В восьмом уроке мы узнаем об основных периферийных устройствах персонального компьютера, т.е. о внешних устройствах ПК .

Чем больше развивается компьютерная техника, тем больше появляется непонятных «штуковин» (как по названию, так и по назначению). В этом уроке разберемся с самыми основными устройствами, которые можно подключить к компьютеру. Кроме того, я постараюсь ответить на вопросы «нужно ли это устройство» и «как его подключить».

Сначала давайте разберемся, что за слова такие «периферийные устройства».

Перифери?я (от греч. окружность) — удалённая от центра часть чего-либо.

Перифери?йные устро?йства (ПУ) - аппаратура, предназначенная для внешней обработки информации. Другими словами, это устройства, расположенные вне системного блока – внешние устройства .

Если Вы последовательно читали IT-уроки, то еще в мы познакомились с:

1. устройствами, которые предназначены для ввода информации в компьютер для обработки, и
2. устройствами, для вывода информации из него.
3. Есть еще и устройства для хранения информации вне системного блока (внешние накопители).

Всё перечисленное относится к внешним или периферийным устройствам персонального компьютера.

С введением закончили, перейдем к самим устройствам, буду перечислять их по степени важности для обычного пользователя ПК.

Клавиатура и мышь

Это основные устройства для ввода информации, необходимость в них очевидна и не обсуждается, пока сенсорные мониторы не вытеснили обычные:)

Подключаться клавиатура и мышь к компьютеру может с помощью двух видов разъемов:

• PS/2
• USB.

Если Вы еще не получаете информацию о новых IT-уроках на свой e- mail , то можете выполнить подписку по данной ссылке . Это не займет много времени (не забудьте подтвердить подписку в пришедшем письме).

Копирование запрещено

Видео-дополнение

В качестве дополнения, сегодня видео о выборе клавиатуры . Достаточно подробно описаны различия между клавиатурами, упомянуты различные способы подключения , затронуты некоторые тонкости , на которые не все обращают внимание при покупке.

графопостроители и т.п.) и интерактивные устройства (терминалы, ЖК-планшеты с сенсорным вводом и др.)

Устройства массовой памяти (винчестеры 1НЖМД - накопитель на жестком магнитном диске. , дисководы 2НГМД - накопитель на гибком магнитном диске. , стримеры 3НМЛ - накопитель на магнитной ленте., накопители на оптических дисках, флэш-память 4EEPROM - перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство с электрическим стиранием. и др.)

Устройства связи с объектом управления (АЦП, ЦАП, датчики, цифровые регуляторы, реле и т.д.)

Средства передачи данных на большие расстояния (средства телекоммуникации) (модемы, сетевые адаптеры).

Устройства ввода

Клавиатура

Основным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура , которая представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь. В настоящее время распространены два типа клавиатур : с механическими или с мембранными переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Во втором случае переключатель состоит из двух мембран: верхней - активной, нижней - пассивной, разделенных третьей мембраной-прокладкой.

Как правило, внутри корпуса любой клавиатуры , кроме датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер. Обмен информации между клавиатурой и системной платой осуществляется по специальному последовательному интерфейсу 11-битовыми блоками. Основной принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из этих переключателей соответствует уникальный цифровой код - скан-код. В случае, когда клавиша отпускается, клавиатура IBM PC AT предваряет скан-код кодом F016. Когда контроллер клавиатуры фиксирует нажатие или отпускание клавиши, он инициирует аппаратное прерывание IRQ1. Если в клавиатурах компьютеров типа IBM PC XT передача данных может осуществляться только в одном направлении, то в клавиатурах типа IBM PC AT подобная связь возможна уже в двух направлениях, т. е. клавиатура может принимать специальные команды (установки параметров задержки автоповтора и частоты автоповтора). Подключение клавиатуры к системной плате выполняется посредством электрически идентичных разъемов 5 DIN 5 DIN (Deutsche Idustrie Norm) - Немецкий промышленный стандарт. или 6 mini- DIN , последний впервые был представлен в IBM PS/2, откуда и унаследовал свое "жаргонное" название. Для обеспечения двунаправленного обмена используется единственная линия данных, требующая, однако, выводов с открытым коллектором.

