ЭВМ и периферийные устройства
Электронно-вычислительная машина – это совокупность технических, программных, аппаратных средств, которые предназначены для вычислений, обработки информации, а также управления процессами в автоматическом режиме.
Электронно-вычислительные машины классифицируются следующим образом:
- По совместимости различают электронно-вычислительные машины с совместимостью на уровне данных и операционной системы, а также машины с аппаратной и программной совместимостью.
- По размеру различают настольные, портативные и мобильные электронно-вычислительные машины.
- По принципу действия различают цифровые, аналоговые и гибридные электронно-вычислительные машины.
- По уровню специализации различают универсальные, проблемно-ориентированные и специализированные электронно-вычислительные машины.
- По назначению различают мини-, микро- и большие электронно-вычислительные машины, а также персональные компьютеры.
В электронно-вычислительные машинах предусмотрена иерархическая многоуровневая организация. Устройство нижележащих уровней, чаще всего, скрыто от пользователя. Но знание и использование нижележащих уровней позволяет увеличивать эффективность разрабатываемого устройства или программы. В стандартной электронно-вычислительной машине предусмотрены такие уровни, как проблемно-ориентированные языки, процедурно-ориентированные языки, уровень языка макроассемблера, уровень функций, уровень машинных команд, микропрограммный уровень, аппаратный уровень.
При системном программировании, разработке приложений, написании трансляторов необходимо учитывать свойства каждого иерархического уровня с целью увеличения эффективности процесса.
Основы организации электронно-вычислительной машины определяются принципами американского ученого Джона фон Неймана. Им и советским ученым Лебедевым была разработана первая структурная схема вычислительной машины, представленной на рисунке ниже.
Рисунок 1. Первая структурная схема вычислительной машины. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В персональном компьютере для связи процессора с периферийными устройствами используются адаптеры модули памяти
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
Как подключить периферийные устройства к компьютеру? Виды разъемов компьютера.
И так, у нас есть системный блок, монитор, клавиатура с мышью и различные периферийные устройства. Давайте разберемся, что и куда подключается.
Как мы уже знаем, материнская плата — это главная плата компьютера. На нее устанавливается процессор, оперативная память и дополнительные устройства, такие как видеокарта, сетевая или звуковая карты. Также эти устройства могут быть уже встроены в материнскую плату (интегрированы в нее).
Материнские платы проектируются так, чтобы разъемы интегрированных и установленных в них устройств размещались с одной стороны. Соответственно компьютерные корпуса проектируются таким образом, чтобы все основные разъемы выводились на заднюю панель корпуса. Некоторые наиболее популярные разъемы могут выводиться и на переднюю панель (например, разъем подключения наушников или USB-разъем).
Различные модели материнских плат и дополнительных устройств, которые на них устанавливаются, могут иметь различные разъемы. Но есть группа разъемов, которые с большой долей вероятности вы найдете на задней панели своего компьютера.
Задняя панель компьютера
Внимание! Перед подключением устройств к компьютеру обязательно убедитесь, что устройство и сам компьютер выключены. При подключении включенных устройств возникает угроза повреждения микросхем устройства, а соответственно и выхода устройства из строя.
И так, для подключения клавиатуры и мыши используются разъемы, которые называют PS/2 .
Эти разъемы отличаются только цветом: зеленый предназначен для мыши, а фиолетовый для клавиатуры. Как правило, коннектор мыши и клавиатуры также имеют зеленый и фиолетовый цвет. Все чаще используются мыши и клавиатуры, использующие разъем USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина). Этот разъем стал очень популярным и с помощью него к компьютеру подключается огромное количество различных устройств, начиная с флэшек, внешних жестких дисков и заканчивая принтерами, сканерами, фотоаппаратами и видеокамерами.
Разъем USB, в отличие от других разъемов компьютера, позволяет подключать и отключать устройства во время работы компьютера. После подключения устройства к компьютеру операционная система автоматически определяет устройство и пытается самостоятельно найти и установить на компьютер дополнительные программы-драйвера, позволяющие управлять устройством с помощью операционной системы. Если операционной системе не удается самостоятельно найти необходимый драйвер, то она обратится за вашей помощью, вызвав соответствующее диалоговое окно на экран монитора. USB разъемы стали настолько популярны, что на современные материнские платы устанавливают по 2, 4, 6 и даже 8 разъемов. Часто производители компьютерных корпусов размещают на передней панели компьютера несколько USB-разъемов для более удобного подключения флэшек, фотоаппаратов и др. устройств.
Далее рассмотрим наиболее важный разъем, предназначенный для подключения монитора. Этот разъем обычно находится на видеокарте, которая находится внутри системного блока (установлена на материнскую плату). В недорогих офисных компьютерах видеокарта может быть интегрирована в материнскую плату и разъем для подключения монитора может находиться в другом месте на задней панели корпуса. Для подключения монитора существуют два разъема — аналоговый (VGA или D-Sub) и цифровой (DVI, Digital Video Interface).
Разъемы DVI и VGA
Кабель для подключения монитора к компьютеру обычно идет в комплекте с монитором.
Кабель D-Sub (VGA)
Если у вас LCD монитор, т.е. жидкокристаллический, то имеет смысл сразу подключать монитор к разъему DVI. Дело в том, что видеокарта формирует цифровые сигналы, с которыми работают LCD мониторы. CRT-мониторы (в которых установлена электронно-лучевая трубка) используют аналоговый сигнал. Поэтому на видеокартах есть преобразователь цифрового сигнала в аналоговый (разъем VGA). Если вы подключаете LCD монитор к аналоговому разъему D-Sub, то сигнал проходит двойное преобразование, сначала из цифрового в аналоговый и затем в самом мониторе обратно в цифровой. Как известно любое преобразование происходит с потерей информации, т.е. с потерей качества. Скорее всего, потерю качества картинки на мониторе вы просто не увидите, но все же логичней использовать разъемы по их назначению.
И так, для подключения монитора к системному блоку воспользуйтесь соответствующим кабелем (с разъемами D-Sub или DVI). Один конец кабеля подключается к монитору, второй к разъему на видеокарте. Для предотвращения случайного отсоединения кабеля разъемы часто имеют винты, которыми можно его зафиксировать.
Еще встречаются так называемые универсальные порты COM (Communication port – коммуникационный порт) и LPT (Line Printer – построчный принтер). COM-порт, который также называют последовательным портом, уже практически вышел из употребления. Ранее он использовался для подключения модема или компьютерной мыши. Сейчас можно встретить источники бесперебойного питания, которые подключаются к компьютеру через COM-порт. Этим самым вы получаете возможность управлять ИБП через специальную программу, которая идет в комплекте с источником. COM-порт располагается обычно на материнской плате и их может быть несколько.
LPT-порт, который также называют параллельным портом, так же практически не используется. Ранее он использовался в основном для подключения принтеров. В настоящее время практически все современные принтеры подключаются к компьютеру через USB-порт.
Интерфейс с периферийными устройствами
Для обмена данными между компьютером и периферийным устройством (ПУ) в компьютере предусмотрен внешний интерфейс (рис. 2.20), то есть набор проводов, соединяющих компьютер и периферийное устройство, а также набор правил обмена информацией по этим проводам. Примерами интерфейсов, используемых в компьютерах, являются параллельный интерфейс Centronics, предназначенный, как правило, для подключения принтеров, и последовательный интерфейс RS-232C, через который подключаются мышь, модем и много других устройств. Интерфейс реализуется со стороны компьютера совокупностью аппаратных и программных средств: контроллером периферийных устройств и специальной программой, управляющей этим контроллером, которую часто называют драйверомсоответствующего периферийного устройства.
Рис. 2.20. Связь компьютера с периферийным устройством
Со стороны периферийного устройства интерфейс чаще всего реализуется аппаратным устройством управления, хотя встречаются и программно-управляемые периферийные устройства.
Программа, выполняемая процессором, может обмениваться данными с помощью команд ввода/вывода с любыми модулями, подключенными к внутренней шине компьютера, в том числе и с контроллерами периферийных устройств.
Периферийные устройства могут принимать от компьютера как данные, например байты информации, которую нужно распечатать на бумаге, так и команды управления, в ответ на которые периферийное устройство может выполнить специальные действия, например, перевести головку диска на требуемую дорожку или же вытолкнуть лист бумаги из принтера. Периферийное устройство использует внешний интерфейс компьютера не только для приема информации, но и для передачи информации в компьютер, то есть обмен данными по внешнему интерфейсу, как правило, является двунаправленным. Так, например, даже принтер, который по своей природе является устройством вывода информации, возвращает в компьютер данные о своем состоянии.
Контроллеры периферийных устройств принимают команды и данные от процессора в свой внутренний буфер, который часто называется регистром или портом, затем выполняют необходимые преобразования этих данных и команд в соответствии с форматами, понятными периферийным устройствам, и выдают их на внешний интерфейс.
Распределение обязанностей между контроллером и драйвером периферийного устройства может быть разным, но обычно контроллер выполняет набор простых команд по управлению периферийным устройством, а драйвер использует эти команды, чтобы заставить устройство совершать более сложные действия по некоторому алгоритму. Например, контроллер принтера может поддерживать такие элементарные команды, как «Печать символа», «Перевод строки», «Возврат каретки» и т. п. Драйвер же принтера с помощью этих команд организует печать строк символов, разделение документа на страницы и другие более высокоуровневые операции. Для одного и того же контроллера можно разработать различные драйверы, которые будут управлять данным периферийным устройством по-разному.
Периферийные устройства пк
К периферийным устройствам относятся: принтеры, сканеры, акустические колонки, модемы, т. е. те устройства, без которых компьютер может функционировать самостоятельно.
Принтеры. Принтеры (print — печать) — это автоматические печатающие устройства, предназначенные для распечатки на бумагу результатов работы на компьютере (тексты, рисунки, графики). По принципу действия различают ударно-матричные, струйные и лазерные принтеры.
Ударно-матричные принтеры печатают с помощью головки с набором иголок. Число иголок в головке может быть различным — 9, 18 и 24. Движениями иголок, головки и листа управляет электронная схема принтера в соответствии с командами, поступающими из компьютера. По команде компьютера иголки собираются в группы, соответствующие очертаниям букв, и, выдвигаясь из головки, отбивают через красящую ленту нужные символы. Чем больше иголок в головке, тем выше качество печати. Скорость печати — от 60 до 10 секунд на страницу.
К достоинствам матричных принтеров можно отнести их экономичность. Стоимость расходных материалов для них самая низкая, и сам матричный принтер стоит недорого. Другие достоинства матричных принтеров определяются ударным принципом работы, что позволяет печатать сразу несколько копий, используя специальную самокопирующую бумагу. К преимуществам матричной технологии относится возможность печатать на материалах с нестандартными размерами. Это могут быть рулонная бумага, картон и даже паспорта и сберегательные книжки.
К недостаткам матричных принтеров можно отнести сравнительно низкую скорость печати и неприятный шум во время работы. На матричных принтерах невозможна многоцветная печать.
В струйных принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил разного цвета, которые выбрасываются через сопла в печатающей головке. За одну секунду выбрасывается до миллиона капель. Это позволяет использовать для печати любую бумагу, включая картон.
Струйные принтеры являются самыми востребованными из всех типов принтеров. К достоинствам струйных принтеров относятся:
• низкая цена (в 3 раза ниже по сравнению с лазерными принтерами);
• низкий по сравнению с матричными принтерами уровень шума;
• самая дешевая цветная печать.
Хороший струйный принтер может печатать не только текстовые материалы, но и документы с цветными фотографиями и диаграммами.
К недостаткам струйных принтеров следует отнести:
• неустойчивость печатного текста к действию воды, света и трения;
• необходимость использования специальной ценной бумаги для получения цветных изображений;
• при относительной дешевизне принтера его эксплуатация требует серьезных расходов вследствие частой замены дорогих картриджей.
• ремонт печатающей головки обходится в сумму, почти равную стоимости самого принтера;
В лазерных принтерах для печати используется луч лазера. В принтере имеется валик-барабан, покрытый полупроводниковым веществом, способным электризоваться при облучении лазером. Зеркальная развертка заставляет пульсирующий луч лазера скользить по строкам вдоль барабана. Вспышки луча происходят в тех местах, где должно быть изображение точек.
К наэлектризованным лазером местам притягиваются мельчайшие частицы сухой краски (тонера), которая находится в контейнере под барабанном. Затем валик прокатывается по листу бумаги, при этом на нее переходит краска. Закрепление изображения на бумаге осуществляется путем расплавления тонера специальным барабаном-печкой.
Лазерные принтеры обеспечивают самую высокую среди всех принтеров скорость печати и не требуют специальной бумаги.
К недостаткам лазерных принтеров следует отнести их дороговизну и большой расход электроэнергии. Его не рекомендуется использовать в квартире из-за большого количества озона, который он выделяет во время работы. Озон является окислителем и при передозировке вреден для здоровья.
Сканеры. Сканер — это устройство, которое позволяет вводить в компьютер изображения текстов, рисунков, фотографий непосредственно с бумажного документа (рис.).
Рис. Сканеры: Слева — роликовые; справа — планшетный; внизу — ручной
Сканеры классифицируют по цветности вводимых изображений на черно-белые и цветные и по способу использования — на ручные и настольные.
Ручные сканеры конструктивно самые простые: они перемещаются вручную по изображению. Настольные сканеры подразделяются на планшетные и роликовые. Планшетные сканеры самые распространенные; они позволяют сканировать и листовые, и сброшюрованные (книги) документы. Роликовые сканеры наиболее автоматизированы, но сканируемые документы должны быть только листовые.
Компьютерные акустические колонки. Встроенный в компьютер сигнальный динамик не предназначен для обеспечения высококачественного звучания, поэтому для прослушивания музыкальных записей служат акустические колонки. Принцип их устройства сходен с устройством акустических систем для бытовой аудиотехники. В зависимости от типа усилителя различают активные и пассивные колонки.
Для пассивных колонок усиление сигналов осуществляется усилителем, расположенным на звуковой плате внутри системного блока. В этом случае аналоговый сигнал подвергается воздействию многочисленных электрических наводок, что приводит к акустическим искажениям.
В активных колонках усилитель находится в одной из колонок (вне системного блока), что способствует повышению качества звучания.
Модемы. Модем — это устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Он соединяет компьютер с телефоном. Термин «модем» образован из двух слов (МОдуляция-ДЕМодуляция). Модем осуществляет модуляцию и демодуляцию информации, т. е. преобразует цифровые сигналы компьютера в аналоговые, совместимые с подключенным к нему телефоном и, наоборот, принимает входящие с телефона аналоговые сигналы и преобразует их в цифровые, совместимые с подключенным к нему компьютером. Модем необходим для соединения с электронными сетями Интернета и для работы с электронной почтой.
Факс-модемом называется модем для передачи и получения изображений. Последовательность работы факсимильной системы следующая: оптическое сканирование изображения, модуляция и передача сигналов по каналам связи, демодуляция и изготовление копий. Большинство современных модемов являются также и факс-модемами.
Источники бесперебойного питания. При резком изменении параметров напряжения или полного отключения электрического тока данные, содержащиеся в операционной памяти компьютера, могут быть безвозвратно утрачены.
Поэтому при продаже компьютера всегда предлагается источник бесперебойного питания (ИБП). В состав ИБП входит аккумуляторная батарея, которая находится постоянно на подзарядке и в случае падения напряжения ее энергия используется для питания компьютера в течение 15-20 мин для аварийного завершения работы.
Мобильные телефоны, Смартфоны, MP3-Плееры, Планшеты и других устройства
Когда вы покупаете эти электронные устройства, в комплекте с устройством идёт USB-кабель для зарядки и передачи данных на компьютер. Хотя эти устройства можно подключить к ПК по Bluetooth (Блютуз) или Wi-Fi, при наличии этих модулей в компьютере.
Многие из этих устройств имеют режим синхронизации, когда вы подключаете устройство к компьютеру, автоматически сохраняются контакты, музыка, фото, данные учётных записей.
Это лишь немногие устройства, которые могут быть подключены к компьютеру. На самом деле их гораздо больше, оглянитесь вокруг компьютера, и вы наверняка увидите модем (роутер), через который вы выходите в интернет. Он тоже относится к периферийным устройствам. Все они служат определённым целям и подключаются или могут быть подключены к компьютеру.
