計算機系統(tǒng)的輸入設備和輸出設備.doc

1、1 .輸入設備輸人設備是外部向計算機傳送信息的裝置。 其功能是將數(shù)據(jù)、程 序及其他信息，從人們熟悉的形式轉(zhuǎn)換成計算機能接受的信息形式， 輸入到計算機內(nèi)部。計算機的輸入設備按功能可分為下列幾類： 字符輸入設備：鍵盤； 光學閱讀設備：光學標記閱讀機，光學字符閱讀機； 圖形輸入設備：鼠標器、圖形板，（電子游戲機中的）操縱桿（移 動）操縱桿是將純粹的物理動作（手部的運動）完完全全地轉(zhuǎn)換成數(shù) 學形式（一連串。和1所組成的計算機語言）。軌跡球是另外一種類型的鼠標，其工作原理與機械式鼠標相同， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)也類似。軌跡球占用空間小，多用于筆記本電腦等便攜機。 軌跡球有兩個按鈕，一個用于用戶單擊或雙擊，而另一個提

2、供為選擇 菜單和拖動對象后需要的動作。軌跡球通過讀取可滾動的球滾動的方向和速度來定 位。、跟蹤球或軌跡球，光筆、畫筆（或游動標）；（3）圖形板和游動標輸入圖形板和游動標結(jié)合構(gòu)成二維坐標的輸入系統(tǒng)，主要用于輸入工程圖等。將圖紙貼到圖 形板上，游動標沿著圖紙上的圖形移動， 讀取圖形坐標，即可輸入工程圖。游動標是一個手持的方形坐標讀出器， 上面有一塊透明玻璃， 玻璃上刻有十字標記。 十字標 記的中心就是游動標的中心。使用時將十字標中心對準在圖形的坐標點上即可。圖形板是一種二維的 A/D變換器，因此它又稱作數(shù)字化板。坐標測量的方法有電阻式、 電容式、電磁感應式、超聲波式幾種。圖像輸入設備：攝像機、掃描

3、儀、 傳真機 .,數(shù)字相機模擬輸入設備：模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC ,通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。通常的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將一個輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個輸出的數(shù)字信號。由于數(shù)字信號本身不具有實際意義， 僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標準，比較常見的參考標準為最大的可轉(zhuǎn)換信號大?。?語音輸入設備條形碼閱讀器，觸摸感應屏幕,紙帶輸入機、聲音識別輸入利用人的自然語音實現(xiàn)人-機對話是新一代多媒體計算機的重要標志之一。下圖為一種語音輸入/輸出設備的原理方框圖:數(shù)施總綾I/O樓口計算機語音合成器校制面板喇叭圖7.7語音輸入/輸

4、出原理框圖語音識別器 作為輸入設備，可以將人的語言聲音轉(zhuǎn)換成計算機能夠識別的信息，并將這些信息送入計算機。而計算機處理的結(jié)果又可以通過 語音合成器變成聲音輸出，以實現(xiàn)真 正的 人機對話通常語音識別器與語言合成器放在一起做成語音輸入/輸出設備。2.輸出設備輸出設備（Output Devic®是人與計算機交互的一種部件,用 于數(shù)據(jù)的輸出。它把各種計算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、 聲音等形式表示出來。輸出設備的功能是將計算機內(nèi)部二進制形式的信息轉(zhuǎn)換成人們所需要的或其他設備能接受和識別的信息形式。常見的輸出設備有打印機、顯示器、繪圖儀、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、影 像輸出系統(tǒng)、語音輸出系統(tǒng)、磁記錄

5、設備等。錄像機，攝影機：圖像 有的設備兼有輸入、輸出兩種功能，如磁盤機、磁帶機等，它們 既是輸入設備，也是輸出設備在多用戶的計算機系統(tǒng)中，計算機終端既是輸入設備，又是輸 出設備；在多媒體計算機系統(tǒng)中，錄象機、 VCD、DVD、語音輸入、 語音輸出等是輸入輸出設備。9.2.1 鍵盤按結(jié)構(gòu)原理劃分：按鍵分有觸點和無觸點類型觸點式 利用機械觸點的分離與閉合判斷電路的通斷，由于磨損、氧化等易產(chǎn)生接觸不良等故障無觸點式，通過按鍵上下運動使電容的電量發(fā)生變化，達到檢測開關的通斷，不存在磨損和接觸不良等問題，且密封組裝有防塵特性按與主機通信信息劃分：編碼鍵盤和非編碼鍵盤編碼鍵盤就是當某個鍵被按下后，能夠提供

6、一個與之相對應的的 編碼信息，功能全部由硬件完成。非編碼鍵盤是用較為簡單的硬件和專用的程序來識別被按鍵的位置，提供一個與位置相對應的中間代碼（掃描碼），然后又專用軟 件將其轉(zhuǎn)換成規(guī)定的編碼。即功能由軟件完成。9.2.2 鼠標器鼠標器是控制計算機顯示器上光標移動的輸入設備。一般有2個鍵，PS/2接口和USB接口方式。特點：快速、精確地光標定位，優(yōu)良的人機交互。分類機電式一個外涂橡膠的鋼球，兩對發(fā)光、光電管和柵輪組成，進行代表X、Y方向的定位和測距光電式?jīng)]有機械滾動部分，代之以兩對互為直角的光電探測器，分別代表X、Y方向進行定位。與計算機通信方式 有線和無線（紅外和無線電）指標：分辨率、軌跡速度等

