多媒体计算机技术-2

第二讲多媒体计算机系统的组成概述常用的I/O设备输入设备输出设备通信设备存储设备USB设备数字摄像设备多媒体计算机系统硬件环境第二讲多媒体计算机系统的组成√概述常用的I/O设备输入设备输出设备通信设备存储设备USB设备数字摄像设备输入设备键盘鼠标器手写板磁卡设备IC卡设备条码设备图像扫描仪数字化仪触摸屏视频捕获卡RFID键盘键盘作为计算机中最基本而且也是最重要的输入装置，在计算机的发展历史中起着很重要的作用。每一段程序、每一篇文章都是通过键盘一个字一个字的敲入电脑中的。键盘的发展过程也是经历了不断地改革、创新才一步步发展到现在的。从早期的机械式键盘到现在的电容式键盘；从83键键盘到101(102)键键盘以至于到现在的104键(或更多)的支持浏览器功能的键盘，都说明了计算机技术日新月异的发展。鼠标器鼠标(mouse)是随图形用户接口(GUI)普及而流行起来的一种点输入设备。鼠标是一种串行点设备。根据制造原理和解码方式，可分为机械鼠标和光学鼠标等。鼠标的主要性能指标如下：分辨率--衡量鼠标移动精确度的标准，分为硬件分辨率和软件分辨率。硬件分辨率反映鼠标的实际能力，而软件分辨率是通过软件来模拟出一定的效果。其单位都是DPI，现在市面上的鼠标，其分辨率一般为300DPI–400DPI。与计算机的接口(串口、PS/2口、USB口)手写板使用键盘输入汉字是电脑在我国广泛普及的障碍之一，而中文手写输入设备的出现使得克服这一障碍有了希望。例如汉王笔，主要由一块手写板和一支笔组成。使用时可直接连到串口上。汉王笔可识别1300多个简繁体字、识别率达98％。另外，现在还涌现了许多其它品牌的产品。磁卡设备磁卡是一种识别卡。通常是在一块方形材料上粘贴上一条磁条或者涂上一定面积的磁性材料，用来记录作为标识的数据信息，经过磁卡读出器可以方便地读出来，并输入到计算机进行处理。磁卡作为一种信息记录手段，具有如下优点：所记录的内容可以修改，可靠性强、误码率低、信息识别速度快、保密性好、读出设备便宜。IC卡设备IC卡(IntegratedCircuitCard)，即集成电路卡，按功能可以分为三类：存储卡（内嵌芯片相当于普通串行E2PROM存储器，不能处理信息；只是简单的存储设备）、智能卡（不仅能存信息还能对数据进行复杂的运算）和超级智能卡（在卡上具有MPU和存储器并装有健盘、液晶显示器和电源，有的卡上还具有指纹识别装置等）。IC卡是硬件与软件技术的高度结合，它的制造技术比磁卡要复杂得多，其主要技术包含三个方面：硬件技术、软件技术和业务知识。条码设备指用来读取条形码信息的设备。条形码由一组宽度不同的、反射率不同的、平行相邻的条和空，按照规定的编码规则组合起来，用来表示某种数据的符号，这些数据可以是数字、字母或某些符号。从外观上看，条形码(BarCode)是一组黑白相间的条形图案，其中黑条代表1，白条代表0。它们可以通过光来识别。当一束光扫过条形码时，只有白条会将光反射回来，反射的光用光探测器来接收，当探测器探测到反射光时就产生电脉冲，这样就把黑白条形码转换成为以二进制表示的电脉冲。RFIDRFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。RFID的分类RFID按应用频率的不同分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）、微波（MW），相对应的代表性频率分别为：低频135KHz以下、高频13.56MHz、超高频860M~960MHz、微波2.4G，5.8GRFID按照能源的供给方式分为无源RFID，有源RFID，以及半有源RFID。无源RFID读写距离近，价格低；有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，成本要更高一些，适用于远距离读写的应用场合RFID的基本组成部分标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号RFID技术的基本工作原理标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理RFID技术的基本工作原理一套完整的RFID系统,是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理RFID技术的基本工作原理以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成感应偶合(InductiveCoupling)后向散射偶合(BackscatterCoupling)一般低频的RFID大都采用第一种式,而较高频大多采用第二种方式。阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置，是RFID系统信息控制和处理中心。RFID技术的基本工作原理图像扫描仪扫描仪是一种图像输入设备，它可以将图像输入到计算机里。扫描仪的主要性能指标如下：分辨率--扫描仪对图像细节的表现能力用分辨率来衡量，分辨率通常用每英寸扫描图像上所含有的像素点的个数表示，记做dpi(dotperinch)。灰度色彩度--色彩数表示彩色扫描仪所能产生的颜色范围，通常用表示每个像素点上颜色的数据位数(bit)表示。速度幅面数字化仪数字化仪是专门用来读取图形信息的计算机输入设备。它可以将各种图形信息转换成相应的计算机可识别的数字信息，通过计算机加工处理变成数字图形。