Многообразие внешних устройств, подключаемых к компьютеру.

Внешние устройства (ВУ), или периферия, — это важнейшая составная часть любого компьютера. Достаточно сказать, что по стоимости ВУ иногда могут составлять 50 —80 % всего ПК. От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК в профессии.

Внешние устройства обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой, пользователями, объектами управления и другими компьютерами. Они весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков. Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

ü внешние запоминающие устройства, или внешняя память ПК;

ü диалоговые средства пользователя;

ü устройства ввода информации;

ü устройства вывода информации;

ü средства связи и телекоммуникации.

Внешняя память относится к внешним устройствам ПК и используется для долговременного хранения любой информации, которая может когда-либо потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранится все ПО компьютера. Внешняя память содержит разнообразные виды запоминающих устройств, но наиболее распространенными, имеющимися практически на любом компьютере, являются накопители на «жестких» магнитных дисках (НЖМД). Назначение этих накопителей —хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в ОЗУ.

В качестве устройств внешней памяти используются также запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте (стримеры), накопители на компакт-дисках (CD-ROM — это Compact Disk Read Only Memory — компакт-диск только для чтения информации на нем, либо пишущие CD-RW (Read-Write), а также флеш-память.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), манипуляторы типа «мышь» и устройства речевого ввода (вывода) информации.

Видеомонитор (дисплей) — устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации.

Устройства речевого ввода (вывода) относятся к быстроразвивающимся средствам мультимедиа.

Устройства речевого ввода — это различные микрофонные акустические системы, «звуковые мыши», например со сложным ПО, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и закодировать. Устройства звукового (речевого) вывода — это различные синтезаторы звука (речи), выполняющие преобразования цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.

К устройствам ввода информации относятся:

ü клавиатура — устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;

ü графические планшеты (дигитайзеры) — для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;

ü сканеры (читающие автоматы) — для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей. В устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат;

ü манипуляторы (устройства указания): джойстик-рычаг, мышь, трекбол в оправе, световое перо и др. — для ввода графической информации на экран монитора путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;

ü сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с экрана дисплея в ПК.

ü К устройствам вывода информации относятся:

ü мониторы - это периферийное компьютерное устройство, которое отображает движущиеся или неподвижные изображения, созданные компьютером и обработанные графической платой в компьютере.

ü принтеры — печатающие устройства для вывода информации на бумажный носитель, по своим конструкциям разделяются на матричные, струйные и лазерные;

ü графопостроители (плоттеры) — для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания 100 —1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов; наибольшая разрешающая способность и четкость изображения у лазерных плоттеров, но они и самые дорогие.

Средства связи и телекоммуникации предназначены для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим компьютерам и компьютерным сетям (сетевые интерфейсные платы, сетевые адаптеры, «стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы).

В глобальных сетях функции сетевого адаптера выполняет модулятор-демодулятор — модем. Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе — средствам мультимедиа.

Средства мультимедиа (multimedia) — это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.

К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и вывода информации; широко распространенные уже сейчас сканеры (поскольку они позволяют автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки); высококачественные видео- (video-) и звуковые (sound-) платы, платы видеозахвата (videograbber), снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК; высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами. Но, пожалуй, еще с большим основанием к средствам мультимедиа относят оптические диски, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации — компакт-диски.

Учитывая большую емкость CD (от 650 Мбайт до 4 Гбайт и более), высокую надежность и долговечность, стоимость хранения информации на CD для пользователя оказывается несравнимо меньшей, нежели на магнитных дисках. Это уже привело к тому, что большинство программных средств самого разного назначения поставляется на CD. На компакт-дисках организуются обширные БД, целые библиотеки; на CD представлены словари, справочники, энциклопедии; обучающие и развивающие программы. В чисто бытовом аспекте CD можно использовать для хранения аудио- и видеозаписей, т. е. вместо плеерных аудио- и видеокассет. Следует упомянуть, конечно, и о большом количестве программ компьютерных игр, хранимых на CD.

Мультимедийные проекторы обеспечивают проекцию на большой экран «картинки» с монитора и могут подключаться либо вместо монитора, либо параллельно с ним.

К системной шине и микропроцессору ПК наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и некоторые дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора: контроллер прямого доступа к памяти, сопроцессор ввода (вывода), контроллер прерываний и др.

Контроллер прямого доступа к памяти освобождает микропроцессор от прямого управления накопителями на магнитных дисках, что существенно повышает эффективное быстродействие ПК. Без этого контроллера обмен данными между внешним и оперативным запоминающими устройствами осуществляется через регистр микропроцессора, а при его наличии данные непосредственно передаются между внешним и оперативным запоминающими устройствами, минуя микропроцессор.

Сопроцессор ввода (вывода) за счет параллельной работы с микропроцессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода (вывода) при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплей, принтер, накопители на «жестких» и «гибких» магнитных дисках и др.); освобождает микропроцессор от обработки процедур ввода (вывода), в том числе реализует и режим прямого доступа к памяти. Важнейшую роль играет в ПК контроллер прерываний. Прерывание — временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, более важной (приоритетной) программы.

Прерывания возникают при работе компьютера постоянно. Достаточно сказать, что все процедуры ввода (вывода) информации выполняются по прерываниям, например, прерывания от таймера возникают и обслуживаются контроллером прерываний 18 раз в секунду (естественно, пользователь их не замечает).

Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в микропроцессор. Получив этот сигнал, микропроцессор приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы.