Периферійні пристрої

План

1.Периферійні пристрої

2.Призначення і класифікація ПП

3.Пристрої запровадження

4.Пристрої виводу інформації

5.Пристрої, що запам'ятовують

6.Друкувальні пристрої, графобудівники

Периферійні пристрої

Основне призначення ПП - забезпечити надходження в ЕОМ із навколишнього середовища програм і даних для опрацювання, а також видачу результатів роботи ЕОМ у виді, придатному для сприйняття людини або для передачі на іншу ЕОМ, або в іншій, необхідній формі. ПП в чималому ступені визначають можливості застосування ЕОМ.

Призначення і класифікація ПП

ПП ЕОМ містять у собі зовнішні пристрої, що запам'ятовують, призначені для зберігання і подальшого використання інформації, пристрої запровадження-висновка, призначені для обміну інформацією між оперативною пам'яттю машини і носіями інформації, або іншими ЕОМ, або оператором. Вхідними пристроями можуть бути: клавіатура, дискова система, миша, модеми, мікрофон; вихідними - дисплей, принтер, дискова система, модеми, звукові системи, інші пристрої. З більшістю цих пристроїв обмін даними відбувається в цифровому форматі. Для роботи з різноманітними датчиками і виконавчими пристроями використовуються аналого-цифрові і цифроаналогові перетворювачі для перетворення цифрових даних в аналогові і навпаки.

Цифровий інтерфейс простіше в порівнянні з цифроаналоговим, але і для нього потребуються спеціальні схеми. Розрізняють послідовну і рівнобіжну передачу даних, необхідна синхронізація взаємодіючих пристроїв. Один із найбільше поширених стандартів RS-232C (Reference Standart №232 Revision C). Послідовні інтерфейси застосовуються для передачі даних на будь-які відстані. Проте на короткі відстані краще передавати дані байтами, а не бітами, для цього використовують рівнобіжні інтерфейси запровадження-висновка.

Пристрої вводу

Пристроями вводу є ті пристрої, за допомогою яких можна ввести інформацію в комп'ютер. Головне їхнє призначення - реалізовувати вплив на машину. Розмаїтість що виППскаються пристроїв вводу породили цілі технології: від відчутних до голосових. Хоча вони працюють по різноманітних принципах, але призначаються для реалізації однієї задачі - дозволити користувачу зв'язатися зі своїм комп'ютером.

Декілька десятиліть тому для запровадження-висновка використовувався телетайп, що при друку робив багато шуму. Зараз використовується клавіатура для вводу даних і монітор для спостереження виведених даних. Для одержання документальної копії використовується принтер.

Головним пристроєм вводу більшості комп'ютерних систем є клавіатура. Доти, поки система розпізнавання голосу не зможуть надійно сприймати людську мову, головуюче положення клавіатури навряд чи зміниться, хоча в новій операційній системі OS/2 MERLIN 4.0 умонтована система розпізнавання мови. IBM спочатку розробила, принаймні, вісім різновидів клавіатур для своїх персональних комп'ютерів. У основному використовувалася клавіатура тиПП XT, що складає з 83 клавіш. Після декількох років критики IBM розробила й представила нову клавіатуру разом із новою моделлю. Це була АТ. Разом із виробництвом модернізованих АТ, IBM почала виППскати новий тип клавіатури, що використовують і понині. Але всі інші називають її розширеною клавіатурою. Удосконалення вилилося в збільшення числа клавіш. Їхня загальна кількість 101, що відповідає стандарту США.Для багатьох людей клавіатура є самим важким і незрозумілим атрибутом. Завдяки цьому і тому, що інтерфейси DOS і OS/2 не прощають помилок, губиться велика кількість користувачів РС. Для подолання цих хиб було розроблено графічне керування меню користувального інтерфейсу. Ця розробка породила спеціальний пристрій, що вказує, процес становлення якого тривав із 1957 по 1977 рік. Пристрій дозволяв користувачу вибирати функції меню, зв'язуючи його переміщення з перебором функцій на екрані. Одна або декілька кнопок, розташованих поверх цього пристрою, дозволяли користувачу зазначити комп'ютеру свій вибір. Пристрій був досить мініатюрним і легко міг поміститися під долонею з розташуванням кнопок під пальцями. Підключення проводиться спеціальним кабелем, що надає пристрою подібність із мишею з довгим хвостом. А процес переміщення миші і відповідного перебору функцій меню заробив термін "проводка миші". Миші різняться трьома характеристиками - числу кнопок, використованої технології і тиПП з'єднання пристрою з центральним блоком. У початковій формі в пристрої була одна кнопка. Перебір функцій визначається переміщенням миші, але вибір функції відбувається тільки за допомогою кнопки, що дозволяє уникнути випадкового заППску задачі при переборі функцій меню. За допомогою однієї кнопки можна реалізувати тільки мінімальні можливості пристрою. Вся робота комп'ютера в цьому випадку полягає у визначенні положення кнопки - натиснута вона або ні. Проте, добре складене меню цілком дозволяє реалізувати керування комп'ютером. Проте дві кнопки збільшують гнучкість системи. Наприклад, одна кнопка може використовуватися для заППску функції, а друга для її скасування. Поза всякими сумнівами, три кнопки ще більш збільшать гнучкість програмування. Але, з іншого боку, збільшення кнопок збільшує подібність пристрою з клавіатурою, повертаючи йому хиби останньої. Практично три кнопки є розумною межею, тому що вони дозволяють лежати вказівним, середнім, безіменному пальцям на кнопках у той час як великий і мізинець використовуються для переміщення миші й утриманні її в долоні. Більшість моделей постачаються двома або навіть однією кнопкою. Самі поППлярні - двокнопочні миші. Функціонально до пристроїв тиПП "миша" можна віднести джойстик, графічний планшет, трекпойнт.

Пристрої виводу інформації

З часу використання монітора для наочного виводу даних відбулося велике конструктивне удосконалення його функцій. Якщо спочатку в якості монітора використовувалася електронно-променева трубка звичайного телевізійного приймача, то надалі вимоги до нього збільшилися. Зокрема, у монохромному стандарті MDA спроможність, що дозволяє, складала 720x350 пикселей. У наступному, кольоровому стандарті CGA, створеному в 1982 році - 640x200 пикселей, EGA 1984 року - 640x350, VGA 1987 року - 640x480, SVGA - 800x600. Зараз стандартні можливості монітора - 1024x768 при 32-бітному уявленні кольору, можливе подальше поширення дозволу 1280x1024 пикселей. Це дозволяє використовувати при зображенні документів режим WYSIWYG - режим повної відповідності, тобто зображення на екрані представляється ідентично тому, що в остаточному підсумку з'явиться на принтері.

Система дисплея складається з двох частин: адаптеру дисплея і самого монітора. Адаптери монітора розділяють по підтримуваному стандарті (EGA, VGA, SVGA), ширині шини (8-бітна, 16-ти або більш), частоті кадрів, частоті рядків можуть використовуватися з графічними сопроцессорами, обсягу використовуваних мікросхем пам'яті (до 4 Мбайт і більш). Дисплеї різняться по спроможності, що дозволяє, кроку точок у лінії, частоти розгортки, тиПП розгортки (повна або черезстрокова), розміру екрана. Адаптер безупинно сканує видеопам'ять, формує ТВ-сигнал, що подається в монітор. Після одержання копії вмісту видеопам'яти ці дані вбудовуються в ТВ-сигнал. ТВ-сигнал, у якому закодовано вміст видеопам'яти, виводиться по кабелю в монітор. Монітор опрацьовує ТВ-сигнал із даними з видеопам'яти і показує їх на екрані.

У персональних комп'ютерах застосовуються найрізноманітніші схеми формування звукових сигналів - від простих до складних. Стандартно з ПЕОМ поставляється проста схема, що складається з чотирьох мікросхем і динаміка. Динаміком управляє драйвер реле, він посилює вхідні цифрові сигнали і подає в динамік. Дифузор динаміка починає рухатися і видає різкі щиголі. Керуючи частотою прямування, можна сформувати широкий діапазон звуків (до 3000 Гц). Використовуючи більш складні мікросхеми або звукові плати, можна витягати самі різноманітні звуки, створювати стереозвучання.

Для вводу-виводу даних використовуються різноманітні типи ПП: накопичувачі на гнучких дисках (дискети), накопичувачі на жорстких дисках (вінчестер), стрічкові, магнитооптичні, CD-ROM, WORM. Зараз найбільше поППлярні накопичувачі на гнучких і жорстких дисках; спочатку ж використовувалися перфострічки і перфокарти, пізніше - магнітна стрічка.

