第七章 输入输出设备.

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1 第七章 输入输出设备

2 分类： 打印机工作原理 接口：串行、并行 打印方式：击打、非击打 字形：点阵、非点阵
点阵打印机：计算机接口打印行缓冲器字符发生器驱动电路 激光打印机：潜像、显影、定影 喷墨打印机：热式喷墨、压电喷墨

3 当Internet时代和多媒体时代刚到来时,有人已经开始了利用Internet在国际间实时传送话音。方法很简单,通话双方同时上网,双方的计算机都有多媒体功能,都有一个全双工的声卡和麦克风。当甲方对着麦克风讲话时,专门的软件把声音记录下来并通过Internet迅速传给乙方。当乙方的计算机接收到这些声音数据时,就通过它的声卡把这些数据用专门的软件播放出来,这样乙方就能够听到甲方说话的内容了。由于双方的声卡都是全双工的,他们彼此都可以同时说话,倾听对方的声音。 目前来讲,人们通过电话线拨号上Internet,通过Internet与国外通话一个小时的开销不足几元,而通过国际长途的通话费可能为几百元。由此可见,人们通过Internet进行国际通话的费用远远低于国际长途电话费。正是这个差价的诱人之处,使得人们几年来对这方面进行了不少的研究,开发出了很多成果，IP电话就是其中一个成果。

4 目前已有IP电话面市,它的外形象是一个普通电话,但工作机制不同于普通电话。它实际上是一个网络终端设备,其工作原理同前面介绍用计算机通过Internet通话一样,与利用多媒体计算机通话不同的是IP电话把有关的一些软件固化在自身上了。之所以称为IP电话,是因为它利用了TCP/IP网络技术。 在我国,中国电信和联通公司现在都准备或正在推出了IP电话服务,联通公司130的用户可以通过拨某个特别号码即可用手机拨打IP电话了。但由于现在的Internet的带宽有限, 传输速度还不是很快,所以IP电话的音质一般不好,听起来老是断断续续的,不是很清晰,音质比不上普通电话。不过,相信在不久的将来,Internet骨干网络的速度一定会得到大幅度的提高,到那时,也许只有IP电话的存在,而传统电话只能在博物馆才能见到。

5 随着现在电脑技术的飞速发展，声卡已经成为多媒体电脑不可缺少的部分：玩游戏、语音输入、打IP电话等等，每一样都少不了它。声卡的关键技术包括：数字音频、音乐合成、MIDI和音效。数字音频部分包括一44.1KHz的频率采样和以16位的分辨率录制和播放声音信号，还包括声音信号的压缩方法。一般采用自适应脉冲码调制法（ADPCM）。音乐合成主要有FM合成和波形表合成法。音效是近年来集成电路工业中数字声音信号处理技术的结晶，它从硬件上实现了回声、和声等。使得声卡发出的声音更生动。 现在的声卡一般都具有Line-in、Lin-out、MIC、SPEAK、游戏杆/MIDI五个接口和三个连接器。 (1)line-in 用来连接其他外部声源，如微型CD播放器、调协器、数字录音机（DAT）等，进行播放或录音。 (2)line-out 连接的是我们常见的有源音箱。 (3)MIC 专门用于连接外接语音输入话筒（麦克风）。 (4)SPEAK 用来连接无源音箱或功率很小的音箱。 (5)游戏杆/MIDI 专门用来连接游戏操纵杆或者数字电声乐器MIDI设备。 (6)CD源连接器（CD Audio Interface）该连接器用于连接光驱尾部的四针连接器，从而实现在播放CD时，将光驱的音频输出信号直接送往声卡，并通过声卡对该信号进行处理后再输出。

