印過(guò)程。2/6/202395計(jì)算機(jī)組成原理

3.印字原理激光印字過(guò)程可以分成六個(gè)步驟:帶電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影和清除殘像。4.激光掃描系統(tǒng)5.激光打印機(jī)性能激光打印機(jī)輸出速度快，印字質(zhì)量高，而且可以使用普通紙張。它的印字質(zhì)量明顯優(yōu)于點(diǎn)陣式打印機(jī)。普通激光印字機(jī)的印字分辨率都能達(dá)到300DPI（每英寸300個(gè)點(diǎn)）或400DPI，甚至600DPI。特別是對(duì)漢字或圖形／圖像輸出，是理想的輸出設(shè)備。激光打印機(jī)是非擊打式硬拷貝輸出設(shè)備，也是逐頁(yè)輸出的。常用的輸出幅面為A4，此也將這一類設(shè)備稱為頁(yè)式輸出設(shè)備。而普通擊打式打印機(jī)是逐字或逐行輸出。頁(yè)式輸出設(shè)備的輸出速度用每分鐘輸出的頁(yè)數(shù)（PagesPerminute，簡(jiǎn)稱PPM）來(lái)表示。高速激光打印機(jī)的速度在100PPM以上，中速為30～60PPM，2/6/202396計(jì)算機(jī)組成原理

它們主要用于大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。低速激光打印機(jī)的速度為10～20PPM，主要用于辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和文字編輯系統(tǒng)。打印設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的接口比較簡(jiǎn)單分為串行接口和并行接口兩種。串行接口采用標(biāo)準(zhǔn)的RS－232接口，每次輸出一位數(shù)據(jù)。井行接口每次輸出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。9.4.3噴墨打印機(jī)噴墨打印機(jī)是類似于用墨水寫字一樣的打印機(jī)可直接將墨水噴射到普通紙上實(shí)現(xiàn)印刷,如噴射多種顏色墨水則可實(shí)現(xiàn)彩色硬拷貝輸出。噴墨打印機(jī)的噴墨技術(shù)有連續(xù)式和隨機(jī)式兩種目前幣場(chǎng)上流行的各種型號(hào)打印機(jī)大多采用隨機(jī)式噴墨技術(shù)。而早年的噴墨打印機(jī)以及當(dāng)前輸出的大幅面打印機(jī)采用連續(xù)式噴墨技術(shù)。2/6/202397計(jì)算機(jī)組成原理

1連續(xù)式噴墨打印機(jī)工作原理書中圖9.11示出一種電荷控制式打印機(jī)的印刷原理和字符形成過(guò)程。主要由噴頭、充電電極、偏轉(zhuǎn)電極、墨水供應(yīng)及過(guò)濾回收系統(tǒng)和相應(yīng)控制電路組成。其工作原理如下；噴墨頭后部的壓電陶瓷受振蕩電脈沖激勵(lì)產(chǎn)生電致伸縮，使墨水?dāng)嗔研纬赡蚊鎳娚涑鰜?lái)，只要電脈沖存在，墨滴就能連續(xù)噴射出來(lái)。墨滴是不帶電的，在其前面設(shè)置無(wú)電電極，施加靜電場(chǎng)給墨滴充電，所充電荷的多少由字符發(fā)生器控制根據(jù)所印字符各點(diǎn)位置的不同而充以不同的電荷，充電電極所加電壓越高，充電電荷越多，墨滴經(jīng)偏轉(zhuǎn)電極后偏移的距離也越大，最后墨滴落在印字紙上。上面介紹的打印機(jī)只有一個(gè)噴頭，因此速度較慢。2/6/202398計(jì)算機(jī)組成原理

2.隨機(jī)式噴墨打印機(jī)工作原理這種系統(tǒng)供給的墨滴只在需要印字時(shí)才噴出，因此不需要墨水循環(huán)系統(tǒng)省去了墨水泵和收集槽等。與連續(xù)式相比，噴墨機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，可靠性高。為提高印字速度，這種印字頭采用單列、雙列或多列小孔，一次掃描噴墨即可打印出所需的字符或圖像。產(chǎn)生墨滴的機(jī)構(gòu)，可采用不同的技術(shù)，流行的有壓電式和熱電式。（1）壓電式噴墨技術(shù)（2）熱點(diǎn)式噴墨技術(shù)2/6/202399計(jì)算機(jī)組成原理

9.5IP電話

當(dāng)Internet時(shí)代和多媒體時(shí)代剛到來(lái)時(shí),有人已經(jīng)開始了利用Internet在國(guó)際間實(shí)時(shí)傳送話音。方法很簡(jiǎn)單,通話雙方同時(shí)上網(wǎng),雙方的計(jì)算機(jī)都有多媒體功能,都有一個(gè)全雙工的聲卡和麥克風(fēng)。當(dāng)甲方對(duì)著麥克風(fēng)講話時(shí),專門的軟件把聲音記錄下來(lái)并通過(guò)Internet迅速傳給乙方。當(dāng)乙方的計(jì)算機(jī)接收到這些聲音數(shù)據(jù)時(shí),就通過(guò)它的聲卡把這些數(shù)據(jù)用專門的軟件播放出來(lái),這樣乙方就能夠聽到甲方說(shuō)話的內(nèi)容了。由于雙方的聲卡都是全雙工的,他們彼此都可以同時(shí)說(shuō)話,傾聽對(duì)方的聲音。2/6/2023100計(jì)算機(jī)組成原理

目前來(lái)講,人們通過(guò)電話線撥號(hào)上Internet,通過(guò)Internet與國(guó)外通話一個(gè)小時(shí)的開銷不足幾元,而通過(guò)國(guó)際長(zhǎng)途的通話費(fèi)可能為幾百元。由此可見,人們通過(guò)Internet進(jìn)行國(guó)際通話的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際長(zhǎng)途電話費(fèi)。正是這個(gè)差價(jià)的誘人之處,使得人們幾年來(lái)對(duì)這方面進(jìn)行了不少的研究,開發(fā)出了很多成果，IP電話就是其中一個(gè)成果。目前已有IP電話面市,它的外形象是一個(gè)普通電話,但工作機(jī)制不同于普通電話。它實(shí)際上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備,其工作原理同前面介紹用計(jì)算機(jī)通過(guò)Internet通話一樣,與利用多媒體計(jì)算機(jī)通話不同的是IP電話把有關(guān)的一些軟件固化在自身上了。之所以稱為IP電話,是因?yàn)樗昧薚CP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

2/6/2023101計(jì)算機(jī)組成原理

在我國(guó),中國(guó)電信和聯(lián)通公司現(xiàn)在正在推出了IP電話服務(wù),聯(lián)通公司130的用戶可以通過(guò)撥某個(gè)特別號(hào)碼即可用手機(jī)撥打IP電話了。但由于現(xiàn)在的Internet的帶寬有限,及傳輸速度還不是很快,所以IP電話的音質(zhì)一般不好,聽起來(lái)老是斷斷續(xù)續(xù)的,不是很清晰,音質(zhì)比不上普通電話。不過(guò),相信在不久的將來(lái),Internet骨干網(wǎng)絡(luò)的速度一定會(huì)得到大幅度的提高,到那時(shí),也許只有IP電話的存在,而傳統(tǒng)電話只能在博物館才能見到。2/6/2023102計(jì)算機(jī)組成原理

9.6聲卡

隨著現(xiàn)在電腦技術(shù)的飛速發(fā)展，聲卡已經(jīng)成為多媒體電腦不可缺少的部分：玩游戲、語(yǔ)音輸入、打IP電話等等，每一樣都少不了它。聲卡的關(guān)鍵技術(shù)包括：數(shù)字音頻、音樂合成、MIDI和音效。數(shù)字音頻部分包括44.1KHz的頻率采樣和以16位的分辨率錄制和播放聲音信號(hào)，還包括聲音信號(hào)的壓縮方法。一般采用自適應(yīng)脈沖碼調(diào)制法（ADPCM）。音樂合成主要有FM合成和波形表和成法。音效是近年來(lái)集成電路工業(yè)中數(shù)字聲音信號(hào)處理技術(shù)的結(jié)晶，它從硬件上實(shí)現(xiàn)了回聲、和聲等。使得聲卡發(fā)出的聲音更生動(dòng)?，F(xiàn)在的聲卡一般都具有Line-in、Lin-out、MIC、SPEAK、游戲桿/MIDI五個(gè)接口和三個(gè)連接器。2/6/2023103計(jì)算機(jī)組成原理

(1)

line-in用來(lái)連接其他外部聲源，如微型CD播放器、調(diào)協(xié)器、數(shù)字錄音機(jī)（DAT）等，進(jìn)行播放或錄音。(2)

line-out連接的是我們常見的有源音箱。(3)

MIC專門用于連接外接語(yǔ)音輸入話筒（麥克風(fēng)）。(4)

SPEAK用來(lái)連接無(wú)源音箱或功率很小的音箱。(5)

游戲桿/MIDI專門用來(lái)連接游戲操縱桿或者數(shù)字電聲樂器MIDI設(shè)備。(6)

CD源連接器（CDAudioInterface）該連接器用于連接光驅(qū)尾部的四針連接器，從而實(shí)現(xiàn)在播放CD時(shí)，將光驅(qū)的音頻輸出信號(hào)直接送往聲卡，并通過(guò)聲卡對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理后再輸出。2/6/2023104計(jì)算機(jī)組成原理

不過(guò)，USB和閃存PC卡都有一個(gè)基本的缺點(diǎn)—有些計(jì)算機(jī)沒有同它們的接口，這樣造成無(wú)法處理它的數(shù)字信息。這就意味著也許要進(jìn)行I/O升級(jí)以利用這兩種較新的數(shù)字相機(jī)如果不愿意升級(jí),那么基于串口的數(shù)字相機(jī)是最好的選擇。(7)PC喇叭連接器該連接器用于連接主板上的PC喇叭。(8)

CD-ROM驅(qū)動(dòng)器接口該連接器用于連接光驅(qū)。ADC(AnlogtoDigitalConvertor,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)的功能就是把聲音從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，用一連串的字來(lái)表示模擬信號(hào)的電壓及電流的復(fù)雜變化，這個(gè)過(guò)程又稱為“采樣”。這樣，就可以隨心所欲地編輯聲音了。2/6/2023105計(jì)算機(jī)組成原理

與ADC的功能相反，DAC(DigitaltoAnlogConverter，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)則是把那些經(jīng)過(guò)處理的數(shù)字信號(hào)再還原為模擬信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)音箱的揚(yáng)聲器單元振動(dòng)發(fā)聲，這樣才能通過(guò)音響發(fā)出經(jīng)過(guò)