C.激光打印机 D。绘图机 二、填空题
1.按功能分类,外部设备大不致可分为(输入设备)、(输出设备)、(数据通信设备)、(外存设备)和(过程通信设备)五类
2.按照工作原理,打印机可分为(机打)式和(非机打)式两大类,激光打印机和喷墨打印机均属于后者
3.鼠标器主要有(机械)式和(光电)式,后者需要特制的网格板与鼠标配合使用。 三、简答题
1.非编码键盘有几种常见的扫描方法?简要介绍这几种扫描方法? 答:非编码键盘是由软件完成键盘识别功能的,它利用简单的硬件和一套专用键盘编码程序来识别按键的位置,然后由CPU将位置码通过查表程序转换成相应的编码信息。非编码键盘的速度较低,但结构简单的,并且通过软件能为某些键的重定义提供很大的方便。
2.什么是激光打印机?它由哪几部分组成?是怎样实现打印的?
答:激光打印机是精密机械系统,它利用光、电、热的物理、化学原理通过相互作用输出文字或图像,这些复杂的过程都由一个电子控制系统来实现,称为电子显像系统。
激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成,其 作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上,之后扫描到感光体上。感光体与 照相机构组成电子照相转印系统,把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上,其原理与复 印机相同。激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。它的机 型不 同,打印功能也有区别,但工作原理基本相同,都要经过:充电、曝光、显影、转印、消电 、清洁、定影七道工序,其中有五道工序是围绕感光鼓进行的。当把要打印的文本或图像输 入到计算机中,通过计算机软件对其进行预处理。然后由打印机驱动程序转换成打印机可以 识别的打印命令(打印机语言)送到高频驱动电路,以控制激光发射器的开与关,形成点阵 激光束,再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光,纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。
感光鼓是一个光敏器件,有受光导通的特性。表面的光导涂层在扫描曝光前,由充电辊充上均匀电荷。当激光束以点阵形式扫射到感光鼓上时,被扫描的点因曝光而导通,电荷由导电基对地迅速释放。没有曝光的点仍然维持原有电荷,这样在感光鼓表面就形成了一幅电位差潜像(静电潜像),当带有静电潜像的感光鼓旋转到载有墨粉磁辊的位置时,带相反电荷的墨粉被吸附到感光鼓表面形成了墨粉图像。
当载有墨粉图像的感光鼓继续旋转,到达图像转移装置时,一张打印纸也同时被送到感光鼓与图像转移装置的中间,此时图像转移装置在打印纸背面施放一个强电压,将感光鼓上的墨粉像吸引到打印纸上,再将载有墨粉图像的打印纸上送入高温定影装置加温、加压热熔,墨粉熔化后浸入到打印纸中,最后输出的就是打印好的文本或图像。
3.CRT显示器由哪几部分组成?它是怎样工作的?
答:CRT显示器(学名为“阴极射线显像管”)是就是这样一种装置,它主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。其中我们印象最深的肯定是玻璃外壳,也可以叫做荧光屏,因为它的内表面可以显示丰富的色彩图像和清晰的文字。
显示器是一种复杂的设备,其扩展性和可靠性也十分惊人,在这一方面,电子控制起了很大的作用,任何机械都会有磨损,唯有用电子元件才能延长寿命,甚至能适应数千小时的工作。电子枪是显像管的核心,它发出的电子束击中光敏材料(荧光屏),刺激荧光粉就能产生图像。实际上,电子枪和大体积、功率强劲的二极管没有什么区别,其原理也适用于电视机和示波器。 1、生成图像
CRT分为几个部分:Deflection Coil(偏转线圈)用于电子枪发射器的定位,它能够产生一个强磁场,通过改变强度来移动电子枪。线圈偏转的角度有限,当电子束传播到一个平坦的表面时,能量会轻微地偏移目标,仅有部分荧光粉被击中,四边的图像都会产生弯曲现象。为了解决这个问题,显示器生产厂把显像管制造成球形,让荧光粉充分地接受到能量,缺点是屏幕将变得弯曲。电子束射击由左至右,由上至下的过程称为刷新,不断重复地刷新能保持图像的持续性。
2、混合颜色
旧式的显示器只有单一的电子枪,仅能产生黑白两种颜色,即是传说中的Monochrome Monitor(单色显示器)。新一代显示器有三只电子枪,每个电子枪都有独立的偏转线圈,分别发出RGB(Red、Blue、Green,红、蓝、绿)三束光线,混合光线可以产生1600万种颜色,或者说真彩色。某些显示器能用一个电子枪发出三束光线,经过混合亦能生成其它颜色。生成彩色图像电子枪要扫描屏幕三次,其过程比黑白图像复杂得多。 3、回转变压器(Flyback Transformer) 回转变压器类似发动机点火线圈,在特定时间发出一个低能量信号给回转磁线圈,并生成磁场。当低能量源关闭后,磁线圈的能量转移到高能量输出中,最后传到电子枪发出电子束。依照CRT尺寸的不同,产生的能量也各有差异,通常在10000伏至50000伏之间。当电子枪完成一条线的扫描后,回转变压器会放出能量,关闭电子枪并消去磁场,强制光束发到屏幕的其它位置,就能画出下一条线。在显示器开启时,不要直接触摸CRT,它带有上万伏的电压,你会被击伤并导致死亡。 4、垂直和水平同步
垂直和水平是CRT中两个基本的同步信号,水平同步信号决定了CRT画出一条横越屏幕线的时间,垂直同步信号决定了CRT从屏幕顶部画到底部,再返回原始位置的时间,垂直同步也可以称为刷新率。显卡把这两个参数提供给显示器,显示器用它们来驱动内部振荡电路,确定显示器与当前显卡的设置相同。标准电视机的水平同步信号=512线×30帧/秒=15.75kHz,显示器的水平同步信号可任意调节,幅度在15.75kHz-95Khz之间。把水平同步信号反转能够得出扫描一条线的时间,即1/17.75Khz=63.5微秒。在垂直折回脉冲使电子枪关闭后,电子枪会返回原来位置,电视机扫描一帧图像要返回525次。因为CRT的频繁开关和扫描切换,在屏幕上实际表现出来的线数比525要少一些,约为428-399条线。 5、交错和非交错
还记得motion blur(模糊移动)这个新型3D特效吗?它从电视机诞生起已经开始应用了,能使我们见到低帧数(30fps)的影像平滑过渡。显示器表现的是静态画面,并以连续的画面来组成动画,由于电脑画面是随机的,无法预先录制,在玩3D游戏时就会感到画面的过渡出现停顿感。为了追求显示画面的速度,需要采用的二种不同扫描方式。电视机采用的是交错(Interlace)扫描,机器本身刷新速度不足,每一帧都要刷新两次,由于人眼的视觉暂停原理,会感到画面是连续播入的,缺点是人眼能发现两次刷新的不同,感到屏幕有闪烁,长时间观看容易使眼睛疲劳。显示器的隔行扫描与之相近,但有少许不同。
电视机能稳定运行在30Hz,或30帧/秒,但早期CRT并不能保持刷新率不变,磁偏转线圈常常影响着电子束的发射,有时还会减弱电子束,以及荧光粉的发热时间的限制,导致上半部分屏幕比下半部分屏幕更亮,所以我们不能再沿用电视机的技术,必须有所突破。后来,人们采用了分线刷新的方法,第一次扫奇数行、第二次扫偶数行,缺点是每做一样工作要刷新两个周期,显示器的反应较慢,当然,画面闪烁是少不了的。不过,也因此而增加了显示器的刷新速度,以30fps的频率实现60fps图像亦变为可能,避免了显像管负荷过重而烧毁。幸运的是,在荧光粉发热时间和稳定性增加,以及电子枪得到重大改进的今天,上述发生早期CRT应用的问题亦不复再现。要提醒大家一句,荧光粉的寿命有限,不要把显示器调得过亮,能量过大不仅会产生画面模糊(鬼影),还会加速显像管的老化。
当技术发展到一定阶段,提高垂直同步信号变得不再困难,屏幕可以连续进行刷新,即non-interlaced(非交错)扫描,既能保证显示的速度,又能保持画面的稳定性,是新型显示器必备的功能。 6、金属隔板技术
点状阴罩(Shadow Masks)指电子枪和荧光屏之间放置一个金属隔板,上面有许多小洞让电子通过。其作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的点,分离显示器的色彩。在阴罩技术方面,有两点最重要:一是如何使用更薄的金属来制造隔板,并缩小点与点之间的位置(Dot Pitch,点距),让它与屏幕上的点一一对应;二是如何修正电子束的颜色,让它更符合要求。
阴罩的主要缺点是金属板会随着能量的变化而产生弯曲,特别是在高亮度的情况下,需要更多的能量来战胜阴罩的阻抗,弯曲会更加严重。金属板变形使电子束偏离原定目标,显示的画面会模糊不清。为此,人们只好不断寻找合适制造阴罩的金属,目前效果最好的是INVAR(不胀铜),它是镍/铁合金,膨胀率几乎为零。阴罩的第二个缺点是屏幕弯曲会产生刺眼的眩光,用AGC(Anti Glare Coatings,防眩光涂层)能解决这个问题。
Aperture Grills(栅条式金属板)的原理和阴罩差不多,只是圆孔换成了垂直的栅条,增加了电子束的穿透率。由于栅条是垂直的,可以使用柱面显像管,在垂直方向实现完全平面。缺点是金属板过热会导致栅条间隔变小,显示图像模糊。除此之外,栅条的微小振动也会导致画面颤抖。Sony的Trinitron(特丽珑)采用了两条水平金属线来固定栅条的位置,虽然在高亮度时可以见到约隐约现的金属线,但并不影响画面的完整。
slot mask(槽状阴罩)是NEC和Panasonic开发的新技术,它结合了传统阴罩和栅条金属板的优点,以重直长方形栅条代替了旧式的圆点,增加了电子束的穿透率。不过,它仍然无法避免金属板的变形,唯有沿用原有的球状显像管。另外,槽的形状还要尽量接近电子束的外形,防止荧光粉受到过多的能量照射。
4.液晶显示器有哪几类?简要介绍它们的工作原理?
答:常见的液晶显示器分为TN—LCD、STN—LCD、DSTN—LCD和TFT—LCD四种,其中前三种基本的显示原理都相同,只是分子排列顺序不同而已;而TFT—LCD采用的是与TN系列LCD截然不同的工作原理。目前电脑上采用的都是这种液晶显示器。其工作原理是采用两夹层,中间填充液晶分子,夹层上部为FET晶体管。夹层下部为共同电板,在光源设计上要用“背透式”照射方式,在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时由下而上透出借助液晶分子传导光线,透过FET晶体管层,晶体分子会扭转排列方向产生透光现象,影像透过光线显示的屏幕上,到下一次产生通电之后分子的排列顺序又会改变,再显示出不同影像。 5.LCD与CRT有什么不同?
答:虽然产品购造和显示原理都不尽相同,液晶显示器(LCD) 和传统显示器(CRT)的共同目的都是达到优良的显示效果,现在我们对CRT和TFT液晶显示器作一比较。 结构和产品体积:传统的CRT型显示器必须通过电子枪发射电子束到屏幕,因而显像管的管就不能太短,当屏幕增大时也必须加大体积,TFT则通过显示屏上的电子板来改变分子状态,以达到显示目的,即使屏幕加大,它只需将水平面积增大即可,而体积却不会有很大增加,而且要比CRT显示器轻很多,同时TFT由于功耗只用于电板和驱动IC上,因而耗电量较小。 辐射和电磁干扰:传统的显示器由于采用电子枪发射电子束打到屏幕产生辐射源。虽然现在有一些先进的技术可将辐射降到最小,但仍然不能完全根除。TFT液晶显示器则不必担心这一点。至于电磁波的干扰,TFT液晶显示器只有来自驱动电路的少量电磁波,只要将外壳严格密封就可使电磁波不外泄,而CRT显示器为了散热不得不在机体上打出散热孔,所以必定会产生电磁干扰。
屏幕平坦度和分辩率:TFT液晶一开始就采用纯平面的玻璃板,所以平坦度要比大多数CRT显示器好得多,当然现在有了纯平面的CRT彩显。在分辨率上,TFT却远不如CRT显示器,虽然从理论上讲它可提供更高的分辩率,但事实却不是这样。
显示效果:传统CRT显示器是通过电子枪打击荧光粉因而显示的亮度比液晶的透光式显示要好得多,在可视角度上CRT也要比TFT好一些,在显示反映速度上,CRT与TFT相差无几。
第九章 输入\\输出系统
一、选择题
1.在关断状态,不可响的中断是 C 。 A.硬件中断 B.软件中断 C.可屏蔽中断 D.不可屏蔽中断 2.禁止中断的功能可以由 B 来完成。
A.中断触发器 B.中断允许触发器 C.中断屏蔽触发器 D.中断禁止触发器 3.有关中断的论述不正确的是 A 。
A.CPU及I/O设备可实现并行工作,但设备之间不可并行工作 B.可以实现多道程序、分时操作、实时操作等
C.对高速外设(如磁盘)采用中断可能引起数据丢失 D.计算机的中断源可来自主机,也可来自外设 4.以下论述正确的是 D 。
A.CPU响应中断期间仍执行原程序
B.在中断过程中,若双有中断源泉提出中断,CPU立即响应 C.在中断响应中,保护断点、保护现场应由用户编程完成 D.在中断响应中,保护断点是由中断响应自动完成的 5.中断系统是由 C 实现的。
A.仅用硬件 B.仅用软件 C.软、硬件结合 D.以上都不对
6.在中断响应过程中,保护乘虚计数器PC的作用是 B 。 A.使CPU能找到中断处理程序的入口地址
B.使中断返回时,能回到断点处继续原程序的执行 C.CPU和外围设备并行工作 D.为了实现中断嵌套
7.在统一编址方式下,下面的说法 C 是对的。 A.一个具体地址只能对应输入/输出设备 B.一个具体地址只能对应内存单元
C.一个具体地址既可对应输入/输出设备又可对应内存单元 D.一个具体地址只对应I/O设备或者只对应内存单元
8.在独立编址方式下,存储单元和I/O设备是靠 D 来区分的。 A.不同的地址代码 B.不同的地址总线 C.不同的指令或不同的控制信号 D.上述都不对 9.下面论述正确的是 A 。
A.具有专门输入/输出指令的计算机外设可以单独编址 B.统一编址方式下,不可访问外设
C.访问存储器的指令,只能访问存储器,不能访问外设 D.只有输入/输出指令才可以访问外设
10.I/O接口中数据缓冲器的作用是 A 。 A.用来暂存外围设备和CPU之间传送的数据 B.用来暂存外围设备的状态 C.用来暂存外围设备的地址 D.以上都不是
11.中断向量是 B 。 A.子程序入口地址
B.中断服务例行程序入口地址
C.中断服务例行程序入口地址的指示器 D.中断返回地址
12.中断允许触发器用来控制 C。
A.外设提出中断请求 B.响应中断
C.开放或关闭中断系统 D.正在进行中断处理 13.下面情况下,可能不发生中断请求的是 B 。 A.DMA操作结束 B.一条指令执行完毕 C.机器出现故障 D.执行“软中断”指令
