Технические средства реализации информационных процессов

Накопитель на жестких  магнитных дисках (НЖМД, винчестер, HDD ≈ Hard Disk Drive) ≈ устройство для чтения/записи с жестких магнитных дисков, установленных внутри накопителя. Накопители на жестких магнитных дисках получили такое наименование из-за жесткости дисковых пластин ≈ носителей данных. В НЖМД несколько пластин, нанизанных на стержень. Дисковые пластины вращаются с постоянной скоростью, которая составляет для современных НЖМД до 10 000 оборотов в минуту. Чтение и запись данных осуществляется блоком магнитных головок, которые расположены над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних). 

Работой НЖМД управляет  специальное аппаратно-логическое устройство ≈ контроллер НЖМД, функционально  реализованный (как и контроллер НГМД) в чипсете. В накопителе может  быть до десяти дисков. Их поверхность  разбивается на круги, которые называются дорожками (track). Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы). Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска. Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ. 

Наиболее важные характеристики НЖМД: 

╥ скорость обращения дисков ≈ для накопителей IDE частота обращения 4500-7 200 об/мин, а для накопителей SCSI ≈ 7500-10000 об/мин; 

╥ емкость кэш-памяти в разных устройствах может изменяться в границах от 64 Кб до 8 Мб. 

Накопитель на магнитной  ленте, именуемый стримером, ≈ это  устройство для быстрой перезаписи данных с жесткого диска на магнитную  ленту. Стримеры работают со съемными носителями ≈ кассетами. Недостатки стримеров: большое время доступа  к данным и недостаточная надежность, связанная с повышенными механическими  нагрузками. 

Магнитооптические накопители (НМОД) во многом аналогичны НГМД, но отличаются более высокой  емкостью. В магнитооптических дисках информация также хранится на магнитном  носителе-дискете, но чтение и запись осуществляются оптическим (лазерным) лучом, что значительно повышает сохранность носителя.  

Оптическими устройствами хранения данных являются оптические накопители CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory ≈ постоянное запоминающее устройство на основе компакт-дисков), унаследовавшие свое название от названия первых оптических носителей. В качестве носителя информации первые оптические накопители использовали компакт-диски (CD), которые записывались (╚прожигались╩) однократно, не допускали перезаписи и фактически являлись постоянными запоминающими устройствами, на что и указывает приставка ROM. 

Накопители на оптических дисках получили широкое распространение  благодаря большой емкости компакт-диска (свыше 650 Мб), что является превосходным носителем для больших программных  продуктов и мультимедийных данных. Компакт-диски изготовляют из прозрачного  пластика диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм. На пластиковую поверхность  напыляется слой алюминия или золота. Запись на диск происходит путем выдавливания на поверхности дорожки углубления 

Компакт-диск раскручивается электродвигателем. На поверхность  диска с помощью привода оптической системы фокусируется луч из лазерного  излучателя. Луч отражается от поверхности  диска и сквозь призму подается на датчик. Световой поток превращается в электрический сигнал, который поступает микропроцессор, где он анализируется и превращается в двоичный код. В настоящее время широко используются 4 вида оптических накопителей. 

Накопитель CD-ROM (CD ≈  Read Only Memory) используется для чтения оптических компакт-дисков. 

Накопитель CD-R (CD-Recordable) ≈ внешне похожий на накопитель CD-ROM и совместимый с ним по размерам дисков и формату записи, позволяет выполнить одноразовую запись и неограниченное количество считываний; 

Накопитель CD-RW (CD-ReWritable) используется для многоразовой записи данных, причем можно как просто дописать 818f54di новую информацию на свободное пространство, так и полностью перезаписать 818f54di диск (предыдущие данные уничтожаются). 

Накопитель DVD (Digital Video Disk) ≈ устройство для записи и чтения цифровых видеозаписей. Внешне DVD-диск похож на обычный CD-диск (диаметр ≈ 120 мм, толщина 1,2 мм), однако отличается более высокой плотностью записи (на одной стороне DVD-диска может быть записано до 4,7 Гбайт). Запись на DVD-диск производится на обе поверхности. 

Основной характеристикой  оптических накопителей является скорость передачи данных, которая измеряется в кратных долях скорости проигрывателя  аудио компакт-дисков (150 Кб/сек) и  характеризует максимальную скорость, с которой накопитель передает данные в оперативную память компьютера. Например, 2-скорост-ной CD-ROM (2x) будет  считывать 818f54di данные со скоростью 300 Кб/сек., 50-скоростной (50х) ≈ 7500 Кб/сек. 

Перспективными носителями данных являются электронные схемы, использующие Flash - (флэш)-память. Flash-память относится к статической энергонезависимой памяти. По устройству чип flash-памяти напоминает микросхему динамической энергозависимой памяти, только вместо конденсаторов ячейками памяти являются полупроводниковые приборы (транзисторы), принимающие одно из фиксированных положений ≈ закрытое или открытое, тем самым моделируя логические ноль и единицу. Отличительные особенности носителей с flash-памятью: компактность, энергонезависимость, высокая емкость, бесшумная работа. Эти устройства подключаются к компьютеру, как правило, через интерфейс USB.  
 

2.5. Устройства ввода  вывода 
 

Устройства ввода  и вывода (ввода/вывода) являются обязательными  элементами любой ЭВМ, поскольку  именно они обеспечивают взаимодействие пользователя с вычислительной системой. 

С одной стороны, пользователь вводит команды или  данные в компьютер через устройства ввода для их обработки, с другой стороны, вычислительная система выдает пользователю результаты своей работы посредством устройств вывода. 

Все устройства ввода/вывода ПК относятся к периферийным устройствам, т.е. подключаемым к микропроцессору  через системную шину и соответствующие  контроллеры. С развитием вычислительной техники существенное развитие получили и устройства ввода/вывода. На сегодняшний  день существуют целые группы устройств (например, устройства местоуказания, мультимедиа), которые обеспечивают эффективную и удобную работу пользователя. 

Клавиатура относится  к основным устройствам ввода  и предназначена для ввода  алфавитно-цифровых данных и команд управления в интерактивном режиме взаимодействия ПК и пользователя. Клавиатура ≈ стандартное средство ПК, поэтому для реализации ее основных функций не требуется наличие  специальных системных программ (драйверов). Необходимое программное  обеспечение для работы с клавиатурой  находится в микросхеме постоянной памяти в составе базовой системы  ввода-вывода BIOS. Стандартная клавиатура включает от 101 до 1 04 клавиш, размещенных  по стандарту QWERTY (в верхнем левом  углу алфавитной части клавиатуры находятся  клавиши Q, W, Е, R, Т, Y). Клавиши клавиатуры разбиты на несколько функциональных групп: 

╥ алфавитно-цифровые; 

╥ функциональные; 

╥ управления курсором; 

╥ служебные; 

╥ клавиши дополнительной панели. 

Алфавитно-цифровые клавиши (русские и латинские  символы, цифры, специальные символы) используются для ввода знаковой (символы алфавита) информации и  команд, которые набираются по буквам, при этом каждая клавиша может  работать 818f54di в двух режимах (регистрах). Переключение между нижним регистром (ввод маленьких символов) и верхним  регистром (ввод больших символов) осуществляется при нажатии клавиши <Shift> (нефиксированное переключение) или с помощью клавиши <CapsLock> (фиксированное переключение). 

Группа функциональных клавиш включает двенадцать 818f54di клавиш с обозначением F1-F12, расположенных  в верхней части клавиатуры. Функции  этих клавиш зависят от работающей в текущий момент времени программы, а в некоторых случаях и  от операционной системы. 

Клавиши управления курсором (Т, ->, i,╚-) подают команды на передвижение курсора по экрану монитора относительно текущего изображения. Курсором называется экранный элемент, указывающий на место ввода знаковой информации. К этой группе, помимо указанных клавиш, относятся клавиши <PageUp> и <PageDown>, прокручивающие текст на страницу вверх или вниз соответственно, а также клавиши <Ноте> и <End>, устанавливающие курсор на начало и конец строки соответственно. 

Служебные клавиши  используются для разных вспомогательных  целей, таких как изменение регистра, режимов вставки, образование комбинаций ╚горячих╩ клавиш и т.д. К этой группе относятся такие клавиши, как <Shift>, <Enter>, <Ctrl>, <Alt>, <Esc>, <Del>, <lns>, <BackSpace> и др 

Группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых клавиш, клавиш управления курсором и  некоторых служебных клавиш. Основное назначение ≈ ввод чисел, поэтому  клавиши размещены в порядке, удобном для такой работы. Переход  в режим дублирования клавиш управления курсором и наоборот осуществляется нажатием на клавишу <NumLock>.  

Манипулятор ╚мышь╩ ≈ наиболее распространенный манипулятор, позволяющий перемещать 818f54di указатель (курсор мыши) по экрану дисплея и указывать 818f54di им на определенные объекты на экране (т.е. вводить в компьютер координаты выбранной точки на экране). Наиболее простые ≈ механические мыши, в основании которых имеется шарик, вращающийся при перемещении мыши по ровной поверхности. Более дорогой и сложной, но более точной и надежной является оптическая мышь, перемещающаяся на планшете, покрытом сеткой линий (отражающих или поглощающих свет). Для работы с мышью требуется наличие специальной системной программы ≈ драйвера. Драйвер манипулятора устанавливается при его подключении или при загрузке операционной системы. Разные модели манипуляторов для IBM PC могут иметь две или три кнопки.═ В последнее время появились мыши, использующие вместо средней кнопки колесо (мыши NET Scroll). 

Трекбол═ ≈ принцип работы аналогичен мыши, но в отличие от нее устанавливается стационарно. Шарик трекбола, как правило, встраивается в клавиатуру и приводится в движение ладонью руки. Трекбол обычно используют в портативных компьютерах- ноутбуках, поскольку он не нуждается в гладкой рабочей поверхности. 

Джойстик ≈ манипулятор, выполняемый в виде рычажка (ручки) на массивном основании. Управляющие  сигналы вырабатываются движениями ручки и нажатием кнопок (подобных кнопке мыши), расположенных на ней. Джойстики чаще всего используют для управления объектами в компьютерных играх. 

Графический планшет (дигитайзер ≈ от английского digitizer ≈ ╚оцифровыватель╩) ≈ планшет, покрытый сеткой пьезоэлементов ≈ элементов, вырабатывающих электрический ток при механическом воздействии. Дигитайзеры, как правило, используются для ввода карт или планов в ЭВМ. Для этого на графическом планшете размещается лист с изображением, и надавливанием по контуру изображения в компьютер вводятся координаты точек. 

Устройства ввода  мультимедиа не находили широкого применения из √ за низкой производительности ПК, поэтому среди них остановимся только на сканере. 

Сканер ≈ это  устройство оптического ввода, предназначенное  для ввода в ПК черно-белых  или цветных изображений, а также  для считывания текста с бумажного  носителя для последующей обработки. Сканированные оригиналы оцифровываются и после ввода в ПК обрабатываются с помощью специального программного обеспечения (например, для распознавания  текста ≈ программа FineReader), и сохраняются в виде текстового или графического файла. Сканеры подразделяются на планшетные и ручные. 

В планшетных сканерах оригинал помещается на стекло, под  которым перемещается оптико-электронное  считывающее устройство. В барабанных сканерах оригинал протягивается барабаном  мимо неподвижного считывающего устройства. Барабанные сканеры не позволяют  сканировать 818f54di книги, переплетенные  брошюры и т.п. 

Ручной сканер плавно перемещается вручную по поверхности  оригинала. Основными характеристиками сканеров являются разрешающая способность  и глубина цвета. 

Разрешающая способность. Сканер воспринимает любой объект как  набор отдельных точек (пикселей). Плотность пикселей (количество на единицу площади) называется разрешающей  способностью сканера и измеряется в dpi (точек на дюйм). Качество сканирования зависит от оптической разрешающей способности (определяется количеством светочувствительных элементов матрицы на дюйм) и механической разрешающей способности (определяется дискретностью движения светочувствительного элемента или системы зеркал относительно листа). Существуют черно-белые и цветные сканеры. Современные цветные сканеры поддерживают глубину цвета до 32 разрядов (т.е. цвет одного пикселя кодируется 32-разрядным двоичным словом) при разрешающей способности 1200 dpi.