1.輸入設施

輸人設施是外部向計算機傳送信息的裝置。其功能是將數據、程

序及其他信息，從人們熟識的形式轉換成計算機能接受的信息形式,

輸入到計算機內部C

計算機的輸入設施按功能可分為下列幾類：

?字符輸入設施:鍵盤；

?光學閱讀設施:光學標記閱讀機，光學字符閱讀機；

?圖形輸入設施:鼠標器、圖形板，（電子嬉戲機中的）操縱桿（移動）

操縱桿是將純粹的物理動作（手部的運動）完完全全地轉換成數學形

式（一連串0和1所組成的計算機語言）。

軌跡球是此外一種類型的鼠標，其工作原理與機械式鼠標相同，

內部結構也類似。軌跡球占用空間小，多用于筆記本電腦等便攜機。

軌跡球有兩個按鈕，一個用于用戶單擊或雙擊，而另一個供應為選擇

菜單和拖動對象后需要的動作。

軌跡球通過讀取可滾動的球滾動的方向和速度來定

位。

、跟蹤球或軌跡球，光筆、畫筆（或游動標）；

（3）圖形板和游動標輸入

圖形板和游動標結合構成二維坐標的輸入系統，

主要用于輸入工程圖等。

將圖紙貼到圖形板上，游動標沿著圖紙上的圖形移動，

讀取圖形坐標，即可輸入工程圖。

游動標是一個手持的方形坐標讀出器，上面有一塊透亮玻璃，玻璃上刻有十字標

記。十字標記的中心就是游動標的中心。使用時將十字標中心對準在圖形的坐標點上即可。

圖形板是一種二維的A/D變換器，因此它乂稱作數字化板。坐標測量的方法有電阻式、

電容式、電磁感應式、超聲波式幾種。

?圖像輸入設施:攝像機、掃描儀、傳真機9數字相機

?模擬輸入設施：模數轉換器(模數轉換器即A/D轉換器，或簡稱

ADC,通常是指一個將模擬信號轉變為數字信號的電子元件。

通常的模數轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數字信

號。由于數字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故

任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準，比較常

見的參考標準為最大的可轉換信號大小)，語音輸入設施

條形碼閱讀器，觸摸感應屏幕，

紙帶輸入機、聲音識別輸入

采用人的自然語音實現人-機對話是新一代多媒體計算機的重要標志之一。下圖為一種

語音輸入/輸出設施的原理方框圖：

圖7.7語音輸入/輸出原理框圖

語音識別器作為輸入設施，可以將人的語言聲音轉換成計算機能夠識別的信息，并將

這些信息送入計算機。而計算機處理的結果又可以通過語音合成器變成聲音輸出，以實現真

正的“人機對話通常語音識別器與語言合成器放在一起做成語音輸入端出設施。

2.輸出設施

輸出設施(OutputDevice)是人與計算機交互的一種部件，用

于數據的輸出。它把各種計算結果數據或信息以數字、字符、圖像、

聲音等形式表示出來。

輸出設施的功能是將計算機內部二進制形式的信息轉換成人們

所需要的或其他設施能接受和識別的信息形式。

常見的輸出設施有打印機、顯示器、繪圖儀、數/模轉換器、影

像輸出系統、語音輸出系統、磁紀錄設施等。錄像機，攝影機：圖像

有的設施兼有輸入、輸出兩種功能，如磁盤機、磁帶機等，它們既是

輸入設施，也是輸出設施

◎在多用戶的計算機系統中，計算機終端既是輸入設施，又是輸出設

施；

◎在多媒體計算機系統中，錄象機、VCD、DVD、語音輸入、語音

輸出等是輸入輸出設施。

9.2.1鍵盤

按結構原理劃分：按鍵分有觸點和無觸點類型

觸點式采用機械觸點的分別與閉合推斷電路的通斷，由于磨損、

氧化等易產生接觸不良等故障

無觸點式，通過按鍵上下運動使電容的電量發生變化，達到檢測

開關的通斷，不存在磨損和接觸不良等問題，且密封組裝有防塵特性

按與主機通信信息劃分：編碼鍵盤和非編碼鍵盤

編碼鍵盤就是當某個鍵被按下后,能夠供應一個與之相對應的的

編碼信息，功能全部由硬件完成。

非編碼鍵盤是用較為簡潔的硬件和專用的程序來識別被按鍵的

位置，供應一個與位置相對應的中間代碼（掃描碼），然后又專用軟

件將其轉換成規定的編碼。即功能由軟件完成。

9.2.2鼠標器

鼠標器是掌握計算機顯示器上光標移動的輸入設備。一般有2個

鍵，PS/2接口和USB接口方式。

特點：快速、精確地光標定位，優良的人機交互。

分類

機電式一個外涂橡膠的鋼球，兩對發光、光電管和柵輪組成，

進行代表X、Y方向的定位和測距

光電式沒有機械滾動部分，代之以兩對互為直角的光電探測器,

分別代表X、Y方向進行定位。

