2020考研计算机组成原理知识点:输入输出(I/O)系统(1)
2019.05.01 21:14

  2020年计算机考研复习已经开始,新东方在线在此整理了2020考研计算机组成原理知识点:输入输出(I/O)系统,希望能帮助大家!

  (一) I/O系统基本概念

  除了CPU存储器两大模块之外,计算机硬件系统的第三个关键部分就是输入输出模块,也称输入输出系统。输入输出系统的发展概况

  1)早期

  分散连接,CPU 和 I/O设备 串行 工作,程序查询方式

  2)接口模块和 DMA 阶段

  总线连接,CPU 和 I/O设备 并行 工作,中断方式和DMA 方式

  3)具有通道结构的阶段

  4)具有 I/O 处理机的阶段

  (二) 外部设备

  1. 输入设备:键盘、鼠标

  (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。目前常用的标准键盘有101个键,它除了提供通常的ASCII字符以外,还有多个功能键(由软件系统定义功能)、光标控制键(上、下、左、右移动等)与编辑键(插入或消去字符)等。

  (2)鼠标

  机械式: 金属球 电位器,

  光电式: 光电转换器

  2. 输出设备:显示器、打印机

  (1)显示器

  显示器分类:

  按器件分:

  CRT显示器;

  LED显示器;

  等离子体显示器。

  按显示内容分:

  字符显示器;

  图形显示器;

  图像显示器。

  按设备功能分:

  普通显示器;仅供显示,也称监视器。

  显示终端;显示器和键盘组成的输入输出设备。

  1) 字符显示:字符发生器

  通过字符发生器在CRT上显示字符。

  2) 图形显示:主观图像

  用点、线(直线和曲线)、面(平面和曲面)组合成平面或立体图形的显示设备。主要用于计算机辅助设计和计算机辅助制造等。

  3) 图像显示:客观图像

  图像显示器所显示的图像(如遥感图形、医学图像、自然景物、新闻图片等)通常来自客观世界,又被称为客观图像。图像显示器是把由计算机处理后的图像(数字图像)以点阵的形式显示出来,通常以光栅扫描方式,其分别率可达256x256像素,或者512x512像素,也可以与图形显示器兼容,其分别率可达到1024x1024像素,灰度等级可达64至256级。

  (2)打印机

  打印机分类:

  按印字原理分:

  打击式:点阵式打印机;

  非打击式:激光、静电、喷墨等。

  按工作方式分:

  串行打印机,逐字打印;

  行式打印机,逐行打印。

  1)点阵式打印机

  点阵针式打印机的印字原理是由打印针(钢针)印出nxm个点阵组成字符或图形。西文字符点阵有5x7、7x7、7x9、9x9几种,汉字点阵有16x16、24x24、32x32、48x48几种。

  打印头中的钢针数与打印机的型号有关,有7针、9针,也有双列14(2x7)针或双列24(2x12)针。

  2) 激光打印机

  激光打印机采用了激光技术和照相技术,印字的质量最好,在各个计算机系统中被广泛采用。

  激光打印机完成打印操作的基本工作过程大致是:充电→曝光→显影→转印→分离→定影→放电、清洁。

  3) 喷墨打印机

  喷墨打印机是串行非打击式打印机,印字原理是将墨水喷射到普通打印纸上。若采用红、绿、蓝三色喷墨头,便可实现彩色打印。

  喷墨打印机按照喷墨方式分为连续式和随机式两大类。连续喷射方式是给墨水加压,使墨水流通过喷嘴连续喷射而粒子化。随机式是指墨水只有在打印需要时才喷射,所以又称为按需打印式。目前,随机式喷墨打印机采用的喷墨技术主要有压电式和气泡式。

  3. 外存储器:硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器

  (1)硬盘存储器

  1)性能指标

  <1>存储密度

  道密度 Dt,位密度 Db

  <2>存储容量

  C = n × k × s

  <3>寻址时间

  寻道时间 + 等待时间

  辅存的速度=寻址时间+磁头读写时间

  <4>数据传输率

  Dr = Db × V

  <5>误码率

  出错信息位数与读出信息的总位数之比。

  2)硬磁盘存储器的类型

  <1> 固定磁头和移动磁头

  固定磁头的磁盘存储器,其磁头位置固定不动,磁盘上的每一个磁道都对应着一个磁头,盘片也不可更换,其特点是省去了磁头沿着盘片径向运动所需的寻道时间,存取速度快,只要磁头进入工作状态即可以进行读写操作。

  移动磁头的磁盘存储器在存取数据时,磁头在盘面上作径向运动,这类存储器可以由一个盘片组成,也可以由多个盘片装在一个同心的主轴上,每个纪录面各有一个磁头。

  <2> 可换盘和固定盘

  可换盘磁盘存储器是指盘片可以脱机保存,这种磁盘可以在互为兼容的磁盘存储器之间交换数据,便于扩大存储容量。

  固定盘磁盘存储器是指磁盘不能从驱动器上取下,更换时要把整个头盘组合体一起更换。

  3)硬磁盘存储器的磁道记录格式

  一个具有n个盘片的磁盘组,可将n个面上的同一半径的磁道看成一个圆柱面,这些磁道存储的信息称为柱面信息。盘面又分为若干个扇区,每条磁道有被分割为若干个扇段,数据在盘片上的布局如图所示:

  因此,寻制用的磁盘地址应该由头号、磁道号、盘面号、扇段号等字段组成,也可将扇段号用扇区号代替。

 

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