Degang Xu, Zhengzhou Institue Of Technology
Xulaoshi@
9/26/2022 8:36 AM
第九章 外围设备
•基本概念
•存储设备
•输入设备
•输出设备
基本概念
• 外围设备：除了CPU 和主存外，计算机
系统的每一个部分都可作为外围设备看
待。
• 外围设备的基本功能是在计算机和其他
机器之间，以及计算机与用户之间提供
联系。
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基本概念
• 外围设备的基本组成部分：
–存储介质
–驱动装置
–控制电路
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基本概念
• 外围设备的分类：
–输入设备
–输出设备
–外存设备
–数据通信设备
–过程控制设备
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输入设备
• 图形输入设备
– 键盘输入
– 光笔输入
– 图形板和游动标输入
– 鼠标输入
• 图象输入设备
• 语音输入设备
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• 键盘
–无编码键盘
–电子编码式键盘
• 鼠标器
–机械式
–光电式
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输出设备
• 显示器
– CRT显示器
– CRT图形显示器
– 图像显示器
– 液晶显示器
– 液晶彩色显示器
• 打印机
– 点阵针式打印机
– 喷墨打印机
– 激光打印机
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• 显示器
• 1、显示类型
• 2、阴极射线管和液晶显示器的工作原理
• 3、显示器的主要技术参数
• 4、常见显示器介绍
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一）分类
显示输出设备采用显示技术，将电信号转换成能直接
观察到的光信号。它涉及到显示器件、显示内容的处理
（如格式、亮度、辉度、色彩等）及控制电路等技术。目
前，显示器件主要有电子束管器件和非电子束管器件两大
类：
电子束管器件采用磁偏转式显像管，如阴极射线管
（Cathode Ray Tabe)，简称CRT。 采用CRT器件的显示器
技术比较成熟，驱动方式简单，可靠性高，有较好的性能
价格比。尽管它要求高工作电压，且比较笨重，但仍然在
应用中占优势。
非电子束管器件又称平板显示器件，采用液晶显示、
等离子体显示及激光显示等原理构成。
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◎ 按照显示器的显示管分类
分为传统的显示器，也就采用电子枪产生图
像的CRT（cathode-ray-tube阴极显示管）显示
器和液晶显示器LCD（Liquid Crystal
Display）以及等离子显示器、发光二极管显示
器。
◎ 按显示色彩分类 分为单色显示器和彩色显
示器；单色显示器已经成为历史。
◎ 按显示屏幕大小分类
以英寸单位(1英寸=)，通常有14寸、
15寸、17寸和20寸，或者更大。
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二）CRT显示器组成及工作原理
• CRT就是Cathode Ray Tube(阴极射线管)的
意思，主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈
(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉
层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成
• CRT显示器两处重要部分，一部分是阴极射
线管，另一部分是控制线路。
• 显示器的显示系统和电视机类似，主要部件
是显像管 (电子枪)。在彩色显示器中，通常是3
个电子枪，像索尼Trinitron之类的三个电子枪在
一起，也称为单枪。
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显示管的屏幕上涂有
一层荧光粉，电子枪发射
出的电子击打在屏幕上，
使被击打位置的荧光粉发
光，从而产生了图像，每
一个发光点又由“红”“
绿”
“蓝”三个小的发光点组
成，这个发光点也就是一
个象素。 由于电子束是分为三条的，它们分别射向屏幕上的
这三种不同的发光小点，再由电压调整发射在不同像素
上电子束的强弱，提供了不同的明暗效果，这样就在屏
幕上出现绚丽多彩的画面。
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• 1、阴极射线管
它的工作原理就是其末端的合金体受电
压刺激放出带电负离子（也叫阴离子），
阴离子先经过电流开关，电流开关控制着阴离子行动，如果电
压在－24V至－40V之间，那么阴离子就可通过。如果不允许阴
离子通过，电流开关就会放出180V电压，使阴离子被吸到电极
上而失去流动性。当阴离子通过电流开关后，先到达一组聚焦
菱镜，同时另一个电流开关加速它的速度，并保持它的行进路
线。在阴离子到达屏幕之前，CRT周围的高压线圈会产生吸引
力，用来改变阴离子的运行路线，这样就能使阴离子正确的打
在CRT的发光点上。
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• 为使电子束精确地打在发光点上，在屏幕前还有一个
荫罩（金属隔板），上面有很多小孔，电子束穿过小孔后
才能达到屏幕上，而电子束的不规则部分将被荫罩挡掉。
• 它的位置在荧光屏后面约10mm处，厚度约为
的薄金属障板，它上面有很多小孔或细槽，它们和同一组
的荧光粉单元相对应。三支电子束经过小孔或细槽后只能
击中同一像素中的对应荧光粉单元，因此能够保证彩色的
纯正和正确的会聚。
• 一般金属隔板分为两类，一种为圆点式、另一种为栅
栏式。圆点式是现在最为常见的，很多显示器都是使用它。
而栅栏式是较新的技术，如SONY的特丽珑显像管就是使用
这种技术。
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• 2、控制线路
在CRT显示器里各种线路十分复杂，大致可分为电源
控制线路、磁力控制线路、动态控制线路等。
• 电源控制线路主要是通过对电流的控制，使其产生CRT所
需要的高压。并且按照需要为待机、节能、睡眠状态下的
显示器提供合适的电力。
• 磁力控制线路主要是控制显示画面的位置。由于CRT所产
生的阴离子射线会受地磁的影响，所以显示器所产生的画
面会发生略微的倾斜，
• 磁力控制线路就是根据倾斜角度，进行相应的调整。
• 动态控制线路主要功能就是保证显示的速度，保持画面的
稳定性。显示器表现的是静态画面，并以连续的画面来组
成动画。为了不让整个显示过程出现偏差，人们就在阴极
射线管中用多组电极线路来控制阴离子的运行路线。
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CRT图形显示器
前面介绍了CRT字符显示器的组成和工作原理。实
际上目前计算机系统中使用的显示器大都是字符图形
显示器。就是说这种显示器不仅能显示字符（包括汉
字），也能显示图形和图像。显示技术随着计算机的
更新换代也在迅速发展。
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平板显示器
当前，台式计算机大多使用的CRT显示器。但CRT
显示器特有的电子束发射、聚焦、偏转机构等使得它
体积大、功耗高且很重，不便于携带。近年来，随着
便携计算机的迅速发展，对薄型、轻量显示器的需求
增加，各种平板显示技术相继出现。如液晶显示器
（LCD）、电致发光显示器（ELD）等离子显示器
（PDP）、电致变色显示器（ECD）、发光二极管显示
器（LEDD）等。特别是液晶显示器，在某些应用领域
已经取代了CRT显示器。
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• 液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)
• 使用了“液晶”(Liquid Crystal)作为材料的
显示器，液晶是一种介于固态和液态之间的物质，
当被加热时，它会呈现透明的液态，而冷却的时候
又会结晶成混乱的固态，液晶是具有规则性分子排
列的有机化合物。
• 液晶按照分子结构排列的不同分为三种：类似
粘土状的Smectic液晶、类似细火柴棒的Nematic液
晶、类似胆固醇状的Cholestic液晶。这三种液晶的
物理特性都不尽相同，用于液晶显示器的是第二类
的Nematic液晶，分子都是长棒状的，在自然状态下，
这些长棒状的分子的长轴大致平行。
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• 液晶的其他性质：
• 当向液晶通电时，液晶体分子排列得井然有序，
可以使光线容易通过；而不通电时，液晶分子
排列混乱，阻止光线通过。
• 通电与不通电就可以让液晶像闸门般地阻隔或
让光线穿过。
• 这种可以控制光线的两种状态是液晶显示器形
成图像的前提条件，当然，还需要配合一定的
结构才可以实现光线向图像转换。
• 原始的单色液晶显示器原理
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• 单色液晶显示器的液晶面板包含了两片无钠玻璃，
称为Substrates，中间夹着一层液晶，也就是液晶层，
液晶并不是简单地灌入其中，而是灌入两个内部有沟槽
的夹层，这两个有沟槽的夹层主要是让液晶分子可以整
齐地排列好，因为如果排列不整齐的话，光线是不能顺
利地通过液晶部分的。为了达到整齐排列的效果，这些
槽制作得非常精细，液晶分子会顺着槽排列，槽非常平
行，所以各分子也是完全平行的。
这两个夹层我们通常称为上下夹层，在生产过程中，
上下沟槽呈十字交错(垂直90度)，即上层的液晶分子的
排列是横向的，下层的液晶分子排列是纵向的，这样就
造成了位于上下夹层之间的液晶分子接近上层的就呈横
向排列，接近下层的则呈纵向排列。
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• 假设在正常情况下光线从上向下照射时，
通常只有一个角度的光线能够穿透下来，通过
上滤光片导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶
分子扭转排列的通路从下滤光片穿出，形成一
个完整的光线穿透途径。而一旦通过电极给这
些液晶分子加电之后，由于受到外界电压的影
响，液晶分子不再按照正常的方式排列，而变
成竖立的状态，这样光线就无法通过，结果在
显示屏上出现黑色。
• 这样会形成透光时(即不加电时)为白、不
透光时(加电时)为黑，字符就可以显示在屏幕
上了，这便是最简单的显示原理。
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• 普通液晶显示器工作原理
因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都
设有作为光源的灯管，同时在液晶显示屏背面有一块背
光板和反光膜，背光板是由荧光物质组成的，可以发射
光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。
由控制电路来控制像素中的点是亮还是不亮呢？这
主要是，在无钠玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，
电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压
而改变液晶体的是否通光状态，在这个时候，液晶材料
的作用类似于一个个小的光阀，控制光的通过与不通过。
在液晶材料周边还有控制电路部分和驱动电路部分，这
样就可以用信号来控制单色图像的生成了。
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• 在现在的应用中，LCD可分为无源阵列彩显DSTN－
LCD（俗称伪彩显）和薄膜晶体管有源阵列彩显TFT－
LCD（俗称真彩显）。
DSTN（Dual－Layer Super Twist Nematic）显示屏不能算
是真正的彩色显示器，因为屏幕上的内每个像素的亮度和
对比度不能独立的控制，它只能显示颜色的深度，与传统
的CRT显示器的颜色相比相距甚远，因而也被叫做伪彩显。
TFT（Thin Film Transistor）显示屏 TFT（Thin Film
Transistor）显示屏的每个液晶像素点都是由集成在像素点
后面的薄膜晶体管来控制，使每个像素都能保持一定电压，
从而可以做到高速度、高亮度、高对比度的显示。TFT显