與計算機通信方式有線和無線（紅外和無線電）

指標：辨別率、軌跡速度等

在操作系統中安裝鼠標器的驅動程序,就可在系統中配置使用鼠標

器。舊M?PC機，通過軟中斷INT33H調用鼠標器驅動程序，可進行

的操作有鼠標器初始化、開頭顯示光標、停止顯示光標、讀光標位置

與按鈕狀態、設置光標位置、讀鼠標位移量等。

9.2.3掃描儀

掃描儀是把圖形圖像和字符變為二進制圖像數據的計算機輸入設施。

分類

臺式、手持

黑白和彩色

指標辨別率、掃描幅面、掃描速度

原理與接口配有專用軟件的掃描儀可以把圖形、圖像和文字、

字符變為二進制圖像數據存入計算機存儲器，另一方面通過顯示器將

輸入的圖形、圖像顯示出來。其接口有并行口和SCSI接口兩種形式。

9.2.4數字相機

當想把一幅漂亮的風景變成計算機能夠處理的圖像,傳統的處理

過程是：通過使用膠片相機把風景拍攝下來，沖成照片，再通過掃描

儀把照片掃描成計算機能夠處理的圖像。現在，有了數字相機，這一

系列工序變得簡潔多了，當數字相機把某個風景拍攝下來時，它已經

是計算機能夠處理的圖像了。

數字相機與掃描儀類似，采納數千個微小的光傳感器將反射光轉

換為電脈沖。

數字拍攝時，數字相機的鏡頭和一般膠片相機一樣打開，但在

相機后面接受反射光的不是基于鹵化銀的狡卷,而是一個布滿成千上

萬個光敏晶體管的微型芯片，這些晶體管就是聞名的電荷耦合設施

CCD,將光轉換成電脈沖，光線越強,電荷量越大。CCD可以把亮度

分級，但并不熟識顏色。和全部的數字設施一樣，這些產品通過把三

個基本色混合到一個像素來產生自然的彩色。為了做到這一點.數字

相機必需分三次來完成一幅彩色相片。

數字相機用三個彩色濾色鏡來為CCD供應合適的光線:紅色、

綠色、藍色。對每一種顏色，數字相機存儲8位顏色信息（即256種顏

色），這樣每個像素經過三次拍攝，最終可以達到24位的顏色信息（即

1670萬種顏色）,這個數值遠遠超過了人眼能夠辨別的顏色數量。

CCD的精度打算了最高辨別率,這是選購數字相機時就考

慮的一個重要參數,當然鏡頭的質量和圖像處理技術也是一個重要的

性能指標。

一旦按下快門，鏡頭和CCD完成了相應的感光工作，最終

的彩色圖像便以壓縮圖像的格式存放在數字相機的存儲器里。一個特

地的壓縮芯片（通常采納標準的JPEG壓縮方法）使原始位圖圖像壓

縮到只有原來大小的幾特別之一甚至更小，然后數據存入數字相機的

存儲器里。大多數字相機允許用戶設置圖像質量,至少有兩種：高質

量和低質量。高質量相片通常可達到800*600個像素甚至更高。一般

的數字相機只能存放有限的高質量圖像，通常只有幾十張，這主要是

由數字相機存儲器的大小打算的。假如是存儲低質量的圖像照片，那

么可以存儲上百張或幾百張。

數字相機多數使用集成的硅存儲器。現在Intel、Kodak和其

它一些廠商推出基于PC卡的存儲器法律規范作為數字相機的標準，

主要的特點是模塊化。當數字相機的存儲器用完時只要插入另一塊

PC卡，就像以前裝一個新的膠卷一樣。而假如采納的是集成存儲器保

存相片，當存儲器用完時，必需連上計算機,把相片傳給計算機后，才能

拍攝新的照片。

數字相機的照片是以0、1來保存的數字圖像信息,所以假如數字

相片不送入計算機那就沒有多少價值了。有幾種方法可以把圖像從數

字相機傳送到計算機中：使用串行電纜,USB電纜、閃存卡。

現在，大部分數字相機使用標準的串行電纜，串口連接意味著任

何臺式計算機或筆記本計算機均能與數字相機通信（當然需要有相應

的軟件）。但是，串行連接也意味著速度慢，可能會發生沖突，電纜也

比較粗大笨拙。更新的數字相機具有USB總線功能。USB供應了更

快的傳輸速度，可以達到12MB/S,而串口通信最多只能達到每秒幾

百KB,所以傳送照片時USB的數字相機比基于串行方式連接的數字

相機快得多。同時，采納USB方式的相機與計算機相連時，不需要

撥下調制解調器或其它串行設施，由于它采納此外的端口。

另一個正在進展的選項是使用前面提到過的標準的PC卡模塊，

這是一種閃存卡，可以存儲高達幾十MB的數據，而且存儲滿后可

以換卡,當臨時沒有計算機用來傳送數據時，這種進項就極為重要了，

這種卡對一個常在郊外或山地進行攝影工作的攝影工作者來說是特

別有意義的。

9.2.5數字攝像機

數字攝像機的工作和一般攝像機特別相像，但有更多的功能和更

快的速度。它和數字相機類似，采納電荷耦合器件CCD獵取光線井

將其轉換成模擬電脈沖,然后再轉換成0、1的數字信息。彩色攝像機

