第九章 输入输出设备

计算机组成原理习题与解析 第九章 输入输出系统 邵桂芳9.2基本题9.2.1填空题1. 按功能分类，外部设备大致可以分为（输入设备）（输出设备）和（输入输出兼用设备）2. 输入设备的作用是将（外部信息）以一定的数据格式送入（系统内存） 答案：、3. 输入设备和输出设备统称为（外设），通常通过（输入输出接口）与主机相连接4. 输入设备分为（图形）输入设备、（图像）输入设备、（语音）输入设备几类5. 输出设备的作用是将（计算机的处理结果）提供给（外界） 6. 每一种外设都是在它自己的（设备控制器）控制下工作，而（、适配器）则是通过（）和（）相连接并受（主机）控制 7. 常用的按键有（机械触点）式、薄膜式和（电容）式。其中（电容）式键开关无触点，简单可靠，使用寿命长 8. 鼠标器主要有（机械）式和（光电）式两种，后者需要特制的网格板与鼠标配合使用9. 光笔可以与（屏幕）上光标配合画出或修改图形，是一种定位输入设备 10. 按显示器件分类，显示器有（阴极射线管显示器）（CRT）（液晶显示器）（LCD）和等离子显示器11. 显示器的主要性能指标是图像的（分辨率）和（灰度级）。前者的值越高，显示的图像就越清晰12. 液晶显示器的主要工作电压（低）、功耗（低）、体积小、重量轻、常用作便携式设备的显示器 13. 字符显示器的控制逻辑电路的功能包括（显示控制）（同步控制）（消隐）和（光标控制）14. 不同CRT显示标准所支持的最大（分辨率）和（颜色）数目是（不同）的. 15. 按所显示的信息内容分类，显示器可以分为（字符）显示器、（图形）显示器和（图像）显示器三类16. CRT显示器上构成图像的最小单元称为（像素） 17. 常用的打印设备有（点阵式）打印机、（宽行）打印机、（激光）打印机、（彩色喷墨）打印机，他们都属于（硬拷贝）输出设备 18. 按照工作原理，打印机可分为（击打）式和（非击打）式两类，激光打印机和喷墨打印机均属于后者 19. 对于单色显示器，若每屏可以显示80列*25行=2000个字符，字符窗口为9*14点阵，字符为7*9点阵，则VRAM中存放的（2000个字符的ASCII码），容量为（2000）字节20. 显示适配器作为CRT和CPU的接口，由（刷新）存储器、（显示）控制器、（ROM BIOS）三部分组成。先进的显示控制器具有（图形）加速能力 21. 激光打印机的工作过程分为（处理）阶段、（成像）阶段、（转印）阶段、（定影）阶段22. 衡量打印机打印速度的指标是:每秒钟打印的英文字符数（或每分钟打印的页数）23. 打印字符的点阵存储在（字符发生器）中，该装置通常采用ROM实现 24. 数模转换（D/A转换）是将（数字）信号转换成（模拟）信号25. 模数转换（A/D转换）是将（模拟）信号转换成（数字）信号26. 音频处理总体上可分为三部分，即（音频识别）、（音频合成）和音效处理27. VESA标准是一个可以扩展的标准，它除兼容传统的（VGA）等显示方式外，还支持（1280*1024）像素光栅，每像素点（24位）颜色深度9.2.2选择题1. 计算机的外围设备是指（） 答案：DA输入/输出设备 B外存储器 C远程通信设备 D除了CPU和内存以外的其他设备 2. 在微型机系统中，外围设备通过（）与主板的系统总线相连接A适配器 B设备控制器 C计数器 D寄存器 答案：A3. 在微机中，VGA代表（）A微机的型号 B键盘的型号 C显示标准 D显示器型号 答案：C4. CRT的分辨率为1024*1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量是（）A 256KB B 512KB C 1MB D 8MB 答案：C5. 在PC机所配置的显示器中，若显示控制卡上刷新存储器的容量是1MB，则当采用800*600的分辨率模式时，每个像素最多可以有（）中不同的颜色A 256 B 65536 C 16M D 4096 答案：B6. D/A转换器是（）A把数字量转为模拟量，把转换结果输入到计算机B把模拟量转为数字量，把转换结果输入到计算机C把计算机输出的模拟量转化为数字量D把计算机输出的数字量转化为模拟量 答案：D7. 计算机应用于过程控制时，控制单元必须使用的重要部件是（）A键盘 B CRT C 打印机 D 数/模与模/数转换器 答案：D8. 下面说法错误的是（）A打印机的分辨率用每英寸的点数表示 B针式打印机的特点是耗材成本低、噪音小、速度快C非击打式打印机噪音小，耗材成本低 答案：B9. 