计算机原理ppt课件——外围设备.ppt

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1、第9章 外围设备,9.1 外围设备概述9.2 输入设备9.3 输出设备9.4 外部存储设备,9.1 外围设备概述,一套完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 计算机硬件系统是指组成一台计算机的各种物理装置，由主机和输入/输出系统组成。计算机主机包括中央处理器、存储器和附属线路，输入/输出系统包括输入/输出接口和外围设备。 外围设备（Peripheral Device）是指能与主机连接、交换信息的设备，除CPU和内存以外的计算机系统的其他部件都可以称为“外设”。外围设备的种类很多，一般按照对数据的处理功能进行分类。输入/输出设备属于外围设备，但外围设备除输入/输出设备外，还应包括外存储

2、器设备、多媒体设备、网络通信设备和外围设备处理机等。外围设备的分类如下图所示。,计算机工作时，需要外界为它提供数据和操作方案。计算机工作完毕后，要向外界提供信息。外界的信息表现形式一般为声音、图形、图像、文字符号和模拟信号等。但是，计算机需要的信号形式是二进制编码，因此必须有一种转换设备适应这种需要。 此外，外界提供信息的速率往往不高，而计算机的工作速率很高，这也需要一些外围设备来协调。对于需要长期保存的一些重要信息，外围设备能提供长期保存的手段。外围设备的工作效率及其可靠性的高低，对整个计算机系统的工作有很大影响。对某些外围设备来说，还要求它们具有兼容性和媒体互换性，即在一台设备上记录的数据

3、要能在同类型的任何设备上顺利地读出。这些要求都给外围设备的研制生产带来一定的困难。,早期，计算机主要用在科研和工程计算方面，外围设备比较简单。20世纪60年代初，图像处理技术逐步发展。至20世纪70年代，能显示文字和图像的终端设备大量普及并应用。20世纪80年代后，彩色显示设备和智能终端设备大量涌现。显示终端设备问世以后，使人机对话更为方便。另一方面，20世纪70年代初微型计算机出现以后，又需要能与微型计算机配套的小型、价廉而可靠的外围设备。因此，从20世纪70年代末期到80年代初期，小型化的硬磁盘机、软磁盘机、廉价的针式打印机等外围设备都有大发展。,计算机外围设备在技术上的发展趋向是：局部结

4、构电子化；控制趋向智能化；提高人机通信能力；以新材料和微电子工艺加速计算机外围设备更新换代；外围设备与通信设备密切结合，加速计算机网络的普遍应用。,9.2 输 入 设 备,输入设备是人和计算机之间最重要的接口，它的功能是把原始数据和处理这些数据的程序、命令通过输入接口输入到计算机中。因此，凡是能把程序、数据和命令输入计算机进行处理的设备都是输入设备。由于需要输入到计算机的信息多种多样，如字符、图形、图像、语音、光线、电流、电压等，而且各种形式的输入信息都需要转换为二进制编码，才能为计算机所利用，因此，不同输入设备在工作原理、工作速度上相差很大，这是需要特别注意的。 输入设备包括字符输入设备（如

5、键盘、条形码阅读器、磁卡机）、图形输入设备（如鼠标、图形数字化仪、操纵杆）、图像输入设备（如扫描仪、传真机、摄像机）、模拟量输入设备（如模-数转换器、话筒。,9.2.1 字符输入设备（键盘）,键盘（Keyboard）是计算机中最基本的输入设备。通过键盘，可以将英文字母、数字、标点符号等输入到计算机中。在图形界面中，可以通过键盘上指定的字符与屏幕上的光标结合，用来移动光标，拾取图形坐标，制定绘图命令等。 键盘可以分成3个区： （1）中央为打字键区，包括字母、数字、符号及一些如回车、换档等特殊的功能键。 （2）右侧为数字键区或光标移动键，由Num Lock功能键控制。 （3）左侧或最上方是1012