通常用三個CCD芯片來建立真彩色合成。

攝像機還必需獵取模擬的聲音，對波形進行采樣獵取相應

的數字信息。

同時,數字攝像機也面臨把數據傳送至計算機的挑戰，即

使是USB的12MB/s數據傳輸速率也不足以傳送巨大的視頻動態

文件。

9.2.6語音與文字輸入系統

目前計算機輸入字符與數據，主要用鍵盤敲入，人們正在討論如

何讓機器能夠聽懂話，識別字的功能。為了達此目的，一系列相應學

科正在形成與進展C其中包括模式識別、人工智能、信號處理和圖像

處理。

語音與文字輸入的實質是要讓計算機從語音的聲波和文字的外

形中領悟到含義，并將它轉換成計算機可以處理的代碼。其核心環節

是對聲波和文字圖形的識別，從學科上說這屬于模式識別(Pattern

recognition)范疇。

這里把待辨認的一段聲波或一個文字圖形稱為，樣本。把它們的

類別叫做模式(nattern)。實現將樣本劃定其模式的系統叫做模式識

別系統，詳細來講就稱為語音識別系統或文字識別系統。

①信息獵取采用傳感器(sensor)將語音或文字轉換成電信號，并

進一步將模擬量轉換成數字量，這就是信息獵取過程。

語音與文字識別系統的系統構成

語音通過空氣振動產生的聲波，傳到話筒引起話筒內

部簧片振動，又轉換成電流變化，在這里話筒就是傳感

器。至于文字常用掃描器(scanner)作傳感器，當文

件放入掃描器中時，掃描器從上到下對文件進行逐行

掃描，從紙面上反射的光強與該點的黑、白有關。根

據光的強弱轉換成二進制碼。

一般從傳感器輸出的是模擬量，要將它轉換成數字

量。

②預處理

從傳感器采集到的信號，往往有畸變或噪音，預處

理階段的一個主要任務是消退或減弱噪音。例如用對

同一頁紙掃描若干次，再取平均值等方法來減輕噪音

的影響。

預處理階段還包含對輸入信息進行劃分的內容。例

如，按字符、單詞或詞組進行分段，以便進一步識

別。

③特征提取

語音或文字輸入到計算機后,通過與機內已存入的標準語音或文

字相比較。找出其最相像者而實現識別。所以機器內存有標準語音庫

或文字庫，統稱模型庫。

④分類器學習

分類器學習是將作為標準的文字或語音送入機器,它的方法是人

們一方面用鍵盤敲入某個字符的代碼。另一方面同時用傳感器送入它

的語音或文字，計算機將該字符的代碼及從語音或文字抽取得到的特

征表示，一起存到模型庫內以備樣本比較用。

文字輸入系統要送入不同字體或手寫體模型O語音輸入系統若按

使用者來分，有特定人專用與非特定人使用兩類。特定人專用，則要

讓指定的使用人按所用詞匯逐個對機器進行訓練;非特定人使用的系

統需要選擇若干口音不同的人對機器進行訓練。

⑤分類決策

分類決策是對輸入信號進行識別，并給予識別結果、此時輸入信

號已轉換成特征表示方式。有兩種分類決策方法：

1、將輸入的特征表示與模型庫中的模型（特征表示）逐個進行比較,

找出最相像者，輸出其類別代號。

2、依據模型庫全部模型特點設計出一些決策規章并使用這些規章對

輸入信號進行計算，確定其類別。

9.2.7漢字識別

漢字識別主要分為脫機手寫漢字識別、聯機手寫

漢字識別和印刷體漢字識別三類，其難易程度也按上

述次序從難到易排列。

漢字識別實際上是一個模式識別問題，其困難首

先在于常用漢字的數量極大，相像字較多；其次是漢

字字形的多變性，不僅手寫體如此，即使是印刷體漢

字，不同字體（宋、仿宋、黑、楷等）、不同字號

（從特大號到小七號）不同印刷方法（鉛印、激光打

Eh膠印和計算機打印等）和不同印刷廠所印刷的漢

字也是不同的。由于印刷文本的輸入工作量很大，因

此迫切需要解決自動輸入問題。目前我們國家已有幾個商

品化的印刷漢字識別系統消失，其識別率可達到95

%~98%、如要實現完全的印刷文本自動輸入，還

有相當多困難待解決。

而計算機是串行工作的，使字符的正準確分變得很困

難。在目前的識別系統中，大約有30%誤識來自切分錯誤。對計算

機來說，識別一篇文章是逐段、逐行、逐字地從上至下和從左到右進

行的。對于報紙和雜志等版面較簡單的文章（即除了文字外，還有圖

或表格），則需要將一個版面分成很多塊將圖和表格區分出來，并把

文字一行一行、一字一字劃分開來。

預處理模塊的作用是采用上下文關系對若干個尚無完全確定的

字（或詞組），識別出正確結果；同時還要進行類似于人工校稿的工

作，諸如編排文字、調整結構和修改錯誤等。至于聯機手寫輸入

（筆輸入）指的是以手寫的形式實現人與計算機交互的手段，它除了

上述各特點外，還具有以下功能。

