【正文】 常用的打印機包括針式打印機、噴墨打印機和激光打印機三種，其價格逐漸增加，但打印質量也逐漸增強。（2）打印機。球面CRT顯示器、純平CRT顯示器和液晶顯示器。PC機顯示器由監(jiān)視器和顯示控制卡兩部分組成。（1）顯示器。 輸出設備輸出設備用以將計算機處理后的結果信息，轉換成外界能夠識別和使用的數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音及電壓等信息形式。（7）視頻輸入設備。信息處理技術員://（6）聲音輸入設備。成像芯片是數(shù)碼相機的核心，常用的成像芯片有CCD和CMOS兩種。又稱數(shù)字相機，是一種介于傳統(tǒng)相機和掃描儀之間的產(chǎn)品，它不需要膠卷和暗房，就能直接將二維/三維景物進行數(shù)字化。掃描儀的性能指標，包括分辨率、色彩位數(shù)、感光器件、掃描幅面和與主機的接口等。按掃描儀處理對象分，有反射式和投射式兩種。一種將原稿（圖片、照片、底片及書稿）輸入計算機的設備。電容觸控式使用手指和筆都能操作，使用方便，性能穩(wěn)定。電阻式分辨率低、穩(wěn)定性差。另一部分是在基板上寫字的”筆“.用戶用筆在基板上寫字、畫畫，可以完成信息的輸入工作，用筆在基板上控制鼠標箭頭，則可以完成相關的命令操作。（3）筆輸入設備。鼠標的主要技術指標是分辨率，用dpi（dot per inch）表示，它指鼠標每移動一英寸時光標在屏幕上所通過的像素數(shù)目，分辨率越高，性能就越好。信息處理技術員://（2）鼠標。按鍵的結構可分為觸點式（機械式）和無觸點式（電容式）兩大類，早期鍵盤都屬于機械式，手感差、手指易疲勞、鍵盤磨損快、故障率高，現(xiàn)已不多見。通過鍵盤可以將字母、數(shù)字等信息輸入到計算機中，控制計算機執(zhí)行相關的操作。主要包括鍵盤、鼠標、筆輸入設備、掃描儀、數(shù)碼相機、聲音輸入設備及視頻輸入設備等?？梢苑譃槌绦蚩刂艻/O接口、程序中斷I/O接口和直接存儲器存?。―MA）接口。通過這種一問一答的方式逐步完成信息的交換，其中從”請求“到”回答“之間的時間由完成操作所需的實際時間來決定，與CPU的時鐘節(jié)拍無關。連接在總線上的任何兩個設備均可交換信息，其中，負責控制和支配總線控制權的設備叫主設備，和主設備交換信息的設備叫從設備。②異步接口。CPU與接口之間，接口與外設之間的數(shù)據(jù)交換都由CPU控制節(jié)拍的協(xié)調(diào)，與CPU的節(jié)拍同步。（2）按操作的節(jié)拍分類。在接口與I/O設備之間按照每次傳送一位的方式進行數(shù)據(jù)傳遞，該接口必須設置具有移位功能的數(shù)據(jù)緩沖器，以便實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的并串轉換。一般當I/O設備本身是按照并行方式工作，并且主機與外部設備之間距離較近時，選用并行接口。①并行接口。接口的類型取決于I/O設備的類型、I/O設備對接口的要求和CPU與I/O接口之間信息交換的方式等因素。此外，為了支持接口邏輯，系統(tǒng)要設置總線收發(fā)器增加總線驅動能力。因此，在邏輯結構上分為兩部分，一部分與CPU相連接，這部分面向主機的邏輯是標準的邏輯，不同的接口差異不是很大。圖19 I/O接口的基本組成圖19是接口電路的基本結構框圖。信息處理技術員://（4）內(nèi)部定時與控制邏輯。（3）狀態(tài)寄存器。用于存放處理器發(fā)過來的控制命令和其它信息，以確定接口電路的工作方式和功能。利用這種寄存器，可以在高速工作的CPU和慢速工作的外設之間起協(xié)調(diào)、緩沖和控制作用。（1）數(shù)據(jù)緩沖寄存器。主要包括向處理器申請中斷，向處理器發(fā)出中斷類型號，中斷優(yōu)先權的管理等。在信號電平相同的情況下，若總線負載能力不足，需經(jīng)過接口電路增強總線的驅動能力達到負載匹配，系統(tǒng)才能正常工作?？偩€信號電平通常是與TTL兼容的，而外設的I/O信號有TTL電平和其它規(guī)格電平。因此每個接口電路都有一個專門的設備選擇電路和中斷控制線路。（4）實現(xiàn)主機與外部設備之間的通信聯(lián)絡控制。在接口線路中設置設備和接口狀態(tài)寄存器，CPU可以通過讀取其內(nèi)容了解外部設備和接口線路的工作狀態(tài)，調(diào)整對外部設備及數(shù)據(jù)接口的指令。在接口電路中，一般設置幾個數(shù)據(jù)緩沖寄存器，從而使接口具備一定的緩沖存儲能力，以補償各種設備在速度上與CPU的差異。不同類型的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過轉換過程才能被對方識別和接收。 I/O接口管理CPU與I/O設備進行數(shù)據(jù)交換時往往存在速度、時序、信息格式和信息類型的不匹配，接口的作用是彌補這些不匹配，所以必須具備下述功能。為了使所有的外部設備能夠兼容，并能在一起工作，通常在總線和每個外部設備的設備控制器之間使用一個適配器（接口）電路，從而保證外部設備用計算機系統(tǒng)特性所要求的形式發(fā)送和接收信息。外部設備有自己的設備控制器，它一方面通過接口接收CPU傳送的信息，并把這些信息傳送到設備?；趯懟胤ㄓ纸Y合了寫直達法，寫命中和未命中時處理與寫回法基本相同，只是第一次寫命中時還需要同時寫入主存， 常用I/O接口與設備在計算機系統(tǒng)中，”接口“是指中央處理器（CPU）、內(nèi)存和外部設備，兩種外部設備間或兩種機器之間通過總線連接的邏輯部件。這種方式減少了主存訪問次數(shù)，還可以保證數(shù)據(jù)一致性，使用范圍比較廣。（2）寫回法。（1）寫直達法。把一組中近期最少使用的字塊替換出去，需要較多的硬件資源，記錄的信息量也比較多，平均命中率比FIFO和LFU要高。將迄今為止使用次數(shù)最少的字塊作為被替換的舊塊，需要較多硬件資源，效果比FIFO略好。把一組中最先調(diào)入Cache中的字塊替換出去，實現(xiàn)容易，開銷小，缺點是此策略效果不佳。全相聯(lián)映射和組相聯(lián)映射則存在多中選一的情況，常用下述替換策略。每一次訪問Cache都有”命中“或”不命中“兩種可能性，如果”不命中“的話，必須采用適當?shù)奶鎿Q策略，用新塊替換Cache中的舊塊。讓主存各區(qū)某組中的任何一塊，均可直接映射到Cache中對應組的任何一塊位置上，即組間采取直接映射，而組內(nèi)采取全相聯(lián)映射。（3）組相聯(lián)映射方式。允許主存中任意一個塊映射到Cache存儲器的任何一個字塊位置上，也允許從已被占滿的Cache存儲器中替換出任何一個舊塊，當訪問一個塊中的數(shù)據(jù)時，塊地址要與Cache塊表中的所有地址標記進行比較以確定是否命中，調(diào)入數(shù)據(jù)塊時，替換策略也比較復雜。這種方式塊沖突概率最高，空間利用率最低。（1）直接映射方式。這樣當CPU訪問內(nèi)存時，它所給出的一個字的內(nèi)存地址就會自動轉換成Cache的地址。當比較結果不相等時，說明需要的數(shù)據(jù)尚未調(diào)入Cache,稱為”未命中“.則CPU需要對主存操作，那么就要把該數(shù)據(jù)所在的整個字塊從主存一次調(diào)入Cache中。當CPU發(fā)出讀請求時，Cache 控制器將來自CPU的數(shù)據(jù)讀/寫請求轉向Cache存儲器，將主存地址的m位于Cache塊中的標記在地址變換機構中相比較，根據(jù)其比較結果是否相等而分成兩種情況。圖18 Cache存儲系統(tǒng)基本結構 信息處理技術員://管理”主存Cache“存儲體系的部件稱為Cache控制器，如圖18所示。根據(jù)程序訪問的局部性原理，可以在主存和CPU之間設置一個高速的、容量相對較小的存儲器，如果當前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)存放在這個存儲器中，當程序運行時，不必從主存中取指令和數(shù)據(jù)，只需訪問這個高速存儲器，以提高程序運行速度。時間局部性是指如果一個信息項正在被訪問，那么在近期它很可能還會被再次訪問。