2023/2/61第9章計算機外部設備計算機組成技術教程2023/2/62第9章計算機的外部設備9.1計算機的輔助存儲器系統(tǒng)9.2計算機常用顯示設備及其基本原理9.3打印機的基本原理9.4計算機常用的輸入設備顯示器打印機2023/2/63計算機的外部設備主機輸入/輸出接口（Interface）設備控制器設備執(zhí)行機構中央處理器和主存構成了主機，除主機外的大部分硬件設備都可稱為外部設備，或外圍設備，簡稱外設。以各種外部形式描述的程序、數(shù)據(jù)等信息通過外設輸入計算機；計算機把各種信息和處理結果以一定的物理載體反映出來，通過外設進行輸出。2023/2/65磁表面存儲元的存儲原理

磁表面存儲器通過磁頭和記錄介質的相對運動完成讀寫操作，寫入時，記錄介質在磁頭下面勻速通過，根據(jù)寫入代碼的要求，對寫入線圈輸入一定方向和大小的電流使磁頭導磁體磁化，磁層表面被磁化的極性方向不同，可以區(qū)別記錄“0”或“1”。讀出時，讀線圈通過電流，讓載磁體在磁頭下運動時存儲元中的剩磁便會在讀出電路中感應出信號。9.1.1硬盤系統(tǒng)的組成與工作原理N寫線圈S鐵芯磁層讀線圈2023/2/66硬盤存儲器

硬盤存儲器一般由硬盤驅動器（HardDiskDriver，HDD）、硬盤控制器（HardDriveController，HDC）和盤片組成。硬盤驅動器HDD，又稱磁盤機，通常是一個完整獨立的設備。2023/2/67硬盤存儲器

硬盤驅動器HDD，包括磁記錄介質使用的磁盤和驅動磁盤勻速旋轉的動力與驅動部件(主軸及驅動系統(tǒng))，完成讀/寫功能的磁頭和驅動磁頭沿磁盤徑向方向運動和準確定位的部件(磁頭及定位系統(tǒng))，以及其他一些控制邏輯電路構成的設備控制器等部件。2023/2/69硬盤存儲器

HDC是主機與HDD之間的接口電路。在早期的微型計算機系統(tǒng)中，HDC是插在主機總線插槽中的一塊電路板，用于把HDD與計算機主機連接為一體。為了使硬盤機具有通用性和互換性，硬盤生產廠商制定了主機與HDD的接口標準，經(jīng)過若干年的演變，HDC的功能全部轉入到硬盤設備中，這樣主機與硬盤存儲器之間可采用標準通用接口。隨著計算機系統(tǒng)的發(fā)展，硬盤接口標準形成了標準系列。計算機常用的硬盤接口標準有ST506/412，ESDI，IDE，SCSI等，其中，近幾年在PC機中使用最廣泛的是IDE和SATA接口標準。硬盤控制器HDC2023/2/610硬盤存儲器

IDE（Integrated

Drive

Electronics）即“電子集成驅動器”，本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅動器，由美國WesternDigital和Compaq公司開發(fā)，當前通用的一種硬盤和光驅接口標準。IDE和SATA目前使用的SATA（SerialAdvancedTechnologyAttachment）即串行高級技術附件，是一種基于行業(yè)標準的串行硬件驅動器接口，使用SATA接口的硬盤又叫串口硬盤，其特點是支持熱插拔，傳輸速率快，執(zhí)行效率高，相對于并行ATA來說它具有很多優(yōu)勢，有希望成為并行ATA的廉價替代方案。2023/2/611低級格式化Format格式化硬盤的分區(qū)新硬盤可使用低級格式化是對盤片上的扇區(qū)進行定義，以便驅動器能識別指定的扇區(qū)，并且還要規(guī)定扇區(qū)的交錯因子。分區(qū)是將硬盤分為若干個存儲區(qū)域。一是為了能在同一臺機器中可以建立不同的分區(qū)，使用不同的操作系統(tǒng)。再有，早期的DOS管理外存空間的能力有限。DOS分區(qū)的FORMAT格式化分區(qū)后的硬盤空間由兩部分組成：主引導扇區(qū)和供不同操作系統(tǒng)使用的區(qū)域。

FORMAT格式化的作用是：

·對硬盤進行初始化，使其記錄格式能為DOS所接受。

·檢出硬盤有缺陷的磁道和扇區(qū)。

·建立目錄、文件分配表。

硬盤存儲器2023/2/6139.1.2光盤系統(tǒng)的組成與工作原理寫一次型光盤的組成結構與工作原理2023/2/614光盤的幾種標準:1.CD-DA(CompactDisc-DigitalAudio)規(guī)范及格式。2.CD-ROM規(guī)范及格式。3.VCD（VideoCompactDisc）。4.PhotoCD。

