更新输入输出系统

Computer-Organization/5-bus.md

@@ -22,7 +22,7 @@
     + 缺点：在数据发送和接收的时候要进行拆卸和装配，要考虑串行并行转换的问题。
   + 并行总线：
     + 优点：总线的逻辑时序比较简单，电路实现起来比较容易。
-    + 缺点：信号线数量多，占用更多的布线空间;远距离传输成本高昂；由于工作频率较高时，并行的信号线之间会产生严重影响，对每条线等长的要求也越来越难以无法持续提升工作频率。
+    + 缺点：信号线数量多，占用更多的布线空间;远距离传输成本高昂；由于工作频率较高时，并行的信号线之间会产生严重电磁影响导致无法使用，对每条线等长的要求也越来越高，所以无法持续提升工作频率。
 + 总线功能（连接部件）：
   + 片内总线：片内总线是芯片内部的总线。
 它是CPU芯片内部寄存器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线。
@@ -113,17 +113,367 @@
 
 2）若该总线支持突发（猝发）传输方式，传输一个地址占用一个时钟周期，则一次“主存写”总线事务传输128位数据所需要的时间至少是多少？
 
+突发传输方式指传输一个首地址，后面的数据就都可以得到。
+
+首先传输一个地址就占用一个时钟周期。而后面需要传输128位，按一次传输32位，则一共需要传输4次，每个时钟周期传输两次数据，所以需要花费两个时钟周期，加在一起一共需要三个时钟周期。
+
+又一个时钟周期=1/66MHZ≈15ns，所以总耗时45ns。
 