示屏是目前最好的LCD彩色显示设备之一，是现在笔记本
电脑和台式机上的主流显示设备。
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• LCD的色彩层次比较丰富，TFT显示器一般有16位64K
种颜色和24位16M种颜色，彩色十分鲜艳。而DSTN显示器只
有256K种色彩。
LCD的分辨率与CRT显示器不同，一般不能任意调整，
它是厂家所设置的。分辨率是指屏幕上每行有多少像素点、
每列有多少像素点。现在LCD的分辨率一般是800点×600行的
SVGA显示模式和1024点×768行的XGA显示模式。
LCD刷新频率是指每个像素在一秒内被刷新次数，这和
CRT显示器是相同的。新频率过低，可能出现屏幕图像闪烁
或抖动。
最后就是防眩光、防反射，这主要是为了减轻眼睛疲劳
所增设的功能。由于LCD屏幕结构特点，屏幕的前景会反光，
以及像素自身的对比度和亮度都将对用户眼睛产生反射和眩
光。特别是侧面观察屏幕时就表现的很明显，这方面TFT的
LCD要表现的更好
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• TFT（Thin Film Transistor）工作原理
• 建立在普通液晶显示器原理的基础上的。
只是结构上稍作修改，上夹层增加了FET晶体管，
下夹层的电极改成共通电极。但两者的工作原
理还是有一定的差别。
• 在光源设计上，TFT的显示采用“背透式”
照射方式，即是从下向上，这样的作法是在液
晶的背部设置类似日光灯的光管。
光源照射时先通过下偏光板向上透出，它
也借助液晶原理来传导光线，由于上下夹层的
电极的更改。在上电极导通时，液晶分子的表
现如普通液晶的排列状态一样会发生改变，也
通过遮光和透光来达到显示的目的。
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• 但不同的是，由于FET晶体管具有电容
效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶
分子会一直保持这种状态，直到FET电极下
一次再加电改变其排列方式。
• 相对而言，TN就没有这个特性，液晶分
子一旦没有施压，立刻就返回原始状态，这
是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处，
也是TFT液晶的优越之处。
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• 彩色的液晶显示器的工作原理
• 通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都
是由三个液晶单元格构成的，其中每一个
单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的
过滤片。光线经过过滤片的处理照射到每
个像素中不同色彩的液晶单元格之上，利
用三原色的原理组合出不同的色彩。
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LCD具有如下特性：
(1)可以用低电压驱动（~2V）；
(2)功耗极低，仅为uW级；
(3)与大规模集成电路连接性能好，可在
LCD周围生成驱动电路；
(4)可制成薄型平板结构，重量轻；
(5)具有防爆性能。
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几个概念
1．图形
早期的图形是指没有亮暗层次变化的线条图。如
电路图、机械图、印制板图、建筑图等。它是一种二
值化的线条图，要么是一条明亮的线，要么就不显示，
看到的只是屏幕底色。目前，图形也可以有颜色、亮
暗层次的变化，表现的内容更加丰富。
2．图像
图像是一种具有亮暗层次变化的图。如人物、景
物照片等。经计算机处理与显示的图像称为数字图像、
它是将图片上连续的亮暗变化变换成离散的数字量，
以点阵的形式显示出来。
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灰度级
灰度级是像素点的亮度值，在彩色显示器
中表示颜色的差别。字符显示器中只用“o”和
“ 1”两级灰度来表示字符的有无，这种显示器
称单色显示器，有黑底白字和黑底绿字两种。
在图形显示器中，灰度级越多，图像的层次感
越强，图像也就越逼真。灰度级取决于每个像
素对应刷新存储器中存储单元的位数和CRT本
身的性能。如位数为4，则有16级灰度或颜色。
若位数为8，则有256级灰度或颜色。目前，高
质量的彩色显示器具有65536种颜色。
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• 点距：仔细观察报纸上的黑白
照片，会发现它们是由很多小点
组成。显示器上的文本或图像也是由点组成的，
屏幕上点越多越密，则分辨率越高。
屏幕上相邻两个同色点（比如两个红色点）
的距离称为点距，常见点距以毫米(mm)为单位，
规格有、、等。显示器点距
越小，在高分辨率下越容易取得清晰的显示效果。
一部分显示管采用了孔状荫罩的技术，显示图像
精细准确，适合CAD/CAM，另一些采用条状荫罩
的技术，色彩明亮适合艺术创作。
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传统荫罩式显示器的点距是两
个同色点之间的绝对距离，而有
些显示器所采用的“水平点距”
是指三点之间所形成的等边三角
形的高，一般情况下要比点距短，
正如所宣传的“精细点距
”就是水平点距，实际上
的点距应该是
概是左右。
点距有着不同的测量方
法，不同种类的荫罩结构
的测量手段也不同。
传统荫罩结构显示器的
点距测量方法是指两个相
同颜色的磷光点距离，水
平点距也是在这个基础上
提出的，只不过测量的角
度不同而已。
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• 但是有些厂商所研发的
荫栅，没有点距的概念，
只有光带，此时的点距
就是两条相同颜色的色
带之间的距离，也称之
为栅距。
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• 分辨率：指屏幕上象素的数目，
象素是指组成图像的最小单位，也
即上面提到的发光“点”。
比如，640×480的分辨率是说在水平方向上有
640个象素，在垂直方向上有480个象素。
为了控制象素的亮度和彩色深度，每个象素需
要很多个二进制位来表示，如果要显示256种颜色，
则每个象素至少需要8位(一个字节)来表示，即2的
8次方等于256；当显示真彩色时，每个象素要用3
个字节的存储量。
每种显示器均有多种供选择的分辨率模式，能
达到较高分辨率的显示器的性能较好。目前15寸的
显示器最高分辨率一般可以达到1280×1024。
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• 显示器的最大分辨率是由点距所决
定，点距越小，最大分辨率越大，电子
枪激发磷光粉的精确能力（工厂称之为
色收敛）越强，对于图像锐利度更为重
要，色收敛不良的话，比如说瞄准蓝色
磷光点或色带的电子束就会偏斜至其他
颜色，就会产生文本效果的不良，色彩
造成重影。
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• 扫描频率
电子束采用光栅扫描方式，从屏幕左上角一
点开始，向右逐点进行扫描，形成一条水平线；
到达最右端后，又回到下一条水平线的左端，重
复上面的过程；当电子束完成右下角一点的扫描
后，形成一帧。此后，电子束又回到左上方起点，
开始下一帧的扫描。这种方法也就是常说的逐行
扫描显示。
而隔行扫描指电子束在扫描时每隔一行扫一
线，完成一屏后再返回来扫描剩下的线，这与电
视机的原理一样。隔行扫描的显示器比逐行扫描
闪烁得更厉害，也会让使用者的眼睛更疲劳。
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• 垂直扫描频率:完成一帧所花时间的倒
数叫垂直扫描频率，也叫刷新频率，比
如60Hz、75Hz等等。
• 水平扫描频率：也成为行频，指电子
束每秒在屏幕上水平扫描过的次数，单
位是千赫兹。行频的范围越宽，可支持
的分辨率就越高。如：30—70kHz等等。
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• 带宽
• 带宽是指每秒钟电子枪扫描过的图像点的
个数，以MHz(兆赫兹)为单位，表明了显示器
电路可以处理的频率范围。
让我们举例说明。比如，在标准VGA方式
下，如果刷新频率为60Hz，则需要的带宽为
640×480×60＝；在1024×768的分辨
率下，若刷新频率为70Hz，则需要的带宽为
。以上的数据是理论值，实际所需的
带宽要高一些。
带宽的值越大，显示器性能越好。如：
75MHz。
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• 尺寸
• 显示面积指显像管的可见部分
的面积。显像管的大小通常以对角线的长度来衡
量，以英寸单位(1英寸=)，常见的有14英
寸、15英寸、17英寸、20英寸几种。显示面积都
会小于显示管的大小。
显示面积用长与高的乘积来表示，通常人们
也用屏幕可见部分的对角线长度来表示，比如15
英寸显示器的显示面积一般是英寸，这会因
显示器的品牌不同略有差异，很显然，显示面积
越大越好，但这意味着价格的大幅上升。
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• 调节方式：
手调、电调和单键飞梭
• 平面度：
• 按照其外观屏幕曲率可分为以下三种类型：
球面屏幕：好像屏幕是从一个球体上切下来
的一块，图像在屏幕的边缘就会变形，现在已被
淘汰。现显示器大部分采用平面直角，
柱面屏幕：屏幕的表面就象一个巨大圆柱体
的一部分，看上去立体感比较强，可视面积也比
较大。
平面屏幕：水平和垂直两个方向均为平面。
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• 选购显示器
• 屏幕的尺寸，可视范围，可视范围越大越好；
刷新频率，一般将显示器的分辨率设置在1024×768，真彩
色，刷新频率应达到75HZ以上，这样才能保证眼睛看上去
比较舒服，能达到85HZ以上就更好了；
最高分辨率，15寸的应达到1280×1024；而17寸的应更高
显示器的辐射强度，由于显示器的屏幕不断受到电子的高
压，所以在屏幕表面会大量电荷，这样屏幕会吸附大量灰
尘，而且对眼睛伤害严重。可以用比较简单的方法检查一
下，用手背接近屏幕，如果有劈啪声就不好；
显示器的控制方式是否是数字控制的，目前几乎所有显示
器都是数控的，其调节的精度比较高，操作也比较方便；
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• 6、2显示卡
• 显示卡(又称显示适配器)，
• CRT显示器是模拟设备，计算机是数字设备，把
计算机所产生的数字图像在显示器上显示出来就
要有一个数模转换的过程。显卡就充当了这角色。
• 在显示器里也有控制电路，但起主要作用的是显
示卡。从总线类型分，显示卡有ISA、VESA、
PCI、AGP四种。PCI显示卡使用非常普遍，广
泛应用于486和586时代的电脑；比较高档一些的
是AGP显示卡，Pentium II以上的电脑多数都使
用AGP的显示卡。
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• 1、显示卡的分类
• 2、显示卡的结构
• 3、显示卡的最新技术
• 4、显示系统的安装与使用
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显示标准
与计算机系统中其它输入／输出子系统一样，显
示系统包括CRT显示器和显示器适配器（简称显示卡）。
显示器适配器是主机与T显示器之间的接口部件。
它的主要功能是控制光栅的产生及主机与显示器之间
数据的暂存和传送等。如产生视频信号、水平及垂直
扫描信号，并／串转换，彩色编码，定时信号发生等。
因此，除了CRT显示器本身的性能外，显示标准往往
由显示卡的性能来决定。显示卡一般插在主机机箱内
的扩展槽中，通过电缆与显示器相连。下面介绍几种
常见的显示卡。
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1．MDA单色显示器适配器
MDA是1981年由IBM公司随IBM PC一起推出，是
一种字符显示卡。它采用9X14点阵显示一个字符，满
屏可显示80列X 25行字符，其分辨率为720X350个像素。
字符显示的质量较高，但不能兼容图形方式。
2． CGA彩色图形适配器
CGA兼容图形和字符两种方式。在字符方式下，
每个字符采用8 X 8点阵显示，显示的质量不如 MDA
，但字符本身及其背景可以选择 16种颜色。在图形方
式下，分辨率为 640X200，显示 2种颜色或 320 X 200