14.微型机系统中,主机和高速硬盘进行数据交换一般采用 B 方式。 A.程序中断控制 B.直接存储器存取(DMA) C.程序直接控制 D.通道控制
15.常用于大型计算机的控制方式是 C 。 A.程序查询方式 B.中断方式 C.DMA方式 D.通道方式
16.数组多路通道数据的传送是以 C 。 A.字节 B.字 C.数据块 D.位 17.字节多路通道可适用于 A 。
A.高速传送数据块 B.多台低速和中速I/O设备 C.多台高速I/O设备 D.单台高速I/O设备
18.选择通道上可连接若干设备,其数据传送是以 A 为单位进行的。 A.字节 B.数据块 C.字 D.位
19.CPU对通道的请求形式是 C 。 A.自陷 B.中断 C.通道命令 D.I/O设备 20.通道程序是由 D 组成。
A.I/O指令 B.通道指令(通道控制字) C.通道状态字 D.以上都是 二、填空题
1.每一种外设都是在它自己的 设备控制器 控制下进行工作,而①则通过 主机 和 适配器 相连并受控制。 2.在微型计算机中,实现输入/输出数据传送的方式分为程序直接控制方式、 程序中断 方式和 直接存储存取(DMA) 方式3种。
3.输入/输出系统由 输入/输出设备 、 输入/输出接口 以及相关软件组成。 4.统一编址方式是将 输入/输出设备中的各寄存器 和 内存单元 统一进行编址。
5.统一编址方式下,访问输入/输出设备使用的是 访问内存 指令实现,输入/输出设备和内存的访问将使用 相同 的控制总线。
6.单独编址方式下,输入/输出操作便用 专门的输入/输出 指令实现,输入/输出设备和内存的访问将使用 不同 的控制总线。
7.输入/输出操作实现的CPU与I/O设备的数据传输实际上是CPU与 I/O设备接口中的寄存器 之间的数据传输。
8.CPU响应中断时最先完成的两个步骤是 关中断 和 保护现场信息 。 9.外部中断是由 主机外部的中断信号 引起的,如输入/输出设备产生的中断。
10.禁止中断由CPU内部设置一个可以由程序设定的 中断允许触发器 实现,当其为 “1” 时允许CPU响应中断,否则禁止CPU响应中断。
11.中断屏蔽是靠为每个中断源设置一个 中断屏蔽触发器 实现的,当其为“1” 时禁止该中断源的中断请求,否则允许通过。
12.CPU响应中断时需要保存当 前现场,这里现场指的是 断点地址 和 状态寄存器 的内容,它们被保存到 堆栈 中。
13.在中断服务器程序中,保护和恢复现场之前需要 关 中断。 14.使用禁止中断或屏蔽中断可以保证正在执行的程序的 完整性 。
15.CPU内部中断允许触发器对 不可屏蔽 中断不起作用,如掉电就属于此类中断。 16.在中断服务中,开中断的目的是允许 多级中断 。
17.中断处理过程可以 嵌套 。 优先级高 的设备可以中断 优先级低 的中断服务程序。
18.中断屏蔽的作用有两个: 一是改变中断处理的优先级别;二是屏蔽一些不允许产生的中断 。
19.直接存储器存取(DMA)方式中,DMA控制器从CPU完全接管对 总线 的控制,数据交换不经过CPU,而直接在内存和 I/O设备 之间进行。
20.DMA技术的出现使得 外围设备 可以通过 DMA控制器 直接访问 内存 ,与此同时,CPU可以继续执行程序。
21.DMA的含义是 直接存储器访问 ,用于解决 数据块传送 问题。
22.CPU对外围设备控制方式按CPU的介入程度,从小到大分别为 通道方式 、 DMA方式 、 中断方式 、 程序方式 。
23.在数据传送方式中,若主机与设备串行工作,则采用 程序查询 方式;若主机与设备并行工作,则采用 中断 方式;若主程序与设备并行工作,则采用 DMA 方式。
24.数组多路通道允许 单 个设备进行 数据传输 操作,数据传送单位是 数据块 。 25.字节多路通道可允许 多个 设备进行数据传输操作,数据传送单位是 字节 。 26.通道是一个具有特殊功能的 处理器 ,它有自己的 指令和程序 ,专门负责数据输入/输出的传输控制,CPU只负责 数据处理 功能。