Перифирийные устройства ЭВМ

Тема: «ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ»

 

2011 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение             3

 

1. Назначение и группы периферийных  устройств      5

 

2. Периферийные устройства ввода-вывода  информации     5

2.1 Внешние накопители         5

2.2 Флэш-карты           6

2.3 Модемы           7

 

3. Периферийные устройства  вывода информации      8

3.1 Мониторы           8

3.2 Принтеры           9

3.3 Плоттеры (графопостроители)        10

3.4 Проекционная техника         11

3.5 Аудиосистема          12

 

4. Периферийные устройства ввода информации      13

4.1 Клавиатура           13

4.2 Сканер            13

4.3 Графический планшет         15

 

5. Дополнительные периферийные  устройства       15

5.1 Манипуляторы          15

5.2 Web-камеры           16

 

Заключение            18

 

Список литературы           19

Введение

 

Все началось с идеи научить  машину считать или хотя бы складывать многоразрядные числа. Еще около 1500 г. Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства. Это была первая попытка решить указанную задачу. Первую же действующую машину построил в 1642 г. французский физик и математик Блез Паскаль.

Спустя почти двести пятьдесят лет появился широко используемый агрегат – арифмометр, выполняющий 4 арифметических действия. Уже в  начале XIX века уровень развития ряда наук и областей практической деятельности был столь высок, что они требовали огромного объема вычислений, выходящих за пределы возможностей человека. Над созданием и совершенствованием соответствующей техники работали как выдающиеся ученые, так и неизвестные изобретатели, и инженеры, посвятившие свою жизнь конструированию вычислительных устройств. Так, например, в 1822 г. английский математик Чарльз Бэббидж спроектировал, и почти 30 лет строил машину, которая сначала была названа «разносной», а позднее «аналитической». Именно в «аналитическую» машину были заложены принципы, ставшие фундаментальными для вычислительной техники:

• Автоматическое выполнение операций – необходимость, чтобы  операции следовали одна за другой безостановочно, без «зазоров», требующих непосредственного вмешательства человека.

• Работа по вводимой «на  ходу» программе – для автоматического  выполнения операций программа должна вводиться в исполнительное устройство со скоростью, соизмеримой со скоростью  выполнения операций. Бэббидж предложил использование перфокарт, с предварительно записанной программой.

• Необходимость специального устройства для хранения данных –  блок памяти, который Бэббидж назвал «складом».

Все эти идеи натолкнулись на невозможность реализации из-за механической основы вычислительных устройств.

Впервые автоматически  действующие вычислительные устройства появились в середине XX века. Это  стало возможно при использовании  электромеханических реле наряду с  механической конструкцией. Работы над релейными машинами велись вплоть до 1944 г. пока под руководством Говарда Айкена на фирме IBM не была запущена машина «Марк-1», впервые реализовавшая идеи Бэббиджа.

В России в начале 50-х  под руководством Н.И. Бессонова  была создана одна из самых мощных релейных машин РВМ-1: она выполняла до 20 умножений в секунду с достаточно длинными двоичными числами.

Первой же действующей  ЭВМ стал ENIAC, созданный под руководством Д. Моучли и П. Эккерта. ENIAC содержал 18 тысяч электронных ламп и множество  электромеханических элементов.

Но эти и ряд других первых ЭВМ не имели важнейшего качества – программы не хранились в  памяти машин, а набирались при помощи внешних коммутирующих устройств. Первая ЭВМ с хранимой программой EDSAC была построена в Великобритании в 1949 г.

Первая отечественная  ЭВМ – МЭСМ была создана в 1951 г. под руководством Л. А. Лебедева. Одной  из лучших в мире для своего времени  была БЭСМ-6, созданная в середине 60, и долгое время бывшая базовой  в обороне, космических и научно-технических  исследованиях в СССР.

