Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

компьютер периферийный иерархический

Персональный компьютер (ПК) - это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Эффективность использования ПК в большей степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПК.

Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку.

В данной работе я предполагаю рассмотреть наиболее известные периферийные устройства, а именно устройства ввода и отображения текстовой и графической информации, а также показать область их применения.



1. Базовая система ввода-вывода: BIOS ПК

BIOS - Базовая система ввода-вывода (Basic Input Output System) называется так потому, что включает в себя обширный набор программ ввода-вывода, благодаря которым операционная система и прикладные программы могут взаимодействовать с различными устройствами как самого компьютера, так и подключенными к нему.

Вообще говоря, в PC система BIOS занимает особое место. С одной стороны, ее можно рассматривать как составную часть аппаратных средств. С другой стороны, она является как бы одним из программных модулей операционной системы. Сам термин BIOS, видимо, заимствован из операционной системы CP/M, в которой модуль с подобным названием был реализован программно и выполнял примерно подобные действия. Большинство современных видеоадаптеров, а также контроллеры накопителей имеют собственную систему BIOS, которая обычно дополняет системную. Во многих случаях программы, входящие в конкретную BIOS, заменяют соответствующие програмные модули основной BIOS. Вызов программ BIOS, как правило, осуществляется через программные или аппаратные прерывния.

Заметим, что система BIOS помимо программ взаимодействия с аппаратными средствами на физическом уровне содержит программу тестирования при включении питания компьютера POST (Power-On-Self-Test, Самотестирование при включении питания компьютера). Тестируются основные компоненты, такие как процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатура и видеоподсистема. Если при включении питания компьютера возникают проблемы (BIOS не может выполнить начальный тест), вы услышите последовательность звуковых сигналов:

Код сигнала Значение

1 Ошибка регенерации DRAM

2 Отказ схемы четности

3 Отказ базового ОЗУ 64 Кб

4 Отказ системного таймера

5 Отказ процессора

6 Ошибка адресной линии A20 контроллера клавиатуры

7 Ошибка исключения виртуального режима Virtual Mode Exception

8 Ошибка теста чтения, записи памяти дисплея

9 Ошибка контрольной суммы ROM-BIOS

Если вы сталкиваетесь с чем-либо подобным, существует высокая вероятность того, что эта проблема связана с аппаратными средствами. Система BIOS в PC реализована в виде одной микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. Заметим, что название ROM BIOS в настоящее время не совсем справедливо, ибо <ROM> - предполагает использование постоянных запоминающих устройств (ROM - Read Only Memory), а для хранения кодов BIOS в настоящее время применяются в основном перепрограммируемые (стираемые электрически или с помощью ультрафиолетового излучения) запоминающие устройства.

Мало того, наиболее перспективным для хранения системы BIOS является сейчас флэш-память. Это позволяет легко модифицировать старые или добавлять дополнительные функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру. Поскольку содержимое ROM BIOS фирмы IBM было защищено авторским правом, то есть его нельзя подвергать копированию, то большинство других производителей компьютеров вынуждены были использовать микросхемы BIOS независимых фирм, системы BIOS которых, разумеется, были практически полностью совместимы с оригиналом.

Наиболее известные из этих фирм три: American Megatrends Inc. (AMI), Award Software и Phoenix Technologies. Заметим, что конкретные версии BIOS неразрывно связаны с набором микросхем (chipset), используемым на системной плате. Кстати, компания Phoenix Technologies считается пионером в производстве лицензионно-чистых BIOS. Именно в них впервые были реализованы такие функции, как задание типа жесткого диска, поддержка привода флоппи-дисков емкостью 1,44 Мбайта и т.д. Более того, считается, что процедура POST этих BIOS имеет самую мощную диагностику. Справедливости ради надо отметить, что BIOS компании AMI наиболее распространены. По некоторым данным, AMI занимает около 60% этого сегмента рынка. Кроме того, из программы Setup AMI BIOS можно вызвать несколько утилит для тестирования основных компонентов системы и работы с накопителями. Однако при их использовании особое внимание следует обратить на тип интерфейса, который использует привод накопителя.

