第10章输入输出系统-.pptVIP

第10章 输入输出系统 输入输出系统是: 计算机系统的重要组成部分， 是沟通计算机与外部世界的桥梁。 输入输出系统包括：①外部设备（输入输出设备和辅助存储器）②输入输出总线——系统总线③输入输出接口④和输入输出控制方式。 10.1 输入输出设备简介 中央处理器（CPU）和主存储器构成计算机的主机，主机以外的设备称为外部设备，即输入输出设备。 10.1.1 常用输入设备简介 输入设备可分为文字输入设备、图形输入设备，图像输入设备等。以下为最常用的几种输入设备。 1. 键盘 ：107键，采用电容式按键。 2. 鼠标 ：读入坐标值，目前采用光电式。 3. 数字照相机：将光学信号转换成数字式电信号。 4. 条形码：通过接收反射的“条和空”来编码，表示所表达的信息。 10.1.2 常用输出设备简介 输出设备可分为显示设备、打印设备两种主要类型。 1. 显示设备 显示器是一种将电信号转换为可见光信号的设备。常用种类有：①CRT②液晶显示器（LCD） ③彩色等离子体显示PDP 显示适配器结构如图10-1 图10－1 显示适配器的结构 2 打印设备 打印设备分类如下： 1） 单色打印机 （1）点阵打印机（针式打印机） 点阵打印效果见图10-2 （2）喷墨打印机 墨盒里的墨水流入它的小喷管中，墨滴在喷管中被加热到沸腾点，然后被喷到正对着它的打印纸上。接下来喷管进行冷却，吸入下一滴墨水进行下次打印。 （3）激光打印机 其核心部件是可精确定位的硒鼓。开始打印前，硒鼓被加上1000V左右的电压，并覆盖上一层感光材料，然后，一束激光沿鼓的横向扫过硒鼓，用一面八角镜来控制激光束，调制光束以产生亮点和黑点的图案。激光束照在硒鼓表面，被激光照射到的点电压被释放，有电压的点能吸附墨粉（碳粉），无则不能。图10-3 图10－3 激光打印机的工作原理 2） 彩色打印机 显示器使用红、绿、蓝三种原色，经组合生成各种颜色，彩色打印机则使用青、黄、品红和黑色四种颜色作为原色（称为CYMK打印机），生成各种颜色。 有如下三种： ㈠最低档的是彩色喷墨打印机 ㈡第二种彩色打印机是彩色激光打印机 ㈢第三种彩色打印机是升华染料打印机 10.2 系统总线 系统总线是计算机系统内各部件（CPU部件、主存部件、各输入输出部件）间的公共通信线路。在现代计算机系统中，各大部件均以系统总线为纽带进行互连。 计算机系统总线出现过单总线如图10-4（a）双总线如图10-4（b） 三总线如图10-4（c） 图10－4 总线结构图 10.2.1 系统总线种类 系统总线种类包括： 1. 数据总线DB（Data Bus） 2. 地址总线AB（Address Bus） 3. 控制总线CB（Control Bus） 控制总线用来传送各类控制/状态信号。控制总线常分为如下几组： （1）I/O读写命令用来在发送端和I/O控制器之间传送数据 （2）应答信号 （3）地址有效信号 （4）总线请求与总线使用信号 （5）其它控制信号 10.2.2 总线通信同步方式 总线上的各部件在用总线进行信息交换时，存在时间协调配合问题，这个时间的安排就是通信方式。 当把总线接口各种控制信号和时间安排精确定义后就是总线协议。 按照传输定时方法可把通信方式分为同步通信和异步通信方式。 图10－5同步通信方式定时 1. 同步通信 通信双方由统一的时钟控制数据的传送，时钟通常是由CPU发出，并送到总线上的所有部件，经过一段固定时间，本次总线传送周期结束，进入下一个周期。图10－5显示了CPU与主存之间通信方式的简单例子。 图10－6异步通信方式定时 2. 异步通信 异步传送方式是指发送和接收双方完全根据自身的工作速度和距离的远近来确定总线时间安排。没有统一的时钟控制，取而代之的是两根应答信号线，也叫“握手”信号。图10－6显示了CPU与某I/O设备间读操作异步通信方式的例子。 10.2.3 总线争用控制 获得总线控制权的设备称为总线的主设备，被主设备访问的设备称为从设备。 总线控制器决定由哪个主设备获得控制权称为总线裁决。 总线裁决控制方式分为集中式和分布式。 裁决电路集中在一起的称为集中式控制。 裁决电路分散于总线上的各个部件中称为分布式控制。 集中式控制主要有链式查询方式、计数器查询方式和独立请求方式。 图10－7 链式查询裁决方式 链式查询方式 链式查询方式也称菊花链（daisy chain）方式 。 图10－8计数器查询裁