21.04.2022 

Группа 406

Предмет: Информатика 

Тема: Архитектура компьютеров 

Тема урока : Программное обеспечение внешних устройств 

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

(ВУ) - важнейшая составляющая часть любого вычислительного комплекса. Достаточно сказать, что по стоимости ВУ составляют 5(Н80% всего вычислительного комплекса. От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможности и эффективность в системах управления.

ВУ компьютеров обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. ВУ весьма разнообразны и классифицируются по ряду признаков. Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

- внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память компьютера;

- диалоговые средства пользователя;

- устройства ввода информации;

- устройства вывода информации;

- средства связи и телекоммуникации;

- системы и средства мультимедиа.

Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройства (ВЗУ), рассматриваемые ранее, весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкций, по принципу считывания и записи информации, методу доступа и т.д.

Носитель - материальный объект, способный хранить информацию.

Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис. 23.

Диалоговые средства пользователя относятся к системе визуального отображения информации (видеосистемы) и состоят обычно из двух частей: видеомонитора (дисплея) и адаптера.

Монитор служит для визуального изображения информации, а адаптер - для связи монитора с микропроцессорным комплектом.

По принципу формирования изображения мониторы делятся на плазменные, электролюминесцентные, жидкокристаллические и электронно-лучевые (ЭЛТ).

В зависимости от формы напряжения, подаваемого на отклоняющие пластины ЭЛТ, и способа его получения различаются растровая, матричная и векторная развертки.

По длительности хранения информации на экране мониторы делятся на регенерируемые и запоминающие.

По способу управления яркостью луча ЭЛТ мониторы делятся на цифровые аналоговые.

По цветности изображения мониторы делятся на монохромные и цветные.

По эргономическим характеристикам мониторы делятся на: обычные; с пониженным рентгеновским излучением (LR - Low Radiation) - соответствующие стандарту на ограничение электромагнитных излучений; с антистатическим экраном (AS); работающие в энергосберегающем режиме - снижающие потребление энергии в режиме ожидания (Green).

Связь ЭВМ с монитором осуществляется с помощью адаптера - устройства, которое должно обеспечивать совместимость различных мониторов с микропроцессорным комплектом ЭВМ.

Существует пять стандартных видеоадаптеров, в полной мере обеспечивающих совместимость различных по конструкции мониторов с ЭВМ:

- MDA - монохромный дисплейный адаптер;

- CGA - цветной графический адаптер;

- MGA - монохромный графический адаптер;

- EGA - улучшенный графический адаптер;

- VGA - видеографическая матрица.

Дисплеи могут работать в одном из двух режимов: символьном или графическом.

В символьном режиме на экран может выводится ограниченный состав символов, имеющих четко определенный графический образ: буквы, цифры, знаки пунктуации, математические знаки и знаки псевдографики. Состав этих символов определен системой кодирования, применяемой в данной ЭВМ (например, в IBM PC - кодом ASCII - American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для информационного обмена).

К устройствам ввода информации относятся:

- клавиатура;

- графические планшеты (диджитайзеры);

- сканеры;

- манипуляторы;

- сенсорные экраны.

Клавиатура - это одно из основных устройств ввода информации в ЭВМ (числовой, текстовой и управляющей). В последнее время наблюдается тенденция отказа от клавиатуры в пользу альтернативных устройств: мыши, речевого ввода, сканеров. Но полностью эти устройства клавиатуру не заменяют.

Сигналы, поступающие от клавиатуры, проходят трехуровневую обработку: на физическом, логическом и функциональном уровнях.

Физический уровень имеет дело с сигналами, поступающими в вычислительную машину при нажатии и отпускании клавиш.

На логическом уровне, реализуемом BIOS (базовая система ввода-вывода - Base Input - Output System) через прерывание, скан-код транслируется в специальный 2-байтовый код. Младший байт для клавиш группы 1 (алфавитно-цифровые и знаковые клавиши) содержит ASCII - код, соответствующий изображенному на клавише знаку. Этот байт называют главным. Старший байт (вспомогательный) содержит исходный скан-код нажатой клавиши.На функциональном уровне отдельным клавишам программным путем приписываются определенные функции. Такое «программирование» клавиш осуществляется с помощью драйвера-программы, обслуживающей клавиатуру в операционной системе.