Мышь

Первую компьютерную мышь создал Дуглас Энджельбарт в 1963 году в Стэндфордском исследовательском центре. Распространение мыши получили благодаря росту популярности программных систем с графическим интерфейсом пользователя. Мышь делает удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы и т.д.

Первая мышь при движении вращала два колеса, которые были связаны с осями переменных резисторов. Перемещение курсора такой мыши вызывалось изменением сопротивления переменных резисторов. Большинство современных мышей имеют оптико-механическую конструкцию (рис. 16.1). С поверхностью, по которой перемещают мышь , соприкасается тяжелый обрезиненный шарик сравнительно большого диаметра. При перемещении мыши этот шарик может вращать прижатые к нему два перпендикулярных ролика. Ось вращения одного из роликов вертикальна, а другого - горизонтальна. На оси роликов установлены датчики, представляющие собой диски с прорезями, по разные стороны которых располагаются оптопары "светодиод- фотодиод ". Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы одной оси, определяет направление перемещения мыши , а частота приходящих от них импульсов - скорость.

Рис. 16.1.

Другой популярной конструкцией мыши является полностью оптическая конструкция. С помощью светодиода и системы линз, фокусирующих его свет, под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы процессора обработки изображений. Этот чип делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой и обрабатывает их. На основании анализа череды последовательных снимков, представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости, интегрированный DSP-процессор высчитывает результирующие показатели, свидетельствующие о направлении перемещения мыши вдоль осей Х и Y, и передает результаты своей работы на периферийный интерфейс. Основные характеристики, обеспечивающие надежность работы оптических мышей , определяются техническими параметрами применяемых сенсоров (табл. 16.1).

Таблица 16.1. Параметры некоторых сенсоров для оптических мышей

Марка сенсора	HDNS-2000	ADNS -2620	ADNS -2051	ADNS -3060
Разрешение, cpi (точек на дюйм)	400	400	400/800	400/800
Размер "снимков", пикс.		18x18	16x16	30x30
Макс. скорость, см/с	30	30	35	100
Макс. ускорение (в рывке), м/с 2	1,5	2,5	1,5	150
Частота снимков, кадр/с	1500	1500/2300	500-2300	500-6400

Первые мыши подключались к ПК через специальную плату-адаптер (т. н. мыши с шинным интерфейсом - bus mouse ). Затем большое распространение получил способ подключения мыши через последовательный интерфейс RS-232C . Мыши с последовательным интерфейсом для передачи данных чаще всего работают с разработанным Microsoft протоколом. Данные передаются со скоростью 1200 бит/с, используется 7 бит данных без контроля четности и один стоповый бит. Одна передача содержит три 7-битных числа, кодирующих 8-битное горизонтальное (dX) и 8-битное вертикальное перемещение (dY), а также 2 бита (LB, RB) состояния кнопок (табл. 16.2). Перемещение задается в виде числа со знаком (-128:+127) в специальных единицах - counts, определяемых разрешением мыши - counts per inch ( cpi ), которое обычно составляет 400 cpi . Кроме протокола Microsoft, распространены также протокол Logitech (отличается от протокола Microsoft способом передачи информации о средней кнопке) и протокол Mouse Systems (5-байтовый, передается информация о "старом" и "новом" положении мыши ).

Таблица 16.2. Протокол Microsoft для мышей с последовательным интерфейсом

	6	5	4	3	2	1	0
байт 1	1	LB	RB	dY7	dY6	dX7	dX6
байт 2	0	dX5	dX4	dX3	dX2	dX1	dX0
байт 3	0	dY5	dY4	dY3	dY2	dY1	dY0

