第六章 外部设备
1,显示器
2,键盘
3,行式打印机
4,激光打印机和喷墨打印机
5,磁带存储器
6,磁盘存储器
7,光盘存储器第 1节,显示器
1．显示器与适配器
（ 1）显示器（监视器） monitor：是计算机系统的一种外部设备，由阴极射线管
（ CRT）和控制电路组成，通过信号线与主机中的显示适配器相联，一般用作计算机的显示终端。
（ 2）适配器 adapter：由寄存器，存储器，
控制电路组成
2．适配器与显示模式显示模式分为：
a：字符模式
b：图形模式而每类模式又有标准的和非标准这分。
3．显示缓冲区的结构和组织：
（ 1）显示颜色与显示缓冲区结构的关系：
A：单色
B：双色
C,4色,如下图,
D,16色,256色：
2）分辨率与显示页：
A：字符模式下的显示缓冲区的组织,如下表,
B：图形模式下的显示缓冲区的组织,如下表,
第 2节,键盘
1．无编码键盘：
（ 1）独立按键式键盘
（ 2）行列式键盘
a.行反转法
b.行扫描法
c.行列扫描法
2．编码式键盘
（ 1）行列式的编码键盘
a.行列线的编码,如下表,
b,编码电路,图（ a）（ b）（ c）
（ 2） 扫描式键盘
A：组成：这种键盘可解决双键重叠问题，它能将重键分出先后次序，并顺序送出与之对应的编码。
如下图,
B：工作过程：计数器从 0到最大依次计数，它的输出线高 4位送键盘列译码器，低 3位送汇总器。
3,PC机 101键盘简介
PCsm 101,102键盘是目前计算机的通用键盘。这里介绍 101键盘，该键盘，该键盘分成 4个区，即左下方的 59个键的打字键区；
上方的 F1~F2的 12个键的功能键区；右方的 17个键的数字小键盘区；中间的 13个键的光标控制键区，共计 101个键。
键盘是在单片微处理器控制下工作的，采用逐列扫描方式识别按键。其 101个按键排列成 13行 X8列的矩阵形式。
4．键盘控制器
（ 1）组成和原理：如下图,
（ 2）扫描码的转化 如下表,
第 3节,行式打印机
1．打印机的适配器打印机也是通过适配器与 CPU连接的，我们把这种适配器叫做打印机适配器。
（ 1）打印机适配器的组成与译码：由命令译码器、数据收发器、数据锁存器、控制锁存器、总线缓冲器 1、总线缓冲器 2和总线缓冲器 3等寄存器组成。
（ 2）各寄存器的功能：
①数据收发器
②数据锁存器
③总线缓冲器１
④控制锁存器与控制驱动器
⑤总线缓冲器 2
和总线缓冲器 3;
如右图,
（ 3） 适配器与打印机的连接,打印机适配器是靠 25脚的 D型插座经 36脚插座与打印机连接的。如下图,
2．打印机控制的组成：
（ 1）端口部分,该部分就是打印机与适配器的连接部分，有三个端口：
A：数据输入端口：由 LS374组成，用来接收数据或命令
B：状态输出端口：由 LS175组成，用来输出打印机的状态信息；
C：控制端口：用来接收控制信号，实现相应控制。
（ 2） CPU部分,M2024打印机使用了两个 CPU：
A：主 cpu（ 68030；
b：次 cpu（ 6801）
（ 3）存储器 打印机配有 RAM和 ROM
（ 4） 锁存器
A：数据锁存器,74LS374
B：开关状态锁存器：开关状态电路组成；
（ 5） 驱动电路：
A：电机驱动电路 用来控制直流电机和步进电机 。
B：打印头驱动电路 用来产生打印动作的时序信号，并根据点阵信息驱动相应的打印针，完成打印功能。
