Внешние устройства ПК

Реферат

тема: Внешние устройства ПК. Функциональные возмож- ности.Основные

характерис-тики. Обмен информации.

Студента 1-го курса

ф-та Кибернетики

группы ИД-1-97

Соколова Николая.

МИРЭА 1997г.

 Накопители на дискетах

Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы с

одного компьютерана другой, хранить информацию, не используемую

постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на

жёстком диске.

Существуют два типа дисководов: дисковод рассчитанный на дискеты размером

3,5 дюйма иустаревшая модель рассчитанная на дискеты 5,25 дюйма.

 Дискеты размером 3,5 дюйма.

Сейчас в компьютерах используются накопители для дискет размером 3,5 дюйма

(89 мм) иёмкостью 0,7 и 1,44 Мбайта. Эти дискеты заключены в жёсткий

пластмассовый конверт, что значительно повышает ихнадёжность и долговечность.

Поэтому дискеты 5,25 дюйма практически вытеснены.

Защита дискет от записи.

На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель - защёлка,

разрешающая илизапрещающая запись на дискету. Запись разрешена, если отверстие

закрыто, а запрещена если оно открыто.

Инициализация (форматирование) дискет.

Перед первым использованием дискету необходимо специальным образом

инициализировать.Это делается с помощью программы DOS Format.

Накопители на жёстких дисках

Накопители на жёстком диске (винчестеры) предназначены для постоянного

храненияинформации, используемой при работе с компьютером: программ операционной

системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов,трансляторов

с языков программирования и т.д. Наличие жёсткого диска значительно повышает

удобство работы с компьютером.

Ёмкость диска.

Для пользователя накопители не жёстком диске отличаются друг от друга прежде

всего своей ёмкостью, т.е. тем, сколько информации помещается надиске. Сейчас

компьютеры в основном оснащаются винчестерами от 520 Мбайт и более. Компьютеры

работающие как файл серверы могут оснащаться винчестером 4 -8 Мбайт и не одним.

Скорость работы диска.

Скорость работы диска характеризуется двумя показателями:

1) Временем доступа к данным на диске.

2) Скоростью чтения и записи данных на диск.

Эти характеристики соотносятся друг с другом приблизительно так же, как

времяразгона и максимальная скорость автомобиля. При чтении или записи коротких

блоков данных, расположенных в разных участках диска,

скорость работы определяется временем доступа к данным - подобно тому, как при

движении автомобиля по городу в час пик с постояннымиразгонами и торможениями не

так уж важна максимальная скорость, развиваемая автомобилем. Зато при чтении или

записи данных ( в десятки и сотни килобайт )файлов гораздо важнее пропускная

способность тракта обмена с диском - точно также, как при движении автомобиля по

скоростному шоссе важнее скоростьавтомобиля, чем время разгона.

Следует заметить, что время доступа и скорость чтения - записи зависят не

только отсамого дисковода, но от параметров всего тракта обмена с диском: от

быстродействия контроллера диска, системной шины и основного

микропроцессоракомпьютера.

CD-ROM

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких

дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно

лазерной головкипостоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в

зависимости от радиального положения головки. Лучлазера направляется на дорожку,

фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитныйслой

пластика и попадает на отражающий слой алюминия наповерхности диска. При

попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму,

отклоняющую его на светочувствительный диод. Если лучпопадает в ямку он

рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до

светочувствительногодиода. На диоде световые импульсы преобразуются в

электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким

образом ямкивоспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность

как логические единицы

Производительность дисководов CD-ROM.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными

характеристикамипри непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка

времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в

Кбайт/с и мс.Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и

восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150,

300, 450, 600,750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент

распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с

четырехкратнойскоростью обладают более высокой производительностью, однако

оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с

дисководом судвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего это зависит

от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа.

Привысокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого

количества данных (напримерпри работе с базами данных) “импульсная” скорость

считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала

InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратнойскоростью, по сравнению

с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в

среднем повышается вдвое. В случае простого копированияданных выигрыш составляет

от 10 до 30%. Однако наибольшее преимуществополучится при работе с

полноформатным видео.

Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью

(стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024Кбайт). Буфер дисковода

представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания

их с CD-ROM, но допересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация

дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими

порциями, а незанимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных.

Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2накопитель CD-ROM удвоенной

скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая

влияет на качество воспроизведения анимационныхизображений и видеофильмов. Эта

величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из

накопителя и хранящихся в нем до моментаначала их выдачи на системную шину, к

общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень

заполнения может привести к задержкампри выдаче из буфера на шину; с дугой

стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше

внимания со стороны процессора. Обе этиситуации приводят к скачкам и срывам

изображения во время воспроизведения.

АУДИО

Любой мультимедиа–ПК имеет в своем составе плату–аудио адаптер. Для чего она

нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур), назвавшей свои первые

аудио адаптеры звонким словом Sound Blaster, эти устройства часто именуются

“саундбластерами”.Аудио адаптер дал компьютеру не только стереофоническое

звучание, но и возможность записи на внешние носители звуковых сигналов. Как уже

было сказаноранее, дисковые накопители ПК совсем не подходят для записи обычных

(аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только

цифровыхсигналов, которые практически не искажаются при их передаче по линиям

связи.

Аудио адаптер имеет аналогово–цифровой преобразователь (АЦП), периодически

определяющий уровень звукового сигнала и превращающий этот отсчетв цифровой код.

Он и записывается на внешний носитель уже как цифровой сигнал.

Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера

(например, в виде WAV–файлов).Считанный с диска цифровой сигнал подается на

цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует цифровые сигналы в

аналоговые. После фильтрации ихможно усилить и подать на акустические колонки

для воспроизведения. Важными параметрами аудио адаптера являются частота

квантования звуковых сигналов иразрядность квантования.

Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигналадля

преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от 4–5 Кгц до 45–48

Кгц.

Разрядность квантования характеризует число ступеней квантования и изменяется

степенью числа 2. Так, 8–разрядные аудио адаптеры имеют 28=256степеней, что явно

недостаточно для высококачественного кодирования звуковых сигналов. Поэтому

сейчас применяются в основном 16-разрядные аудио адаптеры,имеющие 216 =65536

ступеней квантования — как у звукового компакт–диска.

Таблица 1.

Частотный диапазон Вид сигнала Частота квантования

400 – 3500 Гц Речь (едва разборчива) 5.5 Кгц

250 – 5500 Гц Речь (среднее качество) 11.025 Кгц

40 – 10000 Гц Качество звучания УКВ–приемника 22.040 Кгц

20 – 20000 Гц Звук высокого качества 44.100 Кгц

Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При поступлении

на синтезатор некоторой управляющей информации по ней формируетсясоответствующий

выходной сигнал. Современные аудио адаптеры синтезируют музыкальные звуки двумя

способами: методомчастотной модуляции FM (Frequency Modulation) и с помощью

волнового синтеза (выбирая звуки из таблицы звуков, Wave Table). Второй способ

обеспечивает более натуральноезвучание.

Частотный синтез (FM) появился в 1974 году (PC–Speaker). В 1985 году появился

AdLib, который, используя частотную модуляцию, был способениграть музыку. Новая

звуковая карта SoundBlaster уже могла записывать и воспроизводить звук.

Стандартный FM–синтез имеет средние звуковые характеристики, поэтомуна картах

устанавливаются сложные системы фильтров против возможных звуковых помех.

Суть технологии WT–синтеза состоит в следующем. На самой звуковой карте

устанавливается модуль ПЗУ с“зашитыми” в него образцами звучания настоящих

музыкальных инструментов — сэмплами, а WT–процессор с помощью

специальныхалгоритмов даже по одному тону инструмента воспроизводит все его

остальные звуки. Кроме того многие производители оснащают своизвуковые карты

модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не только записывать произвольные

сэмплы, но и подгружать новые инструменты.