В 1987 году компания IBM выпустила серию персональных компьютеров PS/2, в котором был представлен выделенный последовательный интерфейс для подключения мыши с разъемом 6 mini- DIN . Одним из преимуществ новых портов по сравнению с последовательным было низкое напряжение питания - 5 В вместо 12 В, а также независимость от других устройств, в то время как последовательные мыши нередко мешали внутренним модемам, поскольку четыре COM-порта ПК делили всего два IRQ . Необходимо отметить также недостатки этого интерфейса. Наиболее существенным является более высокий риск вывода из строя порта при подключении или отключении мыши при работающем компьютере. Хотя последовательные порты мыши и клавиатуры в PS/2 имеют сходный электрический интерфейс и даже одинаковые разъемы, материнская плата не опознает мышь и клавиатуру , если их подключить не в "свой" порт, т.к. протоколы передачи данных отличаются, а, кроме того, линия данных в порту клавиатуры - двунаправленная. В спецификации Microsoft PC 97 предлагается единая цветовая маркировка этих портов: для клавиатуры - фиолетовая, для мыши - зеленая. Широкое распространение портов PS/2 произошло с внедрением в 1997 г. фирмой Intel стандарта ATX . А уже в 2002 году в спецификации Microsoft PC 2002 было предложено отказаться от этих портов в пользу универсального интерфейса USB.

Прочие устройства ввода - манипуляторы

Трекбол представляет собой "перевернутую" оптико-механическую мышь - в движение приводится не сам корпус устройства, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором и, кроме того, экономить место, поэтому трекболы часто используют в ноутбуках.

Сенсорная панель ( touchpad или trackpad ) - это устройство ввода, применяемое в ноутбуках, служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя. Используется в качестве замены компьютерной мыши . Сенсорные панели различаются по размерам, но обычно их площадь не превосходит 50 см2. Работа сенсорной панели основана на измерении емкости пальца или измерении емкости между сенсорами. Емкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей панели, что позволяет определять положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении емкости, оно не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов сенсорная панель будет работать только при достаточной площади соприкосновения, поэтому, например, работа с влажными пальцами весьма затруднена. Преимуществами сенсорных панелей являются:

• отсутствует необходимость в ровной поверхности, как для мыши ;
• расположение сенсорной панели, как правило, фиксировано относительно клавиатуры ;
• для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца;
• работа с ними не требует особого привыкания, как, например, в случае с трекболом.

Недостатком же сенсорных панелей является низкое разрешение, что затрудняет работу в графических редакторах и 3D-играх.

Джойстик является аналоговым координатным устройством ввода информации, выполняемым обычно в виде двух реостатных датчиков с питанием +5 В. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате Х, другой - по Y. Джойстик обычно подключается к адаптеру игрового порта, расположенному на многофункциональной плате ввода-вывода (Multi I/O Card) или звуковой карте (в последнем случае разъем игрового порта совмещается с интерфейсом MIDI ). Очевидно, что основным элементом игрового адаптера является АЦП. Адаптер принимает до четырех цифровых сигналов типа "включено-выключено" (кнопки) и до четырех аналоговых сигналов, что позволяет подключать два 2-кнопочных джойстика.

Световое перо работает с помощью небольшого оптического детектора, находящегося на его кончике. По ходу сканирования экрана электронным лучом инициируется импульс оптического детектора, когда пучок достигает точки экрана, над которой находится перо. Время возникновения этого импульса относительно сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации позволяет определить позицию светового пера. По своей сути световое перо является расширением видеосистемы. Разъем для подключения светового пера был обязательным для видеоадаптеров

По кинематическому механизму сканера :

• ручные сканеры - проблема ровного и равномерного перемещения сканирующей головки по соответствующему изображению (от чего зависит качество сканированного изображения) возлагается на пользователя;
• планшетные сканеры - сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя;
• рулонные сканеры - отдельные листы документов протягиваются через устройство так, что сканирующая головка остается на месте (неприменимы для сканирования книг и журналов);
• проекционные сканеры - вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, при этом блок сканирования также находится сверху, а перемещается только сканирующее устройство (возможно сканирование проекций трехмерных предметов).
сканерах фирмы Microtek сканируемое изображение поочередно освещается красным, зеленым и синим цветом, так что страница сканируется за три прохода. Похожий подход используется в сканерах Epson и Sharp , однако там смена цвета происходит для каждой строки, что позволяет избежать проблем с "выравниванием" пикселей при разных проходах. В сканерах Hewlett Packard и Ricoh сканируемое изображение освещается источником белого света, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трехполосную ПЗС-линейку через систему специальных фильтров, разделяющих свет на три компоненты: красный, синий, зеленый.

Для связи с компьютером сканеры , как правило, используют один из универсальных периферийных интерфейсов: SCSI, IEEE 1284 или USB.

Для унифицирования прикладного программного интерфейса драйвера сканера (а также цифровых камер) в 1992 г. компаниями Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard и Logitech была разработана спецификация TWAIN 6Слово TWAIN было взято из "Баллады о Востоке и Западе" Р.Киплинга: "...and never the twain shall meet..." (и двое никогда не встретятся), отражая существовавшую в то время сложность взаимодействия компьютера и сканера . После частого написания названия спецификации большими буквами сложилось предубеждение, что это аббревиатура, и были предложены такие варианты: Technology Without An Interesting Name (технология без интересного имени) или Toolkit Without Any Important Name (средство без какого-либо важного имени). .

Периферийные устройства – это любые дополнительные и вспомогательные устройства, которые подключаются к ПК для расширения его функциональных возможностей.

Устройства ввода информации

(клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, сканер, микрофон и т.д.)

Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный вместе с кнопками на поверхности клавиатуры (перевёрнутая мышь).

Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара.

Сенсорный манипулятор. Представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику.

Дигитайзер (графический планшет) Позволяет создавать или копировать рисунки. Рисунок выполняется на поверхности дигитайзера специальным пером или пальцем. Результаты работы производятся на экране монитора.

Сканер - устройство для ввода информации в компьютер с бумажного носителя. Сканеры бывают планшетные, настольные и ручные.

Мышь - устройство ввода информации. Преобразует механические движения по столу в электрический сигнал, передаваемый в компьютер.

Световое перо - с помощью него можно рисовать картинки и писать рукописные тексты, которые сразу попадают на экран.

Устройства вывода информации

(монитор, принтер, плоттер, колонки и т. д.)

Монитор - основное периферийное устройство отображения видимой компьютером информации.

Модем -устройство для соединения компьютеров между собой на больших расстояниях по телефонной линии. С помощью модема можно подключиться к интернету.

Принтер -устройство для вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные (красящая лента), струйные (картридж с чернилами), лазерные (картридж с порошком тонером).

Микрофон -устройство ввода звуковой информации: голоса или музыки.

Плоттер , или графопостроитель,- это чертежная машина, позволяющая с высокой точностью и скоростью вычерчивать сложные графические изображения большого размера: чертежи, схемы, карты, графики и т.д.

14. Память компьютера – типы, виды, назначение.

Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из наиважнейших функций современного компьютера, - способность длительного хранения информации

Компьютерная память является одним из наиболее главных вопросов устройства компьютера, так как она обеспечивает поддержку одной из наиважнейшей функций современного компьютера, - способность длительного хранения информации.

Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать, является память.

Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители).

Внутренняя память компьютера - это место хранения информации, с которой он работает. Внешняя память (различные накопители) предназначена для долговременного хранения информации

Наиболее знакомы средства машинного хранения данных, используемые в персональных компьютерах: - это модули оперативной памяти, жесткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD или DVD диски, а также устройства флэш-памяти.

Компьютерная память бывает двух видов: внутренняя и внешняя.Внутренней памяти : оперативное запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).Наиболее существенная часть внутренней памяти называется ОЗУ - оперативное запоминающее устройство. Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и программы для решаемых в текущий момент задач.Оперативная память . Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ), в котором в частности хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. Как очевидно из названия, информация в ПЗУ не зависит от состояния компьютера.

Внешняя память обычно располагается вне центральной части компьютера

К внешней памяти относятся различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Внешняя память дешевле внутренней, но ее недостаток в том, что она работает медленнее устройств внутренней памяти.

Существуют диски CD-ROM - диски с однократной записью, стереть или перезаписать их невозможно.

Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски - CD-RW.