С развитием вычислительной техники появлялись новые ЭВМ, гораздо  более мощные и меньшие в размерах, чем свои первые предшественники, называемые в наше время ПК – персональный компьютер. Наряду с базовой конструкцией ПК развивались и периферийные устройства (ПУ), о которых и пойдет речь далее.

 

1. Назначение  и группы периферийных устройств

 

Основное назначение ПУ – обеспечить поступление в  ПК из окружающей среды программ и  данных для обработки, а также  выдачу результатов работы ПК в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ПК.

Периферийные устройства можно разделить на несколько  групп по функциональному назначению:

1. Устройства ввода-вывода – предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК. К такому типу ПУ можно отнести внешние накопители (ленточные, магнитооптические), модемы.

2. Устройства вывода  – предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате: принтер, монитор, аудиосистема.

3. Устройства ввода  – Устройствами ввода являются  устройства, посредством которых  можно ввести информацию в  компьютер. Главное их предназначение  – реализовывать воздействие на машину. К такому виду периферийных устройств относятся: клавиатура (входит в базовую конфигурацию ПК), сканер, графический планшет и т.д.

4. Дополнительные ПУ  – такие как манипулятор «мышь», который лишь обеспечивает удобное  управление графическим интерфейсом операционных систем ПК и не несет ярковыраженных функций ввода либо вывода информации; WEB-камеры, способствующие передаче видео и аудио информации в сети Internet, либо между другими ПК. Последние, правда, можно отнести и к устройствам ввода, благодаря возможности сохранения фото, видео и аудио информации на магнитных или магнитооптических носителях.

Каждые из перечисленных  групп устройств выполняют определенные функции ограниченные их возможностями  и назначением.

2. Периферийные  устройства ввода-вывода информации

 

Периферийные устройства ввода-вывода бывают нескольких видов  в зависимости от назначения.

2.1. Внешние накопители

 

• Ленточные (магнитные) накопители – стримеры. Благодаря  достаточно большому объему и довольно высокой надежности чаще всего используются в рамках устройств резервного копирования данных на предприятиях и в крупных компаниях (хранят резервные копии баз данных и другой важной информации).

На ленточный накопитель не просто сохраняется резервная  копия данных, но также создается образ накопителя данных. Это позволяет пользователю восстанавливать определенное состояние или использовать этот образ как эталонный банк данных, например, когда данные были изменены.

Принцип записи на магнитных  носителях основан на изменении намагниченности отдельных участков магнитного слоя носителя. Запись осуществляется при помощи магнитной головки, которая создает магнитное поле. При считывании информации намагниченные участки создают в магнитной головке слабые токи, которые превращаются в двоичный код, соответствующий записанному.

• Магнитооптические  накопители – приводы CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW. Также могут использоваться в качестве устройств резервного копирования, но, в отличие от стримеров, обладают гораздо меньшей вместимостью данных (CD-R, CD-RW до 700 MB данных, DVD-R, DVD-RW до 4.7 GB данных).

Информация на магнитооптических  накопителях типа CD-R, представляется чередованием углублений и пиков. Этот рельеф создается при производстве механическим путем. Информация наносится вдоль тонких дорожек. Считывание происходит путем сканирования дорожек лазерным лучом, который по-разному отражается от углублений и пиков.

На дисках, которые  позволяют многократную перезапись, применяется магнитооптический  принцип, в основу которого положено физическое свойство: коэффициент отражения лазерного луча от по-разному намагниченных участков диска с особым образом нанесенным магнитным покрытием различен.

Скорость записи/перезаписи таких носителей различна и зависит  от характеристик самого привода и «болванки» диска. В настоящее время чаще встречаются приводы со скоростями записи/перезаписи 48-х и 24-х для CD-R/RW и 16-х и 8-х для DVD-R/RW соответственно.

2.2. Флэш-карты

 

Стоило компьютерам  научиться обрабатывать массивы  данных, появилась проблема, где и как хранить и переносить эти данные. Решений нашлось много – от бумажных перфокарт до магнитных лент и дисков. У каждой из технологий было множество своих плюсов и, как водится еще больше минусов.

