系列文章目录
计算机组成原理1——概论
计算机组成原理2——总线
计算机组成原理3——存储器1
计算机组成原理3——存储器2
计算机组成原理4——输入输出系统1
三、DMA工作方式
（一）DMA与中断的比较
1.中断方式数据传输通路
数据传输需 CPU 参与。I/O 设备准备好数据后，通过中断接口向 CPU 发出中断请求，CPU 暂停当前工作，保存现场，转去执行中断服务程序，从 I/O 设备读取数据（或写入数据）到 ACC（累加器），再由 ACC 存到主存 。如蓝色线路所示，数据经 CPU 中转。CPU 在处理中断过程中，需花费时间保护现场、恢复现场等，期间 CPU 不能处理其他任务，会打断 CPU 正常运行流程，占用 CPU 资源。
2.DMA方式数据传输通路
数据传输无需 CPU 干预。DMA 接口直接控制 I/O 设备与主存之间的数据传输，数据通过红色线路直接在主存和 I/O 设备间传输，可实现高速批量数据传输。DMA 传输时，CPU 无需暂停现行程序（仅在开始和结束时做少量操作，如初始化和后处理 ），CPU 可继续执行自身程序，基本不影响 CPU 正常工作，对 CPU 资源占用少。
（二）DMA与主存交换数据的三种方式
1.停止CPU访问主存
（1）原理
当 DMA 需要进行数据传输时，会向 CPU 发出请求，让 CPU 暂停对主存的访问 。此时 CPU 进入不工作状态或保持状态，即 CPU 暂时停止执行程序。然后 DMA 控制器接管主存控制权，负责在主存和 I/O 设备之间进行数据传输。待 DMA 数据传输完成后，再将主存控制权交还给 CPU，CPU 恢复对主存的访问并继续执行程序。
（2）特点
①控制简单
该方式的控制逻辑相对简洁。因为只需在 DMA 工作时，让 CPU 停止访问主存，不需要复杂的协调机制来处理 CPU 和 DMA 对主存访问的冲突。
②CPU 利用率低
在 DMA 工作期间，CPU 处于闲置状态，不能执行任何程序，这使得 CPU 对主存的利用率没有得到充分发挥。例如在一些 CPU 运算任务繁重的场景下，这种方式会造成 CPU 资源浪费。
（3）改进
为弥补 CPU 利用率低的不足，可在 DMA 接口中增加高速缓存。通过高速缓存，CPU 可以在 DMA 传输数据时，与高速缓存进行数据交互，一定程度上减少 CPU 等待时间。比如，CPU 可以先从高速缓存读取或写入部分数据，而不是完全等待 DMA 传输结束，从而提高系统整体性能 。
2.周期挪用/周期窃取
（1）原理
DMA 控制器会根据需要挪用 CPU 访问主存的总线周期来进行自身的数据传输。它基于总线仲裁机制，在不影响 CPU 正常运行的前提下，适时获取总线控制权，实现主存与 I/O 设备的数据交换。
（2）DMA访问主存的三种情况
①CPU 此时不访存
当 CPU 当前没有访问主存的需求时，总线控制权会立刻交给 DMA。此时 DMA 可以直接使用总线，在主存和 I/O 设备间进行数据传输，不会受到 CPU 的干扰。
②CPU 此时正访存
若 CPU 正在访问主存，那么会等待 CPU 本次访存操作结束后，总线控制权立刻转交给 DMA。这样既保证了 CPU 当前访存操作的完整性，又能让 DMA 及时进行数据传输。
③CPU 与 DMA 同时请求访存
在这种情况下，总线控制权优先交给 DMA。这是因为 DMA 通常用于高速设备的数据传输，对时间要求更为紧迫，优先保障其访存需求可提高数据传输效率。
（3）特点
①高效利用总线
这种方式充分利用了 CPU 不使用总线的时间间隙，以及合理协调了 CPU 与 DMA 同时请求的情况，使总线资源得到更充分的利用，减少了总线空闲时间。
②对 CPU 影响小