這種對局部范圍的存儲器地址頻繁訪問，而對此范圍之外的地址單元則訪問甚少的現(xiàn)象就稱為程序訪問的局部性原理。數(shù)字光盤誕生以來，出現(xiàn)了多種廠商標準和國際標準，主要的規(guī)范及格式，包括CDDA、CDROM、CDI、CDR、VCD、DVD、藍光光盤和HDDVD等。可擦寫型主要是采用狀態(tài)可逆的存儲介質，分為磁光型和相變型兩種。（7）存取時間為100~500ms,數(shù)據(jù)存取速率比磁盤略低，基本速率（單倍速）、只寫一次型和可擦寫型。（5）存儲密度高，體積小，能自由更換盤片。（3）可長期（60100年）保存信息。相對硬盤而言，光盤存儲技術有下述特點：（1）記錄密度高、存儲容量大。有兩個磁盤驅動器存放檢、糾錯碼，具有很高的數(shù)據(jù)有效性和可靠性。一個磁盤上既有數(shù)據(jù)，又有校驗信息，從而解決了多盤爭用校驗盤的問題。③，使用一個校驗盤，并且可獨立傳輸。①、位交叉技術。一旦工作盤出錯，鏡像盤就投入使用，并用其恢復工作盤。缺點是當陣列中的一個驅動器出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)也癱瘓。常用的RAID系統(tǒng)包括下述幾種。RAID把多臺小型的磁盤存儲器（或光盤存儲器）按一定的條件組織成同步化的陣列，利用類似于存儲器中的多體交叉技術，將數(shù)據(jù)展開存儲在多臺盤上，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸?，并用冗余技術提高了可靠性。硬盤出廠后必須經(jīng)過格式化才能使用，由于硬盤容量大，可以分成若干個區(qū)，供不同操作系統(tǒng)使用，所以硬盤格式化比軟盤格式化要復雜得多，硬盤格式化需要經(jīng)過下述三個步驟。SCSI是廣泛應用于小型機上的高速接口，光纖通道是專門為網(wǎng)絡系統(tǒng)設計的接口，二者都不是專門為硬盤設計的接口。常用的硬盤接口分為IDE、SCSI、光纖通道和SATA四種。硬盤接口是硬盤與主機系統(tǒng)間的連接部件，用于硬盤緩存和主機內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸。為了減少出錯率，需要采用校驗碼。（8）誤碼率。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率主要由主軸的轉速來決定。（7）數(shù)據(jù)傳輸率。在硬盤內(nèi)部讀寫電路與接口之間設置一個緩沖存儲區(qū)，可以解決二者速度不匹配的問題，從整體上提高硬盤讀寫速度。近似等于平均尋區(qū)時間和尋道時間之和。又稱為查找時間，指的是磁頭找到目的磁道需要的時間，它由磁盤存儲器的性能來決定，一般都在10ms以下。主軸轉速快，磁頭達到目的扇區(qū)的速度就快。（3）主軸轉速。（2）硬盤容量。記錄密度分為道密度和位密度，道密度Di是徑向單位長度的磁道數(shù)，在數(shù)值上等于磁道距P的倒數(shù)。評價硬盤性能好壞，主要參照下述指標。磁道還可以分成若干個扇區(qū)，每個扇區(qū)存放一定的數(shù)據(jù)塊。在每個盤片上，磁介質均勻地分布在一些同心圓上，形成一個盤面的磁道。后者較硬，稱為硬盤。磁盤是一些圓片形的磁表面介質存儲器，其基體可以是聚酯薄膜，也可以是鋁合金。（4）調(diào)頻制（FM或FD）。當記錄連續(xù)的0或1時，信號交界處也要翻轉一次。寫每個1時，寫電流由正向負跳變一次。（3）調(diào)相制（PE或PM）。在記錄信息時，磁頭線圈中總是有電流，不是正向電流，就是反向電流，不需要磁化電流回到無電流的狀態(tài)。這種方式記錄密度低，抗干擾能力差。用寫電流的正脈沖表示1,負脈沖表示0,磁層在記錄1時由無磁性狀態(tài)轉變?yōu)槟硞€方向上的磁化狀態(tài)，記錄0時從未磁化狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环较虻拇呕癄顟B(tài)。若寫線圈中沒有脈沖電流，那么存儲元中的剩磁由于電磁感應原理，可以在讀線圈中感應出脈沖電流，從而完成讀操作。