Периферийные устройства_реф

СОДЕРЖАНИЕ

Введение............................................................................................................. 2

1. Понятие и виды периферийных устройств компьютера............................... 3

1.1. Определение и назначение периферийных устройств............................. 3

1.2. Классификация периферийных устройств............................................... 3

2. Основные характеристики периферийных устройств компьютера.............. 5

2.1. Устройства ввода информации................................................................ 5

2.2. Устройства вывода информации............................................................. 9

2.3. Устройства хранения информации......................................................... 12

2.4. Устройства обмена информацией.......................................................... 13

Заключение....................................................................................................... 14

Литература....................................................................................................... 15

Глоссарий......................................................................................................... 16

Введение

В настоящей работе рассмотрены периферийные устройства персонального компьютера. Данные устройства активно применяются пользователями и их применение обеспечивает эффективность работы ПК. Работа компьютера без периферийных устройств зачастую невозможна или затруднительна. Все это и определяет актуальность выбранной темы.

Объект исследования – современные периферийные устройства, применяемые для стандартных персональных компьютеров.

Предмет исследования – технические характеристики и принципы работы периферийных устройств.

Цель работы – раскрыть схему и принципы применения периферийных устройств.

Задачи, решаемые в ходе работы:

- определить понятие и назначение периферийных устройств;

- классифицировать периферийные устройства;

- описать устройства ввода информации;

- описать устройства вывода информации;

- описать устройства хранения информации;

- описать устройства обмена информацией.

При написании работы применялись учебные пособия и специальная литература по персональным компьютерам и периферийным устройствам.

В первой главе описаны общие свойства и принципы применения периферийных устройств, а так же их классификация; во второй главе рассмотрены характеристики самих устройств по приведенной в главе 1 классификации.

1. Понятие и виды периферийных устройств компьютера

1.1. Определение и назначение периферийных устройств

Богатство предоставляемых компьютером возможностей связано не только с тем, что компьютер является универсальным механизмом для переработки информации, но и с тем, что к нему можно подключить самые разнообразные устройства для ввода, вывода, обработки и хра­нения информации. 

Основное назначение периферийных устройств - обеспечить поступление в ЭВМ из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ЭВМ в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. Периферийные устройства в немалой степени определяют возможности применения ЭВМ.

Периферийные устройства ЭВМ включают в себя внешние запоминающие устройства, предназначенные для сохранения и дальнейшего использования информации, устройства ввода-вывода, предназначенные для обмена информацией между оперативной памятью машины и носителями информации, либо другими ЭВМ,  либо оператором. Входными устройствами могут быть: клавиатура, дисковая система, мышь, модемы, микрофон; выходными - дисплей, принтер, дисковая система, модемы, звуковые системы, другие устройства. С большинством этих устройств обмен данными происходит в цифровом формате. Для работы с разнообразными датчиками и исполнительными устройствами  используются аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для преобразования цифровых данных в аналоговые и наоборот.

1.2. Классификация периферийных устройств

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интер­фейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

• устройства ввода данных;

• устройства вывода данных;

• устройства хранения данных;

• устройства обмена данными.

При этом устройства ввода данных подразделяются на устройства ввода знаковых данных, устройства ввода графических данных, устройства командного управления.

Устройства вывода данных в понимании некоторых авторов [1] представляют собою принтеры. Хотя к устройствам вывода можно, несомненно, отнести и монитор, и различные устройства, предназначенные для вывода звуковой информации (колонки, например).

Далее выделяют устройства хранения данных (к ним относятся дисковые накопители, CD-ROM и иные устройства, обеспечивающие хранение информации.

К устройствам обмена информацией относят прежде всего модемы, с помощью которых такой обмен происходит.

Некоторые устройства, в зависимости от ситуации применения, могут являться входными и выходными [4]. Так, с помощью дисковода или модема в компьютер может быть введена информация, а может быть и выведена с целью передачи на другой компьютер. Не могут быть выходными устройства ввода информации (сканер, клавиатура, мышь), а так же устройства вывода (принтер, монитор) не могут являться входными устройствами.

2. Основные характеристики периферийных устройств компьютера

2.1. Устройства ввода информации

Клавиатура является основным устройством ввода дан­ных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, рас­кладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знако­вой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производитель­ность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижа­ют вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизирован­ной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним отно­сится клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестан­дартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только спе­циализированные рабочие места.

По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфра­красным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

К устройствам командного управления относятся специальные манипуляторы.

На настольных компьютерах наиболее часто используемым указа­тельным устройством является мышь — манипулятор, пред­ставляющий собой небольшую коробочку (обычно серого цвета) с дву­мя или тремя кнопками, легко умещающуюся в ладони. Вместе с про­водом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом. При перемещении мыши по столу или иной поверхности на экране компьютера соответственным образом передвигается указатель мыши (обычно — стрелка). Когда необходимо выполнить то или иное действие, например выполнить пункт меню, на который установлен указатель мыши, пользователь нажимает ту или иную кнопку мыши.

Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нужда­ется в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое примене­ние в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джой-пады, геймпады и штурвально-педалъные устройства. Устройства этого типа подклю­чаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметить, что с помощью ска­неров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программ­ными средствами (программамираспознавания образов).

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специаль­ными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выпол­няется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки.

Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются [5]:

• разрешающая способность; в производительность;

• динамический диапазон;

• максимальный размер сканируемого материала.

Разрешающая способность планшетного сканера зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейке, а также от точности механического позиционирования линейки при сканировании. Типичный показатель для офисного применения: 600-1200 dpi (dpi — dots per inch — количество точек на дюйм). Для профессионального применения характерны показатели 1200-3000 dpi.

Производительность сканера определяется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как от совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с компьютером.

Динамический диапазон определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Типовой показатель для сканеров офисного применения составляет 1,8-2,0, а для сканеров профессионального применения — от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в дан­ном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

Рассмотрим барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устрой­ства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для ска­нирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)

Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполнен­ных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.

Штрих-сканеры предназначены для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

Графические планшеты (дигитайзеры) предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инстру­ментов (карандаш, перо, кисть).

Цифровые фотокамеры, как и сканеры, воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице. Наи­лучшие потребительские модели в настоящее время имеют до 1 млн ячеек ПЗС и, соответственно, обеспечивают разрешение изображения до 800х 1200 точек. У про­фессиональных моделей эти параметры выше.

2.2. Устройства вывода информации

Со времени использования монитора для наглядного вывода данных произошло большое конструктивное усовершенствование его функций. Если сначала в качестве монитора использовался электронно-лучевая трубка обычного телевизионного приемника, то в дальнейшем требования к нему увеличились. В частности, в монохромном стандарте MDA разрешающая способность составляла 720x350 пикселей. В следующем, цветном стандарте CGA, созданном в 1982 году - 640x200 пикселей, EGA 1984 года - 640x350, VGA 1987 года - 640x480, SVGA - 800x600. Сейчас стандартные возможности монитора - 1024x768 при 32-битном представлении цвета, возможно дальнейшее распространение разрешения 1280x1024 пикселей. Это позволяет использовать при изображении документов режим WYSIWYG - режим полного соответствия, то есть изображение на экране представляется идентично тому, что в конечном итоге появится на принтере.

Система дисплея состоит из двух частей: адаптера дисплея и самого монитора. Адаптеры монитора разделяют по поддерживаемому стандарту (EGA, VGA, SVGA), ширине шины (8-битная, 16-ти или более), частоте кадров, частоте строк могут использоваться с графическими сопроцессорами, объему используемых микросхем памяти (до 4 Мбайт и более). Дисплеи различаются по разрешающей способности, шагу точек в линии, частоты развертки, типу развертки (полная или чересстрочная), размеру экрана. Адаптер непрерывно сканирует видеопамять, формирует ТВ-сигнал, который подается в монитор. После получения копии содержимого видеопамяти эти данные встраиваются в ТВ-сигнал. ТВ-сигнал, в котором закодировано содержимое видеопамяти, выводится по кабелю в монитор. Монитор обрабатывает ТВ-сигнал с данными из видеопамяти и показывает их на экране.

В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.

Матричные принтеры - это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные принтеры. Последние позволяют получать оттиски документов, не уступающие по качеству документам, исполненным на пишущей машинке.

Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отли­чаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ррт —page per minute). Как и в матричных принтерах, итоговое изображение фор­мируется из отдельных точек.  В лазерных принтерах используется принцип ксерогра­фии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электриче­ски притягиваются частички краски (тонера).

Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности полу­чения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi, а профессиональные модели — до 1200 dpi.

В струйных печатающих устройствах 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. В некоторых моделях капля выбра­сывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта — этот метод позво­ляет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической.

К положительным свойствам струйных печатающих устройств следует отнести относительно небольшое количество движущихся механических частей и, соответ­ственно, простоту и надежность механической части устройства и его относительно низкую стоимость. Основным недостатком, по сравнению с лазерными принтера­ми, является нестабильность получаемого разрешения, что ограничивает возмож­ность их применения в черно-белой полутоновой печати. В то же время, сегодня струйные принтеры нашли очень широкое применение в цветной печати. 

2.3. Устройства хранения информации

Одним из наиболее распространенных устройств для хранения информации является дисковод. Гибкие диски (дискеты) позволяют перекопировать документы и программы с одного компьютера на другой, а также хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере. Практически все компьютеры имеют хотя бы один дисковод для дискет. Однако как носитель информации дискеты используются все меньше, поскольку они недостаточно надежны и позволяют хранить значительно меньше данных, чем другие носители информации. Наиболее распространены дискеты размером 3,5 и 5,25 дюйма (89 и 133 мм). Наиболее надежными являются дискеты 3,5 дюйма, в настоящее время в ПК используются в основном они.

Другое не менее распространенное устройство хранения информации – CD-ROM, которые считывают информацию с компакт-диска. CD-ROM являются, в основном, адаптацией компакт-дисков цифровых аудиозаписывающих систем. Цифровые данные записываются на диск, используя специальное записывающее устройство, которое наносит микроскопические ямки на поверхности диска. Информация, закодированная с помощью этих ямок, может быть прочитана просто путем регистрации изменения отраженности (ямки будут темнее, чем фон блестящего серебристого диска). Как только CD-ROM будет отштампован с помощью прессов, данные уже не могут быть изменены, углубления будут вечны.

Хотя дисководы WORM похожи на CD ROM, они способны записывать "внутрь" диска. Как и в CD ROM, WORM-устройства запоминают данные с помощью физических изменений поверхности диска, но делают они это по-другому. Нанести ямки в WORM-среде трудно, так как поверхность защищена прозрачным пластиком. Вместо образования ямок в WORM-дисках применяется затемнение. То есть WORM-системы просто затемняют поверхность или, точнее, испаряют часть ее. Однажды записав на диск информацию, в дальнейшем можно будет только считывать информацию с WORM-диска. Долговечность WORM-дисков оценивается, как минимум, в 10 лет. Объем данных, хранимых на одном диске WORM и CD ROM, составляет 650 Мбайт.

Так же для хранения информации могут быть использованы и другие накопители (в том числе стримеры, Z/P – накопители и др.), но они не так распространены, как описанные выше.

2.4. Устройства обмена информацией

Для всех пользователей, желающих использовать глобальные элек­тронные сети типа InterNet, работать с электронной почтой, получать извне офиса доступ к локальной сети своей фирмы, посылать и получать факсы с помощью компьютера и т.д., необходим модем или факс­модем. Модем — это устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Факс-модем — устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефакс­ными аппаратами. Большинство современных модемов являются факс-модемами. Некоторые модемы обладают голосовыми возможностями и могут, например, использоваться в качестве автоответчика.

Модемы бывают внутренними (в виде электронной платы, подключаемой к шине ISA компьютера), внешними — в виде отдельного устройства, и в виде PC-карты для подключения к портативному компьютеру. Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных и поддерживаемыми протоколами связи.

Заключение

1. Основное назначение периферийных устройств - обеспечить поступление в ЭВМ из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ЭВМ в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме.