相比于 “停止 CPU 访问主存” 的方式，周期挪用不会让 CPU 长时间处于等待状态，只是在必要时短暂挪用总线周期，对 CPU 正常执行程序的影响相对较小，CPU 可以在大部分时间内继续执行自己的任务。
3.DMA与CPU交替访问
（1）原理
DMA 与 CPU 交替访问方式将 CPU 的工作周期明确划分为两部分 ：
①C1 部分
这部分时间专门分配给 DMA 用于访问主存。在 C1 期间，DMA 控制器能够直接控制总线，在主存和 I/O 设备之间进行数据传输，无需等待或与 CPU 竞争总线控制权。
②C2 部分
此时间段专供 CPU 访问主存。CPU 可以在 C2 期间执行指令，进行数据的读取和写入等操作，完成自身的运算和处理任务。
（2）特点
①无需总线申请与归还
与其他 DMA 数据传输方式不同，这种交替访问方式不需要进行总线使用权的申请建立和归还操作。因为已经提前规划好了各自的访存时间，DMA 和 CPU 按照既定的时间周期交替使用主存，避免了总线仲裁过程中的时间开销和潜在冲突，提高了系统访存的效率和流畅性。
②高效并行性
通过这种时间上的精确划分，DMA 和 CPU 可以相对独立地工作，实现了一定程度上的并行处理。既保证了 DMA 能够及时、连续地进行高速数据传输，又不影响 CPU 正常的程序执行，充分发挥了系统中各部件的性能优势，适用于对数据传输效率和 CPU 利用率要求较高的场景。
（三）DMA接口的功能
1.向 CPU 申请 DMA 传送
当 I/O 设备准备好进行数据传输时，DMA 接口会向 CPU 发出请求，告知 CPU 需要进行 DMA 数据传输，让 CPU 做好相应准备或协调工作。
2.处理总线控制权的转交
在 DMA 传输开始前，DMA 接口负责处理从 CPU 到 DMA 控制器的总线控制权转移，确保 DMA 能顺利使用系统总线进行数据传输；传输结束后，再将总线控制权交回 CPU 。
3.管理系统总线、控制数据传送
DMA 接口掌控系统总线的使用，决定数据在主存和 I/O 设备之间的流向、时序等，保障数据准确、高效传输。
4.确定数据传送的首址和长度
DMA 接口需要预先设定数据传输在主存中的起始地址，以及要传输的数据量大小，以此来明确数据传输的范围。
5.修正传送过程中的数据地址和长度
在数据传输过程中，随着数据不断读写，DMA 接口会自动更新数据的地址信息（如递增或递减地址），并跟踪剩余要传输的数据长度，保证传输过程准确无误。
6.DMA 传送结束时，给出操作完成信号
当 DMA 完成数据传输任务后，会向 CPU 或相关设备发出操作完成信号，通知系统数据传输已结束，以便后续进行其他操作或处理。
（四）DMA接口的组成
1.主要部件
（1）DMA 控制逻辑
负责管理 DMA 操作，协调各部件工作。通过 HRQ（总线请求信号）向 CPU 申请总线控制权，收到 CPU 回应的 HLDA（总线响应信号）后，接管总线进行数据传输 。还通过 DACK（DMA 响应信号）与设备通信，控制数据传输流程。
（2）中断机构
DMA 传输完成或出现异常时，中断机构发出中断请求信号，通知 CPU 进行后续处理，如检查传输结果、处理错误等 。
（3）地址寄存器（AR）
存放数据传输在主存中的起始地址，每次传输后自动加 1，指向下一个存储单元，修正数据地址 。溢出信号表示地址计数达到上限。
（4）字计数器（WC）
记录要传输的数据量，每传输一个字（数据单元）自动减 1（图中 “+1” 或为示意计数方向，实际常为减计数 ），减为 0 时表示传输完成。
（5）数据缓冲寄存器（BR）
暂存 I/O 设备与主存间传输的数据，起数据缓冲作用，匹配设备与主存的传输速度。
（6）设备地址寄存器（DAR）