7、在操作系統(tǒng)中安裝鼠標器的驅(qū)動程序，就可在系統(tǒng)中配置使用鼠標 器。舊M-PC機，通過軟中斷INT33H調(diào)用鼠標器驅(qū)動程序，可進行 的操作有鼠標器初始化、開始顯示光標、停止顯示光標、讀光標位置 與按鈕狀態(tài)、設置光標位置、讀鼠標位移量等。9.2.3 掃描儀掃描儀是把圖形圖像和字符變?yōu)槎M制圖像數(shù)據(jù)的計算機輸入設備。分類臺式、手持黑白和彩色指標分辨率、掃描幅面、掃描速度原理與接口配有專用軟件的掃描儀可以把圖形、圖像和文字、字符變?yōu)槎M制圖像數(shù)據(jù)存入計算機存儲器， 另一方面通過顯示器將 輸入的圖形、圖像顯示出來。其接口有并行口和SCSI接口兩種形式。9.2.4 數(shù)字相機當想把一幅美麗的風景變成計算機能夠

8、處理的圖像， 傳統(tǒng)的處理 過程是：通過使用膠片相機把風景拍攝下來， 沖成照片，再通過掃描 儀把照片掃描成計算機能夠處理的圖像。 現(xiàn)在，有了數(shù)字相機，這一 系列工序變得簡單多了，當數(shù)字相機把某個風景拍攝下來時，它已經(jīng) 是計算機能夠處理的圖像了。數(shù)字相機與掃描儀類似，采用數(shù)千個微小的光傳感器將反射光轉(zhuǎn) 換為電脈沖。數(shù)字拍攝時，數(shù)字相機的鏡頭和普通膠片相機一樣打開， 但在 相機后面接受反射光的不是基于鹵化銀的膠卷， 而是一個布滿成千上 萬個光敏晶體管的微型芯片，這些晶體管就是著名的電荷耦合設備 CCD,將光轉(zhuǎn)換成電脈沖，光線越強，電荷量越大。CCD可以把亮度 分級，但并不認識顏色。和所有的數(shù)字設備一

9、樣，這些產(chǎn)品通過把三 個基本色混合到一個像素來產(chǎn)生自然的彩色。為了做到這一點.數(shù)字相機必須分三次來完成一幅彩色相片。數(shù)字相機用三個彩色濾色鏡來為 CCD提供合適的光線：紅色、 綠色、藍色。對每一種顏色，數(shù)字相機存儲8位顏色信息（即256種顏 色），這樣每個像素經(jīng)過三次拍攝，最后可以達到24位的顏色信息（即 1670萬種顏色），這個數(shù)值遠遠超過了人眼能夠分辨的顏色數(shù)量。CCD的精度決定了最高分辨率，這是選購數(shù)字相機時就考 慮的一個重要參數(shù)，當然鏡頭的質(zhì)量和圖像處理技術也是一個重要的 性能指標。一旦按下快門，鏡頭和 CCD完成了相應的感光工作，最后 的彩色圖像便以壓縮圖像的格式存放在數(shù)字相機的存儲

10、器里。一個專門的壓縮芯片（通常采用標準的 JPEG壓縮方法）使原始位圖圖像壓 縮到只有原來大小的幾十分之一甚至更小，然后數(shù)據(jù)存入數(shù)字相機的 存儲器里。大多數(shù)字相機允許用戶設置圖像質(zhì)量 ，至少有兩種：高質(zhì) 量和低質(zhì)量。高質(zhì)量相片通常可達到800*600個像素甚至更高。一般 的數(shù)字相機只能存放有限的高質(zhì)量圖像，通常只有幾十張，這主要是由數(shù)字相機存儲器的大小決定的。如果是存儲低質(zhì)量的圖像照片，那么可以存儲上百張或幾百張。數(shù)字相機多數(shù)使用集成的硅存儲器?，F(xiàn)在 Intel、Kodak和其 它一些廠商推出基于PC卡的存儲器規(guī)范作為數(shù)字相機的標準，主要 的特點是模塊化。當數(shù)字相機的存儲器用完時只要插入另一塊

11、 PC卡, 就像以前裝一個新的膠卷一樣。而如果采用的是集成存儲器保存相片，當存儲器用完時，必須連上計算機，把相片傳給計算機后，才能拍攝 新的照片。數(shù)字相機的照片是以0、1來保存的數(shù)字圖像信息，所以如果數(shù)字 相片不送入計算機那就沒有多少價值了。 有幾種方法可以把圖像從數(shù) 字相機傳送到計算機中：使用串行電纜，USB電纜、閃存卡?，F(xiàn)在，大部分數(shù)字相機使用標準的串行電纜，串口連接意味著任 何臺式計算機或筆記本計算機均能與數(shù)字相機通信（當然需要有相應 的軟件）。但是，串行連接也意味著速度慢，可能會發(fā)生沖突，電纜也 比較粗大笨拙。更新的數(shù)字相機具有USB總線功能。USB提供了更 快的傳輸速度，可以達到12

12、MB/S,而串口通信最多只能達到每秒幾 百KB,所以傳送照片時USB的數(shù)字相機比基于串行方式連接的數(shù)字 相機快得多。同時，采用USB方式的相機與計算機相連時，不需要 撥下調(diào)制解調(diào)器或其它串行設備，因為它采用另外的端口。另一個正在發(fā)展的選項是使用前面提到過的標準的PC卡模塊,這是一種閃存卡，可以存儲高達幾十 MB的數(shù)據(jù)，而且存儲滿后可 以換卡，當暫時沒有計算機用來傳送數(shù)據(jù)時，這種進項就極為重要了， 這種卡對一個常在郊外或山地進行攝影工作的攝影工作者來說是非 常有意義的。9.2.5 數(shù)字攝像機數(shù)字攝像機的工作和普通攝像機非常相似，但有更多的功能和更快的速度。它和數(shù)字相機類似，采用電荷耦合器件CCD

