计算机外围设备原理

第4章外围设备本章主要介绍计算机中外围设备的相关知识，要求学生了解常用的输入/输出设备的逻辑组成与工作原理，尤其是掌握外存设备的工作原理。

重点提示：●外围设备概述●显示设备●硬磁盘存储设备●光盘存储设备4-1 重点难点指导4-1-1概述外围设备不能与系统总线直接相连，而是通过I/O接口与总线相连。

外设与接口的通信包括：控制信息、状态信息和数据信息。

外围设备的工作需要由设备控制器进行控制，而I/O设备与主机之间一般需要一个接口部件。

外围设备与主机系统的一般连接方式为：系统总线→接口→设备控制器→外围设备。

外围设备种类繁多，从广义上看我们把外设分成三类：●人可读的：适用于与计算机用户通信；●机器可读的：适用于与设备通信；●通信：适用于与远程设备通信。

如果不是从设备研制本身，而是从计算机系统组成的角度，按设备在系统中的作用来分类，可将它们划分为5类。

同一种设备可能具有其中几种功能。

从计算机系统组成的角度分：●输入设备●输出设备●外存储器●终端设备●其他广义外围设备对I/O设备的调用过程与设备的工作，大致可分为下述四个层次：●调用I/O设备的用户界面：直接被用户使用。

●设备驱动程序：供编程使用。

●设备控制器及控制程序：提供设备驱动程序使用的基本功能。

●I/O设备的具体操作：由设备控制器控制执行。

4-1-2显示设备显示设备是计算机系统重要的输出设备之一。

显示器屏幕上的字符、图形不能永久记录下来；一旦关机，屏幕上的信息也就消失了，所以显示器又称为“软拷贝”装置。

显示设备子系统的硬件组成一般包括显示器件（或称显示器Monitor）、控制器和接口，在微机系统中，通常接口和控制器合为一个整体，被称为显示适配器。

其软件组成有包含在操作系统中的驱动程序，可由操作系统命令调用；提供专门图形功能的各种图形软件包等。

显示器的显示方式可分为如下两大类。

●字符/数字方式：以字符为显示的基本单位；●图形方式：以象素点为基本单位。

计算机原理第七章第一节—四节“计算机外围设备”的相关知识。

主题：第七章第一节—四节“计算机外围设备”的相关知识。

学习时间：2016年12月5日--12月11日内容：我们这周主要学习第七章一节—四节“外围设备概述”、“磁盘存储设备”、“磁带存储设备”的相关知识。

希望通过这四节内容的学习能使同学们掌握计算机外围设备的相关知识。

一、学习要求1．了解外围设备概述知识；2．掌握磁盘存储设备的相关知识；3．了解磁带存储设备相关内容。

二、主要内容（一）外围设备概述1．概念：计算机系统中除主机外的其他设备，包括输入和输出设备、外存储器、模数转换器、数模转换器、外围处理机等，是计算机与外界进行通信的工具，例如打印机、磁盘驱动器或键盘。

其主要功能是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，将外界的信息输入计算机，取出计算机要输出的信息，存储需要保存的信息和编辑整理外界信息以便输入计算机。

2．基本组成：---存储介质，它具有保存信息的物理特征；---驱动装置，它用于移动存储介质；---控制电路，它向存储介质发送数据或从存储介质接受数据；---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。

3．常见外围设备简介1）输入设备输入设备主要完成输入程序、数据和操作命令等功能，也是进行人机对话的主要部件。

（1）键盘键盘是目前应用最普遍的一种输入设备，与CRT显示器组成终端设备。

键盘是由一组排列成阵列形式的按键开关组成的，每按下一个键，产生一个相应的字符代码(每个按键的位置码)，然后将它转换成ASCII码或其他码，送主机。

ASCII：(American Standard Code for Information Interchange) 用于信息交换的美国标准代码。

ASCII是128个字符组成的字符集。

（2）光笔、图形板和画笔（或游动标）输入光笔(light pen)的外形与钢笔相似，头部装有一个透镜系统，能把进入的光会聚为一个光点。

第七章输入输出系统第一节基本的输入输出方式一、外围设备的寻址1．统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。