6 现在，大部分数字相机使用标准的串行电缆,串口连接意味着任何台式计算机或笔记本计算机均能与数字相机通信（当然需要有相应的软件）。但是，串行连接也意味着速度慢,可能会发生冲突，电缆也比较粗大笨拙。更新的数字相机具有USB总线功能。USB提供了更快的传输速度,可以达到12MB／S，而串口通信最多只能达到每秒几百KB,所以传送照片时USB的数字相机比基于串行方式连接的数字相机快得多。同时，采用USB方式的相机与计算机相连时，不需要拨下调制解调器或其它串行设备,因为它采用另外的端口。 另一个正在发展的选项是使用前面提到过的标准的PC卡模块,这是一种闪存卡，可以存储高达几十MB的数据，而且存储满后可以换卡，当暂时没有计算机用来传送数据时，这种进项就极为重要了，这种卡对一个常在郊外或山地进行摄影工作的摄影工作者来说是非常有意义的。 不过，USB和闪存PC卡都有一个基本的缺点——大多数计算机没有同它们的接口，这样造成无法处理它的数字信息。这就意味着也许要进行I/O升级以利用这两种较新的数字相机如果不愿意升级,那么基于串口的数字相机是最好的选择。

7 (7)  PC喇叭连接器 该连接器用于连接主板上的PC喇叭。
(8) CD-ROM驱动器接口 该连接器用于连接光驱。 ADC(Analog to Digital Convertor,模拟数字转换器)的功能就是把声音从模拟信号转换成数字信号，用一连串的数字来表示模拟信号的电压及电流的复杂变化，这个过程又称为“采样”。这样，就可以随心所欲地编辑声音了。 与ADC的功能相反，DAC(Digital to Analog Converter，数字模拟转换器)则是把那些经过处理的数字信号再还原为模拟信号，以便驱动音箱的扬声器单元振动发声，这样才能通过音响发出经过录制和编辑的音乐。 按照数据传输的总线不同，现在的声卡可分为两大类：ISA声卡和PCI声卡。ISA的总线最高传输率为8.33MB/s, 其低带宽不利于声卡在多媒体应用中发挥更多功能，而PCI总线为132MB/s，具有充足的带宽以便让声卡发挥更多的功能，既解决了传输的瓶颈，也降低了系统资源的消耗。由于ISA声卡是用软波表软件合成音色，而PCI声卡是利用芯片硬件合成音色的，在速度和CPU占用率上都有较大的优势，所以 PCI声卡最终会取代ISA声卡，成为主流。

8 网卡也称为网络适配器，它像显示卡、声卡一样是一种外插卡。把它插在计算机主板的扩展槽中，通过它的尾部的接口与网络线缆相连。在局域网中，计算机只有通过网卡才能与网络进行通讯。
计算机要在网络上发送数据块时，首先把数据块从内存中传送给网卡，网卡对数据进行处理：把这些数据分割成数据块，并对数据块进行校验，同时加上地址信息（包含了目标网卡的地址及自己的地址），这种地址属于ISO/OSI-RM的第二层地址，即数据链路层地址。然后等待网络在允许时发送这些数据。 反之，当网卡接受到网络上传来的数据时，它分析该数据块中的目标地址信息，如果是自己的地址时，它就把数据取出来传送到计算机的内存中交给相应的程序处理，否则将不予理睬。

9 •按网络的传输速度来分，有10Mbps的网卡、100 Mbps的网卡、和1000 Mbps的网卡。
网卡的分类有很多种： •按网络的类型来分，有以太网卡、令牌环网卡、ARCnet网卡等。 •按网卡与主板的接口方式（即网卡对应插在什么样的扩展槽里）来分，有16位的ISA网卡、32位的EISA网卡、32位的VESA网卡、32位的PCI网卡。 •按网络的传输速度来分，有10Mbps的网卡、100 Mbps的网卡、和1000 Mbps的网卡。

10 •按网卡与计算机或设备的物理连接方式来分，有插在计算机内的内插网卡、连接网络设备（如网络打印机）用的外界口袋型网卡（Pocket Lan Card）、连接笔记本计算机用的外接PCMCIA网卡。
网卡尾部常见的接口有几种: •RJ145接口，用于行星网络中连接双绞线。 •BNC接口，用于总线网络中连接细同轴电缆。 •AUI接口，用于总线网络中连接粗同轴电缆。 •ST接口，用于连接光纤。

11 •一个网卡上一般有一个或多个不同的接口。
网卡是网络中最基本、最关键的硬件，它的性能的好坏直接影响整个网络的性能。网卡的位数代表的是它一次能和计算机交换的数据量，16位代表一次能交换2个字节的数据，32位代表一次能交换4个字节的数据。一个网卡最高处理能力是多少，可以用下面的一个公式粗略的估计一下最理想的情况： 网卡处理能力=网卡位数×网卡接口总线的时钟的频率