Система BIOS в компьютерах, неразрывно связана с SMOS RAM. Под этим понимается <неизменяемая> память, в которой хранится информация о текущих показаниях часов, значении времени для будильника, конфигурации компьютера: количестве памяти, типах накопителей и т.д. Именно в этой информации нуждаются программные модули системы BIOS.

Своим названием SMOS RAM обязана тому, что эта память выполнена на основе КМОП-структур (CMOS-Complementary Metal Oxide Semiconductor), которые, как известно, отличаются малым энергопотреблением. Заметим, что CMOS-память энергонезависима только постольку, поскольку постоянно подпитывается, например, от аккумулятора, расположенного на системной плате, или от батареи гальванических элементов, как правило, смонтированной на корпусе системного блока. Заметим, что большинство системных плат допускают питание CMOS RAM как от встроенного, так и от внешнего источника.

Заметим, что в случае повреждения микросхемы CMOS RAM (или разряде батареи или аккумулятора) программа Setup имеет возможность воспользоваться некой информацией по умолчанию (BIOS Setup Default Values), которая хранится в таблице соответствующей микросхемы ROM BIOS. Кстати, на некоторых материнских платах питание микросхемы CMOS RAM может осуществляться как от внутреннего, так и от внешнего источника. Выбор определяется установкой соответствующей перемычки. Программа Setup поддерживает установку нескольких режимов энергосбережения, например Doze (дремлющий), Standby (ожидания, или резервный) и Suspend (приостановки работы). Данные режимы перечислены в порядке возрастания экономии электроэнергии. Система может переходить в конкретный режим работы по истечении определенного времени, указанного в Setup. Кроме того, BIOS обычно поддерживает и спецификацию АРМ (Advanced Power Management). Как известно, впервые ее предложили фирмы Microsoft и Intel. В их совместном документе содержались основные принципы разработки технологии управления потребляемой портативным компьютером мощностью. Напомним, что задание полной конфигурации компьютера осуществляется не только установками из программы Setup, но и замыканием (или размыканием) соответствующих перемычек на системной плате. Назначение каждой из них указано в соответствующей документации.

2. Настройка CMOS.

Изменение установок в CMOS через программу SETUP. Чаще всего SETUP может быть вызван нажатием специальной комбинации клавиш (DEL, ESC, CTRL-ESC, или CRTL-ALT-ESC) во время начальной загрузки (некоторые BIOS позволяют запускать SETUP в любое время, нажимая CTRL-ALT-ESC). В AMI BIOS, чаще всего, это осуществляется нажатием клавиши DEL (и удержанием ее) после нажатия кнопки RESET или включения ЭВМ.

STANDARD CMOS SETUP.

Стандартные предустановки CMOS:

Date (mn/date/year) - для изменения даты в системных часах.

Time (hour/min/sec) - для изменения времени в системных часах.

Hard disk C: (Жесткий Диск C:) - Номер вашего первичного (главного) жесткого диска.

Cyln - Число цилиндров на вашем жестком диске.

Head - число головок. Wpcom - предкомпенсация при записи.

Lzone - адрес зоны парковки головок.

Sect - Число секторов на дорожку.

Size - объем диска. Автоматически вычисляется согласно числу цилиндров, головок и секторов. Выражается в мегабайтах.

Floppy drive A (дисковод для дискет A) - устанавливается тип дисковода для дискет, который будет использоваться в качестве привода A.

Floppy drive B (тип дисковода B) - аналогично предыдущему.

Primary display (Первичный дисплей) - Тип стандарта отображения, который вы используете.

Keyboard (Клавиатура): Installed-установлена. Если изменить на «not installed», эта опция укажет BIOS на отмену проверки клавиатуры во время стартового теста, что позволяет перезапускать PC с отключенной клавиатурой (файл-серверы и т.п.) без выдачи сообщения об ошибке теста клавиатуры.

ADVANCED CMOS SETUP.

Дополнительные предустановки.

Typematic Rate Programming - программирование скорости автоповтора нажатой клавиши. По умолчанию - Disabled. Следующие два пункта определяют, как программируется клавиатура.

Typematic Rate Delay (msec) - задержка автоповтора, начальное значение: 500 мс. Начальная задержка перед стартом автоповтора символа, т.е., сколько времени вы должны удерживать клавишу нажатой, чтобы ее код начал повторяться.

Typematic Rate (Chars/Sec) - частота автоповтора (символов в секунду). Начальное значение: 15.

Memory Test Tick Sound - щелчок при прохождении теста памяти. Рекомендуется устанавливать Enabled для того, чтобы слышать, что процесс загрузки выполняется нормально.

Memory Parity Error Check - проверка ошибок четности памяти. Рекомендуется установить Enabled. Дополнительная возможность проверки бита ошибки в памяти. Все (или почти все) PC проверяют память во время работы. Каждый байт памяти имеет дополнительный девятый разряд, который при каждом обращении к ОЗУ по записи устанавливается таким образом, чтобы общее число единиц было нечетным. При каждом обращении по чтению проверяется признак нечетности. При обнаружении ошибки возникает немаскируемое прерывание NMI, которое вы не можете заблокировать. ЭВМ прекращает работу и на экране отображается сообщение об ошибке ОЗУ обычно в виде сообщения вида: PARITY ERROR AT 0AB5:00BE SYSTEM HALTED.

Wait for If Any Error-ждать нажатия F1 в случае любой ошибки. Когда при начальной загрузке обнаруживается ошибка, PC просит вас нажать F1-только в случае не фатальных ошибок. Если установлено в Disabled - система печатает предупреждение и продолжает загрузку без ожидания нажатия клавиши. Рекомендуется устанавливать Enabled.

System Boot Up Num Lock-включение дополнительной клавиатуры при загрузке в цифровой режим. Определяет, будет ли включен режим NumLock при начальной загрузке ЭВМ. Одним это нравится, другим - нет.

Floppy Drive Seek at Boot - поиск на флоппи-диске при загрузке. Рекомендуется устанавливать в Disabled для более быстрой загрузки и для уменьшения опасности повреждения головок.

System Boot Sequence-последовательность начальной загрузки системы - на каком дисководе вначале искать ОС. Для более быстрой загрузки рекомендуется C:, A: - этот же метод пригоден и для того, чтобы посторонние не могли загрузить ваш компьютер с дискеты, если ваш autoexec.bat начинается с процедуры доступа к системе.

Установка A:, C: нужна в том случае, если пользователь не знает, как ему сконфигурировать CMOS - иначе при какой-либо неудаче большинство пользователей не будут знать, что им делать, если невозможно загрузиться с дискеты. Однако, следует быть внимательным - вам следовало бы знать, что эта установка включается и отключается и быть готовым к этому - если дорожка с начальным загрузчиком на вашем жестком диске будет повреждена (но не будет полностью отсутствовать), вы сможете загрузиться с дискеты. Аналогично, легко обмануться, считая, что вы загружаетесь с дискеты, заведомо чистой от вирусов, в то время как на самом деле загрузка происходит с инфицированного жесткого диска.

External Cache Memory - внешняя кэш-память. Устанавливается Enabled, если имеется кэш-память. Одна из наиболее часто встречающихся ошибок при работе с CMOS SETUP - если при наличии кэш-памяти вы блокируете ее. Производительность системы при этом значительно падает. Это - кэш между CPU и системной шиной. При установке Enabled и отсутствии реально установленной кэш-памяти система будет «заморожена» большую часть времени.

