Периферийные устройства
В этой статье мы рассмотрим периферийные устройства компьютера. Какие они бывают, какую функцию выполняют и как подключаются к ПК.
Периферийные устройства — это обобщенное название устройств, подключаемых к ПК. Их разделяют на устройства ввода, вывода и ввода-вывода информации. Они могут быть как внешними, так и внутренними.
Внутренние – это те, которые устанавливаются на материнскую плату:
- Жесткий диск;
- Видеокарта;
- Сетевая карта;
- Wi-Fi адаптер;
- Звуковая карта;
И другое оборудование, которое подключается в слоты PCI, PCI Express и SATA.
Внешние – те, которые подключаются к системному блоку снаружи.
- Монитор;
- Клавиатура;
- Мышь;
- Колонки;
- Наушники;
- Микрофон;
- Принтер;
- Сканер;
- МФУ;
- УПС.
Из дополнительных можно выделить USB устройства:
- Флешка;
- Bluetooth адаптер;
- Wi-Fi адаптер;
- Звуковая карта;
- Web камера;
- 3G и 4G модем;
- Удлинитель;
- Картридер;
- Джойстик.
А также некоторое профессиональное оборудование:
- Графический планшет;
- Проектор;
- Плоттер;
- Звуковой пульт;
- Сетевое оборудование.
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.
Многообразие внешних устройств, подключаемых к компьютеру
Многообразие внешних устройств,
подключаемых к компьютеру.
Внешние устройства обеспечивают
взаимодействие компьютера с
окружающей средой —
пользователями, объектами
управления и другими
компьютерами.
параллельные (обозначаемые LPT1 —
LPT4) — обычно используются для
подключения принтеров;
последовательные (обозначаемые
СОМ1 — COM4) — обычно к ним
подключаются мышь, модем и другие
устройства.
Внешний модем.
Начнем с компьютерного модема. Модем
соединяет компьютер с Интернетом
посредством обычного телефонного
кабеля. Соответственно прием и передача
данных идет через телефонную сеть.
Беспроводной модем.
Есть масса других возможностей
подключиться к Интернету, например, с
помощью беспроводных модемов Yota,
Sky Link, Мегафон и т.д.
Внутренний модем (факс-модем)
Кроме того, модем необходим для
подключения факса к компьютеру и он,
как правило, устанавливается внутри
системного блока (факс-модем).
Принтер
предназначен для печати текстовой и
графической информации на бумаге.
Бывают матричные, струйные и
лазерные принтеры, а по цвету печати
— чёрно-белые (монохромные) и
цветные.
Сканер
предназначен для ввода информации с
бумаги в компьютер. Выполняет
функции, противоположные принтеру.
Если принтер распечатывает картинку
с компьютера на бумагу, то сканер,
наоборот, переводит изображение с
бумаги на экран. (ксерокс, плоттер,
МФУ)
Блок бесперебойного питания
для компьютера называют источником
бесперебойного питания (сокращенно
ИБП).
после выключения электричества или
скачка напряжения сохраняет подачу
электроэнергии для компьютера. Это
позволяет сохранить все свои
наработки и корректно выключить
компьютер.
Акустические колонки
подключаются к компьютеру через
звуковую карту. В принципе, можно
обойтись и без них. Но для
прослушивания музыки, просмотра
фильмов звуковые колонки являются
незаменимыми.
Внешний ТВ-тюнер для компьютера
позволяет воспроизводить телевизионный
сигнал (с антенны или кабеля) на
компьютере и записывать на него
телепередачи. Бывают внешние и
внутренние ТВ-тюнеры. Обычно
внутренний ТВ-тюнер применяют при
необходимости использования компьютера
в качестве телевизора. Внешний ТВ-тюнер
используют для превращения монитора в
телевизор, при этом системный блок не
нужен.
Гарнитура, (микрофон, наушники и вебкамера)
это средства для связи пользователей с
разных компьютеров, при этом возможна
видеосвязь. Платно можно звонить с
компьютера и на обычные телефоны, при
этом получится дешевле, чем звонить с
телефона на телефон по междугородней
или международной связи (при этом
используются программы типа Skype)
Флешка (Flash Drive) – это устройство
для хранения информации с
возможностью многократной
перезаписи. Иногда ее называют
флешка USB, потому что она
подключается к компьютеру через
USB-порт.