3．打印机的执行机构
（ 1）打印头：是打印机的关键部件，其上的主要部件是打印针和电磁铁。
（ 2）直流电机 打印机在工作时，直流电机拖动着带打印头的小车做往返运动。
（ 3）步进电机 用来控制纸轴旋转，达到送纸的目的。
4．打印机的控制代码 如下图,
第 4节,激光打印机和喷墨打印机
（ 1）发展情况 自 1975年世界上第一台激光打印机 IBM 3800诞生以来，由于其分辨率高，印字清晰，得到了广泛应用。
（ 2）基本组成：激光打印机由控制器、激光系统、显影和转印、定影及纸传送等部分组成。如下图,
（ 3）打印原理：其基本原理与静电复印机类似，不同处就是所用光源不同。静电复印机用的光源是普通灯光，而激光打印用的是激光光源。如下图,
从上图来看，激光打印机的打印过程可分解为如下几步：
a.根据打印内容，生成相应的脉冲信号
b.激光器对感光鼓进行曝光
c.显影
d.转印
e.清洁感光鼓
f.定影
g.输出
（ 4） 字模的存储：
A：字模形式
a.位映像方法
b.轮廓描述方法
B：字模存储方式
a.字模卡
b.打印机内设有字模软盘或字模硬盘
c.字模存在主机的硬盘上或光盘上，需要时再拷贝到打印机内。
C:页面描述语言
a.按位映像方式存储字模的 HP公司的 PCL IV，目前已成为中低档和普及型激光打印机的工业标准
b.按轮廓描述方式存储字模 Adobe公司的 Post
Scrip,已成为高档桌面排版系统的工业标准。
2.喷墨打印机
（ 1） 基本组成,我们以电荷控制式喷墨打印机为例，说明喷墨打印机的打印原理。
如下图 (a) (b):
（ 2） 打印过程
a：墨滴形成
b：墨滴充电
c：墨滴偏转
d：喷墨头的运动
（ 3） 喷墨打印机技术的发展：
a：改进喷墨头的运动
b：采用多喷墨头第 5节,磁带存储器
1.磁表面存储器原理,属磁表面存储器，用作辅助存储器
（ 1） 磁层
（ 2） 磁头
a：写磁头 b读磁头 c复合磁头 d组合磁头
（ 3） 磁表面读 /写过程
A：写入过程 ->磁性单元
B：读出过程,磁层相对磁头运动时，读线圈中的感应电动势为：
2．磁记录方式：是将二进制信息变成磁层的相对磁化结果的方式；主要指标是：记录高度和可靠性磁记录方式有：
（ 1） 归零制（ RZ）
（ 2） 归饱和制（ RB）
（ 3） 不归零制（ NRZ）
（ 4） 不归零 1制（ NRZ1），见 1就翻法
（ 5） 调相制（ PM）或相位编码（ PE）
（ 6） 调频制（ FM）
（ 7） 改进调频制（ MFM）
3．磁带存储器：大数量存储设备，顺序存取
（ 1）组成：
A：磁带 主要指标：带长，带宽，走带速度，磁道数目，位密度
B：磁头 C：读 /写机构 D：磁带驱动机构
（ 2）磁带的记录格式：
A：磁道的安排：不同类型的磁带有不同数目的磁道，所以各自的编码方式也不相同。这里，以 1/2
英寸 9道磁带为例。 9道磁带上，并行的 9个磁道中，
8个为数据位，一个为奇偶校验位。 9个碰头并行读 /写出 9位二进制数，每一个 9位二进制数称为一个带字，与主存一个字节加 1位校验位相对应。 9
道磁带每位的权和校验位的安排。
B,9道磁带的记录格式,1/2英寸 9道磁带的标准格式。如下图,
第 6节,磁盘存储器
1．磁盘的分类
（ 1）软磁盘（软盘）：它采用塑料 (聚酯薄膜 )做基本，两面均匀涂上磁粉，由于基本柔软，称为软盘。 如下图,