2．单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。

3．CPU与外围设备进行通信有三种类型：（1）CPU向外围设备发出操作控制命令。

（2）外围设备向CPU提供状态信息。

（3）数据在CPU与外围设备之间的传递。

历年真题1．对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。

（2002年）【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口来实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。

统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。

由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所以一个外设至少对应一个以上的内存地址。

【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。

二、外围设备的定时1．外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。

2．实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问（DMA）方式、通道方式。

程序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。

历年真题1．对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。

（2001年）【分析】对1/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、通道控制方式等。

程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对1/O设备的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。

计算机硬件与外围设备计算机硬件是指组成计算机系统的物理部件，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入设备、输出设备以及连接这些部件的总线。

而外围设备则是指供计算机系统使用的增强功能设备，它们可以扩展计算机的功能和性能。

本文将就计算机硬件与外围设备进行探讨。

一、中央处理器（CPU）中央处理器是计算机最重要的组成部分，它被称为计算机的大脑。

CPU负责解释和执行计算机程序中的指令，控制和协调计算机系统的工作。

它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器组。

CPU的性能通常由主频、Cache容量和指令集等因素决定，不同的应用需求会对CPU的性能有不同的要求。

二、存储器存储器是计算机中用来存储数据和指令的地方，它分为主存和辅存。

主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），它们用来存储和读取计算机运行时所需的数据和指令。

而辅助存储器则包括硬盘、光盘、U盘等，它们用来长期存储数据和程序，提供了更大的存储容量。

三、输入设备输入设备是用来将外部信息输入计算机的设备，常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。

键盘可以输入字符和命令，鼠标可以操作计算机界面，扫描仪和摄像头可以将纸质文件或图像转换成数字化的形式，便于计算机处理。

四、输出设备输出设备是用来将计算机处理后的结果显示给用户的设备，常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。

显示器可以显示计算机的图像和文字，打印机可以将计算机的结果打印出来，音响可以播放计算机处理后的声音。

五、外围设备外围设备是一类可以在计算机上添加的附加设备，它们可以扩展计算机的功能和性能。

常见的外围设备包括外接硬盘、网络设备、数码相机等。

外接硬盘可以提供额外的存储空间，网络设备可以实现计算机之间的联网传输，数码相机可以将照片传输到计算机中进行编辑和处理。

结语计算机硬件与外围设备的发展与进步推动了计算机技术的不断创新和应用。

随着科技的不断进步，计算机硬件和外围设备将继续发展，为人们提供更先进、更高效的计算机体验。

计算机组成原理–外围设备1. 介绍外围设备是计算机系统中与计算机核心部件（如CPU、内存等）相连的一些输入/输出设备，用于完成人机交互和数据传输的任务。

在计算机组成原理中，外围设备是指与计算机核心部件相连的各种输入/输出设备，包括但不限于键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪等。