Внешний жесткий диск с USBподключением
Очень удобная вещь, особенно, если у
Вас ноутбук! Работает по принципу:
«Просто включил и работает!» При
этом не надо разбирать компьютер,
чтобы заменить винчестер на более
ёмкий или для того, чтобы к
имеющемуся винчестеру добавить
второй, внутренний, винчестер.
Многообразие внешних устройств, подключаемых к компьютеру. Устройства ввода и вывода
Актуальность выбранной темы связана с тем, что современный рынок компьютерной техники столь разнообразен, что довольно не просто определить конфигурацию ПК с требуемыми характеристиками. Без специальных знаний здесь практически не обойтись.
Цель: Подготовить печатный и электронный оригинал – макет схем, таблиц и др. наглядностей.
· Образовательные: подготовить понятие о различных видах компьютерах и их архитектуре
· Развивающие: продолжить формирование научного мировоззрения, расширить словарный запас по теме «СредсваИКТ»
· Воспитательные: формировать интерес к предмету, воспитывать настойчивость в преодолении трудностей в учебной работе.
1. Основные характеристики и классификации компьютеров.
2. Базовая аппаратная конфигурация ПК.
3. Периферийные устройства ПК.
Основные характеристики компьютера
Производительность (быстродействие) ПК– возможность компьютера обрабатывать большие объёмы информации. Определяется быстродействием процессора, объёмом ОП и скоростью доступа к ней (например, Pentium III обрабатывает информацию со скоростью в сотни миллионов операций в секунду)
Производительность (быстродействие) процессора – количество элементарных операций выполняемых за 1 секунду.
Тактовая частота процессора (частота синхронизации)— число тактов процессора в секунду, а такт – промежуток времени (микросекунды) за который выполняется элементарная операция (например сложение). Таким образом Тактовая частота — это число вырабатываемых за секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера. Именно ТЧ определяет быстродействие компьютера
Задается ТЧ специальной микросхемой «генератор тактовой частота», который вырабатывает периодические импульсы. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Частота в 1Мгц = 1миллиону тактов в 1 секунду. Превышение порога тактовой частоты приводит к возникновению ошибок процессора и др. устройств. Поэтому существуют фиксированные величины тактовых частот для каждого типа процессоров, например: 2,8 ; 3,0 Ггц и тд
Разрядность процессора– max длина (кол-во разрядов) двоичного кода, который может обрабатываться и передаваться процессором целиком.
Разрядность связана с размером специальных ячеек памяти – регистрами. Регистр в 1байт (8бит) называют восьмиразрядным, в 2байта – 16-разрядным и тд. Высокопроизводительные компьютеры имеют 8-байтовые регистры (64разряда)
Время доступа — Быстродействие модулей ОП, это период времени, необходимый для считывание min порции информации из ячеек памяти или записи в память. Современные модули обладают скоростью доступа свыше 10нс (1нс=10 -9 с)
Объем памяти (ёмкость)– max объем информации, который может храниться в ней.
Плотность записи– объем информации, записанной на единице длины дорожки (бит/мм)
Скорость обмена информации– скорость записи/считывания на носитель, которая определяется скоростью вращения и перемещения этого носителя в устройстве
Многообразие внешних устройств, подключаемых к компьютеру. Устройства ввода и вывода
Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера составляют важнейшую часть любого вычислительного комплекса. Стоимость внешних устройств в среднем составляет около 80-85% стоимости нашего комплекса. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с окружающей средой — пользователями, объектами управления и другими компьютерами.
Внешние устройства подключаются к компьютеру через специальные разъемы-порты ввода-вывода. Порты ввода-вывода бывают следующих типов:
· параллельные (обозначаемые LPT1 — LPT4) — обычно используются для подключения принтеров;
· последовательные (обозначаемые СОМ1 — COM4) — обычно к ним подключаются мышь, модем и другие устройства.
К внешним устройствам относятся:
· устройства ввода информации;
· устройства вывода информации;
· диалоговые средства пользователя;
· средства связи и телекоммуникации.
К устройствам ввода информации относятся:
· клавиатура — устройство для ручного ввода в компьютер числовой, текстовой и управляющей информации;
· графические планшеты (дигитайзеры) — для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняется считывание координат его местоположения и ввод этих координат в компьютер;
· сканеры (читающие автоматы) — для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в компьютер машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
· устройства указания (графические манипуляторы) — для ввода графической информации на экран монитора путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в компьютер (джойстик, мышь, трекбол, световое перо);
· сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в компьютер).
К устройствам вывода информации относятся:
· графопостроители (плоттеры) — для вывода графической информации на бумажный носитель;
· принтеры — печатающие устройства для вывода информации на бумажный носитель.