磁盤、磁帶都是磁表面存儲器，其信息存儲于涂覆在載體表面、~5左右的信息處理技術員://磁層中。對輔存的基本要求，是容量大、成本低、可以脫機保存信息。通常用MTBF來衡量。（4）信息的可靠保存性、非易失性和可更換性。③主存帶寬。②存取周期。①訪問時間。（3）存取速度。（2）容量。（1）每位成本。（4）XDR ，是RDRAM的改進，主要采用了改進的串行模塊架構、8倍數(shù)據(jù)傳輸率和FlexPhase技術等的新技術。（2）DDR ，它使用了延時鎖定電路，在時鐘脈沖的上升沿和下降沿都能讀出數(shù)據(jù)，速度在同樣的時鐘頻率條件下是SDRAM的兩倍。管理這些時序關系的電路就稱為時序電路。由于每條地址線上都掛有許多存儲元電路，為能對它們進行有效驅動，在譯碼器輸出端每條字線上都要加一個驅動器。常用擴展方式包括字擴展方式、位擴展方式和段擴展方式等。主存儲器主要由存儲體、地址譯碼驅動電路、讀寫電路和時序控制電路等組成。PROM一經(jīng)寫好，存有”0“的位置就不可再改為”1“.③,是一種可改寫的ROM,目前用得較多的是浮動雪崩注入型MOS管。根據(jù)其物理特性可把ROM分為以下幾類：①（掩模型只讀存儲器），它采用二次光刻掩模工藝一次制成，制信息處理技術員://成后其內(nèi)容不可改變。（2）ROM記憶元件。二者的區(qū)別，是SRAM利用開關特性進行記憶，只要電源有電，它總能保持兩個穩(wěn)定狀態(tài)中的一個狀態(tài)。RAM要求元件具有如下記憶特性：有兩種穩(wěn)定狀態(tài)；在外部信號的激勵下，兩種穩(wěn)定狀態(tài)能進行無限次相互轉換；在外部信號的激勵下，能讀出兩種穩(wěn)定狀態(tài)；可靠地存儲。前者既可以在線存（寫）又可以在線?。ㄗx），后者只能在線?。ㄗx）。該層次工作時由輔助的軟硬件來實現(xiàn)，對所有程序員都是透明的。由主存和輔存構成，它緩解了存儲器大容量與低成本之間的矛盾。該層次工作時完全由輔助硬件來實現(xiàn)，對所有程序員都是透明的。由Cache和主存構成，它緩解了主存和CPU速度的矛盾。圖17 三級存儲系統(tǒng) 信息處理技術員://該存儲系統(tǒng)存在下述兩個存儲層次。所以，必須從存儲系統(tǒng)結構方面采取措施，即采用多種不同類型的存儲器組成存儲系統(tǒng)。我們所需要的理想存儲器，其速度要和半導體存儲器相當，容量要和磁存儲器、光存儲器相當。半導體存儲器速度快，但容量不可能很大，且成本較高。 存儲體系存儲介質是指用來制作存儲信息的物質。②每條子過程執(zhí)行完畢，由于該裝置已空閑，即可接收下一條指令中同樣的子過程來執(zhí)行。例如，通常把指令的執(zhí)行過程分為取指、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行四個子過程，分別由取指、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行四個裝置來執(zhí)行，這四個裝置彼此可以并發(fā)執(zhí)行，如表15所示。（3）流水線方式。②相鄰兩條指令的某些操作可以同時進行。該方式通常有超前取指、超前指令譯碼、超前尋址和取操作數(shù)等操作。（2）超前執(zhí)行方式。②一條指令的三個執(zhí)行步驟（取指、譯碼、執(zhí)行）也是順序地串行執(zhí)行。當前指令執(zhí)行結束后，再對下一條指令進行取指、分析和執(zhí)行，如此循環(huán)執(zhí)行下去，直到程序執(zhí)行完畢。常用的指令方式包括下述三種：（1）順序執(zhí)行方式。（3）執(zhí)行。指令的操作碼經(jīng)指令譯碼器譯碼后，給CPU的相應的寄存器和其它部件發(fā)出一系列控制信號。（1）取指。在實際應用中，應該根據(jù)不同編址和尋址方式的特點，結合具體問題來分析，選擇合適的編址和尋址方式。指令尋址方式有順序尋址方式和跳躍尋址方式兩種。如果采用字編制方式，那么地址碼位數(shù)就短些，但對字符操作就比較困難。在主存容量相同的條件下，不同編址方式對應的地址碼位數(shù)不同。編址方式是對寄存器、主存儲器及輸入/輸出設備等進行編址的方式。多字長指令可以提供足夠多