Раздел 1 общие принципы организации работы периферийных устройств вычислительной техники

(18 часов)

Тема 1.1. Классификация периферийный устройств.

(2 часа)

И так как мы уже говорили, периферийные устройства необходимы для обеспечения связи ЭВМ с внешним миром. Теперь нам необходимо разобраться на какие категории и класс делятся все ВУ.

И так проведем классификацию периферийных устройств по различным признакам:

Таблица 1 Классификация периферийных устройств.

Признак клас­сификации	Типы устройств
Назначение	Ввод	Вывод	Хранение	Интерактив­ные устрой­ства	Мульти-медиа
Выбор обра­баты­ваемой ин­формации	Символь­ная (текст, числа)	Графическая растровая	Графиче­ская век­торная	Аудио	Видео
Конфигу­рация но­сителей	Карты (ПК, флэш)	Ленты (ПЛ, МЛ)	Диски же­сткие (НМД, CD)	Диски гибкие (дискеты)	Сменные/ по­стоянные
Физические принципы накопите­лей	Механиче­ские (карты, Milliped)	Магнитные (НМД, НМЛ)	Механо-оптические (CD, DVD)	Твердое тело (SRAM, флэш)
Физические принципы устройств отображе­ния	Элек­тронно-лучевые трубки	Жидкие кри­сталлы	Плазмен­ные уст­ройства	Светодиодные приборы
Физические принципы устройств ввода	Символь­ные кон­тактные устрой­ства (кла­виатура)	Векторные уст­ройства (мышь, планшет)	Растровые устройства (сканер, камера)
Физические принципы устройств вывода	Ударные принтеры	Фотоэлектриче­ские	чернильные	Твердочер­нильные
Используе­мый ин­терфейс	Внутрен­ний (АТА, SCSI)	Последо-ватель­ный (RS-232)	Параллель­ный (Cen­tronix)	Высоко-скорост­ной (USB, Firewere)	Низкос-корост­ной (DIN, PS/2)

Рисунок 1 Схема классификации устройств ЭВМ

Общие принципы построения периферийный устройств.

Устройства хранения данных.

• Общая технология магнитных носителей 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Эта система могла хранить 5 млн. символов (5 Мбайт) на 50 дисках диаметром 24 дюйма (около 61 см.). В отличие от ленточных устройств хранения данных, в системе RAMAC запись осуществлялась с помощью головки на произвольное место поверхности диска. При записи каждого бита (битов) данных в специальных областях на диске располагаются последовательности зон смены знака. Эти области называют битовыми ячейками. Геометрические размеры такой ячейки зависят от тактовой частоты сигнала записи и скорости, с которой перемещаются относительно друг друга головка и поверхность диска.

• Поверхностная (параллельная) магнитная запись (LMR, longitudinal magnetic recording). Вектор намагниченности для каждого бита информации (элементарной области намагниченности, или магнитного домена) расположен параллельно поверхности носителя.

• Перпендикулярная магнитозапись (PRM). В этом случае битовые «микромагниты» расположены вертикально или перпендикулярно поверхности диска.

• Оптико-механические устройства. (Перфокарты, перфоленты, CD, DVD).В то время как нанесение информации на перфокарты и перфоленты осуществляется действительно механическим путем (пробивка отверстий), принципы записи на CD/DVD назвать «механическими» можно только весьма приближенно – это и штамповка (отливка) углублений («пиитов», от англ. рit) на поверхности диска (при изготовлении CD ROM (только для считывания)), и выжигания (burning) лучом лазера отметок в записывающем («регистрирующем») слое, которое либо разрушает материал, либо изменяет прозрачность, коэффициент преломления и другие оптические свойства микроучастков диска (технологии CD-R, CD-RW, DVD+R, DVD+RW и пр.). Во всех случаях считывание информации осуществляется оптическим путём (первые образцы перфоносителей использовали электромеханическое считывание путём замыкания щупов).

• Транзисторные (твердотельные) запоминающие устройства. Наиболее часто используемые в электронике полупроводниками являются кремний и германй. На их основе путем внедрения примесей в определенных точках кристаллов создаются полупроводниковые элементы. Обычный транзистор представляет собой простейшее устройство, размещающееся в слое кремниевой пластины и функционирующее как электронный ключ. Он содержит три вывода – исток (эмиттер), сток (коллектор) и затвор (база). Источник и сток образуются путём внедрения в кремний определенных примесей, а затвор содержит материал, именуемый полисиликоном. Ниже затвора расположен слой диэлектрика, изготовленного из диоксида кремния. Данная структура называется «кремний-на-изоляторе» (SOI). Когда к транзистору приложено напряжение, затвор «открыт» и транзистор пропускает ток. Если напряжение снято – наоборот. Оперативная память. В большинстве случаев оперативная память ЭВМ – RAM (память с произвольным доступом) строится на микросхемах динамического типа (DRAM – Dynamic Random Access Memory), где в качестве записывающего элемента используется простейшая сборка, состоящая из транзистора и конденсатора. Каждый бит такой памяти представляется в виде наличия заряда на конденсаторе, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Конденсатор управляет транзистором. Если транзистор открыт и ток идет, это соответствует «1», если закрыт – «0». Между периодами доступа к памяти посылается электрический ток, обновляющий заряд на конденсаторах (регенерация памяти – для поддержания целостности данных (поэтому этот тип памяти и называется динамическим)). Имеется другой вид памяти, который лишен этого недостатка. Эта память называется статической (Static RAM – SRAM), где в качестве записывающего элемента используется так называемый статический триггер, который может хранить данные, пока питание подается на схему.

Интерактивные устройства.

Понятие терминала в соответствии с телекоммуникационными стандартами относится к сочетанию устройств ввода/вывода информации, например, принтер-сканер. Терминалы – это диалоговые или интерактивные устройства, предназначенные для ввода/вывода небольших количеств информации, первоначально с целью управления вычислительным процессом и наблюдения за его ходом, а в дальнейшем – также для ввода/вывода исходных данных и результатов работы программ. К терминала можно отнести банкоматы, телетайп, телеграфные аппараты.