6、个特殊功能键，其功能由使用者定义。,键盘的接口有AT接口、PS/2接口和最新的USB接口，现在的台式机多采用PS/2接口，大多数主板都提供PS/2键盘接口。而较老的主板常常提供的AT接口也称为“大口”，现在已经不常见了。USB是一种新型接口，一些公司已经推出了USB接口的键盘。 目前，微型计算机使用的多为标准101/102键盘或增强型键盘。增强型键盘只是在标准101键盘的基础上增加了某些特殊功能。 键盘如下图所示：,9.2.2 图形输入设备,1鼠标 鼠标器（Mouse）简称鼠标，是一种相对定位设备。它不像键盘那样能进行字符或数字的输入，主要是在屏幕上定位或画图用。 鼠标在计算机上的应用要比键盘

7、晚，随着计算机图形学与图像处理技术的发展，鼠标才得以广泛应用。鼠标是由于其外形像老鼠而得名，通过电缆与主机相连。鼠标在桌上移动，其底部的传感器检测出运动方向和相对距离，送入计算机，控制屏幕上鼠标光标作相应移动，对准屏幕上的图标或命令，按下鼠标上的相应按纽，完成指定的操作。,根据所采用传感器技术的不同，鼠标可以分成两类： （1）机械式鼠标。其底部有一个圆球，鼠标移动时，圆球滚动带动与球相连的圆盘。圆盘上的编码器把运动方向与距离送给主机，经软件处理，控制光标作相应移动。该类鼠标简单，使用方便，但也容易磨损，且精度差。 （2）光电式鼠标。其底部无圆球，而是由光敏器件和光源组成。使用时，必须在网格板上

8、移动，光源发射光线在网格上反射后为光敏器件所接收，测出移动方向和距离，送入计算机，控制光标的移动。这类鼠标精度高，可靠性好，但要专门的网格板。鼠标如图所示：,2光笔 光笔（Light Pen）是最先出现的一种手持接触式条码阅读器，它也是最为经济的一种条码阅读器。使用时，操作者需将光笔接触到条码表面，通过光笔的镜头发出一个很小的光点，当这个光点从左到右划过条码时，在“空”的部分，光线被反射，在“条”的部分，光线被吸收，因此在光笔内部产生一个变化的电压，这个电压通过放大、整形后用于译码。,光笔的优点是：与条码接触阅读，能够明确哪一个是被阅读的条码；阅读条码的长度可以不受限制；与其他的阅读器相比成本

9、较低；内部没有移动部件，比较坚固；体积小，重量轻。 光笔的缺点是：使用光笔会受到各种限制，例如，在有一些场合不适合接触阅读条码；只有在比较平坦的表面上阅读指定密度的、打印质量较好的条码时，光笔才能发挥它的作用；而且操作人员需要经过一定的训练才能使用，如阅读速度、阅读角度以及使用的压力不当都会影响它的阅读性能；最后，因为它必须接触阅读，当条码保存不当而产生损坏，或者上面有一层保护膜时，光笔都不能使用；光笔的首读成功率低及误码率较高。 光笔如下图所示：,9.2.3 图像输入设备,1扫描仪 扫描仪（Scanner）是一种高精度的光电一体化的高科技产品，它将各种形式的图像信息输入计算机的重要工具，是继

10、键盘和鼠标之后的第三代计算机输入设备。它是功能极强的一种输入设备。人们通常将扫描仪用于计算机图像的输入，而图像这种信息形式是一种信息量最大的形式。从最直接的图片、照片、胶片到各类图纸图形以及各类文稿资料都可以用扫描仪输入到计算机中，进而实现对这些图像形式的信息的处理、管理、使用、存储、输出等。 扫描仪主要由光学部分、机械传动部分和转换电路部分组成。扫描仪的核心部分是完成光电转换的光电转换部件。目前大多数扫描仪采用的光电转换部分是感光器件（包括CCD、CIS和CMOS）。,扫描仪工作时，首先由光源将光线照在欲输入的图稿上，产生表示图像特征的反射光（反射稿）或透射光（透射稿）。光学系统采集这些光线

11、，将其聚焦在感光器件上，由感光器件将光信号转换为电信号，然后由电路部分对这些信号进行A/D（Analog/Digital）转换及处理，产生对应的数字信号输送给计算机。机械传动机构在控制电路的控制下带动装有光学系统和CCD的扫描头与图稿进行相对运动，将图稿全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。 在扫描仪获取图像的整个过程中，有两个元件起到关键作用：一个是光电器件，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D变换器，它将模拟电信号转换成为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标，同时也关系到选购和使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。,扫描仪的种类繁多，根据扫描介质

12、和用途的不同，目前市面上的扫描仪大体上分为：平板式扫描仪、名片扫描仪、底片扫描仪、馈纸式扫描仪、文件扫描仪。除此之外还有手持式扫描仪、鼓式扫描仪、笔式扫描仪、实物扫描仪和3D扫描仪。 目前扫描仪已广泛应用于各类图形图像处理、出版、印刷、广告制作、办公自动化、多媒体、图文数据库、图文通信、工程图纸输入等许多领域，极大地促进了这些领域的技术进步甚至使一些领域的工作方式发生了革命性的变革。 扫描仪如下图所示：,2数码摄像机 数码摄像机是最理想的图像输入设备，它可以摄取任何地点、任何环境的自然景物和物体，直接将数字图像存入磁盘。这是近几年得到迅速发展的一种新型图像输入设备。,数码摄像机摄取的图像信号经

13、CCD（电荷耦合器件）转化为电信号后，马上经电路进行数码化，以后在记录到磁带之前的所有处理全部为数码处理，最后直接将处理完的数码信号直接记录到磁带上。由于采用了数码电路，因此数码摄像机具有以下3个特点：图像质量佳。数码信号的使用可以将电路部分引入噪音的影响忽略不计。记录密度高，机器体积小。数码记录能有效减小记录磁迹的宽度，提高磁带的记录密度。可靠性高。数码电路的高度一致性以及数码信号对电路性能离散性的低敏感使得数码摄像机里使用机械方式进行调整的电路部分几乎为零，提高了机器的可靠性，延长了机器的使用寿命。,由于数码摄像机具有模拟摄像机所不能比拟的诸多优点，因此近年来其市场占有率不断提高，大有完全

14、取代模拟摄像机之势。 数码摄像机如下图所示：,9.2.4 模拟输入设备,利用人的自然语音实现人机对话是新一代多媒体计算机的重要标志之一。下图为语音输入/输出设备的工作原理框图。,图中语音识别器作为输入设备，可以将人的语言声音转换成计算机能够识别的信息，并将这些信息送入计算机。而计算机处理的结果又可以通过语音合成器变成声音输出，以实现真正的人机对话。通常语音识别器与语言合成器放在一起做成语音输入/输出设备。,9.3 输 出 设 备,输出设备（Output Device）是人与计算机交互的一种部件，用于数据的输出。它把各种计算结果，如数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。常见的有显示器

15、、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。,9.3.1 显示器,1显示器概述 显示器（Display）是计算机必备的输出设备，常用的有阴极射线管显示器、液晶显示器和等离子显示器。阴极射线管显示器（CRT）由于其制造工艺成熟，性能价格比高，至今占据显示器市场的主导地位。随着液晶显示器（LCD）技术的逐步成熟，LCD开始在市场上崭露头角。,阴极射线管显示器可分为字符显示器和图形显示器。字符显示器只能显示字符，不能显示图形，一般只有两种颜色。图形显示器不仅可以显示字符，而且可以显示图形和图像。图形是指工程图，即由点、线、面、体组成的图形；图像是指景物图。不论图形还是图像在显示器上都

16、是由像素（光点）组成。显示器屏幕上的光点是由阴极电子枪发射的电子束击中荧光粉薄膜而产生的。彩色显示器的显像管的屏幕内侧是由红、绿、蓝三色磷光点构成的小三角形（像素）发光薄膜。,由于接收的电子束强弱不同，像素的三原色发光强弱就不同，则可以产生一个不同亮度和颜色的像素。当电子束从左向右、从上而下地逐行扫描荧光屏时，每扫描一遍，就显示一屏，称为刷新一次，只要两次刷新的时间间隔少于0.01s，则人眼在屏幕上看到的就是一个稳定的画面。,显示器的两个重要技术指标是： （1）分辨率：屏幕上光点的多少，即像素的多少。 （2）灰度：光点亮度的深浅变化层次，可以用颜色来表示。分辨率和灰度的级别是衡量图像质量的标准