存储 I/O 设备的地址，用于在数据传输时准确找到目标设备。
2.信号连接
（1）系统总线
包括数据线、地址线，用于在 DMA 接口、主存、CPU 和设备间传输数据和地址信息。
（2）设备与 DMA 接口
设备通过 DREQ（设备请求信号）向 DMA 接口发起数据传输请求，DMA 接口用 DACK 回应 。
（五）DMA的工作过程
1.预处理
主要由 CPU 来完成一系列准备工作
（1）传输方向设置
CPU 将数据传输的方向信息发送给 DMA 控制器。比如，明确是从 I/O 设备将数据读取到主存（输入方向） ，还是从主存将数据写入到 I/O 设备（输出方向）。这一步确定了数据在后续传输中的流向，是整个 DMA 传输的基础设定。
（2）主存起始地址设定
CPU 把数据在主存中开始存储（或读取）的起始地址传递给 DMA 控制器。该地址指定了数据在主存中的存放（或读取）位置，DMA 控制器依据此地址，在主存中准确地进行数据的读写操作 。
（3）设备地址设定
CPU 将 I/O 设备的地址信息发送给 DMA 控制器。这能让 DMA 控制器准确找到与之进行数据交互的目标设备，保证数据传输是在指定设备和主存之间进行 。
（4）传送数据个数设定
CPU 把本次需要传输的数据数量发送给 DMA 控制器。DMA 控制器依据这个数值，通过字计数器（WC）等部件来监控数据传输进度，判断数据传输何时结束 。
（5）启动设备
CPU 向 I/O 设备发送启动信号，使设备进入准备传输数据的状态，为后续的 DMA 数据传输操作做好硬件上的准备 。
2.数据传送过程
（1）输入
①设备发起请求
DREQ（设备请求信号）：I/O 设备准备好数据后，通过 DREQ 向 DMA 接口发出数据传输请求，表明自身已具备传输条件 。
②DMA 向 CPU 申请总线控制权
设备请求信号传递：DMA 接口接收到设备的 DREQ 信号后，准备进行数据传输。
HRQ（总线请求信号）：DMA 控制逻辑通过 HRQ 向 CPU 发出总线请求，申请获取总线控制权，以便进行主存与设备间的数据传输 。
③CPU 响应
HLDA（总线响应信号）：CPU 接收到 HRQ 后，若允许 DMA 操作，会通过 HLDA 信号回应 DMA，将总线控制权交给 DMA 。
④数据传输准备与操作
地址线：DMA 控制逻辑通过地址线，将主存地址（由 AR 提供）和设备地址（由 DAR 提供）分别发送到主存和设备，确定数据传输的位置 。
DACK（DMA 响应信号）：DMA 接口向设备发送 DACK 信号，告知设备已获得总线控制权，可开始数据传输 。
⑤数据传输
数据线：设备将数据通过数据线发送到 DMA 接口的 BR（数据缓冲寄存器），再由 BR 写入主存。同时，AR 自动加 1 更新主存地址，WC 自动加 1（通常是减计数，这里或为示意方向 ）监控传输字数 。
⑥传输结束处理
数据传输完成后，DMA 接口中的中断机构可发出中断请求，通知 CPU 进行后续处理，如检查传输结果等。
（2）输出
①设备请求
DREQ（设备请求信号）：I/O 设备准备好接收数据时，向 DMA 接口发送 DREQ 信号，请求 DMA 进行数据传输。
②DMA 向 CPU 申请总线控制权
设备请求信号传递：DMA 接口接收到设备的 DREQ 信号，准备响应设备请求。
HRQ（总线请求信号）：DMA 控制逻辑通过 HRQ 向 CPU 发出总线请求，申请获取总线控制权，以便从主存读取数据传输给设备。
HLDA（总线响应信号）：CPU 收到 HRQ 后，若允许 DMA 操作，通过 HLDA 信号回应 DMA，将总线控制权交给 DMA。
③数据传输准备与操作