， 4种颜色。
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3．MGA单色图形适配器一
MGA可显示单色图形或字符，分辨率为720X350个
像素。它用于那些不需彩色图形的场合，以降低硬件
开销。
4．EGA增强型图形适配器
EGA兼有 MDA和CGA的优点，并增加了一些显示
功能。字符方式下，采用 8 X14点阵显示一个字符，显
示质量优于CGA。图形方式下，其分辨率为640X350
，显示16种颜色。经改进后的 EGA，其分辨率达 640
X 480．或 800 X 600。
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视频图形阵列
VGA是IBM公司1987年推出的。它的主要特点是
在微型机的基本显示系统中采用模拟量输入，使显示
的颜色更加丰富和逼真。 VGA在字符方式下以 9 XI6
点阵显示字符，质量好于EGA，图形方式下，其分辨
率为 640X480，显示16种颜色或320X200，256种颜色。
6．SVGA超级VGA
SVGA改进了VGA标准，增强了VGA功能。它的
分辨率为800×600、显示256种甚至更高的颜色。
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结构：显示卡的构造不是很复杂，它有一个15针的VGA
输出端口，卡上有图形处理芯片、显示内存及BIOS芯片。
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• 我们必须了解，资料 (data) 一旦离开 CPU，
必须通过 4 个 步骤，最后才会到达显示屏:
• 1、从总线 (bus) 进入显卡芯片 ，将 CPU 送来的资料送
到显卡芯片里面进行处理。 (数位资料)
• 2、从 显示芯片（video chipset） 进入 video RAM，将
芯片处理完的资料送到显存。 (数位资料)
• 3、从显存进入 Digital Analog Converter (= RAM DAC)
，由显示显存读取出资料再送到 RAM DAC 进 行资料转换的
工作(数位转类比)。 (数位资料)
• 4、从 DAC 进入显示器 (Monitor)，将转换完的类比资料
送到显示屏 (类比资料)。
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• 硬盘
• 1、硬盘的结构与硬盘的工作原理
• 2、硬盘的主要技术指标
• 3、硬盘发展的最新动态
• 硬盘按其接口类型，主要有IDE、RATA、SCSI等种类。
IDE接口有40/80针，最初是为AT结构的电脑设计的，
又称为ATA接口。
• 标准IDE接口只支持两个设备，每个硬盘的最大硬盘
空间也只能到528M字节；现在普遍使用增强型
IDE(EIDE)标准，它最多可支持4个设备，支持大容量
的硬盘。 SCSI接口有许多先进的特性，比如传输速
率更高、可管理的设备更多等等。
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存储设备——磁盘存储器
• 对磁盘的直观认识
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硬盘的磁道、
扇区、柱面
柱面
扇区
磁道
硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成
读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的
托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面
硬盘容量视具体类型而定
硬盘片
读写磁头
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• 硬盘内部的主要组成部分有：记录数据的刚性
磁片；马达；磁头及定位系统；电子线路、磁
道 (Tracks)、扇区(Sectors)、柱面
(Cylinders)和磁头(Heads)组成的。 。
• 拿一个盘片来讲，它和软盘类似，上面被分成
若干个同心圆磁道，每个磁道被分成若干个扇
区，每扇区通常是512字节。
• 硬盘的磁道数一般介于300-3000之间，每磁道
的扇区数通常是63，而早期的硬盘只有17个。
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• 磁片被固定在马达的转轴上，由马达带
动它们一起转动。每个磁片的上下两面
各有一个磁头，它们与磁片并不接触。
• 如果磁头碰到了高速旋转的磁片，会破
坏表面的涂层和存在那里的数据，磁头
也会损坏，所以在硬盘通电的情况下，
千万不要移动主机。
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存储设备——磁盘存储器
• 磁盘由一组绕轴旋转的盘片组成，
盘片的数量为1~20片。
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存储设备——磁盘存储器
• 磁盘系统的转速一般在每分钟3600转
到 12000转 之 间 ， 即 3600rpm~
12000rpm。
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存储设备——磁盘存储器
• 磁道（每一个盘片有500~2500条磁道）。
• 扇区，所有磁道具有相同数目的扇区。
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存储设备——磁盘存储器
• 硬磁盘存储器的分类：
– 固定磁头固定盘片的磁盘存储器
– 固定磁头可换盘片的磁盘存储器
– 可移动磁盘固定盘片的磁盘存储器
– 可移动磁头可换盘片的磁盘存储器
– 温彻斯特磁盘存储器温彻斯特磁盘简称温盘，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整体。
工作时，高速旋转在盘面上形成的气垫将磁头平稳浮起。
优点是防尘性能好，可靠性高，对使用环境要求不高。
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存储设备——磁盘存储器
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和软盘不同的是，硬盘由很多
个磁片叠在一起，柱面指的就
是多个磁片上具有相同编号的
磁道，它的数目和磁道是相同
的。
硬盘的容量如下计算： 硬
盘容量＝柱面数×扇区数×每扇
区字节数×磁头数 标准IDE接口
最多支持1024个柱面，63个扇
区，16个磁头，这个最大容量
为1024×63×16×512＝
528,482,304字节，即528M
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• 增强型IDE最多可支持256个逻辑磁头。 前面我们
提到过簇的概念，它是文件存储的最小单位，软盘
的簇只有一个扇区。
• 在硬盘上，簇的大小和分区大小有关： 比如，当
分区容量介于64M和128M之间时，每个簇有4个扇区；
介于128M和256M之间时，每簇有8个扇区；而当分
区容量大于1024M时，每簇的扇区数目将超过64，
容量达到32KB以上。在此时一个1字节的文件在硬
盘上也会占用32KB的空间。
• 要根据具体情况来进行合理分区，以免浪费很多的
硬盘空间。例如：如果使用的操作体统可以利用
FAT32分区的话，可使硬盘的每一个簇小到4K。
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• IDE硬盘上的跳线
• 安装和设置IDE硬盘。硬盘上有标准电源
插座和40针的数据线接口，连接数据线
时请把色线和接口上的第一根针对应。
一般来说，硬盘出厂时默认的设置是作
为主盘，当只安装一个硬盘时是不需要
改动的；当安装多个硬盘时，需要对硬
盘重新设置。
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• 这是一种硬盘的设置说明，4个跳线的含义是这样
的
• PK：当这个跳线短接时，磁头被固定在安全位置，
防止运输过程中磁头的移动
• CS：Cable Select，此方式利用经过特殊处理的
数据线来设定主盘和副盘，第28根数据线为选择
线，有则为主盘，无则为副盘，这种方法很少见
• DS：当这个跳线短接时，硬盘作为主盘 (Master)。
• SP：当这个跳线短接时，硬盘作为副盘 (Slave)。
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• 世界上生产硬盘的厂家较大的几家有Seagate(希捷)、
Quantum(昆腾)、Maxtor（迈拓）和Western Digital(西
部数据)、日立 (IBM)等。 而且大多数电脑整机所使用
的硬盘都是这些厂家生产的.
• 硬盘的主要技术指标：
容量
硬盘高速缓存
外部数据传输率
内部数据传输率
平均寻道时间
硬盘主轴转速
单碟容量
接口
磁头数、柱面数和每道扇区数
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存储设备——磁盘存储器
存储密度
– 存储容量
– 寻址时间
– 数据传输率
– 误码率
– 价格
• 存储密度：单位长度或单位面积的磁层表面所能
存储的二进制信息量。可用道密度和位密度来表
示。
• 磁道的单位长度所能记录二进制信息的位数为位
密度或线密度。
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存储设备——磁盘存储器
• 存储容量：磁盘的存储容量是指所能存
储的二进制信息总量。一般用字节表示。
• 磁盘存储器含有格式化和非格式化容量
两个指标。格式化容量按某种特定的记
录格式所能存储信息的总量。非格式化
量指磁记录表面全部可利用的磁化单元
总数。一般格式化容量相当于非格式化
容量的70%。
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存储设备——磁盘存储器
• 寻址时间：包括两部分：一是找道时间；
二是等待时间。
• 找道时间：磁头寻找目标磁道所需要的
时间。
• 等待时间：磁头从目的道等待需要访问
的扇区恰好旋转到它的正下方所经历的
时间。
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存储设备——磁盘存储器
• 磁盘访问时间=？
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存储设备——磁盘存储器
• 磁盘访问时间=寻道时间+？
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• 所需扇区转到磁头之下所需要的时间称
为旋转时间。平均延迟是磁盘转半圈的
时间，所以对大部分磁盘的平均旋转时
间TAR为：
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存储设备——磁盘存储器
• 磁盘访问时间=寻道时间+旋转时间+？
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存储设备——磁盘存储器
• 磁盘访问时间=寻道时间+旋转时间+传输时间+ ？
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• 磁盘访问时间=寻道时间+旋转时间+传输时间+
+控制器时间
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• 数据传输率：
• 磁盘存储器在单位时间内向主机传送数
据的字节数，称为数据传输率。
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• 例题：磁盘组有6片磁盘，每片有两个记录面，最上
最下两个面不用，存储区域内径22cm，外径33cm，
道密度为40道/cm，内层位密度400位/cm，转速2400
转/分。问：
1. 共有多少个柱面？
2. 盘组总存储容量是多少？
3. 数据传输率是多少？
4. 采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是
什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？
5. 如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录
在同一个存储面上，还是记录在同一个柱面上？
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存储设备——磁盘存储器
解：
• 有效存储区域=-11=(cm)
∵道密度=40道/cm ∴40*=220道
即220个柱面.