筆輸入由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括“筆，與供書寫

和定位的，手寫板，、手寫板又有電磁式和電阻式兩種。對于電磁式手

寫板必需與電磁式專用筆（有線與無線均可）相協作，而電阻式手寫

板，可以用一般的尖狀硬物作為筆。筆輸入技術采納肯定定位技術,

使得手寫板上寫入的內容能以自然的方式從上到下、從左到右消失在

計算機顯示器屏幕上。

筆跡保留是筆輸入技術所供應的獨特功能同時能便利地完成繪

畫、作圖等功能。

手寫字符識別是筆輸入技術中的核心問題、定位掌握、筆跡保留

和字符識別等功能均由軟件完成。

9.2.8語言識別系統

語言識別系統，有孤立單詞識別系統和連續語言識別系統

兩種。在語言理解系統中要求適應自然語言，自然語言的語法不很法

律規范并帶有習慣性的無意義的發音。語言識別系統依據使用范圍的

不同又可分成供特定人使用的和供任意人使用的兩種。孤立單詞和連

續語言又有詞匯量大小問題，美國的某些公司和高校，在大詞匯量語

言識別方面取得了較好的成果。

9.2.9條形碼及其技術

條形碼又叫條碼O條碼的定義是由一組寬度和反射率不同的平

行相鄰的“條，和“空％依據預先規定的編碼規章組合起來，用以表示

一組數據的符號。這組數據可以是數字、字母或某些符號。

條碼元素用以組成條碼符號的條和空，統稱條碼元素。

條與空可規定幾種不同的寬度，由若干條和空組成一個字符。

條碼是表示數據的符號，在市場上即表示某種商品的代號，這

個符號可由機器自動識別并送入計算機中。在超級市場中的商品，都

用條碼識別。條碼也可應用于倉庫管理、圖書管理等領域。

條碼技術主要包括條碼編碼規章及標準、條碼譯碼技術、印刷

技術、光電掃描技術、通信技術、計算機技術等。

掃描器將掃描得到的脈沖數字信號送到譯碼器譯碼，依據肯定

的編碼規章解釋成計算機可識別的信號,并通過數據通信接口送入計

算機。通常條碼譯碼器采納微處理器及相應硬件來完成譯碼工作。

80年月后期已有專用譯碼芯片上市。掃描器和譯碼器合起來稱

為閱讀器。

一個完整的條碼符號由兩側靜區、起始字符、數據字符、校驗

字符（可選）和終止字符組成。在印制條碼符號時要留出靜區。在掃

描條碼時要從靜區開頭，以保證閱讀效果。條碼符號的第一個字符是

起始字符，是特殊規定的條空結構。在它后面才是真正的數據字符。

條碼符號最終一個字符是終止字符。如選用的條碼還要求有校驗字

符，則校驗字符位于數據字符與終止字符之間。有的條碼符號在字符

之間留有“位空”，有的則不留，分別稱為離散型條碼和連續型條碼。

9.2.10光筆、圖形板和畫筆（或游動標）等輸入

1.光筆（LightPen）的外形與鋼筆相像，頭部裝有一個透鏡系

統，能把進入的光會聚為一個光點。在光筆頭部附有開關，當按下開

關時進行光的檢測，光筆就可始取顯示器屏幕上的坐標。光筆與屏幕

上的光標協作，可使光標跟蹤光筆移動，在屏幕上畫出圖形或修改圖

形，這個過程與人用鋼筆畫圖的過程類似，經操作員確認后即可存入

計算機。

2.畫筆（Stylus）為筆狀，它不是用于顯示器屏幕，而是用于圖

形板（Tablet）。當畫筆接觸到圖形板上的某一位置時，畫筆在圖形

板上的位置坐標就會自動傳送到計算機中去，隨著筆在板上的運動可

以畫出圖形。圖形板和畫筆結合構成二維坐標的輸入系統主要用于輸

入工程圖等。

將圖紙貼在圖形板上，畫筆沿著圖紙上的圖形移動，讀取圖形坐

標，即可輸入工程圖。

為了提高讀圖精度，常用游動標（Cursor）代替畫筆與圖形板協

作使用。游動標是一個手持的方形坐標讀出器，游動標上有一塊透亮

玻璃，玻璃上刻有十字標記。十字標記的中心就是游動標的中心。使

用時將十字中心對準圖形的坐標點上，它比畫筆讀取的坐標更精確。

3.圖形板是一種二維的A/D變換器，因此圖形板也稱作數字化

板。坐標量測的方法有電阻式、電容式、電磁感應式和超聲波式幾種。

以電磁式為例，圖形板是一塊電磁感應板，手持的游動標中有一個感

應線圈，當線圈的中心（十字標的中心）置于板上某點時，便在該點

產生感應電壓，得到坐標值。

圖形板與畫筆（或游動標）協作的輸入方式，比光筆與屏幕相

結合的輸入方式有很多優點。光筆不能輸入紙上的圖形信息，而圖形

板方式很簡潔做到c光筆和持筆的手能攔住圖形，而且由于屏幕玻璃

的厚度,光的折射作用和人眼與光筆的視角等影響常使畫出的圖形偏

離預想的位置。而圖形板無此問題，而且長時間使用光筆，懸空的手

臂會感到疲憊。

