Зовнішні пристрої введення (клавіатура, фото стрічка). Візуалізація інформації (дисплей, друкувальний пристрій).
Пристрої підготовки даних(ППД) призначені для перенесення вручну набаних даних на машинний носій інформації, а також для контролю даних на носію, їх редагування (виправлення) а в деяких випадках і виконання додаткових операцій (сортування носіїв, їх розшифровка), перезаписи з одного типу носія на інший ).
Укрупнена класифікація ППД може бути проведена за типом носія інформації. Найбільш розповсюдження отримали ППД на ПК і ПС, а також ППД на МС і МД. Тип носія інформації визначається конструкцією ППД. Вимоги до основних функціональних характеристик ППД єдині незалежно від носія: простий набір даних їх видимість, можливість виправлення і контролю даних як до регістрації, так і записаних на носії, повного чи часткового дублювання без повторного набору. Вказані функції можуть бути реалізовані пристроєм, узагальнена схема якого представлена на (рис. 61) де КП, БЗП, ППІ, ПД, ПЗЧІ, ПД, АЛП, ПК – пристрої клавішні, буферне запам’ятовуюче, перетворення інформації, друку, арифметично-логічне, управління, Ш-шифратор, Н-носій.
Рис. 61. Узагальнена схема ППД
Особливість ППД в тому, що робота завжди допускає участь людини – оператора, хоч ряд операцій виконуються автоматично. Тому до ППД ставляться вагомі ергономічні вимоги, оскільки, лише максимально забезпечивши зручність оператора при роботі на ППД, його комфорт, звільнивши його від можливо великого числа операцій, які потребують підвищеної уваги, можна надіятись на його продуктивну роботу з найменшим числом помилок.
Зв’язок оператора з ППД як правило здійснюється через клавішний пристрій – пристрій перетворення механічного руху клавіш в електричний сигнал. Для перетворення даного сигналу в двійковий код служить шифратор (Ш). В ряді випадків КП і Ш конструктивно об’єднані в одному пристрої.
З часом ППД, як правило, в своєму складі містить буферний запам’ятовуючий пристрій (БЗП), в який заносяться набираючи дані, а також зберігаються керуючі програми. Пристрої, що містять БЗП, називаються буферизованими. Наявність БЗП дозволяє відображати дані на індикаторі для їх візуального контролю до запису на носій, а також організувати контроль правильного запису інформації шляхом її зчитування з носія і порівняння з інформацією в БЗП.
Арифметично-логічний пристрій (АЛП) дозволяє виконувати вказане порівняння, а також додаткові операції, наприклад обчислення контрольних сум, деяку обробку інформації у відповідності з програмою.
Наявність пристроїв перетворення інформації ППІ викликано необхідністю перетворення інформації, наприклад, з паралельної форми в послідовну при записі на магнітні диски.
Пристроєм (механізмом) реєстрації ПР може служити перфоратор, для ПК або ПС, блок магнітних головок з відповідними схемами запису при відтворенні МС і МД.
Пристрій керування здійснює керування роботою всіх блоків, що входять і УПД.
Вказані функціональні вимоги до ППД можуть бути реалізовані на мікроЕОМ, в яких КП – пристрій введення, блоки індикації і друку – пристрої виведення, пристрої реєстрації даних на носії – зовнішні ЗП.
Застосування мікроЕОМ дає можливість розширити можливість ППД і різко спростити процес їх проектування за рахунок використання типових пристроїв і блоків. Тому найбільш сучасні ППД – пристрої, орієнтовані на підготовку даних на носіях різних типів.
КП зазвичай мають в своєму складі декілька клавішних полів: для набору алфавітно – цифрових символів, для введення керуючої інформації (поля функціональної клавіатури).
Конструктивно КП може виконуватись в вигляді автономного пристою, вільно переміщатись на столі оператора, або в вигляді блоку пристроїв (клавіатура друкарської машинки, дисплей).
Клавіші – пристрої перетворення механічної енергії руху руки людини в електричний сигнал.
За видом дії клавіші діляться на клавіші натискання (тактильні) і дотику (сенсорні).
Розрізняють контактні і безконтактні клавішні пристрої.
Контактні КП виконуються на основ перемикачів, в яких натискання клавішного стержня призводить до вмикання (перемиканню) електромеханічного контакту.
Безконтактні КП будуються на основі перемикачів, що керуються магнітним полем або випромінюванням, на основі індукційних датчиків. Сенсорні перемикачі також відносяться до безконтактних КП.