2. 内层磁道周长= =2**11=(cm)
3. 每道信息量=400位/cm*=27632=3454位
4. 每面信息量=3454B*220=759880B
5. 盘组总容量=759880*10=7598800B
3. 磁盘数据传输率Dr=rN=2400/60*3454=13816B/s
台号 柱面(磁道)号 盘面(磁头)号 扇区号
16 15 14 8 7 4 3 0
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• 记录方式
数据序列 1 0 0 0 1 1 1 0
NRZ0
NRZ1
PM
FM
MFM
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• 不归零制：磁头线圈中始终有电流，不是正向电流（1），
就是反向电流（0）。
• 见1就翻不归零制：记录0时电流方向不变，只有遇到1时
才改变方向。
• 调相制：在一个位周期的中间位置，电流由负到正为1，
由正到负为0，即利用电流相位的变化写1和0。
• 调频制：无论记录0还是1，在相邻两个存储元交界处电
流都要改变方向。记录1时电流一定要在位周期中间改变
方向，写1电流的频率时写0频率的2倍。
• 改进调频制：只有连续记录两个或两个以上“0”时，才
在为周期的起始位置翻转一次。
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存储设备——磁盘存储器
• 冗余磁盘阵列：
• 如果一种元件只有一点进步，那么，并行
使用多个元件会获得意外的性能。
• 这种思想导致开发了独立操作和并行处理
的磁盘阵列。 随着多盘的使用，出现了各
种多盘组织数据和增加数据冗余来提高其
可靠性能的方法。工业上通过了一个称为
RAID的标准方案。
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盘阵列（RAID）
• 盘盘 阵阵 列列 (RAID， 即
Redundant Array of
Inexpensive Disks)，
即廉廉价价磁磁盘盘冗冗余余阵阵列列，
简称盘阵列技术盘阵列技术。
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盘阵列（RAID）
• 盘阵列容量大、速度快、
可靠性高、造价低廉。
它是目前解决计算机I/O
瓶颈的有效方法之一，
有着广阔的发展前景。
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盘阵列（RAID）
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磁带存贮器
– 磁带存贮器由磁带机和磁带组成，简称磁带机。
– 磁带有多种，按磁带宽度分，有1/4英寸、1/2英寸、1英寸和3英寸
几种。按磁带种类分，有开盘式磁带和盒式磁带两种。按记录密
度分，有800BPI、1600BPI、6250BPI等几种。按磁带表面并行记
录信息的道数来分，有7道、9道、16道等几种。在现代计算机中，
普遍采用1/2英寸开盘式磁带和1/4英寸盒式磁带着两种标准磁带。
– 磁带机也有多种类型。按磁带规模来分，有标准半英寸磁带机，
海量宽带存贮器和盒式磁带机三种。按磁带机的走带速度分，有
高速磁带机，中速磁带机和低速磁带机。
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磁带机的主要技术指标有：
1. 带速 :磁带相对于磁头的运动速度，单位是英寸/秒。
2. 记录密度 :指单位长度的磁带上记录的字节数，单位是字节/英寸，记
为BPI。
3. 记录间隙 :指相邻两记录块间的间隔距离，单位是英寸或毫米。
4. 反绕时间 :只一定长度的满盘磁带的反绕时间，以秒为单位。
5. 带宽及磁道数: 只磁带横向宽度和该宽度上的磁道数。
6. 记录方式 :指不归零-1制（NRZ1）、调相制（PE）、成组编码记录方
式（GCR编码）。
7. 读/写访问时间: 指从控制器发出命令到读出（或写入）一个字节数所
需的时间，单位为毫秒。
8. 数据传输率: 每秒传递的字节数，单位是KB/s或MB/s，（千字节/秒或
兆字节/秒）。
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• 7、3 光驱
• CD-RAM
• 1、光驱的工作原理
• 2、光驱的分类
• 3、光驱的常用技术参数
• 4、DVD驱动器
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• 光驱的工作原理的工作原理
• 光盘驱动器(光驱)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。
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，然后我们才能得到实际数据。光盘在光
驱中高速的转动，激光头在司服电机的控制下
前后移动读取数据。
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• 光盘 CD-ROM是只能读出而不能写入的光盘，由于声
音、视频和图形文件的使用，CD-ROM的应用极为广泛。
它的制作成本低、信息存储量大、保存时间长。
• CD-ROM只有一面有数据，在它的表面有一层保护膜，
但它还是很容易被划伤，所以一定要注意。CD－ROM的印
刷面不含数据，数据刻录在光滑的一面。在CD－ROM上，
数据的读取靠激光来实现，表面的灰尘和划痕都会影响到读
盘质量。
• CD-ROM的容量不是固定的，一般它有一个最大容量。
CD-ROM有两种尺寸，即12厘米和8厘米，最常见的是12厘
米的一种。同样是12厘米的光盘，CD-R74可存储650M字节
的数据或74分钟的音乐，CD-R63可存储550M字节的数据或
63分钟的音乐。
• 一张CD-R74有333,000个扇区，每个扇区有2048个字节，
则它可录制333,000×2,048=681,984,000字节，即650M。
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• 光盘的制作
• CD-ROM的制作象用模子压制塑料制品一样。从原始主
光盘上压制出来的光盘是主光盘的一个镜像，它的凹凸正
好与主光盘的相反，为了做出与主光盘一样的光盘，必须
把拷贝做两次，这样凹凸的位置就相同了。主光盘的第一
个拷贝叫母盘，母盘一般是一个金属盘，以母盘为模，在
上面注上聚碳酸酯塑料，然后压制成型，此时塑料盘片的
表面就和原来的主光盘一样了，然后在塑料盘片表面涂上
一层一微米厚的纯铝，然后在铝层外面涂上一层薄薄的聚
碳酸酯以防止氧化和污染，这样，光盘就被制好了。
• 光盘上的数据存储和硬盘是不同的，它没有簇的概念，
而是按轨道的方式存储的。硬盘轨道是一组同心圆，而光
盘轨道则是一条从中心开始的渐开线，如果把这条线展开
的话，它是一根完整的线，这条线就被称做轨。
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光驱的常用技术参数
• 1、平均数据传输率
• 2、数据缓冲区
• 3、平均存取时间
• 4、速度：恒定线速度CLV，恒定角速度
CAV，区域恒定角速度PCAV。
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• 光驱的数据传输速度
• 平常说的32速、24速等就是指光驱的读取速度。
• CD-RAM是从CD唱盘机基础上发展的。因此，早
期的CD-RAM的数据传输率只有150KB/s，国际电子
工业联合会就把150K字节/秒的传输率定为标准。
后来驱动器的传输速率越来越快，就出现了倍速、
四倍速直至现在的50倍速、或者更高。
• 32倍速驱动器理论上的传输率应该是：
150×32= 4,800K字节/秒，当然在实际的情况是
达不到这么高的。
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• 除了传输率外，平均查找时间是衡量光
驱的另一指标，是指从检测光头定位到开始读
盘这个过程所需要的时间。倍速光驱的平均查
找时间约为400毫秒，快的光驱平均查找时间
约为80毫秒甚至更少。
• 从光盘上读出的数据先存在缓冲区或高速
缓存里，然后再以很高的速度传输到计算机上。
多媒体计算机要求光驱至少有64K的高速缓存。
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• 恒定线速度CLV（Constant Linear Velocity）
• 指激光头在读取数据时，传输速率保持不
变，由于光盘的内环半径比外环小，数据量要
比外圈少，因此检测光头靠近内环时的旋转速
度比靠近外环时快，以满足数据传输率保持不
变的要求。
• 马达的转速将由快到慢。而马达转速频繁
变化和内外圈转速的巨大差异，都将会缩短马
达的使用寿命和限制CD数据传输率的增加。
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• 恒定角速度CAV（Constant Angular Velocity）
• 指马达的转速始终保持恒定，因此其数据传
输率是可变的，为此大大改善了随机读取时间，
也提高了马达的使用寿命。
• 局部恒定角速度PCAV(Partial Constant Angular
Velocity)
• 特点是，当激光头读盘片的内圈数据时，旋
转速度保持不变，线速度不断增加，数据传输率
也不断加快。而当数据传输率达到最大时，再以
CLV方式工作，旋转速度再逐渐变慢，使性能保
持提高，这样即保证了数据传输率又保证了马达
的寿命。
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• 数据传输率随着盘片半径的增加而加快，
也使光驱标称由一定的水分，因此平时见的
“Max”标签（如40Max）。
• 其实，现在的光驱是以不同的速度读取光
盘上的数据，在实际应用中，你看到光驱的速
度达不到“Max"的值，因为这个“Max”值只
是对光盘的外圈而言的。在相同的旋转速度下，
由于光盘外圈面积较大，在相同时间内激光头
可以读取到比内圈多得多的数据。而很多光驱
所标称的Max就是指在读取光盘最外圈时所达
到的最大速度。
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• DVD驱动器
DVD是“数字多功能光盘”(Digital
Versatile Disc)的简称，或"数字激光
视盘"(Digital Video Disc)，它具有高
密度、高画质、高音质等特点。
满足人们对大存储容量、高性能存
储媒体的需求，主要用于存储多媒体软
件和影视节目。
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• DVD光盘：
• DVD大小和普通的CD-ROM完全一样，为
了增大光盘容量，在DVD盘的生产采用了一种
新的技术：即采用波长为635mm～650mm的红
激光刻盘，使轨道的间距减少，大大增加光盘
的存储容量。
• DVD定义了四种格式：单面单层，单面双
层，双面单层，双面双层四种规格。容量分别
是：、、和17G字节。普通的CD-
ROM容量仅为650M。 DVD和我们熟悉的CD-
ROM、VCD一样，既可以存储数据，也可以存
储电影数据。
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• DVD-5的架构是采用单层单面，所以标准的资
料记录量为。目前市场中以这种规格的
DVD光盘居多，因为这个规格的生产成熟度最
高。（见下图）
•
• DVD-l0的架构是采用双层单面，也就是DVD片
的正反面都可以存储资料，一般标准的资料记
录量为，为DVD-5的两倍。 （见上图）
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• DVD-9的规格，单层双面，也就是将资料层增加
到两层，但是中间夹入一个半透明反射层，如此
一来读取第二层资料的时候，不需要将DVD盘片
翻面，直接切换激光读取头的聚焦位置就可以了。
就理论上来说，资料记录量可以提升到9．4GB
，但是由于双层的构造会干扰信号的稳定度，所
以实际上的最高资料记录量只能够到达而
已。
• 由于DVD-l8直接就是DVD-9的双面架构，所以就
容量上来说可以高达l7GB。
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• 盘片的容量：
由于DVD光盘有单面单/双层与单/双面的规格，所以依
照规格的不同，会有不同的容量，因此根据容量的不同可将
DVD分成四种规格，分别是DVD-5、DVD-9、DVD-10与DVD-l8。
目前市面上比较常见的是 DVD-5 和 DVD-9 碟片，DVD-10 和
DVD-18 则要过一段时间才会大量上市。因为后者(双层DVD)
涉及到碟片换面的工作，而且容量也太大，毕竟目前还很少
有这么大的容量需求。
碟片规格表：
盘片类型 直径 面数/层数 容量 播放时间
cd-rom 12厘米 单面 650mb 最多74分钟音频
dvd-5 12厘米 单面单层 超过2小时视频
dvd-9 12厘米 单面双层 大约4小时视频
dvd-10 12厘米 双面单层 大约小时视频
dvd-18 12厘米 双面双层 17gb 超过8小时视频
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• DVD驱动器：
• DVD驱动器是用来读取DVD盘上数据的设备，
从外形上看和和CD-ROM驱动器一样。
DVD驱动器的读盘速度也比原来CD-ROM驱动器
提高了近4倍以上。目前DVD驱动器采用的是波长为
635mm～650mm的红激光。 DVD的技术核心是
MPEG2标准，此图像格式共有11种组合，DVD采用的
是其中“主要等级”的图像格式，使其图像质量达到
广播级水平。
• DVD驱动器也完全兼容现在流行的VCD，CD-
ROM，CD-R。但是普通的光驱却不能读DVD光盘。
因为DVD光盘采用了MPEG2标准进行录制的，所以的
播放DVD光盘上的视频数据使用支持MPEG2解码技术
的解码器。
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• 7、4 光盘刻录机
• 1、CD-R光盘的结构
• 2、光盘刻录机的结构与工作原理
• 3、光盘刻录机的使用
• CD-R驱动器，也叫光盘刻录机，外
观上和CD-ROM驱动器没什么两样，只是
它里面的激光器，比标准CD-ROM驱动器
的激光器功率要大。
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• CD-R刻录机（CD-Recorder或CD-
Recordable的缩写）
• 一张光盘只可以让用户写一次的光盘驱动器，
其数据格式与CD-ROM相同;CD-R规格书由菲利浦
公司（Philips）和索尼公司（Sony）共同制定
并于1990年颁布，雅马哈公司（Yamaha）在同年
推出了第一部2倍速CD-R驱动器。
• 目前市场上CD-R刻录机根据写入速度的不同，
其售价约在300余元至1000元之间，CD-R刻录机
的读取速度一般为24速、48速或更高，而写入速
度通常为8速或16速。
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• CD-R驱动器是一次写入多次读出的驱动器。
CD-R和CD-ROM类似，非常适合于存储大量的数据
文件。 记录的介质是有机染料或者是金属。
• CD-R有两种记录方式，一种是用激光在金属
记录层烧熔出凹坑，另一种是利用激光加热使染
料型记录层发生变色，变色部分的反射率比附近
区域低得多。读出数据时，就是根据反射激光的
强弱变化来实现的。
• 光驱在读取这些平面和凹坑的时候就能够将
其转换为0和1。由于这种变化是一次性的，不能
恢复到原来的状态，所以CD-R盘片只能写入一次，
不能重复写入。
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• CD-RW刻录机（CD-ReWritable的缩写）
是允许用户在同一张可擦写光盘上反复进行数据
擦写操作的光盘驱动器,由RICOH公司首先推出。
CD-RW采用相变技术来存储信息。
• 相变技术是指在盘片的记录层上，某些区域
是处于低反射特性的非晶体状态；数据是通过一
系列的由非晶体到晶体的变迁来表示。
• CD-RW驱动器在进行记录时，通过改变激光
强度来对记录层进行加热，从而导致从非晶体状
态到晶体状态的变迁。
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• 与CD-R驱动器相比，CD-RW具有明显的
优势:
• CD-R驱动器所记录的资料是永久性的，
刻成就无法改变。若刻录中途出错，则既
浪费时间又浪费CD-R光盘;而CD-RW驱动器
一旦遭遇刻录失败或须重写，可立即通过
软件下达清除数据的指令，令CD-RW光盘重
获“新生”，又可重新写入数据。
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• 光盘刻录机的接口：SCSI，IDE和并口
• SCSI刻录机刻出的光盘质量相对要好，而且
刻录的过程中不容易失败，这是因为SCSI设备工
作时占用的CPU资源要小于IDE和并口的设备，
CPU可以更有效的将数据传输的更流畅。
• 市场上常见的有8、16、32、48倍速的读取速
度和8、16、32、48倍速的写入速度等几款刻录机，
缓冲区大小也是刻录机的中要指标，缓冲区越大，
更有利于刻盘；市场上出售的刻录机缓冲区一般
是：512K-8M。 要录制CD-R，必须有专门的软
件，如Easy-CD。 可以利用CD－R来存放大容量
的数据，它的保存期限比软盘要长的多。
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• 光盘安全刻录的六个要素
• 1. 关闭能源管理
• 2. 启动只有刻录软件的特殊Windows系统
• 3. 使用低倍速刻录光盘
• 4. 先测试再写入
• 5. 尽量要使用同一种刻录软件
• 6. 不要连续刻录
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第八章 键盘、鼠标和电源
• 8、1 键盘
• 1、键盘的工作原理
• 2、键盘的分类
• 键盘: 大家对键盘都不陌生，我们只简单
作一些介绍。键盘是最常用也是最主要
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，
从而向计算机发出命令、输入数据等
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一.键盘---字符数字输入设备
目前，使用最普遍的输入设备是键盘。键盘输入
信息的手段是按键。每按下一个键后，信息就以电信
号形式进入编码器。编码器按照键所在的位置，将其
转换为相应的二进制代码，送到主机。
键盘结构的关键是如何将键盘上的按键动作转换
成相应的ASCll码。由于按键开关本身只能产生一个开
关信号，因此，需要有一套编码电路或程序，将某个
按键的开关信号转换成相应的ASCll编码。按键盘编码
的功能和实现方法进行分类，键盘有全编码键盘和非
编码键盘两种。
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键盘是一组安装在一起的按键开关（也
称选择开关）。按键开关的种类很多，其原理
也不尽 相同，但是基本上可归为两类：
·触点式按键，它采用有触点的开关，
借助机械簧片。直接使两个导体接通或断开，
从而产生电信号；
·无触点式按键，它利用电磁场或电压、
电流的变化而产生输出信号。IBM键盘就采用
此类按键开关。
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• 鼠标
• 1、鼠标的工作原理
• 2、鼠标的分类
• 鼠标首先应用
于苹果电脑。随着
Windows操作系统的流行，鼠标变成了
必需品，更有些软件必须要安装鼠标才
能运行。
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鼠标
它是一种手持式坐标定位部件。
鼠标是1968年发明的，到现在已经有30多年的历
史了。1968年12月9日，鼠标诞生于美国加州斯坦福大
学，它的发明者是Douglas Englebart博士。Englebart博
士设计鼠标的初衷就是为了使计算机的操作更加简便，
来代替键盘那繁琐的指令。
现在市面上鼠标种类很多，按其结构分可分为机
械式、半光电式、光电式、轨迹球式、网鼠等，平时
我们用得最多的是机械式和半光电式两种。
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机械式鼠标
价格便宜，维修方便，所以用这种鼠标的人最
多。
把这种鼠标拆开，可以见到其中有一个橡胶球，
紧贴着橡胶球的有两个互相垂直的传动轴，轴上有
一个光栅轮，光栅轮的两边对应着有发光二极管和
光敏三极管。
当鼠标移动时，橡胶球带动两个传动轴旋转，
而这时光栅轮也在旋转，光敏三极管在接收发光二
极管发出的光时被光栅轮间断地阻挡，从而产生脉
冲信号，通过鼠标内部的芯片处理之后被CPU接受。
信号的数量和频率对应着屏幕上的距离和速度。
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鼠标的按键数目也不相同，一般可分为两键和三键。
两键鼠标是微软的标准，一般称为MS MOUSE；
三键鼠标是IBM的标准，称为PC MOUSE。现在的鼠标一
般都支持这两种标准，在鼠标的背面有一个开关，可以调节
选择两键或是三键。
还有一种分类方法是按照鼠标的接口分，可以分为三
种：
串口、PS/2口还有USB口。
串口鼠标就是常说的“大口”，它接在计算机的串口
上；还有一种是PS/2口的，接在主板上专门给鼠标留的PS/2
口上；USB口鼠标是价格较贵。
还有不常见的总线型鼠标。
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• 从系统内部来讲，鼠标有两种类型：
PS/2型鼠标和串行鼠标，比较常见的
是串行鼠标。
•
• 串行鼠标利用串行口，在电脑上为
COM1或COM2。PS/2鼠标使用一个6
芯的圆形接口，它需要主板提供一个
PS/2的端口。
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• 从鼠标的构造来讲，有机械式和光电
式。
• 打开鼠标后，可以看到机械鼠标
的结构：鼠标内有一个圆的实心的橡
皮球，在它的上下方向和左右方向各
有一个转轮和它相接触，这两个转轮
各连接着一个光栅轮，光栅轮的两侧
各有一个发光二级管和光敏三极管。
• 当鼠标移动时，橡皮球滚动，并
带动两个飞轮转动，光敏三级管便感
受到光线的变化，并把信号传输到鼠
标内的控制芯片，再由芯片将鼠标的
变化数据传给电脑。此时屏幕上的鼠
标箭头就开始移动了。
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鼠标的工作原理：
• 鼠标共焊有三个轻触式按键。除了
左键、右键之外，中键被赋给了翻
页滚轮。
• 高级的鼠标通常带有X、Y两个翻
页滚轮，而大多数光电鼠标还是像
这个方正光电鼠标一样，仅带了一
个翻页滚轮。
• 翻页滚轮上、下滚动时，会使正在
观看的“文档”或“网页”上下滚
动。而当滚轮按下时，则会使“中
键”产生作用。注意：“中键”产
生的动作，可由用户根据自己的需
要进行定义。
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• 当卸下翻页滚轮之后，可以看到滚轮位置上，
“藏”有一对光电“发射/接收”装置（如图）。
• “滚轮”上带有栅格，由于栅格能够间隔的“
阻断”这对光电“发射/接收”装置的光路，
这样便能产生翻页脉冲信号，此脉冲信号经过
控制芯片传送给操作系统，便可以产生翻页动
作了。
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• 鼠标维护:也许已经发现，鼠标如果给强光
（如太阳光）照射时，会影响鼠标的移动，这
是因为外界的光线影响了鼠标内部的光线变化。
鼠标用久了，灰尘容易附到橡皮球和转轮
上，而且转轴上好很容易积垢，使鼠标灵活性
降低。所以最好经常清理鼠标，可以将鼠标后
部的螺丝打开，取下上面的塑料壳，这样就可
以很容易的清理灰尘了，清理完毕后再组装好
就可以接着用了。
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• 跟踪球(轨迹球)
• 实际上是一个倒过来的机械鼠标，工作
原理也是类似的。其球座固定不动，直
接用手拨动轨迹球来向电脑发号施令，
控制鼠标的箭头在屏幕上移动。有的跟
踪球干脆就和键盘合成在一起。
• 有时在笔记本电脑上可以看到这种鼠标，它夹
在笔记本的一侧，用起来十分贴手。
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• 无线遥控式鼠标可以分为两种：红外无
线型鼠标和电波无线型鼠标。
• 红外无线型鼠标一定要对准红外线发射
器后才可以活动自如，否则就没有反应；
相反，电波无线型鼠标可以"随时随地传
信息"。
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• Net Mouse网络鼠标随着Internet的
发展，Net Mouse应运而生。最先是
微软出售这种便于浏览网页的鼠标，
它在原有两键鼠标的基础上增加了一
个滚轮键。
• 安装相应的驱动程序后，令人上网时
更加舒适，如果使用Windows 98及以
后产品，驱动程序也可以不用安装。
它拥有特殊的滑动和放大功能，手指
轻滑动滚轮就可以使网页上下翻动。
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• 光电鼠标：
• 相对于传统的机械式鼠标，光电鼠标具
有定位准确、移动流畅且不易脏污等优点。
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• 工作原理
• 在光电鼠标内部有一个发光二极管，通过该发光二极管发出
的光线，照亮光电鼠标底部表面（这就是为什么鼠标底部总
会发光的原因）。
• 然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光
学透镜，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。当光
电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连
贯图像。
• 最后利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数
字微处理器）对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，
通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标
的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。
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• 光学感应器
光学感应器是光电鼠标的核心，
• 光学感应器主要由CMOS感光块（低档摄像头
上采用的感光元件）和DSP组成。CMOS感光
块负责采集、接收由鼠标底部光学透镜传递过
来的光线（并同步成像），然后CMOS感光块
会将一帧帧生成的图像交由其内部的DSP（即
数字微处理器）进行运算和比较，通过图像的
比较，便可实现鼠标所在位置的定位工作。
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• 光学透镜组件
光学透镜组件
被放在光电鼠标
的底部位置，从
图中可以清楚地
看到，光学透镜
组件由一个棱光
镜和一个圆形透
镜组成。
