Реферат: Периферийные устройства ПЭВМ

Контрольная работа по предмету «Вычислительные Системы, Сети иТелекоммуникации»

Вариант 7: Периферийные устройства ПЭВМ

Выполнил: Кондрашкин Сергей Анатольевич,

гр. ЗЭ-101


План

1.     

2.     

3.     

4.     

5.     

6.     

Основное назначение ПУ — обеспечить поступление в ЭВМ изокружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатовработы ЭВМ в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другуюЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможностиприменения ЭВМ.

ПУ ЭВМ включают в себя внешние запоминающие устройства,предназначенные для сохранения и дальнейшего использования информации,устройства ввода-вывода, предназначенные для обмена информацией междуоперативной памятью машины и носителями информации, либо другими ЭВМ,  либо оператором. Входными устройствами могутбыть: клавиатура, дисковая система, мышь, модемы, микрофон; выходными — дисплей, принтер, дисковая система, модемы, звуковые системы, другиеустройства. С большинством этих устройств обмен данными происходит в цифровомформате. Для работы с разнообразными датчиками и исполнительнымиустройствами  используются аналого-цифровыеи цифроаналоговые преобразователи для преобразования цифровых данных ваналоговые и наоборот.

Цифровой интерфейс проще по сравнению с цифроаналоговым,но и для него требуются специальные схемы. Различают последовательную ипараллельную передачу данных, необходима синхронизация взаимодействующихустройств. Один из наиболее распространенных стандартов RS-232C (Reference Standart №232 Revision C).Последовательные интерфейсы применяются для передачи данных на любыерасстояния. Однако на короткие расстояния целесообразнее передавать данныебайтами, а не битами, для этого используют параллельные интерфейсыввода-вывода.

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в  компьютер.  Главное их предназначение — реализовывать воздействие на машину.  Разнообразие выпускаемых устройств вводапородили целые технологии: от осязаемых до голосовых.  Хотя они работают по различнымпринципам,  но предназначаются дляреализации  одной задачи -  позволить пользователю связаться со своим компьютером.

Несколько десятилетий назад для ввода-вывода использовалсятелетайп, который при печати производил много шума. Сейчас используетсяклавиатура для ввода данных и монитор для наблюдения выводимых данных. Дляполучения документальной копии используется принтер.

Главным устройством  ввода  большинства  компьютерных систем является  клавиатура. До  тех  пор, пока   система  распознавания голоса не смогут надежновоспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд  ли изменится, хотя в новойоперационной системе OS/2MERLIN 4.0 встроена система распознавания речи. IBM сначаларазработала,  по крайней  мере, восемь  разновидностей клавиатурдля своих персональных компьютеров. В основном использовалась клавиатура типаXT, состоящая из 83 клавиш.  Посленескольких  лет  критики  IBM   разработала   и представила новую клавиатуру вместе сновой моделью. Это была АТ. Вместе с производством модернизированных АТ, IBMначала выпускать новый тип клавиатуры, названной IBM улучшенной  клавиатурой, которую используют и поныне. Новсе остальные называют ее расширенной клавиатурой. Усовершенствование вылилосьв увеличение числа  клавиш.  Их общее количество 101, что соответствуетстандарту США.

Для многих людей клавиатура представляется самым трудным инепонятным атрибутом. Благодаря этому и тому, что интерфейсы DOS и OS/2 непрощают ошибок, теряется большое количество пользователей РС. Для преодоленияэтих недостатков было разработано графическое управление меню пользовательскогоинтерфейса. Эта разработка породила специальное указывающее  устройство, процесс становления которогодлился с 1957 по 1977 год. Устройство позволяло пользователю  выбирать  функции меню, связывая его перемещение сперебором функций на экране. Одна или несколько  кнопок,  расположенных сверху этого устройства,позволяли пользователю указать компьютеру свой выбор. Устройство было довольноминиатюрным и легко могло поместиться под ладонью с расположением кнопок под пальцами. Подключение производитсяспециальным кабелем,  который придаетустройству сходство с мышью с длинным хвостом. А процесс перемещения мыши и соответствующего  перебора функций меню заработал термин «проводка мыши».  Мыши различаются по трем характеристикам — числу кнопок,  используемой технологии итипу соединения устройства с центральным блоком. В первоначальной  форме в устройстве была одна кнопка. Переборфункций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только припомощи кнопки,  что позволяет избежать случайногозапуска  задачи  при переборе  функций меню. С помощьюодной кнопки можно реализовать  толькоминимальные возможности  устройства. Всяработа  компьютера в этом случаезаключается в определении  положения  кнопки — нажата она или нет. Тем не менее,хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управлениекомпьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, однакнопка может использоваться для запуска функции, а вторая  для ее отмены.Вне всяких сомнений,  три  кнопки еще более увеличат гибкостьпрограммирования. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходствоустройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически трикнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному,  среднему, безымянному пальцам на кнопках в товремя  как большой и мизинециспользуются  для  перемещения мыши и удержании ее в ладони. Большинство моделей снабжаются двумя илидаже одной кнопкой. Самые  популярные — двухкнопочные мыши. Функционально к устройствам типа «мышь» можноотнести джойстик, шар трассировки, графический планшет, трекпойнт.

