Реальная ЭВМ. Периферийные устройства

Опр. Реальная ЭВМ = Самодостаточная ЭВМ + Периферийные устройства.

Опр. Периферийные устройства ЭВМ – аппаратура, обеспечивающая обмен информацией между человеком и ЭВМ, а также между двумя ЭВМ.

Цель информационного обмена – заставить Самодостаточную ЭВМ выполнять обработку нужной человеку информации по нужным человеку алгоритмам. Для чего необходимо:

1. ввести в ЭВМ, т.е. разместить в оперативной памяти, необходимые инструкции (программу) для процессора,

2. ввести в ЭВМ, т.е. разместить в оперативной памяти, исходные данные,

3. показать (вывести) результаты проведенной обработки в удобном для человека виде.

Периферийные устройства для ввода информации в ЭВМ: клавиатура, манипуляторы типа: мышь, сканер, фото и кино камеры, микрофон. Основной функцией этих устройств является автоматическое преобразование исходной формы представления информации в бинарную форму – единственно возможную форму представления информации в оперативной памяти. Следовательно: ввод информации в ЭВМ всегда сопряжен с оцифровкой информации.

Периферийные устройства для вывода информации из оперативной памяти, для ее прямого восприятия человеком: монитор (различные экраны), принтеры и плоттеры, звуковые динамики. Основная функция этих устройств преобразование бинарной информации оперативной памяти ЭВМ в текст, таблицы, графики, схемы, чертежи, рисунки, анимационные изображения, звуковую речь (музыку).

Особую группу периферийных устройств образуют аппаратные устройства «внешней памяти»: винчестер, магнитные и оптические дисководы, стримеры, flash память. Сюда же следует отнести аппаратуру, обеспечивающую сетевой обмен информации.

Специфика этих устройств заключается в том, что они сохраняют бинарную форму представления информации, т.е. просто переписывают (копируют) информацию с одного материального носителя на другой (из оперативной памяти на дискету или наоборот).

Главное предназначение этих устройств: организация обмена информацией между различными ЭВМ и неограниченное расширение ресурсов «реально ограниченной оперативной памяти» отдельной ЭВМ.

Все периферийные устройства соединяются с Самодостаточной ЭВМ однотипным образом – через стандартные фрагменты оперативной памяти. Такие фрагменты оперативной памяти, доступ к которым имеет не только процессор, но и внешнее устройство, называются портами (Port) или буферами внешних устройств.

Процессор помещает в порт нужные (понятные внешнему устройству) бинарные коды, а внешнее устройство считывает их и преобразует в новую форму - сообразно своему предназначению. Если переданная периферийному устройству информация неверна, т.е. не может быть обработана периферийным устройством, то периферия сообщает об этом процессору: внося в порт соответствующий код – числовой признак успешного или безуспешного результата обработки полученной им информации.

Обратный обмен: периферийное устройство, зафиксировав предусмотренное для него воздействие (пользователь нажал клавишу на клавиатуре или сдвинул манипулятор), генерирует соответствующий воздействию числовой код, который помещается в соответствующий этому устройству порт. Теперь процессор может прочесть этот код, если это предусмотрено выполняемой процессором программой, и выполнить какие-то, предусмотренные той же программой, операции.

Поскольку каждое периферийное устройство выполняет узкоспециализированное преобразование информации, то реальные диалоги между периферией и процессором весьма примитивны - предметно ограничены. Поэтому общение автоматов между собой (ЭВМ–периферия, ЭВМ–ЭВМ) регламентируется не «языковыми формами», а «протоколами обмена».

Опр. Протокол информационного обмена – перечень всех возможных сообщений и соответствующих им ответов.

Опр. Драйверы – специальные программы реализующие протокол обмена, т.е. обеспечивающие «взаимопонимание» в диалоге процессора (точнее - операционной системы) и конкретных периферийных устройств.