Password Checking Option - опция проверки пароля. Установка пароля на доступ к системе или к меню SETUP. Рекомендуется в тех случаях, когда ЭВМ используется совместно несколькими пользователями, и вы не хотите, чтобы кто-то (друзья, сестра и т.д.) изменяли установки BIOS.

BootSector Virus Protection - защита сектора загрузки от вирусов. В действительности это не совсем защита от вирусов. Все, что эта функция делает - всякий раз, когда к сектору начальной загрузки обращаются по записи, выдает предупреждение на экран и позволяет вам либо разрешить запись, либо запретить ее.

AUTO CONFIGURATION WITH BIOS DEFAULTS.

Авто конфигурация со значениями BIOS по умолчанию.

Значения BIOS по умолчанию - те, которые установлены в качестве начальных для вашей системной платы и CHIPSET'а. Дают приемлемую возможность прохождения стартового теста. Как правило, являются неплохими начальными значениями перед точной настройкой вашей системы. Если вы допустили какую-либо ошибку и не знаете, какую именно - выберите этот пункт. Опция заменит ваши установки в BIOS на исходные, и вы сможете начать все сначала. От вас требуется точное знание конфигурации вашей системы. Эта опция *НЕ МЕНЯЕТ* ни системную дату, ни конфигурацию жесткого диска и флоппи-дисководов в стандартном CMOS SETUP - поэтому вы можете ожидать, что большинстве случаев ваша система загрузится без проблем после выбора данной опции.

CHANGE PASSWORD.

Изменение пароля дает вам возможность сменить активный пароль. По умолчанию никакой пароль не устанавливается. Предупреждение: не забывайте ваш пароль! Запишите его где-то! спросите себя: действительно ли мне *нужен* пароль для доступа к моей системе и / или BIOS? (настолько ли опасны для нее ваши брат / сестра / дети / посетители?) Если защита не представляет для вас существенного интереса - отключите ее, установив в Disabled!

Auto Detect Hard Disk.

Автообнаружение жесткого диска.

Удобная опция, когда вы «забыли» спецификации вашего жесткого диска. BIOS самостоятельно определит количество цилиндров, головок и секторов на вашем жестком диске. Иногда эта опция находится в главном меню.

WRITE TO CMOS AND EXIT.

Запись в CMOS и выход.

Сохранение изменений, которые вы внесли в CMOS. Вы должны сделать это, чтобы такая конфигурация сохранилась в качестве постоянной.

DO NOT WRITE TO CMOS AND EXIT.

Выход без записи в CMOS.

Если вы не уверены в сделанных изменениях, используйте эту опцию для безопасного выхода из SETUP.



2. Периферийные устройства ввода информации

Как правило периферийные устройства компьютеров делятся на устройства ввода, устройства вывода и внешние запоминающие устройства (осуществляющие как ввод данных в машину, так и вывод данных из компьютера). Основной обобщающей характеристикой устройств ввода / вывода может служить скорость передачи данных (максимальная скорость, с которой данные могут передаваться между устройством ввода / вывода и основной памятью или процессором). На рисунке 1 представлены основные устройства ввода / вывода, применяемые в современных компьютерах, а также указаны примерные скорости обмена данными, обеспечиваемые этими устройствами.

Тип устройства	Направление передачи данных	Скорость передачи данных (Кбайт/с)
Клавиатура Мышь Голосовой ввод Сканер Голосовой вывод Строчный принтер Лазерный принтер Графический дисплей (ЦП (r) буфер кадра)	Ввод Ввод Ввод Ввод Вывод Вывод Вывод Вывод Вывод	0.01 0.02 0.02 200.0 0.06 1.00 100.00 30000.00 200.0

Клавиатура является основным устройством ввода информации в ПК. Это первое из внешних устройств ввода, с которыми сталкивается пользователь. При нажатии на любую клавишу клавиатуры срабатывает миниатюрный переключатель, сигнал от которого отслеживается специальным микропроцессором, посылающим соответствующие сообщения в компьютер, где они обрабатываются операционной системой.