Внешняя память реализуется в виде довольно разнообразных устройств хранения информации и обычно конструктивно оформляется в виде самостоятельных блоков. Сюда, прежде всего, следует отнести накопители на гибких и жестких магнитных дисках (последние несколько жаргонно пользователи часто именуют винчестерами), а также оптические дисководы (устройства для работы с CD ROM).

Виды памяти персонального компьютера

Кэш-память . Основное назначение кэш-памяти в компьютере - служить местом временного хранения обрабатываемых в текущий момент времени кодов программ и данных. То есть ее назначение служить буфером между различными устройствами для хранения и обработки информации

ВIOS (постоянная память). В компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать.

В компьютере в постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Часто содержимое постоянной памяти называется ВIOS. В ней содержится программа настройки конфигурации компьютера (SЕТИР),она позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет и обслуживанием ввода-вывода.

CMOS (полупостоянная память) .

небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS -памятью, поскольку эта память обычно выполняется по технологии, обладающей низким энергопотреблением.

Видеопамять.

видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора.

и постоянная память (ПЗУ).

Память компьютера делится на внешнюю (основную): гибкий и жесткий диски, CDDVD-ROM, CD DVD-RW,CD DVD-R и внутреннюю.

Периферийные устройства. К периферийным устройствам относятся:

К периферийным устройствам относятся:

Клавиатура,

Манипулятор «мышь»

Мониторы,

Принтеры,

Другие устройства.

Рассмотрим эти устройства более подробно.

Клавиатура – это клавишное устройство, которое служит для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления.

Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальных программ (драйверов). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS) и поэтому компьютер реагирует на нажатие клавиш сразу после включения.

Стандартная клавиатура современных персональных компьютеров имеет 102 клавиши, функционально распределенных по четырем группам:

Алфавитно-цифровые клавиши

Функциональные клавиши

Служебные клавиши

Дополнительные клавиши

Манипулятор «мышь» - это устройство управления специальным указателем (указателем мыши) на экране монитора. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора.

Монитор – это устройство визуального представления данных, Это не единственное, но главное устройство вывода. Его основными эксплуатационными параметрами являются:

Размер экрана,

Максимальная частота регенерации,

Класс защиты.

Размер экрана монитора измеряется по диагонали между противоположными углами экрана. Единицей измерения являются дюймы. Стандартными размерами экрана являются 14”, 15”, 17”, 19”, 21”. В настоящее время наиболее распространенным размером экрана является 17 дюймов. Однако для работы с графикой желательно иметь размеры 19-21 дюйм.

В настоящее время в персональных компьютерах используются в основном мониторы двух типов:

Мониторы на электронно-лучевых трубках,

Мониторы на жидких кристаллах.

Плазменные мониторы

В мониторах на электронно-лучевых трубках изображение на экране получается в результате облучения люминофорного покрытия тремя остронаправленными пучками электронов. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящихся красным, зеленым и синим цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку, и изображение было четким, перед люминофором устанавливается маска – специальная панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Шаг маски измеряется в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространенные мониторы имеют шаг маски 0,25-0,27 мм.

В жидкокристаллических мониторах изображение представляет собой совокупность отдельных точек – пикселов. Однако принцип действия жк-мониторов существенно отличается от принципа действия монитора на основе ЭЛТ. Различия заключаются в способах создания светящегося элемента и формирования растра.

В жк-мониторе минимальным элементом изображения является жк-ячейка. В отличие от зерна люминофора жк-ячейка не генерируе свет, а только управляет интенсивностью проходящего света. Для формирования изображения на экране жк-монитора не требуется высокое напряжение, поэтому жк-мониторы имеют очень низкое энергопотребление.

Принтер – это печатающее устройство вывода данных, позволяющее получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе.

В современных персональных компьютерах используются различные типы принтеров, которые различаются по принципу действия. К ним относятся принтеры:

Матричные,

Струйные,

Светодиодные,

Лазерные.

Матричные принтеры – это простейшие печатающие устройства. В настоящее время практически вышли из употребления.

Струйные принтеры – это печатающие устройства, в которых изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования.