Розділ 1. Призначення периферійних пристроїв та їх особливості


      1.1 Місце та роль периферійних пристроїв

      1.2. Загальні вимоги до периферійних пристроїв

1.1 Місце та роль периферійних пристроїв

Сучасні обчислювальні машини та системи являють собою сукупність складних електронних блоків, що виконують автоматичні обчислення та функції управління за допомогою алгоритмічно-програмного забезпечення. До складу таких машин та систем входять такі блоки (пристрої) як арифметико-логічний пристрій та пристрій управління, що в сукупності називають центральним процесором (ЦП), пристрій введення (ПВВ), пристрій виведення (ПВ), пристрій підготовки даних та запам'ятовуючий пристрій (ЗП) .

Основними (базовими) пристроями ЕОМ є, як відомо, центральний процесор та оперативна пам'ять (ОП). При такій архітектурі ЕОМ, ведуча роль в процесі обчислень належить процесору, який виконує програму, що зберігається в постійному запам’ятовуючому пристрої (ПЗП) і управляє роботою ОП, пристроєм введення/виведення та підготовки даних. У більшості типів сучасних ЕОМ немає окремих пристроїв підготовки даних, їх функції виконують пристрої введення/виведення інформації.

Для введення програм і даних використовуються пристрої введення. Вони дозволяють вводити в неавтоматичному або автоматичному режимі цифрові дані різного виду: тексти з алфавітно-цифровими та іншими символами, візуальні зображення, мовні фрагменти, дані з паперових та непаперових носіїв і таке інше. В якості пристроїв введення можуть використовуватись клавіатури, пристрої перетворення і введення текстово-графічної інформації (сканери), пристрої введення візуальної інформації (цифрові відеокамери, фотоапарати), пристрої введення звукових сигналів (sound blaster), пристрої введення з магнітних та оптичних носіїв (гнучкий диск, диск CD ROM, DVD). Основна функція пристроїв введення полягає в перетворенні даних з первинної фізичної форми в цифрові коди, що з розумінням сприймаються в середовищі ЕОМ.

Зворотне перетворення цифрових кодів в форму, що добре сприймається людиною або іншими пристроями (тексти на екрані дисплея або папері, звукові повідомлення) виконують пристрої виведення інформації (ПВ).

Якщо ЕОМ є складовою частиною системи управління технологічними процесами, чи використовуються в складі інших спеціальних систем, то роль пристроїв введення та виведення виконують спеціальні підсистеми введення і виведення - аналого-цифрові інтерфейси. Основними вузлами таких підсистем є різноманітні перетворювачі типу напруга - код, струм - код, частота - код, фаза – код. Крім перетворювачів в склад таких підсистем можуть входити датчики - перетворювачі фізичних величин, вузли узгодження параметрів, мультиплексори і т.і.

Висока продуктивність сучасних ЕОМ, характер задач, що розв’язуються, постійний розвиток програмного забезпечення вимагають зберігання в пам'яті ЕОМ, чи системи значних об'ємів інформації >1000Гб. В той же час ємність оперативної пам'яті, як правило, не перевищує 1Гб. Тому ефективна робота ЕОМ вимагає організації ієрархічної пам'яті з двох - трьох рівнів. Це досягається використанням на другому чи третьому рівнях пам'яті зовнішніх накопичувачів у вигляді жорстких дисків, накопичувачів на оптичних дисках, стримерів, накопичувачів на магнітних стрічках, накопичувачів на ZIP-дискетах чи магнітооптичних дисках.

Окрім названих пристроїв, введення-виведення інформації може організовуватись за допомогою кінцевих пристроїв каналів передачі даних, до яких відносяться модеми, факс-модеми, радіо модеми. До пристроїв виведення інформації можна віднести також принтери та плотери.

Виходячи з наведеного, можна зробити висновок, що практично всі пристрої, які виконують функції введення і виведення інформації є зовнішніми, інакше кажучи, периферійними пристроями ЕОМ. Спільною функціональною ознакою периферійних пристроїв є їх здатність до процесу перетворення інформації з однієї форми в іншу. Основними характеристиками при цьому є швидкість та точність перетворення інформації.

1.2. Загальні вимоги до периферійних пристроїв

На відміну від основних (базових) пристроїв ЕОМ, які мають однорідну електричну та механічну структуру, периферійні пристрої є пристроями, окремі вузли, яких побудовані на різних фізичних принципах. Так, розрізняють електронні, електромеханічні, електромагнітні, фотоелектронні, оптичні, пневматичні та інші вузли. Все це, як правило, призводить до підвищених вимог до конструкції ПП з точки зору вібрацій, виділення теплоти, появи паразитних електричних та механічних полів. Периферійний пристрій, як засіб зв'язку людини з ЕОМ, повинен відрізнятися високими ергономічними параметрами. Окрім того, механічні вузли ПП повинні відповідати підвищеним вимогам точності, жорсткості конструкції та їх міцності.

Дуже важливим параметром периферійних пристроїв є надійність їх експлуатації. Надійність, як правило, оцінюється безвідмовністю роботи пристрою через характеристики ймовірності безвідмовної роботи та напрацювання на відмову. Ймовірність безвідмовної роботи характеризує середню кількість відмов протягом заданого інтервалу часу, а напрацювання на відмову характеризує середній час, який напрацьовують пристрої до першої відмови.

Основним принципом, який лежить в основі конструювання ПП ЕОМ, є принцип модульності. Цей принцип полягає в компонуванні ПП у вигляді конструктивно завершених монтажних одиниць. Використання принципу модульності значно скорочує терміни проектування та виготовлення пристроїв, забезпечує можливість постійної модернізації складових частин, вибір гнучкої структури пристроїв, а також високу ремонтоздатність.


Comments