地址线：DMA 控制逻辑通过地址线，将主存地址（由 AR 提供）和设备地址（由 DAR 提供）分别发送到主存和设备，确定数据传输的源和目标位置。
DACK（DMA 响应信号）：DMA 接口向设备发送 DACK 信号，告知设备已获得总线控制权，即将开始数据传输。
④数据传输
数据线：DMA 从主存读取数据到 BR（数据缓冲寄存器），再通过数据线将数据从 BR 发送给设备。同时，AR 自动加 1 更新主存地址，WC 自动加 1（通常为减计数，此处或为示意方向 ）监控传输字数。
⑤传输结束处理
数据传输完成后，DMA 接口中的中断机构可发出中断请求，通知 CPU 进行后续处理，如检查传输状态等。
3.后处理
由中断服务程序完成，用于校验输入主存的数是否正确；决定是否继续使用DMA，重新初始化DMA，或者停止设备；测试传送过程是否正确，错则转诊断程序
（六）DMA接口与系统的连接方式
1.具有公共请求线的DMA请求
2.独立的DMA请求
（七）DMA接口类型
1.选择型
在物理上连接多个设备，在逻辑上只允许连接一个设备
2.多路型
物理上连接多个设备，逻辑上允许连接多个设备同时工作
几种方式的性能比较
四、典型外设
（一）定义
计算机中除主机外的其余部分，称为外部设备（ I/O 设备、 外设）
（二）分类
1.人机交互设备：键盘、鼠标、打印机、显示器
2.信息存储设备：磁盘、光盘、磁带
3.机——机通信设备：调制解调器、A/D、D/A
（三）辅存
1.特点
容量大、成本低、速度慢、非易失性、不直接与 CPU 交换信息
2.分类
磁表面存储器、光存储器
（四）硬磁盘存储器
1.分类
（1）固定磁头和移动磁头
（2）可换盘和固定盘
2.结构
由主机、磁盘控制器、磁盘驱动器和盘片构成。主机与磁盘控制器双向通信，磁盘控制器控制磁盘驱动器，磁盘驱动器操作盘片 ，它们协同实现数据的存储与读取。
（1）磁盘控制器
①命令转换
接收主机发来的命令，如读写指令等，并将其转换成磁盘驱动器能识别和执行的控制命令，确保驱动器按主机要求动作。
②数据格式转换
由于主机和磁盘驱动器的数据格式可能不同，磁盘控制器负责在两者间进行转换，使数据能在主机和驱动器间正确传输和交互。
③读写控制
控制磁盘驱动器的读写操作，协调磁头寻道、定位、数据读写等具体过程，保障数据准确读写。
④接口功能
作为主机与磁盘驱动器之间的接口，提供两者连接和通信的桥梁，管理数据传输、状态反馈等交互过程。
（2）盘片
由硬质铝合金材料制成，具有一定的机械强度和稳定性，为数据存储提供物理载体。
3.磁记录原理
（1）写的过程
①构造
写操作由写线圈、铁芯、磁层和载磁体等构成。写线圈绕在铁芯上，磁层位于载磁体表面。
②原理
当电流（I）通过写线圈时，会在铁芯中产生磁通。根据电流方向不同，磁通方向也不同。当磁通经过磁层时，会使局部磁化单元磁化。如左侧图，特定电流方向使局部磁化单元按一定方向磁化，代表写入 “0” ；右侧图中，电流方向改变，磁化方向改变，代表写入 “1” 。通过控制电流方向和大小，可在磁层上记录不同信息。
（2）读的过程
①构造
读操作由读线圈、铁芯、磁层等构成。读线圈绕在铁芯上，靠近磁层。
②原理
当载磁体在磁场中按箭头方向运动时，已磁化的局部单元产生的磁通会通过读线圈。由于磁层上不同磁化状态（“0” 和 “1” ）的局部单元经过读线圈时，引起的磁通变化不同，会在线圈中产生不同的感应电动势（e）。如左侧图，对应磁化状态为 “0” 的局部单元经过时，产生特定感应电动势波形；右侧图对应磁化状态为 “1” 的局部单元经过时，产生不同感应电动势波形。通过检测感应电动势的变化，就能读出磁层上记录的信息 。
4.磁表面存储器记录方式
（1）RZ（归零制）
①特点
写 “1” 时，电流在本位周期内产生正向脉冲；写 “0” 时，产生负向脉冲。每个位周期结束时，电流都回到零。
②作用
电路简单，但记录密度低，功耗大。
（2）NRZ（不归零制）
①特点
写 “1” 时电流保持正向，写 “0” 时电流保持负向，电流不回到零。
②作用
记录密度比 RZ 高，传输效率提升，但无法区分连续的 “0” 或 “1” 。
（3）NRZ1（见 “1” 就翻不归零制 ）
①特点
遇到 “1” 时电流翻转，遇到 “0” 时电流保持不变。
②作用
能提高记录密度，可自同步，广泛应用于磁盘存储。
（4）PM（调相制）
①特点
写 “1” 时电流相位在本位周期起始处翻转，写 “0” 时不翻转。相邻位之间也可能有相位变化。
②作用
抗干扰能力强，常用于磁带存储。
（5）FM（调频制）
①特点
每个位周期起始处都有电流翻转。写 “1” 时，在位周期中间还有一次翻转；写 “0” 时，中间无翻转。
②作用
自带同步信号，适用于软磁盘存储。
（6）MFM（改进调频制）
①特点
相比 FM，减少了翻转次数。只有连续两个 “0” 时，在前一个 “0” 的位周期起始处翻转。
②作用
提高了记录密度，常用于硬磁盘存储。
5.硬磁盘驱动器
（1）机械部分
磁盘组：由多个盘片组成，盘片是存储数据的介质，通过主轴带动旋转。
主轴：连接盘片，由传动机构驱动其高速旋转，为数据的读写提供基础运动。
磁头：安装在读写臂上，负责在盘片表面进行数据的读写操作。
读写臂：支撑磁头，可在音圈电机驱动下沿盘片径向移动，使磁头定位到不同磁道。
音圈电机：为读写臂的移动提供动力，根据控制信号精确调整读写臂位置。
（2）控制部分
位置检测定位驱动：接收磁盘控制器发送的目标磁道信号，检测磁头当前位置，并驱动读写臂移动，使磁头定位到目标磁道。
模拟控制：对位置检测定位驱动等部件进行控制调节，保证磁头准确、稳定地定位。
放大：对检测信号等进行放大处理，以便更好地进行控制和检测。
测速输出：监测主轴或读写臂的运动速度，反馈给控制系统，确保运行速度稳定，是闭环自动控制系统的一部分，实现对硬磁盘驱动器运行状态的精确控制 。
6.盘片结构
（1）基本概念
磁盘机：即硬磁盘驱动器，是对盘片进行数据读写操作的设备。
记录面（surface）：盘片的上下表面用于数据记录，每个表面对应一个磁头进行读写。
磁道（track）：盘片旋转时，磁头保持固定位置所形成的圆形轨迹，数据按磁道存储。
柱面（cylinder）：多个盘片上相同编号磁道的集合，在多盘片磁盘组中，磁头可同时定位到不同盘片的同一柱面。
扇区（sector）：磁道被划分成的若干个弧段区域，是磁盘存储的基本单位，每个扇区存储固定大小的数据。
（2）磁盘地址
用于定位磁盘上数据位置，由以下部分组成：
磁盘机号：多磁盘机系统中，标识具体磁盘机。
记录面号：确定数据所在盘片的记录面。
块号 / 扇区号：指定数据所在的扇区。
块内地址：在扇区内进一步定位数据的具体位置。
7.磁表面存储器技术指标
（1）记录密度
①道密度（Dt）
沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数，单位通常为道 / 英寸（tpi） ，反映磁道分布的密集程度。
②位密度（Db）
磁道单位长度上能记录的二进制位数，单位一般为位 / 英寸（bpi） ，体现磁道上数据记录的密集程度。
（2）存储容量
①格式化容量
磁盘经过格式化后，可供用户实际使用的存储容量，是去除了系统占用、校验位等空间后的有效容量。
②非格式化容量
磁盘在未格式化前，理论上能存储的数据总量，仅考虑磁记录介质本身的存储能力。
（3）平均寻址时间
①寻道时间
磁头从当前位置移动到目标磁道所需的时间。
②等待时间
目标扇区旋转到磁头下方所需的时间。平均寻址时间是寻道时间和等待时间之和，衡量了找到数据存储位置的快慢 。
辅存速度还涉及寻址时间和磁头读写时间，磁头读写时间指磁头对目标扇区进行数据读写操作花费的时间。
（4）数据传输率（Dr）
计算公式为 Dr = Db×V ，其中 Db 是位密度，V 是磁盘旋转的线速度。表示单位时间内磁表面存储器向主机传送的数据位数，反映数据传输的快慢 。
（5）误码率
出错信息位数与读出信息总位数之比，用于衡量磁表面存储器数据读写的准确性，数值越低表明数据传输和存储的可靠性越高。
8.磁盘容量计算
（1）格式化容量
①低级格式化
将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道 划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间 隔区GAP和数据区DATA等
②高级格式化
清除硬盘上的数据、生成引导区信息、初始化FAT表、标注逻辑坏道等
（2）非格式化容量
＝记录面数 × 每面磁道数 × 每道信息量=记录面数×（道密度×环半径）×（位密度× 最小道长）
（五）软磁盘存储器
1.和硬磁盘存储器对比
| 硬盘 | 软盘 | |
| 速度 | 高 | 低 |
| 磁头 | 有固定和活动两种类型，且工作时磁头处于浮动状态，不与盘片接触，可减少磨损并提高读写精度 | 活动式，并且在读写时与盘片接触，长期使用易造成磁头和盘片磨损 |
| 盘片 | 多为固定盘或盘组形式，大部分不可更换，盘片安装在驱动器内部，结构相对稳定 | 盘片可更换，使用时插入软驱，方便数据携带和交换，但盘片易损坏 |
| 价格 | 价格较高，因技术和性能优势，硬件成本相对较大 | 价格低廉，成本较低，是早期个人计算机常用的可移动存储设备 |
| 使用环境 | 对使用环境要求苛刻，如温度、湿度、灰尘等环境因素都会影响其性能和寿命 | 对环境要求相对较低，不过盘片易受磁场、弯折等因素影响导致数据丢失 |
2.软盘片
由聚酯薄膜制成，这种材料质地柔软，在其表面涂覆磁性材料，用于数据的磁记录
保护套：包裹软盘片，起到物理防护作用，防止软盘片受到外界物理损伤、灰尘污染等，保护内部数据存储介质。
主轴孔：软盘驱动器的主轴通过此孔插入，带动软盘片在保护套内旋转，为数据读写提供机械运动基础。
实际的软盘片：聚酯薄膜材质并涂有磁性层的盘片，是数据存储的核心部件，通过磁记录方式存储信息。
读 / 写磁头访问槽：软盘驱动器的磁头通过这个槽与软盘片接触（或靠近），进行数据的读写操作 。
写保护口：通过滑块控制，当滑块封住此口时，软盘可进行读写操作；当滑块打开，露出此口时，软盘处于写保护状态，只能读取数据，不能写入或修改数据，防止误操作或病毒写入 。
衬里 / 清洁材料：位于保护套内部，在软盘片旋转时，可清洁软盘片表面，减少灰尘等杂质对磁头和盘片的影响，提高数据读写的可靠性 。
（六）光盘存储器
1.概述
（1）存储技术
光盘存储器采用光存储技术，利用激光进行数据的写入和读出操作。
（2）技术代际
第一代光存储技术：使用非磁性介质，数据写入后不可擦写，常见的如 CD - ROM 等只读光盘。
第二代光存储技术：采用磁性介质，支持数据的擦写操作，像可擦写光盘（如 CD - RW 等） 。
2.光盘的存储原理
（1）只读型和只写一次型
通过热作用使光盘介质发生物理或化学变化来记录数据。比如，激光的热量使介质表面形成微小的凹坑或改变其反射率等，以此表示二进制数据的 “0” 和 “1” 。
（2）可擦写光盘
利用热磁效应。在激光加热和外加磁场共同作用下，改变磁性介质的磁化方向来记录和擦除数据，实现多次读写。
（七）打印机
