8.7 Другие виды периферийных устройств

Помимо рассмотренных выше периферийных устройств, как правило, входящих в стандартную комплектацию персонального компьютера, существует большое число разнообразных устройств, предназначенных для решения специфических задач. Среди этих устройств можно назвать стримеры, модемы, сканеры, графопостроители, флэш-память, трекболы и ряд других. Все эти устройства служат для хранения и передачи информации между компьютерами или для ввода-вывода, т.е. преобразования форм представления информации, ее регистрации и отображения. Многочисленность используемых форм представления информации и методов их преобразования не позволяет в одном учебном пособии подробно рассмотреть все их них. Но некоторые ПУ, наиболее распространенные в настоящее время, заслуживают краткого описания.

Стримеры

Как обеспечить надежность хранения меняющейся информации? Очевидно, что НЖМД подвержены отказам и сбоям, поэтому существует вероятность потери всей хранящейся в них информации. Для сохранения ее нужно воспользоваться принципом резервирования, т.е. сохранения ее на нескольких носителях. Однако если для этого использовать второй НЖМД, то такое решение довольно дорого и не всегда решает поставленную задачу. [Подробно об использовании нескольких накопителей RAID-массива для обеспечения надежности хранения информации рассказано в последней главе.] Поэтому во многих случаях эту задачу решают созданием резервной копии информации на магнитной ленте с «потоковой» или серпантинной записью, т.е. с помощью стримеров.

При потоковой организации запись ведется последовательно по одной дорожке, хотя на ленте несколько дорожек. После заполнения одной дорожки ленты запись продолжается на следующей дорожке. Для этого производится переключение головок записи (предусматривается по одной головке на каждую дорожку) и изменяется направление движения ленты на противоположное.

Запись на стример производится из НЖМД. Но для организации потоковой записи необходимо, чтобы поток записываемой информации был непрерывным, поэтому в стримере предусматривают буферную память, вмещающую несколько блоков. Однако если такая память все же окажется пустой, то потоковый режим записи будет нарушен. Восстанавливается он следующим образом. Пустое состояние буферной памяти фиксируется контроллером, и, если запись блока не завершена, вырабатывается сигнал, приводящий вначале к останову, а заем к движению ленты в противоположном направлении. При движении ленты в обратном направлении будет обнаружено начало последнего записанного на нее блока (возможно, не полностью). В этот момент вырабатывается сигнал, останавливающий лентопротяжный механизм и приводящий к повторному реверсированию направления движения ленты, т.е. она начинает перемещаться в первоначальном направлении. Первый выделенный сигнал начала блока при перемещении ленты в «прямом» направлении будет соответствовать блоку, запись которого не была завершена. Он будет использован для повторения операции записи из буферного ЗУ. Однако теперь это буферное ЗУ скорее всего уже будет заполнено, так как реверсирование движения ленты требует значительного времени, и запись блока завершится успешно.

Современные стримеры в большинстве случаев позволяют записывать на одну ленту всю информацию с одного НЖМД. Но время записи измеряется часами, поэтому операция копирования на стример производится по ночам.

Флэш-память

В современных персональных компьютерах в качестве постоянной памяти для хранения BIOS (Basic Input-Output System) используют флэш-память, представляющую особый вид электрически стираемого программируемого ПЗУ. Впервые флэш-память появилась в конце 80-х годов прошлого столетия и сразу завоевала широкое признание. Для хранения одного бита информации в ней используется всего лишь один транзистор, благодаря чему достигается высокая плотность расположения информации. Стирание информации в ней производится электрическими сигналами полностью или по блокам, а для записи информации не требуется специального программатора – она производится сигналами компьютера с помощью средств, реализованных в самой схеме этой памяти. Содержимое во флэш-памяти сохраняется без напряжения питания и не требует регенерации. Флэш-память выпускается в разных вариантах – с последовательным или параллельным интерфейсом, с возможностью стирания всей информации из памяти, отдельных блоков разного или одинакового размера.

В последнее время флэш-память встраивается в цифровые фотокамеры, а для передачи снимков в компьютер она подключается к интерфейсу USB.

Содержимое флэш-памяти может быть полностью стерто за одну или несколько секунд, а запись одного байта занимает около 10 мкс.

Модемы

С развитием компьютерных сетей надежная передача информации на значительные расстояния по каналам связи стала одной из важнейших задач. В качестве каналов связи обычно используются телефонные, радиорелейные, радиоканалы и другие. При этом в качестве линий передачи служат проводные, кабельные, волоконно-оптические, инфракрасные радиолинии и т.п. Канал связи принято характеризовать пропускной способностью, т.е. количеством двоичных единиц информации, которое можно передать по нему за единицу времени, и достоверностью передачи, характеризуемой вероятностью искажения единицы информации.

Но по существующим линиям связи нельзя передавать информацию в том виде, в котором она циркулирует в компьютере. Это вызвано тем, что при передачах на значительные расстояния линия связи начинает действовать в качестве фильтра с ограниченной частотой пропускания; кроме того, на передаваемую информацию оказывают влияние различные помехи. Все это приводит к недопустимо большим искажениям передаваемых прямоугольных импульсов постоянного тока.

Для ограничения полосы частот информационного сигнала можно осуществить модуляцию его сигналами несущей (высокой) частоты, которую и выполняет модем. На приемном конце модем должен выполнить обратное преобразование, т.е. демодуляцию сигнала. Известно несколько видов модуляции. Это амплитудная (АМ), фазовая (ФМ) и частотная (ЧМ). При амплитудной модуляции «1» передается наличием сигналов высокой частоты, а «0» - отсутствием таких сигналов, рисунок 8.х. При фазовой модуляции при смене «1» на «0» и обратно производится изменение фазы сигнала на 180⁰, а при частотной модуляции «1» на «0» передаются сигналами разной частоты. Наиболее распространены фазовая и частотная модуляция. Это вызвано тем, что они обеспечивают наибольшую помехоустойчивость, хотя и требуют более сложного оборудования для своей реализации по сравнению с амплитудной.

Рисунок 8.х. Виды модуляции: амплитудная, фазовая и частотная.

Помимо преобразования сигналов модемы выполняют и ряд других функций.