小土刀

【计算机系统导论】第五章 来去之间 输入输出

冯诺依曼提出的计算机架构中,除了前面提到的处理器和存储器,剩下的就是本章中的输入和输出的。如果把计算机看做一个黑盒子,输入输出才是我们真正与之交互的方式。随着计算机系统的不断发展,一些崭新的学科也应运而生,人机交互便是其中之一。


冯诺依曼提出的计算机架构中,除了前面提到的处理器和存储器,剩下的就是本章中的输入和输出的。如果把计算机看做一个黑盒子,输入输出才是我们真正与之交互的方式。随着计算机系统的不断发展,一些崭新的学科也应运而生,人机交互便是其中之一。如果说计算机等于终端加上主机,那么终端就包括输入设备和输出设备。

从最初的开关、纸带到后来的电传打字机,再到键盘鼠标,人们利用工具作为肢体的延伸,虽然不够自然,但却在计算机与人类间找到了沟通的平衡。随着各类传感器的进步,我们的各种感觉也逐渐成为了输入的方式。我们可以用麦克风输入声音,用摄像头输入图像,用压力屏输入力度,用 Kinect(注:微软的一款捕捉用户动作的设备)输入姿势,这么看来,就差味觉和嗅觉没有被利用上了。

而输出装置的发展则随着近年来虚拟现实和增强现实技术变得愈发火热。从最初的打字机到各类显示器,从喷墨打印机到 3D 打印,输出装置的目标是更接近现实生活。显示器的效果越来越逼真,3D 打印甚至直接可以制造出看得见摸得着的物品,耳机和音响也愈发让人身临其境。

输入和输出装置的发展促成了人机交互这门交叉学科的诞生,从设计到心理,从色彩到逻辑。人机交互力求以最自然最符合人类思维的方式降低操作和使用计算机系统的门槛。而在各种令人眼花缭乱的交互方式下,是数据在输入与输出设备之间,在计算机系统中通过各种总线进行的规范化的数据交换。总线又根据在之中流动的数据的不同,而分为数据总线、地址总线、控制总线、扩展总线、局部总线等等。而具体的数据传输方式则是由不同的标准决定的,我们熟知的 USB 就是其中的一种。

在本章的最后,我们会顺着命令行与终端模拟器的发展历史来过一遍计算机系统的发展。为什么许多终端模拟器的开头都是 tty?为什么在图形界面大行其道的现在,程序员们仍然必须掌握命令行相关的知识与操作呢?当我们从那个没有显示屏,没有鼠标,也没有声音的时代一路走来,就会发现暮然回首,时代发展之快,另所有人措手不及。

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