1、习 题 九1. 按功能分，计算机外围设备可分成哪几类？答：计算机外部设备按照它们的功能，一般可分为三类：供用户进行输入/输出的设备，如键盘、鼠标、显示器等，它们也称为“人机交互设备” ；外存储设备，软盘、硬盘、光盘驱动器是典型的外存储设备；专用的其它设备，如数据采集设备、视频采集设备等。2. 何谓编码键盘和非编码键盘？答：非编码键盘：由 CPU 对键盘各行、各列的状态进行扫描，根据扫描结果，用某种算法计算或查表得到按键的编码。CPU 效率低，主要用于小型应用系统。编码键盘：由专用控制器/控制电路对键盘进行扫描，产生按键所对应的编码供 CPU 读取。这种键盘结构稍复杂，但使用方便。3. 请说明
2、101 键盘接口电路的基本组成原理。答：参考教材相关内容（图 9.1） ，101 键盘接口电路由 8048 专用单片处理芯片，键盘开关矩阵电路，双向缓冲门电路组成。有规律的内部计数信号通过数据线 DB0DB6，送到键盘矩阵的行列译码器，实现对键盘开关矩阵的行列扫描。有键按下时，通过KEYDEP 信号通知单片机。 8048 扫描程序根据当前计数值，分析确定按键的行、列位置，形成键盘扫描码。4. 鼠标常用接口有哪几种类型？简述光机鼠标的工作原理。答：目前 PC 上常用的鼠标接口有 3 种，第一种是最常用的直径 8mm 的 6 芯 PS/2 鼠标接口，第二种是 9 芯 D 型插座（使用 RS-232
3、 串行接口） ，另外是较新型的 USB 鼠标接口。光机鼠标的工作原理：鼠标内置了 2 个滚轴，X 方向滚轴和Y 方向滚轴。这 2 个滚轴都与一个可以滚动的橡胶球接触，并随着橡胶球滚动一起转动。X，Y 滚轴上装有带孔的译码轮，它的转动会阻断或导通 LED 发出的光线，在光敏晶体管上产生表示位移的脉冲。通过脉冲编码确定光标移动的方向和距离。5. 常见打印机接口有哪几种工作方式？举例说明。答：常见打印机接口有 3 种工作方式，分别为：标准型并行接口 SPP：是最早的打印工作方式，单向数据传递；增强型并行接口 EPP：它采用双向数据传递工作方式；扩展功能接口 ECP：可以进行高速双向数据传递，并具有D
4、MA 工作模式。6. 试画出具有 8bit 数字输入输出功能的并行接口扩展电路图。答：具有 8bit 数字输入输出功能的并行接口扩展电路图可参见教材的图 9.5。只要将 AD0809 芯片去掉，让 74LS245 工作在输出（AB）状态，就构成了一个 8bit 的并行输出接口。控制线（C0C2）和状态输入信号（S3S7）连接到另一片 74LS245，构成8bit 并行输入接口。C3 作为选通信号，控制两个端口的打开和关闭。详见下图：具有 8 位数字输出和 8 位数字输入的打印机接口电路PC打印接口 Dout:0-7DB 25 数字信号采集接口 Din：0-7S34S756C1C32001D23
5、D7654984617110GND1825 74LS25B01A2A34A756DIRGBB774LS25B01A2A34A756DIRGBB7+5V7. 论述打印机接口的主要通信连接信号。答：打印机接口的主要控制信号（输出）有： 数据选通，低电平有效。数据在它的配合下送入打印STROBE机。AUTO_FD： 自动换行，高电平有效。有效时打印机每次回车后自动换行。： 初始化信号，低电平有效。有效时，打印机被复位。INTSEL： 联机控制位，高电平有效。有效时打印机才能与接口连通。主要状态信号（输入）有：BUSY： 忙信号，高电平表示打印机忙。有四种情况：正在输入数据、正在打印操作、在脱机状态、
6、打印机出错。： 确认，低电平有效。有效时表示打印机已经接收完毕ACK接口送来的一个数据。PE： 纸尽信号，高电平有效。有效时表示打印机缺纸。SLCT IN：选择信号，高电平有效。有效时表示打印机处于联机状态。： 出错信号，低电平有效。有效时表示打印机出错。ERO8. 分别叙述 IDE 和 EIDE 磁盘接口的技术特性。答：IDE 磁盘接口的技术特性：IDE 接口在 ST 506 的基础上进行改进而成，它把控制器集成到驱动器内。消除驱动器和控制器之间的数据丢失问题，提高数据传输的可靠性。从驱动器中引出的信号线已不是控制器和驱动器之间的接口信号线，而是通过简单处理后可与主系统连接的信号线。IDE
7、采用了 40 线单组电缆连接，除了对系统总线上的信号做必要的处理之外，其余信号基本上是原封不动地送往硬盘驱动器，IDE 实际上已经是系统级的接口。EIDE 磁盘接口的技术特性：与 IDE 相比， EDIE 有以下几个方面的特点：支持大容量的硬盘（540MB）;EIDE 允许连接更多的设备。通常提供两个插座，称为主插座和辅插座，每个插座可连接主、从两个设备，一共可连接 4 个设备;EIDE 具有更高的数据传输速率。标准 EIDE 驱动器的最大突发数据传输率可达 16 MB/S,而原有的 IDE 驱动器的最大突发数据传输率仅为 3 MB/S;EIDE 支持三种硬盘工作模式：普通模式（Normal）
8、 、逻辑块寻址模式（LBA） 、大硬盘模式（LAG） 。9. 硬盘的主要技术指标包括哪些？答：硬盘的主要技术指标包括：硬盘容量：硬盘能够储存的信息的总量。传输速率：单位时间内传输的信息数量。影响传输速率的因素有电机转速、存储密度、Cache 容量、接口方式等。平均寻道时间：磁头寻找目标磁道的时间，影响磁盘的工作速度。转速：IDE 接口硬盘工作时主轴和碟片转速多为 5400 rpm 和7200 rpm 两种。转速越高，硬盘的传输速率越高；除了上面主要的指标之外，下面几项指标也影响硬盘的性能。单碟容量：硬盘一般由四到五张碟片组成。单张碟片的容量越大，硬盘的总容量随之增大，数据读写速度也越快；Cac
9、he：硬盘中 Cache 的容量越大，硬盘的实际传输率就越大。硬盘采用的 Cache 现多为 512 KB 和 2 MB 两种。磁头类型：目前有两种类型的磁头：磁阻磁头 MR（Magneto Resistive heads）和巨磁组磁头 GMR（Giant Magneto Resistive heads） 。MR 和 GMR 磁头通过磁阻的变化去感应信号的幅度，具有高灵敏度，高可靠性的优点；10. 简述显示器技术性能指标和显卡的种类。答：显示器有以下主要技术性能指标：尺寸：通常指的是显像管的对角尺寸（英寸） ，实际显示面积小于标称尺寸；点距：相同颜色两个相邻的磷光体间的距离。点距越小，显示出来
10、的图像越细腻，目前大多数显示器的点距是 0. 28mm 和 0. 25mm。刷新频率：是显示器每秒屏幕刷新的次数，刷新频率越高，图像显示就越稳定。在不同的分辨率下，对应的刷新频率可能有所不同。带宽：带宽是显示器每秒扫描像素的点数，常见的是几十兆，高性能显示器的带宽在 100M 以上。分辨率：指水平方向和垂直方向上最大像素个数用水平方向像素数垂直方向像素数来表示。显像管的形状：主要有球面、平面直角和纯平几种，以平面直角和纯平最为常见；扫描方式：有逐行扫描和隔行扫描两种，目前都为逐行扫描方式；显卡的种类：MDA 单色显示卡：它只有字符方式，无图形输出能力；CGA 彩色图形显示卡：它支持字符、图形两
11、种方式。但分辨率不高，颜色种类较少；EGA 增强型图形显示卡：其字符、图形功能比 CGA 卡有较大提高，显示分辨率也较高；VGA 视频图形阵列显示卡：标准分辨率为 640480，16 种颜色。VGA 卡兼容了上述各种显示卡的显示模式，支持更高的分辨率和更多的颜色种类。SVGA（超级 VGA）显示卡：SVGA 是一种比 VGA 更强的显示标准。SVGA 的标准模式是 800600，新型显示器分辨率可达12801024、16001200 等。11. 试计算 1024768 分辨率、24 位彩色所需的显存为多少？答：所需的显存大小为：24 /81024768= 2, 359, 296 ( Byte
12、) = 2.25 MB12. 何谓 AGP 显示总线接口？AGP 4X 的数据传输速率是多少？答：AGP 显示总线接口（加速图形接口）是新一代局部图形总线技术，为任务繁重的图形加速卡提供了一条专用高速通道。采用与外频相同的时钟频率进行数据传输时，AGP 总线的数据传输速率为 266MB/S，是 PCI 总线数据传输率的两倍。借助如此高的传输率，我们可以使一些原本只能在显存中进行的函数运算扩展到主存中。AGP 有两种模式：DMA 模式和 Execute 模式。DMA 模式适用于从系统内存到图形内存之间的大批量数据传输。系统内存中的数据不能被图形加速器直接调用，只有调入图形内存才能被图形加速芯片所
13、寻址。在 Execute 模式中，加速芯片将图形内存与系统内存看作一体，通过一种叫做图形地址再映象的机制，使加速芯片可直接对系统内存寻址，减轻局部图形内存的压力。AGP4X 的数据传输速率是 1064MB/S（= 266MB/S4） 。13. 简述声卡的工作原理，声音的采集和还原采用了什么技术？衡量音质好坏的技术指标有哪些？答： 声卡主要由总线接口控制芯片、混音控制芯片、数字信号处理器（DSP ） 、A/D 及 D/A 转换器、高级信号接口等组成。输入到声卡的声音信号首先由模数转换器 ADC 把模拟信号转换成数字信号，这个过程称为“采样” 。然后，DSP（数字信号处理器）将来自 ADC 的信号
14、加以处理，对输入的数字声音用 PCM、DPCM或 ADPCM 方式进行编码和压缩，并形成 WAV 格式文件送入计算机磁盘存储。对计算机内以文件形式存放的声音输出（回放）时，磁盘中的WAV 文件首先送入 DSP 芯片，经解码后变成数字声音信号送至D/A 转换部分。数模转换器 DAC 把数字信号还原为模拟信号，驱动扬声器单元发声。音乐合成器用来播放 MIDI 音乐文件。播放时，MIDI 信息从文件中读出，经 MIDI 接口送至合成器。合成器将这些信息转换成乐器的音阶、音色、持续时间等，经处理后变成声音信号输出。技术指标有：采样频率：它决定了声音采集的精度，足够的采样频率能保证不丢失有效信号。采样频
15、率越高，采集得到的信号越能精确地保存原信号的特征；采样的量化值：它决定了每个采样点的采样精度，量化值越大，所记录声音的变化程度就越细腻。常用的几种采样频率与量化值的组合：11KHz /8bit Mono 电话音质； 22KHz/ 8bit Stereo 调幅广播水平；22KHz /16bit Stereo 音乐磁带的音质水平；44KHz /16bit Stereo 音乐 CD 或调频广播音质水平。14. 什么是 AC97 标准？AC97 音频控制与常规的“声卡”有什么区别？答：AC97 标准的核心是在电路上把数字部分和模拟部分相互分开，降低电磁干扰，提高性能，主要应用于声卡和 Modem 的设计。AC97 把模拟部分做成一块称之为 Audio Codec 的小型芯片，它包含 DAC（数模转换器） 、ADC （模数转换） 、多路模拟信号混合输入及输出等电路。AC97 音频控制与常规的“声卡”的区别是：AC97 音频控制是利用软件来模拟声卡，即所谓的“软声卡” ，CPU 的占用率比较大。但在 CPU 速度越来越快的今天，这已不是问题了。