Шифратор – кодуючий пристрій, який спільно з КП перетворює електричний сигнал від тої чи іншої клавіші в двійковий код (у відповідності з кодовою таблицею). Шифратори можуть виконуватися на контактній або безконтактній основі, причому останні – на інтегральних елементах – отримали перевагу у розвитку.
Завдяки швидкому розвитку засобів оперативного введення даних і широкому використанню магнітних носіїв інформації, введеної в ЕОМ перфоносіїв, безперервно знижується. Однак пристрої введення з перфострічок із-зі дешевизни носія і простоти самих пристроїв широко застосовується в міні-ЕОМ, а також в пристроях з числовим програмним керуванням.
Відтворення інформації з перфоносія зводиться до перетворенню пробивання на носії в електричний сигнал. На практиці отримали розповсюдження три способи зчитування інформації з перфоносіїв: електромеханічні, фотоелектричні і діелектричні.
Електромеханічний спосіб передбачає використання контактних пристроїв – щіток або щупів.
Фотоелектричний спосіб, при якому носій є ширмою між джерелом і примачем випромінювання, перетворюючий випромінюванням через перфорацію носія в електричний сигнал, отримав найбільш широке розповсюдження.
Діелектричний (ємнісний) спосіб відтворення використовується в деяких закордонних пристроях введення з ПС. В ньому перетворюючим елементом для отримання електричного сигналу при русі ПС є ємнісний датчик, між обкладками якого рухається носій.
Пристрої відтворення інформації (ПВІ) призначені для організації зв’язку оператора з ЕОМ на рівні зорових образів.
Вони відносяться до технічних засобів наочного відтворення інформації в зручному для оператора виді для її сприйняття і оперативного прийняття рішення.
В залежності від напрямків передачі потоків інформації в системі ЕОМ – ПВІ – Оператор пристрої візуального відтворення інформації можна поділити на пасивні та діалогові. До першої групи відносяться пристрої, призначені для прийому, перетворення, візуалізації сформованого в ЕОМ кадру інформації й представлення її оператору для прийняття рішення. При цьому оператор не може змінювати або виправляти інформацію на екрані індикатора і відсилати її в ЕОМ. Такі пристрої інколи називають ПВІ, типу табло або моніторами. До другої групи відносять ПВІ, які дозволяють оператору вести діалог з обчислювальною машиною на рівні зорових образів, тобто здійснювати редагування інформації на екрані індикатора й відсилати відредаговану інформацію у ЕОМ на подальшу обробку.
За оглядностю екрану в залежності від числа операторів (користувачів) ПВІ розділяють на ПВІ індивідуального, групового і колективного користування.
За характером відтворення інформації ПВІ діляться на алфавітно-цифрові й графічні. Алфавіто-цифрові пристрої призначені для відтворення різних текстових повідомлень, записаних в заданому алфавітному порядку. Графічні присрої крім тексту дозволяють формувати на екрані індикатора довільні криві, діаграми, схеми, креслення, тексти тощо.
За принципом формуваня символів ПВІ діляться на знакодрукарські, знакогенеруючі і знакосинтезуючі. В знакодру-карських ПВІ використовується готовий набір знаків, за допомогою яких на екрані формується кадр інформації (знакодрукарські ЕЛТ типу характронна і тайпотронна). Знакогенеруючі ПВІ будуються в основному на базі ЕПТ і відтворюють знак за допомогою переміщення електронного променя по екрану трубки. В знакосинтезуючих ПВІ використовується метод побудови знаку із елементів розкладання знаку, тобто синтез знаку із окремих дискретних елементів. В основу знакосинтезуючих ПВІ береться точкова, лінійна (сегментна) і точково-лінійна структура. Пристрої візуального відтворення даного типу будуються як на ЕПТ, так і на дискретних індикаторних елементах.
За засобами індикації ПВІ поділяються на пристрої, які використовують ЕЛТ прямого введення, газорозрядні прилади, електролюмінісцентні прилади, рідкокристалічні індикатори, вакуумно-люмінісцентні прилади.
За способом формування зображення на екрані індикатора ПВІ діляться на растрові і функціональні. В растрових ПВІ здійснюється сканування поля екрану індикатора, зображення на якому формується шляхом послідовного задання яскравості точок у відповідності з експонованим зображенням. В функціональних пристроях відтворення (будуються на основі ЕПТ) для побудови зображення використовується напруги визначеної форми, які одночасно впливають на вертикальну і горизонтальну системи відхилення ЕПТ і зміщують електронния промінь по контуру відображуваного символу.
На даний час відомо не менше декількох десятків різних типів друкарських пристроїв (ДП). Це обумовлено різноманітним пред’явленням до них вимог, визваних особливостями різних областей їх застосування. Тип ДП визначається сукупністю вибраного способу реєстрації і вибраного методу формування контурів символів і друкарських рядків.
Під способом реєстрації розуміють фізичний або механічний процес, з допомогою якого отримується візуальне зображення.
Метод формування контурів символів незалежно від способу реєстрації визначає таку послідовність переміщення реєструючого органу, в результаті якого утворюється вся сукупність точок контуру символів.
Метод формування друкувального рядка визначає ту послідовність переміщення реєструючого органу, в результаті якого відбувається запис символів в усіх розрядах друкувального рядка.
Відомі методи формування контурів символів знакодрукуючий і знакосинтезуючий .
При знакодрукуючому методі контур символу формується зразу як одне ціле. В залежності від методу вибірки символу знакодрукуючий метод буває з послідовною, довільною або позиційною вибіркою.
При знакосинтезуючому методі контур символу утворюється із окремих елементів. При цьому синтезування може бути або зразу всім контуром, або окремими частинами, або послідовно окремими елементами контуру.
***
Принцип дії ЕОМ.
Мікропроцесор. Структурна схема.
Взаємодія окремих вузлів і пристроїв. АЛУ.
Акумулятор.
Лічильник команд.
Регістр адреси пам’яті.
Регістр стану.
Буферні регістри АЛУ.
Регістри загального призначення.
Схема керування.
Внутрішня шина даних.
Зовнішні шини, принцип мультиплексування.
Синхронізація
Адресація цифрової інформації й кодування команд.
Однокристальний мікропроцесор і одно кристальная мікро- ЕОМ
Мікропроцесор – це процесор, виконаний в вигляді одної або декількох великих інтегральних схем (ВІС). Приставка “мікро” до слову “процесор” підкреслює мініатюризацію процесора в результаті високого ступеня інтеграції утворюючих його схем.
Мікропроцесор розрахований на спільну роботу з запам’ятовуючим пристроєм і пристроєм вводу-виводу інформації. В залежності від функціональних можливостей мікропроцесори поділяються на універсальні та спеціалізовані.
Під універсальним мікропроцесором (мікропроцесор загального призначення) розуміють мікропроцесор, якому притаманні всі особливості центрального процесора. Такі мікропроцесори служать основою мікро-ЕОМ, використовуються для розв’язання широкого кола задач в системах керування, вимірювальних приладах, діагностичних пристроях.
Спеціалізований мікропроцесор розрахований на вузьке застосування, розв’язку конкретних задач і оптимізований за визначеним параметром.
Мікропроцесорний комплект або набір – це сукупність спеціально розроблених окремих мікропроцесорних та інших інтегральних схем, які сумісні за своїми конструктивно-технологічними даними: можуть бути зібрані в єдине ціле. Вони призначені для спільної роботи в мікро-ЕОМ, мікропроцесорних системах, мікроконтролерах тощо. Як правило, в комплект входять ВІС мікропроцесора, запам’ятовуючих пристроїв, вводу-виводу інформації мікропрограмного керування та ін.
Мікропроцесорна система – зібрана в одне ціле сукупність взаємодіючих ВІС мікропроцесорного комплекту – модулів (інколи доповнена ВІС з інших комплектів), організована в робочу систему, тобто обчислювальна або керуюча система з мікропроцесором в якості вузла обробки інформації. Система, в якій використовується два або більше мікропроцесорів, називається мультимікропроцесорною системою.
Мікро-ЕОМ – це конструктивно завершений пристрій, побудований на основі мікропроцесорного комплекту ВІС або модулів в окремому корпусі й має своє джерело живлення, пульт керування, вузли вводу виводу інформації, що дозволяє використовувати його в якості автономного, незалежно працюючого пристрою зі своїм програмним забезпеченням.
На практиці нерідко застосовують функціональний блок, який містить мікропроцесорний комплект і оформлений конструктивно в вигляді плати. Він може виконувати роль мікро-ЕОМ, встроєний в вимірювальний прилад або іншу апаратуру. Такий блок, виконуючий функції керування, називають мікроконтролером. Інколи для скорочення його називають просто контролером. Він може бути програмованим і не програмованим .