Komunikacija z računalnikom ali Kako delujejo vhodne naprave

Računalnik je stroj, ki je sposoben izvajati določeno, jasno določeno zaporedje operacij. Ti stroji so tesno vpeti v naše vsakdanje življenje in nadomeščajo človeka na skoraj vseh področjih. Vendar pa celo komuniciranje z računalnikom vsak dan veliko ljudi ne razume popolnoma, kako sistem deluje.

Računalnik "Brain"

Če dobro razmislite, potem je struktura in način delovanja tega izuma precej podobna osebi. Tako kot oseba lahko računalnik sprejema, obdeluje in shranjuje informacije ter sklepe na podlagi vnaprej pripravljenih algoritmov. Srce vsake računalniške naprave, od kalkulatorja do nepremičnega računalnika, je procesor. Na videz je kremenova plošča z vsajenimi tranzistorji. Čip ali čip procesorja, katerega stran je 2,5 centimetra, lahko vsebuje milijone tranzistorjev. Pri tem je procesor podoben poenostavljenemu modelu človeških možganov, skozi katerega preide okoli 200 milijonov živcev. Struktura živčnega tkiva vključuje nevron - celico, ki lahko sprejema, kodira, shranjuje in prenaša informacije. Poleg tega živci, kot so žice, vodijo električni tok skozi človeško telo, oziroma električni impulzi, brez katerih se mišice preprosto ne zožijo. To načelo temelji na delu računalnika. Procesor vključuje naslovne in podatkovne vodila, registre, števec navodil, predpomnilnik, aritmetično logiko in matematično napravo. Poskusimo ugotoviti!

Kaj je pnevmatika?

Prenos podatkov med procesorjem in katero koli drugo operativno enoto se izvaja prek vodila. Sestavljen je iz številnih signalnih linij, različnih protokolov prenosa podatkov in električnih karakteristik, združenih z namenom (prenos podatkov ali naslova). Velikost bitov, način prenosa podatkov, pasovna širina, vrsta in število podprtih naprav, protokol dela, namen (notranji ali vmesnik) so vse različne značilnosti različnih avtobusov. Obstajata dve vrsti: bus podatki ali naslovi. Poleg tega so lahko vse razdeljene v 3 skupine: procesorski pomnilniški vodniki, V / I avtobusi in sistemski avtobusi.

Vrste pnevmatik za računalnike

Za komunikacijo centralni procesor V predpomnilniku ali glavnem pomnilniku naprave se uporablja vodilo procesorskega pomnilnika. Intenzivna izmenjava procesorskih podatkov s pomnilnikom zahteva največjo prepustnost tega elementa. Pri strojih, ki temeljijo na procesorju Pentium, lahko pasovna širina takega dela znaša 66-800 MHz. V nekaterih primerih lahko te funkcije izvajajo sistemsko vodilo. Interakcija vhodno / izhodnih naprav s procesorjem je zagotovljena z avtobusi scsi ali pci. Vhodna naprava ali izhod ne zahteva visoke hitrosti. V I / O avtobusih je večkrat manj vrstic kot v istem procesorju, vendar to ne poslabša delovanja računalnika. Pri nekaterih modelih, da bi zmanjšali stroške stroja, uporabljajo samo en skupni "sistemski" vod. Združuje funkcije obeh, ne da bi izgubil zmogljivost. Število linij v sistemskem vodilu lahko doseže več sto, njihova kombinacija pa lahko razdelimo v 3 funkcionalne skupine: naslovno vodilo, podatkovno vodilo in nadzorno vodilo. V slednje so vključene linije, ki napajajo sistemske module.

Informacije o kodiranju

Vse informacije v računalniškem sistemu se obdelujejo in prenašajo v obliki električnih impulzov. Samo oseba ne more zaznati električnih signalov kot informacijo, zato je za komunikacijo z računalnikom uporabljena binarna koda, ki jo stroj dobro razume, za kodiranje dohodnih informacij in pretvorbene tabele za predstavitev niza ničel in enot uporabniku, v primerjavi s črkami in številkami. Skupaj so na voljo 4 glavne tabele kodiranja: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode. Vsaki črki, mestom, ločilom se dodeli določena številka. Med transkodiranjem informacij sistem primerja črko s podatki v tabeli in jo predstavi kot zaporedje elektronskih impulzov. Na izhodu se pojavi obratni postopek primerjave od števke do črke glede na tabelo. Pri delu z besedilom je pomembno uporabiti eno tabelo. V nasprotnem primeru izhod ne bo ustvarjal besed, temveč niz hieroglifov, kar je pojasnjeno z razliko v številu številk, ki so dodeljene simbolu v različnih tabelah. Pretvorniki se uporabljajo za premikanje iz ene tabele v drugo.

Vhodne naprave

Zdaj za vhodno / izhodne naprave. IBM, ki je razvil prvi osebni računalnik, je uporabil načelo "odprte arhitekture", ki je omogočilo ločevanje glavnih montažnih sistemov za zamenjavo posameznih delov v primeru okvare. V tem primeru je osnovna shema, kot tudi algoritmi dela, IBM delil. Sčasoma se je razvila tehnologija, ki vam omogoča izboljšanje in ustvarjanje novih vhodno / izhodnih naprav. Vsi zunanji ali, tako imenovani, perifernih naprav lahko razdelimo v 3 skupine. Prva skupina vključuje vhodne naprave za informacije v osebnem računalniku: manipulatorje, tipkovnice, mikrofone, kamere itd. Vhodne naprave pretvarjajo informacije v binarno kodo, razumljivo za stroj. Druga skupina vključuje naprave za prikaz informacij: monitorji, zvočniki, slušalke itd. Tretja skupina je sestavljena iz naprav, ki istočasno služijo za vhodne in izhodne informacije. Ta skupina vključuje pogone, izmenljive pogone, modeme. Sistem najde zunanjo napravo na naslovu (po možnosti z naslovno skupino), ki jo v računalniku rezervira približno tisoč.

Načelo tipkovnice

Upoštevajte načelo osnovne vhodne naprave - tipkovnice. Izkazalo se je, da je tudi ona opremljena s procesorjem. Toda procesor s tipkovnico, ki je sestavljen iz samo enega čipa, lahko izvaja samo osnovne naloge, in sicer sledenje tokokrogu električni tokokrog in pošlje številko stisnjene tipke na centralni računalnik, kjer se obdelava že izvaja in izhod se izvede v skladu s programom.

Načelo manipulatorja

Najpogostejši manipulator - miška - deluje nekoliko težje. Miši so razdeljene v tri vrste glede na načelo delovanja: mehansko, opto-mehansko in optično. Upoštevajte načelo delovanja vsakega od njih.

Mehanska miška

Pri premikanju mehanskega manipulatorja na površino mize se sproži gumijasta kroglica. 2 valja sta v stiku s kroglo, pravokotno drug na drugega. Za kroglicami so detektorji, ki zajamejo in posredujejo krovu elektronsko vezje (osnovni procesor) gibanju kroglic. Glede na prejete podatke se koordinate izračunajo in prenesejo v osrednji procesor. Trenutno so mehanski manipulatorji skoraj popolnoma izključeni zaradi hitre obrabe gumijaste krogle, zaradi česar se je kazalec pogosto ustavil.

Optični manipulatorji

Nadomeščen z mehanskimi prišel optične miške. V njih ni gumijaste žogice. Namesto tega obstajata 2 foto senzorja, sestavljena iz LED (foto oddajnik) in foto celice (foto senzor). Ena LED oddaja rdečo luč, medtem ko druga oddaja infrardečo svetlobo. Foto celice so postavljene tako, da vsak sprejme samo svojo svetlobo. Ko se manipulator premakne, se svetloba odbije in njena intenzivnost se spreminja glede na prilet ali razdaljo od proge. Sprememba jakosti svetlobe pomeni, da se manipulator premika vzdolž osi X ali Y. Senzorji berejo in prenašajo podatke na ploščo z miško, od koder gre signal do osrednjega procesorja.

Optično-mehanske miši

Optični miši nosijo večkrat počasneje, vendar povsod obstaja "vendar". Uporaba optike je izjemno neprimerna na gladki površini. V tem primeru bo veliko bolj učinkovito uporabljati optično-mehansko miško. Tako kot mehanski, je opremljen s kroglo sorazmerno velike velikosti, na katero so valjčki tesno pritisnjeni, postavljeni pod kotom 90 stopinj glede na drug drugega z dvema fotosenzorjema (LED - fotodioda) na nasprotnih straneh diska z režami.

Odvisno od smeri premikanja miške se aktivira en ali oba valja. Vsak od dveh senzorjev usmerja hitrost gibanja svojega valja in jih pošlje na ploščo z miško, kjer se izračunajo koordinate, ki se nato pošljejo v osrednji procesor.