 #### 总线复用
 
+总线复用是指一种信号线在不同的时间传输不同的信息。可以使用较少的线传输更多的信息，从而节省了空间和成本。
+
 #### 信号线数
 
+地址总线、数据总线和控制总线三种总线数的总和称为信号线数。
+
 ## 总线仲裁
 
-解决多个设备争用总线的问题。
+### 总线仲裁基本概念
+
++ 解决多个设备争用总线的问题。
++ 同一时刻只能有一个设备控制总线传输操作，可以有一个或多个设备从总线接收数据
++ 将总线上所连接的各类设备按其对总线有无控制功能分为：
+  + 主设备：获得总线控制权的设备。
+  + 从设备：被主设备访问的设备，只能响应从主设备发来的各种总线命令。
++ 总线仲裁原因：
+  + 总线作为一种共享设备，不可避免地会出现同一时刻有多个主设备竞争总线控制权的问题。
++ 总线仲裁的定义：
+  多个主设备同时竞争总线控制权时，以某种方式选择一个主设备优先获得总线控制权称为总线仲裁
+
+### 总线仲裁分类
+
++ 集中仲裁方式：
+  + “总线忙”信号的建立者是获得总线控制权的设备。
+  + 工作流程：
+    1. 主设备发出请求信号。
+    2. 若多个主设备同时要使用总线，则由总线控制器的判优、仲裁逻辑按一定的优先等级顺序确定哪个主设备能使用总线。
+    3. 获得总线使用权的主设备开始传送数据。
+  + 链式查询方式。
+  + 计数器定时查询方式。
+  + 独立请求方式。
++ 分布仲裁方式
+
+#### 链式查询方式
+
++ 总线与控制线：
+  + 数据线。
+  + 地址线。
+  + 无论多少个设备，只用三根，控制线。
+  + BG：总线允许，1条。
+  + BR：总线请求，1条。
+  + BS：总线忙，1条。
++ 流程：
+  + 总线上所有的部件共用一根总线请求线，当有部件请求使用总线时，需经此线发总线请求信号到总线控制器。
+  + 由总线控制器检查总线是否忙，若总线不忙，则立即发总线响应信号，经总线响应线BG串行地从一个部件传送到下一个部件，依次查询。
+  + 若响应信号到达的部件无总线请求，则该信号立即传送到下一个部件；若响应信号到达的部件有总线请求，则信号被截住，不再传下去。
++ 优先级：离总线控制器越近的部件，其优先级越高，离总线控制器越远的部件，其优先级越低。
++ 优点：链式查询方式优先级固定。只需很少几根控制线就能按一定优先次序实现总线控制，结构简单，扩充容易。
++ 缺点：
+  + 对硬件电路的故障敏感。
+  + 优先级不能改变。
+  + 容易发生饥饿，当优先级高的部件频繁请求使用总线时，会使优先级较低的部件长期不能使用总线。
+
+#### 计数器定时查询方式
+
++ 总线与控制线：
+  + 数据线。
+  + 地址线。
+  + 设备地址线。
+  + 若设备有$n$个，则需要$\lceil\log_2n\rceil+2$条控制线。（还有BS、BR）
+  + BG：总线允许，$\lceil\log_2n\rceil$条。
+  + BR：总线请求，1条。
+  + BS：总线忙，1条。
++ 结构特点：用一个计数器控制总线使用权，相对链式查询方式多了一组设备地址线，少了一根总线响应线BG；它仍共用一根总线请求线。
++ 过程：
+  + 当总线控制器收到总线请求信号，判断总线空闲时，计数器开始计数，计数值通过设备地址线发向各个部件。
+  + 当地址线上的计数值与请求使用总线设备的地址一致时，该设备获得总线控制权。
+  + 同时，中止计数器的计数及查询。
++ 优点：
+  + 计数初始值可以改变优次序：
+    + 计数每次从“0”开始，设各的优先级就按顺序排列，固定不变。
+    + 计数从上一次的终点开始，此时设备使用总线的优先级相等。
+    + 计数器的初值还可以由程序设置。
+  + 对电路的故障没有链式敏感。
++ 缺点:
+  + 增加了控制线数。
+  + 控制相对比链式查询相对复杂。
+
+#### 独立请求方式
+
++ 总线与控制线：
+  + 数据线。
+  + 地址线。
+  + 若设备有$n$个，则需要$2n+1$条控制线。其中+1为BS线，用于设备向总线控制部件反馈已经使用完毕总线。
+  + BG：总线允许，$n$条。
+  + BR：总线请求，$n$条。
+  + BS：总线忙，1条。
++ 结构特点：每一个设备均有一对总线请求线BRi和总线允许线BGi。由排队器控制优先级。
++ 过程：
+  + 当总线上的部件需要使用总线时，经各自的总线请求线发送总线请求信号，在总线控制器中排队。
+  + 当总线控制器按一定的优先次序决定批准某个部件的请求时，则给该部件发送总线响应信号。
++ 优点：
+  + 响应速度快，总线允许信号BG直接从控制器发送到有关设备，不必在设备间传递或者查询。
+  + 对优先次序的控制相当灵活。
++ 缺点：
+  + 控制线数量多。
+  + 总线的控制逻辑更加复杂。
+
+#### 分布仲裁方式
+
++ 特点：不需要中央仲裁器，每个潜在的主模块都有自己的仲裁器和仲裁号，多个仲裁器竞争使用总线。
++ 过程：
+  + 当设备有总线请求时，它们就把各自唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上。
+  + 每个仲裁器将从仲裁总线上得到的仲裁号与自己的仲裁号进行比较。
+  + 如果仲裁总线上的号优先级高，则它的总线请求不予响应，并撤销它的仲裁号。
+  + 最后，获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上。
 