它是计算机辅助设计(CAD)的重要设备之一。数字化仪一般由两部分组成：感应板部分(DrawingBoard)和点设备(PointDevice,又称为游标或者传感器)。触摸屏触摸屏(TouchScreen)是一种定位设备，当用户用手指或其它设备触摸安装在计算机显示器前面的触摸屏时，所摸到的位置(以坐标形式)被触摸屏控制器检测到，并通过串行口或其它接口(如键盘)送到CPU，从而确定用户所输入的信息。触摸屏系统一般由两部分组成：触摸屏控制卡和触摸检测装置。触摸屏根据所用的介质以及工作原理，可分为电阻式、电容式、红外线式和声表面波式多种。触摸屏的分类电阻式触摸屏触摸屏用两层高透明的导电层组成触摸屏，当手指按在触摸屏上时，该处两层导电层接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，然后传送触摸屏控制器。电阻式触摸屏不受尘埃、水、污物影响，性能较红外线式及表面声波式触摸屏为佳。电容式触摸屏触摸屏把透明的金属层涂在玻璃板上，当手指触摸在金属层上时，电容发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。触摸屏的分类红外线式触摸屏在屏幕周边成对安装红外线发射器和红外线接受器，接受器接受发射器发射的红外线，形成红外线矩阵。当手指按在屏幕上时，手指阻挡了红外线，这样在X、Y两个方向接受信息送给主机。由于没有电容充放电过程，响应速度比电容式快，但分辨率较低。表面声波式触摸屏该屏的四角分别安装竖直或水平向超声波发射换能器及接收换能器，四边亦刻有反射条纹，发出如参照波形般的超声波信号。当手指接触屏幕，便会吸收一部分声波能量，控制器依据减弱的信号计算出触摸点的位置。虽然表面声波的感应速度很快，仅次于电容式触摸屏，且屏上每一处能接受多次的触碰，非常耐用，但表面感应系统的感应转换器在长时间运作下，会因声能所产生的压力而受到损坏。视频捕获卡这种卡是将模拟视频信号转换后(捕获下来)，进行实时处理或者以文件形式存储在计算机中，在Windows平台下，大多数转换卡将生成AVI文件。它有以下几个特征:视频捕获卡是否有Overlay(叠加)功能--将计算机的VGA信号与视频信号叠加，然后把叠加后的信号在显示器上显示。用于对连续图像进行处理，产生特技效果支持的输入视频标准、视频源和图形文件格式与VGA卡的兼容性视频卡是否采用了硬件压缩四路视频采集卡视频捕获卡八路视频采集卡视频捕获卡视频输入：8通道画质：9比特超高画质（超过硬压缩与其他软压缩的8比特画质）总压缩方式：H.264/MPEG-4任选总资源：200帧/秒显示分辨率：640X480、352X288、320X240录像分辨率：640X480、352X288、320X240压缩比：8-150M/H/C录象方式：持续录像、移动录象、报警录象回放：智能搜索，多画面回放备份：USB与网络远程备份网络协议：TCP/UDP操作系统：Windows2000/XP视频捕获卡第二讲多媒体计算机系统的组成√概述常用的I/O设备√输入设备输出设备通信设备存储设备USB设备数字摄像设备输出设备CRT显示器液晶显示器(LCD)等离子体显示器(PDP)LCD与PDP功耗的比较3D电视视网膜显示屏显示卡绘图仪打印机CRT显示器CRT(CathodeRayTube)是由德国人布劳恩发明，因而一般也称为布劳恩管。一般称为CRT显示器的，是一种在计算机输出显示或图像信息系统中使用的电视监视器。CRT显示器的种类是根据所使用的CRT的种类分类的,有存储型、随机扫描型(XY型)，以及光栅扫描型(家庭用电视机就是这种方式)等阴极射线显示器CRT的结构下图所示，荧光屏的背面涂有点状或线状的R、G、B荧光体液晶显示器LCD是一种低电压、低功耗器件，可直接由MOS-IC驱动，因此器件和驱动系统之间的配合较好。其优点是平面型，结构简单，其显示面也可任意加工制作。使用寿命比较长，目前已知道具有五万小时以上的寿命。液晶显示器是在一定电压下（仅为数伏），使液晶的分子改变排列方式，由于分子的再排列，使液晶及其玻璃构成的显示屏的光学性质发生变化，显示出不同颜色，也就是说液晶显示器是一种液晶利用光调制的受光型显示器件。液晶显示器液晶本身是不发光的，只能产生颜色的变化，需要有光源才能看到显示的内容。传统的液晶显示器（也就是我们通常所说的LCD显示器）采用的是冷阴极荧光灯（ColdCathodeFluorescentTube，简称CCFT）作为背光源。它的工作原理是当高压施加于灯管的两电极后，灯管内少数电子高速撞击电子后产生二次电子发射，开始放电，管内的水银或惰性气体在被撞击后由不稳定状态急速返回稳定状态时，会将过剩能量以紫外线（253.7nm）释放出来，此释放出来的紫外线由萤光粉吸收转换成可见光。液晶显示器虽然从技术上来说，CCFT已经相当成熟，不过CCFT背光使LCD显示器最大只能再现不到80%的NTSC信号所能传输的色彩。同时，CCFT背光源的能量利用效率低下。在光能从背光到屏幕的传输过程中，光能量损耗情况非常严重，最终大约有6%的光能可被真正利用。为了实现更高的亮度和对比度，厂商必须提高光源的输出功率或增加灯管数目，而这样带来的后果就是整机功耗增加。液晶显示器LED由数层很薄的掺杂半导体材料制成，一层带有过量的电子，另一层则缺乏电子而形成带正电的空穴，工作时电流通过，电子和空穴相互结合，多余的能量则以光辐射的形式释放出来。通过使用不同的半导体材料可以获得不同发光特性的发光二极