17、。,常用的显示接口卡有多种，如CGA卡、VGA卡、MGA卡等。以VGA（Video Graphics Array）视频图形显示接口卡为例，标准VGA显示卡的分辨率为640480，灰度是16种颜色；增强型VGA显示卡的分辨率是800600、960720，灰度可为256种颜色。所有的显示接口卡只有配上相应的显示器和显示软件，才能发挥它们的最高性能。,2显示器的分类 显示器的种类繁多，按其显示原理可以分为发光性和非发光性两类；按其工作原理可以分为点阵式和扫描式两种。下面分别按显像管的分类和荫罩板的分类来讲述。 （1）按显像管分类。CRT显示器的种类按照显像管类型大致可以分为球面屏幕显像管、平面直角屏

18、幕显像管、柱面屏幕显像管、纯平面屏幕显像管等4种。, 球面屏幕显像管。球面屏幕显像管可以说是目前技术应用最成熟、使用范围最广泛的显像管。但这种显像管的缺点也很明显，就是随着观察角度的改变，球面屏幕上的图像会发生歪斜，而且非常容易引起外部光线的反射，降低对比度。 柱面屏幕显像管。这类显像管的特点是从水平方向看呈曲线状，而在垂直方向则为平面。它采用了条形荫罩板和带状荧屏技术，透光性好、亮度高、色彩鲜明，适合对色彩表现要求高的场合，如平面设计。 平面直角屏幕显像管（FST）。平面直角屏幕显像管由于采用了扩张型技术，使传统的球面管在水平和垂直方向向外扩张，所以相对于球面屏幕显像管来说，这种显像管看上去

19、要平坦很多，同时在防止光线的反射和眩光方面也有了不少改进，加上比较低廉的价格，使其在15英寸以上的显示器中得到广泛的应用。 纯平面屏幕显像管（IFT）。从1998年开始，许多公司都陆续推出了真正意义上的平面显示器，这种显像管在水平和垂直两个方向上真正做到了平面。因为越平的屏幕，人眼观看屏幕的聚焦范围就越大，图像看起来也就更逼真和舒服。,（2）按荫罩板分类。如果按照荫罩板的类型分，CRT显示器可以分为点状荫罩板、栅格式荫罩板和沟槽荫罩板3类。 点状荫罩板。球面管显示器通常采用点状荫罩板。这种荫罩板是在一块金属板上开有几十万个圆孔，红、绿、蓝3个电子束同时从一个圆孔中穿过，在荧光屏上投射出呈三角形

20、分布的3种颜色的亮斑，由此组成一个像素。 栅格式荫罩板。栅格式荫罩板是由许多相互平行的竖直细丝组成的栅格。电子束透过细丝间的空隙轰击到荧光屏上，从而产生图像，与点状荫罩结构相比，荫栅结构的电子透过率明显高许多，在亮度、对比度和色彩还原方面有明显优势，适合图形显示。 沟槽式荫罩板。沟槽式荫罩板综合了上述两种荫罩结构的特点，它采用沟槽代替点状荫罩板中的圆孔，从理论上讲可以在水平和垂直方向上都获得良好的解析度，同时保持高对比度、高亮度的画面效果。,3CRT显示器的工作原理 尽管CRT显示器的新品层出不穷，但其基本工作原理一直沿用了几十年，至今也没有太大的变化。显示器是一种复杂的设备，其扩展性和可靠性

21、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。,CRT显示器的工作原理如下： （1）生成图像。 （2）混合颜色 （3）回转变压器 （4）垂直和水平同步信号。 （5）交错和非交错扫描。,4显示器的性能指标 （1）点距（Dot Pitch）。主要是针对使用孔状荫罩的CRT显示器来说的，指荧光屏上两个同样颜色荧光点之间的距离。 （2）场频（Vertical S

22、can Frequency）。场频又称为“垂直扫描频率”，也就是每秒钟屏幕刷新的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。 （3）行频（Horizonal Scan Frequency）。行频指电子枪每秒在荧光屏上扫描过的水平线数量，等于“行数场频”。 （4）视频带宽（Band Width）。视频带宽指每秒钟电子枪扫描过的总像素数，等于“水平分辨率垂直分辨率场频”。,（5）分辨率（Resolution）。分辨率就是屏幕图像的密度，分辨率的表示方式就是每一条水平线上面的点的数目乘上水平线的数目。 （6）水平扫描。水平扫描有两种方法，即隔行扫描（Interlaced）和非隔行扫描（Non-interlace