 ## 总线操作与定时
 
 占用总线的一对设备进行数据传输的方法。
 
+### 总线传输阶段
+
+1. 中请分配阶段：由需要使用总线的主模块（或主设备）提出申请，经总线仲裁机构决定将下一传输周期的总线使用权授予某一申请者。也可将此阶段细分为传输请求和总线仲裁两个阶段。
+2. 寻址阶段：获得使用权的主模块通过总线发出本次要访问的从模块的地址及有关命令，启动参与本次传输的从模块。
+3. 传输阶段：主模块和从模块进行数据交换，可单向或双向进行数据传送。
+4. 结束阶段：主模块的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线使用权。
+
+### 总线定时
+
+总线定时是指总线在双方交换数据的过程中需要时间上配合关系的控制，这种控制称为总线定时，它的实质是一种协议或规则。
+
+#### 同步定时方式
+
++ 也称为同步通信。
++ 系统采用一个统一的时钟信号来协调发送和接收双方的传送定时关系。
++ 时钟产生相等的时间间隔，每个间隔构成一个总线周期。
++ 在一个总线周期中，发送方和接收方可进行一次数据传送。
++ 因为采用统一的时钟，每个部件或设备发送或接收信息都在固定的总线传送周期中，一个总线的传送周期结束，下一个总线传送周期开始。
++ 上升沿：数字电平从0变为1的一瞬间。
++ 下升沿：数字电平从1变为0的一瞬间。
++ 读命令过程：
+  1. CPU在T1时刻的上升沿给出地址信息。
+  2. 在T2的上升沿给出读命令（低电平有效），与地址信息相符合的输入设备按命令进行一系列的内部操作，且必须在T3的上升沿来之前将CPU所需的数据送到数据总线上。
+  3. CPU在T3时钟周期内，将数据线上的信息传送到其内部寄存器电中。
+  4. CPU在T4的上升沿撤销读命令，输入设备不再向数据总线上传送数据，撤销它对数据总线的驱动。
++ 优点：
+  + 传送速度快，具有较高的传输速率。
+  + 总线控制逻辑简单。
++ 缺点：
+  + 主从设备属于强制性同步。
+  + 不能及时进行数据通信的有效性检验，可靠性较差。
++ 同步通信适用于总线长度较短及总线所接部件的存取时间比较接近的系统。
+
+#### 异步定时方式
+
++ 也称为异步通信。
++ 在异步定时方式中，没有统一的时钟，也没有固定的时间间隔，完全依靠传送双方相互制约的“握手”信号来实现定时控制。
++ 主设备提出交换信息的“请求”信号，经接口传送到从设备;从设备接到主设备的请求后，通过接口向主设备发出“回答”信号。
++ 根据“请求”和“回答”信号的撤销足否互锁，分为：
+  1. 不互锁方式：
+     + 主设备发出“请求”信号后，不必等到接到从设备的“回答”信号，而是经过一段时间，便撤销“请求”信号。
+     + 而从设备在接到“请求”信号后，发出“回答”信号，并经过段时间，自动撤销“回答”信号。
+     + 双方的不存在互锁关系。
+     + 速度快。
+     + 可靠性低。
+  2. 半互锁方式：
+     + 主设备发出“请求”信号后，必须待接到从设备的“回答”信号后，才撤销“请求”信号，有互锁的关系。
+     + 而从设备在接到“请求”信号后，发出“回答”信号，但不必等待获知主设备的“请求”信号已经撤销，而是隔一段时间后自动撤销“回答”信号，不存在互锁关系。
+     + 若从设备故障，则会一直停留。
+  3. 全互锁方式：
+     + 主设备发出“请求”信号后，必须待从设备“回答”后，才撤销“请求”信号。
+     + 从设备发出“回答”信号，必须待获知主设备“请求”货报销后，再撤销其“回答”信号。
+     + 双方存在互锁关系。
++ 优点：总线周期长度可变，能保证两个工作速度相差很大的部件或设备之间可靠地进行信息交换，自动适应时间的配合。
++ 缺点：
+  + 比同步控制方式稍复杂。
+  + 速度比同步定时方式慢。
+
+**例题** 在异步串行传输方式下，起始位为1位，数据位为7位，偶校验位为1位，停止位为1位，如果波特率为1200bit/s，求这时的有效数据传输率为多少？
+
+波特率就是单位时间内传送的二进制数据的位数。而比特率是单位时间内传送的有效二进制数据的位数。
+
+所以：比特率/波特率=数据位数/数据位数+其他附加位数。
+
+从而有效数据传输率=1200×7÷(1+7+1+1)=840bit/s。
+
+#### 半同步通信
+
+同步与异步的混合，统一时钟的基础上，增加一个“等待”响应信号$\overline{WAIT}$。
+
+#### 分离式通信
+
++ 上述三种通信的共同点：一个总线传输周期（以输入数据为例）：
+  + 主模块发地址、命令，使用总线。
+  + 从模块准备数据，不使用总线，总线空闲。
+  + 从模块向主模块发数据，使用总线。
++ 分离式通信的一个总线传输周期：
+  + 子周期1：主模块申请占用总线，使用完后后放弃总线的使用权。
+  + 子周期2：从模块申请占用总线，将各种信息发送至总线上。
++ 特点：
+  1. 各模块均有权申请占用总线。
+  2. 采用同步方式通信，不等对方回答。
+  3. 各模块准备数据时，不占用总线新。
+  4. 总线利用率提高。
+
 ## 总线标准
+
+### 总线标准概念
+
++ 总线标准是国际上公布或推荐的互连各个模块的标准，它是把各种不同的模块组成计算机系统时必须遵守的规范。
++ 按总线标准设计的接口可视为通用接口，在接口的两端，任何一方只需根据总线标准的要求完成自身方面的功能要求，而无须了解对方接口的要求。
++ 系统总线标准：ISA、EISA、VESA、PCI、PCI-Express等。
++ 设备总线标准：IDE、AGP、RS-232C、USB、SATA、SCSI、PCMCIA等。
++ 局部总线标准：在ISA总线和CPU总线之间增加的一级总线或管理层，如PCI、PCI-E、VESA、AGP等，可以节省系统的总带宽。
++ 即插即用（Plug-and-Play）的作用是自动配置（低层）计算机中的板卡和其他设备，然后告诉对应的设备都做了什么。把物理设备和软件（设备驱动程序）相配合，并操作设备，在每个设备和它的驱动程序之间建立通信信道。
++ 热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，热插拔功能就是允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘、电源或板卡等部件，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等，例如一些面向高端应用的磁盘镜像系统都可以提供磁盘的热插拔功能。
+
+### 标准总览
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+ISA|Industry Standard Architecture|8MHz|8/16|8MB/s|系统总线
+EISA|Extended ISA|8MHz|32|32MB/s|系统总线
+PCI|Peripheral Component Interconnect|33/66MHz|32/64|133/528MB/s|局部总线
+AGP|Accelerated Graphics Port|||X1:266MB/s X8:2.1GB/s|局部总线
+VESA|Video Electronics Standard Architecture|33MHz|32|132MB/s|局部总线
+PCI-E|PCI-Express (3GI0)|||10GB/s以上|串行
+USB|Universal Serial Bus|||1280MB/s|设备总线、串行
+RS-232C|Recommended Standard|||20Kbps|串行通信总线
+IDE（ATA)|Integrated Drive Electronics|||100MB/s|硬盘光驱接口
+SATA|Serial Advanced Technology Attachment|||600MB/s|串行硬盘接口
+PCMCIA|Personal Computer Memory Card International Association|||90Mbps|便携设备接口|
+SCSI|Small Computer System Interface|||640MB/s|智能通用接口
+
+### 系统总线标准
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+ISA|Industry Standard Architecture|8MHz|8/16|8MB/s|系统总线
+EISA|Extended ISA|8MHz|32|32MB/s|系统总线
+
++ ISA和EISA都是并行系统总线。
++ ISA数据传送需要CPU或DMA接口来管理，传输速率过低、CPU占用率高、占用硬件中断资源，不支持总线仲裁。
++ EISA从CPU中分离出了总线控制权，支持多个总线主控器和突发传送。
++ 被PCI淘汰了。
+
+### 局部总线标准
+
+#### PCI
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+PCI|Peripheral Component Interconnect|33/66MHz|32/64|133/528MB/s|局部总线
+
+PCI也是并行局部总线，可以将高速外部设备直接挂到CPU总线上。
+
+特点：
+
+1. 高性能:不依附于某个具体的处理器，支持突发传送。
+2. 良好的兼容性。
+3. 支持即插即用。