A：单面单密度
B：双面单密度
C：单面双密度
D：双面但密度
（ 2）硬磁盘：采用金属 (镁铝合金 )
做基片，两面涂上磁粉作成，由于基片坚硬，故称硬磁盘 ;又由于硬磁盘是由多个盘片组成，所以也叫做磁盘组。
2．磁盘的物理结构
（ 1）磁道、柱面和扇区：每个盘面上密布着若干与盘心同心的闭合圆环，称为磁道。最靠近圆心的称道，最远离圆心的称为零道。由若干盘片组成的同轴盘组中，距其轴心相同位置的一组磁道构成一个圆柱，称为柱面。柱面同样可编号，从外到内顺序为零柱面到末柱面。每个磁道或柱面按等弧度分为若干段，称做为扇区，作为磁头读 /
写的最小单位。磁道分布及扇区 (区段 )划分如下图,
（ 2）扇区的划分 有硬分段与软分段之分。
（ 3）磁盘的读写地址 软磁盘有两个记录面，
其信息存储地址用盘面、磁道、扇区来表示。
3．磁盘的记录格式由：前界区，扇区，后界区组成。
前置区由间隙 GAP1构成，起缓冲及保证选头切换的作用。后置区由最后间隙 GAP4构成，用于抵消主轴转速出现的偏差。
4．磁盘的读写方式：是介于 RAM随机存取和磁带顺序存取之间的一种方式。
由于这种方式可以靠磁盘旋转直接找到某一扇区，而在扇区内又采取顺序存取方式，
故人们把这种存取数据的方式叫做直接存取方式。
5．磁表面存储器主要技术指标
（ 1）记录密度 （ 2）存储数量
（ 3）寻道时间 TST,或：查找时间
（ 4）寻区时间 TWA,或：平均等待时间；
（ 5）寻址时间 TSA （ 6）数据传送率第 7节,光盘存储器
1．光盘存储信息的原理
(1)一次写入多次读出光盘
A：写 1时，发来写激光束。
B：写 0时，写 0处，不被激光束照射，介质无凹坑。
C：读出时：在读激光束的照射下，凹坑处和无凹坑处的反射光的光强是不同的。
(2)只读光盘：制作过程是：
A：制作原型光盘
B：制作母板
C：压制只读光盘
(3)可擦光盘
A：存储介质的物理效应
B：读写和檫除原理
2．光盘存储器的组成是由光盘、驱动器和控制器组成的。
3．光盘存储器的性能分析：
（ 1）优点 与磁盘存储器相比，其优点主要体现在：
a：数量大 b寿命长 c可靠性 高
（ 2）缺点 与磁盘存储器相比，其明显的缺点是：
a.速度不如磁盘存储器快
b.可檫光盘技术不成熟
4．光盘存储器的发展
（ 1）发展简况
1985年,CD-ROM问世。
1989年下，半年，可擦式 5.25英寸磁光盘实现商品化，其双面格式化容量达 650MB。
1991年，秋,3。 5英寸磁光盘驱动器上市，
其单面格式化容量为 128MB。
1992年，磁光盘存储容量实验室水平，
5.25英寸的达 4GB,3.5英寸的达 400MB，
2.5英寸的达 200MB。
1995年，各有关公司就数字视频光盘的规格统一问题，不断进行协商。
1996年,DVD存储容量可达 17GB。
（ 2）为提高光盘存储容量的研究
A.提高存储容量的研究 包括：
a.短波长激光器的研制。
b.高密度材料的研究
c.改进信息启示方式
d.坑缘记录技术
e.近视场光扫描显微技术
f.采用光盘组
B.缩短存取时间，提高数据传输率的研究 包括：
a.快速存取读写光头的研制
b.高灵敏度存储介质的研究
c.提高盘片转速
d.直接重写法
C.可擦存储光盘的研究该领域的研究包括上述 A和 B两项研究，除此之外，还应包括介质材料的物理效应研究，以及新型材料的开发。