Основные виды принтеров:
· матричные — изображение формируется из точек, печать которых осуществляются тонкими иглами, ударяющими бумагу через красящую ленту. Знаки в строке печатаются последовательно. Количество иголок в печатающей головке определяет качество печати. Недорогие вдринтеры имеют 9 иголок. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 и 24 иглы;
· струйные— в печатающей головке имеются тонкие трубочки — сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайщие капельки чернил. Матрица печатающей головки обычно содержит от 12 до 64 сопел. В на-Встоящее время струйные принтеры обеспечивают разрешающую способность до 50 точек на миллиметр и скорость печати до 500 знаков в секунду при отличном качестве печати, приближающемся к качеству лазерной печати. Струйные принтеры выполняют и цветную печать, но разрешающая способность при этом уменьшается примерно вдвое;
· лазерные — применяется электрографический способ формирования изображений. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на Поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления электронного Воображения порошком красителя (тонера), налипающей на разряженные участки, выполняется печать — перенoc тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления. Лазерные принтеры обеспечивают наиболее высококачественную печать с высоким быстродействием. Широко используются цветные лазерные принтеры.
К диалоговым средствам пользователя относятся:
· видеотерминалы (мониторы) — устройства для отображения вводимой и выводимой информации. Видеотерминал состоит из видеомонитора (дисплея) и видеоконтроллера (видеоадаптера). Видеоконтроллеры входят в состав системного блока компьютера (находятся на видеокарте, устанавливаемой в разъем материнской платы). Видеомониторы относятся к внешним устройствам компьютера. Основной характеристикой монитора является разрешающая способность, которая определяется максимальным количеством точек, размещающихся по горизонтали и по вертикали на экране монитора. Современные мониторы имеют стандартные значения разрешающей способности от 640 X 480 до 1600 х 1200, но реально могут быть и другие значения. Могут использоваться как цветные, так и монохромные мониторы;
· устройства речевого ввода-вывода информации. К ним относятся различные микрофонные акустические системы, а также различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через динамики или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.
Средства связи и телекоммуникации используются для подключения компьютера к каналам связи, другим компьютерам и компьютерным сетям. К этой группе прежде всего относятся сетевые адаптеры. В качестве сетевого адаптера чаще всего используются модемы (модулятор-демодулятор).
Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе — средствам мультимедиа.
Средства мультимедиа — это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться 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;
· микрофоны и видеокамеры, акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами;
· звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в компьютер;
· вешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.
Заключение
Компьютеры создают тысячи удобств и услуг в нашей повседневной жизни. Они управляют анестезионной аппаратурой в операционных, помогают детям учиться в школах, «изобретают» видеотрюки для кинематографа. Компьютеры взяли на себя функции пишущих машинок в редакциях газет и счетных аппаратов в банках. Они улучшают качество телевизионного изображения, управляют телефонными станциями и определяют цену покупок в кассе универсального магазина. Иными словами, они столь прочно вошли в современную жизнь, что обойтись без них практически невозможно.
Благодаря многолетнему труду инженеров и программистов появилась возможность вводить информацию в машину самыми разнообразными способами: при помощи ручных переключателей, печатая на клавиатуре, рисуя ручкой по электронному планшету, говоря в микрофон или прикасаясь кончиком пальца к экрану дисплея, сканируя нужную информацию. Во многих случаях компьютеры способны принимать информацию от других машин без вмешательства человека. Так, метеорологические спутники передают информацию непосредственно наземным компьютерам, которые преобразуют ее в красивые цветные карты.
В данной работе были рассмотрены такие внешние устройства ПК, как клавиатура, мышь, принтер, сканер, плоттер и дигитайзер. Были даны их описание, основные характеристики, а так же были перечислены существующие их виды. В заключение работы был проведен опрос с целью выявить знания студентов ОГУ в сфере внешних устройств ПК, который показал, что в общей сложности студенты имеют представление о внешних устройствах ПК.
Список литературы
1. Бройдо В. Л., Ильина О. П. Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2006. – 718 с.: ил.
2. Рыбаков М. А. Анатомия персонального компьютера. – М.: Интермеханика, 1990. – 224 с.: ил.
3. Периферийные устройства ЭВМ и систем: учеб. пособие для вузов по спец. «ЭВМ» / Е. А. Иванов, И. М. Степанов, К. С. Хомяков. – М.: Высш. шк., 1987. – 319 с.: ил.. – Библиогр.: с. 313 – 315.
