文档介绍：计算机科学与技术专业
计算机组成原理
武汉科技大学
计算机科学与技术学院
第七章外围设备
本章内容
外围设备概述
显示设备
输入设备和打印设备
硬磁盘存储设备
软磁盘存储设备
磁带存储设备
光盘存储设备
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 1:1
20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。
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。
计算机的五大类外围设备请参看CAI演示。
外围设备的分类
如A/D、D/A转换器
如Modem
显示设备
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)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。
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。
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。
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。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