Содержание
Введение..................................................................................................... 2
1. Клавиатура............................................................................................ 3
2. Мыши и трекболы................................................................................. 3
3. Трекбол.................................................................................................. 4
4. CD-ROM................................................................................................. 4
5. Накопители на дискетах........................................................................ 6
6. Накопители на жёстких дисках............................................................. 6
7. АУДИО.................................................................................................. 7
8. Модемы и факс-модемы........................................................................ 8
9. Плоттеры................................................................................................ 9
10. Сканеры............................................................................................... 9
11. Джойстики.......................................................................................... 11
Заключение.............................................................................................. 11
Используемая литература....................................................................... 13
Введение
Вопросы организации ввода/вывода в вычислительной системе
иногда оказываются вне внимания потребителей. Это привело к тому, что при
оценке производительности системы часто используются только оценки
производительности процессора, а оценкой системы ввода/вывода пренебрегают[1].
Однако это противоречит здравому смыслу. Компьютер без
устройств ввода/вывода - как автомобиль без колес - на таком автомобиле далеко
не уедешь. Очевидно одной из наиболее правильных оценок производительности
системы является время ответа (время между моментом ввода пользователем задания
и получения им результата), которое учитывает все накладные расходы, связанные
с выполнением задания в системе, включая ввод/вывод.
Кроме того, важность системы ввода/вывода определяется еще и
тем, что быстрое увеличение производительности процессоров настолько изменило
принципы классификации компьютеров, что именно по организации ввода/вывода мы
можем как-то грубо их отличать: разница между мейнфреймом
и миникомпьютером заключается в том, что мейнфрейм
может поддерживать намного больше терминалов и дисков; разница между
миникомпьютером и рабочей станцией заключается в том, что рабочая станция имеет
экран, клавиатуру и мышь; разница между файл-сервером и рабочей станцией
заключается в том, что файл-сервер имеет диски и ленточные устройства, а экран,
клавиатура и мышь отсутствуют; разница между рабочей станцией и персональным
компьютером заключается лишь в том, что рабочие станции всегда соединены друг с
другом с помощью локальной сети.
1. Клавиатура.
Клавиатура – это основные устройством ввода информации в
компьютер. Внешне она представляет собой совокупность механических датчиков,
воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом
определённую электрическую цепь.
Эволюция клавиатур для IBM PC была достаточно
долговременной. Сначала использовались 83-х клавишные клавиатуры, затем вместе
с АТ появилась 84-х клавишная. П Современные IBM PC в массе своей используют
расширенную клавиатуру. Основные улучшения по сравнению с АТ-клавиатурой
касается общего числа (101 и выше ) и расположения клавиш. Наиболее стандартным
является расположение QWERTY порядка 60 клавиш с буквами, цифрами, знаками
пунктуации и другими символами и ещё около 40 функциональных клавиш.
Сегодня наибольшее распространение получили два вида
клавиатур:
- клавиатуры с механическим переключателями. Датчик
представляет из себя традиционный механизм с контактами из специального сплава.
Несмотря на то что эта технология используется уже несколько десятилетий,
фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. В
клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что
значительно улучшает электрическую проводимость.
- клавиатуры с мембранным переключателем. Данная технология,
считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.
2. Мыши и трекболы
Мыши и трекболы обычно называют координаторными
устройствами ввода информации в компьютер, но очевидно, что полностью заменить
клавиатуру они не в состоянии[2]. В большинстве своём эти
устройства имеют две три кнопки управления. Не секрет что своей популярностью
мышь обязана распространению графического интерфейса и в основном компании “Microsoft”.
Краткая историография мыши такова: первая мышь каталась на
двух колесиках, которые были связаны с осями переменных резисторов. Её
перемещение было прямо пропорционально изменению сопротивления переменных
резисторов. Позднее конструкция в корне изменилась. Ролики пернесли
внутрь корпуса, а с поверхностью стал соприкасаться твёрдый резиновый шарик.
3. Трекбол
Трекбол в сущности - это “перевёрнутую” мышь. У трекбола
задействован в движение не корпус, а только его шар, что позволяет существенно
повысить точность управления курсором.
4. CD-ROM
Устройство для работы с дисками. Принцип работы дисковода
схож с принципами работы обычных дисководов для гибких дисков и состоит в
следующем: поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно
лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в
зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку,
фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой
пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При
попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму,
отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку он
рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до
светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в
электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким
образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая
поверхность как логические единицы
Производительность CD-ROM обычно определяется его
скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение
некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми
соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти,
шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со
скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. Сегодня
наиболее широко применяются двух- и четырехскоростные дисководы. Дисководы с
четырехкратной скоростью более производительны, однако оценить чистое
преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с
удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего это зависит от
операционной системы и типа приложения, с которым ведется работа. При высокой
интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого
количества данных (например при работе с базами данных) “импульсная” скорость
считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной
скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции
доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования
данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако наибольшее преимущество
получится при работе с полноформатным видео.
