Поняття архітектури ЕОМ. Еволюція універсальних ЕОМ. Покоління ЕОМ. Елементна база ЕОМ.
^ Структура комп'ютера - це деяка модель, що встановлює склад, порядок та принципи взаємодії компонентів ЕОМ.
Покоління ЕОМ
1. Основна ознака – елементарна база, що складається з електровакуумних ламп. Недоліки: великі габарити, великі витратиелектроенергії, великий час перемикання станів, висока вартість, швидке зношування.
2. Середина 50-х. Елементна основа – транзистор. Це дозволило зменшити габарити, збільшити швидкість та зменшити вартість. ЕОМ 2-го покоління проводилися вже серійно. p align="justify"> Принципова відмінність: робота з алгоритмічними мовами програмування високого рівня. З'явилися телетайпи для введення та принтери для виведення інформації, накопичувачі на магнітних дисках.
3. Елементна база – інтегральні мікросхеми, що у 1960-х гг. До їх складу були включені дисплеї, накопичувачі на магнітних дисках та деякі інші елементи. ЕОМ 3-го покоління вже вироблялися промислово, і вирішувалися ними досить серйозні завдання.
4. У 1970-х роках. з'явилися великі інтегральні схеми (ВІС), де на одній напівпровідниковій пластині було кілька тисяч транзисторів. Така висока міра інтеграції дозволила створити мікропроцесор (1972р). На основі з'явився ПК. Крім того, ЕОМ 4-го покоління мали кольорові графічні дисплеї, магнітні диски, електронні пристрої друку.
5. ЕОМ 5-го покоління мають елементної базою звані великі інтегральні схеми, які у одній пластині мають мільйони транзисторів. Це дозволило збільшити обчислювальну потужність комп'ютера й інші елементи ПК повинні відповідати.
^ Класи сучасних ЕОМ:
1. Супер ЕОМ- багатопроцесорний обчислювальний комплекс, що має 64- або 128-розрядний процесор, десятки, а то й сотні гігабайт оперативної пам'яті; десятки, сотні терабайтів ПЗУ. Єдиний недолік – висока вартість. Супер ЕОМ фірми Cray коштує близько 70 млн доларів
2. Робоча станція (Power Station) - ЕОМ, заснована на RISK-процесорах (мають меншу продуктивність, ніж супер ЕОМ, але більшу, ніж ПК). Випускаються серійно та призначені для певних завдань: САПР, геоінформаційних систем, систем аудіо- та відеомонтажу, банківських систем. В даний час більшість робочих станцій працює на UNIX-подібних ОС, які називаються AIX. Вартість робочої станції – від 20 до 100 тисяч доларів.
3. ^ Персональні комп'ютери – призначені на вирішення дуже широкого класу завдань. Перший персональний комп'ютер був випущений фірмою Apple 1972 року. 1981 року з'явився перший ПК IBM.
У ПК IBM використовується принцип «відкритої архітектури»: регламентується та стандартизується лише принцип дії комп'ютера та його конфігурації. Таким чином комп'ютер можна збирати з окремих вузлів, випущених незалежними виробниками. Крім того, в комп'ютер можна вставляти різні пристрої, які відповідають стандартам.
^ Основи класифікації ЕОМ. Класифікаційні ознаки. Принципи влаштування послідовної ЕОМ (архітектура фон Неймана). Технічні показники ЕОМ.
Принципи фон-Неймана:
1. ^ Принцип довільного доступу до основної пам'яті означає, що основна пам'ять складається з однакових осередків, і процесору в будь-який момент часу доступна будь-яка осередок для читання та запису даних. Всі комірки пронумеровані, і номер комірки визначає її адресу. Загальна кількість осередків називається обсягом пам'яті.
2. ^ Принцип програми, що зберігається: програма зберігається в основній пам'яті поряд з оброблюваними даними. Досить змінити програму та дані, і ЕОМ вирішуватиме інше завдання.
3. Принцип універсальності:інформація, що у основний пам'яті немає ознак приналежності до певного типу, тобто команди можуть розглядатися як дані.
^ Класифікація ЕОМ
Призначення. Зазвичай виділяють ЕОМ загального застосування та ЕОМ орієнтовані на певний клас завдань. Традиційну електронну обчислювальну техніку (ЕВТ) поділяють на аналогову та цифрову. В аналогових обчислювальних машинах (АВM) інформація, що обробляється, є відповідними значеннями аналогових величин: струму, напруги, кута повороту якогось механізму і т.п. Ці машини забезпечують прийнятну швидкодію, але дуже високу точність обчислень (0.001:0.01). АВМ використовуються в основному в проектних та науково-дослідних установах у складі різних стендів з відпрацювання складних зразків техніки. За призначенням їх можна як спеціалізовані обчислювальні машини. У цифрових обчислювальні машини(ЕОМ) інформація кодується двійковими кодами чисел. ЕОМ мають універсальні властивості і є наймасовішою ЕОМ.
Продуктивності: ЕОМ поділяються за величиною продуктивності Класифікація коштів обчислювальної техніки. Можна запропонувати таку класифікацію засобів обчислювальної техніки, в основу якої покладено їх поділ швидкодії:
Супер ЕОМ на вирішення великомасштабних обчислювальних завдань, обслуговування найбільших інформаційних банків даних.
Великі ЕОМ (mainframe), які являють собою розраховані на багато користувачів машини з центральною обробкою, з великими можливостями для роботи з базами даних, з різними формами віддаленого доступу. Для комплектування відомчих, територіальних та регіональних обчислювальних центрів.
Середні ЕОМ широкого призначення керувати складними технологічними виробничими процесами. ЕОМ цього можуть використовуватися і для управління розподіленою обробкою інформації як мережеві сервери. У цих машинах особлива увага приділяється збереженню та безпеці даних, програмній сумісності тощо.
Персональні та професійні ЕОМ, що дозволяють задовольняти індивідуальні потреби користувачів. За підсумками цього ЕОМ будуються автоматизовані робочі місця (АРМ) для фахівців різного рівня.
Вбудовувані мікропроцесори, що здійснюють автоматизацію керування окремими пристроями та механізмами.
Режим роботи:
однопрограмні ЕОМ
мультипрограмні ЕОМ (Ці ЕОМ повинні мати велику оперативну пам'ять, засоби управління часом, введення-виводу, засоби що дозволяють виключити вплив програм один на одного);
ЕОМ для побудови багатомашинних та багатопроцесорних обчислювальних систем (додатково до мультипрограмних ЕОМ повинні реалізовувати функції взаємного обміну між ЕОМ);
ЕОМ для роботи в системах реального часу (Говорячи про машини реального часу найбільш очевидний приклад, коли ЕОМ управляє технічним об'єктом (автопілот). До них пред'являють вимоги швидкодії та здатність отримувати масу сигналів від зовнішніх джерел).
Спосіб структурної організації. Для збільшення швидкості ЕОМ до її складу включають кілька процесорів. Розрізняють:
Однопроцесорні ЕОМ;
Мультипроцесорні ЕОМ (можна також виділити квазіпроцесорні ЕОМ), складаються як з однотипних, і з різнотипних процесорів (неоднорідні ЕОМ).
Продуктивність – пікова, номінальна, системна, експлуатаційна.
Номінальна – зі зверненнями до ОЗУ. Системна - з урахуванням взаємодії всіх у-в.
Експлуатаційна – виходячи з реальних завдань.
Од. вимірювання - MIPS (для цілих чисел), MFlOps, GFlOps, TFlOps. Тактова частота – тривалість такту – в наносекундах.
Стандарт, яким визначається інтегральна продуктивність ПК, і навіть оцінка його окремих елементів, створено фірмою Ziff-Davis. Час доступу - для ОЗУ та кешу - в нс, для залізничного та CD-ROM - в мс, для НГМД - в 0.1 с. Швидкість передачі
^ Архітектура універсальної ЕОМ із послідовним виконанням команд. Функціональне призначення, фізичні засади дії та організація основних блоків.
Основи навчання про архітектуру обчислювальних машин заклав видатний американський математик Джон фон Нейман.
Використання двійкової системи для представлення чисел має переваги для технічної реалізації, зручність та простоту виконання у ній арифметичних та логічних операцій. Надалі ЕОМ стали обробляти і нечислові види інформації – текстову, графічну, звукову та інші, але двійкове кодування даних як і становить інформаційну основу будь-якого сучасного комп'ютера.
Ще однією воістину революційною ідеєю, значення якої важко переоцінити, є запропонований Нейманом принцип " збереженої програми " . Важливої різниці між програмою та даними дало можливість ЕОМ самої формувати собі програму відповідно до результатів обчислень.
Фон Нейман як висунув основні принципи логічного устрою ЕОМ, а й запропонував її структуру, яка відтворювалася протягом перших двох поколінь ЕОМ. Основними блоками по Нейману є пристрій управління (УУ) та арифметико-логічне пристрій (АЛУ) (зазвичай об'єднуються в центральний процесор), пам'ять, зовнішня пам'ять, пристрої введення та виведення. Слід зазначити, що зовнішня пам'ять відрізняється від пристроїв введення та виведення тим, що дані до неї заносяться у вигляді, зручному комп'ютеру, але недоступному для безпосереднього сприйняття людиною. Так, накопичувач на магнітних дисках відноситься до зовнішньої пам'яті, а клавіатура – пристрій введення, дисплей та друк – пристрої виводу.
Пристрій управління та арифметико-логічний пристрій у сучасних комп'ютерах об'єднані в один блок – процесор, що є перетворювачем інформації, що надходить з пам'яті та зовнішніх пристроїв (сюди відносяться вибірка команд з пам'яті, кодування та декодування, виконання різних, у тому числі і арифметичних операцій, узгодження роботи вузлів комп'ютера). Детальніше функції процесора будуть обговорюватися нижче.
Пам'ять (ЗУ) зберігає інформацію (дані) та програми. Запам'ятовуючий пристрій у сучасних комп'ютерів "багатоярусно" і включає оперативне запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ), що зберігає ту інформацію, з якою комп'ютер працює безпосередньо в даний час (виконувана програма, частина необхідних для неї даних, деякі керуючі програми), і зовнішні запам'ятовуючі пристрої (ВЗУ) ) набагато більшої ємності, ніж ОЗУ, але з істотно більш повільним доступом (і значно меншою вартістю в розрахунку на 1 байт збереженої інформації). ПЗУ (постійний запам'ятовуючий пристрій) та інші підвиди комп'ютерної пам'яті.
У побудованій за описаною схемою ЕОМ відбувається послідовне зчитування команд із пам'яті та їх виконання. Номер (адреса) чергового осередку пам'яті. з якої буде вилучено наступну команду програми, вказується спеціальним пристроєм – лічильником команд в УУ. Його наявність також одна із характерних ознак аналізованої архітектури.
Розроблені фон Нейманом основи архітектури обчислювальних пристроїв виявилися настільки фундаментальними, що отримали в літературі назву "фон-нейманівської архітектури”. Переважна більшість обчислювальних машин на сьогодні – фон-нейманівські машини. Виняток становлять лише окремі різновиди систем для паралельних обчислень, у яких команд, не реалізована класична концепція змінної та є інші істотні важливі відмінності від класичної моделі (прикладами можуть бути потокова та редукційна обчислювальні машини).
Очевидно, значне відхилення від фон-неймановской архітектури відбудеться у результаті розвитку ідеї машин п'ятого покоління, основу обробки інформації у яких лежать не обчислення, а логічні висновки.
Конструктивний пристрій сучасної ПЕОМ: - основні вузли та його функціональне призначення. Схемотехнічні елементи комп'ютера: – генплата, мікропроцесор (МП), комплект інтегральних мікросхем оточення (Chipset). Мікросхеми пам'яті (ОЗП) та їх типи. Контролери та адаптери. Органи управління та зовнішні інтерфейси.
Основні вузли ЕОМ.
Основними вузлами ЕОМ є:
Центральний процесор (ЦП)
(ЦП) = (УУ) + (АЛУ)
Оперативна пам'ять (ОЗП)
Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП)
Зовнішня пам'ять (ВЗП)
Пристрої Введення (УВВ)
Пристрої Виводу (УВив)
Всі пристрої ЕОМ приєднані до єдиної інформаційної
Материнська плата є основою системного блоку, що визначає архітектуру та продуктивність комп'ютера. На ній встановлюються такі обов'язкові компоненти:
Процесори
Пам'ять постійна (BIOS), оперативна
Системні шини
Роз'єм для підключення додаткових пристроїв (слоти)
^ Системна шина:
Мікропроцесор (Central Processing Unit) - функціонально закінчений програмно-керований пристрій, обробка інформації в якому управляється у вигляді ВІС або НВІС.
Мікропроцесор виконує:
Читання та дешифрацію команд із основної пам'яті
Читання даних з основної пам'яті та регістрів адаптерів зовнішніх пристроїв
Прийом та обробка запитів та команд від адаптерів на обслуговування зовнішніх пристроїв
Обробка даних та їх запис основну пам'ять та регістр адаптерів зовнішніх пристроїв
Вироблення керуючих сигналів для всіх інших вузлів та блоків PC
CISC (Complex Instruction Set Computing) – повний набір команд
RISC (Reduced Instruction Set Computing) – скорочений набір команд – робочі станції, сервери
ОЗП – служить для оперативного запису та зберігання, зчитування даних, що безпосередньо беруть участь в інформаційно-обчислювальному процесі. Є енергозалежною, після вимкнення живлення жодні дані в ній не зберігаються.
Сімейство ОЗУ містить два важливі типи пристроїв: статичне ОЗУ (SRAM) і динамічне ОЗУ (DRAM). Головна різниця між ними - це довговічність даних, що зберігаються ними. SRAM зберігає свій вміст до тих пір, поки до мікросхеми подається енергія. Якщо енергія відключена, або тимчасово відсутня, вміст чіпа буде втрачено назавжди. DRAM, з іншого боку, має надзвичайно короткий період тривалості роботи даних – зазвичай близько чотирьох мілісекунд, навіть якщо енергія подається безперервно.
Словом, SRAM має властивості пам'яті, із якими асоціюється слово RAM. У порівнянні з нею, DRAM здається, начебто, марною. Сама собою, вона такою і є. Однак можна використовувати простий елемент конструкції, що називається контролером DRAM, для того, щоб DRAM поводилася швидше як SRAM. Робота контролера DRAM полягає у періодичному оновленні даних, що зберігаються в DRAM. Оновлення даних перед тим, як вони зникнуть, вміст пам'яті може зберігатися так довго, як це необхідно. Таким чином, DRAM так само ефективна, як і SRAM.
Контролер- пристрій управління в електроніці та обчислювальній техніці.
Контролер переривань (КП).
Таймер та ЧРВ, контролери шини та пам'яті, системний та периферійний контролери,
кеш-контролери.
^ Пристрій керування (УУ) -- формує та подає у всі блоки машини керуючі імпульси; видає адреси необхідних осередків пам'яті, і передає в інші блоки ЕОМ.
^ Серія IBM-сумісних ПЕОМ (IBM PC). Основні сучасні зміни. Технічні показники та характеристики. Інші типи апаратних платформ ПЕОМ.
IBM-сумісними комп'ютерами називають ПК тих виробників, які під час створення своїх ПК орієнтуються IBM PC. IBM-сумісний ПК може використовувати більшість зовнішніх пристроїв та програм, призначених для IBM PC. Всі IBM-сумісні комп'ютери використовують операційну систему Microsoft DOS(PS-DOS у IBM, MS-DOS у ПК інших виробників) та процесори Intel(або сумісні з ними). Взагалі, всі ПК, що працюють у DOS, є сумісними. Принцип сумісності дає значну економію коштів та часу при модернізації старих та створенні нових систем.
В даний час MS-DOS фірми Microsoftзалишається найпопулярнішою у світі операційною системоюдля IBMPC-суміснихперсональних комп'ютерів Її поставки розпочалися у 1981 році разом із комп'ютерами IBM PC (під назвою PC-DOS). Багато рис MS-DOS були успадковані від операційної системи CP/M-80 фірми Digital Research, що застосовувалась у 8-розрядних персональних комп'ютерах.
Операційна система MS-DOS дозволяє використовувати програмне забезпечення, Створене для MS-DOS, і надає користувачеві ряд можливостей по роботі з файлами даних, їх організації в каталогах та використання пристроїв введення-виводу. MS-DOS є однозадачною однокористувацькою операційною системою, що працює в реальному режимі мікропроцесорів x86, що використовує 640 Кбайт пам'яті комп'ютера та підтримує порівняно просту файлову систему(File Allocation Table, FAT). Спочатку MS-DOS орієнтована працювати з мікропроцесорами 8086 і 8088, мали лише одне режим роботи - про реальний. Захищений режим роботи мікропроцесорів Intel 80286 та вище (з адресацією до 16 Мбайт пам'яті) можуть використовувати лише деякі драйвери MS-DOS, з віртуальною пам'яттю система не працює.
Альтернативою IBM-сумісним персональним комп'ютерам є комп'ютери AppleMacintosh.
^ Блоково-функціональний пристрій персонального комп'ютераз магістральною організацією (загальною системною шиною). Концепція відкритої архітектури.
Основним пристроєм ПК є материнська плата, що визначає його конфігурацію. Всі пристрої ПК підключаються до цієї плати за допомогою роз'ємів, розташованих на цій платі. З'єднання всіх пристроїв в єдину систему забезпечується за допомогою системної магістралі (шини), що є лініями передачі даних, адрес та управління.
Ядро ПК утворюють процесор (центральний мікропроцесор) і основна пам'ять, що складається з оперативної пам'яті та постійного пам'яті (ПЗУ) або перепрограмованого постійного пам'яті ППЗУ. ПЗУ призначається для запису та постійного зберігання даних.
Підключення всіх зовнішніх пристроїв: клавіатури, монітора, зовнішніх ЗП, миші, принтера і т.д. забезпечується через контролери, адаптери, карти.
Контролери, адаптери чи карти мають свій процесор і пам'ять, тобто. являють собою спеціалізований процесор.
Мікропроцесор
Центральний мікропроцесор (невелика мікросхема, що виконує всі обчислення та обробку інформації) – це ядро ПК. У комп'ютерах типу IBM PC використовуються мікропроцесори фірми Intel та сумісні з ними мікропроцесори інших фірм.
Компоненти мікропроцесора:
АЛУ виконує логічні та арифметичні операції
Пристрій керування керує всіма пристроями ПК
Реєстри використовуються для зберігання даних та адрес
Схема керування шиною та портами – здійснює підготовку пристроїв до обміну даними між мікропроцесором та портом введення – виводу, а також керує шиною адреси та керування.
^
Оперативна пам'ять
Оперативний пристрій (ОЗУ або RAM) - область пам'яті, призначена для зберігання інформації протягом одного сеансу роботи з комп'ютером. Конструктивно ОЗУ виконано у вигляді інтегральних мікросхем. З неї процесор зчитує програми та вихідні дані для обробки у свої регістри, в неї записує отримані результати. Назва "оперативна" ця пам'ять отримала тому, що вона працює дуже швидко, в результаті процесору не доводиться чекати під час читання або запису даних на згадку.
Кеш-пам'ять
Комп'ютер необхідно забезпечити швидкий доступдо оперативної пам'яті, інакше мікропроцесор простоюватиме, і швидкодія комп'ютера зменшиться. Тому сучасні комп'ютериоснащуються кеш-пам'яттю або надоперативною пам'яттю.
Контролери
Тільки та інформація, яка зберігається в ОЗУ, доступна процесору обробки. Тому необхідно, щоб у його оперативній пам'яті знаходилися програма та дані.
У ПК інформація із зовнішніх пристроїв (клавіатури, жорсткого дискаі т.д.) пересилається в ОЗУ, а інформація (результати виконання програм) із ОЗУ також виводиться на зовнішні пристрої (монітор, жорсткий диск, принтер і т.д.). Таким чином, у комп'ютері повинен здійснюватися обмін інформацією (введення-виведення) між оперативною пам'яттю та зовнішніми пристроями. Пристрої, які здійснюють обмін інформацією між оперативною пам'яттю та зовнішніми пристроями, називаються контролерами або адаптерами, іноді картами. Контролери, адаптери чи карти мають свій процесор і пам'ять, тобто. являють собою спеціалізований процесор.
Контролери або адаптери (схеми, що управляють зовнішніми пристроями комп'ютера) знаходяться на окремих платах, які вставляються в уніфіковані роз'єми (слоти) на материнській платі
^ Системна магістраль
Системна магістраль (шина)- це сукупність проводів та роз'ємів, що забезпечують об'єднання всіх пристроїв ПК в єдину систему та їх взаємодію. Для підключення контролерів або адаптерів сучасні ПК забезпечені такими слотами як PCI. Слоти PCI – E Express для підключення нових пристроїв до швидкісної шини даних. Слоти AGP призначені для підключення відеоадаптера
Для підключення накопичувачів ( жорстких дисківі компакт-дисків) використовуються інтерфейси IDE та SCSI. Інтерфейс – це сукупність засобів з'єднання та зв'язку пристроїв комп'ютера.
Підключення периферійних пристроїв (принтери, миша, сканери тощо) здійснюється через спеціальні інтерфейси, які називаються портами.
^ Зовнішня пам'ять. Класифікація накопичувачів
Для зберігання програм та даних у ПК використовуються накопичувачі різних типів. Накопичувачі - це пристрої для запису та зчитування інформації з різних носіївінформації. Розрізняють накопичувачі зі змінним та вбудованим носієм.
За типом носія інформації накопичувачі поділяються на накопичувачі на магнітних стрічках та дискові накопичувачі. До накопичувачів на магнітних стрічках відносяться стримери та ін. Ширший клас накопичувачів складають дискові накопичувачі.
За способом запису та читання інформації на носій дискові накопичувачі поділяються на магнітні, оптичні та магнітооптичні.
До дискових накопичувачів відносяться:
накопичувачі на флоппі-дисках;
накопичувачі на незмінних жорстких дисках (вінчестери);
накопичувачі на змінних жорстких дисках;
накопичувачі на магнітооптичних дисках;
накопичувачі на оптичних дисках (CD-R CD-RW CD-ROM) з одноразовим записом та
накопичувачі на оптичних DVD-дисках (DVD-R DVD-RW DVD-ROM та ін.)
^ Додаткові пристрої
Периферійні пристрої – це пристрої, які підключаються до контролерів ПК та розширюють його функціональні можливості
За призначенням додаткові пристрої поділяються на:
пристрої введення (трекболи, джойстики, світлове пір'я, сканери, цифрові камери, діджітайзери)
пристрої виведення (плотери або графобудівники)
пристрої зберігання (стримери, zip - накопичувачі, магнітооптичні накопичувачі, накопичувачі HiFD та ін.)
пристрої обміну (модеми)
^ Відкрита архітектура - архітектура комп'ютера, периферійного пристроюабо ж програмного забезпечення, на яку опубліковано специфікаціїщо дозволяє іншим виробникам розробляти додаткові пристрої до систем з такою архітектурою.
^ Внутрішні інтерфейси ЕОМ. Системні та локальні шини. Контролер шини. Ієрархічна організація шин.
Системна шина:
Це інтерфейсна система комп'ютера, що забезпечує пару та зв'язок всіх його пристроїв між собою.
Включає:
Кодова шина даних (паралельна передача всіх розрядів числового коду)
Кодова шина адреси (паралельна передача всіх розрядів коду адреси, осередку пам'яті або порту вводу-виводу зовнішнього пристрою)
Кодова шини інструкції (передача сигналів, що управляють, у всі блоки РС)
Шина Ел. Харчування (підключення деяких елементів РС до системи Ел. харчування)
1. Між мікропроцесором та основною пам'яттю
2. Між мікропроцесором та портами вводу-виводу пристроїв
3. Між основною пам'яттю та портами введення-виведення зовнішніх пристроїв (режим прямого доступу до пам'яті)
Локальною шиною називається шина, що електрично виходить безпосередньо на контакти мікропроцесора. Вона зазвичай поєднує процесор, пам'ять, схеми буферизації для системної шини та її контролер, а також деякі допоміжні схеми. Типовими прикладами локальних шинє VL-Bus та PCI.
Зовнішні пристрої ЕОМ
Зовнішні, або периферійні, пристрої ЕОМ діляться на пристрої для введення та виведення інформації та зовнішні пристрої (рис. 4.3).
Рис. 4.3.
Зовнішні пристрої
Зовнішні пристрої (ВЗУ) бувають магнітного, оптичного, магнітооптичного та електронного принципу дії. Накопичувач – це пристрій для запису та (або) зчитування інформації з носія певного типу.
В накопичувачах на магнітних носіяхвикористовується магнітний принцип запису, при якому па поверхні, покритої шаром магнітного матеріалу, може фіксуватися два різні стани намагніченості, що відповідають запису нуля та одиниці. З'явившись у 1960-х рр., накопичувачі на магнітних дисках досі залишаються найважливішими для роботи комп'ютерної системи. Це пояснюється наявністю таких властивостей, як висока швидкість запису та зчитування інформації, висока щільність запису інформації (число біт на одиницю площі носія), можливість багаторазового використання. До недоліків відноситься невисока надійність: записана інформація схильна до впливу електромагнітних полів, а також механічних впливів.
Розрізняються магнітні ВЗП з послідовним та прямим доступом до інформації. До ВЗУ з послідовним доступом відносяться накопичувачі на магнітній стрічці, звані стримерами. Основним недоліком їх є низька швидкість запису/зчитування інформації, характерна для пристроїв з послідовним доступом (для звернення до потрібного блоку інформації необхідно переглянути всі попередні ділянки носія). До переваг відносяться велика ємність (сотні і тисячі гігабайт), низька вартість (це найдешевший у перерахунку на мегабайт спосіб зберігання даних), стабільність роботи. Використовуються стримери для хропіння архівних даних та резервного копіювання.
У магнітних ВЗУ з прямим доступом до інформації звернення до даних здійснюється безпосередньо на адресу інформації, тому може бути забезпечена висока швидкість запису/зчитування даних. Носієм інформації є жорсткі або гнучкі магнітні диски (накопичувачі на гнучких магнітних дисках є застарілими та мало використовуються).
Накопичувач на жорсткому магнітному диску(НЖМД) – основний пристрій зберігання великих обсягів інформації, який є одним або кількома дисками, захищеними жорстким корпусом. У настільних ПК НЖМД форм-фактора 3,5" розміщуються усередині системного блоку (у ноутбуках форм-фактор 2,5").
Нерідко доводиться чути, як замість терміна "жорсткий диск" використовують поняття "вінчестер", хоча пристрій комп'ютерної пам'яті зовсім не схожий на рушницю. Пояснюється походження терміну, що увійшов у побут, аналогією короткого позначення першого жорсткого диска "30/30", створеного в 1973 р., що містив 30 доріжок по 30 секторів у кожній, і гвинтівки калібру 30/30. Місткість першого диска становила 16 Кбайт (уявляєте, як мало?).
Зараз ємність жорстких дисків досягає сотень та тисяч гігабайт. Швидкість НЖМД характеризується швидкістю читання/запису та середнім часом доступу. В цілому ж швидкодія диска найбільшою мірою визначається швидкістю обертання пластин, що досягає 10 000-15 000 об/хв і більше.
Внутрішні НЖМД підключаються через інтерфейси SATA(замінив IDE та EIDE) та SAS (замінив SCSI).
Крім внутрішніх НЖМД можуть використовуватись зовнішні накопичувачі інформації на жорстких магнітних дисках, які підключаються через інтерфейси USB або FireWire.
RAID-масив– це кілька сполучених у єдиній стійці змінних магнітних дисків. Запис різних блоків одного файлу може йти паралельно кілька дисків. Крім того, ті самі дані можуть одночасно записуватися на кілька дисків (дзеркалювання) для підвищення надійності збереження даних. Існують різні варіанти поєднання паралельного запису та дзеркалювання. RAID-масиви використовуються в серверах у випадках, коли необхідно виконувати паралельні записи/зчитування великих потоків даних для безлічі користувачів і забезпечити високу надійність їх зберігання.
В накопичувачах на оптичних носіяхпри записі інформації під впливом оптичного випромінювання змінюється стан окремих ділянок носія, в результаті при зчитуванні цих ділянках лазерний промінь буде відображатися або поглинатися, що інтерпретується як двійкові нулі або одиниці. З'явившись наприкінці XX ст., Накопичувачі на оптичних дисках міцно зайняли своє становище серед зовнішніх ЗУ, і тепер жоден комп'ютер не випускається без них. Це можна пояснити такими перевагами оптичних носіїв як велика ємність, низька питома вартість зберігання інформації, незалежність від електромагнітних полів.
Накопичувачі на компакт-дисках (CD – Compact Disc) використовують змінні носії, які поділяються на компакт-диски тільки для зчитування інформації CD-ROM (Read Only Memory), диски з можливістю одноразового запису інформації CD-R (Recordable) та багаторазові диски записом інформації CD-RW (Rewritable). Звичайний компакт-диск містить інформацію обсягом 700 Мбайт.
У 1996 р. з'явилися DVD-диски (Digital Versatile Disc), зовні схожі на CD, але за рахунок зміни фізичних характеристик та застосування нових технологій, що дозволяють зберігати значно більший обсяг інформації (4,7 Гбайт у перших моделях). Зараз виробляється кілька видів DVD-дисків, що відрізняються кількістю шарів на носії, причому диски бувають односторонніми та двосторонніми. Наприклад, DVD-9 – двосторонній двошаровий диск ємністю 8,5 Гбайт; DVD-18 – двошаровий двосторонній диск ємністю до 17 Гб.
Як і компакт-диски, DVD можуть бути тільки для зчитування інформації, з одноразовим та багаторазовим записом інформації. Але на відміну від CD було розроблено кілька різних стандартів: DVD-R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RW, DL-RW, DVD-RAM. Зараз, коли ціни на оптичні дисководи значно знизилися, багато комп'ютерів укомплектовано накопичувачем на оптичному диску, який здатний підтримувати роботу з кількома форматами. Наприклад, запис: CD: R24x/RW16x, DVD: R16x, RW8x, RAM 12x означає, що накопичувач може записувати та зчитувати інформацію з дисків CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW. Швидкість зчитування/запису оптичних дисків вимірюється в умовних одиницях, множник "1х" дорівнює 150 Кбайт/с. Тому висловлювання "24х", "16х" і т.д. означають, що швидкість накопичувача дорівнює відповідно 24150 Кбайт/с, 16150 Кбайт/с тощо. При цьому треба мати на увазі, що швидкості запису і зчитування з одного типу носія зазвичай відрізняються, але швидкість відтворення аудіо- і відеоінформації залишається одноразовою, а характеристики накопичувача відбиваються тільки на якості відтворення інформації.
У 2006 році з'явився ще один стандарт оптичних носіїв: BD (Blu-ray Disc – від англ. blue ray - Синій промінь). За рахунок використання лазера з більш короткою довжиною хвилі (синьо-фіолетового кольору, у той час як у DVD використовується червоний, у CD – інфрачервоний лазери) досягається вища щільність запису, внаслідок чого носії BD мають велику ємність (до 50 Гбайт). Накопичувачі на BD-дисках випускаються тільки для зчитування (BD-ROM), для одноразового запису (BD-R) та для багаторазового запису (BD-RE), а також дозволяють виконувати запис та зчитування всіх форматів CD та DVD.
Накопичувачі на оптичних носіях можуть бути внутрішніми та зовнішніми. Внутрішні підключаються через інтерфейси SATA (або IDE) та SCSI, зовнішні – через USB, FireWire чи eSATA (external SATA). Зовнішні накопичувачі є повільнішими, але дозволяють проводити підключення та вимкнення без вимкнення комп'ютера та перезавантаження операційної системи.
В накопичувачах на магнітооптичних носіяхпоєднуються технології магнітного та оптичного принципів запису: поверхня носія може бути перемагнічена тільки при нагріванні її до високої температури, що досягається за допомогою лазерного променя. Магніто оптичні носіїза рахунок більш високої щільності запису інформації дозволяють зберігати на тій же площі більші обсяги інформації, ніж магнітні, стійки до зовнішніх впливів, допускають практично необмежену кількість циклів перезапису.
У ПК накопичувачі на магнітооптичних носіях не знайшли широкого застосування через високу вартість. Застосовуються в основному для резервного копіювання даних та зберігання інформації, що рідко використовується.
Накопичувачі на флеш-пам'яті – SSD (Solid State Drive)являють собою твердотільний накопичувачінформації на основі флеш-мікросхем для довготривалого зберіганняданих. На відміну від магнітних накопичувачів флеш-накопичувачі не мають механічних елементів. Виконані на основі електронних мікросхем флеш-накопичувачі мають ряд переваг: швидкий час доступу, висока надійність, компактність (за формою та розмірами нагадують звичайний брелок довжиною 5-7 см), низьке електроспоживання, легкість використання.
Сучасні флеш-накопичувачі здатні вміщувати до 500 Гбайт інформації та стають конкурентами НЖМД, проте поки великі за ємністю моделі мають дуже високу ціну, а також обмежену кількість циклів читання-запису (близько 100 000), що може бути суттєвим, якщо використовувати SSD для зберігання операційна система.
4.1. Магнітні пристрої, що запам'ятовують. Носій інформації --- матеріальнийоб'єкт, який використовується для зберігання інформації. Розрізняють паперові носії(перфокарти, перфострічки), магнітні носії(стрічки, диски, барабани) та оптичні носії (лазерні диски).
Накопичувач --- механічнепристрій, що управляє записом, зберіганням та зчитуванням даних. Розрізняють накопичувачі на гнучких магнітних дисках НГМД та накопичувачі на жорстких магнітних дисках НЖМД, накопичувачі на оптичних та магнітооптичних дисках (НОД).
Накопичувач на жорсткому магнітному диску НЖМД складається з декількох магнітних дисків МД, насаджених на один вал двигуна, поблизу яких розташовані магнітні головки, пов'язані з механічним приводом. Інформацію на МД записується і зчитується магнітними головками вздовж концентричних кіл - доріжок (треків). Циліндр --- сукупність доріжок МД, рівновіддалених від його центру. Кожна доріжка МД розбита на сектори --- області ємністю 512 байт, що визначаються ідентифікаційними мітками та номером. Сектор --- мінімальнийобсяг даних, з яким можуть працювати програми в обхід ОС.
Обмін даними між НМД та ОЗУ здійснюється послідовно цілим числом секторів. Кластер --- мінімальний обсяг розміщення інформації на диску, що сприймається ОС, він складається з одного або кількох суміжних секторів доріжки. Форматування диска --- розміткана диску доріжок (треків) та секторів, маркування дефектних секторів, запис службової інформації.
Файл --- областьзовнішньої пам'яті (НГМД, НЖМД, НОД), використовувана зберігання масиву однотипних даних (текстових, графічних, звукових тощо.). Кожному файлу виділяється ціла кількість кластерів, які можуть бути в будь-якому місці диска, тобто необов'язково бути суміжними. Файли, що зберігаються в кластерах, розкиданих по диску, називають фрагментованими. Процедура перезапису інформації, коли файли розміщуються в послідовних секторах на суміжних доріжках, називається дефрагментацією диска.
На кожному магнітному диску є таблиця розміщення файлів FAT16 або FAT32, в якій кожен кластер має свій двійковий код (адресу) з 16 або 32 розрядів. Так як в 32 розрядах можна записати 232 різних значень, то число кластерів (а значить і записаних файлів) на диску не може перевищувати 232. більше розміркластер. Для раціонального використання МД його розбивають на логічні розділи C, D, E...
НГМД з форм-фактором 3,5" мають по 80 доріжок на кожній стороні, 18 секторів по 512 байт на кожній доріжці, загальна ємність дискети 2*80*18*512=1474560 байт = 1,44 Мбайт, доступ до інформації 0, 1-1 c, швидкість читання/запису 50 кбайт/с, НЖМД має ємність 100-200 Гбайт, час доступу 1-100 мс, швидкість читання/запису 1 Мбайт/с, швидкість обертання 3600 об/хв. -дисків - 100 Мбайт і вище.Ємкість компакт-диска CD-ROM - 700 Мбайт.
У машинах-серверах і суперЕОМ застосовуються дискові масиви RAID(Redundant Array of Independent Disks --- матрицяз резервованими незалежними дисками), у яких кілька НЖМД об'єднані та утворюють один великий диск.
Накопичувач на магнітній стрічці (стример) складається з стрічкопротяжного механізму, магнітної стрічки та магнітної головки. Касети з магнітною стрічкою (картриджі) мають ємність понад 2000 Мбайт. Стримери мають високу інерційність, використовуються для резервного копіювання та архівування інформації.
4.2. Оптичні та магнітооптичні пристрої, що запам'ятовують. В оптичних ЗУ запис та зчитування здійснюється за допомогою джерела світла. Накопичувачі на оптичних дисках (НОД) включають джерело (лазер) і приймач світла, оптичне запам'ятовуюче середовище, модулятор світлового пучка, поляризаційну призму. Компакт-диск складається з жорсткої прозорої основи, на яку нанесений робочий та захисний шар. При записі (відтворенні, стиранні) диск обертається, а промінь лазера, сфокусований на доріжку, переміщається вздовж радіуса диска, що обертається.
Переваги CD-ROM: висока щільність запису (до біт/см), відсутність механічного контакту під час роботи, довговічність запису, надійність, невеликі розміри. CD-ROM мають ємність від 50 Мб до 1,5 Гб, час доступу від 30 до 300 мс, швидкість зчитування інформації від 150 до 1500 Кб/с. Компакт-диски, що застосовуються, мають діаметр 3,5" і 5,25" (1""=1 дюйм=2,53 см).
Лазерно-оптичні диски, що не перезаписуються, або компакт-диски ПЗУ CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) поставляються фірмою-виробником з вже записаною інформацією. Для їх виготовлення створюється первинний майстер-диск: у спеціальному пристрої лазерним променем великої потужностівипалюють на робочому шарі диска слід --- доріжкуз мікроскопічними западинами. Тиражування CD-ROM здійснюється шляхом лиття під тиском по майстер-диску. У НОД записана на CD-ROM інформація зчитується лазерним променем меншої потужності, який, відбиваючись від поглиблень, змінює свою інтенсивність.
Також використовуються лазерно-оптичні диски з одноразовим (CR--R) і багаторазовим (CD--RW) записом. У процесі запису лазерний промінь в спеціальному дисководіПК пропалює мікропоглиблення під захисним шаром, або змінює оптичні властивості робочого шару.
При записі або стиранні інформації на магнітооптичні диски, що перезаписуються, лазерний промінь використовується для місцевого розігріву поверхні диска з подальшим намагнічуванням магнітною головкою. Зчитування інформації проводиться лазерним променем меншої потужності, при відображенні якого від ділянки намагніченого змінюється орієнтація площини поляризації. Це реєструється за допомогою аналізатора та фотоприймача.
Магнітооптичні диски з одноразовим записом відрізняються від звичайних тим, що на їх контрольні доріжки наносяться спеціальні мітки, що забороняють стирання та повторний запис. Місткість магнітооптичних дисків досягає кількох Гбайтів, час доступу від 15 до 150 мс, швидкість зчитування до 2000 Кбайт/с. Нестача --- високаціна.
DVD-диск (Digital Versatile Disk) --- цифровийбагатофункціональний диск. Носієм інформації є диск діаметром 120 мм завтовшки 1,2 мм. Зовнішньо схожий на CD. Бувають DVD-диски односторонні, двосторонні, з одним і двома робочими шарами з кожного боку. Одношаровий односторонній DVD-диск має ємність 4,7 Гбайт, двошаровий односторонній --- 8,5 Гбайт, двошаровий двосторонній диск --- 17 Гбайт.
Основним елементом голографічних ЗУ є запам'ятовує голографічна матриця, що складається з невеликих голограм (діаметром 2-5 мм), на кожній з яких може бути записано до 104 біт інформації. Зчитування здійснюється багатоелементним фотоприймачем.
Дискова система пам'яті на одномірних голограмах складається з голографічного диска, лазера, голографічного розщеплювача, багатоканального модулятора світла, системи лінз та багатоканального фотоприймача. На диск нанесена голографічна доріжка, що складається із послідовності голограм. Розщеплювач (дифракційні грати) розщеплює лазерний промінь наскільки променів. Модулятор світла послідовно пропускає промені, які разом із опорним променем створюють інтерференційну картину, що реєструється фотошаром диска. При зчитуванні голограма висвітлюється лазером, за нею виникає дифракційна картина, на фотоприймачі падає світло.
4.3. Пристрої введення. До пристроїв введення інформації відносяться: клавіатура, миша, трекбол, трекпоінт, джойстик, графічні планшети, світлове перо, сенсорні екрани, сканер, аудіо- та відео магнітофон, мікрофон, цифровий фотоапарат, відеокамера, телевізійний тюнер, ресивер, музичний інструмент АЦП, різні датчики, ігрові пристрої, кіберрукавички та кіберкостюм.
Клавіатура --- пристрійручного введення інформації в ЕОМ, що складається із сукупності клавіш різного призначення та схеми сполучення. Курсор --- символ(прямокутник або жирна риса), що вказує позицію на екрані дисплея, де відображатиметься черговий виведений на екран символ. Драйвер клавіатури --- спеціальнапрограма, що забезпечує відображення на екрані монітора символу, набраного на клавіатурі. Контролер клавіатури - пристрій сполучення клавіатури з ЕОМ. Він тестує клавіатуру під час включення ЕОМ; опитує стани клавіш; запам'ятовує до 20 окремих скан-кодів клавіш; перетворює скан коди натиснутих клавіш в коди ASCII. При натисканні клавіші контролер запам'ятовує код натискання (відпускання). Одночасно надходить запит на відповідне апаратне переривання. При виконанні переривання скан-код перетворюється на код ASCII, і обидва коди (скан-код і ASCII-код) пересилаються у відповідне поле ОЗУ машини. Якщо кнопка натиснута більше 0,5 с, то генеруються повторні коди натискання.
Маніпулятори (пристрою вказівки): джойстик - важіль, миша, трекбол - куля в оправі, світлове перо, геймпад та ін.
Миша --- пристрій введення, що є коробкою з кнопками, переміщенні якого по поверхні столу викликає переміщення вказівника на екрані. Якщо роздільна здатність миші 900 dpi (dots per inch --- точокна дюйм), то при її переміщенні на 1 дюйм вліво мікроконтролер вийде сигнал про зсув на 900 одиниць вліво. Драйвер миші забезпечує відповідне зміщення курсору.
На нижній стороні оптико-механічної миші є отвір, в якому знаходиться кулька діаметром 1,5-2 см. Кулька стосується двох взаємно перпендикулярних валиків горизонтального та вертикального переміщення. Кожен валик пов'язаний із диском, що має растрові прорізи. По обидва боки кожного диска навпроти один одного розташовані по два світлодіоди та два фотодіоди. При переміщенні миші по килимку кулька повертає відповідний валик з диском, фотодіоди періодично висвітлюються та затемняються, на їх виходах з'являються імпульси напруги. Вони перетворюються мікроконтролером на сумісні з ЕОМ дані і передаються на материнську плату. Існують миші, що підключаються до системної шині, оптичні, інфрачервоні миші та радіомиші.
Трекбол є перевернутою мишею. У ньому зазвичай використовують оптико-механічний принцип введення даних. Застосовується у ноутбуках.
Джойстик --- маніпулятор виконаний у вигляді ручки із кнопкою, укріпленою на шарнірі. Використовується у іграх. Цифровий джойстик реєструє поворот ручки управління вліво, вправо, вгору, вниз та стан кнопки "вогонь". Аналоговий джойстик реагує на невеликі рухи ручки, що управляє.
Світлове перо містить світлодіод, що реєструє зміни яскравості там екрана, куди їм вказує користувач. По запізненню сигналу з фотодіода по відношенню до пилкоподібних коливань, що формуються генераторами кадрової та рядкової розгорток, визначається точка, яку вказує перо.
Графічний планшет--- пристрій для введення контурних зображень. На робочу поверхню кладуть аркуш паперу і малюють зображення. Планшет має велику кількість мікроперемикачів, що спрацьовують під тиском олівця. Зображення записується в пам'ять та може бути відтворено.
Сканер --- це пристрій введення в ЕОМ графічної інформаціїбезпосередньо з паперового документа. Чорно-білі сканери можуть зчитувати штрихові зображення та напівтонові. Кольорові сканери працюють і з чорно-білими, і кольоровими оригіналами. У кольорових сканерах використовується колірна модель RGB (червоний-зелений-синій): зображення, що сканується, освітлюється від послідовно запалюваних триколірних ламп; сигнал, який відповідає кожному основному кольору, обробляється окремо. Кількість переданих кольорів коливається від 256 до 65536 (стандарт High Color) і навіть до 16,7 млн. (стандарт True Color). Роздільна здатність сканерів становить від 75 до 1600 dpi (точок на дюйм).
Файл, який створюється сканером у пам'яті машини, називається бітовою картою. Існують два формати представлення графічної інформації у файлах комп'ютера: растровий формат та векторний. У растровому форматі графічне зображеннязапам'ятовується у файлі як мозаїчного набору безлічі точок (нулів і одиниць), відповідних пікселям відображення цього зображення на екрані дисплея. У векторному форматі задаються координати точок (їх радіус-векторів) та їх кольору. При необхідності координати X, Y множаться на коефіцієнт та малюнок змінює розміри. Текстові файликрім тексту містять коди шрифтів, спеціальних символів, абзаців тощо.
Програми розпізнавання образів розпізнає лічені сканером з документа бітові (мозаїчні) контури символів (літер та цифр) та кодує їх ASCII-кодами, переводячи в зручний для текстових редакторів векторний формат.
Цифрова фотокамера містить ПЗЗ-матрицю (ПЗС --- приладіз зарядовим зв'язком), що складається з великої кількості фотоелементів (300-900 тис.), на яку за допомогою об'єктива фокусують зображення. Цифрова фотокамера має ЗУ для зберігання файлів - фотографій і рідко - кристалічний дисплей, який є видошукачем і дозволяє переглядати вміст пам'яті. Цифрова відеокамера (відеокодак) отримує послідовність фотографій з частотою 25-30 кадрів/с і записує їх у відеофайл. Паралельно йде запис звуку.
4.4. Пристрої виведення: монітори, проектори. До пристроїв виведення інформації відносяться монітор, проектор, принтер, плоттер, сектор Брайля клавіатури для сліпих, акустичні системи, пристрій видачі запахів та смаку, пристрій передачі тактильних імпульсів Відеосистема складається з монітора та відеоконтролера (відеоадаптера). Відеоконтролер встановлюється на системну плату і містить відеопроцесор (графічний прискорювач та 3D-прискорювач), відеопам'ять та інтерфейс (пристрої сполучення з монітором).
Монітори на ЕПТ містять електронно-променеву трубку, генератори малої і кадрової розгорток, що формують растр --- набір горизонтальних ліній, що заповнює екран, блок живлення. Розмір екрана монітора визначається зазвичай величиною його діагоналі в дюймах: від 10 до 21 дюйма (зазвичай 15-17 дюймів). Частота кадрової розгортки --- 70-80 Гц; частота малої розгортки --- 40-50 кГц. Роздільна здатність монітора: 320 x 200, 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768. Якість зображення також залежить від розміру зерен люмінофора, які утворюють ряд: 0,42 мм; 0,39 мм; 0,31 мм; 0,28 мм; 0,26мм. Розрізняють монохромні та кольорові монітори.
Плазмові монітори складаються з трьох пластин, на дві з яких нанесені система вертикальних та горизонтальних прозорих провідників (2-4 провідника на 1 мм), а в третій пластині, розташованій між ними, --- отвори, Заповнені інертним газом. Вертикальні та горизонтальні провідники утворюють координатну сітку, при подачі на них напруги світяться елементи зображення – пікселі. Роздільна здатність 512 x 512, 1024 x 1024 пікселів.
Електролюмінесцентні монітори мають координатну сітку та пластину покриту люмінофором. Під час подачі напруги на координатні шини спостерігається світіння люмінофора під впливом електричного поля.
Рідкокристалічні монітори складаються з елементів рідких кристалів, які змінюють свої оптичні властивості при подачі напруги. РК монітори пасивні, працюють або у проходить, або у відбитому світлі. Переваги: невеликі габарити, плоске зображення не мерехтить, випромінювання відсутня, споживана потужність мала.
Рідкокристалічний проектор містить три матриці, що складаються з рідкокристалічних елементів: червону, зелену та блакитну (RGB), розташовані один над одним і підключений до спеціального пристрою, пов'язаного з ЕОМ. Під матрицями знаходиться потужне джерело світла з коліматором - системою лінз, що забезпечує рівномірну освітленість. Над матрицями розташований об'єктив, що проеціює матриці на екран. Залежно від надходить з ЕОМ сигналу змінюється прозорість тих чи інших рідкокристалічних елементів матриць. В результаті формується кольорова картина, яка проектується об'єктивом на екран.
4.5. Пристрої виводу: принтери. Принтери (друкарські пристрої) --- це пристрої виведення даних з ЕОМ, що перетворюють ASCII-коди у відповідні їм графічні символилітери, цифр тощо) та друкуючі їх на папері. Принтери розрізняються за такими ознаками: кольоровість (чорно-білі та кольорові); спосіб формування символів (знакодрукарські та знакосинтезуючі); принцип дії (матричні, термічні, струменеві, лазерні); способи друку (ударні, ненаголошені) та формування рядків (послідовні, паралельні); ширина каретки; довжина друкованого рядка (80 і 132-136 символів); набір символів; швидкість друку; роздільна здатність у точках на дюйм.
Друк у принтерів може бути посимвольним, рядковим, посторінковим. Швидкість друку варіюється від 10-300 зн/с (ударні принтери) до 500-1000 зн/с і навіть до декількох десятків (до 20) сторінок за хвилину (ненаголошені лазерні принтери); роздільна здатність --- від 3-5 точок на міліметр до 30-40 точок на міліметр (лазерні принтери).
У голчастих (ударних) матричних принтерах друк точок здійснюється тонкими голками, що ударяють папір через барвисту стрічку. Кожна голка керується власним електромагнітом. Друкуючий вузол переміщається у горизонтальному напрямку, і знаки у рядку друкуються послідовно. Багато принтерів виконують друк як при прямому, так і при зворотному ході. Кількість голок друкуючої голівки визначає якість друку. Недорогі принтеримають 9 голок. Матриця символів у таких принтерах має розмірність 7x9 або 9x9 пікселів. Більш досконалі матричні принтери мають 18 голок і навіть 24.
Термопринтери оснащені друкуючою головкою з термоматрицею і спеціальний термопапір або термокопірку (брак), які використовують при друку.
Струменеві принтери у своїй друкуючій головці містять тонкі трубочки - сопла (від 12 до 64), через які на папір викидаються дрібні крапельки барвника. Сучасні струменеві принтери забезпечують здатність до 20 точок/мм і швидкість друку до 500 зн/с. Є кольорові струменеві принтери.
У лазерних принтерах застосовується електрографічний спосіб формування зображень, що використовується у ксероксі. Лазер висвітлює заздалегідь заряджений світлочутливий барабан, формуючи на ньому електростатичне зображення. На барабан наноситься барвник (тонер), що налипає на заряджені ділянки, і виконується друк - перенесення тонера з барабана на папір. Закріплення зображення на папері здійснюється шляхом розігріву тонера до плавлення.
Лазерні принтери забезпечують якісний друк із роздільною здатністю до 50 точок/мм (1200 dpi) та швидкістю до 1000 зн./с. Широко використовуються кольорові лазерні принтери.
4.6. Звукова та мережева плати, модем. Перші ПК були оснащені вбудованим динаміком, який міг видавати примітивні звуки. Сучасний ПК має звукову плату (Sound Card) - пристрій, що зв'язує системну плату з мікрофоном, динаміком і джойстиком, і використовувану для звукового супроводу мультимедійних програм та комп'ютерних ігор. Звукова плата (адаптер) складається з 1) блоку цифрового запису відтворення та обробки звуку; 2) багатоголосий частотний синтезатор звуку. Її основними складовими є аналого-цифровий перетворювач (АЦП), цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП), підсилювач, інтерфейс для мікрофона, колонок та джойстика.
Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) --- схема, що перетворює аналоговий (безперервний) сигнал на цифровий. Аналоговий сигнал, що надходить з мікрофона на вхід АЦП, нормується за амплітудою, квантується за рівнем і кодується. На виході виходить сигнал, напруга якого дискретно змінюється. Що частота дискретизації, то точніше записується, та був і відтворюється звуковий сигнал. Роздільна здатність АЦП --- найменшезміна аналогового сигналу, що веде до зміни цифрового коду. 8-ми розрядний АЦП квантує сигнал за величиною на 256 рівнів, 16-розрядний --- на 65536 рівнів. Перевага цифрового запису сигналу в тому, що сигнал записується у вигляді послідовності двійкових чисел, збереження та копіювання яких здійснюється без втрати якості.
Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) --- пристрій, що перетворює цифровий сигнал аналоговий. У звуковій карті ЦАП використовується для відтворення оцифрованого звуку. Щоб згладити сходи напруги на виході ЦАП застосовують спеціальні фільтри.
Модем (модулятор – демодулятор) --- пристрій для передачі інформації по телефонній лінії. Модулятор перетворює посилений від ЕОМ двійковий сигнал аналоговий з частотної або фазової модуляцією. Демодулятор здійснює зворотне перетворення сигналу, що надходить, витягуючи з нього двійкову інформацію і передаючи її в приймаючу ЕОМ. Факс-модем передає та приймає факсимільні зображення. Він сканує та оцифровує зображення, стискає дані та через модем передає їх у телефонну лінію. На приймальній стороні здійснюються зворотні перетворення. Голосовий модем оцифровує звуковий сигнал і передає його лінією зв'язку.
Мережевий адаптер --- спеціальна плата, що встановлюється в шину розширення на системній платі і використовується для підключення ЕОМ до мережі. Функції мережевого адаптера: синхронізація, кодування та декодування сигналів, розрахунок контрольної суми для перевірки правильності передачі даних.
4.7. Передача даних через мережу. В комп'ютерні системивикористовуються два способи зв'язку: паралельний та послідовний. Паралельний спосіб передачі даних передбачає одночасну передачу всіх бітів m машинного слова та вимагає використання шини. Шина є лінією зв'язку, що складається з провідників, кількість яких дорівнює числу бітів m (розрядність шини). Між блоками комп'ютера використовуються 16 та 32 розрядні шини. Пропускна здатність шини в біт/c дорівнює C=fm/N де f --- тактова частота, m --- розрядністьшини, N--- число тактів, протягом яких здійснюється передача машинного слова. При f=500 МГц N=2 та m=32 швидкість передачі C=32*500*106/2=8*109 біт/c.
Синхронна передача паралельним кодом: кожен біт передається окремим проводом, одночасно передаються синхроімпульси, використовується для внутрішніх зв'язків ЕОМ і на невеликі відстані, має погану перешкодозахисність. Послідовний спосіб повільніший, але економічно вигідніший при передачі на великі відстані. У разі синхронної передачі одночасно з бітом, що передається, посилається синхроімпульс, який управляє прийомом інформації. Лінія зв'язку містить три дроти: для даних, для синхроімпульсів та загальний. Для передачі інформації асинхронним способом не потрібна синхронізація джерела та приймача, лінія зв'язку містить два дроти. Перед передачею інформаційних бітів передавач генерує стартовий біт, що має задану тривалість. Наприкінці послідовності інформаційних бітів посилається контрольний біт парності, після якого слідує стоповий біт. Ця послідовність сигналів називається кадром. Якщо кадр містить парне число одиниць, то біт парності 0, інакше --- 1. За наявності помилки приймач, порівнюючи число одиниць у кадрі з бітом парності, вимагає повторної передачі.
Можливі три режими передачі даних: симплексний, (тільки в одному напрямку), напівдуплексний (поперемінно то в одному, то в іншому напрямку), і дуплексний (одночасно в обох напрямках).
В основі мережевої архітектури Ethernet лежить шинна топологія, пропускна здатність 10 Мбіт/с. Передані дані розділені на кадри --- пакетидовжиною 64-1518 байт. Кожен кадр крім корисних даних несе керуючу інформацію: код початку кадру, адреси джерела та приймача, тип протоколу, поле перевірки помилок.
Периферійними чи зовнішнімипристроями називають пристрої, розміщені поза системним блоком і задіяні на певному етапі обробки інформації. Насамперед це пристрої фіксації вихідних результатів: принтери, плоттери, модеми, сканери і т.д. Поняття « периферійні пристрої» Досить умовне. До них можна віднести, наприклад, накопичувач на компакт-дисках, якщо він виконаний у вигляді самостійного блоку і з'єднаний спеціальним кабелем до зовнішнього роз'єму системного блоку. І навпаки, модем може бути внутрішнім, тобто конструктивно виконаним як платня розширення, і тоді немає підстав відносити його до периферійних пристроїв.
Зовнішні пристрої. Крім оперативної пам'яті, комп'ютер необхідна додаткова пам'ять для довгострокового розміщення даних. Такі пристрої називаються ВЗП (зовнішні пристрої). Різні способизберігання та запису інформації служать для різних цілей. Приклади: Накопичувачі жорстких дисках(вінчестери), Дискети, Флеш-пам'ять, Стрімери, CD-ROM, DVD-ROM.
Пристрої введення-виведення використовуються людиною (або іншою системою) для взаємодії з комп'ютером.
Інтерфейс введення-виведення вимагає управління процесором кожного пристрою. Інтерфейс повинен мати відповідну логіку для інтерпретації адреси пристрою, що генерується процесором.
Встановлення контакту має бути реалізовано інтерфейсом за допомогою відповідних команд типу (ЗАНЯТО, ГОТОВ, ЖДУ), щоб процесор міг взаємодіяти з пристроєм введення-виводу через інтерфейс.
Якщо існує необхідність передачі форматів даних, що відрізняються, то інтерфейс повинен вміти конвертувати послідовні (упорядковані) дані в паралельну форму і навпаки.
Має бути можливість для генерації переривань та відповідних типів чисел для подальшої обробки процесором (при необхідності).
Комп'ютер, що використовує введення-виведення з розподілом пам'яті, звертається до апаратного забезпечення за допомогою читання та запису в певні осередки пам'яті, використовуючи ті ж інструкції мови асемблера, які комп'ютер зазвичай використовує при зверненні до пам'яті.
Пристрої друку. Принтери: Матричні принтери, Струменеві принтери, Лазерні принтери.
Пристрої для введення даних: Сканери, миші, клавіатури.
Модем - це пристрій, призначений для підключення комп'ютера до звичайної лінії. Назва походить від скорочення двох слів - Модуляція та Демодуляція.
ПРИСТРОЇ І ПРИНЦИП ДІЇ ЕОМ
ЕОМ (комп'ютер) - це електронний пристрій, який виконує операції введення інформації, зберігання та обробки її за певній програмі, Висновок отриманих результатів у формі, придатній для сприйняття людиною За будь-яку з названих операцій відповідають спеціальні блоки:
пристрій введення,
центральний процесор,
запам'ятовуючий пристрій,
пристрій виведення.
Центральний процесор ЕОМ
Центральний процесор (ЦП) - програмно-керований пристрій обробки інформації, призначений для управління роботою всіх блоків машини та виконання арифметичних та логічних операцій. Функції процесора: читання команд із ОЗУ; декодування команд, тобто визначення їх призначення, способу виконання та адреси операндів; виконання команд; управління пересиланням інформації між МПП, ОЗП та периферійними пристроями; обробка переривань; управління пристроями, що становлять ЕОМ. Центральний процесор складається з пристроїв управління, арифметико-логічного пристрою, мікропроцесорної пам'яті, інтерфейсної системи.
Арифметико-логічний пристрій (АЛУ) - це пристрій, який виконує арифметичні дії та логічні операціїнад даними.
Пристрій керування координує роботу всіх блоків комп'ютера. У певній послідовності він вибирає із оперативної пам'яті команду за командою. Кожна команда декодується, за потребою елементи даних із зазначених у команді осередків оперативної пам'яті передаються АЛУ; АЛУ налаштовується виконання дії, зазначеної поточної командою (у цій дії можуть брати участь також пристрої вводу-вывода); дається команда виконання цієї дії. Цей процес буде продовжуватися доти, доки не виникне одна з таких ситуацій: вичерпано вхідні дані, від одного з пристроїв надійшла команда на припинення роботи, вимкнено живлення комп'ютера.
Мікропроцесорна пам'ять (МПП) – пам'ять невеликої ємності, але надзвичайно високої швидкодії (час звернення до МПП приблизно 1 нс). Ця пам'ятьвиступає у ролі "чернетки" для обчислень процесора.
Внутрішня пам'ять
Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ) призначений для зберігання інформації (програм і даних), що безпосередньо бере участь у роботі ЕОМ у поточний або наступні моменти часу. ОЗУ - енергозалежна пам'ять, тобто при відключенні живлення, записана в ньому інформація втрачається. ОЗУ складається з великих інтегральних схем (ВІС), що містять матрицю осередків пам'яті, що складаються з тригерів - напівпровідникових елементів, що запам'ятовують, які здатні перебувати у двох стійких станах, відповідних логічним нулю і одиниці.
Внутрішня пам'ять дискретна, її інформаційна структура є матрицею двійкових осередків, у кожному з яких зберігається по 1 біту інформації. Вона адресована: кожен байт (8 осередків по 1 біту) має свою адресу – порядковий номер. Доступ до байт ОЗУ відбувається за адресами. Оскільки ОЗУ дозволяє звернутися до довільного байта, це пам'ять називається пам'яттю довільного доступу (англ. Random Access Memory - RAM).
Постійне запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ, англ. ROM – Read-Only Memory) – енергонезалежна пам'ять, використовується для зберігання масиву незмінних даних. Зокрема, в ПЗУ комп'ютера записана базова система вводу-виводу (BIOS), що відповідає за основні функції інтерфейсу і налаштування обладнання, на якому вона встановлена.
Напівпостійна пам'ятка (ППЗУ, англ. CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor) - енергонезалежна пам'ять, вміст якої можна змінити. У ППЗУ зберігаються параметри BIOS.
Зовнішня пам'ять
Носій інформації - матеріальний об'єкт, що використовується для зберігання інформації. Розрізняють паперові носії (перфокарти, перфострічки), магнітні носії (стрічки, диски, барабани), оптичні носії (CD та DVD) та напівпровідникові носії (Flash-пам'ять).
Накопичувач - механічний пристрій, що управляє записом, зберіганням та зчитуванням даних. Розрізняють накопичувачі на гнучких магнітних дисках (ГМД) і накопичувачі на жорстких магнітних дисках (ЖМД), накопичувачі на оптичних та магнітооптичних дисках (ОД), а також флеш-карти (флешки).
Накопичувач на жорсткому магнітному диску (ЖМД) складається з кількох магнітних дисків МД, насаджених на один вал двигуна, поблизу яких розташовані магнітні головки, пов'язані з механічним приводом. Інформацію на МД записується і зчитується магнітними головками вздовж концентричних кіл - доріжок (треків). Циліндр – сукупність доріжок МД, рівновіддалених від його центру. Кожна доріжка МД розбита на сектори - області ємністю 512 байт, що визначаються ідентифікаційними мітками та номером. Сектор - мінімальний обсяг даних, з яким можуть працювати програми в обхід ОС.
Обмін даними між МД та ОЗУ здійснюється послідовно цілим числом секторів. Кластер - мінімальний обсяг розміщення інформації на диску, що сприймається ОС, він складається з одного або кількох суміжних секторів доріжки. Форматування диска - розмітка на диску доріжок (треків) та секторів, маркування дефектних секторів, запис службової інформації
Пристрої введення-виводу
комп'ютер процесор інформація
Процес взаємодії користувача з ко
Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.
Реферативна робота
ЗОВНІШНІ ПРИСТРОЇ ЕОМ
ВСТУП 3
1. Системи візуального відображення інформації (відеосистеми) 4
2. Клавіатура 8
3. Принтер 9
4. Сканер 11
5. Анімаційні пристрої введення-виводу 13
6. Пристрої введення-виводу звукових сигналів 15
6.1. Фізичні основи створення комп'ютерного звуку 16
6.2. Введення в ЕОМ та машинний синтез мови 19
21
24
ВСТУП
Персональний комп'ютер (ПК) - це один електронний апарат, а
невеликий комплекс взаємозалежних пристроїв, кожне з яких виконує певні функції. Часто вживаний термін "конфігурація ПК" означає, що комп'ютер може працювати з різним набором зовнішніх (або периферійних) пристроїв, наприклад, з принтером, модемом, сканером і т.д.
Ефективність використання ПК великою мірою визначається
кількістю та типами зовнішніх пристроїв, які можуть застосовуватися у його складі. Зовнішні пристрої забезпечують взаємодію користувача з комп'ютером. Широка номенклатура зовнішніх пристроїв, різноманітність їх техніко-експлуатаційних та економічних характеристик дають можливість користувачеві вибрати такі конфігурації ПК, які найбільше відповідають його потребам та забезпечують раціональне вирішення його завдання.
1. Системи візуального відображення інформації (відеосистеми)
Відеосистеми призначені для оперативного відображення інформації, доведення її до оператора ЕОМ. Зазвичай вони складаються з двох частин: монітора та адаптера. Монітор служить візуалізації зображення, адаптер -- для зв'язку монітора з мікропроцесорним комплектом.
За принципом формування зображення монітори поділяються на плазмові, електролюмінесцентні, рідкокристалічні та електронно-променеві.
Плазмові, електролюмінесцентні та рідкокристалічні монітори відносяться до дисплеїв із плоским екраном. Їх характерно: екран має малі фізичні розміри, не мерехтить, повністю відсутня рентгенівське випромінювання. Монітори цього виду допускають локальне стирання та заміну інформації, мають малу вагу та незначне споживання енергії, велику механічну міцність та тривалий термін служби. Плоскі екрани поступаються моніторам на електронно-променевих трубках у швидкості оновлення інформації на екрані (вони повільно діючі, не пристосовані для демонстрації зображень, що динамічно змінюються) і в кількості відображуваних колірних відтінків.
Рідкокристалічні – пасивні монітори. Вони працюють лише за наявності стороннього джерела світла і здатні працювати або у відбитому, або в світлі, що проходить. Рідкокристалічні монітори використовують здатність рідких кристалів змінювати свою оптичну щільність або здатність, що відображає під впливом електричних сигналів.
Електролюмінесцентні монітори працюють на принципі люмінесценції речовини під впливом на нього електричного поля. Люмінесцентна речовина розпорошується на внутрішній поверхні однієї із пластин з координатною сіткою. Напруга на координатні шини подається така, щоб на перетині координатних шин створювалося електричне поле, достатнє для збудження люмінофора.
Найбільшого поширення набули монітори на електронно-променевих трубках. Електронно-променева трубка (ЕЛТ) є електровакуумним приладом у вигляді скляної колби, дно якої є екраном. У колбі, з якої видалено повітря, розташовані електроди: електронна гармата (катод з електронагрівальним елементом), анод, що вертикально та горизонтально відхиляють пластини та сітка. Зовні на ЕЛТ встановлена фокусуюча система. Внутрішня поверхня екрана покрита люмінофором, який світиться при попаданні потоку електронів. Катод, поверхня якого покрита речовиною, що легко віддає електрони при нагріванні, є джерелом електронів. Біля нього утворюється "електронна хмара", яка під дією електричного поля анода рухається у бік екрану. З наближенням до анода електронний потік збільшує швидкість. Фокусуюча система стискає потік електронів у тонкий пучок, який за допомогою пластин, що відхиляють, направляється в потрібну точку екрана. Сітка служить регулювання щільності електронного потоку. Вона розташована набагато ближче до катода, ніж анод. У зоні її дії потік електронів має невелику швидкість, тому вона надає на потік електронів вплив, який можна порівняти з впливом анода. Сітка може створити електричне поле, яке гальмує електрони, зменшує їх швидкість і щільність потоку, що рухається у бік екрану, і навіть може повністю "замкнути" трубку, не пропустити потік електронів у бік екрану.
Максимальна кількість рядків на екрані та кількість точок у рядку утворюють роздільну здатність монітора:
Низьку: 320 х 200 (320 пікселів у рядку, 200 рядків на екрані);
Стандартну: 640 х 200,640 х350 або 640 х 480;
Високу: 750 х 348 або 800 х 600;
Особливо чітку: 1024 х 768 або 1024 х 1024 та вище.
Роздільна здатність значно впливає на якість зображення на екрані, але якість зображення залежить і від інших характеристик: фізичних розмірівелементів зображення (піксел, або точок), розмірів екрану, частоти розгортки, колірних характеристик та інших.
За ергономічними характеристиками монітори поділяються на звичайні;
зі зниженим рентгенівським випромінюванням (LR - Low Radiation) - відповідні стандарту обмеження електромагнітних випромінювань; з антистатичним екраном (AS); працюючі в енергозберігаючому режимі - що знижують споживання енергії в режимі очікування (“Green”).
Зв'язок ЕОМ з монітором здійснюється за допомогою адаптера - пристрою, яке має забезпечувати сумісність різних моніторів із мікропроцесорним комплектом ЕОМ.
Існують п'ять стандартних відеоадаптерів, що повною мірою забезпечують сумісність різних за конструкцією моніторів з ЕОМ:
MDA – монохромний дисплейний адаптер;
CGA – кольоровий графічний адаптер;
MGA – монохромний графічний адаптер;
EGA – покращений графічний адаптер;
VGA – відеографічна матриця.
Адаптер MDA, розроблений фірмою IBM, є одним із найраніших адаптерів, може відтворювати лише алфавітно-цифрову інформацію та невелику кількість службових символів. У ньому немає графічних можливостей. Він забезпечує роздільну здатність екрану 80 х 25 символів, розмір точкової матриці символу 9х14 пікселів.
Адаптер CGA, що виробляється тією самою фірмою, забезпечує відтворення інформації лише із середньою роздільною здатністю та обмеженою кількістю кольорів (цей адаптер був призначений для роботи з цифровими RGB-монігорами). Забезпечує роздільну здатність 80 х 25 символів на екрані, має точкову символьну матрицю 8х8 пікселів. Через невеликий обсяг відеопам'яті (всього 16 Кбайт) в графічному режимі адаптер забезпечував при низькій роздільній здатності (320 х 200 піксел) відтворення 4 кольорів (здатність монітора - 8 кольорів), а при нормальній роздільній здатності міг працювати тільки в монохромному режимі. Оскільки монітор дозволяв відтворити більше кольорів, всі кольори були розділені на дві палітри: палітра 0 -зелений, червоний і коричневий (+ чорний), палітра 1 - блакитний, фіолетовий та білий.
Адаптер EGA почав випускатися з 1984 і був оснащений відеопам'яттю ємністю 64, 128 або 256 Кбайт. Адаптер розроблявся для монітора RGBrgb, здатного відтворювати 64 кольори. Але мінімальний обсяг відеопам'яті дозволяв працювати з 4 гаками по 16 кольорів.
Відеографічний матричний адаптер VGA, розроблений в 1988 р., дозволяв реалізувати 640*480 пікселів у графічному режимі при 64-256 (залежить від обсягу відеопам'яті) кольорів, що одночасно відображаються, з 262 144 можливих. У текстовому режимі адаптер VGA дозволяє відображати на екрані 80 x 25 або 80 x 50 символів. Кількість кольорів, що відображаються в цьому режимі, обмежена 16 кольорами з 256 можливих. Обмеження кількості відтворюваних кольорів накладає архітектура адаптера, прагнення зробити його сумісним з адаптером EGA.
Основу адаптера будь-якого типу становить відеопам'ять: звичайна динамічна (DRAM) або спеціальна двопортова (VRAM), що допускає одночасне звернення як системної магістралі, так і з боку монітора.
Починаючи з адаптера EGA, відеопам'ять має площинну структуру: вся пам'ять ділиться на бітові площини. У кожній бітовій площині одного пікселя виділяється один біт. Довжина бітової площини визначає роздільну здатність екрана. Кількість бітових площин (у кожній з яких виділено по одному біту для відповідного пікселя) визначає, скільки біт приділяється для зберігання атрибутивної ознаки пікселя. Якщо відеопам'ять має одну бітову площину, такий дисплей може працювати тільки в монохромному режимі (піксел може бути або яскравим, або темним).
Починаючи з адаптерів SVGA (Super VGA), на які немає єдиного стандарту, робляться спроби зняти обмеження, що накладаються вибором палітри - для цього код кольору відеопам'яті передається на DAC в момент "розпалювання" пікселя.
Для відтворення динамічних (рухомі, анімаційних) зображень відеопам'ять доводиться ділити на сторінки, які по черзі виводяться на екран при кожній регенерації (поки одна сторінка виводиться на екран, друга заповнюється черговим кадром).
2. Клавіатура
Клавіатура - це один із основних пристроїв введення інформації в ЕОМ, що дозволяє вводити різні видиінформації. Вигляд інформації, що вводиться, визначається програмою, що інтерпретує натиснені або відпущені клавіші. За допомогою клавіатури можна вводити будь-які символи - від букв та цифр до ієрогліфів та знаків музичної нотації. Клавіатура дозволяє керувати курсором на екрані дисплея - встановлювати його в потрібну точку екрана, переміщати по екрану, "прокручувати" екран в режимі скролінгу, відправляти вміст екрана на принтер, вибирати за наявності альтернативних варіантів і т.д.
В Останнім часомспостерігаються тенденції відмови від клавіатури на користь альтернативних пристроїв: миші, мовлення, сканерів. Але ці пристрої повністю не замінюють клавіатуру.
Загальна кількість клавіш в основній модифікації клавіатури - 83, розширеній клавіатурі - до 101. Кількість різних сигналів від клавіатури значно перевищує це число.
IBM PC AT використовує клавіатуру з великою кількістю клавіш. На цих машинах можна управляти деякими функціями клавіатури, наприклад, змінювати час очікування автоповтору, частоту автоповтору, запалювати і гасити світлодіоди на панелі управління клавіатурою.
Пристрій клавіатури не є простим: у клавіатурі використовується свій мікропроцесор, який працює за прошитою програмою ПЗУ. Контролер клавіатури постійно опитує клавіші, визначає, які з них натиснуті, проводить контроль на “дребезг” і видає код натиснутої або відпущеної клавіші в системний блокЕОМ.
Випускаються різними виробниками клавіатури різняться також по відстані між клавішами, числу спеціальних клавіш, способу перемикання на цифровий регістр для швидкого введення числових даних, куту нахилу, формі і текстурі поверхні клавіш, зусилля натиску і величині ходу клавіш, розташування часто використовуваних клавіш.
3. Принтер
Принтер - це зовнішній пристрій ЕОМ, призначений для виведення інформації на твердий носійу символьному чи графічному вигляді.
За принципом формування зображення ПУ діляться на три види: літерні, матричні та координатні (векторні).
Літерні пристрої виводять інформацію у вигляді символів, кожен із яких є графічним примітивом даного пристрою. Літери сформовані при виготовленні принтера, нанесені на спеціальні важелі або літерні колеса-шрифтоносія та при експлуатації принтера без заміни шрифтоносія не змінюються.
Матричні ПУ виводять інформацію як символів, сформованих з окремих точок, об'єднаних у символьну матрицю. Друкувальна головка матричного принтера має вертикальний ряд голок, кожна з яких може зробити відбиток найменшого елемента зображення – пікселя (крапки). Друк символу відбувається при переміщенні головки по горизонталі. Якщо символ, що підлягає друку, має великі розміри, ніж може забезпечити друкувальна голівка, такий символ друкується за кілька проходів, після кожного з яких здійснюється переміщення по вертикалі (щодо друкуючої голівки) носія зображення (наприклад, паперу).
Координатні ПУ - плоттери, графобудівники - виводять інформацію як текстову, так і графічну або у вигляді точок, що окремо адресуються, або сформовану з різних ліній - так зване "штрихове" зображення. Під час вирішення економічних завдань координатні ПУ використовуються рідко.
За способом реєстрації зображення ПУ діляться на ударні та ненаголошені.
ПУ ударної дії формують зображення на папері, стискаючи за допомогою удару на короткий проміжок часу рельєфне зображення символу або його частини, що фарбує стрічки та папери. Іноді фарба наноситься на поверхню літери, стрічка в цьому випадку відсутня.
ПУ ненаголошеної дії характеризуються тим, що зображення на папір наноситься через проміжний носій, чутливий до електричного впливу, електростатичного полю, магнітного поля, та ін Зазвичай проміжний носій виконується у вигляді барабана. Зображення на нього наноситься лазерним променем, за допомогою магнітних головок та ін. Потім зображення на проміжному носії виявляється - на поверхню барабана наноситься суміш сухого барвника з порошком, "прилипаючим" до зафіксованого на барабані зображення (наприклад, якщо зображення наносилося на барабан магнітним полем, як порошку використовуються дрібні металеві тирсу). Після цього до барабана "прикочується" чистий аркушпаперу, на який переноситься барвник із барабана. Лист з накатаним на нього барвником піддається термообробці - нагрівається до розплавлення барвника, який у рідкому вигляді проникає у пори паперу та добре закріплюється на ній. Після розплавлення барвника окремі точки зливаються в єдине ціле, тому якість зображення виходить високою. Роздільна здатність таких принтерів дуже висока. Наприклад, лазерні принтери Lazerjet III та Lazerjet IV забезпечують 300-600 точок на дюйм. Швидкість друку у лазерних принтеріввимірюється кількістю сторінок за хвилину і становить 4-12 стор/хв. монохромного друкута 2-6 стор/хв при кольоровому друку.
До ПУ ненаголошеної дії також відносяться термічні принтери, що використовують термочутливий папір, що змінює свій колір під дією теплових променів, і струменеві принтери, у яких рідкий барвник (чорнило) знаходиться в головці. Головка має отвори, через які барвник не може вилитися через сили поверхневого натягу. Усередині головки знаходиться терморезистор, який при подачі на нього імпульсу струму розігріває барвник, збільшуючи його випаровування. Пари барвника проникають через отвір у голівці та потрапляють на папір у вигляді краплі. Завдяки тому, що головка може працювати з декількома барвниками, випускаються і кольорові струменеві принтери. Тривалістю нагрівання терморезистора можна регулювати кількість чорнила, що викидається, а отже, розміри і яскравість точки. Роздільна здатність струменевих принтерів становить від 360 до 720 точок на дюйм. Швидкість друку 4-10 сторінок за хвилину. Друкуюча головка струминного принтерамістить від 48 до 416 отворів (сопел).
Альтернативою матричної є векторна генерація. Векторні шрифти будуються на основі математичного опису форми символу. Для векторної знакогенерації характерна легкість зміни форми, розмірів, нахилу шрифту, тому вони називаються шрифтами, що вільно масштабуються. При використанні векторних шрифтів математичний опис форми кожного символу; з урахуванням його розмірів і стилю перетворюється перед печаткою на матричну форму відповідно до конкретних "розмірів матриці принтера. і розмірів символів Для такого перетворення до складу друкуючих пристроїв включаються обчислювальні пристрої- прискорювачі, як яких знайшли застосування матричні процесори, трансп'ютери. Це накладає серйозний відбиток на архітектуру системи керування принтером.
Сканер - це зовнішній пристрій ПЕОМ, що дозволяє вводити двовимірне (тобто плоске) зображення.
Конструкція сканерів значною мірою визначається типом зображення, що вводиться: штрихове або напівтонове, монохромне або кольорове.
Штрихове зображення (малюнок, текст) складається із темних ліній на світлому фоні. По яскравості елементи малюнка можуть бути або темними, або світлими – проміжних значень у штриховому малюнку немає.
Напівтонове зображення (малюнок, фотографія) складається з елементів, що відрізняються яскравістю. Для монохромних зображень ступінь світлоти елементів зображення оцінюється інтенсивністю відтінків сірого. Технічні коштиздатні розрізняти обмежену кількість відтінків сірого, тому аналогова величина - ступінь світла елемента зображення - піддається дискретизації і оцінюється числом за дискретною шкалою сірого. (Шкала сірого є набір полів з відтінками сірого, з одного боку якого знаходиться білий колір, а з іншого - чорний.)
Принцип роботи сканера полягає в тому, що поверхня зображення висвітлюється променем світла, що переміщається, а світлочутливий прилад (фотоелемент, фотодіод або фотоелектронний помножувач) сприймає відображене світло, інтенсивність якого залежить від яскравості освітленої ділянки зображення, і перетворює його в електричний сигнал. Отриманий електричний сигнал перетворюється з аналогової в цифрову форму та у вигляді цифровий характеристикияскравості точки надходить в ЕОМ.
Такий сканер зчитує зображення у графічному вигляді; отримане зображення може бути збережено в пам'яті ЕОМ, оброблено графічним редакторомабо виведено на екран або принтер. Якщо введено текст, його можна прочитати під час відображення на дисплеї або принтері. Використовувати ж текстові редактори для роботи (редагування, форматування) з таким документом неможливо.
Перед обробкою просканованого зображення текстовим редакторомнеобхідно графічне зображення тексту перетворити на код ASCH. Таке перетворення здійснюється програмними чи апаратурними засобами розпізнавання образів.
Промінь світла, за допомогою якого сканується зображення, повинен послідовно, елемент за елементом висвітлити все зображення. Залежно від того, яким чином здійснюється послідовне освітлення елементів зображення, розрізняються оптичні пристрої для читання зі зчитуванням зображень лінійкою і матрицею фотоелементів, зі спіральною барабанною розгорткою; зі зчитуванням методом "променя, що біжить", "стеженням за контуром".
Настільні сканери випускаються з трьох типів:
sheet-fed-маленький сканер, в якому носій зображення пропускається через нерухому зчитуючу голівку (зчитувати можна тільки листовий матеріал, книги та журнали - не можна);
flat-bed - сторінковий сканер, в якому зображення, що зчитується, нерухоме;
over-head- сканер-планшет проекторного типу, в якому зображення, що зчитується, поміщається на екрані (зображенням вгору), зчитуючий блок розташований вгорі пристрою.
5. Анімаційні пристрої вводу-виводу
Необхідність використання спеціалізованих технічних засобів для комп'ютерної графіки та анімації (тобто відтворення рухомих зображень) пояснюється високими вимогами до систем відображення інформації, якості відтворюваного зображення. При відтворенні статичних зображень підвищення якості пов'язане зі збільшенням роздільної здатності екрану та поліпшенням кольору, що, у свою чергу, вимагає значного збільшення відеопам'яті та ємності зовнішніх ЗУ. Необхідність роботи в реальному масштабі часу при демонстрації фільмів (тобто динамічних зображень) висуває високі вимоги до продуктивності ЕОМ, причому не тільки продуктивності центрального процесора, а й швидкості обміну із зовнішніми пристроями. Додаткові труднощі виникають і внаслідок того, що в якості зовнішніх пристроїв доводиться використовувати відео та аудіоапаратуру, в якій реалізовані інші принципи подання інформації: інформацію доводиться перекодувати, що також вимагає додаткових тимчасових, апаратурних та програмних ресурсів. Крім того, редагування відеоінформації, перекодування її, створення відеоефектів часто пов'язані з обчислювальною обробкою, а отже, з додатковими витратами часу.
Технічний комплекс – мікропроцесорний комплект; інтерфейс введення-виводу; пристрої введення-виводу - є послідовно з'єднаною системою з паралельними гілками з боку УВВ. Продуктивність такої системи залежить від швидкодії мікропроцесорного комплекту, пропускної спроможності інтерфейсу введення-виводу, продуктивності та способу підключення УВВ, наявності спеціальних “прискорювачів” різних пристроях, а також від прийнятої в системі технології обміну інформацією між окремими частинами технічного комплексу (при цьому потрібно враховувати, що одним з елементів цього комплексу може бути людина-оператор, що сприймає виведену інформацію та має певні параметри, наприклад, такі, як час реакції - величиною , не порівнянної з часом виконання операцій електронною частиноюкомплексу, чи час сприйняття інформації, інерційність зору, яких доводиться підлаштовувати програмно-технічні комплекси.
До складу анімаційних пристроїв введення-виводу входять відеокамера, відеомагнітофон та телевізор, а також перетворювачі відеосигналів.
В основі кольорового телебачення лежать особливості людського зору: око має обмежену роздільну здатність - дві точки, кутова відстань між якими менше однієї хвилини, сприймаються оком разом;
Частота, що несе, використовується як енергія для перенесення інформації. Коли на неї накладається відеосигнал, утворюються модульовані радіочастотні коливання. Сам процес накладання відеосигналу на несучу частоту називається модуляцією.
Відеокамера являє собою пристрій, що перетворює візуальне зображення аналогові електричні сигнали.
Основним блоком, що сприймає зображення у відеокамері, є електронно-променевий прилад, який по своєму пристрої нагадує електронно-променеву трубку: в ньому також є катод, анод, сітка, система, що відхиляє і фокусує. Електронний промінь постійно переміщається, формуючи растрову розгортку на спеціальному екрані – мішені. Мета виконана з діелектричної пластинки (наприклад, слюди), з одного боку якої наклеєна металева фольга, з другого, - напилений срібно-цезієвий склад. Напилення проводиться так, що срібно-цезієвий склад утворює окремі, електрично не пов'язані між собою плями дуже маленьких розмірів (приблизно 1000 плям у рядку та 625 рядків на платівці). Кожна така пляма утворює піксел, тобто. найменший елемент зображення.
Відеомагнітофон - це пристрій, який приймає високочастотний телевізійний сигнал для запису його на магнітну стрічку. Після закінчення запису телевізійний сигнал (зберігається на відеокасеті) може бути зчитаний з магнітної стрічки та відтворений на телевізійному пристрої.
Таким чином, відеомагнітофон - це запам'ятовуючий пристрій, що спеціалізується на прийомі, запису та відтворенні динамічної відеоінформації.
Крім прийому, запису та зчитування відеоінформації, відеомагнітофони можуть виконувати додаткові функції, що розширює можливості їх використання і дозволяє реалізувати різні відеоефекти.
6. Пристрої введення-виводу звукових сигналів
Системи мультимедіа починалися зі звуку, який сприймається незалежно від зображення, не завдає шкоди сприйняттю виведеної на екран інформації, а при високій якості навіть доповнює її та підвищує сприйнятливість користувача, надає сильний психологічний вплив на оператора, створює настрій. Звуковий супровід служить додатковим способом передачі інформації про основне та фонових процесів, наприклад, відтворення мови дає уявлення про індивідуальність того, хто говорить, допомагає розібратися у вимові слів.
Але звукова (аудіо або акустична) інформація має самостійне значення. Можна виділити три напрямки використання звукових можливостей систем мультимедіа:
Побутові системи мультимедіа використовують звукові можливості ПЕОМ у навчальних, розвиваючих програмах (навчання читання, вимови, музики); в енциклопедіях та довідниках (побутових -медицина, розклад руху автобусів, поїздів, літаків, прогноз погоди, репертуар театрів,...). У побутових системах використання таких музичних редакторів як Skream Tracker дозволяє перейти на якісно новий рівень використання аудіосистем - від пасивного сприйняття музики до активної роботи з музичними творами без музичної освіти; до реалізації кольоромузики на екрані ПЕОМ;
Мультимедіа бізнес-додатки використовують звук у таких цілях: тренінг (професійні навчальні системи: іноземної мови, розпізнавання голосів птахів, розпізнавання шумів у серці та інших органах, навчанні радіотелеграфістів,...); презентації (тобто демонстрація товару за допомогою ЕОМ); проведення озвучених відеотелеконференцій; голосова пошта; автоматичне стенографування (сприйняття мови та переклад її у текстовий вигляд); використання голосу користувача з метою захисту ( електронні замки, доступ до програмного забезпечення та інформації в ЕОМ, до банківських сейфів та ін);
Професійні мультимедіа системи - це засоби виробництва озвучених відеофільмів, домашні музичні студії (музичні редактори типу Skream Tracker, Whacker Tracker та ін. дозволяють награти мелодію, виконати програмну її обробку (змінити висоту тону, тривалість звучання, тип інструменту, швидкість натискання-відпускання клавіш) синтезувати звукові ефекти,...), відтворити або записати на стандартну звукозаписну апаратуру,...).
6.1. Фізичні основи створення комп'ютерного звуку
Звук – це механічні коливання (вібрація) пружного середовища (газ, рідина, тверде тіло).
Чистий звуковий тон є звуковою хвилею, що підпорядковується синусоїдальному закону:
у = am * sin (wt) = am * sin (2пft),
де am – максимальна амплітуда синусоїди; w - частота (w = 2пf); f- кількість коливань пружного середовища на секунду (f=1\T); Т-період; t – час (параметрична змінна).
Звук характеризується частотою (f), зазвичай яка вимірюється герцах, тобто. кількістю коливань за секунду, і амплітудою (у). Амплітуда звукових коливань визначає гучність звуку.
Людина сприймає механічні коливання частотою 20 Гц – 20 КГц (діти – до 30 КГц) як звукові. Коливання з частотою менше 20 Гц називаються інфразвуком, коливання з частотою понад 20 КГц-ультразвуком. Для передачі розбірливої мови достатньо діапазон частот від 300 до 3000 Гц.
Якщо кілька чистих синусоїдальних коливань змішати, то вид коливання зміниться - коливання стануть несинусоїдальними.
Особливий випадок, коли поєднуються не будь-які синусоїдальні коливання, а строго певні, частота яких відрізняється вдвічі (гармоніки).
Основна гармоніка має частоту/, і амплітуду а1; друга гармоніка -частоту f2 та амплітуду а2; третя гармоніка відповідно f3 та a3.
Причому f1
При безкінечній кількості таких гармонік утворюється періодичний сигнал, що складається з прямокутних імпульсів.
На слух будь-яке відхилення від синусоїди призводить до зміни звучання. У IBM PC джерелом звукових коливань є динамік (PC Speaker), який відтворює частоти приблизно від 2 до 8 КГц. Для створення звуку в PC Speaker використовуються прямокутні імпульси.
Синусоїдальні сигнали в ЕОМ можна отримати лише за допомогою спеціальних пристроїв – аудіоплат.
Без таких пристроїв хорошої якостізвучання досягти не вдається. Для покращення якості звучання необхідно до ЕОМ підключити зовнішню апаратуру. При цьому слід перетворити дискретні сигнали ЕОМ на аналогові сигнали аудіоапаратури. Таке перетворення можна виконати за допомогою схеми цифро-аналогового перетворення (ЦАП), наприклад, реалізованої на аналоговому суматорі, що підключається до паралельного інтерфейсу Centronics (LPT1 або LPT2).
Оскільки ЕОМ працює з дискретними сигналами - імпульсами, а звук є аналоговим (тобто безперервно змінюється) сигналом, для введення звукових сигналів необхідно їх оцифровувати.
Способів оцифрування аналогового сигналу є багато. Розглянемо три їх.
1. Аналого-цифровий перетворювач (АЦП), що працює за принципом вимірювання напруги.
2. Час-імпульсне кодування аналогового сигналу (кліпування).
3. Спектральний аналізатор.
Для покращення якості звуку застосовується додатковий пристрій ПЕОМ звукова плата(Аудіоплата).
Зазвичай звукова плата складається із трьох модулів:
Модуля оцифрованого звуку,
Модулі інтерфейсів зовнішніх пристроїв.
Модуль оцифрованого звуку призначений для цифрового запису, відтворення та обробки оцифрованого звуку.
До його складу входять аналого-цифровий та цифро-аналоговий перетворювачі та підсилювач. Модуль дозволяє перетворювати аналоговий сигнал, що вводиться, в цифрову форму, записувати його в оперативну пам'ять ЕОМ, проводити зворотне перетворення оцифрованого звуку з пам'яті ЕОМ в аналогову форму, посилювати його за потужністю для подальшого виведення на зовнішній динамік або головні телефони. До складу модуля часто входить мікшер для змішування сигналів з лінійного входу та мікрофона.
Частотний синтез (FM – Fregueney Modulation);
Хвильовий синтез (WS – Ware Synthesys).
Модуль інтерфейсів зовнішніх пристроїв може включати інтерфейс для підключення CD ROM, ігровий порт та ін.
Основні характеристики звукової карти- Розрядність, частота дискретизації, кількість каналів (моно, стерео), функціональні можливості синтезатора, сумісність.
Звукові карти, що забезпечують роботу зі стереофонічним звуком, мають два однакові канали, тоді як для роботи з монозвуком потрібна простіша карта. Стереозвук, крім того, потребує вдвічі більшого обсягу пам'яті.
Функціональні можливості карти характеризують наявність у ній спеціальних комплектів мікросхем: РМ-синтезатора, що забезпечує частотний синтез звуку; WT-синтезатора, що забезпечує хвильовий синтез звуку (при якому зразки звучання інструментів можуть бути записані у файлі разом з хвильовими таблицями (наприклад, формат WAV) або можуть бути в ПЗУ звукової карти (наприклад, формат MID)). Крім того, велике значення мають можливості синтезаторів з обробки звуків (кількість голосів, модуляція, фільтрування та ін.), наявність апаратних прискорювачів (спецпроцесорів) та апаратурних засобів стиснення – відновлення, можливість завантаження нових зразків звучання інструментів та ін.
6. 2 . Введення в ЕОМ та машинний синтез мови
Особливе місце у системах мультимедіа займає використання аудіоапаратури для мовного спілкування.
Для розпізнавання та розуміння мови дикторів необхідно ввести мовні сигнали в ЕОМ за допомогою акустичних пристроїв введення та проаналізувати мову, що вводиться.
Системи мовного введення поділяються на два типи за характером мови, що розпізнається:
Системи, орієнтовані сприйняття окремих команд;
Системи, що сприймають зв'язне мовлення.
Різниця між ними дуже істотна, тому що при злитому вимову слів змінюється їхнє звучання.
При аналізі окремих команд здійснюються їх оцифрування, ідентифікація та ініціюється виконання програми, яка відпрацьовує прийняту команду. Цей режим використовується і для мовного введення цифрової інформації; в цьому випадку після ідентифікації введене слово перетворюється на відповідний код ASCH (за рахунок чого досягається суттєве стиснення мови). Фірма Курцвейл випускає на цьому принципі пристрій Voice Writer, який розпізнає близько 10 000 англійських слів і друкує їх на принтері.
Системи мовного висновку називаються синтезаторами мови.
Існують три основні технологічно різні підходи до проблеми синтезу мови:
Метод кодування-відновлення форми сигналів;
Аналоговий метод синтезу формантних частот;
Перший метод- найпростіший: ЕОМ у разі служить як цифровий магнітофон. Фрази та слова записуються окремо та вибираються для відтворення у потрібний момент за командами, що надходять від відповідної програми. У такій системі неможливо відтворити слово, яке не було записано заздалегідь.
Різновидом синтезаторів цього є автоответчики, побудовані з ЕОМ і Voice-модема; мовна телепошта (передача мовного повідомлення з обчислювальних мереж).
Вважається, що цей метод ефективний, коли словниковий запас невеликий -не перевищує 10-15 слів (наприклад, приладовий щиток автомобіля, що говорить, годинник, калькулятор, календар).
Другий спосіб використовує принципи акустичного моделювання голосового тракту людини. Мова складається з формантних частотних смуг, що створюються смуговими фільтрами. Сумарний вихідний сигнал формантних фільтрів досить близько відповідає частотному спектру людської мови. Але така мова звучить як голос робота, розбірливість її залишає бажати кращого.
Цей метод універсальний: з його допомогою можна синтезувати будь-які слова, мати необмежений словник, оскільки мова створюється з звуків, що окремо генеруються. Синтезатор може бути реалізований програмним шляхом.
Найбільш поширений спосіб збудження синтезатора формантних частот полягає у використанні окремих, що піддаються ідентифікації звуків мови, які називають фонемами.
Фонемний синтез мови практично не потребує додаткової апаратури; може бути реалізований на ЕОМ стандартної конфігурації програмним шляхом.
F1, F2, F3 - три основні формантні частоти, що спостерігаються в спектрограмі, При вимові Середнім Чоловічим голосом.
Третій метод використовує словник, який створюється голосом людини, але на згадку записується не оцифрований акустичний сигнал, яке частотні параметри, у своїй зменшується обсяг пам'яті, займаний словником. Синтез промови проводиться інтегральними мікросхемами, що генерують заданий набір частот із заданими амплітудами і змішують їх.
6.3. Програмне забезпечення для роботи зі звуковою інформацією
Для роботи зі звуковою інформацією необхідне відповідне програмне забезпечення: музичні редактори, "розмовляючі машини", мовні та аудіоредактори.
Музичні редактори служать для:
1. Введення звукового ефекту в ОП ЕОМ
З нотного листа (кодування нотного запису за допомогою клавіатури);
Підбором мелодії зі слуху;
Завантаженням мелодії з зовнішнього носія(магнітофона, радіо, телевізора).
2. Відтворення мелодії під час натискання клавіш ЕОМ (режим клавесина).
3. Автоматичного нотного запису мелодії, що вводиться.
4. Оформлення мелодії у вигляді програми для включення її до складу презентації або використання індикації ходу обчислювального процесу.
5. Відтворення мелодії на акустичному пристрої виведення або професійній апаратурі, підключеної до ПЕОМ.
6. Для професійної обробки введеної мелодії (оркестрування, оранжування,..), виведення нотного запису.
7. Для машинного синтезу музики.
8. Для оформлення мелодії відеоефектами на екрані ЕОМ (кольорова музика, багатоканальна індикація гучності, ...).
Прості музичні редактори забезпечують одноголосе відтворення та мають просте управління, орієнтоване на непідготовленого користувача (MUSMAKER – МДУ, редактор мелодій PIANOMAN,...).
Музичні редактори надають для початку роботи блоки, більші, ніж окремі ноти.
ST є freeware – продуктом фірми PSI. Випущено третю версію (ST3) цього редактора, але подальшу роботу з удосконалення та розвитку цієї програми фірма не веде. ST реалізований під DOC.
Наприкінці 1995 р. московська фірма "Елекай" (розробник) спільно з фірмою "Русс" (розробник і видавець) виробили "розважальний та навчальний" програмний продукт, призначений для твору музики:
Маестро+. Він може використовуватися як любителями, так і професіоналами на досить потужному IBM-сумісному мультимедіа комп'ютері.
Музичний редактор дозволяє працювати з ним людині, яка не має поняття про ноти, а свою "внутрішню" музику якщо і чує, то досить невиразно.
У Маестро+ реалізовані алгоритми "штучного інтелекту", що дозволяють створювати гармонійну, часом несподівану музику. Інтелектуальність комп'ютера допомагає "навести" людину на нову музичну тему, оформити її.
Маестро+ складається з трьох основних модулів, що відповідають рівню музичної підготовки користувача:
Music Adviser – для початківців;
Music Mirror - має розширений набір можливостей та призначений для “просунутого” користувача;
Mirror Station – для кваліфікованих користувачів та професіоналів-музикантів.
Як "будівельний матеріал" музичний редактор має заготовки близько 800 різних інструментів, близько 50 готових мелодій і спецефектів, не менше 10 складних авторських композицій.
Маестро+ працює в захищеному режимі DOS, що забезпечується розширювачем пам'яті фірми "Елекай". Вимагає PC не гірше за 486DXL2 66.
Усі три модулі музичного редактора поєднуються програмою-меню, виконаною у вигляді комп'ютерної гри. Документація містить посібник користувача, набір уроків для освоєння всіх трьох модулів.
Музичний редактор "Band-in-a-Box" оперує поняттям "стиль", під яким розуміється певний набір готових музичних фрагментів. Створюючи свою композицію, користувач розставляє на кожному каналі та для кожного відрізка часу свої параметри: який фрагмент використовувати, яким інструментом, у якій гамі та з якою швидкістю його грати. На згадку про машину можна ввести мелодію, награну на клавіатурі. Можна і під час виконання комп'ютером композиції, використовуючи можливості ЕОМ як “електронний акомпанемент”; при цьому програма "підігрує" людині (яка є ведучою), поки вона активна і імпровізує в паузах.
Машини, що говорять, і мовні редактори використовуються для відтворення мови за введеним текстом і налаштування ПЕОМ (гучність, тембр, швидкість звучання, чоловічий-жіночий голос,...).
Зазвичай машини, що говорять, завантажуються в оперативну пам'ять і залишаються резидентами. Звертання до них здійснюється натисканням гарячих клавіш. При використанні машини, що говорить, з метою навчання (наприклад, вимові) вона може "промовляти" всю текстову інформацію, що виникає на екрані. Але таке використання машини, що говорить, сильно знижує продуктивність ЕОМ.
Мовні редактори дозволяють переналаштовувати режими роботи машини, що розмовляє, відтворювати на екрані осцилограму мови, ставити мітки на осцилограмі, відтворювати мову між поставленими мітками, вирізати і вставляти мовні фрагменти і так далі.
Аудіоредактори не спеціалізуються на жодному вигляді звукової інформації. Функції такі ж, як у мовних редакторів, без налаштування машини, що говорить. До складу Windows входять такі аудіоредактори, як Sound Recorder та Mediapleer.
Список використаної літератури
1. Фігурнов В.Е. IBM PC для користувача. Изд.7-е, перероб. і доп.- М: ІНФРА-М, 1997 - 640 с: іл.
2. Мілютіна І.А. Технічні засоби комп'ютерних інформаційні технології. Методичні рекомендації до таблиць за інф-кою. 1-й випуск - М: АТ "Московські підручники та Картометографія" 1997 - 79 с.: іл.
3. Економічна інформатика та обчислювальна техніка: Підручник/Г.А.Тіторенко, Н.Г. Черняк, Л.В. Єрешін та ін; за редакцією В.П.Косарєва, А.Ю. Корольова - Вид. 2-ге, переробки та доповнення - М.: Фінанси та статистика, 1996 - 336 с.: іл.
4. Основи комп'ютерної технології: уч.посібник для старших класів з
курсу "Інформатика та обчислювальна техніка" / Ю. А. Шафрін - М.: АБФ, 1997 - 656с: іл.
5. Основи інформатики та обчислювальної техніки. Проб.навчальний посібник для 10-11 класів середньої школи / В.А.Каймін, А.Г.Щеголев, Є.А.Єрохіна, Д.П.Федюнін - М: Просвітництво, 1989 - 272 с.: Іл.
6. Інформатика. Програма. Лабораторний практикум: Методичне видання / за редакцією Титоренко Г.А.- М: Економічна освіта, 1998 - 72 с.В.Фіурнова стор.
7. Інформатика: Методичні вказівкиз виконання та теми курсових робіт. Для студентів 2 курси всіх спеціальностей / Всеросійський заочний фінансово-економічний інститут Г.А.Тітотренко, Г.Д.Савінчев, Н.Г.Бубнова, Г.В.Федорова, Т.Г. Захарова; отв.редактор Г.А. Титоренко – М.: Фінстатінформ, 1997 – 28 с.
Подібні документи
Пристрої введення зображення та відео. Принцип роботи планшетного сканера. Види проекційних пристроїв. Пристрої виведення візуальної інформації. Класифікація моніторів за будовою. Властивості акустико-механічної системи. Плоттери побутового призначення.
реферат, доданий 24.10.2014
Розробка структурної схеми автоматичної системи керування на комплекті КР580. Характеристика загальних принципів побудови устрою. Розрахунок та вибір елементної бази. Мікропроцесор та допоміжні пристрої. Організація введення-виведення інформації.
курсова робота , доданий 02.04.2013
Проектування схеми пристрою управління, вибір та опис елементів схем (введення-виводу, логічні, лічильник та інші елементи), принципи та підходи до реалізації різних функцій. Моделювання роботи схеми у Electronics Workbench, аналіз результатів.
контрольна робота , доданий 04.04.2016
Особливості мікроконтролера ATTINY сімейства AVR. Опис ресурсів мікроконтролера ATTINY12: опис процесора, порти вводу/виводу, периферійні пристрої, архітектура ядра. Розробка пристрою зі світловими ефектами на основі мікроконтролера.
курсова робота , доданий 24.06.2013
Проектування модуля виведення дискретних та введення аналогових сигналів для систем управління різним технологічним обладнанням. Моделювання схеми модуля в ССМ Multisim. Розробка друкованої плати модуля. Розробка принципової та структурної схем.
курсова робота , доданий 03.11.2014
Розробка розширювача портів введення-виводу та особливості його застосування. Програмована логічна інтегральна схема CPLD. Пліс CoolRunner-II, основні функції. Лістинг модулів мовою Verilog. Тимчасова діаграма, внутрішній зміст модуля.
курсова робота , доданий 26.01.2013
Цифрові технології одержання рентгенографічних зображень. Удосконалення модуля введення/виводу даних у цифровому рентгенографічному апараті Sire Mobil Compact для покращення якості фільтрації та зображення шляхом впровадження нових технологій.
курсова робота , доданий 10.11.2010
Мікросхема КР 580 ВВ55А як програмований пристрій введення/виводу паралельної інформації, його внутрішня структура та функціональні особливості, сфери практичного застосування. Методика та етапи налаштування контролера для його нормальної роботи.
методичка , доданий 24.06.2015
Загальні принципирезервування. Методи діагностики обриву у вхідних ланцюгах аналогових модулів. Принцип роботи системи, резервованої шляхом заміщення. Резервування датчиків та модулів введення дискретних сигналів, аналогових модулів введення та виведення.
стаття, доданий 12.12.2010
Синтез принципової схеми системи централізованого контролю за температурою. Вибір основних елементів пристрою, їх характеристики та технічні вимоги. Метрологічний аналіз устрою. Алгоритм роботи мікроконтролера, програмне забезпечення.