13、獲取光線井將其轉(zhuǎn)換成模擬電脈沖，然后再轉(zhuǎn)換成0、1的數(shù)字信息。彩色攝像機 通常用三個CCD芯片來建立真彩色合成。攝像機還必須獲取模擬的聲音，對波形進行采樣獲取相應 的數(shù)字信息。同時,數(shù)字攝像機也面臨把數(shù)據(jù)傳送至計算機的挑戰(zhàn)，即 使是USB的12MB/s數(shù)據(jù)傳輸速率也不足以傳送巨大的視頻動態(tài) 文件。9.2.6 語音與文字輸入系統(tǒng)目前計算機輸入字符與數(shù)據(jù)，主要用鍵盤敲入，人們正在研究如 何讓機器能夠聽懂話，識別字的功能。為了達此目的，一系列相應學 科正在形成與發(fā)展。其中包括模式識別、人工智能、信號處理和圖像 處理。語音與文字輸入的實質(zhì)是要讓計算機從語音的聲波和文字的形 狀中領會到含義，并將它轉(zhuǎn)換成

14、計算機可以處理的代碼。 其核心環(huán)節(jié) 是對聲波和文字圖形的識別，從學科上說這屬于模式識別( Pattern recognition )范疇。這里把待辨認的一段聲波或一個文字圖形稱為樣本，把它們的類別叫做模式(nattern )。實現(xiàn)將樣本劃定其模式的系統(tǒng)叫做模式識 別系統(tǒng)，具體來講就稱為語音識別系統(tǒng)或文字識別系統(tǒng)。信息獲取利用傳感器（sensor ）將語音或文字轉(zhuǎn)換成電信號, 并進一步將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這就是信息獲取過程。語音與文字識別系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成語音通過空氣振動產(chǎn)生的聲波，傳到話筒引起話筒內(nèi)部簧片振動，又轉(zhuǎn)換成電流變化，在這里話筒就是傳感器。至于文字常用掃描器（scanner ）作傳感器

15、，當文件放入掃描器中時，掃描器從上到下對文件進行逐行掃描，從紙面上反射的光強與該點的黑、白有關。根據(jù)光的強弱轉(zhuǎn)換成二進制碼。一般從傳感器輸出的是模擬量，要將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。預處理從傳感器采集到的信號，往往有畸變或噪音，預處理階段的一個主要任務是消除或削弱噪音。例如用對同一頁紙掃描若干次，再取平均值等方法來減輕噪音的影響。預處理階段還包含對輸入信息進行劃分的內(nèi)容。例如，按字符、單詞或詞組進行分段，以便進一步識別。特征提取語音或文字輸入到計算機后，通過與機內(nèi)已存入的標準語音或文 字相比較。找出其最相似者而實現(xiàn)識別。所以機器內(nèi)存有標準語音庫 或文字庫，統(tǒng)稱模型庫。分類器學習分類器學習是將作為標準的文

16、字或語音送入機器， 它的方法是人 們一方面用鍵盤敲入某個字符的代碼。另一方面同時用傳感器送入它 的語音或文字，計算機將該字符的代碼及從語音或文字抽取得到的特 征表示，一起存到模型庫內(nèi)以備樣本比較用。文字輸入系統(tǒng)要送入不同字體或手寫體模型。語音輸入系統(tǒng)若按 使用者來分，有特定人專用與非特定人使用兩類。 特定人專用，則要 讓指定的使用人按所用詞匯逐個對機器進行訓練； 非特定人使用的系 統(tǒng)需要選擇若干口音不同的人對機器進行訓練。分類決策分類決策是對輸入信號進行識別，并賦予識別結(jié)果、此時輸入信 號已轉(zhuǎn)換成特征表示方式。有兩種分類決策方法：1、將輸入的特征表示與模型庫中的模型 （特征表示）逐個進行比較，

17、 找出最相似者，輸出其類別代號。2、根據(jù)模型庫所有模型特點設計出一些決策規(guī)則并使用這些規(guī)則對 輸入信號進行計算，確定其類別。9.2.7 漢字識別漢字識別主要分為脫機手寫漢字識別、聯(lián)機手寫 漢字識別和印刷體漢字識別三類，其難易程度也按上 述次序從難到易排列。漢字識別實際上是一個模式識別問題，其困難首 先在于常用漢字的數(shù)量極大，相似字較多；其次是漢 字字形的多變性，不僅手寫體如此，即使是印刷體漢 字，不同字體（宋、仿宋、黑、楷等）、不同字號（從特大號到小七號）不同印刷方法（鉛印、激光打E從膠印和計算機打印等）和不同印刷廠所印刷的漢 字也是不同的。由于印刷文本的輸入工作量很大，因 此迫切需要解決自動

18、輸入問題。目前我國已有幾個商 品化的印刷漢字識別系統(tǒng)出現(xiàn)，其識別率可達到 95 %98%、如要實現(xiàn)完全的印刷文本自動輸入，還 有相當多困難待解決。而計算機是串行工作的，使字符的正確切分變得很困 難。在目前的識別系統(tǒng)中，大約有30%誤識來自切分錯誤。對計算 機來說，識別一篇文章是逐段、逐行、逐字地從上至下和從左到右進 行的。對于報紙和雜志等版面較復雜的文章 （即除了文字外，還有圖 或表格），則需要將一個版面分成很多塊將圖和表格區(qū)分出來，并把 文字一行一行、一字一字劃分開來。預處理模塊的作用是利用上下文關系對若干個尚無完全確定的字（或詞組），識別出正確結(jié)果；同時還要進行類似于人工校稿的工 作，諸如

19、編排文字、調(diào)整結(jié)構(gòu)和修改錯誤等。至于聯(lián)機手寫輸入（筆輸入）指的是以手寫的形式實現(xiàn)人與計算機交互的手段，它除了 上述各特點外，還具有以下功能。筆輸入由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括筆'與供書寫和定位的 手寫板、手寫板又有電磁式和電阻式兩種。對于電磁式手 寫板必須與電磁式專用筆（有線與無線均可）相配合，而電阻式手寫 板，可以用一般的尖狀硬物作為筆。筆輸入技術采用絕對定位技術， 使得手寫板上寫入的內(nèi)容能以自然的方式從上到下、從左到右出現(xiàn)在計算機顯示器屏幕上。筆跡保留是筆輸入技術所提供的獨特功能同時能方便地完成繪 畫、作圖等功能。手寫字符識別是筆輸入技術中的核心問題、定位控制、筆跡保留和字

20、符識別等功能均由軟件完成。9.2.8 語言識別系統(tǒng)語言識別系統(tǒng)，有孤立單詞識別系統(tǒng)和連續(xù)語言識別系統(tǒng) 兩種。在語言理解系統(tǒng)中要求適應自然語言， 自然語言的語法不很規(guī) 范并帶有習慣性的無意義的發(fā)音。語言識別系統(tǒng)根據(jù)使用范圍的不同 又可分成供特定人使用的和供任意人使用的兩種。 孤立單詞和連續(xù)語言又有詞匯量大小問題，美國的某些公司和大學，在大詞匯量語言識 別方面取得了較好的成績。9.2.9 條形碼及其技術條形碼又叫條碼。條碼的定義是由一組寬度和反射率不同的平 行相鄰的 條'和 空”，按照預先規(guī)定的編碼規(guī)則組合起來， 用以表示 一組數(shù)據(jù)的符號。這組數(shù)據(jù)可以是數(shù)字、字母或某些符號。條碼元素用以組

21、成條碼符號的條和空，統(tǒng)稱條碼元素。條與空可規(guī)定幾種不同的寬度，由若干條和空組成一個字符。條碼是表示數(shù)據(jù)的符號，在市場上即表示某種商品的代號， 這 個符號可由機器自動識別并送入計算機中。 在超級市場中的商品，都 用條碼識別。條碼也可應用于倉庫管理、圖書管理等領域。條碼技術主要包括條碼編碼規(guī)則及標準、條碼譯碼技術、印刷 技術、光電掃描技術、通信技術、計算機技術等。掃描器將掃描得到的脈沖數(shù)字信號送到譯碼器譯碼，按照一定 的編碼規(guī)則解釋成計算機可識別的信號，并通過數(shù)據(jù)通信接口送入計 算機。通常條碼譯碼器采用微處理器及相應硬件來完成譯碼工作。80年代后期已有專用譯碼芯片上市。為閱讀器。掃描器和譯碼器合起

22、來稱一個完整的條碼符號由兩側(cè)靜區(qū)、起始字符、數(shù)據(jù)字符、校驗字符（可選）和終止字符組成。在印制條碼符號時要留出靜區(qū)。在掃描條碼時要從靜區(qū)開始，以保證閱讀效果。條碼符號的第一個字符是 起始字符，是特殊規(guī)定的條空結(jié)構(gòu)。在它后面才是真正的數(shù)據(jù)字符。 條碼符號最后一個字符是終止字符。如選用的條碼還要求有校驗字 符，則校驗字符位于數(shù)據(jù)字符與終止字符之間。有的條碼符號在字符之間留有位空”，有的則不留，分別稱為離散型條碼和連續(xù)型條碼。9.2.10 光筆、圖形板和畫筆（或游動標）等輸入1 .光筆（Light Pen ）的外形與鋼筆相似，頭部裝有一個透鏡系 統(tǒng)，能把進入的光會聚為一個光點。在光筆頭部附有開關，當按

23、下開 關時進行光的檢測，光筆就可始取顯示器屏幕上的坐標。 光筆與屏幕 上的光標配合，可使光標跟蹤光筆移動，在屏幕上畫出圖形或修改圖 形，這個過程與人用鋼筆畫圖的過程類似，經(jīng)操作員確認后即可存入計算機。2 .畫筆（Stylus ）為筆狀，它不是用于顯示器屏幕，而是用于圖 形板（Tablet）。當畫筆接觸到圖形板上的某一位置時，畫筆在圖形 板上的位置坐標就會自動傳送到計算機中去，隨著筆在板上的運動可以畫出圖形。圖形板和畫筆結(jié)合構(gòu)成二維坐標的輸入系統(tǒng)主要用于輸 入工程圖等。將圖紙貼在圖形板上，畫筆沿著圖紙上的圖形移動，讀取圖形坐 標，即可輸入工程圖。為了提高讀圖精度，常用游動標（Cursor ）代替

24、畫筆與圖形板配 合使用。游動標是一個手持的方形坐標讀出器， 游動標上有一塊透明 玻璃，玻璃上刻有十字標記。十字標記的中心就是游動標的中心。 使 用時將十字中心對準圖形的坐標點上，它比畫筆讀取的坐標更精確。3 .圖形板是一種二維的A/D變換器，因此圖形板也稱作數(shù)字化 板。坐標量測的方法有電阻式、電容式、電磁感應式和超聲波式幾種。 以電磁式為例，圖形板是一塊電磁感應板，手持的游動標中有一個感 應線圈，當線圈的中心（十字標的中心）置于板上某點時，便在該點 產(chǎn)生感應電壓，得到坐標值。圖形板與畫筆（或游動標）配合的輸入方式，比光筆與屏幕相 結(jié)合的輸入方式有許多優(yōu)點。光筆不能輸入紙上的圖形信息，而圖形 板

25、方式很容易做到。光筆和持筆的手能擋住圖形，而且由于屏幕玻璃 的厚度，光的折射作用和人眼與光筆的視角等影響常使畫出的圖形偏 離預想的位置。而圖形板無此問題，而且長時間使用光筆，懸空的手 臂會感到疲勞。由于上述種種優(yōu)點，目前圖形板輸入方式得到廣泛應用， 尤其是 在集成電路圖、機械、建筑圖等用圖紙輸入的系統(tǒng)中。更是如此。4 .跟蹤球其原理與機械式鼠標器完全一樣，只是將滾球做得大一些并放置 在固定的球座里。使用時用手指轉(zhuǎn)動球，就可實現(xiàn)鼠標器一樣的功能。 由于它的座子是固定不動的。不需要供鼠標器滑動的額外桌面空間， 甚至可安裝在鍵盤上，這對要求尺寸緊湊和使用空間窄小的場合很有 利，如便攜機可用這種跟蹤球

26、。5 .操作桿便攜機中經(jīng)常采用操作桿（Stick ）。其結(jié)構(gòu)是在一種薄片狀底盤 的上面設置一個操作桿（直徑約5mm的小圓桿）其露在便攜機鍵盤 面板上的部分只是這個操作桿，底盤結(jié)構(gòu)也很小巧，占用很小空間。 這是鼠標器和跟蹤球不能相比的，它通常被設置在空格鍵下面的空余 地方。使用時用手指輕壓小圓桿，顯示器上的光標將按照圓桿受力的方 向在屏幕上移動。一般在底盤上設置 4個應變規(guī)片或壓敏電阻來感受 圓桿所受的壓力。當按桿時應變規(guī)片產(chǎn)生細微形變被檢測，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。 然后將電壓信號經(jīng)模/數(shù)（A/D）變換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再經(jīng)專 用IC轉(zhuǎn)換成移動光標信號。經(jīng)上述一系列變換，就把按桿的壓力信 號變成移

27、動光標的信號。9.2.11觸摸屏觸摸屏就是為改善人機對話而興起的一種輸入方式，觸摸屏已 被廣泛應用在各個應用領域的控制和查詢等方面。觸摸屏是透明的，可安裝在任何一種顯示器屏幕的外面（表 面）。使用時，展示器屏幕上根據(jù)實際應用的需要顯示出用戶所需控 制的項目或查詢的內(nèi)容（標題），供用戶選擇。用戶只要用手指（或 其他東西）點一下所選擇的項目（或標題），即可由觸摸屏將此信息 送到計算機中。所以顯示屏上顯示的項目或標題相當于偽按鍵”。實際上觸摸屏是一種定位設備，用戶通過與觸摸屏的直接接 觸，向計算機輸入的是接觸點的坐標位置， 以后的工作就由程序去執(zhí) 行了。觸摸屏系統(tǒng)一般包括兩部分，觸摸屏控制器（卡）和

28、觸摸檢測 裝置。觸摸屏控制卡上有微處理器和固化的監(jiān)控程序，其主要作用 是將觸摸檢測裝置送來的觸摸信息轉(zhuǎn)換成觸點坐標，再送給計算機。 同時它能接收計算機送來的命令，并予以執(zhí)行。觸摸屏的控制卡及其 電源可以安裝在顯示器內(nèi)，稱為內(nèi)置式；也可放在顯示器外面，稱為 外掛式。觸摸屏根據(jù)其所采用的技術可分成5類：電阻式、電容式、紅 外線式、表面聲波技術和底坐式矢量壓力測力技術。紅外線觸摸屏的傳輸介質(zhì)是紅外線。安裝外掛式紅外觸摸屏的 方法非常簡單，只要用雙面膠將一個框架裝在顯示器上面即可。監(jiān)視器打印機 9.3.1顯示器概述1.分類：CRT、液晶、等離子性能：屏幕尺寸、點間距、對比度、頻、行頻、掃描方式、灰度等

29、級或彩色數(shù)量。顯示方式：字符/數(shù)字（A/N）方式、全點可尋址（APA）方式9.3.2 顯示器的性能指標屏幕尺寸：顯示器屏幕的對角線長度，長寬比例為 4: 3點間距：顯示器屏幕上象素間的距離顏色數(shù)：每個像素點可顯示的顏色數(shù)（灰度級）對比度：圖像（字符）與背景的濃度差幀頻：字符或圖像每秒在屏幕上出現(xiàn)的次數(shù)行頻：單位時間內(nèi)電子束從屏幕左到右的掃描次數(shù)掃描方式：電子束掃過熒光屏上所有像素的方式，分隔行和逐行掃描方式9.3.3 字符顯示器字符顯示設備是計算機系統(tǒng)中最基本的外部設備。光柵掃描顯示器顯示字符的方法是以點陣為基礎的。 這種方法 將字符分解成m*n個點組成陣列，將點陣存入由 ROM構(gòu)成的字符 發(fā)

