计算机组成原理：输入输出设备详解

"本章详细介绍了输入输出设备在计算机组成原理中的基础知识，涵盖了I/O设备的特点、类型，以及键盘作为常见输入设备的工作原理和分类。" 在计算机系统中，输入输出设备（I/O设备）起着至关重要的作用，它们是计算机与用户交互的桥梁。I/O设备具有以下特点： 1. **组成**：I/O设备通常包括信息载体（如纸带、卡片、显示器等）和执行机构（如键盘、打印机等），这些机构的结构多样化，包括机械式、机电式、电子式和光机电式。 2. **速度差异**：由于I/O设备包含机械部分，它们的运行速度通常比计算机处理器慢。例如，键盘输入速度大约在1到3字符每秒，而高速激光打印机可以达到2000行每分钟。 3. **信息类型和结构格式**：信息类型多样，包括数字、字符、图形、图像和声音，结构上分为单字符传送和数据块传送，传输方式有串行和并行两种。 4. **传输信号特性**：分为数字信号传输和模拟信号传输，取决于设备的性质和传输的数据类型。 I/O设备主要分为三类： 1. **输入设备**：如键盘，将程序、数据和命令转换成二进制代码输入到计算机中。它们可以处理数字、符号、图形等多种信息。 2. **输出设备**：如显示器，将计算机处理的结果以数字、文字、图形等形式呈现给用户。输出设备也可以处理图像和声音。 3. **输入输出一体设备**：例如终端设备，结合了键盘和显示器的功能；外存储器同时具备输入和输出特性。 键盘是常见的输入设备，分为机械式和电容式两种类型。机械式键盘通过按键时触点的闭合来发送键盘编码，而电容式键盘则利用按键改变电容容值来检测输入。键盘布局通常遵循国际标准，每个按键对应一个字符或控制信号。根据按键数量，键盘可分为多种类型，如83键、101键、104键、107键以及多媒体键盘。 在键盘的工作过程中，无论是机械键盘还是电容键盘，按下按键都会触发编码的生成并传送到主机，主机将其解码为ASCII码，从而识别用户的输入指令。一旦释放按键，键盘会恢复原状，准备接受下一个输入。这种交互机制使得用户能够与计算机进行有效的沟通和操作。