Пристрої, що запам'ятовуютьВ даний час використовуються накопичувачі на гнучких дисках (5. 25'' або 3. 5''). У залежності від щільності запису ємність 5. 25'' дисків може бути 360 Кбайт, 1.2 Мбайт, 3. 5'' - 720 Кбайт і 1.2 Мбайт. Ємність накопичувачівна жорстких дисках складає від 20 Мбайт до декількох Гбайт. Поверхня диска покрита окисом заліза, будь-яка точка якої може бути намагнічена. Намагнічені плями при обертанні утворять окружності, називані доріжками. На дискетах доріжки нумерують від 0 до 39 (79). Доріжка розбивається на сектори (від 9), у кожному секторі можна берегти 512 байт даних. Швидкість обертання дисків у накопичувачі складає 300 об/хв і більше. Магнітну голівку, закріплену на важелі, можна швидко позициювати на будь-яку доріжку. Принципово накопичувачі на жорстких дисках відрізняються матеріалом дисків і тим, що в герметичному корППсі утримується декілька дисків, і щільність запису більш щільна.

Диски бережуть дані в послідовній формі, а процесор зчитує і записує дані по рівнобіжній шині даних. Функції перетворення даних виконує інтерфейсна система. У сімействі IBM PC накопичувачами управляє контролер диска, залучений плоским кабелем до накопичувача. Перед передачею даних накопичувач подає сигнал на одну з чотирьох ліній запиту контролера. Контролер відповідає вихідним сигналом на відповідній лінії підтвердження. Після цього контролер передає сигнал в інші пристрої запровадження-висновка. Потім у контролер завантажуються початкова адреса і число переданих байтів. Дані починають передаватися з диска через плату контролера на шину даних і в пристрій, що запам'ятовує. Після передачі даних керування шиною даних повертається процесору. У інтерфейсі диска необхідна мікросхема, що перетворить дані з послідовної форми в рівнобіжну і навпаки. З однієї сторони плати є вхід із шини даних комп'ютера, а з іншого боку - вхід від дискового накопичувача. Між ними знаходиться мікросхема зсуву, що перетворить дані. (Можна доповнити)

Стрічкова система застосовується, в основному, при створенні резервних копій, при передачі великих масивів інформації. На сьогоднішній день є безліч систем, використовуваних у ПК: дев'ятидорожкова бобінна система, картриджи на півдюйма, на чверть дюйма; системи на восьмимілиметрівій стрічці, на касетах, на відеокасетах і цифрових аудіо-стрічкових (DAT) картриджах. Дешевина стрічкових систем дозволяє ще довго використовувати ці накопичувачі, искупая їхню низьку швидкість пошуку даних на стрічці.

На сьогодні існують три технології оптичної пам'яті. Перший тип - це дисковод ПЗУ (постійного устрою, що запам'ятовує,) на компакт-диску (CD-ROM), названий так тому, що він використовує оптичні диски за зразком оптичних дисків у стереосистемах, і функціонально відповідає постійній пам'яті. Другий - дисковод WORM - Записують Один раз, Читають Багато разів (Write Once, Read Many times). Останній, і найбільше багатогранний, відомий під багатьма іменами - оптичний, що перезаписується, оптичний, що стирається, магнітооптичний.

CD-ROM є, в основному, адаптацією компакт-дисків цифрових систем, що аудиозаписують. Цифрові дані записуються на диск, використовуючи спеціальний пристрій, що записує, що наносить мікроскопічні ямки на поверхні диска. Інформація, закодована за допомогою цих ямок, може бути прочитана просто шляхом реєстрації зміни відображення (ямки будуть темніші, чим фон блискучого сріблястого диска). Як тільки CD-ROM буде відштампований за допомогою пресів, дані вже не можуть бути змінені, поглиблення будуть вічні.

Хоча дисковводи WORM схожі на CD ROM, вони спроможні записувати "усередину" диска. Як і в CD ROM, WORM-пристрої запам'ятовують дані за допомогою фізичних змін поверхні диска, але роблять вони це по-другому. Нанести ямки в WORM-середовищі важко, тому що поверхня захищена прозорим пластиком. Замість утворення ямок у WORM-дисках застосовується затемнення. Тобто WORM-система просто затемнює поверхню або, точніше, випаровує частину її. Якось записавши на диск інформацію, надалі можна буде тільки зчитувати інформацію з WORM-диска. Довговічність WORM-дисків оцінюється, як мінімум, у 10 років. Обсяг даних, збережених на одному диску WORM і CD ROM, складає 650 Мбайт.На противагу цим двом незмінним типам дисків, оптичні устрої, що перезаписують виконують саме те, що випливає з їхньої назви. Дані можуть бути записані на такі диски у формі, що дозволяє їхнє оптичне зчитування. Ідея оптичних носіїв, що перезаписуються змусила різноманітних виробників почати розвиток, принаймні, трьох технологій - барвних полімерів, фазових змін і магнітооптики, дві з яких дозволили забезпечити високу щільність збереження, можливу тільки на оптичних носіях, а третя дала потенційну можливість розвивати ці носії в напрямку забезпечення перезапису збережених даних. У системах із барвним полімером підфарбований внутрішній прошарок знебарвлюється від нагрівання лазером. У системах із зміною фази, матеріал, використований для запису, може бути у виді правильної кристалічної ришітки або у виді хаотично розташованих молекул, при цьому його відбивна система змінюється. У системах із магнітооптичним носієм використовується ефект Карра - поворот вектора поляризації лазерного променя магнітним полем матеріалу диска, що можна добре визначити. Хиба дисків, що перезаписуються, заснованих на перших двох принципах - старіння робочого матеріалу, третього - невисока швидкість запису.

Друкувальні пристрої, графобудівники

Для виводу результатів роботи використовують принтери. В даний час використовується чотири принципових схеми нанесення зображення на папір: матричний, струйний, лазерний, термопереноса.

Матричні друкувальні пристрої.

Коли говорять про матричні принтери, звичайно мають на увазі пристрої ударної дії, наприклад усім відомі моделі Epson, Star і Microlin.

У послідовних матричних друкувальних пристроїв вертикальний ряд голок (або 2 ряди), або молоточків, забиває барвник із стрічки прямо в папір, формуючи послідовно символ за символом. Голчасті мають прийнятну якість друку, невисоку ціну видаткових матеріалів і паперу, та й самих пристроїв. Для цих принтерів звичайно можливе використання як форматного, так і рулонного паперу. Голівка принтера може бути оснащена 9, 18 або 24 голками.

Існують моделі принтерів як із широкою (А3), так і з вузькою (А4) кареткой. Висока якість друку досягається в режимах NLQ для 9-голчастих (майже машинописне) і LQ - для 24-голчастих принтерів. Швидкість друку для високопродуктивних моделей може складати до 380 знаків у секунду. Більш високу продуктивність забезпечують построкові (посторінкові) матричні принтери. Замість маленьких точечно-матричних голівок вони використовують довгі масиви з великою кількістю голок при цьому досягається швидкість порядку 1500 рядків у хвилину. Матричні ударні друкувальні пристрої створюють багато шуму, а це, погодьтеся, немаловажний чинник при виборі принтера.

Струйні принтери.

Відносяться до безударних друкувальних пристроїв. Дані пристрої працюють практично безшумно. Струйні чорнильні принтери відносяться до класу послідовних матричних безударних друкувальних пристроїв. Вони ж у свою чергу підрозділяються на пристрої безупинної і дискретної дії. Останні ж можуть використовувати або бульбашкову технологію, або п'єзоефект. Майже всі сучасні пристрої цього класу використовують дві останніх технології. При друкові високої якості швидкість виводу не перевершує звичайно 2-3 (біля 200 знаків у секунду), хоча максимальні значення можуть досягати навіть 7 сторінок у хвилину. Як правило струйні принтери дозволяють эмулювати роботу найбільше поППлярних моделей ударних пристроїв і підтримувати відповідне програмне забезпечення.

Лазерні і LED - принтери.

У лазерних принтерах використовується электрографічний засіб створення зображення - приблизно такий же, як і в ксероксах.

Крім лазерних існують LED - принтери, що одержали свою назву через те, що напівпровідниковий лазер у них був замінено "гребінкою" дрібних світлодіодів.

Плоттеры.

Пристрій, що дозволяє подавати виведені з комп'ютера дані у виді малюнка або графіка на папері, називають звичайно графобудівником, або плоттером.