30、生器中。在CRT進行光柵掃描的過程中，從字符發(fā)生器中依次讀 出點陣，按照點陣的0和1控制掃描電子束的開關，就可以在屏幕上 組成字符。點陣的多少取決于顯示字符的質(zhì)量和字符塊的大小。 字符塊指 的是每個字符在屏幕上所占的點數(shù)，也稱作字符窗口，它包括字符顯 示點陣和字符間隔。圖9.5 (a)是字符A'用點陣(7X9)表示的例 子以及它位于字符窗口中的情況， 圖9.5 (b)為字符發(fā)生器的邏輯結(jié) 構(gòu)。漢字的顯示輸出過程：輸入碼，機內(nèi)碼，字型碼，顯示器9.4打印機分類：接口：串行、并行打印方式：擊打、非擊打字形：點陣、非點陣打印機工作原理點陣打印機：計算機？接口？打印行緩沖器？字符發(fā)生器？驅(qū)動電

31、路激光打印機：潛像、顯影、定影 噴墨打印機：熱式噴墨、壓電噴墨9.4.1 點陣針式打印機點陣針式打印機的特點是結(jié)構(gòu)簡單、 體積小、重量輕、價格低, 字符種類不受限制，較易實現(xiàn)漢字打印，還可以打印圖形和圖像。針式打印機的印字方法是由打印針印出的 n （橫）xm （縱） 個點陣組成字符圖形。顯然，點越多，印字質(zhì)量越高，西文字符的點 陣通常有5X7, 7X7, 7X9等幾種，若要打印漢字至少要加密到16X16 點陣或24X24點陣。值得注意的是，字符由nxm個點陣組成，并不 意味著打印頭就裝有n>i根打印針。為減少打印頭制造的難度，串 行點陣打印機的打印頭中一般只裝有一列 m根打印針，每根針可

32、以 單獨驅(qū)動印完一列后打印頭沿水平方向移動一步微小距離，n步以后，形成一個n x m點陣，照此逐個字符打印。針式打印機有單向打印和雙向打印兩種。當打印完一行字符以 后，打印紙在輸紙機構(gòu)控制下前進一行，同時打印頭（字車）回到一 行的起始位置重新由左至右打印這個過程為單向打印。雙向打印指的是自左至右一行字符打印 完畢后，字車無須回車，在輸紙的同時字車走到反向打印的起始位置 再從右至左打印一行。反向打印結(jié)束，字車又回到正向打印起始位置。 由于省去了空回車時間，所以打印速度大大提高。針式打印機由打印頭與字車、輸紙機構(gòu)、色帶機構(gòu)及控制器四部分組成。書中圖9.8為針式印字機構(gòu)原理圖。打印頭是針打的關鍵部件

33、，它由打印針、磁鐵、銜鐵等組成。打印針是鋼針或由鴇鐵合金材料制成，簡易型點陣打印機有 7根或9 根打印針，在打印位置垂直排列。有的打印頭有兩列各 7根或9根針 交錯排列，可以同時打印兩列點陣。中文打印機LQ1600有兩排共24 根針。打印控制器與顯示控制器類似，主要包括字符緩沖存儲器、字 符發(fā)生器、時序控制電路和接口電路四部分。主機將要打印的字符通過接口電路送到緩沖存儲器， 在打印時 序邏輯控制下，從緩存中順序取出字符代碼，對字符代碼進行譯碼， 得到字符發(fā)生器ROM的地址，逐列取出字符點驅(qū)動打印頭。形成字 符點陣。輸紙機構(gòu)由步進電機驅(qū)動，每打印完一行字符，要按給定的要 求走紙，走紙的步距由字符

34、行間距離決定。 輸紙機構(gòu)有摩擦傳動輸紙 和鏈式傳動輸紙兩種。摩擦傳動輸紙機構(gòu)的印紙兩側(cè)沒有孔， 靠壓輪 帶動紙前進。鏈式傳動輸紙機構(gòu)將打印紙的紙孔套在鏈軌上。鏈帶動打印紙前進。色帶的作用是供給色源。打印過程中，色帶必須不斷移動，以 改變其受擊打的位置，否則色帶極易破損。驅(qū)動色帶不斷移動的裝置 稱色帶機構(gòu)。針式打機中使用的多為環(huán)形色帶， 它裝在一個塑料的帶盒內(nèi)，色帶可以隨打印頭的動作自動循環(huán)。針式打印機打印時，驅(qū)動的僅僅是質(zhì)量很小的打印針，慣性小，速度快。選字操作是全電子線路控制。所以選字時間很短。串行針式打 印機的打印速度為每秒100個字符左右。彩色針式打印機的工作原理與單色的基本相同。 僅是

35、使用的色 帶和色帶機構(gòu)不同，色為四色帶，在一條色帶上平行地分為黑、藍、 紅和黃4種顏色。打印時，色帶機構(gòu)既要帶動帶做單向循環(huán)移動又要 帶動包帶盒做上下位移，變換打印頭所接觸的色帶部位，從而打出不 同顏色。雖然色帶上只有4種顏色，但可打印兩次，從而可獲得 7種 顏色（黑、藍、紅、黃、紫、橙、綠）。9.4.2 激光打印機1.激光打印機內(nèi)部結(jié)構(gòu)激光打印機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如書中圖9.9所示。其主要部件如墨粉、 感光鼓（硒鼓）、顯影軋輻、顯影磁鐵、初級電暈放電極、清掃器等， 都裝置在墨盒內(nèi)。當墨盒內(nèi)墨粉用完后，可以將整個盒卸下更換。其 中感光鼓一般是用鋁合金制成的一個圓筒，鼓面上涂敷一層感光材 料。激光發(fā)生器