由于上述種種優點，目前圖形板輸入方式得到廣泛應用，尤其是

在集成電路圖、機械、建筑圖等用圖紙輸入的系統中。更是如此。

4?跟蹤球

其原理與機械式鼠標器完全一樣，只是將滾球做得大一些并放置

在固定的球座里。使用時用手指轉動球，就可實現鼠標器一樣的功能。

由于它的座子是固定不動的。不需要供鼠標器滑動的額外桌面空間，

甚至可安裝在鍵盤上，這對要求尺寸緊湊和使用空間窄小的場合很有

利，如便攜機可用這種跟蹤球。

5.操作桿

便攜機中常常采納操作桿（Stick）。其結構是在一種薄片狀底盤

的上面設置一個操作桿（直徑約5mm的小圓桿）其露在便攜機鍵盤

面板上的部分只是這個操作桿，底盤結構也很小巧，占用很小空間。

這是鼠標器和跟蹤球不能相比的,它通常被設置在空格鍵下面的空余

地方。

使用時用手指輕壓小圓桿,顯示器上的光標將依據圓桿受力的方

向在屏幕上移動。一般在底盤上設置4個應變規片或壓敏電阻來感受

圓桿所受的壓力。

當按桿時應變規片產生微小形變被檢測，將其轉換成電壓信號。

然后將電壓信號經模/數（A/D）變換器轉換成數字信號，再經專

用IC轉換成移動光標信號。經上述一系列變換，就把按桿的壓力信

號變成移動光標的信號。

9.2.11觸摸屏

觸摸屏就是為改善人機對話而興起的一種輸入方式,觸摸屏已

被廣泛應用在各個應用領域的掌握和查詢等方面。

觸摸屏是透亮的，可安裝在任何一種顯示器屏幕的外面

（表面）。使用時，展現器屏幕上依據實際應用的需要顯示出用戶所

需掌握的項目或查詢的內容（標題），供用戶選擇。用戶只要用手指

（或其他東西）點一下所選擇的項目（或標題），即可由觸摸屏將此

信息送到計算機中C所以顯示屏上顯示的項目或標題相當于，偽按

鍵”。

實際上觸摸屏是一種定位設施，用戶通過與觸摸屏的直接接

觸，向計算機輸入的是接觸點的坐標位置，以后的工作就由程序去執

行了。

觸摸屏系統一般包括兩部分，觸摸屏掌握器（卡）和觸摸檢測

裝置。觸摸屏掌握卡上有微處理器和固化的監控程序，其主要作用

是將觸摸檢測裝置送來的觸摸信息轉換成觸點坐標，再送給計算機。

同時它能接收計算機送來的命令，并予以執行。觸摸屏的掌握卡及其

電源可以安裝在顯示器內，稱為內置式；也可放在顯示器外面，稱為

外掛式。

觸摸屏依據其所采納的技術可分成5類：電阻式、電容式、紅

外線式、表面聲波技術和底坐式矢量壓力測力技術。

紅外線觸摸屏的傳輸介質是紅外線。安裝外掛式紅外觸摸屏的

方法特別簡潔，只要用雙面膠將一個框架裝在顯示器上面即可。

監視器

打印機

9.3.1顯示器概述

1.分類：

CRT、液晶、等離子

性能：

屏幕尺寸、點間距、對比度、M頻、行頻、掃描方式、灰度等級或彩

色數量。

顯示方式：

字符/數字（A/N）方式、

全點可尋址（APA）方式

9.3.2顯示器的性能指標

屏幕尺寸：顯示器屏幕的對角線長度，長寬

比例為4：3

點間距：顯示器屏幕上象素間的距離

顏色數：每個像素點可顯示的顏色數（灰度級）

對比度：圖像（字符）與背景的濃度差

幀頻；字符或圖像每秒在屏幕上消失的次數

行頻：單位時間內電子束從屏幕左到右的掃描次數

掃描方式：電子束掃過熒光屏上全部像素的方式，

分隔行和逐行掃描方式

9.3.3字符顯示器

字符顯示設施是計算機系統中最基本的外部設施。

光柵掃描顯示器顯示字符的方法是以點陣為基礎的。這種方法

將字符分解成m*n個點組成陣列，將點陣存入由ROM構成的字符

發生器中。在CRT進行光柵掃描的過程中，從字符發生器中依次讀

出點陣，依據點陣的0和1掌握掃描電子束的開關，就可以在屏幕上

組成字符。

點陣的多少取決于顯示字符的質量和字符塊的大小。字符塊指

的是每個字符在屏幕上所占的點數，也稱作字符窗口，它包括字符顯

示點陣和字符間隔。圖9.5(a)是字符用點陣(7X9)表示的例

子以及它位于字符窗口中的狀況，圖9.5(b)為字符發生器的規律結

構。

漢字的顯示輸出過程：

輸入碼，機內碼?＞字型碼，顯木器

9.4打印機

分類：

接口：串行、并行

打印方式：擊打、非擊打

字形：點陣、非點陣

打印機工作原理

點陣打印機：計算機？接口？打印行緩沖器？字符發生器？驅動電路

激光打印機：潛像、顯影、定影

噴墨打印機：熱式噴墨、壓電噴墨

9.4.1點陣針式打印機

點陣針式打印機的特點是結構簡潔、體積小、重量輕、價格低,

字符種類不受限制，較易實現漢字打印，還可以打印圖形和圖像。

針式打印機的印字方法是由打印針印出的n(橫)xm(縱)

