2020考研计算机组成原理知识点:输入输出(I/O)系统（1）

　　2020年计算机考研复习已经开始，新东方在线在此整理了2020考研计算机组成原理知识点:输入输出(I/O)系统，希望能帮助大家!

　　(一) I/O系统基本概念

　　除了CPU存储器两大模块之外，计算机硬件系统的第三个关键部分就是输入输出模块，也称输入输出系统。输入输出系统的发展概况

　　1)早期

　　分散连接，CPU 和 I/O设备 串行 工作，程序查询方式

　　2)接口模块和 DMA 阶段

　　总线连接，CPU 和 I/O设备 并行 工作，中断方式和DMA 方式

　　3)具有通道结构的阶段

　　4)具有 I/O 处理机的阶段

　　(二) 外部设备

　　1. 输入设备：键盘、鼠标

　　(1) 键盘

　　键盘是目前应用最普遍的一种输入设备，与CRT显示器组成终端设备。

　　键盘是由一组排列成阵列形式的按键开关组成的，每按下一个键，产生一个相应的字符代码(每个按键的位置码)，然后将它转换成ASCII码或其他码，送主机。目前常用的标准键盘有101个键，它除了提供通常的ASCII字符以外，还有多个功能键(由软件系统定义功能)、光标控制键(上、下、左、右移动等)与编辑键(插入或消去字符)等。

　　(2)鼠标

　　机械式： 金属球 电位器，

　　光电式： 光电转换器

　　2. 输出设备：显示器、打印机

　　(1)显示器

　　显示器分类：

　　按器件分：

　　CRT显示器;

　　LED显示器;

　　等离子体显示器。

　　按显示内容分：

　　字符显示器;

　　图形显示器;

　　图像显示器。

　　按设备功能分：

　　普通显示器;仅供显示，也称监视器。

　　显示终端;显示器和键盘组成的输入输出设备。

　　1) 字符显示：字符发生器

　　通过字符发生器在CRT上显示字符。

　　2) 图形显示：主观图像

　　用点、线(直线和曲线)、面(平面和曲面)组合成平面或立体图形的显示设备。主要用于计算机辅助设计和计算机辅助制造等。

　　3) 图像显示：客观图像

　　图像显示器所显示的图像(如遥感图形、医学图像、自然景物、新闻图片等)通常来自客观世界，又被称为客观图像。图像显示器是把由计算机处理后的图像(数字图像)以点阵的形式显示出来，通常以光栅扫描方式，其分别率可达256x256像素，或者512x512像素，也可以与图形显示器兼容，其分别率可达到1024x1024像素，灰度等级可达64至256级。

　　(2)打印机

　　打印机分类：

　　按印字原理分：

　　打击式：点阵式打印机;

　　非打击式：激光、静电、喷墨等。

　　按工作方式分：

　　串行打印机，逐字打印;

　　行式打印机，逐行打印。

　　1)点阵式打印机

　　点阵针式打印机的印字原理是由打印针(钢针)印出nxm个点阵组成字符或图形。西文字符点阵有5x7、7x7、7x9、9x9几种，汉字点阵有16x16、24x24、32x32、48x48几种。

　　打印头中的钢针数与打印机的型号有关，有7针、9针，也有双列14(2x7)针或双列24(2x12)针。

　　2) 激光打印机

　　激光打印机采用了激光技术和照相技术，印字的质量最好，在各个计算机系统中被广泛采用。

　　激光打印机完成打印操作的基本工作过程大致是：充电→曝光→显影→转印→分离→定影→放电、清洁。

　　3) 喷墨打印机

　　喷墨打印机是串行非打击式打印机，印字原理是将墨水喷射到普通打印纸上。若采用红、绿、蓝三色喷墨头，便可实现彩色打印。

　　喷墨打印机按照喷墨方式分为连续式和随机式两大类。连续喷射方式是给墨水加压，使墨水流通过喷嘴连续喷射而粒子化。随机式是指墨水只有在打印需要时才喷射，所以又称为按需打印式。目前，随机式喷墨打印机采用的喷墨技术主要有压电式和气泡式。

　　3. 外存储器：硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器

　　(1)硬盘存储器

　　1)性能指标

　　<1>存储密度

　　道密度 Dt，位密度 Db

　　<2>存储容量

　　C = n × k × s

　　<3>寻址时间

　　寻道时间 + 等待时间

　　辅存的速度=寻址时间+磁头读写时间

　　<4>数据传输率

　　Dr = Db × V

　　<5>误码率

　　出错信息位数与读出信息的总位数之比。

　　2)硬磁盘存储器的类型

　　<1> 固定磁头和移动磁头

　　固定磁头的磁盘存储器，其磁头位置固定不动，磁盘上的每一个磁道都对应着一个磁头，盘片也不可更换，其特点是省去了磁头沿着盘片径向运动所需的寻道时间，存取速度快，只要磁头进入工作状态即可以进行读写操作。

　　移动磁头的磁盘存储器在存取数据时，磁头在盘面上作径向运动，这类存储器可以由一个盘片组成，也可以由多个盘片装在一个同心的主轴上，每个纪录面各有一个磁头。

　　<2> 可换盘和固定盘

　　可换盘磁盘存储器是指盘片可以脱机保存，这种磁盘可以在互为兼容的磁盘存储器之间交换数据，便于扩大存储容量。

　　固定盘磁盘存储器是指磁盘不能从驱动器上取下，更换时要把整个头盘组合体一起更换。

　　3)硬磁盘存储器的磁道记录格式

　　一个具有n个盘片的磁盘组，可将n个面上的同一半径的磁道看成一个圆柱面，这些磁道存储的信息称为柱面信息。盘面又分为若干个扇区，每条磁道有被分割为若干个扇段，数据在盘片上的布局如图所示：

　　因此，寻制用的磁盘地址应该由头号、磁道号、盘面号、扇段号等字段组成，也可将扇段号用扇区号代替。