《计算机组成原理》— 外部设备

第 10 章 外 部 设 备

基本知识点：外部设备的概念；常用的输入设备的工作原理；常用的输出设备的工作原理；硬盘存储器的工作原理；磁盘阵列的概念；光盘存储器的工作原理。

重 点：硬盘存储器的工作原理。

难 点：硬盘存储器的工作原理。

10.1 知识点 1：输入和输出设备

1. 外部设备

外部设备也称为外围设备，是指计算机系统中除主机（主机由 CPU 和主存构成）外的其他设备，用于直接或间接与计算机交换信息、改变信息媒体或载体形式的装置。

外部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。本章仅讨论前三类。

外部设备的基本组成如下。

☆ 存储介质：具有保存信息的物理特征。

☆ 驱动装置：用于移动存储介质。

☆ 控制电路：向存储介质发送数据或从存储介质接收数据。

2. 输入设备

1）键盘

键盘（Keyboard）是常用的输入设备，它是由一组开关矩阵组成，包括数字键、字母键、符号键、功能键及控制键等。每一个按键在计算机中都有它的唯一代码。当按下某个键时，键盘接口将该键的二进制代码送入计算机主机中，并将按键字符显示在显示器上。当快速输入大量字符，主机来不及处理时，先将这些字符的代码送往内存的键盘缓冲区，然后再从该缓冲区中取出进行分析处理。

键盘工作原理：当用户按下一个键后，由硬件判断哪个键被按并将其翻译成 ASCII 码

（编码键盘法）。

2）鼠标

鼠标器（Mouse）是一种手持式屏幕坐标定位设备，它是适应菜单操作的软件和图形处理环境而出现的一种输入设备，特别是在现今流行的 Windows 图形操作系统环境下应用鼠标器更是方便快捷。常用的鼠标器有机械式和光电式两种。

鼠标工作原理：当鼠标在平面上移动时，其底部传感器把运动的方向和距离检测出来，从而控制光标做相应的运动。

3. 输出设备

1）显示器

显示器种类很多，有 CRT（阴极射线管显示器）、LCD（液晶显示器）、等离子体显示器等。

CRT 显示器工作原理：用一个电子束密集地对荧光屏高速逐行扫描，通过对电子束的扼制，控制荧光屏上各点的隐或现，从而在荧光屏上显示字符或图形。

显示器的分辨率：显示器一般采用光栅扫描方式，用电子束从左向右、自上而下作水平扫描和垂直扫描，荧光屏上的每一个光点就是一个像素。分辨率就是整个屏幕上显示的

光点数目，即像素的多少，如：800×600，1024×768，1280×1024 等。

显示器的刷新率：光点只能保持极短的时间便会消失，为此必须在光点消失之前再重新扫描显示一遍，这个过程称为刷新。每秒刷新的次数称为刷新率。显示器常用的刷新率有：60Hz、70Hz、72Hz、75Hz、80Hz、85Hz、100Hz 和 120Hz 等。

为了不断提供刷新画面信号，必须把图像信息存储在一个视频存储器（VRAM，也称

刷新存储器或显示存储器）中，则分辨率为 a×b，每个像素用 m 个字节表示，则视频存储器容量=a×b×m，每个像素可表示 28×m种颜色，视频存储器的字长为 m。

在字符显示器中，以点阵为基础显示字符。通常将显示屏幕划分成许多方块，每个方块称为一个字符窗口，它包括字符显示点阵和字符间隔。在其控制电路中，