1,显示器
2,键盘
3,行式打印机
4,激光打印机和喷墨打印机
5,磁带存储器
6,磁盘存储器
7,光盘存储器第 1节,显示器
1．显示器与适配器
（ 1）显示器（监视器） monitor：是计算机系统的一种外部设备，由阴极射线管
（ CRT）和控制电路组成，通过信号线与主机中的显示适配器相联，一般用作计算机的显示终端。
（ 2）适配器 adapter：由寄存器，存储器，
控制电路组成
2．适配器与显示模式显示模式分为：
a：字符模式
b：图形模式而每类模式又有标准的和非标准这分。
3．显示缓冲区的结构和组织：
（ 1）显示颜色与显示缓冲区结构的关系：
A：单色
B：双色
C,4色,如下图,
D,16色,256色：
2）分辨率与显示页：
A：字符模式下的显示缓冲区的组织,如下表,
B：图形模式下的显示缓冲区的组织,如下表,
第 2节,键盘
1．无编码键盘：
（ 1）独立按键式键盘
（ 2）行列式键盘
a.行反转法
b.行扫描法
c.行列扫描法
2．编码式键盘
（ 1）行列式的编码键盘
a.行列线的编码,如下表,
b,编码电路,图（ a）（ b）（ c）
（ 2） 扫描式键盘
A：组成：这种键盘可解决双键重叠问题，它能将重键分出先后次序，并顺序送出与之对应的编码。
如下图,
B：工作过程：计数器从 0到最大依次计数，它的输出线高 4位送键盘列译码器，低 3位送汇总器。
3,PC机 101键盘简介
PCsm 101,102键盘是目前计算机的通用键盘。这里介绍 101键盘，该键盘，该键盘分成 4个区，即左下方的 59个键的打字键区；
上方的 F1~F2的 12个键的功能键区；右方的 17个键的数字小键盘区；中间的 13个键的光标控制键区，共计 101个键。
键盘是在单片微处理器控制下工作的，采用逐列扫描方式识别按键。其 101个按键排列成 13行 X8列的矩阵形式。
4．键盘控制器
（ 1）组成和原理：如下图,
（ 2）扫描码的转化 如下表,
第 3节,行式打印机
1．打印机的适配器打印机也是通过适配器与 CPU连接的，我们把这种适配器叫做打印机适配器。
（ 1）打印机适配器的组成与译码：由命令译码器、数据收发器、数据锁存器、控制锁存器、总线缓冲器 1、总线缓冲器 2和总线缓冲器 3等寄存器组成。
（ 2）各寄存器的功能：
①数据收发器
②数据锁存器
③总线缓冲器１
④控制锁存器与控制驱动器
⑤总线缓冲器 2
和总线缓冲器 3;
如右图,
（ 3） 适配器与打印机的连接,打印机适配器是靠 25脚的 D型插座经 36脚插座与打印机连接的。如下图,
2．打印机控制的组成：
（ 1）端口部分,该部分就是打印机与适配器的连接部分，有三个端口：
A：数据输入端口：由 LS374组成，用来接收数据或命令
B：状态输出端口：由 LS175组成，用来输出打印机的状态信息；
C：控制端口：用来接收控制信号，实现相应控制。
（ 2） CPU部分,M2024打印机使用了两个 CPU：
A：主 cpu（ 68030；
b：次 cpu（ 6801）
（ 3）存储器 打印机配有 RAM和 ROM
（ 4） 锁存器
A：数据锁存器,74LS374
B：开关状态锁存器：开关状态电路组成；
（ 5） 驱动电路：
A：电机驱动电路 用来控制直流电机和步进电机 。
B：打印头驱动电路 用来产生打印动作的时序信号，并根据点阵信息驱动相应的打印针，完成打印功能。