Со времени использования монитора для наглядного выводаданных произошло большое конструктивное усовершенствование его функций. Еслисначала в качестве монитора использовался электронно-лучевая трубка обычноготелевизионного приемника, то в дальнейшем требования к нему увеличились. Вчастности, в монохромном стандарте MDA разрешающая способность составляла 720x350 пикселей. В следующем, цветномстандарте CGA,созданном в 1982 году — 640x200 пикселей, EGA1984 года — 640x350,VGA 1987 года — 640x480, SVGA — 800x600. Сейчас стандартныевозможности монитора — 1024x768при 32-битном представлении цвета, возможно дальнейшее распространениеразрешения 1280x1024пикселей. Это позволяет использовать при изображении документов режим WYSIWYG — режим полногосоответствия, то есть изображение на экране представляется идентично тому, чтов конечном итоге появится на принтере.

Система дисплея состоит из двух частей: адаптера дисплея исамого монитора. Адаптеры монитора разделяют по поддерживаемому стандарту (EGA, VGA, SVGA), ширине шины(8-битная, 16-ти или более), частоте кадров, частоте строк могут использоватьсяс графическими сопроцессорами, объему используемых микросхем памяти (до 4 Мбайти более). Дисплеи различаются по разрешающей способности, шагу точек в линии, частотыразвертки, типу развертки (полная или чересстрочная), размеру экрана. Адаптернепрерывно сканирует видеопамять, формирует ТВ-сигнал, который подается вмонитор. После получения копии содержимого видеопамяти эти данные встраиваютсяв ТВ-сигнал. ТВ-сигнал, в котором закодировано содержимое видеопамяти,выводится по кабелю в монитор. Монитор обрабатывает ТВ-сигнал с данными извидеопамяти и показывает их на экране.

В персональных компьютерах применяются самые разнообразныесхемы формирования звуковых сигналов — от простых до сложных. Стандартно с ПЭВМпоставляется простая схема, состоящая из четырех микросхем и динамика.Динамиком управляет драйвер реле, он усиливает входные цифровые сигналы иподает в динамик. Диффузор динамика приходит в движение и издает резкие щелчки.Управляя частотой движения, можно сформировать широкий диапазон звуков (до 3000Гц). Используя более сложные микросхемы или звуковые платы, можно извлекатьсамые разнообразные звуки, создавать стереозвучание.

Для ввода-вывода данных используются разнообразные типыПУ: накопители на гибких дисках (дискеты), накопители на жестких дисках(винчестер), ленточные, магнитооптические, CD-ROM, WORM. Сейчас наиболее популярны накопители на гибких ижестких дисках; первоначально же использовались перфоленты и перфокарты, позже- магнитная лента..

 В настоящее  время используются накопители на гибкихдисках (5.25’’ или 3.5’’). В зависимости отплотности записи емкость 5.25’’дисков может быть 360 Кбайт, 1.2 Мбайт, 3.5’’ — 720 Кбайт и 1.2 Мбайт. Емкостьнакопителей           на жестких дискахсоставляет от 20 Мбайт до нескольких Гбайт. Поверхность диска покрыта окисьюжелеза, любая точка которой может быть намагничена. Намагниченные пятна привращении образуют окружности, называемые дорожками. На дискетах дорожкинумеруют от 0 до 39 (79). Дорожка разбивается на сектора (от 9), в каждомсекторе можно хранить 512 байт данных. Скорость вращения дисков в накопителесоставляет 300 об/мин и более. Магнитную головку, закрепленную на рычаге, можнобыстро позиционировать на любую дорожку. Принципиально накопители на жесткихдисках отличаются материалом дисков и тем, что в герметичном корпусе содержитсянесколько дисков, и плотность записи более плотная.

Диски хранят данные в последовательной форме, а процессорсчитывает и записывает данные по параллельной шине данных. Функциипреобразования данных выполняет интерфейсная система. В семействе IBM PC  накопителями управляет контроллер диска,подключенный плоским кабелем к накопителю. Перед передачей данных накопительподает сигнал на одну из четырех линий запроса контроллера. Контроллер отвечаетвыходным сигналом на соответствующей линии подтверждения. После этого контроллерпередает сигнал в остальные устройства ввода-вывода. Затем в контроллерзагружаются начальный адрес и число передаваемых байтов. Данные начинаютпередаваться  с диска через платуконтроллера на шину данных и в запоминающее устройство. После передачи данныхуправление шиной данных возвращается процессору. В интерфейсе диска необходимамикросхема, которая преобразует данные из последовательной формы в параллельнуюи наоборот. С одной стороны платы имеется вход с шины данных компьютера, а сдругой — вход от дискового накопителя. Между ними находится микросхема сдвига,которая преобразует данные. (Можно дополнить)