23、d，即逐行扫描）。现在一般显示器都采用逐行扫描法，所以屏幕有闪烁现象。逐行扫描和隔行扫描下图所示。,9.3.2 打印机,打印机（Printer）是计算机系统中的一种重要输出设备。它可以把计算机处理的结果（文字或图形）在纸上打印出来。 打印机以其印字原理可以分为击打式打印机和非击打式打印机两类，以其输出方式又可以分为串行打印机和并行打印机两种。,1击打式打印机 击打式打印机是以机械力量击打字锤从而使字模隔着色带在纸上打印出字的设备，是最早研制成功的计算机打印设备。按字锤或字模的构成方式来分，击打式打印机又可以分成整字形打印机和点阵打印机（又称为针式打印机）两类。 整字形打印机：优点是印字美观自然

24、，可同时复印数份；缺点是噪音大，印字速率低，字符种类少，无法打印汉字或图形，且易磨损。 点阵打印机：结构简单，印字速度快，噪声小，成本低，且可以打印汉字或图形、图像，是目前仍在广泛使用的一类打印设备。,2非击打式打印机 非击打式打印机是利用物理（光、电、热、磁）或化学的方法实现印刷输出的设备。这类设备的印字头不与纸或其他打印介质接触，或虽接触但无击打动作。这类设备打印无噪声，印字速度快，可以打印汉字、图形与图像等，不少设备还可以实现彩色打印。 非击打式打印机还可以分成如下几种类型： （1）激光打印机 （2）喷墨打印机 （3）热敏打印机,3目前常用的几种打印机 （1）针式打印机。针式打印机的特点

25、是：结构简单，技术成熟，性能价格比好，消耗费用低。同时还具有高速跳行、多份复制和大篇幅打印的独特功能。但是针式打印机噪音大、速度慢、精度低，不适合图形打印。, 工作原理。针式打印机是利用机械和电路驱动原理，使打印针撞击色带和打印介质，进而打印出点阵，再由点阵组成字符或图形来完成打印任务的。打印机在联机状态下，通过接口接收PC机发送的打印控制命令、字符打印或图形打印命令，再通过打印机的CPU处理后，从字库中寻找与该字符或图形相对应的图像编码首列地址（正向打印时）或末列地址（反向打印时），如此一列一列地找出编码并送往打印头驱动电路，激励打印头打印。, 打印步骤。针式打印机的打印步骤为：启动字车检查

26、打印头是否进入打印区域执行打印初始化按照字符或图形编码驱动打印头打印一列产生列间距产生字间距一行打印完毕，启动输纸电机驱动打印辊和打印纸输纸一行换行（若是单向打印则回车），为下一行打印做准备。针式打印机就是这样由监控程序控制打印电机完成打印作业的。 组成。从结构和原理上看，针式打印机由打印机械装置和控制驱动电路两大部分组成，在打印过程中共有3种机械运动：打印头横向运动、打印纸纵向运动和打印针的击针运动。这些运动都由软件控制驱动系统通过一些精密机械来执行。,针式打印机的机械装置包括打印头、色带驱动机构、输纸机构和打印状态传感机构,（2）喷墨打印机。 分类。所谓喷墨打印机，就是通过将墨滴喷射到打印

27、介质上来形成文字或图像的打印机。早期的喷墨打印机以及当前大幅面的喷墨打印机都是采用连续式喷墨技术，而当前市面流行的喷墨打印机都普遍采用随机式喷墨技术。 按喷墨打印机的技术特征又有如下分类： 颜色：分为单色和彩色两种； 幅面：分为A3和A4两种，常用A4幅面； 文字：按打印机内置字符库可分为汉字喷墨打印机和西文喷墨打印机； 用途：分为台式和便携式两种； 精度：分为高、中、低3种。, 优缺点。因为随机式喷墨打印机目前比较常用，所以这里主要介绍这种喷墨技术的优缺点。 其优点有：具有高分辨率，可达600印点/英寸；印字噪音低；印字速度快，功耗低；容易实现彩色印字，印字质量高；可实现大幅面印字输出；成本

28、低等。 其缺点有：不具备复制能力；打印质量与喷墨方式有关；墨滴喷到纸上有浸润现象。, 工作原理。喷墨打印机的喷墨技术有连续式和随机式两种，下面分别介绍这两种喷墨技术的工作原理。 连续式喷墨技术以电荷调制型为代表。这种喷墨技术的原理是利用压电驱动装置对喷头中的墨水加以固定压力，使其连续喷射。为进行记录，利用振荡器的振动信号激励射流生成墨水滴，并对其墨水滴大小和间距进行控制。由字符发生器、模拟调制器而来的打印信息对控制电路上的电荷进行控制，形成带电荷和不带电荷的墨水滴，再由偏转电极来改变墨水滴的飞行方向，使需要打印的墨水滴飞行到纸面上，生成字符图形记录。,不参与记录的墨水滴由导管回收。这种连续循环

29、的喷墨系统能生成高速墨水滴，所以打印速度高，可以使用普通纸。不同的打印介质皆可获得高质量的打印结果，还易于实现彩色打印。但是，采用这种技术的喷墨打印机的结构与随机式相比较复杂：对墨水需要加压装置，终端要有回收装置回收不参与记录的墨水滴，并且工作效率不够高，而且不精确。现在采用这种技术的喷墨打印机已经极少见到。,随机式喷墨打印机中墨水只在打印需要时才喷射，所以又称为按需式。它与连续式相比，结构简单，成本低，可靠性也高，但是，因受射流惯性的影响墨滴喷射速度低。为了弥补这个缺点，不少随机式喷墨打印机采用多喷嘴的方法来提高打印速度。目前，随机式喷墨技术主要有微压电式和热气泡式两大类。,喷墨打印机一般多

30、采用热气泡喷墨技术，通过墨水在短时间内的加热、膨胀、压缩，将墨水喷射到打印纸上形成墨点，增加墨滴色彩的稳定性，实现高速度、高质量打印。由于除了墨滴的大小以外，墨滴的形状、浓度的一致性都会对图像质量产生重大影响，而墨水在高温下产生的墨点方向和形状均不容易控制，所以高精度的墨滴控制十分重要。热泡式喷墨打印技术的原理是将墨水装入到一个非常微小的毛细管中，通过一个微型的加热垫迅速将墨水加热到沸点。这样就生成了一个非常微小的蒸汽泡，蒸汽泡扩张就将一滴墨水喷射到毛细管的顶端。停止加热，墨水冷却，导致蒸汽凝结收缩，从而使墨水停止流动，直到下一次再产生蒸汽并生成一个墨滴。, 喷墨打印机的消耗品。喷墨打印机所用

31、的墨水和打印纸都有严格的要求，尤其是墨水，不能随意更换不同规格的墨水。随机式喷墨打印机的喷墨机构一旦发生故障，一般是不能修复的。墨水性能与喷墨印字机构在很多参数上都是紧密配合的，因此对墨水性能的要求特别严格。一般喷墨打印机都要求用规定的墨水，并指定某种型号的纸才可以获得最佳的打印效果。,（3）激光打印机。 工作原理。激光打印机工作时所需的控制装置的组成、设计结构、控制方法和采用的部件会因厂牌和机型不同而有所差别，例如：a.对感光鼓充电的极性不同。b.感光鼓充电采用的部件不同。有的机型使用电极丝放电方式对感光鼓进行充电，有的机型使用充电胶辊（FCR）对感光鼓进行充电。c.高压转印采用的部件有所不

32、同。d.感光鼓曝光的形式不同。有的机型使用扫描镜直接对感光鼓扫描曝光，有的机型使用扫描后的反射激光束对感光鼓进行曝光。,不过它们的工作原理基本一样。由激光器发射出的激光束，经反射镜射入声光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息从接口送至字形发生器，形成所需字形的二进制脉冲信息，由同步器产生的信号控制9个高频振荡器，再经频率合成器及功率放大器加至声光调制器上，对由反射镜射入的激光束进行调制。调制后的光束射入多面转镜，再经广角聚焦镜把光束聚焦后射至光导鼓（硒鼓）表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。,硒鼓表面先由充电极充电，使其获得一定电位之后，经载有图文映像信息的

