体系结构-连接

计算机的连接体系结构包括各种输入输出设备及其接口，是计算机系统与外部世界交互的桥梁。

输入设备

1. 人机交互设备

• 键盘
  • 机械键盘
  • 薄膜键盘
  • 触感与反馈
• 鼠标
  • 光学鼠标
  • 机械鼠标
  • 无线技术
• 触控设备
  • 触摸屏
  • 触控板
  • 手写板

2. 传感器设备

• 图像传感器
  • 摄像头
  • 扫描仪
  • 深度相机
• 音频传感器
  • 麦克风
  • 声音采集卡
• 生物传感器
  • 指纹识别
  • 面部识别
  • 虹膜扫描

3. 数据采集设备

• 条码扫描器
• RFID读取器
• 磁卡读取器
• 智能卡读取器

输出设备

1. 显示设备

• 显示器
  • LCD显示器
  • OLED显示器
  • 电子墨水屏
• 投影设备
  • LCD投影
  • DLP投影
  • 激光投影
• 虚拟现实设备
  • VR头显
  • AR眼镜
  • 全息显示

2. 音频设备

• 扬声器系统
  • 多声道音响
  • 智能音箱
• 耳机设备
  • 有线耳机
  • 无线耳机
  • 降噪技术

3. 打印设备

• 打印机
  • 激光打印机
  • 喷墨打印机
  • 3D打印机
• 绘图仪
  • 矢量绘图仪
  • 大幅面打印机

接口技术

1. 有线接口

• USB接口
  • USB 2.0/3.0/4.0
  • Type-C接口
  • 供电标准
• 显示接口
  • HDMI
  • DisplayPort
  • Thunderbolt
• 存储接口
  • SATA
  • PCIe
  • NVMe

2. 无线接口

• 无线网络
  • Wi-Fi 6/6E
  • 蓝牙5.0+
  • NFC
• 移动通信
  • 4G/5G
  • eSIM技术
• 短距离通信
  • 红外线
  • ZigBee
  • UWB

3. 专用接口

• 工业接口
  • RS-232/485
  • CAN总线
  • 工业以太网
• 音视频接口
  • S/PDIF
  • MIDI
  • SDI

I/O控制技术

1. I/O控制方式

• 程序控制I/O
• 中断驱动I/O
• DMA传输
• 通道控制

2. I/O总线

• 系统总线
• 外设总线
• 扩展总线
• 高速互联

3. I/O调度

• 设备驱动程序
• 中断处理
• 缓冲管理
• 设备调度

新兴连接技术

1. 高速互联

• PCIe Gen 5/6
• 光互连
• 芯片互联
• 量子通信

2. 智能接口

• 自适应接口
• 智能识别
• 动态配置
• 功率管理

3. 物联网技术

• 边缘计算
• 传感网络
• 分布式I/O
• 实时控制

连接安全

1. 物理安全

• 接口防护
• 信号隔离
• 防篡改设计
• EMI/EMC防护

2. 数据安全

• 传输加密
• 身份认证
• 访问控制
• 完整性校验

3. 协议安全

• 安全协议
• 漏洞防护
• 固件更新
• 安全审计

参考资料

• USB规范：https://www.usb.org/documents
• HDMI规范：https://www.hdmi.org/spec/index
• PCIe规范：https://pcisig.com/specifications
• 无线技术标准：https://www.wi-fi.org/specifications
• 蓝牙技术：https://www.bluetooth.com/specifications/specs/
• I/O架构设计：https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/io-architecture
• 计算机接口技术：https://ieeexplore.ieee.org/topics/computer-interfaces