【正文】 C機最早使用的顯示標準。處理后的結(jié)果送回刷存，經(jīng) D/A變換成模擬視頻輸出，由監(jiān)視器進行顯示輸出。而圖像所處理的對象多半來自客觀世界，即由攝像機攝取下來存入計算機的數(shù)字圖像，這種圖像稱為 客觀圖像 。 在 IBM PC系列微型計算機系統(tǒng)中，漢字輸出是利用通用顯示器和打印機，在主機內(nèi)部由通用的圖形顯示卡形成點陣碼以后，將點陣碼送到輸出設(shè)備，輸出設(shè)備只要具有輸出點陣的能力就可以輸出漢字。外圍設(shè)備　　程序段緩存和刷存之間有一個 DDA部件 ，它是一種進行數(shù)據(jù)插補的硬件，其作用是把顯示文件變換為像素信息，即根據(jù)顯示文件給出的曲線類型和坐標值，生成直線、圓、拋物線乃至更復(fù)雜的曲線。為了在屏幕上保留持久穩(wěn)定的圖像，需要按一定的頻率對屏幕反復(fù)刷新。問： ? (1)緩存容量有多大 ?? (2)字符發(fā)生器 (ROM)容量有多大 ?? (3)緩存中存放的是 ASCII代碼還是點陣信息 ?? (4)緩存地址與屏幕顯示位置如何對應(yīng) ?? (5)設(shè)置哪些計數(shù)器以控制緩存訪問與屏幕掃描之間的同步?它們的分頻關(guān)系如何 ? [參閱教材 P240圖 (c)]? 外圍設(shè)備 【解】 (1)已知：緩存 VRAM中存放的是待顯示字符的 ASCII碼，而一幀共有 6425=1600 個字符，故：緩存容量應(yīng)為 6425 8=1600字節(jié)。每個字符窗口可顯示一個字符。由于這種掃描方式的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與電視標準不一致，驅(qū)動系統(tǒng)較復(fù)雜，價格較貴。 ? 　　為了不斷提供刷新圖像的信號，必須把一幀圖像信息存儲在 刷新存儲器 （也叫 視頻存儲器 ）中。字符顯示器只用 “0”“1” 兩級灰度表示字符的有無，這種只有兩級灰度的顯示器稱為 單色顯示器 。（ 4）以 CRT熒光屏對角線的長度分類，有 12英寸、 14英寸、 16英寸、 19英寸等多種?！　　　≈醒氩糠质?CPU和主存，通過總線與第二層的適配器 (接口 )部件相連，第三層是各種外圍設(shè)備控制器，最外層則是外圍設(shè)備。計算機組成原理第七章 外圍設(shè)備課程教學(xué)要求本章內(nèi)容： 外圍設(shè)備概述 顯示設(shè)備 輸入設(shè)備和打印設(shè)備 硬磁盤存儲設(shè)備 軟磁盤存儲設(shè)備 磁帶存儲設(shè)備 光盤存儲設(shè)備 本章小結(jié) 外圍設(shè)備概述 外圍設(shè)備的一般功能 外圍設(shè)備的分類外圍設(shè)備 外圍設(shè)備的一般功能 外圍設(shè)備的定義： 外圍設(shè)備 涉及到相當廣泛的計算機部件。 ? 　　外圍設(shè)備可分為 輸入設(shè)備 、 輸出設(shè)備 、 外存設(shè)備 、 數(shù)據(jù)通信設(shè)備 和 過程控制設(shè)備 幾大類，各類外設(shè)的工作模式、信息類型、處理速度和控制方式等都各自不同。 外圍設(shè)備　　 分辨率 ： 是指顯示器所能表示的像素個數(shù)。具有多種灰度級的黑白顯示器為多灰度級 黑白顯示器 。其存儲容量由圖像分辨率和灰度級決定。 ? 　　 光柵掃描 ： 是電視中采用的掃描方法。　　 視頻緩存器 VRAM：通常，待顯示字符的 ASCII代碼被存放在視頻緩存器 VRAM中，以備刷新。 字符顯示碼（字模碼）的讀出方法 ：字符發(fā)生器ROM的高位地址來自 VRAM的 ASCII代碼，低位地址來自光柵地址計數(shù)器的輸出 RA3—RA0 ，它依次給出這個字形點陣中的行地址。 （ ASCII碼為 8位 ） ? (2)已知： ROM中存放的是所有可顯示字符的字模碼（依題意，各字形為 88 點陣），故： ROM容量為 6488=512 字節(jié)?！　∵@種顯示器的優(yōu)點是分辨率高 (可達 40964096 個像素 )，顯示的曲線平滑。插補后的數(shù)據(jù) (像素信息 )存入刷存用于刷新顯示。以這種方式輸出的漢字是在設(shè)備可以畫點的圖形方式下實現(xiàn)的，因此常稱這種漢字為 圖形漢字 。由于數(shù)字化以后逐點存儲，因此圖像處理需要占用非常龐大的主存空間。監(jiān)視器只包括掃描、視頻放大等與顯示有關(guān)的電路及顯像管。 MDA是單色字符顯示適配器，采用 914 點陣的字符窗口， 滿屏顯示 80列 25 行字符，對應(yīng)分辨率為 720350 個像素。該模式除兼容 MDA， CGA， EGA， VGA的顯示方式外， 還支持 12801024 像素光柵，每像素點 24位顏色深度，刷新頻率可達 75MHz。其存儲容量取決于設(shè)定的顯示工作方式。 ?　　先進的顯示控制器具有圖形加速能力，這樣的控制器芯片稱為 AVGA芯片 。為此必須具有方便靈活的輸入手段，才能體現(xiàn) “ 交互式 ” 的優(yōu)越性。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。 ? 　　鼠標器是一種手持的坐標定位部件，有兩種類型。還有一種叫 “ 光機掃描鼓 ” 的專用設(shè)備，可以直接將紙上的圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像。 ?　　按印字原理分，分為 擊打式 和 非擊打式 兩大類。點陣針式打印機是利用打印鋼針組成的點針來表示字符。顯然點越多，印字 質(zhì)量越高。由于省去了空回車時間，使打印速度大大提高。主機將欲打印的字符通過接口送到緩存，在打印時序控制下，從緩存順序取出字符代碼，對字符代碼進行譯碼，得到字符發(fā)生器 ROM的地址，逐列取出字符點陣并驅(qū)動打印頭，形成字符點陣。隨著鼓的轉(zhuǎn)動，潛像部分將通過裝有碳粉盒的顯影器，使得具有字符信息的區(qū)域吸附上碳粉，達到顯影的目的。外圍設(shè)備 硬磁盤存儲設(shè)備 磁記錄原理與記錄方式 硬磁盤機的基本組成和分類 硬磁盤驅(qū)動器和控制器 磁盤上信息的分布 磁盤存儲器的技術(shù)指標外圍設(shè)備 磁記錄原理與記錄方式　　計算機的外存儲器又稱磁表面存儲設(shè)備。只要外加的正向脈沖電流 (即外加磁場 )幅度足夠大，那么在電流消失后磁感應(yīng)強度 B并不等于零，而是處在+Br狀態(tài) (正剩磁狀態(tài) )?！　≡诖疟砻娲鎯ζ髦校捎趯懭腚娏鞯姆?、相位、頻率變化不同，從而形成了不同的記錄方式 (見教材 P252 圖 711） 。不同處：記錄 “0” 時電流方向不變，只有遇到 1時才改變方向。這種記錄方式的優(yōu)點是記錄密度高，具有自同步能力。自同步能力的大小可以用最小磁化翻轉(zhuǎn)間隔與最大磁化翻轉(zhuǎn)間隔的比值 R來衡量。 在這個磁場作用下，載磁體就被磁化成相應(yīng)極性的磁化位或磁化元。當磁頭對載磁體作相對運動時，由于磁頭鐵芯中磁通的變化，使讀出線圈中感應(yīng)出相應(yīng)的電動勢 e，其值為　　負號表示感應(yīng)電勢的方向與磁通的變化方向相反。磁盤控制器包括控制邏輯與時序、數(shù)據(jù)并 串變換電路和串 并變換電路。 ? (2)固定磁頭磁盤機 特點是磁頭位置固定，磁盤的每一個磁道對應(yīng)一個磁頭，盤片不可更換。外圍設(shè)備 硬磁盤驅(qū)動器和控制器 ?　　磁盤驅(qū)動器 是一種精密的電子和機械裝置，因此各部件的加工安裝有嚴格的技術(shù)要求。外圍設(shè)備 磁盤上信息的分布　　盤片的上下兩面都能記錄信息，通常把磁盤片表面稱為 記錄面 。