本文将重点介绍常见的外围设备并探讨其工作原理。

2. 键盘键盘是一种常见的输入设备，用于向计算机输入文本、命令和控制信息等。

键盘通常采用矩阵排列的按键结构，具有各种控制键和功能键。

当用户按下键盘上的按键时，按键会触发开关，产生一个电信号，然后通过连接到计算机主板的电路传递给CPU。

CPU解释这个电信号，将其转化为二进制数据，进而进行相应的处理，例如输入字符、执行命令等。

3. 鼠标鼠标是一种常用的输入设备，在计算机图形用户界面中起到了重要的作用。

鼠标通常由几个按钮和一个移动球或光学传感器组成。

通过移动鼠标，用户可以控制光标在屏幕上的位置，并通过鼠标左键和右键与计算机进行交互。

当用户点击鼠标按钮时，鼠标会产生一个电信号，然后通过连接到计算机主板的电路传递给CPU。

CPU解释这个信号，将其转化为相应的操作，例如在屏幕上选中文本、打开应用程序等。

4. 显示器显示器是一种常用的输出设备，用于将计算机处理的数据和图像以可视化的方式显示给用户。

显示器通常使用液晶显示技术或荧光显示技术，通过控制每个像素点的亮度和颜色来显示图像。

当CPU处理完数据后，它将通过显卡将数据发送到显示器。

显卡将数据转化为显示器可识别的信号，然后通过显示器的电路驱动屏幕上的像素点发出光来显示图像。

5. 打印机打印机是一种常见的输出设备，用于将计算机处理的数据和图像打印到纸张上。

打印机通常具有喷墨打印、激光打印、热敏打印等多种打印技术。

当CPU处理完数据后，它将通过打印机接口将数据发送给打印机。

打印机通过控制喷墨头或激光束在纸张上打印出相应的图像或文本。

6. 扫描仪扫描仪是一种常见的输入设备，用于将纸质文档或照片转化为电子文件。

一、概念1、外部设备P1外部设备又称外围设备，在计算机硬件系统中，外部设备是相对于计算机，来说的，凡在计算机主机处理数据前后,把数据输入计算机主机、对数据进行加工的设备均称为外部设备，不论它们是否受中央处理器的直接控制。

2、光栅扫描P56电子束有规律地扫描整个荧光屏，其扫描轨迹呈栅形，顾称光栅。

3、液晶P58液晶是液体晶体的简称.4、逐行扫描方式P59逐行扫描指从第1行开始顺序逐行往下扫描直到最后一行扫完为止，后再重复。

5、隔行扫描方式P59指将整个画面扫描线分成“奇数场”和“偶数场”，例如,第0、2、4…等扫描线构成“偶数场"，第1、3、5…等扫描线构成“奇数场”，一般先扫“偶数场”，然后扫“奇数场"，这时，如果总行数不变，分辨率即可保持不变，但扫描频率降低了一半。

6、点距P60屏幕上相邻两个同色点（比如两个红色点）的距离称为点距7、显示器分辨率P61分辨率指屏幕上像素的数目,像素是指组成图像的最小单位,也即上面提到的发光“点”。

8、激光打印机硒鼓的潜像P97一种带电像点无法看见，也不会在纸上留下印迹,称之为潜像。

9、FAT P141文件分配表,指的是管理文件的连接指令表。

10、CD-R盘片P188是可录式一次性写入光盘。

11、CD—RW盘片P188是可以反复擦写的光盘。

12、网络串行通信 P239串行通信是通信双方用一对通信线路互相进行数据传输，这数据以二进制数码位串的形式传输。

13、网络异步通信 P239通信双方不必使用统一的时钟标准，而是利用通信数据所携带的同步信号建立双方收发同步关系的通信控制方式。

14、单工通信、半双工通信、全双工通信 P240线路上的数据只能沿一个方向传输，而不是交互式的。

通信双方可以发送也可以接受,但发送和接收不同时进行。

允许通信双方同时发送和接收。

15、DTE和DCE P240数据终端设备和数据通讯设备16、调制、解调 P245调制,将数字信号转换为模拟信号；解调,将模拟信号转换为数字信号.17、传输介质 P253传输介质即信号传输线，是网络互连的基本工具。

了解计算机外围设备的基本原理计算机外围设备的基本原理计算机外围设备是指连接到计算机主体部分外的各种设备，包括输入设备、输出设备和存储设备等。

它们通过与计算机主体部分之间的接口进行数据传输和交互，扩展了计算机的功能和应用范围。

了解计算机外围设备的基本原理对于正确选择和使用外围设备具有重要意义。

本文将从输入设备、输出设备和存储设备三个方面，介绍计算机外围设备的基本原理。

一、输入设备输入设备是将人类的指令和数据输入到计算机中的设备。

常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪和摄像头等。

这些设备通过不同的工作原理实现对用户输入的解析和传输。

1. 键盘键盘是一种常见的输入设备，它通过按键触发的方式将用户的输入转化为计算机可理解的信号。

每个键都与特定的字符或命令相关联，当按下某个键时，键盘通过扫描矩阵的方式检测到相应的键码，并将键码传输给计算机。

2. 鼠标鼠标是另一种常见的输入设备，它通过感应用户手指的移动和点击动作来实现对计算机的控制。

鼠标通常采用光电或机械原理，通过传感器检测光电信号或机械接触信号，并将其转换为计算机可以理解的指令。

3. 扫描仪和摄像头扫描仪和摄像头是将实体文字、图片或物体转化为计算机数字信息的设备。

扫描仪通过光学传感器扫描文档表面，并将其转化为数字图像。

摄像头通过光电传感器捕捉实时图像，并将其转化为计算机可以处理的数据。

二、输出设备输出设备是将计算机处理后的数据和结果以人类可识别的形式展示出来的设备。

常见的输出设备包括显示器、打印机和音响等。

这些设备通过不同的原理实现对计算机输出信息的转换和呈现。

1. 显示器显示器是用于展示计算机图像和文本信息的设备，它通过显示像素点的变化呈现出图像。

常见的显示器有CRT显示器和液晶显示器等。

CRT显示器通过电子枪发射电子束，经过扫描线圈的横向和纵向扫描，将图像信息显示在荧光屏上。

液晶显示器则利用液晶分子的物理特性，通过控制电场来改变液晶的透光性，从而实现图像显示。

计算机外围设备原理复习资料1、微型计算机硬件系统、功能、外设系统硬件系统主要包括微型计算机μC和外围设备(还有电源)。

微型计算机μC主要包含微处理器μP、存储器、输人/输出(I/0)接口和系统总线。

外围设备包括系统设备和用户设备。

系统设备包括显示器、键盘、鼠标、硬盘和光驱等。

用户设备包括I/O控制部件，如A/D.D/A 、OCR光阅读器、DC数码相机、打印机、扫描仪等。

微型计算机两大功能:一个是取指令、执行指令的运算功能，另一个是读/写存储器及I/o的通信功能。

按照这两个功能可以将μC划分为两个系统:处理器系统和总线及外设系统。

外设系统包括：输入/输出I/O接口电路、接口软件、线缆、和外部设备。

外设系统分为：专用子系统、通用子系统。

2、接口的作用接口电路的主要作用有:信号转换、数据缓存、信号驱动和延时。

接口的定义接口是指系统中两个不同信号部件之间的连接部分。

接口一般由硬件电路和驱动程序软件组成。

硬件电路称为接口电路或简称I/O。

3、总线的分类（1）系统总线与设备总线（2）串行总线与并行总线（3）专用总线与通用总线（4）按主板结构或年代分类（5）局部总线与共享总线4、总线信号定义总线上同一类信号定义了4项内容:传送双方共同的信号名称、说明电平的逻辑关系、与之协调工作的时序要求、统一的物理性能。

总线上的信号主要分为4类:数据信号、地址信号、控制信号和电源信号。

总线的性能总线的性能指标主要包括三项:总线带宽、总线位宽和总线频率。

总线带宽指单位时间内传输的数据量。

单位是MB/s,即每秒兆字节数。

总线位宽指总线同时传输的数据位数。

单位是位(bit)。

系统总线或设备总线的并行传输位数有8位、16位32位和64位。

总线频率指总线的工作时钟频率，以MHz为单位。

总线带宽、总线频率和总线位宽之间的5、BIOS的作用(1) BIOS的基本功能①负责监测CPU、内存和主板各硬件的故障并报警。

②引导操作系统。

③协助操作系统与应用程序软件运行。