33、激光束的曝光，便在硒鼓的表面形成静电潜像，经过磁刷显影器显影，潜像即转变成可见的墨粉像，在经过转印区时，在转印电极的电场作用下，墨粉便转印到普通纸上，最后经预热板及高温热滚定影，即在纸上熔凝出文字及图像。在打印图文信息前，清洁辊把未转印走的墨粉清除，消电灯把鼓上的残余电荷清除，再经清洁纸系统作彻底地清洁，即可进入新一轮工作周期。, 特点。与针式打印机和喷墨打印机相比，激光打印机有以下4个非常明显的优点： a.高密度：激光打印机的打印分辨率最低为300dpi（1dpi就是指每1英寸的面积上只有1个打印点），还有400dpi、600dpi、800dpi、1200dpi，甚至更高，达到了照相机的水平

34、。 b.高速：激光打印机的打印速度最低为4ppm（即每分钟4页纸），一般为12ppm、16ppm，有些激光打印机的打印速度可以达到24ppm。 c.噪音低：一般在53分贝以下，非常适合在安静的办公场所使用。 d.处理能力强：激光打印机的控制器中有CPU，有内存，控制器则相当于计算机的主板，所以它可以进行复杂的文字处理、图像处理、图形处理，这是针式打印机与喷墨打印机所不能完成的。, 发展趋势。从打印技术发展的角度来看，激光打印机逐步替代传统针式打印机已经成为未来的主要发展趋势。以前的针式打印机用户，在选择更换原有的打印机产品的时候，将首先考虑应用激光打印机产品。但是，激光打印机的印字原理是采用单

35、数激光进行串行扫描，进一步提高印字速度受到了机械传动部件的限制。此外，激光打印机有一套精密复杂的光学系统，对机械可动部件的机械加工和装配的精度要求极高，因此，这些使进一步降低激光打印机的成本受到了限制。,9.4 外部存储设备,9.4.1 硬磁盘存储器 1硬盘 硬盘是一种主要的电脑存储媒介，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。不过，现在可移动硬盘越来越普及，种类也越来越多。,绝大多数台式电脑使用的硬盘要么采用 IDE 接口，要么采用 SCSI 接口。SCSI 接口硬盘的优势在于，最多可以有7种不同的设备可

36、以连接在同一个控制器面板上。由于硬盘以每秒300010000转的恒定高速度旋转，因此，从硬盘上读取数据只需要很短的时间。在笔记本电脑中，硬盘可以在空闲的时候停止旋转，以便延长电池的使用寿命。老式硬盘的存储容量最小只有5MB，但使用的是直径达12英寸的碟片。现在的硬盘，存储容量高达数10GB，台式电脑硬盘使用的碟片直径一般为3.5英寸，笔记本电脑硬盘使用的碟片直径一般为2.5英寸。新硬盘一般都在装配工厂中经过低级格式化，目的在于把一些原始的扇区鉴别信息存储在硬盘上。,硬盘的具体结构如下图所示：,2硬盘的分类 硬盘按盘片结构分为可换盘片式与固定盘片式两种；按磁头也分为可移动磁头和固定磁头两种。经过

37、组合后，硬盘可分为如下4种类型： 可移动磁头固定盘片的磁盘机。特点是一片或一组盘片固定在主轴上，盘片不可更换。盘片每面只有一个磁头，存取数据时磁头沿盘面径向移动。 固定磁头磁盘机。特点是磁头位置固定，磁盘的每一个磁道对应一个磁头，盘片不可更换。优点是存取速度快，省去磁头寻道时间，缺点是结构复杂。 可移动磁头可换盘片的磁盘机。盘片可以更换，磁头可沿盘面径向移动。优点是盘片可以脱机保存，同种型号的盘片具有互换性。 温彻斯特磁盘机。温彻斯特磁盘机简称温盘，是一种采用先进技术研制的可移动磁头固定盘片的磁盘机。它是一种密封组合式的硬磁盘，即磁头、盘片、电机等驱动部件乃至读写电路等组装成一个不可随意拆卸的

38、整体。,3硬盘存储器的主要性能参数 （1）容量。 （2）转速（Rotation Speed）。 （3）缓存。 （4）平均寻道时间（Average Seek Time）。 （5）数据传输率（Data Transfer Rate）。,9.4.2 软磁盘存储器,1软盘 软盘存储器的工作原理与硬盘存储器基本相同，但它在结构上与硬盘有较大差别，磁头工作方式也不同，因而各有其用途。 基于软盘的特点，它常用于脱机保存信息，可向系统提供程序和数据。作为廉价的小容量外存，它曾是计算机广泛配置的外存之一，但是随着技术的进步以及出于安全性的考虑，目前软盘已经很少被应用了。,2软盘的分类 软盘一般有5寸盘和3寸盘，高

39、密3寸盘的存储容量为1.44M，高密5寸盘的存储容量为1.2M，现在一般采用3寸盘。在DOS中用“A：”或“B：”来表示软盘的盘符。 3软盘的技术指标 （1）面数 （2）磁道 （3）扇区 （4）存储密度 （5）容量,9.4.3 光盘存储设备,1光盘 光盘存储技术是20世纪70年代初开始发展起来的一项高新技术。光盘存储设备具有存储密度高、容量大、可随机存取、保存寿命长、工作稳定可靠、轻便易携带等一系列优点，特别适于大数据量信息的存储和交换。光盘存储设备不仅能满足信息化社会海量信息存储的需要，而且能够同时存储声音、文字、图形、图像等多种形式的信息，从而使传统的信息存储、传输、管理和使用方式发生了根

40、本性的变化。,光盘的外观如右图所示： 光盘存储技术近年来不断取得重大突破，并且进入了商业化大规模生产，在日本、北美及欧洲工业化国家已逐渐形成了独立的光盘产业，其应用范围也在不断扩大，几乎已深入到人类社会活动的一切领域，对人类的工作方式、学习方式和生活方式产生了深远的影响。在过去的几年中，有些国家的光盘产业销售额都在以两位数以上的速度增长。,2光盘存储设备的分类 （1）按存储技术分类。根据存储技术，光盘驱动器（光驱）可以分为CD-ROM（只读光盘）驱动器、CD-R（可写光盘）驱动器、CD-RW（可重写光盘）驱动器、DVD-ROM（DVD只读光盘）驱动器、Combo光盘驱动器、DVD刻录机等。,光

41、盘驱动器的外观如下图所示，从左到右分别为CD-ROM驱动器、CD-RW驱动器、Combo光盘驱动器、DVD刻录机。 （2）按放置方式分类。根据是否放在机箱内部，光盘驱动器分为内置式光盘驱动器和外置式光盘驱动器。如下图所示为常见外置光盘驱动器的外观。,（3）按速度分类。根据速度，光盘驱动器分为56速读、52速写、24速擦写等不同的光驱。 （4）按接口分类。根据接口，光盘驱动器分为IDE口、SCSI口、IEEE1394口、USB口等不同的光驱，如下图所示。,3光盘的存储原理 光盘是用极薄的铝质或金质音膜加上聚氯乙烯塑料保护层制作而成的。与软盘和硬盘一样，光盘也能以二进制数据（由0和1组成的数据模式

42、）的形式存储文件、音乐和程序。要在光盘上存储数据，首先必须借助计算机将数据转换成二进制，然后用激光将数据模式灼刻在扁平的、具有反射能力的盘片上。激光在盘片上刻出的小坑代表1，空白处代表0。 在从光盘上读取数据的时候，定向光束（激光）在光盘的表面上迅速移动。从光盘上读取数据的计算机或激光唱机会观察激光经过的每一个点，以确定它是否反射激光。如果它不反射激光（那里有一个小坑），那么计算机就知道它代表一个1。如果激光被反射回来，计算机就知道这个点是一个0。然后，这些成千上万或者数以百万计的l和0又被电脑或激光唱机恢复成音乐、文件或程序。,4光盘驱动器 光盘驱动器是一个结合光学、机械及电子技术的产品。在光学和电子结合方面，激光光源来自于一个激光二极管，它可以产生波长约0.540.68微米的光束，经过处理后光束更集中且能精确控制，光束首先打在光盘上，再由光盘反射回来，经过光检测器捕获信号。光盘上有两种状态，即凹点和空白，它们的反射信号相反，很容易经过光检测器识别。光检测器所得到的信息只是光盘上凹凸点的排列方式，驱动器中有专门的部件把它转换并进行校验，然后才能得到实际数据。光盘在光驱中高速转动，激光头在伺服电机的控制下前后移动读取数据。,