双向打印机的特点是（）A左右双向同时打印 B既可以选择从左到右打印，也可以选择从右到左打印C先从左到右打印，在从右到左打印 D具有两个打印头 答案：C10. 带有处理器的设备一般称为（）设备A智能化 B交互式 C进程通信 D过程通信 答案：A11. 软磁盘、硬磁盘、磁带机、光盘、固态盘属于（）设备：键盘、鼠标器、显示器、打印机、扫描仪、数字化仪属于（）设备；LAN适配卡、Moden属于（）设备A远程通信 B外存储设备 C人机界面 答案：1 .B 2. C 3. A12. 显示器的控制逻辑和存储一般都在（）中。终端是由（）组成的一套独立的（）设备，它能够完成显示控制与存储、键盘管理及通信控制等功能，还可完成简单的编辑操作A 1.主机内部 2. 显示器内部 3. 主机接口板中B 1.显示器和控制逻辑 2. 键盘和显示器 3.键盘和控制逻辑C 1.输入 2.输出 3.输入输出D 答案：A 1 B 2 C 313. 几种打印机的特点可以归纳如下：串行点阵式打印机是按（A）打印的，打印速度（B）；喷墨打印机是按（C）打印的，速度（D）；激光打印机是按（E）打印的，速度（F）。行式点阵式打印机是按（G）打印的，速度（H）。多有打印机的打印都受到打印字符点阵的控制。打印字符的点阵信息在点阵式打印中控制打印针（I），在激光打印机种控制激光束（J）。A、C、E、G: 1.字符 2. 行 3.页B、D、F、H： 1.最快 2.最慢 3.较快 4.中等I、J：1.运动方向 2. 有无 3.是否动作答案：A 1 B 2 C 1 D 4 E 2 F 3 G 2 H 3 I 3 J 214. 一级汉字有3755个，如每个汉字字模采用16*16点阵，并存放在主存中，则约占（）字节。假如将汉字显示在荧光屏上，共24行，每行80个字，为保存一帧信息，约需要（）字节的存储空间。汉字在输入时采用（），在存储时采用（），打印或显示时采用（）。存储一个汉字一般可采用（）字节，有时也用（）字节A、B: 1. 30K 2. 60K 3. 90K 4. 120KC、D、E: 1. ASCII码 2. 字形码 3. 机内码 4. 点阵 5. 拼音码 6. 区位码F、G：1. 1个 2. 2个 3. 3个 4. 32个 5. 16个答案：A 4 B 2 C 2，5，6 D 3 E 4 F 2 G 39.2.3判断题1. 不带汉字库的点阵式打印机不能打印汉字 答案：错，可以使用软字库2. 显示刷新存储器由RAM组成 答案：对3. 磁带存储式记录模拟信号的数字设备 答案：错，磁带存储器是纪录数字信号的设备4. 外部设备位于主机箱的外部 答案：错，外部设备是主机之外的设备5. 在各种数字磁记录方式中，改进式调频制的记录密度最高 答案：对6. 个人微机键盘上的Ctrl键起控制作用，它必须与其它键同时按下才生效 答案：对7. 键盘属于输入设备，但显示器上显示的内容既有机器的输出结果，又有用户通过键盘输入的内容，所以显示器既是输入设备，又是输出设备答案：错，显示器无论是输出机器的结果还是输出键盘输入的内容均是向用户输出信息，所以显示器应属于输出设备8. 语音合成器最为输入设备可以将人的语音转换成计算机能够识别的信息答案：错，语音合成器作为输出设备可以将计算机信息转换成人的语音信息9. 非击打式打印设备速度快、噪音低、印字质量高，但价格较贵 答案：对10. 针式打印机点阵的点越多，印字质量越高 答案：对11. 行式打印机的速度比串行式打印机快 答案：对12. 图形比图像更适合表现类似于照片和绘画之类的有真实感的画面答案：错，图像显示器的分辨率比兼容的图形显示器的分辨率更高，因此画面的真实感更强13. 一般来说图像比图形的数据量要少一些 答案：错，图像比图形数据量更多一些14. 图形比图像更容易编辑，修改 答案：对15. 图像比图形更有用 答案：错，各有其用途16. 字符发生器是存放ASCII字符点阵的存储器，汉字也由有点阵构成的，因此，能处理汉字的计算机，其字符发生器中也存放了汉字点阵答案：错，能处理汉字的计算机，其汉字点阵可用字符发生器产生，称硬字库，但现在一般采用软字库9.2.4简答题1. 用于人-机交互的计算机外部设备其发展经过了那几个阶段？今后的发展趋势是什么？答：人-机交互的计算机外部设备其发展经历了字符界面、图形界面、多媒体界面技术、虚拟现实技术等几个阶段。今后是向更接近于人的自然交互界面方向发展，比如具有视觉、听觉和语音能力的外部设备2. 