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• 发光二极管
光学感应器要对缺少光
线的鼠标底部进行连续的“
摄像”，自然少不了“摄影
灯”的支援。否则，从鼠标
底部摄到的图像将是一片黑
暗，黑暗的图像无法进行比
较，当然更无法进行光学定
位了。
• 发光二极管的作用就是
产生光电鼠标工作时所需要
的光源。
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• 8、3 电源
• 1、电源的结构
• 2、电源的规格
• 电源由输入电网滤波器、输入、输出整流滤波
器、变压器、控制电路和保护电路几个主要部
分组成。这几大组件设计用料的优劣基本决定
了整个电源产品的质量，劣质产品偷工减料缩
减成本往往也是从这些地方入手。
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• 8、4 UPS
• UPS的汉语意思为“不间断电
源”
，是英语“Uninterruptable
Power
Supply”的缩写，它可以保障计算
机系统在停电之后继续工作一段
时间以使用户能够紧急存盘，避
免数据丢失。
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离线式UPS
离线式UPS平时处于蓄电池充电状态，在
停电时逆变器紧急切换到工作状态，将电池提
供的直流电转变为稳定的交流电输出，因此离
线式UPS也被称为后备式UPS。
• 然而这种UPS存在一个切换时间问题，因
此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。
但实际上这个切换时间很短，一般介于2至10
毫秒，而计算机本身的交换式电源供应器在断
电时应可维持10毫秒左右，所以个人计算机系
统一般不会因为这个切换时间而出现问题。
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在线式UPS
在线式UPS一直使其逆变器处于工作状态，
它首先通过电路将外部交流电转变为直流电，
再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量
的正弦波交流电输出给计算机。
• 在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳
压及防止电波干扰；在停电时则使用备用直流
电源（蓄电池组）给逆变器供电。由于逆变器
一直在工作，因此不存在切换时间问题，适用
于对电源有严格要求的场合。
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线上互动式UPS
这是一种智能化的UPS，可自动侦测外部
输入电压是否处于正常范围之内，如有偏差可
由稳压电路升压或降压，提供比较稳定的正弦
波输出电压。
• 而且它与计算机之间可以通过数据接口
（如RS-232串口）进行数据通讯，通过监控软
件，用户可直接从电脑屏幕上监控电源及UPS
状况，简化、方便管理工作，并可提高计算机
系统的可靠性。
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打印设备
• 针式打印机
• 针式打印机以其便宜、耐用、可打印多种类型纸张
等原因，普遍应用在多种领域，常见的有EPSON LQ－
1600K、STAR CR－3240等属于宽行针式打印机。EPSON
LQ－100、NEC－P2000则属于窄行针式打印机。
宽行打印机可以打印A3幅面的纸，窄行打印机一般
只能打印A4幅面的纸张；同时针式打印机可以打印穿孔
纸及油印纸，它在银行、机关、企事业单位电脑应用中
发挥了很大作用；另外，针式打印机有其它机型所不能
代替的优点，就是它可以打印多层纸，这使之在报表、
油印处理中的应用非常普遍。
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• 针式打印机的基本组成
结构主要是由:电源电路、
控制电路、机械装置、
检测电路和操作面板组
成。
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• 针式打印机工作原理
• 打印头
• 打印头是机械部分的核心，它体积小、结构紧
密、精度高。
• 打印头是针式打印机的核心部件，它包括打印
针、电磁铁等。这些钢针在纵向排成单列或双
列构成打印头，某列钢针在电磁铁的带动下，
先打击色带（色带多数是由尼龙丝绸制成，带
上浸涂有打印用的色料。
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• 打印头的种类
可按许多不同的分类方法，
• 按打印头针的排列来分，可分为单排式、双排
式、三排式、多排式、菱形式；还可分为纵排式、
横排式等等。
• 按驱动电磁铁的方式来分，可分为；插棒式、
螺管式、音圈式、压电式、拍合式、永磁式（储
能式）。
市场上最常见的机型如LQ1600K、M1724、
M2724、TH3070、CR3240等，它们的打印
头属于拍合式；AR 2463、AR3240等，打印头为永
磁式。
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• 打印头按击针方式可分为螺管式、拍合式、
储能式、音因式和压电式。
• 这里以24针打印机LQ-1600K的打印头为例说明
其工作原理。它是拍合式打印头。
• 在每根打印针的前面(从打印针的后面向前看)有
一个环行扼铁，环行扼铁的四周排列着12个线圈
和12根打印针(LQ1600K打印头分为两层，每层12
根打印针，上层12根为长针，下层12根为短针)
，每层12根打印针在环行圆周上均匀排列，并沿
导向板上的导向槽在打印头顶部穿出，形成两列
平行排列的打印针。
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•从图可以看出，平时打印针受复位弹簧的弹力作用处于离
开驱动线圈状态，当驱动线圈通过电流时，激励打印针尾
部的衔铁向驱动线圈运动，同时带动打印针沿着多层导向
板向色带撞击，使色带和打印纸压向卷筒。
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• 这时，色带上的油墨被打印针的撞击渗透到
打印纸上，留下一个小圆点。当驱动线圈中
的电流消失后，打印针被复位弹簧复位回到
原始状态，完成一次打印动作。
• 这种拍合式打印头，打印针加速快，出针频
率高，由于打印针分为两层，更有利于更换
打印针，且长针断了可以作短针使用。
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• AR3240打印头的工作原理图，它是储能式打印头。在每根打印
针的后面(从打印针的后面向前看)有一个环行扼铁，环行扼铁
的四周排列着24个消磁线圈、24个衔铁弹簧片和24根打印针。
• 24根打印针在环行圆周上均匀排列，并沿导向板上的导向槽在
打印头顶部穿出，形成两列平行排列的打印针。
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• 从图中可以看出，储能式打印头的工作原理是
用永久磁铁作用于弹簧，使打印针缩在打印头
内处于储能状态，即打印针储存了击打能量;
• 当消磁线团通电后，产生与永久磁铁磁场方向
相反的磁场，即减少了永久磁铁的磁通量，抵
消了永久磁铁对打印针后部衔铁和弹簧片的吸
引，使弹簧片驱动打印针向前飞行，完成扔印
动作。
• 此种打印头的优点是功耗低和打印速度快。
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2、针式打印机的电路部分基本工作原理
• 电源部分
• 接口部分
• 控制部分：打印机的核心，控制部分本身又是在
打印机的CPU的控制下工作的，当需要打印一个
字符时，首先时字符发生器产生该字符形状的点
阵，控制小车电机和走纸电机把打印头送到相应
位置，当光栅编码器传来的信息表明打印头到达
相应位置时，控制小此线圈中通过电流，从而完
成打印任务。
另外控制部分还要接收检测信号和操作面板
的控制信号。
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3、针式打印机的连接使用
软硬件及色带的安装
4、发展
由于大规模集成电路的发展，使打印
机中也出现了基于微处理器控制的系统。
这样，打印机上所有的机械上的复杂动作、
字符的形成等都可以经过微处理器进行存
储记忆、控制和操作。
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• 安装
• 打印机通过25针电缆线连接到电脑主机的并行端
口(LPT)，它使用自己的电源接线。在连接打印
机到电脑上时，注意要在断电情况下操作，带电
插拔打印电缆会烧坏打印机和电脑的连接端口。
• 一般可以用托纸架传送单页纸或用卡纸轮传送穿
孔纸，还可以用手动旋钮微调打印纸的位置(注
意有些打印机在断电后，才可以方便的调节纸的
位置)。
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• 打印机的面板上都有控制按钮用于打印机操作，比
如联机、进纸，退纸，微调等，通过打印机面板上的
指示灯，我们能及时了解现在的打印情况，比如缺纸、
联机、正在打印等状态。
针式打印机通过打印针头击打色带把色带上的墨
打在纸上形成文本或图形，现在的针式打印机通常都
是24针打印机(即打印针头有24根针)，我们可以调整
打印头与纸张的间距，从而适应打印纸的厚度，而且
可以改变打印针的力度，以调节打印的清晰度，但注
意色带用旧了要及时更换。
• 如果发现色带有破损，一定要立即更换新的色
带。不要使用破旧色带，否则有可能将打印针
挂断。
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• 装色带的机构有盒式和盘式两种，由
于盒式色带结构比较简单，更好也更方便，
所以我们平时的针式打印机上一般都用盒
式色带），色带后面是同步旋转的打印纸，
从而打印出字符点阵，而整个字符就是由
数根钢针打印出来的点拼凑而成的。
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• 但针式打印机的打印效果比较普通，而且噪
音较大，所以在普通家庭及办公应用中有逐渐被
喷墨和激光打印机所取代的趋势。
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• 喷墨打印机
• 1、喷墨打印机的特点及分类
• 喷墨打印机按工作原理可分为固态喷墨和
液态喷墨两种。
• 固态喷墨是美国泰克公司的专利技术，它
使用的相变墨在常温下为固态，打印时墨被加
热出现液化后喷射到纸张上，并渗透其中，因
此墨汁的附着性相当好，色彩极为鲜艳。但这
种打印机昂贵，一般适合于专业用户选用。
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• 特点：
• 喷墨打印机价格适中
• 打印质量接近激光打印机
• 打印速度比点阵打印机快许多
• 使用起来噪音小
• 与点阵打印机相比，体积小、重量轻。
• 耗材费用较高，墨水易挥发
• 对纸张的要求较高
• 喷墨口不容易保养
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• 喷墨打印机的价格也较便宜，而且它打印
时噪音较小，图形质量较高，成为当前家庭打
印机的主流。它也有宽行和窄行之分，而且有
很多型号可以打印彩色图像，提供了一个较高
的性能价格比。
喷墨打印机适合打印单页纸，它的打印质
量在很大程度上决定于纸张的质量。它的进纸
方式及面板控制和针式打印机相似，但它是通
过墨盒喷墨打印。
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• 通常的喷墨打印机指的是采用液态喷墨技
术的打印机。
• 19世纪60年代，这种喷墨原理就被英国物
理学家LordKelivin用来记录示波器的波形。
• 经过100多年的发展与完善，这种喷墨原理
才被应用于喷墨打印机作为计算机系统的
打印输出设备，其间喷墨技术本身得到了
巨大的发展，在喷墨原理、墨水配制等方
面都有了巨大的进步。
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• 液体喷墨打印机技术在原理上又分成两种：
• 连续喷墨方式，
• 间断喷墨方式。
• 这两种喷墨打印技术的区别在于，连续喷墨方式连续
不断地喷射墨流，但不需要打印时，由一个专用的腹
腔来储存喷射出的墨水，过滤后重新注入墨水盒中，
以便重复使用。这种机制比较复杂。
• 间断喷墨方式比较简化，它仅在打印时喷射墨水，因
而不需要过滤器和复杂的墨水循环系统。这种间断喷
墨方式的驱动部分又有两种不同的技术，一是压电式
间断喷墨，另一种是热感式间断喷墨。
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• 压电式间断喷墨方式采用一种特殊的压电材料，
当电压脉冲作用于压电材料时，它产生形变并将墨水
从喷口挤出，射在纸上。
• 热感式间断喷墨方式则采用一种发热电阻，当电
信号作用其上时，迅速产生热量，使喷嘴底部的一薄
层墨水在华氏900度以上的温度下保持百万分之几秒
后汽化，产生气泡，随着气泡的增大，墨水就从喷嘴
喷出，并在喷嘴的尖端形成墨滴，小墨滴克服墨水的
表面张力喷向纸面，形成打点。
• 墨滴一般仅为人的一滴水的百万分之一左右；当
发热电阻冷却时，气泡自行熄灭，气泡破碎时产生的
吸引力就把新的墨从储墨盒中吸到喷头，等待下一次
工作。
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• 新技术――墨滴调整技术
• 可以在同一打印头，一条打印线里喷出
普通大小和一半大小两种墨滴。
• 这种新的打印头设计有两个加热器：一
个加热器用来喷射小的墨滴或两个加热器
同时工作可以喷射一个普通大小的墨滴。
两种大小的墨滴结合在一起，就可以产生
