什么是输入输出系统?

[拼音]：shuru-shuchu xitong

[外文]：input-output systems

信息处理系统中完成输入和输出过程的子系统。输入过程是从信息处理系统外部将待处理的信息经必要的转换，以系统能够接受的形式送入系统。输出过程把经过信息处理系统处理过的信息以人能识别或其他系统能接受的形式输出。

对于人来说，向系统输入最自然的形式是说话、写字、画图、手的动作等，而接受系统输出最自然的形式是听话（语句，数字或特殊声响）、阅读印出的资料、画或图片。关于自然形式的输入输出已有相当的研究成果，如语音识别，文字识别，特别是手写体文字的识别，图像识别，语音合成，计算机绘图等，但大多数信息处理系统仍还使用着传统的输入输出设备。

信息输入时要说明信息的具体内容、信息的形式和时间。信息输入按信息的来源（称目标系统）和处理系统之间连接的不同可分为间接连接、半直接连接和直接连接。间接连接把目标系统的信息记录在数据载体上，再通过输入设备输入处理系统。常用的载体有穿孔卡片、穿孔带、磁带、磁盘等。半直接连接利用处理系统能够处理的原始文件连接目标系统和处理系统。常用的原始文件有标记文件、磁墨水字符文件、印刷体光学字符文件和手写体光学字符文件等。直接连接通过键盘、光笔、记录设备、传感器等将信息直接输入处理系统。信息输入按照采集系统和处理系统之间控制的不同又可分为脱机输入和联机输入。脱机输入时,信息采集系统与处理系统之间通过二次数据载体相连接。联机输入时，信息采集系统将信息直接输入处理系统。信息输入还可按输入设备的智能程度分为非智能输入和智能输入。非智能输入的信息为数据，输入设备单纯地把数据转换成处理系统能够识别的代码输入。智能输入不仅能进行数据转换,还能进行运算,或直接输入声音、图像、文字标记等信息。常用的输入方式有穿孔卡片、穿孔带、磁带、磁盘和字符阅读等多种。

穿孔卡片是在预定位置处穿孔的组合表示数据。最常用的卡片宽 82.6毫米，长187.3毫米，厚1.78毫米。它有80个垂直的列，每列有12个穿孔位置。在一列上穿1、2或 3个孔表示一个字符。每张卡片可记载一件事务、一笔帐目或一个记录。穿孔卡片在初期的电子数据处理系统中，曾被广泛地使用。卡片输入是脱机输入,先用键盘穿孔机将数据记录在卡片上,然后通过读卡机送入处理系统。读卡机把卡片上孔眼组合转换成二进制代码送入处理系统，典型的输入速率为每秒2000个字符。

穿孔带由纸、塑料或金属制成，在带上穿圆孔来记载数据。按带的宽度分为8单位带、7单位带和 5单位带。在带的横向一排穿孔位置上孔眼的组合代表一个5～8位的字符代码。穿孔带输入是脱机输入，先用穿孔机将数据记录在穿孔带上，然后由穿孔带阅读机将数据送入处理系统。穿孔带也可在许多事务处理机（例如电传打字机、现金收入记录机等）上作为正常业务 *** 作的直接副产品而得到。穿孔带阅读机把穿孔带上的孔眼组合转换成二进制代码送入处理系统。典型的输入速率为每秒1000个字符。

磁带利用表面磁层的磁化方向来记录信息。它具有密度高、经济性好、易于擦掉再用等优点，是电子数据处理系统中使用最多的输入输出载体。常用的磁带12.7毫米（1/2英寸）宽,每盘61米(2400英寸)长，盘径266.7毫米(10.5英寸)。在横向上记录一个字符,称为一帧，每帧含有7个或9个二进制位(比特)。磁带的存储密度为246帧/毫米,每秒可读写125万个字符。在电子数据处理系统中使用的磁带机能在几毫秒内启动或停止，并能保证磁带高速平稳地通过磁头(5088毫米／秒)。磁头上有一线圈，它将磁带表面记录的信息转换成电信号输入处理系统。小型电子数据处理系统常用盒式磁带机，盒式磁带使用方便、经济。典型读写速度为10～2000字符／秒。

磁盘用不导磁的圆盘作基体，表面上涂有磁性层来记载数据,安装在一根垂直的轴上,以2400～3600转／分的速度旋转。磁盘是一种最重要的数据载体。典型的磁盘组由 1～12个磁盘组成，盘径为356、254、203毫米（14、10、8英寸）不等。读写磁头安装在梳状存取机构上，可在盘径方向水平移动。磁盘组的读写速率为每秒156000～885000个字符,存储容量为7.25～200兆个字符。小型电子数据处理系统广泛使用软磁盘。它的基体由塑料制成,盘径76毫米、127毫米或203毫米（3英寸、5英寸或8英寸），装在黑色的塑料封套中。磁盘旋转时，封套保持不动。软磁盘可以随时从驱动器上取下更换，使用方便，价格低廉。

