计算机五官：传感器做成的输入输出系统

2023-11-15 理论教育版权反馈

【摘要】：计算机就像是人的大脑，同样也有“五官”。计算机的“五官”就是各种各样的由传感器做成的输入输出系统。它具有耗电少、厚度较小等优点，多用于台式、袖珍以及便携式计算机中。鼠标是一种很好的计算机辅助输入设备，目前常用的鼠标有两大类，一种是二按键三字节的，另一种是三按键五字节的。输送信息的连线接到键盘，或直接连到计算机的输入端口。

对于我们每个人来说，用眼睛看可以得到绝大部分外界信息，感觉到物体的形状、大小和颜色；用耳朵听，可以感觉到声音；用舌头尝尝可以感受到酸、甜、苦、辣、咸等味道。当外界信息通过五官及神经传递到大脑时，大脑便进行思维，做出处理判断，并指挥四肢和肌肉做出相应的反应。经过思维和判断做决策和发出相应的命令。

计算机就像是人的大脑，同样也有“五官”。计算机的“五官”就是各种各样的由传感器做成的输入输出系统。

我们人类通常用眼睛和手指通过三样东西，即显示器、链盘和鼠标与计算机交流。

（一）显示器

如果说CPU是计算机的心脏，显示器应该是计算机的脸。它是一种供人观察的计算机输出设备，它使人和计算机可以面对面地进行交流。俗话说“眼睛是心灵的窗户”，而显示器则是计算机将信息传送给人的重要窗口。

最早的计算机没有显示器，人们只能通过各种闪烁的指示灯和形形色色的按钮来控制计算机。进入20世纪60年代，随着小型机的出现，显示屏开始在计算机上使用。

我们知道，目前常用的显示器跟电视很相似，都是靠阴极射线管（CRT）在起作用。但是显示器与电视屏幕还有很大的差别。显示器的显示速度高，一般在每秒72帧以上，而电视屏幕只有每秒30帧。我们现在常用的显示器的像素分辨率是1024×768，也就是说，在一屏上有768条水平线，每条线上有1024个像素点，电视屏幕与它相去甚远。让人们感受最深的是，尽管电视屏幕上有声有色地演出着各种各样的节目，坐在电视机前的人也就是拿着遥控器在各个频道间换来换去，电视的我行我素让人们感到被拒之千里之外。面对显示器，永远是一种有适度紧张的凝视，你可以让它展示计算机的所想所思；你可以通过它查看计算机的肚中到底装了些什么货色；你更可以登上信息高速公路，通过它了解精彩的世界。这些今天对我们习以为常的事情，对当年的计算机“发烧友”来说可是梦寐以求的。1972年世界上第一台有文字处理程序、配有显示器、名叫AES-90的微电脑出世。

我们现在使用的显示器，按使用的器件分为三种：等离子体显示器、基于CRT（阴极射线管）显像管的显示器和基于液晶的平面显示器。按照颜色分有单色显示器和彩色显示器。

液晶显示器是利用电磁波式液晶分子散射的现象而进行显示的设备。它具有耗电少、厚度较小等优点，多用于台式、袖珍以及便携式计算机中。

等离子体显示器与液晶显示器一样，是一种平面型的显示设备。等离子体显示器在多个微小空间中封入以氖气等为主的混合气体，排列成阵列形状，并在位于微小空间两例的电极上施加电压，利用它放电时产生的等离子体发光进行显示，从而能够得到不闪烁且容易看到的显示，但是等离子体显示器价格昂贵。

阴极射线管CRT是一种将信号转换成光学影响的电子管，由电子枪、偏转系统、荧光屏（屏幕）三大部分组成。

（二）键盘和鼠标

显示器已经是近在咫尺，键盘和鼠标更是与我们的手紧紧相连。(www.chuimin.cn)

我们现在使用的键盘有一个共同的名字，就是多夫拉克，它与打字机有着很深的渊源。1867年，美国密尔沃基有位叫克里斯托夫·肖尔斯的报纸编辑，针对当时印刷书页编码的问题，提出把编码机造得既能够写数字又能够敲字母和单词，这就是后来的肖尔斯打字机。肖尔斯打字机键盘上的字母是按照使用频率分散排的，虽然近年来有人考证说这种排列不是精心布局，而是肖尔斯和技术工人一时心血来潮的结果，但是肖尔斯键盘一直成为标准键盘。1932年，华盛顿大学有位多夫拉克教授也爱琢磨打字机的键盘，发明了一种简洁的键盘，使用起来比较方便。到了20世纪70年代，随着个人计算机的兴起，多夫拉克键盘也被广泛使用。