Все мы склонны к лени, ищем наиболее приятные и комфортные условия, и не готовы идти на жертвы, если этого не требует мода. И поэтому, как только персональный компьютер потерял статус престижной и дорогой игрушки, пользователи все в более требовательной форме стали намекать производителям на неудобства обращения с ними.

Сегодня предмет нашего разговора – сменная память. К  этой разновидности памяти пользователи предъявляют несколько скромных требований:

• Энергонезависимость  – т.е. не нуждаться в батарейках, неожиданная разрядка которых приведет к потере информации.

• Надежность – не потерять данные под воздействием грозы, падении  или при попадании в лужу.

• Компактной – чтобы  не размышлять, а стоит ли тащить все это с собой.

• Долговечной – чтобы  не бегать в магазин каждый месяц  за новой, т.к. старая отслужила свой срок.

• Универсальной –  совместимой со множеством устройств, в которых могут потребоваться  данные.

Пятнадцать лет назад  компания Toshiba придумала технологию энергонезависимой полупроводниковой  памяти, которую она назвала флэш-памятью. Микросхемы, сохраняющие данные после отключения питания были известны и ранее (BIOS), но с такой памятью было связанно много неудобств: для записи требовались специальные устройства-программаторы, а, чтобы стереть информацию приходилось применять ультрафиолетовое облучение кристалла. Флэш-память позволяет записывать и стирать данные без таких сложностей, благодаря чему обладает неплохим быстродействием и, к тому же, достаточно надежна.

Вскоре чипы флэш-памяти стали встраивать в различные  устройства, а на их основе были созданы флэш-карты, с помощью которых можно было транспортировать различные данные.

2.3. Модемы

 

В настоящее время  существуют два вида модемов: аналоговые и цифровые (технология xDSL).

Аналоговые модемы более  популярны из-за своей дешевизны  и используются в основном для выхода в сеть Internet, и только иногда (из-за невысокой (до 56 Кбит/с) скорости передачи данных) для связи с другими ПК. Цифровые же модемы довольно дорогие и используются для высокоскоростных соединений с сетью Internet, либо для организации локальной сети на больших расстояниях (xDSL модемы позволяют передавать и принимать информацию со скоростью до 5 Мбит/с на расстоянии 5-7 км).

Модемы имеют несколько  типов соединений с ПК: COM, USB или (для  цифровых модемов) посредством сетевой карты. Модем, соединение которого идет через COM-порт, требует дополнительного источника (блока) питания, а при соединении при помощи USB-порта потребность в блоке питания отпадает. xDSL-модемы также требуют дополнительного источника питания.

 

 

 

 

 

 

3. Периферийные устройства вывода информации

 

Периферийные устройства вывода предназначены для вывода информации в необходимом для  оператора формате. Среди них  есть обязательные (входящие в базовую  конфигурацию ПК) и необязательные устройства.

3.1. Мониторы

 

Монитор является необходимым  устройством вывода информации. Монитор (или дисплей) позволяет вывести  на экран алфавитно-цифровую или  графическую информацию в удобном  для чтения и контроля пользователем  виде. В соответствии с этим, существует два режима работы: текстовой и графический. В текстовом режиме экран представлен в виде строк и столбцов. В графическом формате параметры экрана задаются числом точек по горизонтали и числом точечных строк по вертикали. Количество горизонтальных и вертикальных линий экрана называется разрешением. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на единице площади экрана.

• Цифровые мониторы. Самый  простой – монохромный монитор  позволяет отображать только черно-белое  изображение. Цифровые RGB – мониторы (Red-Green-Blue) поддерживают и монохромной режим, и цветной (с 16 оттенками цвета).

• Аналоговые мониторы. Аналоговая передача сигналов производится в виде различных уровней напряжения. Это позволяет формировать палитру  с оттенками разной степени глубины.