它是直接联机输入，直接读出由打印机、打字机、现金收入记录机和印刷票据上的字符，将它转换成处理系统可读的代码。有光学字符识别 (OCR)和磁性墨水字符识别(MICR)。光学字符识别器利用光学原理可以识别两种标准字体(OCR-A和OCR-B)。磁性墨水字符识别器利用检测磁性标记可以识别用专门的磁性墨水打印的字符，它不会因非磁性的脏物或铅笔记号等发生识别错误，比光学字符识别器更为可靠。字符阅读机还可读入条形码表示的信息。条形码是60年代开始为铁路所采用。条形码最常用在标志盒装食品或罐头的种类和价格上。它由一连串黑白相间的条子组成，一般被称为国际产品码。超级市场的收款员只要将商品贴有条形码的一面轻轻擦过条形码扫描器的“窗口”，有关商品的信息就会输入到与之相连的微型计算机中。计算机迅速算出总价格。条形码已广泛用于库存管理、医院病例、书籍定价、图书馆流通管理以及工厂装配线等方面。字符阅读机促进了人机通信的进展。人们所能认识的图形可以自动地转换成机器能够识别的图形。许多原始文件(数据清单,票据等)可直接输入计算机而无需再作介质转换，从而省掉了大量的穿孔按键等准备数据的劳动，大大提高了计算机的使用效率。现代汉字识别和手写体识别技术也取得了一定成功。

它有一个类似于打字机的输入键盘和一个阴极射线管的显示屏。信息直接从键盘输入，输入的数据首先在屏幕上显示，如果发现错误，可以立即删除或修改，然后送入处理系统。也可用光笔输入信息，光笔是形状象笔的光检测装置，由 *** 作员掌握，用它指定屏幕上的某一点，即可对此点的信息进行修改、增添或删除。光笔在屏幕上移动可以画出相应的图形。 CRT终端是使用最广泛的输入输出设备。

直接把汉字转换成处理系统能够识别的代码输入。汉字输入系统是中文信息处理系统的重要组成部分。

把复杂图形如指纹、航测图、卫星遥感图片等通过摄像装置或传真机送入系统并加以识别，经过压缩、处理，转换成处理系统能够识别的代码（见计算机图形学）。

直接把声音、语言转换成处理系统能够识别的代码输入。

利用模数转换器可把从传感器上收集到的连续变化的信息（模拟量）转换成处理系统能够接受的数字。把模拟量转化为数字分四步进行：取样、保持、量化、编码。

经处理系统加工处理的信息通过相应的输出子系统输出到数据载体上。某些实时控制对象要求处理系统输出模拟量，则需要采用数模转换器将输出的数据转换成模拟量。常用的输出方式有打印、显示和缩微胶片等。

它输出可供人阅读的纸页文件，按工作原理分为串行和并行两种。串行打印机每次打印一个字符，并行打印机每次打印在一行内的多个字符，又称为行式打印机。按印字原理打印机可分为打击式和非打击式两种。打击式打印机又可分全字型式和针式。全字型式有许多打印锤，当与输出的字符相对应的字型元件运动到打印锤下时，打印锤把带有油墨的色带和纸页压到字型元件上，在纸上印出输出的字符。字型元件可以是旋转的字符鼓、水平运动的字型链或水平摆动的字型杆。针式打印机的打印元件是一个点阵钢针组，印刷的字符由点阵组成，驱动相应的钢针杆，打击色带压在纸上就印出字符的点阵。针式打印机为串行式,打印速度为100～300字符／秒;全字型式为并行式,每分钟打印300～2000行,每行有80～132个字符。非打击式打印机有静电印刷机、热敏打印机和激光打印机等。静电印刷机用静电吸附在纸上形成图像或字符，工作过程包括记录、显影和定影。印刷速度为4000～18000行/分。热敏打印机使用特殊的热敏纸，用电加热使纸上显示字符和图形。激光打印机采用激光和电子照相技术，先根据字符图形发生器的信息使激光器的光束经光调制器产生折射形成激光图像;接着通过扫描多面转镜把图像反射到感光鼓上,形成字符、图像的静电潜像，然后用色粉使潜像变成色粉图像，转印到记录纸上，经过加热使色粉中的树脂熔化形成永久图像。

它以可见光形式把字符和图形显示出来。显示器件具有发光二极管、液晶显示器件和阴极射线管(CRT)。CRT终端可与处理系统直接相连，也可作为远程终端。典型的显示速度每秒10万个字符，是理想的人机对话工具。

它用光学照相法把输出信息保存在胶片上,简称COM。胶片上的信息需要借助于缩微胶片阅读机才能阅读。印字速度为 1200～30000行／分，占用的存放空间小，是存档的好方法。