3_Периферийные устройства_Лекционный материал

Устройства, имеющиеся в составе персонального компьютера, предназначены для взаимодействия с внешним по отношению к компьютеру миром. Внешний мир – это пользователи ПК, другие ПК, прочие технические устройства, которые могут работать под управлением ПК или совместно с ПК.

Устройства взаимодействия ПК с внешним по отношению к нему миром мы будем именовать «периферийные устройства» персонального компьютера(от слова «периферия», т.е. отдаленная территория в общем смысле этого слова).

В компьютерной терминологии термин «периферия» объединяет собой все устройства ПК, кроме процессора и оперативной памяти. Есть и другие термины для этих устройств, например, «устройства ввода-вывода данных», «дополнительные устройства» и др.

монитор, клавиатура, мышь, принтер, веб-камера, флешка

Периферийные устройства персонального компьютера – это

·         клавиатура,

·         манипулятор «мышь»,

·         монитор,

·         принтер,

·         жесткий диск,

·         привод CD-/DVD- дисков,

·         модем,

·         сетевая карта (для подключения к сети Интернет),

·         видеокамера,

·         сканер

·         и т.п.

Несмотря на великое многообразие периферийных устройств ПК,  все они взаимодействуют с процессором и оперативной памятью примерно одинаковым образом, о чем будет сказано далее.

Периферийные устройства персонального компьютера бывают

·         внутренние и

·         внешние.

Внутренние устройства устанавливаются внутрь ПК (внутрь системного блока).

Примеры внутренних периферийных устройств персонального компьютера – это

·         жесткие диски,

·         встроенный привод CD-/DVD- дисков

·         и т.п.

Внешние устройства подключаются к  портам ввода-вывода, при этом за взаимодействие этих устройств внутри ПК отвечают порты ввода-вывода.

Примеры внешних периферийных устройств персонального компьютера – это

·         принтеры,

·         сканеры,

·         внешние (подключаемые извне ПК) приводы CD-/DVD- дисков,

·         камеры,

·         манипулятор «мышь»,

·         клавиатура

·         и т.п.

Каждое внутреннее устройство имеет контроллер (от английского слова controller – устройство управления). Для внешних устройств эту функцию выполняет контроллер порта, к которому это устройство подключено. Этот контроллер порта ввода-вывода автоматически перестраивается в режим работы с внешним устройством, подключаемым к этому порту.

Во всем остальном внутренние и внешние периферийные устройства персонального компьютера  работают по одним и тем же принципам.

Контроллер периферийного устройства (и контроллер порта ввода-вывода) подключается к общей шине ПК. Соответственно, получается, что все периферийные устройства персонального компьютера подключены к общей шине компьютера через контроллеры. И к этой же общей шине подключаются процессор и оперативная память ПК.

Контроллер осуществляет постоянное взаимодействие с процессором и оперативной памятью ПК через общую шину ПК. Контроллер отвечает за получение информации от процессора и из оперативной памяти, и за передачу данных процессору или в оперативную память.

Данная схема связи с периферийным устройством позволяет быстродействующему процессору работать, не замедляя работы из-за относительной по сравнению с процессором медлительности периферийных устройств персонального компьютера. Контроллер периферийного устройства работает со скоростью процессора, не замедляя его работу. А задержки приема-передачи информации от периферийного устройства к процессору и наоборот компенсирует контроллер устройства, беря на себя соответствующие функции «притормаживания» приема-передачи данных.

Такой подход позволяет согласовать между собой высокопроизводительные устройства (процессор и память) с относительно медленными периферийными устройствами персонального компьютера.

Быстродействующие периферийные устройства, например, жесткие диски, могут работать с оперативной памятью в режиме прямого доступа. Это означает, что контроллеры этих устройств могут записывать/считывать данные из ячеек оперативной памяти, минуя обработку этих данных процессором. Подобный режим позволяет не перегружать процессор.

Некоторые периферийные устройства персонального компьютера могут иметь и собственную оперативную память, а также собственный специализированный процессор для автономной обработки данных. Это позволяет еще больше  разгружать основной процессор и основную оперативную память. К таким устройствам относится, например, видеокарта, которая осуществляет вывод информации на экран монитора.

Некоторые видеокарты, например, игровые, которые предназначены для воспроизведения на экране монитора трехмерных картинок с быстро меняющимся пейзажем, кроме всего прочего могут иметь в своем составе специальный процессор, ускоряющий обработку данных.

Требования к конфигурации игровых компьютеров значительно выше, чем к офисным  ПК, так как периферийные устройства игрового ПК должны «помогать» основному процессору компьютера в воспроизведении игровых ситуаций, строящихся на сложной трехмерной графике, разнообразном движении, звуковом сопровождении и т.п.

Благодаря периферийным устройствам компьютер становится доступным для работы пользователей. С появлением «дружественных» пользователям периферийных устройств компьютеры стали незаменимыми помощниками людей.