磁盤記錄面經(jīng)這樣編址后，就可用 n磁道 m扇區(qū) 的磁盤地址找到實際磁盤上與之相對應(yīng)的記錄區(qū)。 兩個扇標脈沖之間的一段磁道區(qū)域即為一個 扇區(qū) (一記錄塊 )。位密度是磁道單位長度上能記錄的二進制代碼位數(shù)， 單位為位 /英寸。目前， 達幾十 GB。傳輸率與存儲設(shè)備和主機接口邏輯有關(guān)。目前磁盤存儲器的數(shù)據(jù)傳輸率可達幾十兆字節(jié) /秒。 故： Dr=rN=403454B=13816 B/s?外圍設(shè)備 (4)采用定長數(shù)據(jù)塊格式，直接尋址的最小單位是一個記錄塊 (一個扇區(qū) )，每個記錄塊記錄固定字節(jié)數(shù)目的信息，在定長記錄的數(shù)據(jù)塊中，本例活動頭磁盤組的編址方式可用如下格式： ? (3)硬盤 是浮動磁頭讀寫，磁頭不接觸盤片； 軟盤 磁頭是接觸式讀寫。套內(nèi)有一層無紡布，用來防塵，消除靜電，保護盤面不受碰撞。盤片在出廠前都要進行 預(yù)格式化 ，即完 成軟分段工作。按記錄面和密度的不同， 8英寸軟盤有四種形式：單面單密度 (SS， SD)、 雙面單密度 (DS， SD)、 單面雙密度 (SS， DD)、 雙面雙密度 (DS，DD)， 雙密度軟盤上都標有 “2D” 或 “DD” 標記。 ?外圍設(shè)備　　每個扇區(qū)有 188個字節(jié)，其中真正的數(shù)據(jù)只有 128個 字節(jié)。因為通過對磁盤控制器編程，可以隨意指定每條磁道上的扇區(qū)數(shù)目和所采用的記錄格式，還可以調(diào)整間隙長度，改變磁盤地址的安排順序。 ? (4)寫數(shù)據(jù) 不僅將原始信息經(jīng)編碼后寫入磁盤，同時要寫上數(shù)據(jù)區(qū)標志， CRC校驗碼及間隙。 ? 　　 驅(qū)動器提供給控制器的信號有 ：讀出數(shù)據(jù)，寫保護 (表示盤片是否貼有寫保護標志 )、索引、 0號磁道 (表示磁頭正停在 0號磁道 )。按磁帶的記錄格式分類，有啟停式和數(shù)據(jù)流式。外圍設(shè)備 磁帶的記錄格式 　　 1/2英寸 9道啟停式磁帶是一種國際上通用的標準磁帶。在 9道帶中， 8位是數(shù)據(jù)磁道，存儲一個字節(jié) ，另一位是這一字節(jié)的奇偶校驗位，叫做橫向奇偶校驗碼。 求： ? (1)磁帶記錄密度每毫米多少字節(jié)； ? (2)數(shù)據(jù)傳輸率； ? (3)每個塊占磁帶長度； ? (4)整盤帶可容納的記錄條數(shù)； ? (5)讀出 160 000條記錄所需的時間。一張 CDROM盤片的存儲容重可達 600MB，相當于 400多張 盤片?？纱鎯?74分鐘按 MPEG1標準壓縮編碼的動態(tài)圖像信息。 外圍設(shè)備★ 重寫型光盤　　用戶可對這類光盤進行隨機寫入、擦除或重寫信息。 ? 　　無論是磁光盤還是相變盤，介質(zhì)材料發(fā)生的物理特性改變都是可逆變化，因此是可重寫的。 ?外圍設(shè)備 ?　　信息記錄的軌跡稱為 光道 。共有三種模式：模式 0規(guī)定數(shù)據(jù)區(qū)和校驗區(qū)的全部 2336個字節(jié)都是 0，這種扇區(qū)不用于記錄數(shù)據(jù)，而是用于光盤的導(dǎo)入?yún)^(qū)和導(dǎo)出區(qū)；模式 1規(guī)定 288字節(jié)的校驗區(qū)為 4字節(jié)的檢測碼 (EDC)、8字節(jié)的保留域 (未定義 )和 276字節(jié)的糾錯碼 (ECC)，這種扇區(qū)模式有 2048字節(jié)的數(shù)據(jù)并有很強的檢測和糾錯能力，適合于保存計算機的程序和數(shù)據(jù)；模式 2規(guī)定 288字節(jié)的檢驗區(qū)也用于存放數(shù)據(jù)，用于保存聲音、圖像等對誤碼率要求不高的數(shù)據(jù)。