Повышению производительности дисководов способствует их
снабжение буферной памятью буферной памятью (стандартные объемы КЭШа: 64, 128,
256, 512, 1024 Кбайт). Буфер дисковода - это память для кратковременного
хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату
контролера, а затем в ЦП. Буферизация дает возможность дисковому устройству
передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время
медленной пересылкой постоянного потока данных.
5. Накопители на дискетах
Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы
с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на
компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жёстком диске.
Существуют два типа дисководов: дисковод рассчитанный на
дискеты размером 3,5 дюйма и устаревшая модель рассчитанная на дискеты 5,25
дюйма.
6. Накопители на жёстких дисках
Накопители на жёстком диске (винчестеры) предназначены для
постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером:
программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов
документов, трансляторов с языков программирования и т.д. Наличие жёсткого
диска значительно повышает удобство работы с компьютером[3].
Ёмкость диска. Для пользователя накопители не жёстком
диске отличаются друг от друга прежде всего своей ёмкостью, т.е. тем, сколько
информации помещается на диске. Сейчас компьютеры в основном оснащаются
винчестерами от 520 Мбайт и более. Компьютеры работающие как файл серверы могут
оснащаться винчестером 4 - 8 Мбайт и не одним.
Скорость работы диска. Скорость работы диска
характеризуется двумя показателями:
·
Временем доступа к данным на диске.
·
Скоростью чтения и записи данных на диск.
Эти характеристики соотносятся друг с другом приблизительно
так же, как время разгона и максимальная скорость автомобиля. При чтении или
записи коротких блоков данных, расположенных в разных участках диска, скорость
работы определяется временем доступа к данным - подобно тому, как при движении
автомобиля по городу в час пик с постоянными разгонами и торможениями не так уж
важна максимальная скорость, развиваемая автомобилем. Зато при чтении или
записи данных ( в десятки и сотни килобайт ) файлов гораздо важнее пропускная
способность тракта обмена с диском - точно также, как при движении автомобиля
по скоростному шоссе важнее скорость автомобиля, чем время разгона.
7. АУДИО
Любой мультимедиа–ПК имеет в своем составе плату–аудио
адаптер. Для чего она нужна? С легкой руки фирмы Creative
Labs (Сингапур), назвавшей свои первые аудио адаптеры
звонким словом Sound Blaster,
эти устройства часто именуются “саундбластерами”.
Аудио адаптер дал компьютеру не только стереофоническое звучание, но и
возможность записи на внешние носители звуковых сигналов. Как уже было сказано
ранее, дисковые накопители ПК совсем не подходят для записи обычных
(аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только цифровых
сигналов, которые практически не искажаются при их передаче по линиям связи.
Аудио адаптер имеет аналогово–цифровой
преобразователь (АЦП), периодически определяющий уровень звукового сигнала и
превращающий этот отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель
уже как цифровой сигнал.
Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в
памяти компьютера (например, в виде WAV–файлов). Считанный с диска цифровой
сигнал подается на цифро–аналоговый преобразователь
(ЦАП), который преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их
можно усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения. Важными
параметрами аудио адаптера являются частота квантования звуковых сигналов и
разрядность квантования.
8. Модемы и факс-модемы
Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить
на связь с другим компьютером посредством телефонных линий.
Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и
посылать факсимильные сообщения[4].
По своему внешнему виду и месту установки модемы
подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой
электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние -
автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит,
как правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней
привлекательности ( индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки.
Основной параметр в работе модема - скорость передачи
данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и
устанавливается фирмой- производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или
28800 bps. Иногда встречаются устаревшие модели
модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически
вышли из употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со
скоростью 14400 bps (около 1 Mb
в 10 минут), и его можно приобрести примерно за $150.
Также важными показателями в современных модемах является
наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим
обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют
проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию,
а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем
восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают
скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных
линиях.
Одна из передовых фирм- производителей модемов “Hayes Microcomputer Products” приняла основные стандарты для команд модемов,
включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может непосредственно
управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее
большинство фирм во всем мире и лучшие модемы являются Hayes-
совместимыми.
Также существуют мировые стандарты скорости модема, сжатия
данных и коррекции ошибок. Эти стандарты устанавливаются комитетом ITU-T
(стандарт CCITT ) и фирмой Microcom (стандарт MNP
). Самые лучшие модемы соответствуют обоим этим стандартам.
Самые распространенные стандарты CCITT сегодня:
·
стандарт скорости 9600 bps
- V.32 и скорости 14400 bps - V.32bis;
·
стандарт коррекции ошибок - V.42;
·
стандарт сжатия данных с коэффициентом 4:1 -
V.42bis.
Основные стандарты пересылки факсимильных сообщений - Class 1 и Groop
IV , поддерживающие скорость до 19200 bps и
сжатие данных.
9. Плоттеры
Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера
данные в виде рисунка или графика на бумаге. Их также называют графопостроителем
10. Сканеры
Устройство, предназначенное для ввода в компьютер
изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и
другой графической информации. Для связи с компьютером сканеры могут
использовать 8-и или 16-и разрядную интерфейсную плату. Кроме того в настоящее
время достаточно широко используются стандартные интерфейсы ( последовательный
и параллельный порты, а также интерфейс SCSI ).
Классификацию сканеров можно провести по следующим признакам[5]:
·
по кинематическому механизму сканера
·
по типу вводимого изображения.
На сегодняшний день все известные модели можно разбить на
два типа: ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые
сочетают в себе возможности и тех и других.
Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при
помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой
по изображению. Равномерность перемещения handheld
существенно сказывается на качестве вводимого изображения. Ширина вводимого
изображения обычно не превышает 4дюйма ( 10см ).
Настольные же сканеры позволяют вводить изображения размером
8,5 на 11 дюймов или 8,5 на 14 дюймов. Существует три разновидности настольных
сканеров: планшетные, рулонные и проекционные.
Принцип работы ч/б сканера заключается в следующем:
сканируемое изображение освещается белым светом; отражённый свет через
уменьшающую линзу попадает не фоточувствительный полупроводниковый элемент,
называемый Прибором с Зарядовой Связью ( ПЗС ). Каждая строка сканирования
соответствует определённым значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения
преобразуются в цифровую форму либо через аналогово-цифровой преобразователь
АЦП (для полутоновых сканеров ), либо через компаратор ( для двухуровневых
сканеров ). Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества
поддерживаемых уровней серого цвета. цветных сканируемых изображений.
Один из принципов работы цветного сканера заключается в
следующем: сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр
или тремя лампами различного цвета.
11. Джойстики
Аналоговое координаторное
устройство ввода информации.
Заключение
В этой работе были рассмотрены основные устройства ввода
информации в компьютер для последующей обработки.
Как было сказано, основным устройством ввода до настоящего
времени является клавиатура.
Так же для работы с операционными системами семейства Windows является мышь,
которая позволяет выполнять большинство лействий,
нажатием двух клавиш.
Для переноса и хранения данные уже многие годы используются
дискеты. Но в последнее время большую популярность приобретают накопители на
компакт-дисках – CD-ROM.
Для передачи информации между удаленными компьютерами
используются модемы. Современные модемы также поддерживают функцию передачи и
приема факсов.
Для ввода информации в компьютер с бумаги применяются
сканеры. Современные сканеры позволяют не только вводить графические
изображения, но и текстовую информацию, которая затем может обрабатываться
компьютерными средствами.
Так как в последнее время компьютеры стали очень часто
использоваться для игр, поэтому большую популярность приобрели джойстики,
которые позволяют управлять игрой специальной рукояткой.
Используемая литература
1.
Милютина И.А. Технические
средства компьютерных информационных технологий. Методические рекомендации к
таблицам по инф-ке. 1-й выпуск - М: АО
"Московские учебники и Картометография" 2005
- 79 с.: ил.
2.
Основы информатики и вычислительной техники. Проб.учебное пособие для 10-11 классов средней школы/В.А.Каймин, А.Г.Щеголев, Е.А.Ерохина, Д.П.Федюнин - М:
Просвещение, 2002 - 272 с.: ил.
3.
Основы компьютерной технологии: уч.
пособие для старших классов по курсу "Информатика и вычислительная
техника"/ Ю.А.Шафрин - М.: АБФ, 2004 - 656с: ил.
4.
Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд.11-е, перераб. и доп.- М: ИНФРА-М, 2004 - 640 с: ил.
5.
Экономическая информатика и вычислительная техника: Учебник
/ Г.А.Титоренко, Н.Г. Черняк, Л.В. Ерешин и др; под редакцией
В.П.Косарева, А.Ю. Королева - Изд. 2-е, переработки и дополнение - М.: Финансы
и статистика, 2003 - 336 с.: ил.
[1] Основы
информатики и вычислительной техники. Проб.учебное
пособие для 10-11 классов средней школы/В.А.Каймин,
А.Г.Щеголев, Е.А.Ерохина, Д.П.Федюнин - М: Просвещение, 2002 - стр. 78
[2] Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд.11-е, перераб. и доп.- М: ИНФРА-М, 2004, стр. 243
[3] Милютина И.А. Технические средства
компьютерных информационных технологий. Методические рекомендации к таблицам по
инф-ке. 1-й выпуск - М: АО "Московские учебники
и Картометография" 2005 - 79 с.
[4] Экономическая информатика и вычислительная техника:
Учебник / Г.А.Титоренко, Н.Г. Черняк, Л.В. Ерешин и др; под редакцией
В.П.Косарева, А.Ю. Королева - Изд. 2-е, переработки и дополнение - М.: Финансы
и статистика, 2003 - 336 с.: ил.
[5] Основы компьютерной технологии: уч.
пособие для старших классов по курсу "Информатика и вычислительная
техника"/ Ю.А.Шафрин - М.: АБФ, 2004 – стр. 359