2. Периферийные устройства могут выполнять роль как входных, так и выходных устройств, и подразделяются на устройства ввода, вывода, хранения информации, обмена информацией.

3. К устройствам ввода относят прежде всего наиболее распространенное – клавиатуру. Кроме клавиатуры используются различные манипуляторы, с помощью которых обеспечивается управление программами, вводом и выводом информации (наиболее распространенный манипулятор – мышь) . Так же имеются устройства ввода графической информации: сканеры, цифровые камеры и цифровые фотоаппараты, которые способны запомнить изображение из внешней среды и передать его в виде файла в компьютер.

4. Устройства вывода представляют собой прежде всего мониторы и принтеры. При том принтеры разделяются по принципам действия на матричные, струйные и лазерные. В настоящее время все шире применяются лазерные принтеры, хотя применение струйных обусловлено возможностью недорогой цветной печати, а применение матричных – дешевизной самого принтера и расходных материалов.

5. Устройства для хранения данных: прежде всего дисководы (сейчас используются как правило 3,5 – дюймовые). Так же широко применяются емкие (до 650 Мбайт) CD-ROM, а так же похожие на них WORM-системы, позволяющие записывать однократно компакт-диски.

6. К устройствам обмена относят прежде всего модемы. Модем служит для связи с другими компьютерами через телефонную линию. В настоящее время возможности модемов расширяются: появляются факс-модемы, модемы с автоответчиками и т.д.

Литература

1. Информатика. Базовый курс: учебник для вузов / Под ред. С.В. Симоновича. – СПб: Питер, 2001.

2. Комягин В.Б., Коцюбинский А.О. Современный самоучитель работы на компьютере: Быстрый старт. – М.: Тридмор, 2000.

3. Петраченков А.В. Персональный компьютер – просто и ясно. – Смоленск: Русич, 1997.

4. Рош Уинн Л. Библия по модернизации персонального компьютера. - Мн.: ИПП Тивали-Стиль, 1995.

5. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя: краткий курс. – М.: Инфра-М, 1998.

Глоссарий

CD-ROM – устройство для считывания информации с компакт-дисков;

cps — characters per second - количество печата­емых знаков в секунду (показатель работы матричного принтера);

dpi  — dots per inch — количество точек на дюйм – характеристика работы сканера, принтера;

Draft — режим черновой печати;

EGA — адаптер дисплея, обеспечивающий разрешающую способность 640x350 точек с 16 цветами;

EGA-монитор — монитор (дисплей), предназначенный для работы с адаптерами EGA;

ISA — тип шины передачи данных внутри компьютера, используемый в большинстве персональных компьютеров для взаимодействия с низкоскоростными уст­ройствами.

NLQ (Near Letter Quality), режим печати, который обеспечивает качество печати, близкое к качеству пишущей машинки;

Normal — режим обычной печати;

SVGA (SuperVGA) — адаптеры дисплеев, обеспечивающие как возможности адаптера VGA, так и работу в графическом режиме с разрешением 800x600 точек, а часто и в режимах с большим разрешением; часто SVGA обозначаются также и мониторы (дисплеи), которые могут работать с адаптерами SVGA и обеспечивать разрешающую способность 800x600 точек или более;

USB – специальный порт для подключения периферийного оборудования;

VGA — адаптер дисплея, обеспечивающий разрешающую способность 640x480 точек с 16 цветами;

VGA-монитор — монитор (дисплей), предназначенный для работы с адаптерами VGA;

WORM - устройство для записи информации на компакт-диски с компьютера;

WYSIWYG - режим полного соответствия, то есть изображение на экране представляется идентично тому, что в конечном итоге появится на принтере;

Z/P-накопители – специальные дисковые накопители;

ПК – персональный компьютер;

ПСЗ - приборы с зарядовой связью, встроенные в сканеры, цифровые камеры и фотоаппараты, служащие для запоминания изображения;

ррт —page per minute – скорость печати лазерного принтера в страницах в минуту;

Стримеры - накопители на магнитной ленте;