3．打印机的执行机构
（ 1）打印头：是打印机的关键部件，其上的主要部件是打印针和电磁铁。
（ 2）直流电机 打印机在工作时，直流电机拖动着带打印头的小车做往返运动。
（ 3）步进电机 用来控制纸轴旋转，达到送纸的目的。
4．打印机的控制代码 如下图,
第 4节,激光打印机和喷墨打印机
（ 1）发展情况 自 1975年世界上第一台激光打印机 IBM 3800诞生以来，由于其分辨率高，印字清晰，得到了广泛应用。
（ 2）基本组成：激光打印机由控制器、激光系统、显影和转印、定影及纸传送等部分组成。如下图,
（ 3）打印原理：其基本原理与静电复印机类似，不同处就是所用光源不同。静电复印机用的光源是普通灯光，而激光打印用的是激光光源。如下图,
从上图来看，激光打印机的打印过程可分解为如下几步：
a.根据打印内容，生成相应的脉冲信号
b.激光器对感光鼓进行曝光
c.显影
d.转印
e.清洁感光鼓
f.定影
g.输出
（ 4） 字模的存储：
A：字模形式
a.位映像方法
b.轮廓描述方法
B：字模存储方式
a.字模卡
b.打印机内设有字模软盘或字模硬盘
c.字模存在主机的硬盘上或光盘上，需要时再拷贝到打印机内。
C:页面描述语言
a.按位映像方式存储字模的 HP公司的 PCL IV，目前已成为中低档和普及型激光打印机的工业标准
b.按轮廓描述方式存储字模 Adobe公司的 Post
Scrip,已成为高档桌面排版系统的工业标准。
2.喷墨打印机
（ 1） 基本组成,我们以电荷控制式喷墨打印机为例，说明喷墨打印机的打印原理。
如下图 (a) (b):
（ 2） 打印过程
a：墨滴形成
b：墨滴充电
c：墨滴偏转
d：喷墨头的运动
（ 3） 喷墨打印机技术的发展：
a：改进喷墨头的运动
b：采用多喷墨头第 5节,磁带存储器
1.磁表面存储器原理,属磁表面存储器，用作辅助存储器
（ 1） 磁层
（ 2） 磁头
a：写磁头 b读磁头 c复合磁头 d组合磁头
（ 3） 磁表面读 /写过程
A：写入过程 ->磁性单元
B：读出过程,磁层相对磁头运动时，读线圈中的感应电动势为：
2．磁记录方式：是将二进制信息变成磁层的相对磁化结果的方式；主要指标是：记录高度和可靠性磁记录方式有：
（ 1） 归零制（ RZ）
（ 2） 归饱和制（ RB）
（ 3） 不归零制（ NRZ）
（ 4） 不归零 1制（ NRZ1），见 1就翻法
（ 5） 调相制（ PM）或相位编码（ PE）
（ 6） 调频制（ FM）
（ 7） 改进调频制（ MFM）
3．磁带存储器：大数量存储设备，顺序存取
（ 1）组成：
A：磁带 主要指标：带长，带宽，走带速度，磁道数目，位密度
B：磁头 C：读 /写机构 D：磁带驱动机构
（ 2）磁带的记录格式：
A：磁道的安排：不同类型的磁带有不同数目的磁道，所以各自的编码方式也不相同。这里，以 1/2
英寸 9道磁带为例。 9道磁带上，并行的 9个磁道中，
8个为数据位，一个为奇偶校验位。 9个碰头并行读 /写出 9位二进制数，每一个 9位二进制数称为一个带字，与主存一个字节加 1位校验位相对应。 9
道磁带每位的权和校验位的安排。
B,9道磁带的记录格式,1/2英寸 9道磁带的标准格式。如下图,
第 6节,磁盘存储器
1．磁盘的分类
（ 1）软磁盘（软盘）：它采用塑料 (聚酯薄膜 )做基本，两面均匀涂上磁粉，由于基本柔软，称为软盘。 如下图,
A：单面单密度
B：双面单密度
C：单面双密度
D：双面但密度
（ 2）硬磁盘：采用金属 (镁铝合金 )
做基片，两面涂上磁粉作成，由于基片坚硬，故称硬磁盘 ;又由于硬磁盘是由多个盘片组成，所以也叫做磁盘组。
2．磁盘的物理结构
（ 1）磁道、柱面和扇区：每个盘面上密布着若干与盘心同心的闭合圆环，称为磁道。最靠近圆心的称道，最远离圆心的称为零道。由若干盘片组成的同轴盘组中，距其轴心相同位置的一组磁道构成一个圆柱，称为柱面。柱面同样可编号，从外到内顺序为零柱面到末柱面。每个磁道或柱面按等弧度分为若干段，称做为扇区，作为磁头读 /
写的最小单位。磁道分布及扇区 (区段 )划分如下图,
（ 2）扇区的划分 有硬分段与软分段之分。
（ 3）磁盘的读写地址 软磁盘有两个记录面，
其信息存储地址用盘面、磁道、扇区来表示。
3．磁盘的记录格式由：前界区，扇区，后界区组成。
前置区由间隙 GAP1构成，起缓冲及保证选头切换的作用。后置区由最后间隙 GAP4构成，用于抵消主轴转速出现的偏差。
4．磁盘的读写方式：是介于 RAM随机存取和磁带顺序存取之间的一种方式。
由于这种方式可以靠磁盘旋转直接找到某一扇区，而在扇区内又采取顺序存取方式，
故人们把这种存取数据的方式叫做直接存取方式。
5．磁表面存储器主要技术指标
（ 1）记录密度 （ 2）存储数量
（ 3）寻道时间 TST,或：查找时间
（ 4）寻区时间 TWA,或：平均等待时间；
（ 5）寻址时间 TSA （ 6）数据传送率第 7节,光盘存储器
1．光盘存储信息的原理
(1)一次写入多次读出光盘
A：写 1时，发来写激光束。
B：写 0时，写 0处，不被激光束照射，介质无凹坑。
C：读出时：在读激光束的照射下，凹坑处和无凹坑处的反射光的光强是不同的。
(2)只读光盘：制作过程是：
A：制作原型光盘
B：制作母板
C：压制只读光盘
(3)可擦光盘
A：存储介质的物理效应
B：读写和檫除原理
2．光盘存储器的组成是由光盘、驱动器和控制器组成的。
3．光盘存储器的性能分析：
（ 1）优点 与磁盘存储器相比，其优点主要体现在：
a：数量大 b寿命长 c可靠性 高
（ 2）缺点 与磁盘存储器相比，其明显的缺点是：
a.速度不如磁盘存储器快
b.可檫光盘技术不成熟
4．光盘存储器的发展
（ 1）发展简况
1985年,CD-ROM问世。
1989年下，半年，可擦式 5.25英寸磁光盘实现商品化，其双面格式化容量达 650MB。
1991年，秋,3。 5英寸磁光盘驱动器上市，
其单面格式化容量为 128MB。
1992年，磁光盘存储容量实验室水平，
5.25英寸的达 4GB,3.5英寸的达 400MB，
2.5英寸的达 200MB。
1995年，各有关公司就数字视频光盘的规格统一问题，不断进行协商。
1996年,DVD存储容量可达 17GB。
（ 2）为提高光盘存储容量的研究
A.提高存储容量的研究 包括：
a.短波长激光器的研制。
b.高密度材料的研究
c.改进信息启示方式
d.坑缘记录技术
e.近视场光扫描显微技术
f.采用光盘组
B.缩短存取时间，提高数据传输率的研究 包括：
a.快速存取读写光头的研制
b.高灵敏度存储介质的研究
c.提高盘片转速
d.直接重写法
C.可擦存储光盘的研究该领域的研究包括上述 A和 B两项研究，除此之外，还应包括介质材料的物理效应研究，以及新型材料的开发。
