Thiết bị nhập xuất dữ liệu

iết bị nhập dữ liệu: Chuyển đổi dữ liệu con người có thể hiểu được sang dạng dữ liệu máy tính hiểu được.

2.3 Thiết bị nhập xuất dữ liệu

2.3.1 Thiết bị nhập dữ liệu

2.3.2 Thiết bị xuất dữ liệu

2.3.3 Ghép nối và điều khiển thiết bị

nhập xuất

2.3.1 Thiết bị nhập dữ liệu (t)

a Bàn phím

 Bàn phím là thiết bị nhập thông tin vào cho máy tính xử lý, thông tin từ bàn phím là các

ký tự, số và các lệnh điều khiển.

 Bàn phím là thiết bị chính giúp người sử

dụng giao tiếp và điều khiển hệ thống,

chương trình điều khiển bàn phím nằm

trong BIOS (trên Mainboard).

3.

b Chuột

 Chuột là thiết bị xác định và nhập thao tác tới máy tính:

• Thiết bị có thể được dịch chuyển bằng tay và tạo ra

sự dịch chuyển tương ứng của con trỏ trên màn hình

• Khi con trỏ được dịch chuyển tới vị trí/biểu tượngmong muốn, bằng việc bấm nút trên con chuột, nhữngthông tin về vị trí sẽ được nhập vào, các thao táctương ứng với biểu tượng tại vị trí đó sẽ được thựchiện

 Chuột không nhập dữ liệu trực tiếp như bàn phím

 Chuột hỗ trợ các thao tác trong giao diện đồ họa

 Chương trình điều khiển chuột nằm trong hệ điều hành

b Chuột (t)

 Chuột bi: Chuyển đổi sự xoay của

bi thành sự di chuyển của con trỏ

màn hình

 Thành phần chính

• Một viên bi cao su

• Hai trục nhựa đặt vuông góc, mỗi trục

gắn với bánh răng nhựa có đục lỗ

• Bộ cảm biến gồm một Diode phát

quang và một đèn thu quang

• Chíp giải mã

• Các công tắc để nhấn phím chuột trái

hay phím chuột phải

Bộ cảm biến Bản mạch của thiết bị chuột

Chuột bi(t)

 Viên bi tỳ vào hai trục bằng nhựa, khi di chuột thì viên bi quay làm cho hai trục xoay, bánh răng xoay theo

 Bánh răng lồng trong bộ cảm biến, diode phát quang phát

ra ánh sáng hồng ngoại chiếu qua bánh răng nhựa đục

lỗ, chiếu vào đèn thu quang, khi bánh răng xoay thì ánhsáng chiếu vào đèn thu quang bị ngắt quãng

 Đèn thu quang nhận được các xung ánh sáng Tốc độ

xung liên hệ trực tiếp với tốc độ di chuyển và khoảng

cách di chuyển của chuột

 Chip xử lý trên bản mạch của chuột đọc những xung ánhsáng từ cảm biến hồng ngoại và đổi nó thành dữ liệu nhịphân mà máy tính có thể hiểu Chip gửi dữ liệu nhị phânđến máy tính thông qua dây của chuột

Chuột quang

 Chuột quang xác định sự thay đổi vị trí của chuột nhờvào việc chụp ảnh bề mặt (tấm di chuột) và đối sánh sựthay đổi trong các ảnh

• Một diode phát ánh sáng đỏ (LED)

• Chipset

• Bi xoay và các công tắc

và hướng của sự đổi chỗ của chuột và biến đổi

dữ liệu này thành tọa độ

 Tọa độ đã được tính toán được truyền tới máy tính nhờ giao tiếp tuần tự

c.Thiết bị đọc mã vạch

phẩm nhờ tia laser ( quét qua hoặc tiếp xúc với mã vạch)

2.3.2 Thiết bị xuất dữ liệu

 Thiết bị xuất (Out): Chuyển đổi dữ liệu máy tính xử lý được sang dạng dữ liệu con người hiểu được.

• Dữ liệu hiển thị (bản mềm): biểu diễn trên màn hình thiết bị

• Dữ liệu in ấn (bản cứng): biểu diễn trên giấy

Thiết bị xuất dữ liệu

• Màn hình tinh thể lỏng

• Độ phân giải màn hình:

Biểu diễn bởi giá trị số

lượng các điểm trên màn

hình (rộng x cao)

680x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024

b Máy in (t)

 Máy in gõ: Gõ các đầu kim lên giấy tạo hình ảnh

(font bitmap) Máy in không gõ: Phun mực hoặc nung chảy mực vào trong giấy

 Máy in phun: Dựa trên dạng của ký tự tạo nên từ

các điểm một giọt mực rất nhỏ trong đầu in sẽ được phun (ép) lên giấy.

 Máy in nhiệt: Các đầu in đốt nóng và làm chảy mực trong băng mực để in những ký tự biểu diễn bằng

chấm điểm trên giấy

 Máy in laser: Máy in trang sử dụng ngôn ngữ mô tả trang, bột mực (toner), tạo các hình ảnh in của một trang (văn bản và đồ họa) trên một trống cảm quang

2.3.3 Ghép nối và điều khiển thiết bị

nhập xuất

 Đặc điểm các thiết bị nhập xuất

• Đa dạng về chủng loại: Các thiết bị khác

nhau về nguyên tắc hoạt động, tốc độ, định dạng dữ liệu v v

• Tốc độ làm việc chậm rất nhiều so với CPU

và RAM

• Khe cắm (Slots) cắm các bản mạch mở rộng

• Tùy vào tốc độ của thiết bị mà ghép nối vào bus nào

ghép nối và bộ điều khiển thiết bị.

 Tất cả các thiết bị đều kết nối với trung tâm thông qua hệ thống bus.

Kiến trúc bus của

máy tính cách đây

10 năm

Kiến trúc bus trong các máy hiện đại

Giao diện nối tiếp

 Hỗ trợ cho việc trao đổi các bit dữ liệu dạng nối tiếp

• 1 mạch truyền (channel)

• Truyền từng bit

• Ví dụ

• RS-232 (Recommended Standard -232C)

• USB (Universal Serial Bus)

Kết nối USB Upstream Downstream

Kết nối loại A tới máy tính Kết nối loại B tới thiết bị

Giao diện song song

 Hỗ trợ việc trao đổi các

bit dữ liệu song song

• GPIB (General Purpose Interface

Bộ điều khiển thiết bị

 Các thiết bị nhập xuất làm việc với máy tính thông qua bộ điều khiển tương ứng

(controllers)

 Ví dụ:

• Card màn hình

• Card âm thanh

• Bộ điều khiển đĩa/DVD_ROM

• Cổng nối tiếp (serial), song song (parallel)

 Mỗi bộ điều khiển thiết bị sẽ gồm một

tập:

• Các thanh ghi lệnh

• Các thanh ghi trạng thái

• Các thanh ghi dữ liệu

 Để làm việc với các thiết bị, CPU sẽ làm việc với tập các thanh ghi này

Giao tiếp với bộ điều khiển thiết bị

a Phương pháp thăm dò (polling)

 CPU định kỳ thăm dò giá trị của thanh ghi

trạng thái của controller

• Nếu chưa sẵn sàng thì tiếp tục kiểm tra

• Nếu sẵn sàng thì CPU sẽ điều khiển việc vào ra dữliệu giữa thiết bị và bộ nhớ

 Nhược điểm của phương pháp này là làm mất thời gian của bộ xử lý vì định kỳ phải thăm dò tính sẵn sàng của các thiết bị

b Ngắt (interrupt)

 Thiết bị ngoại vi tạo ngắt (tín hiệu) để báo cho CPU biết khi nó cần được phục vụ.

• Khi có ngắt CPU sẽ thực hiện chương trình xử lý ngắt

• CPU bắt đầu đọc dữ liệu từ các thanh ghi dữ liệu

 Ngắt làm cho bộ xử lý không mất thời gian thăm

dò xem các ngoại vi có yêu cầu phục vụ hay

không, nhưng bộ xử lý phải mất thời gian

chuyển dữ liệu

c DMA (Direct Memory Access)

Truyền dữ liệu trực tiếp từ thiết bị tới bộ nhớ và

ngược lại không cần thông qua sự điều khiển của CPU (áp dụng cho các bộ điều khiển ổ đĩa cứng, card sound, card mạng, truyền từng khối dữ liệu)

• CPU phát yêu cầu thực hiện DMA cho bộ điều khiển thiết bị

• Bộ điều khiển thiết bị thực hiện trao đổi dữ liệu từ bộ nhớ tới thiết bị

• Bộ điều khiển thiết bị tạo ngắt báo cho CPU khi kết thúc DMA

Phụ lục

 RS-232 (Recommended

Standard -232C)

• Kết nối giữa máy tính và

modem, chuột, thiết bị

quét hình ảnh

• Đặc điểm

• Đơn vị truyền 11 bit: 1 bit bắt đầu, 8 bit dữ liệu, 1 bit kiểm tra chẵn

lẻ, 1 bit kết thúc.

• 22.8 kb/s 33.6 kb/s

•

• Kết nối ngang hàng bị giới hạn

• Tốc độ150 kbps

Phụ lục

 SCSI (Small Computer Systems Interface)

• Chuẩn giao diện cho máy tính cá nhân (ANSI_American National Standards Institue).

• Đặc điểm:

• Truyền 8 bit dữ liệu song song

• Truyền dữ liệu hai chiều

• Tốc độ1.5  4 Mbps ( SCSI-2: 20 Mbps).

• Số lượng tối đa các thiết bị lưu trữ có thể kết nối nối tiếp nhau 8

Phụ lục

 GPIB (General Purpose Interface Bus)

• Giao diện chuẩn để kết nối máy tính và các thiết bị đođạc, các thiết bị ngoại vi (IEEE_Electrical and

Chỉ mục