36、是激光打印機的光源，具有很好的單色性和方向性。 可以聚焦成細的光束，激光束通過掃描反射鏡反射到感光鼓上。打印的圖像形成于墨盒中央的感光鼓上， 墨粉由顯影軋輯傳送到 鼓上，再傳送到打印紙上，最后墨粉由定影軋輯熔融到打印紙上。感光鼓的直徑較小，要打印一頁紙，感光鼓必須轉(zhuǎn)動好幾圈。3 .印字原理激光印字過程可以分成六個步驟：帶電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、定影和清除殘像。4 .激光掃描系統(tǒng)5 .激光打印機性能激光打印機輸出速度快，印字質(zhì)量高，而且可以使用普通紙張。它的印字質(zhì)量明顯優(yōu)于點陣式打印機。 普通激光印字機的印字分 辨率都能達到300DPI （每英寸300個點）或400DPI,甚至600DPI 特別是

37、對漢字或圖形/圖像輸出，是理想的輸出設備。激光打印機是非擊打式硬拷貝輸出設備，也是逐頁輸出的。常用的輸出幅面為A4,此也將這一類設備稱為頁式輸出設備。而普 通擊打式打印機是逐字或逐行輸出。頁式輸出設備的輸出速度用每分 鐘輸出的頁數(shù)（Pages Per minute ,簡稱PPM）來表示。高速激光 打印機的速度在100PpM以上，中速為3060PpM ,它們主要用于大型計算機系統(tǒng)。低速激光打印機的速度為1020PPM,主要用于辦公自動化系統(tǒng)和文字編輯系統(tǒng)。打印設備與計算機之間的接口比較簡單分為串行接口和并 行接口兩種。串行接口采用標準的 RS 232接口，每次輸出一位數(shù) 據(jù)。井行接口每次輸出一個

38、字節(jié)數(shù)據(jù)。9.4.3噴墨打印機噴墨打印機是類似于用墨水寫字一樣的打印機可直接將墨水 噴射到普通紙上實現(xiàn)印刷，如噴射多種顏色墨水則可實現(xiàn)彩色硬拷貝 輸出。噴墨打印機的噴墨技術有連續(xù)式和隨機式兩種目前幣場上流行 的各種型號打印機大多采用隨機式噴墨技術。而早年的噴墨打印機以及當前輸出的大幅面打印機采用連續(xù)式噴墨技術。9.5 IP電話當Internet時代和多媒體時代剛到來時，有人已 經(jīng)開始了利用Internet在國際間實時傳送話音。方 法很簡單，通話雙方同時上網(wǎng)，雙方的計算機都有多媒 體功能，都有一個全雙工的聲卡和麥克風。當甲方對 著麥克風講話時，專門的軟件把聲音記錄下來并通過Internet迅速傳

39、給乙方。當乙方的計算機接收到這 些聲音數(shù)據(jù)時，就通過它的聲卡把這些數(shù)據(jù)用專門的 軟件播放出來，這樣乙方就能夠聽到甲方說話的內(nèi)容 了。由于雙方的聲卡都是全雙工的，他們彼此都可以 同時說話 傾聽對方的聲音。目前來講，人們通過電話線撥號上Internet,通過Internet與國外通話一個小時的開銷不足幾元，而通過國際長途的通話費可能為幾 百元。由此可見，人們通過Internet進行國際通話的費用遠遠低于國 際長途電話費。正是這個差價的誘人之處，使得人們幾年來對這方面 進行了不少的研究，開發(fā)出了很多成果，IP電話就是其中一個成果。目前已有IP電話面市，它的外形象是一個普通電話，但工作機制 不同于普通

40、電話。它實際上是一個網(wǎng)絡終端設備 ，其工作原理同前面 介紹用計算機通過Internet通話一樣，與利用多媒體計算機通話不同 的是IP電話把有關的一些軟件固化在自身上了。 之所以稱為IP電話, 是因為它利用了 TCP/IP網(wǎng)絡技術。9.6 聲卡隨著現(xiàn)在電腦技術的飛速發(fā)展，聲卡已經(jīng)成為多媒體電腦不 可缺少的部分：玩游戲、語音輸入、打IP電話等等，每一樣都少不了它。聲卡的關鍵技術包括：數(shù)字音頻、音樂合成、MIDI和音效。數(shù)字音頻部分包括44.1KHZ的頻率采樣和以16位的分辨率錄制和播 放聲音信號，還包括聲音信號的壓縮方法。一般采用自適應脈沖碼調(diào) 制法(ADPCM )。音樂合成主要有FM合成和波形表

41、和成法。音效 是近年來集成電路工業(yè)中數(shù)字聲音信號處理技術的結(jié)晶，它從硬件上實現(xiàn)了回聲、和聲等。使得聲卡發(fā)出的聲音更生動?，F(xiàn)在的聲卡一般都具有 Line-in、Lin-out、MIC、SPEAK、 游戲桿/MIDI五個接口和三個連接器。(1)? line-in用來連接其他外部聲源，如微型 CD播放器、調(diào)協(xié)器、 數(shù)字錄音機(DAT)等，進行播放或錄音。(2)? line-out連接的是我們常見的有源音箱。(3)?MIC 專門用于連接外接語音輸入話筒(麥克風)。(4)?SPEAK 用來連接無源音箱或功率很小的音箱。(5)?游戲桿/MIDI專門用來連接游戲操縱桿或者數(shù)字電聲樂器MIDI設備。(6) C