Кстати, управляющие команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту

не только от компьютера, но и от другого, например, MIDI (MusicalInstruments

Digital Interface) устройства. Собственно MIDI определяет протокол передачи

команд по стандартному интерфейсу. MIDI–сообщениесодержит ссылки на ноты, а не

запись музыки как таковой. В частности, когда звуковая карта получает подобное

сообщение, оно расшифровывается (какие нотыкаких инструментов должны звучать) и

отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь компьютер может через MIDI

управлятьразличными “интеллектуальными” музыкальными инструментами с

соответствующим интерфейсом.

Для электронных синтезаторов обычно указывается число одновременно звучащих

инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важна и

программнаясовместимость аудио адаптера с типовыми звуковыми платформами

(SoundBlaster, Roland, AdLib, Microsoft Sound System, Gravies Ultrasound и др.).

В качестве примера рассмотрим состав узлов одного из мощных аудио адаптеров —

SoundBlaster AWE 32 Value. Онсодержит два микрофонных малошумящих усилителя с

автоматической регулировкой усиления для сигналов, поступающих от микрофона, два

линейных усилителя длясигналов, поступающих с линии, с проигрывателя звуковых

дисков или музыкального синтезатора. Кроме того, сюда входят

программно–управляемый электронный микшер,обеспечивающий смешение сигналов от

различных источников и регулировку их уровня и стерео баланса, 20-голосый

синтезатор музыкальных звуков частотноймодуляции FM, программно управляемый

волновой (табличный) синтезатор музыкальных звуков и звуковых эффектов

(16каналов, 32 голоса, 128 инструментов), аналогово–цифровой 16-разрядный

преобразователь для превращения аналогового сигнала с выхода микшера в

цифровойсигнал, систему сжатия цифровой информации с возможностью применения

расширенного звукового процессора ASP.Наконец, аудио адаптер имеет

цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП) для превращения цифровых сигналов,

несущих информацию о звуке, в аналоговый сигнал,адаптивный электронный фильтр на

выходе ЦАП, снижающий помехи от квантования сигнала, двухканальный усилитель

мощности по 4 Вт на канал с ручным ипрограммно–управляемым регулятором громкости

и MIDI–разъем для подключения музыкальных инструментов.

Как видно из этого перечня, аудио адаптер — достаточно сложное техническое

устройство, построенное на основе использования последнихдостижений в аналоговой

и цифровой аудиотехнике.

В новейшие звуковые карты входит цифровой сигнальный процессор DSP (Digital

Signal Processor) или расширенный сигнальный процессор ASP (AdvancedSignal

Processor). Они используют совершенные алгоритмы для цифровой компрессии и

декомпрессии звуковых сигналов,для расширения базы стереозвука, создания эха и

обеспечения объемного (квадрофонического) звучания. Программаподдержки ASP

QSound поставляется бесплатно фирмой Intel на CD-ROM “Software Developer CD”.

Важно отметить, что процессор ASP используется при обычных

двухканальныхстереофонических записи и воспроизведении звука. Его применение не

загружает акустические тракты мультимедиа компьютеров.

Модемы и факс-модемы.

Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим

компьютером посредством телефонных линий.

Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и посылать факсимильные

сообщения.

По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние

и внешние.Внутренние модемы представляют собой электронную плату,

устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство,

подсоединяемоек одному из портов. Внешний модем стоит, как правило, немного

дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности (

индикаторы,регулятор громкости) и более легкой установки.

Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется

в bps (битв секунду) и устанавливается фирмой- производителем в 2400, 9600,

14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встречаются устаревшие модели модемов

(300 и 1200bps), но они уже практически вышли из употребления. Сегодня

достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью 14400 bps (около 1 Mb в