Ленточная система применяется, в основном, при созданиирезервных копий, при передаче больших массивов информации. На сегодняшний деньимеется множество систем, используемых в ПК: девятидорожечная бобинная система,картриджи на полдюйма, на четверть дюйма; системы на восьмимиллиметровой ленте,на кассетах, на видеокассетах и цифровых аудио-ленточных (DAT) картриджах. Дешевизна ленточныхсистем позволяет еще долго использовать эти накопители, искупая их низкуюскорость поиска данных на ленте.

На сегодня существуют три технологии оптической памяти.Первый тип — это дисковод ПЗУ (постоянного запоминающего устройства) накомпакт-диске (CD-ROM),названный так потому, что он использует оптические диски по образцу оптическихдисков в стереосистемах, и функционально соответствует постоянной памяти.Второй — дисковод WORM — Записывают Один раз, Читают Много раз (Write Once, Read Many times). Последний, и наиболее многогранный,известен под многими именами — перезаписываемый оптический, стираемыйоптический, магнитооптический.

CD-ROMявляются, в основном, адаптацией компакт-дисков цифровых аудиозаписывающихсистем. Цифровые данные записываются на диск, используя специальноезаписывающее устройство, которое наносит микроскопические ямки на поверхностидиска. Информация, закодированная с помощью этих ямок, может быть прочитанапросто путем регистрации изменения отраженности (ямки будут темнее, чем фонблестящего серебристого диска). Как только CD-ROM будет отштампован с помощью прессов, данные уже не могутбыть изменены, углубления будут вечны.

Хотя дисководы WORM похожи на CDROM, они способны записывать «внутрь» диска. Как и в CD ROM, WORM-устройствазапоминают данные с помощью физических изменений поверхности диска, но делаютони это по-другому. Нанести ямки в WORM-среде трудно, так как поверхность защищена прозрачнымпластиком. Вместо образования ямок в WORM-дисках применяется затемнение. То есть WORM-системы просто затемняютповерхность или, точнее, испаряют часть ее. Однажды записав на диск информацию,в дальнейшем можно будет только считывать информацию с WORM-диска. Долговечность WORM-дисков оценивается, какминимум, в 10 лет. Объем данных, хранимых на одном диске WORM и CD ROM, составляет 650 Мбайт.

В противоположность этим двум неизменяемым типам дисков,перезаписываемые оптические устройства выполняют именно то, что следует из ихназвания. Данные могут быть записаны на такие диски в форме, которая позволяет ихоптическое считывание. Идея оптических перезаписываемых носителей заставиларазличных производителей начать развитие, по крайней мере, трех технологий — красящих полимеров, фазовых изменений и магнитооптики, две из которых позволилиобеспечить высокую плотность хранения, возможную только на оптическихносителях, а третья дала потенциальную возможность развивать эти носители внаправлении обеспечения перезаписи хранимых данных. В системах с красящимполимером подкрашенный внутренний слой обесцвечивается от нагрева лазером. Всистемах с изменением фазы, материал, используемый для записи, может быть ввиде правильной кристаллической решетки или в виде хаотично расположенныхмолекул, при этом его отражательная система изменяется. В системах смагнитооптическим носителем используется эффект Карра — поворот вектораполяризации лазерного луча магнитным полем материала диска, который можнохорошо определить. Недостаток перезаписываемых дисков, основанных на первыхдвух принципах — старение рабочего материала, третьего — невысокая скоростьзаписи.

Для вывода результатов работы используют принтеры. Внастоящее время используется четыре принципиальных схемы нанесения изображенияна бумагу: матричный, струйный, лазерный, термопереноса. При матричной печатипечатающая головка ударяет иглами по бумаге через красящую ленту, изображениеформируется в виде точек. При струйной печати печатающая головка выбрасываетчерез тонкие сопла краску на бумагу. При лазерной печати лазер поляризуетповерхность печатающего барабана, к которой прилипают мелкие частицы красящегопорошка. Краска наносится на бумагу и при нагреве впаивается в ее поверхность.При термопереносе нагревается поверхность специальной бумаги, и в точкахнагрева изменяется цвет с белого на черный. Для точного начертания схем,чертежей используется графопостроитель. Различаются планшетные и барабанныеграфопостроители. Компьютер управляет специальным карандашом, который чертитлинии по поверхности бумаги. В планшетном карандаш передвигается по поверхностив двух направлениях; в рулонном только поперек рулона бумаги, а бумагаперемещается вперед-назад.

Литература:

1.     

2.     

3.     HARD'n'SOFT" 1995-96гг.

еще рефераты
Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам