第9章 输入输出(I/O)设备

输入输出设备是计算机与外界交换信息的桥梁，包括输入设备（键盘、鼠标、触摸屏等）和输出设备（显示器、打印机等），以及汉字处理技术。

9.1 外部设备概述

CPU+主存储器构成主机，之外的硬件统称为外部设备。外设向多样化、智能化发展。

9.2 输入设备

9.2.1 键盘

按键开关排列成阵列，产生位置码→ASCII码或其他码。标准键盘101个键。

ASCII码：7位二进制表示128个字符。计算机内用8位（最高位为0或奇偶校验位）。

• 0~31：控制字符
• 32（20H）：空格
• 4857（30H39H）：数字09（高3位011，低4位00001001）
• 6590（41H5AH）：大写字母A~Z
• 97122（61H7AH）：小写字母a~z
• 127（7FH）：DEL

大写字母与小写字母仅b5一位不同。

EBCDIC码：IBM制定，8位，256个编码状态。

9.2.2 鼠标、跟踪球和操作杆

• 鼠标：机械式（滚动球带动编码器）和光电式（光栅检测位移）。通信控制原理相同，输入相对坐标。
• 跟踪球：与机械鼠标原理相同，球座固定。
• 操作杆：便携机使用，应变规片或压敏电阻感受压力。

9.2.3 触摸屏

透明，安装在显示器屏幕外面。系统包含触摸屏控制器（卡）+触摸检测装置。

主要技术：电阻式、电容式、红外线式、表面声波技术。

9.2.4 图像输入设备

• 数码相机：CCD/CMOS传感器，JPEG压缩，内置存储器和LCD预览屏
• 摄像头/摄像机：图像数字化后存入闪存或磁盘

9.2.5 条形码

• 一维条码：由宽度和反射率不同的"条"和"空"组成
• 二维条码：从水平+垂直两个方向获取信息，容量更大
• 条码技术包括：编码规则、译码技术、印刷技术、光电扫描技术

9.2.6 OCR和语音输入

• OCR系统：扫描输入→光电变换→数字化→版面分析→字切分→识别
• 汉字识别难度远高于西文：字形多变、字体多、相似字多
• 字切分错误约占误识的30%

模式识别四环节：信息获取→预处理→特征提取→识别结果

9.3 输出设备——显示器

基本概念

显示器类型

显示适配器（显卡）：核心为图形/图像加速芯片。接口标准：AGP → PCI Express。

9.4 输出设备——打印机

分类

点阵针式打印机

由n×m点阵组成字符（西文5×7~7×9，汉字16×16或24×24）。打印头装有单列多根针，印完一列后水平移动。可单向或双向打印。

彩色针式：四色带（黑蓝红黄），通过两次打印获得7种颜色。

仍在票据/多联打印等专用领域不可替代。

激光打印机

六步印字过程：带电（-600V）→ 曝光（激光→-100V潜像）→ 显影（墨粉附着）→ 转印（正电荷吸引）→ 定影（82℃熔化）→ 清除残像

分辨率达600dpi，速度为PPM（pages per minute，高速机100PPM以上）。

喷墨打印机

• 连续式：压电陶瓷产生墨滴，充电偏转后回收无用墨滴
• 随机式：仅在需印字时喷墨。压电式（60~200V脉冲）和热电式/气泡式

性能指标：喷嘴数、喷射频率。

发展趋势

击打式→非击打式。微型打印机和专用打印机（超市购物单、银行存折、机票等）不断发展。

9.5 汉字处理技术

汉字编码标准

• GB 2312-1980：6763个汉字（一级3755+二级3008）
• ISO/IEC 10646（UCS）：每个字符用4个8位表示。中日韩统一汉字在4E00~9FFF，共20902个位置

汉字输入方法

汉字存储与输出

• 字形码（字模码）：点阵表示（16×16=32字节/字，24×24=72字节/字）
• 字模点阵存于字库中，显示时检索输出
• 字库发展：点阵→矢量→轮廓曲线
• 输出流程：键盘输入码→代码转换（查码表得机内码）→字形检索（查字模库得字形点阵）→输出

考试重点

★☆☆ 第三梯队