+4. 支持多主设备。
+5. 具有与处理器和存储器子系统完全并行操作的能力。
+6. 提供数据和地址奇偶校验的能力。
+7. 可扩充性好,可采用多层结构提高驱动能力。
+8. 采用多路复用技术，减少了总线引脚个数。
+
+#### AGP
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+AGP|Accelerated Graphics Port|||X1:266MB/s X8:2.1GB/s|局部总线
+
+AGP即加速图形接口，是并行局部总线，是显卡专用的局部总线。
+
+#### PCI-E
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+PCI-E|PCI-Express (3GI0)|||10GB/s以上|串行
+
++ 点对点串行。
++ 支持双向传输模式，可以运行全双工模式。
++ 支持热插拔。
+
+#### VESA
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+VESA|Video Electronics Standard Architecture|33MHz|32|132MB/s|局部总线
+
+即视频局部总线，为了传输活动图形。
+
+### 设备总线标准
+
+#### USB
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+USB|Universal Serial Bus|||1280MB/s|设备总线、串行
+
+USB属于设备总线，是设备和设备控制器之间的接口。
+
+特点：
+
+1. 可以热插拔、即插即用。
+2. 具有很强的连接能力和很好的可扩充性。采用菊花链形式将众多外设连接起来，可使用USB集线器链式连接127个外设。
+3. 标准统一。以前大家常见的是IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪，可是有了USB之后，这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。
+4. 高速传输。
+5. 连接电缆轻巧，可为低压（5V）外设供电。
+
+#### IS-232C
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+RS-232C|Recommended Standard|||20Kbps|串行通信总线
+
+应用于串行二进制交换的数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）。
+
+#### IDE（ATA）
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+IDE（ATA)|Integrated Drive Electronics|||100MB/s|硬盘光驱接口
+
+硬盘、光驱都通过IDE接口与主板连接。
+
+#### SATA
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+SATA|Serial Advanced Technology Attachment|||600MB/s|串行硬盘接口
+
+#### PCMCIA
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+PCMCIA|Personal Computer Memory Card International Association|||90Mbps|便携设备接口
+
+#### SCSI
+
+总线标准|全称|工作频率|数据线|最大速度|特点
+:------:|:--:|:------:|:----:|:------:|:--:
+SCSI|Small Computer System Interface|||640MB/s|智能通用接口
+
+1. IDE工作需要CPU参与，而SCSI通过独立高速SCSI卡控制读写，CPU就不需要等待。
+2. SCSI扩充性高。
+
+### 视频线标准
+
+#### VGA
+
+即Video Graphics Array，也称为D-sub端口，传输模拟信号，所以要先将数字信号转换为模拟信号。
+
+#### DIV
+
+即Digital Visual Interface，传输数字信号，但是在分辨率1024×768以下时与VGA差别不大。
+
+#### HDML
+
+ 即High Definition Multimedia Interface，可以传输音讯，源于DVI技术，分为三种类型：
+
++ A型：高清电视，投影仪等。
++ C型：平板电脑，MP4等。
++ D型：智能手机，平板电脑等。