從性能價格比考慮， 16速的 CDROM驅(qū)動器較為適宜，其數(shù)據(jù)傳輸率為 2400KB/s，已是軟驅(qū)的4—8 倍。外圍設(shè)備本章小結(jié) 1. 外圍設(shè)備大體分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、外存設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、過程控制設(shè)備五大類。 ? 5. 硬磁盤按盤片結(jié)構(gòu)分為可換盤片式、固定盤片式兩種，磁頭也分為可移動磁頭和固定磁頭兩種。 ?外圍設(shè)備 7. 光盤是近年發(fā)展起來的一種外存設(shè)備，是多媒體計算機不可缺少的設(shè)備。 (2)一次型光盤：用戶可在這種光盤上記錄信息，但只能寫一次，寫后的信息不能再改變，只能讀。 ? 外圍設(shè)備 5. 軟磁盤與硬磁盤的存儲原理與記錄方式基本相同，但在結(jié)構(gòu)和性能上存在較大差別。 2. 不同的 CRT顯示標準所支持的最大分辨率和顏色數(shù)目是不同的。一般選擇 256KB的 CDROM驅(qū)動器。計算模式 1和模式 2情況下光盤存儲容量是多少 ??【解】： 扇區(qū)總數(shù) =606075=270000( 扇區(qū) ) 模式 1存放計算機程序和數(shù)據(jù)，其存儲容量為： 2700002048/1024/1024=527MB ? 模式 2存放聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)，其存儲容量為： 2700002336/1024/1024=601MB ?外圍設(shè)備 CDROM驅(qū)動器及其接口　　 CDROM驅(qū)動器有 內(nèi)置式 和 外置式 兩種。扇區(qū)的結(jié)構(gòu)如圖：　　光盤扇區(qū)分為 4個區(qū)域。只讀型光盤系統(tǒng)的原理：　　即光盤上的信息以坑點形式分布，有坑點表示為 “1” ，無坑點表示為 “0” ，一系列的坑點 (存儲元 )形成信息記錄道。利用熱磁效應(yīng)寫入數(shù)據(jù)：當激光束將磁光介質(zhì)上的記錄點加熱到居里點溫度 以上時，外加磁場作用改變記錄點的磁化方向，而不同的磁化方向可表示數(shù)字 “0” 和 “1” 。單記錄層容量為 ，可存儲 135分鐘按MPEG2標準壓縮編碼的相當于高清晰度電視的視頻圖像信息和音頻信息。 ? 　　按讀寫性質(zhì)來分，光盤分為 只讀型、一次型、重寫型 三類。v ，已知 v=3m/s,d=246B/mm，則數(shù)據(jù)傳輸率 c=246B/mm31000mm/s=738 千字節(jié) /s (3) 每塊所占磁帶長度包括兩部分：一是記錄一塊數(shù)據(jù)的長度，二是塊間間隔。 ?外圍設(shè)備　　 1/4英寸盒式數(shù)據(jù)流磁帶也是一種通用的標準磁帶。標記用一塊矩形金屬反光薄膜制成，光電檢測元件可得到這兩個標記，表示記錄的開始和結(jié)束，磁帶上留有間隙 G( )或 g()，后者為數(shù)據(jù)塊間的間隙，它們?nèi)Q于磁帶機的快啟停性能。因此要求磁帶機在結(jié)構(gòu)和電路上采取相應(yīng)措施，以保證磁帶以一定的速度平衡地運動和快速啟停?！　∮嬎銠C系統(tǒng)中多采用 1/2英寸開盤磁帶和 1/4英寸盒式磁帶，它們是標準磁帶。 ? (5)初始化 在盤片上寫格式化信息，對每個磁道劃分扇區(qū)。外圍設(shè)備 軟磁盤驅(qū)動器和控制器　　軟盤驅(qū)動器 主要由驅(qū)動機構(gòu)、磁頭及定位機構(gòu)、讀寫電路組成。在扇區(qū)與扇區(qū)之間，扇區(qū)