Со времен появления персонального компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид, и устройство клавиатуры оставались, практически, неизменными.

Только в 1995 году после выхода ОС Windows 95 были добавлены три новые клавиши, чтобы реализовать некоторые возможности ОС. Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, то есть с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было замечено, что при каждодневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у «операторов ЭВМ» начинало развиваться профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому сейчас на рынке появилось множество новых, «эргономичных» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабжённых подставками для кистей рук и т.д. Всё более популярными становятся клавиатуры на инфракрасных лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу аналогичному дистанционному управлению. Самое главное изменение, однако, не коснулось ни устройства, ни формы клавиатуры - изменилась её роль в ПК. Сегодня круг обязанностей клавиатуры едва ли не целиком и полностью ограничивается вводом текста и цифр. А все функции по управлению, отданию команд с приходом графического интерфейса успешно выполняет мышь.

Для полноценной работы с клавиатурой требуется определённый навык, на развитие которого потребуется время. Существуют специальные программы - клавиатурные тренажёры, позволяющие ускорить приобретение навыка.

Манипуляторы

Для управления работой современных программ используются различные манипуляторы. Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором-указателем на экране монитора команду или место ввода данных.

Мышь представляет собой электронно-механическое устройство, с помощью которого осуществляется дистанционное управление курсором на экране монитора. Внутри мыши помещен шарик, покрытый мягкой резиной. При движении мыши по гладкой поверхности шарик вращается. Его вращение передается двум валикам (перфорированные колесики), на которых установлены диски с прорезями. При вращении дисков возникают импульсы, которые по проводам передаются в компьютер, где и обрабатываются.

Оптическая мышь работает по другому принципу. Она работает на специальной панели. Луч света, излучаемый мышью, отражается равномерно нанесенными на панель штрихами. При этом специальное устройство, расположенное внутри мыши, определяет пройденное расстояние и направление и посылает эту информацию компьютеру

Основной характеристикой мыши является разрешающая способность, которая измеряется в точках на дюйм (dpi). она показывает, какое минимальное перемещение мыши по плоскости фиксируется следящей системой.

Мыши различаются по свойствам:

* способ считывания информации (механические, оптические,);

* количество кнопок;

* способ соединения (проводные и беспроводные).

Джойстик - устройство ввода информации, представляющее собой манипулятор, посредством которого можно задавать экранные координаты графического объекта; также может выполнять функции клавиатуры.

Широкое применение джойстик получил в компьютерных играх, но также может использоваться в других целях. По количеству степеней свободы и, соответственно, плоскостей, в которых возможно изменение положения контролируемого объекта, джойстики подразделяются на:

Одномерные, двухмерные, трёхмерные

Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный вместе с кнопками на поверхности клавиатуры (перевёрнутая мышь). Для него не требуется коврик и пространство для перемещения манипулятора. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара. Применяется в портативных компьютерах.

Сенсорные устройства ввода

Тачпад (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках. Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства. У тачпадов есть ряд преимуществ, по сравнению с другими манипуляторами:

не требуют ровной поверхности (в отличие от мыши) и большого пространства, а так же особого привыкания, как например, в случае с трекболом

Световое перо.

Светочувствительное устройство, предназначенное для снятия координат точек экрана, ввода данных в информационную систему. Световое перо, по форме напоминающее пишущую ручку, предназначено для взаимодействия с экраном монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера, и момент этой реакции сообщается системе.

Применяются такие устройства в дизайнерских работах. Часто используется в карманных микрокомпьютерах.

Дигитайзер (графический планшет).

Позволяет создавать или копировать рисунки. Рисунок выполняется на поверхности дигитайзера специальным пером или пальцем. Результаты работы производятся на экране монитора.

Сканеры-это устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта.

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:

Планшетные обеспечивает высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования

Ручные отсутствует двигатель, объект приходится сканировать вручную. Достоинства - дешевизна и мобильность. Недостатки - низкое разрешение, малая скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения.

Листопротяжные лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний

Планетарные применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

Книжные для сканирования брошюрованных документов. Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах, позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией «устранения перегиба» книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.

Барабанные применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм).

Слайд-сканеры для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

Сканеры штрих-кода небольшие, компактные модели для сканирования штрих - кодов товара в магазинах

Цифровая видеокамера

Устройство ввода, передающее динамическое видеоизображение в компьютер в реальном масштабе времени. Зачастую используется для видеоконференций по сети Интернет. Для подключения видеокамеры необходимо, чтобы графический адаптер компьютера имел соответствующий разъём. Это мобильное устройство, которое может быть подключено к ПК для сохранения и обработки изображения

Микрофон-это электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Служит первичным звеном в цепочке звукозаписывающего тракта или звукоусиления. Любой микрофон состоит из двух систем: акустико-механической и механо - электрической.

3. Периферийные устройства вывода информации

Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

Дисплей (монитор) - необходимое устройство вывода информации. Это устройство аналогично телевизору (электронно-лучевая трубка). Любое изображение на экране дисплея состоит из множества светящихся точек - пикселей. Дисплей характеризуется разрешающей способностью экрана - максимальное количество пикселей, используемых для создания изображения. Измеряется как количество точек по горизонтали на количество точек по вертикали. В современных ПК наиболее часто используют дисплеи с разрешающей способностью 320х200, 640х200, 640х480, 800х600, 1024х768. Дисплеи бывают цветными и монохромными. Цветное изображение получается на экране как комбинация трех основных цветов - красного, зеленого, синего. Поэтому цветные дисплеи также называют RGB-дисплеями (Red, Green, Blue).

Дисплей может работать в 2-х режимах:

текстовый режим - для вывода символов. Экран разбивается на 80 вертикальных полосок, каждая из них, как правило, разбита на 25 частей по горизонтали (иногда - 43 или 45). Каждый полученный прямоугольник называется знакоместом. В нем размещается 1 символ. Знакоместо состоит из пикселей. Часть пикселей используется для изображения символа (передний

план), а остальные образуют фон. Для изображения символа в текстовом режиме используется 16 цветов, а для

изображения фона - 8 цветов. Текущую позицию (знакоместо, в котором появится следующий введенный с клавиатуры символ) указывает мигающая метка - курсор. После вывода символа в этом знакоместе курсор смещается на одну позицию (знакоместо) вправо.

Графический режим - каждый пиксель экрана используется отдельно. Обычно курсор не выводится. Но в некоторых задачах возможен вывод на экран графического курсора (он отличается по виду от текстового курсора).

Дисплей подключается к ПК через устройство сопряжения - видеоадаптер. Видеоадаптер имеет собственную память для хранения изображения, выводимого на экран. Объем этой памяти определяет количество цветов в цветовой палитре и разрешающую способность экрана. Наиболее известны видеоадаптеры CGA, EGA, VGA, SVGA.

Принтеры

Компьютерный принтер (англ. printer - печатник) - устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.

Современные принтеры позволяют выводить на печать текстовую информацию, а также рисунки и графики. Существует множество моделей принтеров, различающихся по качеству и скорости печати, производительности и другим характеристикам.

По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, термические, литерные.

Сравнительная характеристика принтеров

Название	Основные плюсы	Основные минусы	Сфера применения
Лазерная	Высокая скорость печати, хорошее качество, низкая стоимость отпечатков	Достаточно дорогие	Офисная печать
Светодиодная	Безвредная технология, очень низкая стоимость отпечатков и самих принтеров, высокая скорость цветной печати	Качество печати немного хуже, чем у лазерных принтеров, ниже скорость черно-белой печати	Офисная и домашняя печать
Струйная	Очень высокое качество цветной печати (фотографий), низкая стоимость принтера	Низкая скорость печати, высокая цена расходных материалов	Домашняя печать, дизайнерская деятельность
Матричная	Очень низкая стоимость отпечатков	Малотребовательны к обслуживанию, высокая цена принтеров, высокий уровень шума во время печати	Специализированное применение

Плоттеры

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.

Различают следующие типы плоттеров:

рулонные и планшетные, перьевые, струйные и электростатические

векторные и растровые. Также плоттерами называют широкоформатные принтеры.

Плоттеры для рекламы печатают изображения шириной 1-5 м для выставок, рекламных щитов, афиш, а также рекламу, которая клеится на транспортные средства.

Наушники или головные телефоны (англ. headphone) - устройство для персонального прослушивания музыки, речи или иных звуковых сигналов. В комплекте с микрофоном могут служить головной гарнитурой - средством для ведения переговоров по телефону или иному средству голосовой связи.

Колонки, или акустическая система - ещё одно устройство вывода информации, которое подключается к компьютеру и служит для воспроизведения звуковых эффектов, музыки, фильмов и т.д. В настоящее время имеется два принципа работы акустической системы: активная и пассивная.

Видеокамера - электронный кино съёмочный аппарат, устройство для получения оптических образов снимаемых объектов на светочувствительном элементе, приспособленное для записи или передачи в телевизионный эфир движущихся изображений. Обычно оснащается микрофоном для параллельной записи звука.

4. Поддержка синхронных и асинхронных операций ввода-вывода

Операция ввода-вывода может выполняться по отношению к программному модулю, запросившему операцию, в синхронном или асинхронном режимах Синхронный режим означает, что программный модуль приостанавливает свою работу до тех пор, пока операция ввода-вывода не будет завершена. При асинхронным режиме программный модуль продолжает выполняться в мультипрограммном режиме одновременно с операцией ввода-вывода.

Системы вызовы ввода-вывода чаще оформляются как синхронные процедуры в связи с тем, что такие операции длятся долго и пользовательскому процессу или потоку все равно придется ждать получения результатов потоков операции, для того чтобы продолжить свою работу.

Внутренние вызовы операций ввода-вывода из модулей ядра обычно выполняются в виде асинхронных процедур, так как кодам ядра нужна свобода в выборе дальнейшего поведения после запроса ввода-вывода.

5. Многослойная (иерархическая) модель подсистемы ввода-вывода

При большом разнообразии устройств ввода-вывода, обладающих существенно различными характеристиками, иерархическая структура подсистемы ввода-вывода позволяет соблюсти баланс между двумя противоречивыми требованиями. С одной стороны, необходимо учесть все особенности каждого устройства, а с другой стороны - обеспечить единое логическое представление и унифицированный интерфейс для устройств всех типов. При этом нижние слои подсистемы ввода-вывода должны включать индивидуальные драйверы, написанные для конкретно физических устройств, а верхние слои должны обобщать процедуры управления этими устройствами, предоставляя общий интерфейс если не для всех устройств, то, по крайней мере, для группы устройств, обладающих некоторыми общими характеристиками, например, для принтеров определенного производителя или для всех матричных принтеров и т.п.

Многослойность структуры, безусловно, облегчает решение большинства перечисленных в предыдущем разделе задач подсистемы ввода-вывода. Обобщенная структура подсистемы ввода-вывода показана на рис.



Иерархическая структура подсистемы ввода-вывода

Как видно из рисунка, программное обеспечение подсистемы ввода-вывода делится не только на горизонтальные слои, но и на вертикальные. В данном случае в качестве примера приведены три вертикальные подсистемы управления дисками, графическими устройствами и сетевыми адаптерами. Естественно, таких подсистем может быть больше. Например, сюда можно добавить подсистему управления текстовыми терминалами или подсистему управления специализированными устройствами, такими как аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

В каждой вертикальной подсистеме - несколько слоев модулей. Нижний слой образует аппаратные драйверы, управляющие аппаратурой внешних устройств, осуществляя обмен байтами и блоками байтов. Как правило, этот слой программного обеспечения не имеет дела с вопросами логической организации данных, например, с файлами или сложными графическими объектами. Функции вышележащих слоев в значительной степени зависят от типа вертикальной подсистемы.

Наряду с модулями, отражающими специфику внешних устройств, в подсистеме ввода-вывода имеются модули универсального назначения. Эти модули организуют согласованную работу всех остальных компонентов подсистемы ввода-вывода, взаимодействие с пользовательскими процессами и другими подсистемами ОС. Эти организующие функции распределяются по всем уровням, образуя оболочку, называемую менеджером ввода-вывода.

Верхний слой менеджера составляют системные вызовы ввода-вывода, которые принимают от пользовательских процессов запросы на ввод-вывод и переадресуют их отвечающим за определенный класс устройств модулям и драйверам, а также возвращают процессам результаты операций ввода-вывода. Таким образом, этот слой поддерживает пользовательский интерфейс ввода-вывода, создавая для прикладных программистов максимум удобств по манипулированию внешними устройствами и расположенными на них данными.

Нижний слой менеджера реализует непосредственное взаимодействие с контроллерами внешних устройств, экранируя драйверы от особенностей аппаратной платформы компьютера - шин ввода-вывода, системы прерываний и т.п. Этот слой принимает от драйверов запросы на обмен данными с регистрами контроллеров в некоторой обобщенной форме с использованием независимых от шины ввода-вывода адресации и формата, а затем преобразует эти запросы в зависящий от аппаратной платформы формат.

Диспетчер прерываний может входить в состав менеджера ввода-вывода или представлять отдельный модуль ядра. В последнем случае менеджер ввода-вывода выполняет для диспетчера прерываний первичную обработку запросов прерываний, передавая диспетчеру обобщения сведения об источнике запроса.

Важной функцией менеджера ввода-вывода является создание некоторой среды для остальных компонентов системы, которая бы облегчала их взаимодействие друг с другом. Эта задача решается созданием стандартного внутреннего интерфейса взаимодействия модулей ввода-вывода между собой. Это облегчает включение новых драйверов и файловых систем в состав ОС. Кроме того, разработчики драйверов и других программных компонентов освобождаются от написания общих процедур, таких как буферизация данных и синхронизация нескольких модулей между собой при обмене данными. Все эти функции берет на себя менеджер ввода-вывода.

Еще одной функцией менеджера ввода-вывода является организация взаимодействия модулей ввода-вывода с модулями других подсистем ОС, таких как подсистема управления процессами, виртуальной памятью и другими.



Заключение

Устройства вывода данных также удивительно многообразны. В ряде компьютеров первого поколения результаты в закодированном виде высвечивались лампочками. Для расшифровки здесь требовались немалые навыки, и вскоре на смену этим системам пришли более понятные и удобные в пользовании. В последние годы технология устройств ввода-вывода, кажется, начинает опережать собственно вычислительную технику. Периферийные устройства ныне отличаются большим разнообразием, зачастую они даже дороже и занимают больше места, чем сам компьютер. Современные устройства ввода-вывода передают данные почти с такой же молниеносной быстротой, как компьютер производит расчеты.



Список использованной литературы

1. Информатика: Учеб. для вузов/под ред. Острейковский В.А. - М.: Высш. Шк., 2000. - 511 с.: ил.

2. Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов/под ред. С.В. Симоновича, - СПб.: Питер, 2000.

3. Новейший самоучитель работы на персональном компьютере. - Ростов-на-Дону: Изд. Дом «Владис», 2006. - 608 с.

4. Информатика. Мультимедийный электронный учебник./под ред. Алексеев Е.Г., Богатырев С.Д.

Размещено на Allbest.ru