Разновидности периферийных устройств

Периферийное оборудование — это совокупность аппаратно программных средств осуществляющих взаимодействие ЭВМ с внешней средой, хранение информации, подготовку и преобразование информации к виду удобному для операций ввода / вывода.

Классифицировать периферийные устройства принято по двум основным признакам - скорости обмена данными с другими компонентами ЭВМ и функциональному назначению. Классификационная таблица приведена далее.

 

Группа ПУ	Быстродействие	Способ передачи данных	Типичные устройства
Низко - скоростные	до 100 байт/сек	Посимвольный	Клавиатуры, мыши
Средне -скоростные	до 1000 байт/сек	Группа символов	Принтеры, сканеры, винчестеры
Высоко - скоростные	500 Кбайт/сек и более	Блок, массив	НМЛ, НМД, оптические дисководы, флэш-память, мультимедиа - проекторы, интерактивные доски

 

Следует отметить, что четких границ между 3-мя указанными группами нельзя установить, т.к. разные устройства (ПУ) в зависимости от их характеристик могут попадать в разные группы.

С точки зрения пользователя периферийное оборудование принято, делить на локальное и терминальное:
а). Локальное - это периферийная аппаратура, устанавливаемая в непосредственной близости от ЭВМ, к которой подключена и с которой работает.

б). Терминальное (или удаленное) размещается на рабочих местах пользователя и соединяется с ЭВМ с помощью различных линийсвязи, в том числе достаточно протяженных в пространстве.

 

По выполняемым функциям периферийное оборудование включают в себя:

а). Средства хранения информации.
б). Средства ввода-вывода информации.
в). Средства телеобработки, коммуникации и приема-передачи информации.

Средства хранения информации представлены внешними запоминающими устройствами (ВЗУ) — НМЛ, НМД, НОД, винчестеры, флэш-память.

Средства ввода - вывода информации представлены тремя основными разновидностями устройств:

· средства ввода - выводас машинных носителей;

· средства ввода-вывода с документов;

· средства прямого взаимодействия пользователя с ЭВМ.

 

Средства ввода-вывода с документов и на документы в настоящее время представлены следующими типами устройств:

· печатающие устройства — принтеры, плоттеры;

· автоматические (сканеры) и полуавтоматические (дигитайзеры) устройства ввода графики и текста;

· средства ввода на основе видеокамер.

Средства прямого взаимодействия пользователя с ЭВМ представлены в настоящее время следующими группами устройств:

· Средства тактильного (ручного) ввода: алфавитные и функциональные клавиатуры, специальные пульты различных устройств.

· Средства отображения информации (диалоговые средства): дисплеи различного типа, плоские панели матричного типа, мультимедиапроекторы, интерактивные доски.

· Средства акустического ввода-вывода: устройства распознавания речи и синтезаторы речи.

· Средства связи с реальными объектами: аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

Каждый из упомянутых выше типов ПУ имеет свою структуру, определяемую его функциональным назначением и

имеет дело с информацией трех типов: данные, команды, адреса (байты состояния).

Временной цикл ПУ состоит из 3-х компонентов:

Тц = Тп + Тож + Тзс,

Тц — времяцикла ПУ, где: Тп — время поиска и логического подключения ПУк ЭВМ, Тож — время ожидания нужного блока данных, Тзс — время записи (в ПУ) или считывания (из ПУ) данных.

Всвою очередь компоненты, входящие в выражение, могут быть определены следующим образом:

Тп = Тп1 + Тп2 + Тп3, (1)

где: Тп1 — время поиска ПУ по адресу, Тп2 — время определения состояния ПУ, Тп3 - время логического подключения ПУк контроллеру или каналу;

Тож = Тож1 + Тож2 + Тож3, (2)

где: Тож1 — время получения команды на выполнение операции, Тож2 — время включения исполнительных механизмов, Тож3 время поиска нужного места на носителе информации;

Тзс = Тзс1 + Тзс2, (З)

где: Тзс1 — время записи / считывания в ПУ одного символа (строки, блока), Тзс2 — время передачи в (из) ПУ.

Перейдем к системам ввода – вывода ЭВМ.

СИСТЕМЫ ВВОДА-ВЫВОДА ЭВМ

Основные этапы развития ЭВМ

Весь период развития ЭВМ от первых машин до современных компьютеров можно разделить на 2 этапа:

Первый этап(50 -60 годы 20 века): это время от появления первой вычислительной машины до внедрения в ЭВМ интегральных схем и микропроцессоров. Этап характеризуется следующими особенностями ЭВМ:

1. Все ЭВМ разрабатывались на собственной уникальной элементнойбазе.

2. Процессоры (арифметико-логические устройства — АЛУ), ОЗУ, устройства управления (УУ) каждой машины имели архитектуру и структуру, присущие только даннойЭВМ.

3. Связь между отдельными устройствами ЭВМ осуществлялась с помощью интерфейсов, используемых только этим типом ЭВМ.

4. Стандартыиспользовались в основном только применительно к периферийным устройствам, и не касались внутренних узлов ЭВМ.

Нельзя не упомянуть об ЭВМ «МИФИ», как о типичном представителе первого этапа. Эта машина одна из первых ЭВМ в СССР. Она уникальна тем, что была создана в учебном вузе, силами сотрудников МИФИ и долгое время использовалась в учебных целях. Сотрудники ее создавшие получили бесценный практический опыт и в последствие стали создателями и ведущими преподавателями кафедры ЭВМ МИФИ (теперь это каф. №12).

Наиболее известные «брэнды» первого этапа развития ЭВМ, это: IBM 360 (370), DЕС, РDР-11, БЭСМ-1 (2, 3, 4, 5, 6), ЕС ЭВМ, СМ(1, 2, 3,4), Урал, Наири, Минск, М-220.

Особо следует выделить ЭВМ БЭСМ – 6, намного опередившую свое время. Она считалась лучшей ЭВМ в мире на тот период, а название «БЭСМ – 6» вошло в английские словари наравне со словом спутник, как самостоятельное слово.

К сожалению, в силу целого ряда причин впоследствии, ведущие позиции СССР в вычислительной технике были утрачены.

На этом этапе были сформулированы основные понятия и определения актуальные до сих пор. Приведем их.

Под архитектурой ЭВМ (вычислительной системы - ВС) понимается система основных функциональных средств, доступных пользователю, и принципов организации процесса переработки информации в ЭВМ на уровне операций над массивами и задачами в целом.

Из этого определения следует, что архитектура объединяет аппаратные и программные средства ЭВМ в систему, то есть архитектура есть логическая организация системы.

Структура ЭВМ — это описание связей между отдельными узлами ЭВМ. Структура ЭВМ является частью архитектуры ЭВМ.

Второй этап (70 годы 20 века и по сей день) начался с появлением интегральных схем и микропроцессоров. Этот этап характеризуется следующими особенностями ЭВМ:

1. Существенно возросла стандартизация, без которой разработка и выпуск компьютеров на новой элементной базе стали невозможны.

2. ЭВМ стали строиться на принципах «трех М» — м одульность, микропрограммируемость, магистральность.

Модуль — представляет собой функционально полное и конструктивно законченное, серийно выпускаемое и программно управляемое устройство. Компьютер собирается из этих модулей с помощью стандартных каналов связи — интерфейсов.

 

Микропрограммируемость — представляет собой подход, с помощью которого определенные действия ЭВМ выполняются за счет заранее подготовленных и записанных в памяти ЭВМ коротких программ, исключающих на этапе программирования задачи написание рутинных операций по выполнению стандартных действий компьютера (например, драйвер это микропрограмма управления периферийным устройством).

Магистральность — средства объединения модулей в единую систему (компьютер или вычислительную систему).
Впервые на втором этапе появилась новая системная среда компьютера — среда передачи информации или система ввода-вывода.