個點陣組成字符圖形。明顯，點越多，印字質量越高，西文字符的點

陣通常有5X7,7X7,7X9等幾種，若要打印漢字至少要加密到16X16

點陣或24X24點陣。值得留意的是，字符由nxm個點陣組成，并不

意味著打印頭就裝有nxm根打印針。為削減打印頭制造的難度，串

行點陣打印機的打印頭中一般只裝有一列m根打印針，每根針可以

單獨驅動印完一列后打印頭沿水平方向移動一步微小距離，n步以

后，形成一個nxm點陣，照此逐個字符打印。

針式打印機有單向打印和雙向打印兩種。當打印完一行字符以

后，打印紙在輸紙機構掌握下前進一行，同時打印頭（字車）回到一

行的起始位置重新由左至右打印

這個過程為單向打印。雙向打印指的是自左至右一行字符打印

完畢后，字車無須回車，在輸紙的同時字車走到反向打印的起始位置

再從右至左打印一行。反向打印結束，字車又回到正向打印起始位置。

由于省去了空回車時間，所以打印速度大大提高。

針式打印機由打印頭與字車、輸紙機構、色帶機構及掌握器

四部分組成。書中圖9.8為針式印字機構原理圖。

打印頭是針打的關鍵部件，它由打印針、磁鐵、銜鐵等組成。

打印針是鋼針或由鋁鐵合金材料制成，簡易型點陣打印機有7根或9

根打印針，在打印位置垂直排列。有的打印頭有兩列各7根或9根針

交叉排列，可以同時打印兩列點陣。中文打印機LQ1600有兩排共24

根針。

打印掌握器與顯示掌握器類似，主要包括字符緩沖存儲器、字

符發生器、時序掌握電路和接口電路四部分。

主機將要打印的字符通過接口電路送到緩沖存儲器,在打印時

序規律掌握下，從緩存中挨次取出字符代碼，對字符代碼進行譯碼,

得到字符發生器ROM的地址，逐列取出字符點驅動打印頭。形成字

符點陣。

輸紙機構由步進電機驅動，每打印完一行字符，要按給定的要

求走紙，走紙的步距由字符行間距離打算。輸紙機構有摩擦傳動輸紙

和鏈式傳動輸紙兩種。摩擦傳動輸紙機構的印紙兩側沒有孔，靠壓輪

帶動紙前進。鏈式傳動輸紙機構將打印紙的紙孔套在鏈軌上。鏈帶動

打印紙前進。

色帶的作用是供應色源。打印過程中，色帶必需不斷移動，以

轉變其受擊打的位置，否則色帶極易破損。驅動色帶不斷移動的裝置

稱色帶機構。針式打機中使用的多為環形色帶，它裝在一個塑料的帶

盒內，色帶可以隨打印頭的動作自動循環，針式打印機打印時，驅

動的僅僅是質量很小的打印針，慣性小，速度快。

選字操作是全電子線路掌握。所以選字時間很短。串行針式打

印機的打印速度為每秒100個字符左右。

彩色針式打印機的工作原理與單色的基本相同o僅是使用的色

帶和色帶機構不同，色為四色帶，在一條色帶上平行地分為黑、藍、

紅和黃4種顏色。打印時，色帶機構既要帶動帶做單向循環移動又要

帶動包帶盒做上下位移，變換打印頭所接觸的色帶部位，從而打出不

同顏色。雖然色帶上只有4種顏色，但可打印兩次，從而可獲得7種

顏色（黑、藍、紅、黃、紫、橙、綠）。

9.4.2激光打印機

1.激光打印機內部結構

激光打印機的內部結構如書中圖9.9所示。其主要部件如墨粉、

感光鼓（硒鼓）、顯影軋輻、顯影磁鐵、初級電暈放電極、清掃器等,

都裝置在墨盒內。當墨盒內墨粉用完后，可以將整個盒卸下更換。其

中感光鼓一般是用鋁合金制成的一個圓筒，鼓面上涂敷一層感光材

料。激光發生器是激光打印機的光源，具有很好的單色性和方向性。

可以聚焦成細的光束，激光束通過掃描反射鏡反射到感光鼓上。

打印的圖像形成于墨盒中心的感光鼓上，墨粉由顯影軋輻傳送到

鼓上，再傳送到打印紙上，最終墨粉由定影軋輯熔融到打印紙上。感

光鼓的直徑較小，要打印一頁紙，感光鼓必需轉動好幾圈。

3.印字原理

激光印字過程可以分成六個步驟：

帶電、曝光、顯影、轉印、定影和清除殘像。

4.激光掃描系統

5.激光打印機性能

激光打印機輸出速度快，印字質量高，而且可以使用一般紙

張。它的印字質量明顯優于點陣式打印機。一般激光印字機的印字辨

別率都能達到300DPI(每英寸300個點)或400DPL甚至600DPIo

特殊是對漢字或圖形/圖像輸出，是抱負的輸出設施。