电脑键盘与打字机的击键有很大的区别。打字机击键只是在纸上留下一个带油墨的印记，是一种不变型的数字和字母符号，而键盘是传达一种数字信号，但盘的核心不是手指触摄到的按钮上的凸位，而是看不见的扫描码。正是通过每一个键代表的字母或数字才在外力的作用下变成计算机可以识别的数码。

键盘是目前应用最普遍的一种输入设备。目前常用的标准键盘有101个键，它除了提供通常的ASCII字符以外，还有多个功能键（由软件系统定义功能）、光标控制键（上、下、左、右移动等）与编辑键（插入或消去字符）等。

键盘和鼠标都是计算机外部设备，两者形影不离，键盘方而笨长，鼠标小巧灵活，就像一只弓着背的小老鼠。1963年，美国国家专利局批准恩格尔巴特几年前提交的一份申请，确认一种叫作“搜寻点击”的装置是一项独创的技术。在英文里，MOUSE又有老鼠的意思，因此“搜寻点击”装置又称为鼠标。鼠标又叫鼠标器，它能够增强或代替键盘使光标移动，在屏幕上更加快速精确地定位光标，解决了用标准键盘输入某些信息，尤其是图形信息时所遇到的困难。

鼠标是一种很好的计算机辅助输入设备，目前常用的鼠标有两大类，一种是二按键三字节的，另一种是三按键五字节的。两类鼠标在向主机传送信息时都常用同一通信协议。鼠标的基本结构分为两部分：一部分是在顶部的选择按键，另一部分是在底部的圆珠。输送信息的连线接到键盘，或直接连到计算机的输入端口。使用时，可以将鼠标放在一个平坦的表面上，鼠标移动时底部的圆珠转动同时将这一运动重现在屏幕上。按一个或多个按键，就可以执行输入方式的选择以及基本编辑功能等各种运算命令，十分方便。

传统的鼠标是机械式的，在操作时需要给内部的圆珠施加压力。这种设计有很多缺点，如为了方便鼠标移动，必须有足够大的平面；运动部件需要经常维修和更换；图形的精确度受到限制。

新款的鼠标是光电式的，不用内部圆珠，系统本身配有带接头的电线以及一块塑料垫板，并有不同数目的控制按钮和不同的输出方式。这种鼠标有两只发光二极管和两只光电二极管探测器在垫板上检拾信息，其分辨率为0.2毫米，因而在每秒75厘米的高速操作时，仍然可以得到非常稳定的输出信号。

（三）打印机

打印机的作用像人的手一样，把计算机的程序、数据、处理结果以人们能够识别的数字、符号和图形等，按照所要求的不同形式打印到纸上。当前流行的打印机分为击打式和非击打式两类。击打式主要是常见的针式点阵打印机；非击打式主要有激光式、喷墨式、热感应式和热升华式等。

激光打印机从20世纪80年代诞生之日起，就成了办公自动化的主要输出设备。它具有速度高、噪声低、印刷效果好、功能强等优点，尤其是图形和字体变化功能，备受用户宠爱。采用静电方式打印是激光打印机的重要特征，其结构复杂，主要部件有供纸箱、显影器、转印站、光导鼓、清洁器、充电器、多面转镜、光调制器、印刷控制部件、激光发生器、格式印刷器、缓冲存储器、热定影器等。整个工作过程为：先将要打印的信息由计算机一次一行送到缓冲存储器，当存储器存满一页以后，再顺次送到印刷控制部件，将字符代码通过光调制器变成光调制信号，调制出低功率激光束，用多面转镜对光导鼓的光导表面进行曝光，在表面产生一页要印刷的静电潜像，通过显影剂，由增色剂覆盖，把由增色剂的潜象在转印站从鼓上转印到纸上，纸移动到定影器定影后，便得到印刷的字符。与此同时，鼓继续旋转通过清洁器清除表面的剩余电荷，重新放电，若此时缓冲器内又满一页字符，就连续印下去，直到印完为止。

喷墨打印机介于点阵打印机和激光打印机之间，价格比激光打印机便宜，打印质量可与激光打印机相媲美。因此，发展趋势很可能是取代点阵式打印机，挤占激光打印机成为现代办公自动化的宠儿。

计算机五官：传感器做成的输入输出系统

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