Файл: Функциональная система современного персонального компьютера.pdf

- клавиатура – устройство ввода текста, чисел и управляющей информации в основную память ПК;

- устройства ввода алфавитно-цифровой, графической и речевой информации (например, манипулятор «мышь», сканер и др.).

К аппаратным средствам вывода информации из ПК относятся:

- принтер, графопостроитель – устройства для регистрации (пе­чати) информации на бумажном носителе;

- видеомонитор (дисплей) – устройство для отображения визу­альной информации (текстов, чисел, графических изображений и т.д.);

- синтезаторы речи – устройство для вывода звуковой инфор­мации.

Все устройства ПК объединены внутрисистемным интерфейсом и взаимодействуют по адресному принципу: все подчиненные устрой­ства и их составные части имеют конкретные адреса, по которым к ним обращаются устройства управления работой компьютера. Для связи процессора с периферийными устройствами используются спе­циальные устройства сопряжения и обмена, называемые адаптерами (каналами). Через эти каналы осуществляется передача информации между отдельными частями ПК. Существует общий канал, через кото­рый взаимодействуют все входящие в состав ПК устройства, называе­мый системной шиной.

Центральной частью компьютера является системный блок с присоединенными к нему клавиатурой, монитором и мышью. Систем­ный блок и монитор независимо друг от друга подключаются к ис­точнику питания – сети переменного тока.

На корпусе системного блока в доступном для пользователя месте (как правило, на лицевой стороне) расположены по меньшей мере две кнопки или клавиши (включения и перезагрузки компьютера), а так­же световые сигнальные индикаторы. На задней панели системного блока располагаются разъемы для подключения электропитания и для связи с другими устройствами. Разъемы конструктивно выполнены таким образом, что их невозможно перепутать при подключении со­единительных кабелей.

В системном блоке располагаются все основные устройства компьютера:

- микропроцессор – «мозг» компьютера, который выполняет поступающие на его вход команды: проводит вычисления и управ­ляет работой остальных устройств ПК;

- оперативная память, предназначенная для временного хране­ния программ и данных;

- контроллеры, предназначенные для независимого от процес­сора управления отдельными процессами в работе ПК;

- накопитель на гибких магнитных дисках, используемый для чтения и записи на дискеты;

- накопитель на жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на жесткий магнитный диск (винчестер);

---

- дисководы для компакт-дисков, обеспечивающие возмож­ность чтения данных с компакт-дисков и проигрывания аудиоком- пакт-дисков, а также запись информации на компакт-диск;

- блок питания, преобразующий электропитание сети в посто­янный ток, подаваемый на электронные схемы компьютера;

- счетчик времени, который функционирует независимо от то­го, включен компьютер или нет;

- другие устройства.

Порты – это устройства для подключения к системной шине различных внешних устройств. Различают несколько типов портов: внутренний (таймерный), клавиатурный, коммуникационный, игро­вой (джойстик). Каждому порту выделяется группа адресов, по кото­рым в порт записываются или из порта считываются данные, служеб­ная информация для программирования параметров порта и теку­щее состояние порта.

Через таймерный порт можно программировать частоту следо­вания меток времени, используемых в электронных часах компью­тера. Сигналы порта подсчитываются операционной системой, для хранения накопленного числа используется область памяти с опре­деленным адресом.

Клавиатурный порт обеспечивает ввод кодов нажатых кла­виш. Данные от порта накапливаются и обрабатываются в специ­альном кольцевом буфере клавиатуры в определенной области па­мяти.

Коммуникационные порты обеспечивают подключение таких внешних устройств, как мышь, принтер, сканер, внешний модем и некоторых других. Эти порты подразделяются на последовательные (СОМ1 и COM2) и параллельные (LPT).

Последовательные порты обеспечивают двусторонний побай­товый обмен последовательными кодами. Порты размещаются в контроллере, который устанавливается либо на системной плате, либо на мультикарте, и выведен на заднюю панель системного бло­ка. Порты можно запрограммировать на требуемую скорость пере­дачи данных. Используются обычно для подключения мыши и мо­дема.

Параллельные порты могут реализовать либо однонаправлен­ную побайтовую (8 электрических импульсов) передачу параллель­ных кодов, либо двунаправленную. Параллельный порт имеет более высокую скорость передачи информации, чем последовательные порты, и используется для подключения принтера.

Коммуникационные порты используются также для межкомпь­ютерной связи в режиме Link.

Широкое распространение получил порт USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина). Он обеспечивает вы­сокоскоростное подключение к компьютеру сразу нескольких пери­ферийных устройств (сканера, цифровых камер и т.п.).

---

Также высокоскоростное подключение до 7 устройств (винче­стеров, сканеров, CD-ROM дисководов и т.п.) к компьютеру реали­зует интерфейс малых вычислительных систем (Small Computer System Interface). SCSI-адаптеры размещаются в слотах расширения системной платы.

Подключение джойстиков, предназначенных для управления играми, реализуется в специальный игровой порт (Game-порт), ко­торый размещается на звуковой карте.

Устройства внешней памяти или внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного и энергонезависимого хранения информации. Они различаются по виду носителя информа­ции, типу конструкции, принципу записи и считывания информации и т.д. Основу любого ВЗУ составляет носитель информации – матери­альный объект, способный хранить информацию.

Жесткие магнитные диски (HDD) или винчестеры (устройства хранения информации произвольного доступа, основанные на принципе магнитной записи) являются обязательным компонентом персонального компьютера.

Операцион­ная система, постоянно используемые программы загружаются с жесткого диска, на нем хранится большинство документов. Жесткий диск представляет собой герметичную коробочку, внут­ри которой спрятано несколько дисков, покрытых магнитным слоем. Над ними очень быстро движутся несколько головок чтения-записи.

Практически все современные жесткие диски выпускаются по технологии, использующей магниторезистивный эффект. Благода­ря этому ёмкость дисков растет быстрыми темпами за счет повыше­ния плотности записи информации.

Рисунок 1 – Схема устройства жёсткого диска (HDD)

Основные параметры жесткого диска следующие.

Ёмкость – винчестер имеет объем от 40 Гб до 200 Гб и более.

Скорость чтения данных. Средний показатель – около 8 Мбайт/с.

Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обо­значает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель – 9 мс.

Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость враще­ния жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего вре­мени доступа. Повышение общей производительности особенно за­метно при выборке большого числа файлов.

Размер кэш-памяти – быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используе­мые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт.

---

Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD – Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD – Digital Video Disk, цифровой ви­деодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вра­щающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отра­жающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.

На диски CD-R и DVD-R информация может быть записана только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW информация может быть записана/перезаписана многократно.

Для работы с дисками (чтение и запись информации) используются специальные устройства, которые называются дисководами.

Сейчас уже получили широкое распространение пишущие лазер­ные дисководы, которые позволяют не только читать информацию с диска, но и записывать ее на лазерный диск.

Флэш-память. Носители на её основе называются твёрдотельными, поскольку не имеют движущихся частей. Многие производители вычислительной техники видят память будущего исключительно твёрдотелой.

3 УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

Основным устройством ввода информации в ПК является клавиа­тура. При нажатии на любую клавишу срабатывает миниатюрный переключатель, сигнал от которого отслеживается специальным ми­кропроцессором, посылающим соответствующие сообщения в ком­пьютер, где они обрабатываются операционной системой.

Для управления работой современных программ используются различные манипуляторы. Манипуляторы осуществляют непосред­ственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных. Манипуляторы, как правило, под­ключаются к коммуникационному порту.

Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют переме­щениями курсора по экрану.

Мышь – наиболее распространенный вид манипулятора. Движе­ние мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя.

Трекбол (шаровой манипулятор) – это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара.

Сенсорные устройства ввода. Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-коорди- наторах.

---

Сенсорный манипулятор – класс координатных устройств – пред­ставляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсо­ром производится простым движением пальца по коврику. Сенсорный экран – представляет собой поверхность, которая покрыта специаль­ным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Такими устройствами ввода пользуются в банковских компьютерах, аэропортах, а также в военной сфере и промышленности.

Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кон­чике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, дигитайзер пользуется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать ри­сунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами пользуются архитекторы, дизайнеры.

Устройства сканирования. В этих устройствах изображение преоб­разуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора.

Сканеры подключаются к компьютеру с помощью SCSI адапте­ров, к параллельному или USB портам.

Сканеры находят широкое применение в издательской деятельно­сти, системах проектирования, анимации, а также при создании ил­люстративных материалов для презентаций, докладов, рекламы.

К устройствам распознавания символов относятся, например, терминалы больших универмагов, они оснащены разнообразными устройствами считывания штрихкодов, специальных символов и ме­ток для определения условий приобретения товара. Считанная инфор­мация преобразуется, выводится на экран или бумажный чек и по ли­ниям связи передается на главный, более мощный компьютер.

Устройства распознавания речи: с помощью микрофона речь челове­ка вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код. Большин­ство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования.

---