Computer-Organization/6-input-output-system.md

@@ -0,0 +1,158 @@
+# 输入输出系统
+
+## 输入输出基本概念
+
+### I/O系统发展
+
+1. 早期，CPU和I/O串行工作，分散连接：
+   + 程序查询方式：由CPU通过程序不断查询I/O设备是否已做好准备，从而控制I/O设备与主机交换信息。
+2. 接口模块和DMA阶段，CPU和I/O并行工作，总线连接：
+   + 中断方式：只在I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求时才予以响应。
+   + DMA方式：主存和/O设备之间有一条直接数据通路，当主存和I/O设备交换信息时，无需调用中断服务程序。
+3. 具有I/O通道结构，在系统中设有通道控制部件，每个通道都挂接若干外设，主机在执行I/O命令时，只需启动有关通道，通道将执行通道程序，从而完成I/O操作。
+4. 具有I/O处理机。
+
+### I/O系统组成
+
+1. I/O软件：
+   + 包括驱动程序、用户程序、管理程序、升级补丁等。
+   + 通常采用IO指令和通道指令实现CPU和IO设备的信息交换：
+   + I/O指令：
+     + CPU指令的一部分。
+     + 分为操作码（表明识别I/O指令）+命令码（执行的操作）+设备码（操作的设备）。
+   + 通道指令通道：
+     + 通道自身的指令。
+     + 指出数据的首地址、传送字数、操作作命令。
+     + 通道指令放在主存中。
+     + 由CPU执行启动I/O设备的指令，由通道代替CPU对I/O设备进行管理。
+2. I/O硬件：
+    + 包括外部设备、设备控制器和接口、I/O总线等。
+    + I/O接口+设备控制器+外设。
+
+## 外部设备
+
++ 外部设备也称外围设备，是除了主机以外的、能直接或间接与计算机交换信息的装置。
+
+### 输入设备
+
+用于向计算机系统输入命令和文本、数据等信息的部件。键盘和鼠标是最基本的输入设备。
+  
+#### 键盘
+
++ 键盘是最常用的输入设备，通过它可发出命令或输入数据。
++ 键盘通常以矩阵的形式排列按键，每个键用符号标明它的含义和作用。
++ 每个键相当于一个开关，当按下键时，电信号连通；当松开键时，弹簧把键弹起，电信号断开。
++ 键盘输入信息可分为3个步骤：
+  1. 查出按下的是哪个键。
+  2. 将该键翻译成能被主机接收的编码，如ASCII码。
+  3. 将编码传送给主机。
+
+#### 鼠标
+
++ 鼠标是常用的定位输入设备，它把用户的操作与计算机屏幕上的位置信息相联系。
++ 常用的鼠标有机械式和光电式两种。
++ 工作原理：当鼠标在平面上移动时，其底部传感器把运动的方向和距离检测出来，从而控制光标做相应运动。
+
+### 输出设备
+
+用于将计算机系统中的信息输出到计算机外部进行显示、交换等的部件。显示器和打印机是最基本的输出设备。
+
+#### 显示器
+
++ 按显示设备所用的显示器件分类：
+  + 阴极射线管（CRT）显示器：CRT显示器主要由电子枪、偏转线圈、荫罩、高压石墨电极和荧光粉涂层及玻璃外壳5部分组成。具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等目前LCD难以超过的优点。
+  + 液晶显示器（LCD）：利用液晶的电光效应，由图像信号电压直接控制薄膜晶体管,再间接控制液品分子的光学特性来实现图像的显示。特点:体积小、重量轻、省电、无辐射、绿色环保、画面柔、不伤眼等。
+  + LED显示器：通过控制半导体发光二极管进行显示，用来显示文字、图形、图像等各种信息。
+  + LCD、LED是两种不同的显示技术，LCD是由液态晶体组成的显示屏，而LED则是由发光二极管组成的显示屏。与LCD相比，LED显示器在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面都更具优势。
++ 按所显示的信息内容分类：
+  + 字符显示器：
+    + 显示字符的方法以点阵为基础。点阵是指由m×n个点组成的阵列。点阵的多少取决于显示字符的质量和字符窗口的大小。字符窗口是指每个字符在屏幕上所占的点数，它包括字符显示点阵和字符间隔。
+    + 将点阵存入由ROM构成的字符发生器中，在CRT进行光栅扫描的过程中，从字符发生器中依次读出某个字符的点阵，按照点阵中0和1代码不同控制扫描电子束的开或关，从而在屏幕上显示出字符。对应于每个字符窗口，所需显示字符的ASCII代码被存放在视频存储器VRAM中，以备刷新。
+    + 按扫描方式不同可分为：光栅扫描显示器、随机扫描显示器。
+  + 图形显示器：
+    + 将所显示图形的一组坐标点和绘图命令组成显示文件存放在缓冲存储器中，缓存中的显示文件传送给矢量（线段）产生器，产生相应的模拟电压，直接控制电子束在屏幕上的移动。为了在屏幕上保留持久稳定的图像，需要按一定的频率对屏幕进行反复刷新。
+    + 这种显示器的优点是分辨率高且显示的曲线平滑。目前高质量的图形显示器采用这种随机扫描方式。
+    + 缺点是当显示复杂图形时，会有闪烁感。
+  + 图像显示器。
++ 屏幕大小：以对角线长度表示，常用的有12～29英寸等。
++ 分辨率：所能表示的像素个数，屏幕上的每一个光点就是一个像素，以宽、高的像素的乘积表示，例如，800×600、1024×768和1280×1024等。
++ 灰度级：指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同，灰度级越多，图像层次越清楚逼真，典型的有8位（256级）、16位等。$n$位可以表示$2^n$种不同的亮度或颜色。
++ 刷新：光点只能保持极短的时间便会消失，为此必须在光点消失之前再重新扫描显示一遍，这个过程称为刷新。
++ 刷新频率：单位时间内扫描整个屏幕内容的次数，按照人的视觉生理，刷新频率大于30Hz时才不会感到闪烁，通常显示器刷新频率在60到120Hz。
++ 显示存储器（VRAM）：也称刷新存储器，为了不断提高刷新图像的信号，必须把一帧图像信息存储在刷新存储器中。其存储容量由图像分辨率和灰度级决定，分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。
+  + VRAM容量=分辨率×灰度级位数。
+  + VRAM带宽=分辨率×灰度级位数×帧频。
+
+#### 打印机
+
++ 打印机是计算机的输出设备之一，用于将计算机处理结果打印在相关介质上。
++ 按印字原理不同可分为：
+  + 击打式打印机：
+    + 利用机械动作使印字机构与色带和纸相撞而打印字符。
+    + 优点：设备成本低；印字质量好。
+    + 缺点：噪声大；速度慢。
+  + 非击打式打印机:
+    + 采用电、磁、光、喷墨等物理、化学方法来印刷字符。
+    + 优点：速度快；噪声小。
+    + 缺点：成本高。
++ 按打印机工作方式不同可分为：
+  + 串行打印机：
+    + 逐字打印。
+    + 速度慢。
+  + 行式打印机：
+    + 逐行打印。
+    + 速度快。
++ 按工作方式可分为：
+  + 针式打印机：
+    + 原理：在联机状态下，主机发出打印命令，经接口、检测和控制电路，间歇驱动纵向送纸和打印头横向移动，同时驱动打印机间歇冲击色带，在纸上打印出所需内容。
+    + 特点：针式打印机擅长“多层复写打印”，实现各种票据或蜡纸等的打印。它工作原理简单，造价低廉，耗材（色带）便宜，但打印分辨率和打印速度不够。
+  + 喷墨式打印机：
+    + 原理：带电的喷墨雾点经过电极偏转后，直接在纸上形成所需字形。彩色喷墨打印机基于三基色原理，即分别喷射3种颜色墨滴，按一定的比例混合出所要求的颜色。
+    + 特点：打印噪声小，可实现高质量彩色打印，通常打印速度比针式打印机快；但防水性差，高质量打印需要专用打印纸。
+  + 激光打印机：
+    + 原理：计算机输出的二进制信息，经过调制后的激光束扫描，在感光鼓上形成潜像，再经过显影、转印和定影，便在纸上得到所需的字符或图像。
+    + 特点：打印质量高、速度快、噪声小、处理能力强；但耗材多、价格较贵、不能复写打印多份，且对纸张的要求高。激光打印机是将激光技术和电子显像技术相结合的产物。感光鼓（也称为硒鼓)是激光打印机的核心部件。
+
+### 外存设备
+
++ 是指除计算机内存及CPU缓存等以外的存储器。硬磁盘、光盘等是最基本的外存设备。
++ 计算机的外存储器又称为辅助存储器，目前主要使用磁表面存储器。
++ 所谓“磁表面存储”，是指把某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面上作为载磁体来存储信息。磁盘存储器、磁带存储器和磁鼓存储器均属于磁表面存储器。
++ 磁表面存储器的优点:
+  1. 存储容量大，位价格低。
+  2. 记录介质可以重复使用。
+  3. 记录信息可以长期保存而不丢失，甚至可以脱机存档。
+  4. 非破坏性读出，读出时不需要再生。
++ 磁表面存储器的缺点:
+  1. 存取速度慢。
+  2. 机械结构复杂。
+  3. 对工作环境要求较高。
++ 原理：当磁头和磁性记录介质有相对运动时，通过电磁转换完成读/写操作。
++ 编码方法：按某种方案（规律），把一连串的二进制信息变换成存储介质磁层中一个磁化翻转状态的序列，并使读/写控制电路容易、可靠地实现转换。
++ 磁记录方式：通常采用调频制（FM）和改进型调频制（MFM）的记录方式。
+
+#### 磁盘存储器
+
++ 磁盘设备的组成：
+  + 存储区域：一块硬盘含有若干个记录面，每个记录面划分为若干条磁道，而每条磁道又划分为若干个扇区，扇区（也称块）是磁盘读写的最小单位，也就是说磁盘按块存取。
+    + 磁头数（Heads）：即记录面数，表示硬盘总共有多少个磁头，磁头用于读取/写入盘片上记录面的信息，一个记录面对应一个磁头。
+    + 柱面数（Cylinders）：表示硬盘每一面盘片上有多少条，一个盘组中，不同记录面的相同编号（位置）的诸磁道构成一个圆柱面。
+    + 扇区数（Sectors）：表示每一条磁道上有多少个扇区。
+  + 硬盘存储器：
+    + 硬盘存储器由磁盘驱动器、磁盘控制器和盘片组成。
+    + 磁盘驱动器：核心部件是磁头组件和盘片组件，温彻斯特盘是一种可移动头固定盘片的硬盘存储器。
+    + 磁盘控制器：是硬盘存储器和主机的接口，主流的标准有IDE、SCSI、SATA等。
++ 磁盘的性能指标：
+  + 磁盘容量：一个磁盘所能存储的字节总数称为磁盘容量。
+    + 非格式化容量是指磁记录表面可以利用的磁化单元总数。
+    + 格式化容量是指按照某种特定的记录格式所能存储信息的总量。
+  + 记录密度：指盘片单位面积上记录的二进制的信息量。
+    + 道密度：沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数。
+    + 位密度：磁道单位长度上能记录的二进制代码位数。
+    + 面密度：位密度和道密度的乘积。
+
+
+
+## I/O接口
+
+## I/O方式