更细致的、对比更强、缺陷更小的、精美
的照片品质的输出。
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• 墨盒的类型
• 彩色喷墨打印机除了有黑色墨盒外，还有彩色墨盒，
较高档的打印机的两个墨盒是同时安装在打印机上的，而
有些比较便宜的打印机的两个墨盒需要替换使用，稍有不
便，但质量还是可以保证。
喷墨打印机在安装了新的墨盒后，一般都需要清洗打
印头才能正常打印，在打印机的面板上通常都会有一个“
清洗”打印头的按钮，有一些打印机在更换了墨盒后会自
动的进行清洗。最好依据说明书来进行清洗操作。
另外如果发现打印质量下降了，而墨盒中墨又是满的，
就要手动的清洗打印机头了，这是一台EPSON STYLUS
1520，首先打开电源，然后按这个“复位”键，使它旁边
的指示灯变亮，然后再同时按下这个“切换”键和“清洗
”键，此时打印机就开始自动清洗打印机头了。
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• 更换墨盒
• 喷墨打印机的墨盒用完了也要及时更换，但相
对于针式打印机来说消耗较高。
• 更换墨盒的方法
• EPSON STYLUS 1520彩喷，首先打开电源，打
印机启动正常后，按下“切换”键约3秒种，此
时打印头开始活动，松开按键，稍等一会，打
印头便停在更换墨盒的位置上了，接着打开墨
盒上的保护夹，取出旧墨盒，换上新墨盒；在
后再按一下“切换”键即可。
• 有些打印机需要在断电后更换墨盒，具体要参
看说明书。
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• 激光打印机
• 1、激光打印机的组成
• 2、激光打印机的工作原理
• 3、激光打印机的分类
• 4、激光打印机的使用和维护
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• 激光打印机是60年代末Xerox公司发明的，
采用的是电子照相技术。
• 该技术利用激光束扫描光鼓，通过控制
激光束的开与关使传感光鼓吸与不吸墨
粉，光鼓再把吸附的墨粉转印到纸上而
形成打印结果。
• 激光打印机的整个打印过程可以分为控
制器处理阶段、墨影及转印阶段。
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• 与针式打印机和喷墨打印机相比，激光打印机有
以下几大优点。
• （1）高精度。激光打印机的打印分辨率为300dpi、
600dpi甚至高达1200dpi，相当于照排机的水平。
• （2）高速度。激光打印机的打印速度最低为4页／分钟，
一般为6—8页／分钟。
• （3）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。
• （4）处理能力强。激光打印机的控制器中有cpu、内存、
控制器相当于计算机的主机板，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，也是页式打印机与串行式打印机的区
别。
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• 激光打印机的组成
• 打印引擎的结构见附图，它包括了激光扫描器、
反射棱镜、感光鼓、碳粉盒、热转印单元和走纸
机构等几大部分组成
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• 激光打印机的工作原理
• 在工作过程中，打印控制器中光栅位图图像数据转换为
激光扫描器的激光束信息，通过反射棱镜对感光鼓充电，
感光鼓表面就形成了以正电荷表示的与打印图像完全相
同的图像信息，然后吸附碳粉盒中的碳粉颗粒，形成了
感光鼓表面的碳粉图像。
• 打印纸在与感光鼓接触前被一充电单元充满负电荷，当
打印纸走过感光鼓时，由于正负电荷相互吸引，感光鼓
的碳粉图像就转印到打印纸上。
• 经过热转印单元加热使碳粉颗粒完全与纸张纤维吸附，
形成了打印图像。
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• 打印性能指标
速度、分辨率、打印机语言、纸张容量和内置
字体。
• 打印机语言是激光打印机的另一个重要特性。
它是决定激光打印机输出复杂版面能力的指标
之一。打印机语言就是一个命令集，它告诉打
印机如何组织被打印的文档。这些命令不是被
单独地传送，而是由打印机驱动程序把它们嵌
在打印数据中传给打印机，并由打印机的打印
控制器再分开解释。
• 激光打印机的纸张容量
• 激光打印机的内置字体
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• 激光打印机的耗材是硒鼓，HP5L/6L打印
机的一个硒鼓可以打印机3000-4000页A4
纸，当硒鼓中的碳粉消耗尽后，打印机
出的文字就不清晰了，这时就要更换硒
鼓，方法比较简单，断开电源，打开打
印机的外壳，捏住硒鼓上的手柄，将其
拔出。然后将新硒鼓上的封条抽出，然
后安装上即可。
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三种打印机的比较
• 对比来说，在针式、喷墨、激光打印机
中，激光的效果最好，喷墨其次，而且
这两种的噪音都很小，针式打印机的噪
音相对较大，但它可以打多层纸，而且
消耗材料相对较便宜，所以使用量仍然
很大。
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常用多媒体设备
• 媒体电脑系统
• 1、多媒体电脑概述
• 2、多媒体电脑系统的组成
• 计算机硬件系统、多媒体接口卡
多媒体外部设备和多媒体软件
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• 10、2 声卡
• 1、声卡的功能和用途
• 主要功能：录制（采集） 、编辑、还原数字
声音文件；声音合成、数字化声音的压缩等
• 主要用途：语音识别；玩有声电子游戏等。
• 2、声卡的种类
• 8位声卡、16位声卡、32位声卡、64位声卡
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• 声卡是多媒体电脑的主要部件之一，它
包含记录和播放声音所需的硬件。
• 声卡的种类很多，功能也不完全相同，
但它们有一些共同的基本功能：能录制
话音(声音)和音乐，能选择以单声道或
双声道录音，并且能控制采样速率。
• 声卡上有数模转换芯片(DAC)，用来把数
字化的声音信号转换成模拟信号，同时
还有模数转换芯片(ADC)，用来把模拟声
音信号转换成数字信号
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• 声卡真正的质量取决于它的采样和回放
能力。模拟声音信号是一系列连续的电
压值，获取这些值的过程称为采样，这
是由模数转换芯片来完成的。影响音质
的两个因素是 采样精度和 采样频率。
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• 采样精度
采样精度决定了记录声音的动态范围，它
以位(Bit)为单位，比如8位、16位。8位可以
把声波分成256级，16位可以把同样的波分成
65,536级的信号。可以想象，位数越高，声音
的保真度越高。
◎ 采样频率 采样频率指每秒钟采集信号
的次数，声卡一般采用11K、22K和44KHz的采
样频率，频率越高，失真越小。在录音时，文
件大小与采样精度、采样频率和单双声道都是
成正比的，如双声道是单声道的两倍，16位是
8位的两倍，22K是11K的两倍
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• 3、声卡的基本结构
• 这是创新公司的Sound Blaster
16声卡，卡上有一个IDE接口
和CD音频接口，外部接口有
麦克风插口(Mic)、立体声输
出插口(Speaker) 连接音箱或
耳机；线性输入(Line in) 可连
接CD播放机、单放机合成器
等；输出插口 (Line out) 可连
接功放等；游戏杆和MIDI设备。
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• 4、声卡的安装
• 声卡的配件
• 硬件设置
• 硬件安装
• 声卡驱动程序的安装
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• 10、3 音像
• 1、音响概述
• 2、音箱的种类和结构
• 3、音像的主要性能指标
• 4、音像的选购
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• 据有关资料显示，家庭电脑的多媒体化已经达
到了99％，多媒体音箱（以下简称音箱，本文
不针对Hi－Fi音箱）自然也成为必不可少的配
件摆在显示器的两旁。
• 音箱质量的高低直接影响到各声效重现的效果，
尤其是在欣赏CD或VCD影碟时，只有好的音
箱才能更好地重现各种声音，加强电影的临场
感。那么好的音箱用什么标准来衡量？
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• 一、多媒体音箱的种类和结构
电脑使用的小型音箱有两种：
• 一是无源音箱，即没有电源和音频放大电路部分，只是在
两个塑料压制或木制的音箱中安装了两只扬声器（俗称喇叭）
，靠声卡的音频功率放大电路输出直接放音，这种音箱的音
质和音量主要取决于声卡的功率放大电路，通常音量不大，
仅勉强能保障游戏和教学软件的一般应用。
• 二是有源音箱，箱体内自带电源和放大电路（也有把电源
放在箱体外的），工作时将声卡输出的信号放大后推动音箱
内的扬声器放音。由于有源音箱自带功率放大电路，所以输
出功率较大，音量控制也方便，效果明显优于无源音箱。目
前使用最多的是有源音箱，约占电脑多媒体音箱中的90％。
不过，由于电脑音箱的工作环境特殊，所以它的一些技术指
标与普通音响器材中的有源音箱不尽相同。
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• 二、多媒体音箱的几项重要指标
由于对电脑用的多媒体音箱没有专门的技
术标准，所以有不少是套用电声专业的指标。
1.音箱的几个重要指标
音箱质量的好坏，除了外观和声学结构外，
还取决于各种电、磁性能，其中最主要的有5
项。
（1）磁屏蔽
（2）频率响应
（3）失真度
（4）静态噪声
（5）最大不失真功率
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• 几项指标的意义
（1）磁屏蔽
磁屏蔽是指扬声器上的磁铁对周围环境的干扰
强度。理论上磁泄漏应该为零最好。电脑的显示器
对周围的磁干扰非常敏感，显示器在工作时如果周
围有磁场干扰，那么将会产生色彩失真，如屏幕上
出现非正常的色斑，图象的颜色失真等。因此对摆
放在显示器周围的其它外设如音箱就有比较高的磁
场屏蔽要求，这也是区别于普通高保真音箱的不同
点。
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• （2）频率响应范围
音箱的频率响应范围就是能重新还原从低音到
高音的各种声音的能力。理想中的指标是音箱重放
各类声音的能力完全相等。
在电声专业上，对高保真音响设备的频率响应
指标定为15Hz～100KHz±。这个指标的意思
就是指音箱重现所有声音中各个频率的功率输出值
之间相差不能超过10％。
电脑多媒体音箱的频率响应虽然没有这么好的
性能，但也应该在80Hz～20KHz左右。
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• （3）失真度
失真度是指声音在被音箱放大前和放大后的差别，用百
分比表示，数值越小越好。
失真实际上就是声音经放大后与原来的声音（放大前）
听起来不一样了。失真包括谐波失真、相位失真和互调失真
等几项内容。由于人的耳朵对谐波失真最敏感，所以通常以
谐波失真的指标说明音响设备的性能。例如高保真音响的不
失真指标是≤％。
（4）静态噪声
静态噪声是指音箱没有接入信号时，将音量开关调到最
大位置时所发出的噪声。这种噪声是有源音箱中放大电路所
产生的，当然是噪声越小越好。在电声专业中，并不提静态
噪声，而是使用信噪比指标说明音响设备的性能。信噪比的
意思就是该音响设备放大后的有用信号功率与设备自身噪声
功率的比值。
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• （5）最大不失真功率
最大不失真功率就是指声音刚好不失真（谐波失真≤3％）
时，音响放大器能输出的最大功率。
这项指标和静态噪声指标结合才可以保证音箱的动态范
围。
什么是动态范围？简单地说就是音箱在保证重现声音不
失真的前提下最大声音和最小声音输出之比。动态范围通常
用分贝（dB）来表示，分贝值越大越好。
• 声音的动态范围是如何表现的呢？举个例子说明：在夜里，
一根螺钉从桌上掉在了地上，其声音很小，我们假定这么大的声
音就是0dB；这时天上突然又打了一个炸雷，其声音大小是螺钉掉
在地上时的1000倍，如果用分贝表示则为30dB。现在，我们用音
箱重现这两种声音时，用很小但可以听见的音量重放螺钉掉在地
上的声音，此时音箱输出的音频功率为，那么我们在重现
雷声时就必须有20W不失真功率的输出；如果音箱的最大不失真
功率达不到20W，则此音箱就无法保证重现的螺钉落地声和炸雷
声相差1000倍，即音箱的动态范围达不到30dB。
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• 三、如何选购较好的音箱
1.掂一掂重量，估计音箱的最大输出功率
如果我们从工艺和形状上选中了一对音箱，那么就可以
把它拿起来看看有多重，目的是估计一下音箱的最大输出功
率有多大。因为一般来说音箱的不失真功率至少应该有20W
＋20W，即每声道20W。
现在市场上音箱所标明的最大输出功率都是PMPO（峰
－峰值）音乐功率，这是纯属广告效应的指标，而实际上应
该标明的是最大不失真功率，这个功率实际上只有PMPO功