12 那么，由于ISA的总线的时钟频率是8MHz，所以一个ISA网卡的最高处理能力是8×16=128Mbps,由于PCI的时钟频率是33MHz，故一个PCI网卡的最高处理能力是33× 32=1056Mbps。当然，实际情况远远没有那么乐观，因为网卡还要进行数据格式转换、校验、流量控制等处理，这些处理会消耗大量的时间，而且它未必按总线的时钟频率工作。因而，一般来说10Mbps的网络常用16位的ISA网卡，100 Mbps的网络常用32位的PCI网卡。 网卡连接到计算机上，要想网卡正常工作还需要对网卡进行配置。网卡配置时，主要相关的两个参数：IRQ中断号、I/Q端口地址和DMA通道号。要想让计算机正常使用网卡，很显然不能让网卡的 IRQ中断号或I/Q端口地址或DMA通道号与别的计算机设备冲突。老的网卡需要手工跳线来选择IRQ中断号、I/Q端口地址和DMA通道号，新的网卡由于一般都支持PnP协议，故而它们的IRQ中断号、I/Q端口地址和DMA通道号由系统自动处理分配。

13 在一些特定的网络中，为了节省投资或其他一些目的需要无盘工作站。无盘工作站就是计算机没有硬盘，它的启动就需要网络服务器来替它完成。这是网卡就需要远程启动ROM(Remote Boot ROM)远程启动ROM内固化有程序。当无盘工作站开机后，首先完成自检，然后执行远程启动ROM里固化的程序，该程序就会自动通过网络去寻找服务器。找到服务器后，就把服务器上为它准备的启动程序通过网络传到它的内存中，然后执行，这样就完成了无盘服务器的启动。启动后的无盘工作站和其他有盘工作站一样，能在网络中享有网络资源。

14 远程启动ROM是一块独立的芯片，需要时买一块插在网卡上就可以了。网卡上有一个芯片插槽就是为远程启动ROM准备的。
近几年来，无线局域网的应用开始抬头。要建立无线局域网，就需要为每一个无线工作站装一个无线网卡。无线网卡实际上就是在一般的网卡上配置一个天线，这样就可以把计算机传送的电信号数据转变为电磁波数据在空中传送。

15 CD-ROM虽然解决了大容量数据的存取问题,可它只能读、不能写是其一大缺陷，因此刻录机便应运而生。刻录机包括只能一次写入的CD-R(CD Recordable)和可有限次重复写入的CD-RW(CD ReWritable)两种类型。CD-R型盘片可在CD-R驱动器和普通CD-ROM驱动器上使用,可广泛用于数据备份、数据交换、数据库分发、挡案存储和多媒体软件出版等领域,但不能改写是其最大的缺点。CD-RW则可多次改写,市场上的最新的CD-ROM一般都支持CD-RW读取。 按接口不同，刻录机又有IDE接口和SCSI接口之分。SCSI接口的刻录机速度快，性能好，但价格昂贵。随着技术的进步，IDE刻录机的性价比也逐渐提高。现在市场上的刻录机品牌主要由理光，索尼，松下，飞利浦，奥林巴斯，Acer,Samsung,AOpen等品牌。其产品也从早期的倍速写入发展到目前的4倍速，6倍速，8倍速。

16 我们购买刻录机时，不但要看速度、稳定性、兼容性、寿命、售后服务、还要看缓存大小。若缓存容量不足往往会导致缓存欠载运行(Buffer Under Run)错误而引起刻录过程中断，使CD-R盘片报废。缓存的容量应越大越好，一般的CD-R刻录机都采用了容量为1-2MB的缓存,Acer的CRW8432A更采用了8MB缓存。

17 平均寻道时间：25ms 平均等待时间：1/6*1000/2=83.33ms 写入时间：(1/6)*(8/15)=88.88ms 平均时间： =197.2ms 最大寻道时间：40ms 最大等待时间：1/6*1000=166.66ms 写入时间：(1/6)*(8/15)=88.88ms 最长时间： =295.5ms