42、D源連接器(CD Audio Interface )該連接器用于連接光驅(qū)尾 部的四針連接器，從而實現(xiàn)在播放CD時，將光驅(qū)的音頻輸出信號直 接送往聲卡，并通過聲卡對該信號進行處理后再輸出。不過，USB和閃存PC卡都有一個基本的缺點 一有些計算機 沒有同它們的接口，這樣造成無法處理它的數(shù)字信息。 這就意味著也 許要進行I/O升級以利用這兩種較新的數(shù)字相機如果不愿意升級，那 么基于串口的數(shù)字相機是最好的選擇。(7)PC喇叭連接器 該連接器用于連接主板上的 PC喇叭。CD-ROM驅(qū)動器接口該連接器用于連接光驅(qū)。ADC(Anlog toDigital Convertor,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)的功能就是把聲音

43、從模擬信號 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，用一連串的字來表示模擬信號的電壓及電流的復雜 變化，這個過程又稱為 采樣"。這樣，就可以隨心所欲地編輯聲音了。與 ADC 的功能相反，DAC(Digital to Anlog Converter ,數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器)則是把那些經(jīng)過處理的數(shù)字信號再還原為模擬信號，以 便驅(qū)動音箱的揚聲器單元振動發(fā)聲，這樣才能通過音響發(fā)出經(jīng)過錄制 和編輯的音樂。按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)目偩€不同，現(xiàn)在的聲卡可分為兩大類：ISA聲卡和PCI聲卡。ISA的總線最高傳輸率為8.33MB/S,?其低帶寬不利于 聲卡在多媒體應用中發(fā)揮更多功能，；而PCI總線為132MB/S ,具有 充足的帶寬以便讓聲

44、卡發(fā)揮更多的功能，既解決了傳輸?shù)钠款i，也降低了系統(tǒng)資源的消耗。由于ISA聲卡是用軟波表軟件合成音色，而 PCI聲卡是利用芯片硬件合成音色的，在速度和CPU占用率上都有較大的優(yōu)勢，所以？PCI聲卡最終會取代ISA聲卡，成為主流。9.7 網(wǎng)卡網(wǎng)卡也稱為網(wǎng)絡適配器，它像顯示卡、聲卡一樣是一種外插卡。 把它插在計算機主板的擴展梢中，通過它的尾部的接口與網(wǎng)絡線纜相 連。在局域網(wǎng)中，計算機只有通過網(wǎng)卡才能與網(wǎng)絡進行通訊。計算機要在網(wǎng)絡上發(fā)送數(shù)據(jù)塊時，首先把數(shù)據(jù)塊從內(nèi)存中傳送 給網(wǎng)卡，網(wǎng)卡對數(shù)據(jù)進行處理：把這些數(shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)塊，并對數(shù)據(jù) 塊進行校驗，同時加上地址信息（包含了目標網(wǎng)卡的地址及自己的地 址），這

45、種地址屬于ISO/OSI的第二層地址，即數(shù)據(jù)鏈路層地址。然 后等待網(wǎng)絡在允許時發(fā)送這些數(shù)據(jù)。反之，當網(wǎng)卡接受到網(wǎng)絡上傳來的數(shù)據(jù)時，它分析該數(shù)據(jù)塊中的目標地址信息，如果是自己的地址時，它就把數(shù)據(jù)取出來傳送到計 算機的內(nèi)存中交給相應的程序處理，否則將不予理睬。網(wǎng)卡的分類有很多種：按網(wǎng)絡的類型來分，有以太網(wǎng)卡、令牌環(huán)網(wǎng)卡、 ARCnet網(wǎng)卡 等。按網(wǎng)卡與主板的接口方式（即網(wǎng)卡對應插在什么樣的擴展梢 里）來分，有16位的ISA網(wǎng)卡、32位的PCI網(wǎng)卡。按網(wǎng)絡的傳輸速度來分，有10Mbps的網(wǎng)卡、100 Mbps的 網(wǎng)卡、和1000 Mbps的網(wǎng)卡。按網(wǎng)卡與計算機或設備的物理連接方式來分，有插在計算機內(nèi)

46、 的內(nèi)插網(wǎng)卡、連接網(wǎng)絡設備（如網(wǎng)絡打印機）用的外界口袋型網(wǎng)卡（Pocket Lan Card ）、連接筆記本計算機用的外接 PCMCIA網(wǎng)卡。 一個網(wǎng)卡上一般有一個或多個不同的接口。網(wǎng)卡是網(wǎng)絡中最基本、最關鍵的硬件，它的性能的好壞直 接影響整個網(wǎng)絡的性能。網(wǎng)卡的位數(shù)代表的是它一次能和計算機交換 的數(shù)據(jù)量，16位代表一次能交換2個字節(jié)的數(shù)據(jù)，32位代表一次能交 換4個字節(jié)的數(shù)據(jù)。一個網(wǎng)卡最高處理能力是多少，可以用下面的一 個公式粗略的估計一下最理想的情況：網(wǎng)卡處理能力=網(wǎng)卡位數(shù)X網(wǎng)卡接口總線的時鐘的頻率 。那么，由 于ISA的總線的時鐘頻率是8MHz,所以一個ISA網(wǎng)卡的最高處理能 力是8x16=128Mbps,由于PCI的時鐘頻率是33 MHz ,故一個PCI 網(wǎng)卡的最高處理能力是33x32=1056Mbps 。當然，實際情況遠遠沒 有那么樂觀，因為網(wǎng)卡還要進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、 校驗、流量控制等處 理，這些處理會消耗大量的時間，而且它未必按總線的時鐘頻率工作。 因而，一般來說10 Mbps的網(wǎng)絡常用16位的ISA網(wǎng)卡，100 Mbps 的網(wǎng)絡常用32位的PCI網(wǎng)卡。網(wǎng)卡連接到計算機上，要想網(wǎng)卡正常工作還需要