5.DVD光盤。

9.1.2光盤系統(tǒng)的組成與工作原理2023/2/6159.2計算機常用顯示設備及其基本原理①像素。它是屏幕顯示（按像素點掃描）的最小單位，像素點的排列組成了字符和圖像。②分辨率。它是屏幕每行每列的像素點數(shù)，用“水平點數(shù)×垂直點數(shù)”表示。例如VGA，SVGA，XGA，SXGA，UXGA的分辨率分別是640×480，800×600，1024×768，1280×1024，1600×1200。③點距（柵距）。指蔭罩型顯示器屏幕上點的距離，柵距指光柵型顯示器屏幕上光柵的距離。點距（柵距）越小越清晰，其數(shù)值取決于所采用的顯像管。點距范圍一般是0.22～0.39mm。④點時鐘。它決定光點出現(xiàn)的速率，是顯像管所能承受的電子束最大開關速度。例如，XGA的點時鐘為60MHz。⑤水平掃描頻率。指一秒鐘掃描的行數(shù)，也稱行頻，用點時鐘（頻率）除以水平分辨率（即水平點數(shù)）來表示。例如，XGA的行頻為410.4kHz。⑥垂直掃描頻率。指一秒鐘刷新屏幕的次數(shù)，也稱刷新頻率、幀頻或場頻，用水平掃描頻率除以垂直分辨率（即垂直點數(shù)）來表示，刷新頻率越高圖像越穩(wěn)定。例如，XGA的刷新頻率為70Hz。⑦色彩數(shù)。指每個像素點可具有的色彩數(shù)目，也稱色分辨率。色彩數(shù)有16色、256色、64K色、增強色（16位）和真彩色（32位）等。經(jīng)過數(shù)字化處理的像素點顏色用位（bit）數(shù)表示，例如，16色為4位，256色為8位，增強色為16位，真彩色為32位。顯示器和視頻標準涉及的基本概念：2023/2/617CRT顯示適配器（顯示卡）:①MDA(MonochromeDisplayAdapter)顯示卡②CGA(ColorGraphicsAdapter)顯示卡③EGA(EnhancedGraphicsAdapter)顯示卡④VGA(VideoGraphicsArray)顯示卡9.2.1陰極射線管顯示器的基本原理2023/2/618

液晶顯示器LCD（LiquidCrystalDisplay）是平面顯示設備,LCD具有體積小、重量輕、低壓供電、耗電少等優(yōu)點，在便攜式儀器儀表、筆記本計算機等得以廣泛應用,目前也廣泛應用于臺式PC機系統(tǒng)中。9.2.2液晶顯示器的基本原理LCD組成結構示意圖2023/2/6199.3打印機的基本原理

打印機是最常用的輸出設備，它把計算機運行結果輸出打印在紙上，可以較長時間保存。

打印機的種類有很多種劃分方法，按印字的原理劃分，把打印機分成擊打式和非擊打式，擊打式又分為點陣針式和活字式兩種打印機。擊打式打印機打印速度慢，噪聲大，打印質量一般。

非擊打式打印機則是通過靜電、噴墨等非機械撞擊方式完成在紙上著色，打印速度快，噪聲低，印字質量高。普及型的噴墨打印機和激光打印機得到了廣泛應用，高檔的激光打印機在電子照排印刷系統(tǒng)中也得到了普遍應用。2023/2/6219.3.2噴墨打印機的基本原理2023/2/6229.3.3針式打印機的基本原理針式打印機由走紙機構、色帶機構、打印頭和控制邏輯電路等幾部分組成。2023/2/6239.4.計算機常用的輸入設備9.4.1鍵盤的基本原理:鍵盤(Keyboard)可輸入漢字、外文、數(shù)字等。鍵盤由一組排列成陣列形式的按鍵開關組成。用戶使用鍵盤輸入數(shù)據(jù)，首先按下一個鍵，鍵盤查出按下的是哪個鍵，將此鍵翻譯成ASCII碼傳給計算機。目前使用的鍵盤主要有機械觸點式、電容式和薄膜式等類型。按照計算機系統(tǒng)的需要，可以選擇不同的鍵盤。2023/2/6259.4.3觸摸屏的基本原理觸摸屏（Touchscreen）是一種對物體的接觸或靠近能產生反映的定位設備。按觸摸原理不同，大致分為5類：電阻式、電容式、表面超聲波式、掃描紅外線式和壓感式。電阻式觸摸屏是由顯示屏上加一個兩層高透明度的、并涂有導電物質的薄膜組成。在兩層薄膜之間絕緣隔開，其間隙為0.0001英寸。2023/2/6269.4.4光筆的基本原理光筆（LightPen）的外形與鋼筆相似，頭部裝有一個透鏡系統(tǒng)，能把進入的