Драйвер - driver - компонент операционной системы, взаимодействующий с устройством либо управляющий выполнением программ.

Сканер - это внешнее устройство ЭВМ, позволяющее автоматически считывать двухмерное (то есть плоское) изображение (тексты, чертежи, таблицы, рисунки, графики и т.д.) и вводить его в компьютер.

Конструкция сканеров в значительной степени определяется типом вводимого изображения: штриховое или полутоновое, монохромное или цветное. В зависимости от того, каким образом осуществляется последовательное освещение элементов изображения, различают:

- оптические читающие устройства (со считыванием изображений
линейной и матрицей фотоэлементов);

- со спиральной барабанной разверткой;

- со считыванием методом «бегущего луча»;

- слежением за контуром.

Файл, создаваемый сканером в памяти машины, называется битовой картой.

Конструктивно сканеры выпускаются в двух вариантах корпоративные и настольные.

Манипуляторы (устройства указания) джойстик – рычаг, трекбол - шар в оправе, световое перо и др. - для ввода информации на экран монитора (дисплея) путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в компьютер.

Мышь - mouse - устройство позиционирования, предназначенное для указания координат на экране дисплея.

Наиболее распространены следующие манипуляции мышью:

- фиксация объекта кратковременным нажатием одной из кнопок;

- двойная фиксация объекта двукратным нажатием кнопки с малым
интервалом времени;

- буксировка объекта - перемещение курсора по экрану при нажатой
кнопке.

Сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в компьютер. Это устройство, воспринимающее факт касания пальца человека в заданном месте и которое передает информационный сигнал об этом.

При помощи сенсорной клавиатуры пользователь может вводить в систему данные.

Наиболее популярным является инфракрасный сенсорный экран. В нем на одних
гранях (концах) экрана устанавливаются источники, а на других - приемники
инфракрасного излучения. При прикасании к экрану прерываются определенные
продольные и поперечные полосы излучения, что сообщает о месте расположения
выбранной точки экрана. -

К устройствам вывода информации относятся:

- принтеры (печатающие устройства - ПУ);

- графопостроители (плоттеры).

Принтер - это внешнее устройство ЭВМ, предназначенное для вывода информации на твердый носитель в символьном или графическом виде.

Классификация принтеров может бать проведена по следующим критериям: способу вывода изображения; принципу формирования изображения; способу регистрации и принципу управления процессом печати.

По способу вывода изображения принтеры делятся на две группы: символьные и графические.

По принципу формирования выводимого изображения ПУ делятся на три вида: литерные; матричные; координатные (векторные).

Литерные устройства выводят информацию в виде символов, каждый из которых является графическим примитивом данного устройства.

Матричные ПУ выводят информацию в виде символов, сформированных из отдельных точек (пикселей), объединенных в символьную матрицу.

Координатные ПУ - плоттеры - графопостроители - выводят информацию как текстовую, так и графическую, либо в виде отдельно адресуемых точек, либо сформированную из различных линий (так называемое «штриховое» изображение).

По способу регистрации изображения ПУ делятся на ударные и безударные.

ПУ ударного действия формируют изображение на бумаге, сжимая с помощью удара на короткий промежуток времени рельефное изображение символа или его части, красящую ленту и бумагу.

ПУ безударного действия характеризуются тем, что изображение на бумагу наносится через промежуточный носитель, чувствительный к электрическому воздействию, электростатическому и магнитном полям и др. К ним относятся термические принтеры, использующие термочувствительную бумагу, которая изменяет свой цвет под действием тепловых лучей, струйные принтеры, у которых жидкий краситель (чернила) находится в печатающей головке и лазерные принтеры, в которых применяется электрографический способ формирование изображений.

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения компьютера к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы,
«стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы).

Многие из перечисленных выше устройств относятся к условно выделенной группе -средством мультимедиа.

Мультимедиа - это компьютерная информационная технология, позволяющая объединять в компьютерной системе текст, звук, видео, графическое изображение и анимацию.

Появление возможности работы с новыми видами информации привело к тому, что компьютер в мультимедийном исполнении стал универсальным устройством, перерабатывающим различные виды информации: числовая информация, логическая информация, символьная информация, аудиоинформация, видеоинформация, штриховое изображение, полутоновое изображение.