计算机组成原理

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1、计算机科学与技术专业计算机组成原理第七章外围设备本章内容7.1外围设备概述7.2显示设备7.3输入设备和打印设备7.4硬磁盘存储设备7.5软磁盘存储设备7.6磁带存储设备7.7光盘存储设备7.1.1外围设备的一般功能1.什么是外围设备除了CPU和主存外，计算机系统的每一部分都可作为一个外围设备来看待。主机和外设的价格比20世纪70年代初为1：120世纪80年代末为1：6~1：10这一情况说明：(1)在计算机系统的发展过程中，外设的发展占有重要的地位；(2)外设的发展与主机的发展相比，还有很不适应。7.1外围设备概述外设的发展方向(1)低成本(价格)(2)小体积(3)高速度(4)大容量(5)低

2、功耗4.外围设备的功能在计算机和其他机器之间，以及计算机与用户之间提供联系。5.外围设备的基本组成(1)存储介质，它具有保存信息的物理特征。(2)驱动装置，它用于移动存储介质。(3)控制电路，它向存储介质发送数据或从存储介质接受数据。一个计算机系统配备什么样的外围设备，是根据实际需要来决定的。中央部分是CPU和主存，通过总线与第二层的适配器(接口)部件相连，第三层是各种外围设备控制器，最外层则是外围设备。外围设备可分为输入设备、输出设备、外存设备、数据通信设备和过程控制设备几大类。每一种外围设备，都是在它自己的设备控制器控制下进行工作，而设备控制器则通过适配器和主机连接，并受主机控制。

3、计算机的五大类外围设备请参看CAI演示。7.1.2外围设备的分类如A/D、D/A转换器如Modem7.2显示设备7.2.1显示设备的分类与有关概念什么是显示设备以可见光的形式传递和处理信息的设备叫显示设备，是目前计算机系统中应用最广泛的人机界面设备。显示设备的分类(1)按显示设备所用的显示器件分类:有阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子显示器等。(2)按所显示的信息内容分类:有字符显示器、图形显示器、图像显示器三大类。(3)在CRT显示设备中以扫描方式不同，分成光栅扫描和随机扫描两种显示器；以分辨率不同，分成高分辨率显示器和低分辨率显示器；以显示的颜色分类，有单色(黑白

4、)显示器和彩色显示器。以CRT荧光屏对角线的长度分类，有12英寸、14英寸、16英寸、19英寸等多种。1.分辨率和灰度级分辨率:是指显示器所能表示的像素个数。像素越密，分辨率越高，图像越清晰。影响分辨率的因素：显象管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。同时要有与显示像素数相对应的存储空间，用来存储每个像素的信息刷新存储器。灰度级灰度级的含义：是指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。灰度级的作用：灰度级越多，图像层次越清楚逼真。灰度级取决于哪些因素:(1)每个像素对应刷新存储器单元的位数(2)CRT本身的性能。字符显示器只用“0”“1”两级

5、灰度表示字符的有无，这种只有两级灰度的显示器称为单色显示器。具有多种灰度级的黑白显示器为多灰度级黑白显示器。图像显示器的灰度级一般在256级以上。2.刷新和刷新存储器刷新的含义：CRT发光是由电子束打在荧光粉上引起的。电子束扫过之后其发光亮度只能维持几十毫秒便消失。为了使人眼能看到稳定的图像显示，必须使电子束不断地重复扫描整个屏幕，这个过程叫做刷新。刷新频率：按人的视觉生理，刷新频率大于30次/秒时才不会感到闪烁。显示设备中通常选用电视中的标准，每秒刷新50帧图像。刷新存储器：为了不断提供刷新图像的信号，必须把一帧图像信息存储在刷新存储器，也叫视频存储器。其存储容量由图像分辨率和灰度级

6、决定。分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。刷新存储器的存取周期必须满足刷新频率的要求。容量和存取周期是刷新存储器的重要技术指标。3.随机扫描和光栅扫描随机扫描是控制电子束在CRT屏幕上随机地运动，从而产生图形和字符。电子束只在需要做图的地方扫描，而不必扫描全屏幕，因此这种扫描方式画图速度快，图像清晰。高质量的图形显示器(如分辨率为4096×4096)采用随机扫描方式。由于这种扫描方式的偏转系统与电视标准不一致，驱动系统较复杂，价格较贵。光栅扫描是电视中采用的扫描方法。在电视中图像充满整个画面，因此要求电子束扫过整个屏幕。光栅扫描是从上至下顺序扫描，采用逐行扫描和隔行扫描两种方式。

7、光栅扫描的缺点是冗余时间多，分辨率不如随机扫描方式，但由于电视技术业已成熟，计算机系统中除高质量图形显示器外，大部分字符、图形、图像显示器都采用光栅扫描方式。1.字符显示字符的显示方法：显示字符的方法以点阵为基础。点阵是由m×n个点组成的阵列，并以此来构造字符。点阵信息的存放：将点阵按行组织，存入由ROM构成的字符发生器中。字符的显示过程：在CRT进行光栅扫描的过程中，从字符发生器中依次读出某个字符的点阵，按