简述分辨率、灰度级的概念以及它们对显示器性能的影响。答：分辨率是衡量显示器清晰程度的指标，以图像点（像素）的个数为标志。显示器中显示的像素越多，分辨率就越高，显示的文字和图像就越清晰。灰度级是指显示器所显示的像素点亮度的差别。显示器的灰度级越多，显示的图像层次就越丰富3. 简述CRT的显示原理答：CRT显像管由电子枪、荫罩和荧光屏组成。显示器依据不同的显示信号对电子枪施加不同的电压，产生不同强度的电子束；荫罩对不同强度的电子束进行过滤；过滤后电子束打在荧光屏上产生不同强度的颜色显示4. 显示设备有那些类型？答：按显示设备所用的显示器分类，有阴极射线管（CRT）显示器，液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）等。按显示方式分类：有字符显示器、图形图像显示器等。按显示的颜色分类，有彩色显示器和单色显示器5. 何谓CRT显示分辨率？若CRT1分辨率为640*480，CRT2分辨率为1024*1024，问CRT1和CRT2哪一个为优？答：分辨率是指显示器所能显示的像素个数。像素越密，分辨率越高，图像越清晰。分辨率取决于显像管荧光份的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。同时，刷新存储器要有与显示像素像对应的存储空间，用来存储每个像素的信息。与CRT1比较，CRT2的分辨率高；6. 为什么要对CRT屏幕不断进行刷新？要求的刷新频率是多少？为达此目的，必须设置什么样的硬件？答：CRT发光是由于电子束打在荧光粉上引起的。电子束扫过之后其发光亮度只能维持几十豪秒，为了使人眼能看到稳定的图像显示，必须是电子束不断地重复扫描整个屏幕，这个过程称为刷新。按照人的视觉生理特征，刷新频率大于30次/秒时才不会感到闪烁，显示设备中通常要求每秒50帧图像。为了不断提高刷新图像的信号，必须把一帧图像的信息存储在刷新存储器中。7. 比较光栅扫描的图形和图像显示器与光栅扫描的字符显示器的主要异同点。答：相同点是：按构成一帧显示内容的像素点逐行扫描，以显示一帧内容。不同点是：图形图像显示器需要将每个像素的信息都存放在VRAM中，而字符显示器只需要将显示字符的ASCII码存放在VRAM中，字符的点阵来自字形发生器的ROM。9.3 综合题 1某显示器的分辨率为800600，灰度级为256色，试计算为达到这一显示效果需要多少字节? 解：灰度级为256，=256，所以，每像素占8bit=lByte所需字节数=8006001024469KB 2设某光栅扫描显示器的分辨率为1024768，帧频为50(逐行扫描)，垂直回扫和水平回扫时间忽略不计，则此显示器的行频是多少?每一像素允许的读出时间是多少? 解：行频为768行50s=38400行s； 每像素允许读出时间小于1(384001024)=0.0254(s)；若考虑以32个像素为单位存取，其读出时间也须小于0.0254(s) 32=0.8(s)3某光栅扫描显示器的分辨率为12801024，帧频为75Hz(逐行扫描)，颜色为真彩色(24位)，显示存储器为双端口存储器。回归和消隐时间忽略不计。问 (1)每一像素允许的读出时间是多少? (2)刷新带宽是多少?(3)显示总带宽是多少? 解：(1)每一像素允许的读出时间为：(175)(12801024)=1.0210-8s=10.2ns(2)刷新带宽：分辨率*颜色深度*帧频=(1 2801024) 3B75=294912000字节/秒=281.25M字节秒(3)显示总带宽：刷新带宽：281.25M字节秒 4(1)若显示器的分辨率为1 024768，颜色深度为3B，帧频(刷新速度)为72Hz，计算刷新屏幕时存储器带宽是多少? (2)实际工作时，显示适配器的几个功能部分要争用刷存的带宽。假定总带宽的50用于刷新屏幕，保留50带宽用于其他非刷新功能。请问刷存总带宽应为多少? (3)为达到这样高的刷存带宽，应采取何种技术措施? 解：(1)因为刷新屏幕所需带宽：分辨率每像素点颜色深度刷新速度，所以刷新屏幕时存储器带宽应为10247683B72s=165 888KBs=162MBs (2)刷存总带宽应为162MBs10050=324MBs (3)为达到这样高的刷存带宽，可采用如下技术措施：使用高速DRAM芯片组成刷存。刷存采用多体交错结构。刷存内显示控制器的内部总线宽度由32位提高到64位，甚至到128位。刷存采用双端口存储器结构，将刷新端口与更新端口分开。 5刷新存储器的重要性能指标是它的带宽，若显示工作方式采用的分辨率10241024，颜色深度为24位，帧频(刷新速率)为72Hz，求刷新存储器的容量是多少?解：因为刷存容量=分辨率颜色深度刷新速率，所以刷新存储器的容量为102410243B=3 072KB=3MB。 6若需显示一幅1024768像素且有256种颜色的图像，试问： (1)显示系统的帧存容量为多少? (2)如要在屏幕上得到逼真的动态图像，假设每秒传送50帧(逐行扫描)，其传送速率应为多少? (3)如要显示汉字，机器内设置有ROM汉字库，存放一级和二级汉字，汉字采用1616点阵，其汉字库的容量是多少? 解：(1)显示系统的帧缓存容量为1 0247681B=786432B(2)传送速率为50786432B=39.3216MBs(3)一级汉字个数为3755个,二级汉字个数为3008个,汉字库容量为:(3755+3008) 1616/8=216416字节7、某CRT显示器可显示64种ASCII字符，每帧可显示64字*25排；每个字符采用78点阵，即横向7点，纵向8点，排间间隔6点；帧频50Hz，采取逐行扫描方式。问：(1)缓存容量有多大? (2)字符发生器(ROM)容量有多大?( 3)缓存中存放的是ASC代码还是点阵信息? (4)缓存地址与屏幕显示位置如何对应?(5)设置哪些计数器以控制缓存访问与屏幕扫描之间的同步?它们的分频关系如何?解：(1)缓存容量为64252B=3200字节。 (2)肋M容量为6481B=512字节。 (3)缓存中存放的是待显示字符的ASCII代码。 (4)显示位置自左至右，从上到下。相应地，缓存地址由低到高，每个地址码对应个字符显示位置。 (5)点计数器8:1分频；字计数器(64+12):1分频；行计数器(8+6):1分频：排计数器(25+10):1分频。8图98所示是一个字CRT显示器框图，可显示3000个汉字，每字由11*16点阵组成，字间间隔1点，两排字间间隔4线，32字排，12排屏。一个汉字编码占两个字节。帧频50Hz，帧回扫和行回扫均占扫描时间的20(扫描时间包括正扫和回扫)。行周期可在60s70s间选择。试求：(1)RAM=? (2)ROM=? (3)各计数器位数分别是多少?时钟频率是多少(不考虑扫描非线性)?图9.8解：(1)RAM存储器存储字符的编码，因为一屏可显示3212=384字，每个汉字的编码占2个字节，所以RAM=32122byte=768字节。 (2)ROM存储器存储汉字的点阵信息，因为总共可显示3 000个汉字，每个字以1116点阵组成，所以ROM=3 0001116bit=300022byte=66000字节。 (3)排计数器：汉字可显示点阵占12排，通常上下边缘区因失真较大而各留2排不显示，所以一共是16排，则排计数器是4位。 行计数器：每个汉字点阵占16行，两排字间隔4行，故一排汉字共用20行，行计数器最多计到20，需要用5位。字计数器：每排32个字，左右两边缘因失真共留4个字空闲，水平回扫占扫描时间的20约9个字符时间，故字计数最多计到45，字计数器需用6位。点计数器：每个字的点阵是11列，加上间隔1点，共12点，故计数器为4位。时钟频率=50Hzl6204512=864MHz， 另一方面，题目限定行周期可在6070s之间，其中包括了20的回扫时间，即正扫时间(6070) 80=4856s，回扫时间(6070)20=1214s。在(4856) s内安排(3612)个像元，所以每个像元的时间是(4856)432=(0.111110.12963) s，频率为97.72MHz。这个范围包括了上面所计算的8.64MHz。上面的分析将一屏分为16排，每排20行，一共是320行，这个数是非标准值(如果按标准行数，则要适当调整)。9设计一个128按键的全编码键盘。解：在此采用动态编码器。它主要由按键阵列、译码器、多路器及七十数器等组成，如图9.9所示。计数器的高三位接多路器，低四位接译码器。在未按键时，多路器输出高平，计数器在计数脉冲控制下循环计数。7位计数器从某个状态开始计数，直到回到该状态，称为个扫描循环。与此同时，对128个键检测一遍。若有某个键按下，当计数器的状态正好与该键对应的编码相符合时，译码器就在该键所在的列线上输出低电平，它通过闭合的键传送到该键所在的行线上，仗多路器输出为低电平，封锁计数器的计数脉冲，使计数器保持在该状态。此时，计数器的内容就是该键的编码(各键的编码见图9.9)。图9.9第 7 页 共 7 页