Комуникация с компютъра или как работят входните устройства

Компютърът е машина, способна да изпълни определената, ясно определена последователност от операции. Тези машини са плътно вградени в ежедневието ни, заменяйки човек в почти всички области. Въпреки това, дори и да комуникирате с компютър всеки ден, много хора не разбират напълно как работи системата.

Компютър "Мозъчен"

Ако мислите добре, тогава структурата и методът на действие на това изобретение са доста подобни на човек. Подобно на човек, компютърът може да получава, обработва и съхранява информация, както и да прави заключения въз основа на предварително подготвени алгоритми. Сърцето на всяко изчислително устройство, от калкулатор до стационарен компютър, е процесорът. По външен вид това е флинтна плоча с имплантирани транзистори. Чип процесор или чип, чиято страна е 2,5 сантиметра, може да съдържа милиони транзистори. При това процесорът е като опростен модел на човешкия мозък, през който преминават около 200 милиона нерви. Структурата на нервната тъкан включва неврон - клетка, която може да приема, кодира, съхранява и предава информация. В допълнение, нервите, като жици, провеждат електрически ток през човешкото тяло, или по-скоро електрически импулси, без които мускулите просто не се свиват. Този принцип се основава на работата на компютъра. Процесорът включва адресни и информационни шини, регистри, брояч на инструкции, кеш, аритметична логика и математическо устройство. Нека се опитаме да го разберем!

Какво е гума?

Предаването на данни между процесора и всяка друга оперативна единица се извършва чрез шината. Състои се от множество сигнални линии, различни протоколи за предаване на данни и електрически характеристики, комбинирани по предназначение (предаване на данни или адрес). Размерът на битовете, методът за пренос на данни, честотната лента, тип и брой поддържани устройства, протокол за работа, цел (вътрешен или интерфейс) са всички различни характеристики на различните шини. Има два вида: данни за шината или адреси. В допълнение, всички те могат да бъдат разделени на 3 групи: шини за процесорна памет, I / O шини и системни шини.

Видове компютърни гуми

За комуникация централен процесор Шината на процесорната памет се използва с кеша или основната памет на устройството. Интензивният обмен на процесорни данни с памет изисква най-голяма пропускателна способност на този елемент. В машини, базирани на процесора Pentium, честотната лента на такава част може да бъде 66-800 MHz. В някои случаи тези функции могат да изпълняват системната шина. Взаимодействието на входно / изходните устройства с процесора се осигурява от scsi или pci шини. Входното устройство или изходът не изискват висока скорост. Има няколко пъти по-малко линии в I / O автобуси, отколкото в същия процесор, но това не намалява производителността на компютъра. В някои модели, за да се намали цената на машината, те използват само един общ "системен" автобус. Той съчетава функциите и на двете, без да губи никаква производителност. Броят на линиите в системната шина може да достигне няколкостотин, а комбинацията от тях може да бъде разделена на 3 функционални групи: адресната шина, шината за данни и управляващата шина. Към последните се включват линиите, захранващи модулите на системата.

Информация за кодиране

Цялата информация в компютърната система се обработва и предава под формата на електрически импулси. Само човек не е в състояние да възприеме електрически сигнали като информация, следователно, за да комуникира с компютър, се използва двоичен код, който е добре разбран от машината, за кодиране на входяща информация и таблица за преобразуване за представяне на набор от нули и единици на потребителя, в сравнение с букви и числа. Общо има 4 основни кодиращи таблици: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode. На всяка буква, цифра, препинателен знак се присвоява определен номер. По време на транскодирането на информацията системата сравнява буквата с данните в таблицата и я представя като поредица от електронни импулси. На изхода се появява обратната процедура на сравняване от цифра на буква на таблицата. Важно е да се използва една таблица при работа с текст. В противен случай изходът няма да произведе думи, а набор от йероглифи, което се обяснява с разликата в набора от числа, присвоени на символ в различни таблици. Конверторите се използват за преместване от една маса на друга.

Входни устройства

Сега за входно-изходните устройства. IBM, която разработи първия персонален компютър, използва принципа на "отворена архитектура", което прави възможно отделянето на основните системи за сглобяване, за да се заменят отделните части в случай на повреда. В този случай, основната схема, както и алгоритмите на работа, IBM сподели. С течение на времето технологията се развива, което ви позволява да подобрите и създадете нови устройства за въвеждане / извеждане. Всички външни или, както се наричат, периферни устройства могат да бъдат разделени в 3 групи. Първата група включва устройства за въвеждане на информация в компютъра: манипулатори, клавиатури, микрофони, камери и др. Устройствата за въвеждане превръщат информацията в двоичен код, разбираем за една машина. Втората група включва устройства за показване на информация: монитори, високоговорители, слушалки и др. Третата група се състои от устройства, които едновременно служат за въвеждане и извеждане на информация. Тази група включва дискове, сменяеми устройства, модеми. Системата намира външното устройство на адреса (вероятно по адресната група), което в компютъра е резервирано около хиляда.

Принципът на клавиатурата

Разгледайте принципа на елементарното входно устройство - клавиатурата. Оказва се, че тя също е оборудвана с процесор. Но процесорът на клавиатурата, състоящ се само от един чип, може да изпълнява само елементарни задачи, а именно да проследява веригата електрическа верига и изпраща номера на натиснатия клавиш на централния компютър, където обработването вече се извършва и изходът се извършва според програмата.

Принципът на манипулатора

Най-често използваният манипулатор - мишката - работи малко по-трудно. Мишките са разделени на 3 вида според принципа на действие: механичен, оптико-механичен и оптичен. Обмислете принципа на действие на всяка от тях.

Механична мишка

При преместване на механичен манипулатор на повърхността на масата се движи гумена топка. 2 ролки са в контакт с топката, перпендикулярни един на друг. Зад топките има детектори, които улавят и предават на борда с електронна схема (елементарен процесор) движението на топките. В зависимост от получените данни, координатите се изчисляват и предават на централния процесор. В момента механичните манипулатори като такива са почти напълно излезли от употреба поради бързото износване на гумената топка, което често кара курсора просто да спре да се движи.

Оптични манипулатори

Заменен от механичен дойде оптични мишки. В тях няма гумена топка. Вместо това има 2 фотодатчика, състоящи се от светодиод (фотопредавател) и фотоклетка (фотосензор). Един светодиод излъчва червена светлина, а другият излъчва инфрачервена светлина. Фотоклетките са настроени така, че всеки да приема само собствената си светлина. Когато манипулаторът се движи, светлината се отразява и неговата интензивност се променя в зависимост от подхода или разстоянието от линията на килима. Промяната в интензитета на светлината показва, че манипулаторът се движи по оста X или Y. Сензорите четат и предават данни към дъската с мишката, откъдето сигналът отива към централния процесор.

Оптично-механични мишки

Оптичните мишки носят много пъти по-бавно, но навсякъде има "но". Използването на оптиката е изключително неудобно на гладка повърхност. В този случай ще бъде много по-ефективно да се използва оптично-механична мишка. Подобно на механичната, тя е снабдена с топка с относително голям размер, към която ролките са плътно притиснати, поставени под ъгъл от 90 градуса един спрямо друг с два фотодатчика (LED - фотодиод) на противоположните страни на диска с прорези.

В зависимост от посоката на движение на мишката, едното или и двете ролки се активират наведнъж. Всеки от двата сензора фокусира скоростта на движение на своя валяк и ги изпраща на дъската с мишката, където се изчисляват координатите, които след това се изпращат към централния процесор.