激光打印機是非擊打式硬拷貝輸出設施，也是逐頁輸出的。

常用的輸出幅面為A4,此也將這一類設施稱為頁式輸出設施。而一

般擊打式打印機是逐字或逐行輸出。蟲式輸出設施的輸出速度用每分

鐘輸出的頁數(PagesPerminute,簡稱PPM)來表示。高速激光

打印機的速度在100PPM以上，中速為30?60PpM,

它們主要用于大型計算機系統。低速激光打印機的速度為

10?20PpM,主要用于辦公自動化系統和文字編輯系統。

打印設施與計算機之間的接口比較簡潔分為串行接口和并

行接口兩種。串行接口采納標準的RS—232接口，每次輸出一位數

據。井行接口每次輸出一個字節數據。

9.4.3噴墨打印機

噴墨打印機是類似于用墨水寫字一樣的打印機可直接將墨水

噴射到一般紙上實現印刷,如噴射多種顏色墨水則可實現彩色硬拷貝

輸出O噴墨打印機的噴墨技術有連續式和隨機式兩種目前幣場上流行

的各種型號打印機大多采納隨機式噴墨技術。而早年的噴墨打印機以

及當前輸出的大幅面打印機采納連續式噴墨技術。

9.5IP電話

當Internet時代和多媒體時代剛到來時，有人已

經開頭了采用Internet在國際間實時傳送話音。方

法很簡潔，通話雙方同時上網，雙方的計算機都有多媒

體功能，都有一個全雙工的聲卡和麥克風。當甲方對

著麥克風講話時,特地的軟件把聲音紀錄下來并通過

Internet快速傳給乙方。當乙方的計算機接收到這

些聲音數據時，就通過它的聲卡把這些數據用特地的

軟件播放出來，這樣乙方就能夠聽到甲方說話的內容

了。由于雙方的聲卡都是全雙工的，他們彼此都可以

同時說話，傾聽對方的聲音。

目前來講，人們通過電話線撥號上Internet,通過Internet與國

外通話一個小時的開銷不足幾元,而通過國際長途的通話費可能為幾

百元。由此可見，人們通過Internet進行國際通話的費用遠遠低于國

際長途電話費。正是這個差價的迷人之處，使得人們幾年來對這方面

進行了不少的討論，開發出了很多成果，IP電話就是其中一個成果。

目前已有IP電話面市,它的外形象是一個一般電話，但工作機制

不同于一般電話。它實際上是一個網絡終端設施，其工作原理同前面

介紹用計算機通過Internet通話一樣，與采用多媒休計算機通話不同

的是IP電話把有關的一些軟件固化在自身上了。之所以稱為IP電話,

是由于它采用了TCP/IP網絡技術。

9.6聲卡

隨著現在電腦技術的飛速進展，聲卡已經成為多媒體電腦不

行缺少的部分：玩嬉戲、語音輸入、打IP電話等等，每一樣都少不

了它。聲卡的關鍵技術包括：數字音頻、音樂合成、MIDI和音效。

數字音頻部分包括44.1KHZ的頻率采樣和以16位的辨別率錄制和播

放聲音信號，還包括聲音信號的壓縮方法。一般采納自適應脈沖碼調

制法(ADPCM)。音樂合成主要有FM合成和波形表和成法。音效

是近年來集成電路工業中數字聲音信號處理技術的結晶，它從硬件上

實現了回聲、和聲等。使得聲卡發出的聲音更生動。

現在的聲卡一般都具有Line?in、Lin?out、MIC、SPEAK、

嬉戲桿/MIDI五個接口和三個連接器。

(1)?line-in用來連接其他外部聲源，如微型CD播放器、調協器、

數字錄音機(DAT)等，進行播放或錄音。

(2)?line-out連接的是我們常見的有源音箱。

(3)?MIC特地用于連接外接語音輸入話筒(麥克風)。

(4)?SPEAK用來連接無源音箱或功率很小的音箱。

(5)?嬉戲桿/MIDI特地用來連接嬉戲操縱桿或者數字電聲樂器MIDI

設施。

(6)CD源連接器(CDAudioInterface)該連接器用于連接光驅尾

部的四針連接器，從而實現在播放CD時，將光驅的音頻輸出信號直

接送往聲卡，并通過聲卡對該信號進行處理后再輸出。

不過，USB和閃存PC卡都有一個基本的缺點一有些計算機

沒有同它們的接口，這樣造成無法處理它的數字信息。這就意味著或

許要進行I/O升級以采用這兩種較新的數字相機假如不情愿升級，那

么基于串口的數字相機是最好的選擇。

(7)PC喇叭連接器該連接器用于連接主板上的PC喇叭。

(8)CD?R0M驅動器接口該連接器用于連接光驅。ADC(Anlogto

DigitalConvertor,模擬數字轉換器)的功能就是把聲音從模擬信號

轉換成數字信號,用一連串的字來表示模擬信號的電壓及電流的簡單

變化，這個過程又稱為“采樣”。這樣，就可以隨心所欲地編輯聲音了。

與ADC的功能相反，DAC(DigitaltoAnlogConverter,數字

模擬轉換器)則是把那些經過處理的數字信號再還原為模擬信號，以

便驅動音箱的揚聲器單元振動發聲，這樣才能通過音響發出經過錄制

和編輯的音樂。

依據數據傳輸的總線不同，現在的聲卡可分為兩大類：ISA聲卡

和PCI聲卡。ISA的總線最高傳輸率為8.33MB/S,?其低帶寬不利于

聲卡在多媒體應用中發揮更多功能,；而PCI總線為132MB/S,具有

充分的帶寬以便讓聲卡發揮更多的功能，既解決了傳輸的瓶頸，也降

低了系統資源的消耗。由于ISA聲卡是用軟波表軟件合成音色，而

PCI聲卡是采用芯片硬件合成音色的，在速度和CPU占用率上都有

較大的優勢，所以？PCI聲卡最終會取代ISA聲卡，成為主流。

9.7網卡

網卡也稱為網絡適配器，它像顯示卡、聲卡一樣是一種外插卡。

把它插在計算機主板的擴展槽中，通過它的尾部的接口與網絡線纜相

連。在局域網中，計算機只有通過網卡才能與網絡進行通訊。

計算機要在網絡上發送數據塊時，首先把數據塊從內存中傳送

給網卡，網卡對數據進行處理：把這些數據分割成數據塊，并對數據

塊進行校驗，同時加上地址信息（包含了目標網卡的地址及自己的地

址），這種地址屬于ISO/OSI的其次層地址，即數據鏈路層地址。然

后等待網絡在允許時發送這些數據。

反之，當網卡接受到網絡上傳來的數據時，它分析該數據塊中

的目標地址信息，假如是自己的地址時，它就把數據取出來傳送到計

算機的內存中交給相應的程序處理，否則將不予理睬。

網卡的分類有很多種：

按網絡的類型來分，有以太網卡、令牌環網卡、ARCnet網卡

等。

按網卡與主板的接口方式（即網卡對應插在什么樣的擴展槽

里）來分，有16位的ISA網卡、32位的PCI網卡。

按網絡的傳輸速度來分，有10Mbps的網卡、100Mbps的

網卡、和1000Mbps的網卡。

按網卡與計算機或設施的物理連接方式來分，有插在計算機內

的內插網卡、連接網絡設施(如網絡打印機)用的外界口袋型網卡

(PocketLanCard)、連接筆記本計算機用的外接PCMCIA網卡。

一個網卡上一般有一個或多個不同的接口,

網卡是網絡中最基本、最關鍵的硬件，它的性能的好壞直

接影響整個網絡的性能。網卡的位數代表的是它一次能和計算機交換

的數據量，16位代表一次能交換2個字節的數據，32位代表一次能交

換4個字節的數據。一個網卡最高處理力量是多少，可以用下面的一

個公式粗略的估量一下最抱負的狀況：

網卡處理力量=網卡位數X網卡接口總線的時鐘的頻率。那么，由

于ISA的總線的時鐘頻率是8MHz,所以一個ISA網卡的最高處理力

量是8x16=128Mbps,由于PCI的時鐘頻率是33MHz,故一個PCI

網卡的最高處理力量是33x32=1056Mbps。當然，實際狀況遠遠沒

有那么樂觀，由于網卡還要進行數據格式轉換、校驗、流量掌握等處

理,這些處理睬消耗大量的時間，而且它未必按總線的時鐘頻率工作。

因而，一般來說10Mbps的網絡常用16位的ISA網卡，100Mbps

的網絡常用32位的PCI網卡。

網卡連接到計算機上，要想網卡正常工作還需要對網卡進行

配置。網卡配置時，主要相關的兩個參數：舊Q中斷號、I/O端口地

址和DMA通道號。要想讓計算機正常使用網卡，很明顯不能讓網卡

的IRQ中斷號或I/O端口地址或DMA通道號與別的計算機設施沖

突。老的網卡需要手工跳線來選擇IRQ中斷號、I/O端口地址和DMA

通道號，新的網卡由于一般都支持PnP合同，故而它們的IRQ中斷

號、I/O端口地址和DMA通道號由系統自動處理安排。