Материал: Решение радиотехнических задач с помощью ЭВМ. учебное пособие. Слинчук С.А., Корчагин Ю.Э

5.2. Характеристики периферийных устройств

Внешние или периферийные устройства (ВУ) - это важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса, так как ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. ВУ весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков.

Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

- внешние запоминающие устройства (ВЗУ);

- диалоговые средства пользователя;

- устройства ввода информации;

- устройства вывода информации;

- средства связи и телекоммуникации.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения программ и данных. Устройства выполняют в виде накопителей, носителями информации в которых могут служить диски и ленты. Накопители могут быть со сменными носителями и со стационарными носителями информации.

По способу доступа ВЗУ делятся на устройства прямого доступа и устройства последовательного доступа. Накопители на дисках — устройства прямого доступа, так как позволяют обратиться непосредственно к любому месту дискового пространства. Накопители на магнитных лентах — устройства последовательного доступа, так как доступ к нужной информации требует предварительного просмотра всей предыдущей.

Основные характеристики ВЗУ— информационная емкость и время доступа.

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД).

Носители информации — гибкие диски — круглый диск из полиэфирной подложки с нанесенным магнитным покрытием. Диск помещают в плотный конверт (корпус), на внутреннюю поверхность которого нанесено очищающее покрытие.

Получили распространение диски диаметром 5,25 дюйма (133мм) и 3,5 дюйма (89 мм). Информация записывается с двух сторон (DS) по концентрическим дорожкам, которые радиальным разбиением разделены на секторы. Емкость сектора фиксирована 512 байт. Количество секторов — 9 или 15 на 5,25, 9 или 18 на 3,5. Количество дорожек бывает 40 (DD) и 80 (QD, HD). Тогда

Емкость = количество секторов * количество дорожек *

*количество сторон *512.

Двусторонние дискеты маркируют DS 2S или просто 2. 40-дорожечные — DD, 80-дорожечные — QD или HD.

Суперфлоппи и флоптические накопители.

Устройства используют 3,5 дискеты емкостью 128 Мб. На поверхность диска с помощью лазера наносят серводорожки, которые не могут быть разрушены магнитным полем.

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД).

Их диски изготовлены из алюминиевого сплава. Вращаются с большой скоростью 3600 – 7200 об/мин. Они могут иметь до 1024 дорожек, разделенных обычно на 17 (34) сектора.

Достоинства: большая емкость, малое время доступа к информации. Недостатки: чувствительность к механическим воздействиям (вибрации, толчки).

Возможно использование пакета дисков, нанизанных на одну ось. Поверхности дисков покрыты магниточувствительным слоем и каждая из поверхностей имеет свою головку.

Накопители на CD дисках.

Закодированная информация наносится на оптический компакт-диск лазерным лучом, который создает на его поверхности микроскопические впадины, разделенные плоским участком. При использовании света с длиной волны 800 нм емкость диска — 700Мб. Перспектива — уменьшение длины волны лазера.

Существуют другие типы накопителей: накопители на сменных дисках, накопители Бернулли, ZIP- накопители, PD-накопители, магнитооптические диски.

Накопители на магнитной ленте — стримеры.

Здесь реализуется последовательный способ доступа. Наиболее часто используются четвертьдюймовые картриджи для стримера, 8мм и 4мм картриджи.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), реже пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой) и устройства речевого ввода-вывода информации.

Видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК текстовой и графической информации на цветном или монохромном экране (в стационарных ПК - на экране электронно-лучевой трубки, в портативных - на жидкокристаллическом плоском экране).

Устройства речевого ввода-вывода относятся к быстроразвивающимся средствам мультимедиа. Устройства речевого ввода - это различные микрофонные акустические системы, "звуковые мыши", например, со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и закодировать.

Устройства речевого вывода - это различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.

К устройствам ввода информации относятся:

- клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;

- графические планшеты (диджитайзеры) - 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;

- сканеры - устройства для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК текстов, графиков, рисунков, чертежей, фотографий;

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;

- манипуляторы (устройства указания): джойстик - рычаг, мыть, трекбол - шар в оправе, световое перо и др. - для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;

- сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:

- принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель; современные принтеры - матричные, лазерные, струйные (черно-белые и цветные);

- 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 барабанный. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковы, в частности скорость вычерчивания составляет 100-1000 мм/с. Для лучших моделей характерны цветное изображение и передача полутонов, наиболее высокую разрешающую способность и четкость изображения обеспечивают лазерные плоттеры.

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.), а также для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, "стыки", мультиплексоры передачи данных, модемы).

Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе - средствам мультимедиа.

Средства мультимедиа – 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; сканеры, в силу того, что они позволяют автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки; высококачественные видео- и звуковые платы, платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК; высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами; внешние запоминающие устройства большой емкости на оптических дисках, используемые для записи звуковой и видеоинформации.

6. Программное обеспечение эвм

С самого начала изучения информатики мы обращали внимание на то, что ЭВМ может работать только по программе. Вообще все, на что способна ЭВМ — это выполнять какую–то программу. Поэтому особое место в курсе информатики занимает изучение программного обеспечения ЭВМ.

6.1. Классификация программного обеспечения эвм

Все существующие программы можно разделить на три вида. Для наглядности такого деления изобразим классификацию ПО на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Классификация программного обеспечения ЭВМ

Системное ПО служит для обеспечения работоспособности ЭВМ, общего управления ресурсами и т.д. К системному ПО относятся:

• Операционные системы (ОС) — совокупность программ, предназначенных для управления ресурсами ЭВМ, организации диалога пользователя с ЭВМ, исполнения программ пользователя.

• Средства контроля и диагностики — тестовые программы, служат для контроля работоспособности аппаратной части ЭВМ. Эти программы выявляют неисправности и место их возникновения.

• Сервисные программы (утилиты) расширяют возможности ОС (программы оболочки, архиваторы, антивирусные программы, программы восстановления стертых файлов и т.д.).

Инструментальное ПО — совокупность программ для разработки других программ. Они являются основой работы программистов. К ним относятся:

• Системы программирования — набор программных средств, которые обеспечивают потребности при разработке программ (редакторы текстов программ, интегрированные среды). Примером такой программы может служить Turbo Pascal.

• Трансляторы — программы перевода программ в машинный язык. Программа–транслятор входит в состав интегрированной среды Turbo Pascal. Существует много других (отдельных) программ–трансляторов.

Прикладное ПО — программы для решения конкретных задач пользователя. Эти программы обращены к человеку, который не составляет программ, а лишь использует их для решения своих задач. При общении с прикладной программой пользователю приходится выполнять некоторые простые операции — вводить числа и тексты, выводить графики, просматривать данные. Прикладные программы ориентированы на создание максимального комфорта для пользователя. Он может знать о компьютере минимальный набор сведений. Таки образом, эти программы доступны широкому внедрению среди людей, не знакомых с компьютером. Классификация прикладного ПО очень обширна.

Прикладное программное обеспечение подразделяется на средства проектирования и средства использования, определяет разнообразие информационных технологий и состоит из отдельных прикладных программ или пакетов, называемых приложениями (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Классификация средств проектирования и использования

К средствам проектирования можно отнести: системы управления базами данных (СУБД), экспертные системы, системы автоматизации проектирования (САПР), типовые пакеты прикладных программ (ППП), системы электронного документооборота (СЭД), информационные хранилища, геоинформационные системы (ГИС), системы искусственного интеллекта.

СУБД предназначены для проектирования баз данных. Если база данных размещается на нескольких компьютерах, то используются технологии распределенной обработки данных.

Экспертные системы и информационные хранилища предназначены для облегчения принятия решения.

Типовые пакеты прикладных программ - комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

Системы электронного документооборота позволяют реализовывать безбумажные технологии на предприятии.

Геоинформационные системы дают возможность моделировать сложные процессы и системы по управлению природными богатствами, экологией, информационной политикой правительств.

Системы искусственного интеллекта позволяют моделировать деловые процессы, производственные и социальные технологии.

Средства использования зависят от типа обрабатываемой информации. Для обработки текстовых документов служат текстовые процессоры.

Текстовые процессоры - автоматическое форматирование документов, вставка рисованных объектов и графики, составление оглавлений и указателей, проверка орфографии, шрифтовое оформление, подготовка шаблонов документов. Развитием данного направления программных продуктов являются издательские системы.

Данный класс программ включает программы, обеспечивающие информационную технологию компьютерной издательской деятельности; форматирование и редактирование текстов; автоматическую разбивку текста на страницы; создание заголовков; компьютерную верстку печатной страницы; монтирование графики; подготовку иллюстраций и т.п.

Графическая информация обрабатывается посредством графических процессоров.

Удобным средством обработки табличных документов являются табличные процессоры. Табличный процессор - удобная среда для вычислений силами конечного пользователя; средства деловой графики, специализированная обработка (встроенные функции, работа с базами данных, статистическая обработка данных и др.).

Обмен информацией между удаленными пользователями осуществляется посредством электронной почты. Для анализа информации применяются пакеты прикладных программ (ППП), реализующие многие экономико-математические, статистические методы, методы прогнозирования и выявления тенденций. Созданы и широко используются следующие ППП: ППП автоматизированного бухгалтерского учета; ППП финансовой деятельности; ППП управления персоналом (кадровый учет); ППП управления материальными запасами; ППП управления производством; банковские информационные системы и т.п.

Так как большинство приложений применяются на одном рабочем месте, их объединяют в интегрированные пакеты прикладных программ для более удобной обработки смешанной информации.

Для обработки текстовой информации, структурно представленной в виде сети, применяется гипертекстовая технология. Она же послужила инструментом для создания технологии мультимедиа, где одновременно обрабатываются звуковая, видеоинформация, тексты, движущаяся и неподвижная графика.