1.4.5 输入设备和输出设备

输入设备用于使计算机感知外部世界的信息，输出设备用于将计算机的处理结果呈现给外部世界。输入/输出设备是计算机和外界交换信息的工具，也是人和计算机进行交互的工具。

1. 输入设备——穿孔纸带

穿孔纸带是早期计算机的输入和输出设备，如图1-50所示，它将程序和数据转换为二进制数码，带孔为1，无孔为0，经过光电扫描输入计算机。

纸带作为输入设备，直观性差，操作难度大，对使用者的要求较高。

2. 输入设备——键盘

键盘是最主要的输入设备，通过键盘可以将英文字母、数字、标点符号等输入计算机中，从而向计算机发出命令、输入数据等。

图1-51所示是现代计算机和手机普遍使用的键盘布局方式。

3. 输入设备——鼠标

鼠标是一种常用的计算机输入设备，它可以对当前屏幕上的游标进行定位，并通过按键和滚轮装置对游标所经过位置的屏幕元素进行操作。

现在常用的鼠标为光电鼠标，如图1-52所示，通过红外线或激光检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕。

4. 输入设备——扫描仪

扫描仪是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将纸质文档、图形或图像转换为数字的装置。从最原始的图片、照片、胶片到各类文稿资料都可以用扫描仪输入计算机中，进而实现对这些图像形式的信息的处理、管理、使用、存储、输出等，配合光学字符识别软件OCR（Optic Character Recognize，光学字符识别）还能将扫描的文稿转换成计算机的文本形式。图1-53所示为平面扫描仪。

5. 输入设备——手写笔

手写笔可以在手写识别软件的配合下输入中文和西文，使用者不需要再学习其他的输入法就可以轻松地输入中文。手写笔还具有鼠标的作用，可以代替鼠标操作，并可以作画。

如图1-54所示，手写笔一般包括两部分：与计算机相连的写字板、在写字板上写字的笔。

6. 输入和输出设备——触摸屏

触摸屏（Touch Screen）是一种可接收手指等输入信号的感应式液晶显示装置。触摸屏作为一种输入设备，它是最简单、方便、自然的一种人机交互方式。

触摸屏经常用于公共信息查询、多媒体教学等场所，如图1-55所示，还可用作计算机屏幕，如图1-56所示，甚至作为手机屏幕替代键盘。

7. 输出设备——显示器与显卡

显示器（Display）也称监视器，是一种将信息通过特定传输设备显示到屏幕上，再反射到人眼的显示工具，它是最基本的输出设备。

根据制造材料的不同，显示器可分为以下几种：阴极射线管（CRT）显示器如图1-57所示，液晶（LCD）显示器如图1-58所示、发光二极管（LED）显示器如图1-59所示。其中，LED显示器色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定可靠，是最具优势的新一代显示器。

显卡（Video card，Graphics card）又称显示适配器，如图1-60所示。显卡插在计算机主板的插槽上，将计算机的信息输出到显示器上显示，同时显卡还具有图像处理能力，可协助CPU工作，提高计算机整体的运行速度。

显卡的主要性能指标如下。

（1）GPU（图形处理器）的核心频率：频率越高，性能越强。

（2）显存的容量：显存是显卡上用来存储图形图像的内存，其容量越大越好。

（3）显存的位宽：显存的一个时钟周期传送的数据位数，如128位、192位、256位，其位宽越高越好。

显卡分为集成显卡和独立显卡两种。

（1）集成显卡是将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上的显卡，一般集成显卡的显示效果与处理性能相对较弱。

（2）独立显卡是指将显示芯片、显存及其相关电路单独放在一块电路板上，自成一体而作为一块独立的板卡存在，它通过主板的扩展插槽连接主板。独立显卡不占用系统内存，一般性能较高。

8. 输出设备——打印机

打印机（Printer）是输出设备，它可将计算机的运算结果以人能识别的数字、字母、符号、图形等，按照规定的格式印在纸上。

目前常用的打印机包括针式打印机（见图1-61）、喷墨打印机（见图1-62）、激光打印机（见图1-63）等。

9. 输出设备——3D打印机

3D打印机又称三维打印机，如图1-64所示，是一种快速成形技术的机器，它以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过打印一层层的黏合材料来制造三维物体。把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。

3D打印技术经常用于机械制造、工业设计、建筑、工程和施工等许多领域。

10. 输入和输出设备——声卡

声卡是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件，如图1-65所示。声卡的基本功能是把来自话筒等设备的原始声音信号转换成数字音频，保存在计算机中；或者将计算机中的各种数字声音转换为模拟声波输出到音箱、耳机等设备上。