打印输出是计算机系统最基本的输出形式，可将打印在纸 上的信息长期保存。人们将一切可以产生永久性记录的设 备统称为硬拷贝设备
1.分类
（1）按照印字原理
击打式/非击打式
（2）按照工作方式
串行打印机/行式打印机
（3）按照打印对象
图形/图像打印机，黑白/彩色打印机
2.针式打印机
打印头：是打印的核心部件，图中展示了其内部包含打印针、永磁铁、铁芯、衔铁、线圈等组件 。打印针在电磁作用下撞击色带和打印纸实现字符或图形打印。
字车：承载打印头，使其能在水平方向左右移动，以便在打印纸上不同位置进行打印操作。
输纸机构：图中显示有滚筒，负责带动打印纸按设定的要求前进或后退，保证打印内容在纸张上的位置准确。
色带机构：包括色带和色带保护片，色带是带有油墨的带状物，打印针撞击色带时，油墨被转移到打印纸上形成字迹。
控制器：未在图中详细展示内部结构，但它是打印机的 “大脑”，负责接收计算机发送的打印指令，控制各部件协同工作，实现正确的打印功能。
3.激光打印机
（1）工作步骤
带电：使感光鼓表面均匀带电，一般通过电晕放电等方式，为后续步骤做准备。
曝光：激光束根据打印内容对感光鼓曝光，使曝光区域电荷分布改变，形成静电潜像。
显影（显像）：带相反电荷的墨粉与感光鼓上静电潜像吸附，让潜像变成可见墨粉图像。
转印：将感光鼓上墨粉图像转印到打印纸上，常通过转印电晕放电极实现。
定影（固定）：利用定影灯等设备加热，使墨粉熔化并牢固附着在打印纸上。
清除残像：去除感光鼓上残留墨粉和电荷，为下次打印做准备。
（2）性能指标
打印速度：用每分钟输出页数（PPM ）衡量，反映打印机单位时间打印能力。
印字分辨率：以每英寸像素点个数（DPI ）表示，体现打印图像或文字的精细程度。
4.喷墨打印机
（1）类型及特点
连续式喷墨打印机：提及具备墨水回收机制，意味着在打印过程中，未参与打印的墨水能够被回收再利用，提高墨水利用率 。
随机式喷墨打印机：工作原理是系统供给的墨滴只在需要印字时才喷出，按需喷墨，可减少墨水浪费，提升打印针对性。
（2）电荷控制式连续喷墨打印机原理
①印字原理
墨水供应：墨水泵从墨水槽抽取墨水，经振荡器作用，通过喷墨头喷出连续墨滴流。
墨滴充电：字符发生器根据打印内容控制充电电极，给特定墨滴充电。
墨滴偏转：带电墨滴经过偏转电极时，在高压电源产生的电场作用下发生偏转，落到打印纸上形成字符或图像；不带电墨滴则射入回收器，经收集槽、过滤器回到墨水槽 。
②字符形成过程
通过控制墨滴是否带电及带电程度，使墨滴按预定轨迹落在纸上，组合形成所需字符 。
（八）键盘
1.键盘输入信息流程
按键：用户按下键盘上的按键。
按键判断：确定按下的是哪个键。
获取扫描码：得到对应按键的扫描码，用于标识按键。
按键去抖：消除按键按下时因机械触点抖动产生的信号不稳定问题，保证输入信号准确。
2.硬件组成及工作原理
8×8 键盘：由 8 行 8 列按键矩阵构成，是用户操作输入部件。
时钟发生器：产生时钟信号，为键盘电路各部件同步工作提供时间基准。
6 位计数器：在时钟信号驱动下计数，配合译码器扫描键盘矩阵，确定按键位置 。
译码器：将计数器信号转换为行、列扫描信号，扫描键盘矩阵，检测按键状态。
单稳：单稳态触发器，对按键信号进行整形、去抖处理，输出稳定信号。
中断请求触发器：按键稳定按下后，单稳输出信号触发它，向 CPU 发出中断请求，通知有按键操作。
延迟：对信号进行延迟处理，配合按键去抖等操作。
ROM（只读存储器）：存储按键扫描码与对应编码等信息。CPU 通过地址译码输入访问 ROM，读取按键编码等 。
CPU（中央处理器）：接收中断请求，读取 ROM 中按键信息，处理键盘输入 。
（九）显示器
1.分类
（1）按显示设备所用的显示器件分类
CRT-阴极射线管(cathode ray tube)显示器
LCD-液晶显示器(liquid crystal display)
PDP-等离子显示器(Plasma display Panel)。
（2）按所显示的信息内容分类
字符显示器、图形显示器和图像显示器。
（3）按显示设备的功能分类
普通显示器、显示终端两大类
2.阴极射线管显示器
3.平板显示器
（1）定义
一般是指显示器的深度小于显示屏幕对角线1/4长度的显示器件。
（2）分类
液晶显示(LCD)、等离子体显示(PDP)、场发射显 示(FED)、电致发光显示(ELD）等
（3）特点
LCD本身不发光，靠调制外光源实现显示，其余各类显示均自身发光
（4）图形和图像
图形(graphics)指由线和面构成的，没有亮暗层次变化的线条图，如建筑 、机械所用的工程设计图、电路图等。-早期的图形显示和处理只是局限在二值化的范围，只能用 线条的有无来表示简单的图形。
图像(image)指由像素描绘的，具有亮暗层次的图。-自然界的图像经计算机处理后显示的图像称作数字图像， 就是将图片上连续的亮暗变化变换为离散的数字量，并以 点阵列的形式显示输出。
（5）分辨率和灰度级
分辨率和灰度级决定了所显示图的质量
在显示屏幕上，图形和图像都是由称作像素的光点组成的 。
分辨率是显示设备所能表示的像素个数，即光点的个数。取决于荧光粉的粒度，屏的尺寸和电子束的聚焦能力
灰度级指所显示像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同
（6）刷新和帧存储器
视觉暂留与余晖效应
刷新：为了使人眼能看到稳定的图像，就必须在图像消失之前使 电子束不断地重复扫描整个屏幕。每秒刷新的次数称刷新频率或扫描频率。
视频存储器 VRAM：不断提供刷新图像的信号，必须把图像存储起来，存储图像的存储器叫“帧存储器”或“视频存储器”。 VRAM 的容量由图像分辨率和灰度级决定
（7）随机扫描和光栅扫描
电子束在荧光屏上按某种轨迹运动称为扫描，控制电子束扫描轨迹的电路叫扫描偏转电路。
随机扫描是控制电子束在CRT屏幕上随机运动，从而产生图形和字符。电子束只在需要作图的地方扫描，而不扫描全屏幕，所以这种扫描方式画图快速，图象清晰。
光栅扫描是电视中采用的扫描方法。在电视中，要求图像充满整个画面，因此要求电子束扫过整个屏幕。光栅扫描是从上至下顺序扫描，采用逐行扫描和隔行扫描两种方式
（十）汉字处理技术
1.汉字的输入方法
键盘输入方式：汉字编码可分为音码（如拼音输入法 ）、形码（如五笔字型输入法 ）、音形码（结合读音和字形 ），通过键盘按键输入对应编码来录入汉字。
语音输入方式：借助语音识别技术，将用户语音转换为汉字，方便双手不便操作键盘时使用。
手写输入方式：利用手写设备（如数位板、触摸屏 ），将手写轨迹转化为汉字，适合不熟悉键盘输入法人群。
印刷体扫描识别：通过扫描仪等设备扫描印刷文字，经光学字符识别（OCR）技术转化为可编辑汉字。
2.汉字的存储
汉字内码：作为汉字在计算机内部存储、交换、检索的代码，相比字形点阵码占用空间小，一般用两个字节表示一个汉字。设计汉字内码时，需考虑码位尽量短，能表示足够多汉字，且码值连续有序，便于计算机进行操作运算 。
3.汉字的显示
字形码（字模码）：计算机显示器和打印机用点阵表示汉字字形代码，是汉字输出形式。根据输出要求不同，点阵密度有差异，如显示要求不高时可用较低点阵，打印高质量文档需较高点阵。字形码可构成 “字库”，但不用于机内存储。
字形表示演变：汉字字形从早期点阵字形，发展到矢量表示（用数学向量描述字形 ），再到轮廓曲线表示，或矢量与曲线结合，以提升字形质量，使显示和打印效果更美观、清晰 。