率值的1／8。例如标有160W功率的音箱实际上可能仅有
20W以下的不失真功率。由于现在的有源音箱95％以上仍然
是靠交流变压器提供电源，所以我们可以根据箱内变压器和
放大板的重量来估计该音箱的实际最大输出功率。一般来说，
25W变压器的重量约为1kg，功率在75W的重量约2kg，因此，
我们只要根据两只音箱的重量差（变压器和放大电路通常装
在一个箱内）就可以估计出此音箱的最大输出功率有多大。
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• 2. 靠近显示器，检查磁屏蔽效果
由于彩色显示器对周围磁场干扰最敏感，所以只要将音
箱靠近一下显示器，就可以查出音箱的磁屏蔽效果。只要在
音箱靠近显示器时屏幕上的彩色图象没有发生异常，或者仅
有微小而并不易发觉的变化，那么这个音箱的磁屏蔽指标就
算合格了。
• 3. 用手感觉音箱的密封性能
现在的音箱大都采用倒相式，音箱上开有一个孔，称之
为倒相孔，音箱的密封性越好则其声学效果（主要是低频段）
也越好。要检查这项指标可以在音箱工作时用手靠近倒相孔，
当声音为鼓声或爆炸声时，倒相孔中应有明显的空气冲出或
吸进，像风一样，感觉越明显证明音箱的密封性越好。音箱
的密封性直接影响音箱的低频响应指标。
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• 4. 仔细聆听，检查静态噪声和最大不失真功率
我们的耳朵虽然没有仪表那么灵敏和精确，
但其检查的效果最有实用价值。因此，在选择
音箱时应该充分利用我们的耳朵去判断音箱重
放声音的质量和效果。
（1）听一下音箱的静态噪声有多大
理想的音箱在工作时，如果不加信号，即
使将音量调到最大也不应该听见声音。因此我
们可以将音箱接通电源，但是不联接信号线，
然后将音量调整至最大位置，此时如果听不到
或者只能听到轻微的沙沙声，那么这个音箱的
静态噪声指标（也包括了信噪比）是合格的。
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• （2）听一下音质，鉴定音箱的频率响应
理论上人的耳朵可以听到频率在20Hz～20KHz以内
的声音。自然界中的各种声音实际上并不是单一频率的
声音，而是由一个基本频率加上各种几倍于基本频率
（专业术语叫谐波）声音的一个“复音”。
• 声音频率高低的表现就是声调，比如女士的声音比
男士的声音频率高，就是我们平时所说的声音尖或细，
自然界中人和各种动物的叫声、风雨声、雷声，各种汽
车、飞机等人造物体发出的声音都不是单一频率的声音，
但这些声音的频率范围基本上都在15Hz～20KHz之内。
• 所以音箱在重新还原这些声音时，就必须将各种声
音的基本频率和谐波频率都要如实的反映出来，否则所
重现的声音就不真实、不自然了。
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• （3）仔细聆听，检查一下音箱最大不失真功率
将音箱的信号输入线和电脑的声卡（或电影
卡）的线路输出（LINE OUT）接好后，选择一片
有你所熟悉歌曲的CD或VCD影碟播放，将音量调
整到最大但声音仍不失真为止，此时就是音箱的
最大不失真功率，如果你觉得音量足够使用也就
行了。
总之，多媒体音箱在重放软件或电影的声效
方面起着关键作用，如果你选择的音箱不够理想，
即使你的声卡再好也得不到好的音响效果。因此，
我们不妨在有条件的前提下尽量去选择好一些的
多媒体音箱。
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• 10、4 数码照相机
• 1、数码照相机的概述
• 数码相机就好像普通的照相机和扫描仪的
结合体。
• 它的主要部件也是称作CCD的光敏传
感器，光线通过镜头作用到传感器上，再
经过芯片将光线的转换成数字信号，数字
信号经过处理保存在存储器中。
• 2、数码照相机的应用于选购
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• 数码相机内部的存储器一般是2M或4M，分辨率大多
数是：640*480，最高的可以达到1024*768、1280*960。
• 电源都是3-4节AA干电池。
• 相机上有一个串口，可以使用专门的数据线和电脑是
使用串口连接。照片就通过串口输送到电脑中的。
• 由于数字相机内部的存储器容量有限，所以数字相机
拍摄的照片数量也有限制，当照满之后，将照片输送到电
脑中，然后清除相机中的照片，就可以继续拍摄了。
• 在标准分辨率下，大多相机可以拍摄40-70张。 有些
数码相机还可以安装扩展存储卡，这样就可以拍摄更多的
照片；数码相机最好的地方是不会造成浪费，拍摄的不好
就可以随时删除。
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• 数字相机的使用比较简单，打开镜头，对
准被拍摄的景物，按动距离调解按钮，从取镜
框中看到的画面就是最后拍摄到的画面。
• 合适后，按动快门，此时可以听到相机的
“沙沙声”，大约要2秒钟以上的时间图像才能
存储完毕。
• 在“多媒体”部分将介绍数字相机的使用
方法和如何将照片输送到电脑中。
• 现在市面上有柯达、佳能、理光、索尼等
品牌的数字相机，各有特色。
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数码相机概念：
数码相机，是一种能够进行拍摄，并通过
内部处理把拍摄到的景物转换成以数字格式存
放的图像的特殊照相机。
与普通相机不同，数码相机并不使用胶片，而是
使用固定的或者是可拆卸的半导体存储器来保存获取
的图像。数码相机可以直接连接到计算机、电视机或
者打印机上。在一定条件下，数码相机还可以直接接
到移动式电话机或者手持PC机上。由于图像是内部处
理的，所以使用者可以马上检查图像是否正确，而且
可以立刻打印出来或是通过电子邮件传送出去。
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• 数码相机成像过程
• CMOS传感器周围的电子器件，如数字逻辑
电路、时钟驱动器以及模/数转换器等，可在同
一加工程序中得以集成。
• CMOS传感器的构造如同一个存储器，每个
成像点包含一个光电二极管、一个电荷/电压转
换单元、一个重新设置和选择晶体管，以及一个
放大器，覆盖在整个传感器上的是金属互连器
（计时应用和读取信号）以及纵向排列的输出信
号互连器，它可以通过简单的X－Y寻址技术读取
信号。
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数码相机是怎样工作的？
数码相机用快门来激活包含光敏栅格的电荷耦合器
件传感器。栅格由许多单元（也叫做像素）组成，它们把
光信号转换成电信号。然后电信号被转换成数字信号并进
行处理，最后，把得到的数字图像保存在存储器中。
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• CCD
• CCD，(Charge Coupled Device)，即“电荷耦合器件
”，以百万像素为单位。数码相机规格中的多少百万像素，
指的就是CCD的分辨率。
• CCD是一种感光半导体芯片，用于捕捉图形，广泛运
用于扫描仪、复印机以及无胶片相机等设备。与胶卷的原
理相似，光线穿过一个镜头，将图形信息投射到CCD上。但
与胶卷不同的是，CCD既没有能力记录图形数据，也没有能
力永久保存下来，甚至不具备“曝光”能力。所有图形数
据都会不停留地送入一个“模-数”转换器，一个信号处理
器以及一个存储设备(比如内存芯片或内存卡)。CCD有各式
各样的尺寸和形状，最大的有2×2平方英寸。
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传统的基于胶片的
相机其分辨率是无穷的，
而数码相机的分辨率则
是有限的。传统相机的
使用成本较高，需要购
买胶卷、冲洗，而数码
相机不需要这些。
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数码相机
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• 成像原理
• 数码相机主要由光学镜头、感光传感器(CCD
或CMOS)、模数转换器(A/D）、图像处理器
（DSP）、图像存储器(Memory）、液晶显示器
（LCD）、端口、电源和闪光灯组成。
• 数码相机是利用光电传感器（CCD或CMOS）的
图像感应功能，将物体反射的光转换为数码信号，
经压缩后储存于内建的存储器上。
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• 感光传感器的功能是将光信号转换成电信
号，其质量决定着数码相机的成像质量。感光
传感器先将光能转变为电子信号，之后再转换
为数码信息，光线越亮产生的电子信号越强。
在结合了光线强度与颜色之后，再转成像素，
数码相机可将每个像素设定为特定色彩。
• 感光传感器是由很多小的光电传感器组合
而成阵列，光电传感器阵列上光电传感元件的
总数决定了成像总像素的多少，即决定了成像
面积的大小。面积相同，像素越多，生成图像
的分辨率就越高，清晰度越好
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• 外部的光线透过镜头，汇聚于镜头后的光电传
感器（CCD/CMOS）上；
• 光电传感器将光信号转换为与光强度成正比的
模拟电信号，送往模数转换器；
• 模数转换器将模拟电信号转换为二进制数字信
号，送往图像处理器；
• 图像处理器将数字图像信号进行处理、压缩后
存储在存储器中。
• 上述成像过程是在核心控制芯片的控制下完成
的。
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• 10、5 扫描仪
• 1、扫描仪概述
• 顾名思义，扫描仪就是将照片，书籍上的文字
或图片获取下来，以图片文件的形式保存在电
脑里的一种设备。
• 大部分的扫描仪都需要使用一块SCSI卡，
将其连接到电脑上，也有一些是连接在电脑的
并口上
• 2、扫描仪的主要性能指标
• 3、扫描仪的主要性能
• 4、扫描仪的选购
• 5、扫描仪的安装与使用
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分类：
扫描仪有很多种，按不同的标准可分成不同的类型。
1）按扫描原理可将扫描仪分为
以CCD为核心的平板式扫描仪、手持式扫描仪
以光电倍增管为核心的滚筒式扫描仪；
2）按扫描图像幅面的大小可分为
小幅面的手持式扫描仪，
中等幅面的台式扫描仪
大幅面的工程图扫描仪；
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3）按扫描图稿的介质可分为
反射式（纸材料）扫描仪
透射式（胶片）扫描仪
既可扫反射稿又可扫透射稿的多用途扫描仪；
4）按用途可将扫描仪分为
可用于各种图稿输入的通用型扫描仪
专门用于特殊图像输入的专用型扫描仪加条
码读入器
卡片阅读机等等。
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平板式扫描仪常见性能指标
1）分辨率表示了扫描仪对图像细节的表现能
力，通常用每英寸长度上扫描图像所含有的象
素点的个数表示记做DPI（Dot Per Inch）目前，
多数扫描仪的分辨率在300DPI一2400DPI之间。
2）灰度级表示灰度图像的亮度层次范围，级
数越多扫描图像的亮度范围越大层次越丰富，
目前多数扫描仪的灰度为256级。
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3）色彩数表示彩色扫描仪所能产生的颜色范围，
通常用表示每个象素点上颜色的数据位数（bit）
表示，比如常说的真彩色图像指的是每个象素点
的颜色用24位二进制数表示，共可表示2^24＝
16．8M种颜色，通常称这种扫描仪为24bit真彩
色扫描仪。色彩数越多扫描图像越鲜艳真实。
4）扫描速度有多种表示方法，通常用在指定的分
辨率和图像尺寸下的扫描时间表示。
5）扫描幅面表示可扫描图稿的最大尺寸，常见的
有A4、A3幅面等。
接口：COM/USB/SCSI
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• SCSI插头的插针比较细，安
装时要小心，插头插上后，插
头两边的卡簧会自动锁住，取
下时要捏住卡簧，再拔下插头。
• 在扫描仪的后部，有一个和
电脑的接口，一个电源插空和
电源开关。
• 还有一个比较特殊的插销，
在搬动动扫描仪时需要将插销
锁定，防止扫描仪内的滚轮移
动。
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• 扫描仪通过光源照射到被扫描的材料上来获得
材料的图像。
• 材料将光线反射到叫做CCD（Change
Coupled Device，电荷偶合器件）的光敏元件上，
由于材料不同的位置反射的光线强弱不同，
CCD器件将光线转换成数字信号，并传送到计
算机中，此时我们就获得了材料的图像。
• 如果您将纸张上的文字扫描到电脑中就可
以通过OCR（光学字符识别）软件将图像转换
成文字，可以减轻录入工作。
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• 分辨率是扫描仪的很重要的特征，市面上看到的扫描仪
的分辨率可以达到300x600、600x1200等，这一般指的
是光学分辨率。
• 光学分辨率决于扫描仪CCD元件的数量和透镜的质量
• 有一些扫描仪厂商可能还会提供一个叫做“机械分辨率
”的参数，机械分辨率的值总是比光学分辨率高出许多，
在选购时，要注意。 扫描仪会附带相应的驱动程序和
扫描软件，并且符合TWAIN标准，但大多数情况下，
我们都是在PhotoShop来进行图像扫描，即时就可以对
图像进行处理。
• 常见的扫描仪品牌主要有：Mustek、N-TEK、Microtek、
AGFA、UMAX、紫光、HP等。
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