Способы присоединения внешних устройств к ПК

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. АКМУЛЛЫ»

Институт исторического и правового образования

Кафедра всеобщей истории и культурного наследия специальность

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Способы присоединения внешних устройств к ПК

Выполнил(а):

.

5 курс ДО «ДиДОУ»

Проверил:

«____» ____________ 2011г.

УФА

2011

Содержание

введение 2

1.  Периферийные устройства персонального компьютера 3

1.1.  Проводная связь компьютера с периферийными устройствами 3

1.2.  Беспроводная связь компьютера с периферийными устройствами 10

2.  Подключение нестандартных устройств к персональному компьютеру 11

Заключение 14

Список используемой литературы 16

Введение

Все, вероятно, слышали такие слова как "компьютер думает", "компьютер принимает решение", "компьютер пишет стихи и сочиняет музыку". Однако основное назначение компьютера - облегчение человеческого труда. Именно для этой прозаической задачи он и используется чаще всего. С помощью компьютера мы за несколько минут можем проделать такую работу, на которую обычно требуется несколько недель или которая вообще не может быть выполнена без него. А экономия времени, как известно, связана с экономией денег. Поэтому те вложения средств, которые мы делаем, приобретая компьютер, оправданы. Затраченные деньги вернутся очень быстро и начнут приносить прибыль.

А какой компьютер выбрать - дело нашего вкуса. Однако если мы планируем подключать к компьютеру большое количество внешних устройств, приобретайте нужно компьютер с большим, просторным корпусом и мощным блоком питания. Ведь персональный компьютер - это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Часто наиболее употребляемый термин конфигурация персонального компьютера означает, что конкретный компьютер может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и т. д.

Эффективность использования персонального компьютера в большой степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с персонального компьютера. Широкая номенклатура внешних устройств, разнообразие их технико-эксплуатационных и экономических характеристик дают возможность пользователю выбрать такие конфигурации персонального компьютера, которые в наибольший степени соответствуют его потребностям и обеспечивают рациональное решение его задачи.

1.  Периферийные устройства персонального компьютера

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

1.1.  Проводная связь компьютера с периферийными устройствами

По назначению периферийные устройства можно подразделить на: устройства ввода данных; в устройства вывода данных; устройства хранения данных; устройства обмена данными.

1.  Устройства ввода знаковых данных

Специальные клавиатуры

Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний.

Внедрение же клавиатуры с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально (в частности, к ним относится клавиатура Дворака). На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.[1]

По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Устройства командного управления (специальные манипуляторы)

Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение, в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джойпады, геймпады и штурвально-педалъные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Устройства ввода графических данных для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметать, что с помощью сканера можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами.

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью. Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

ü  разрешающая способность;

ü  производительность;

ü  динамический диапазон;

ü  максимальный размер сканируемого материала.

Ручные сканеры - принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

Барабанные сканеры - в сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью.

Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение ( dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.).[2]

Сканеры форм - предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

Штрих-сканеры - эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

Графические планшеты (дигитайзеры) - эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).

Цифровые фотокамеры. Как и сканеры, эти устройства воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице.

Наилучшие потребительские модели в настоящее время имеют до 1 млн. ячеек ПЗС и, соответственно, обеспечивают разрешение изображения до 800х 1200 точек. У профессиональных моделей эти параметры выше.

2.  Устройства вывода данных

В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.

Матричные принтеры - это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24- игольчатые матричные принтеры.

Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту, как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек.

К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

ü  разрешающая способность;

ü  производительность (страниц в минуту);

ü  формат используемой бумаги;

ü  объем собственной оперативной памяти.

Светодиодные принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов.

Струйные принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования. В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта — этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической.

3.  Устройства хранения данных

Необходимость во внешних устройствах хранения данных возникает в двух случаях:

• когда на вычислительной системе обрабатывается больше данных, чем можно разместить на базовом жестком диске;

• когда данные имеют повышенную ценность и необходимо выполнять регулярное резервное копирование на внешнее устройство (копирование данных на жестком диске не является резервным и только создает иллюзию безопасности).

В настоящее время для внешнего хранения данных используют несколько типов устройств, использующих магнитные или магнитооптические носители.

Стримеры - это накопители на магнитной ленте. Их отличает сравнительно низкая цена. К недостаткам стримеров относят малую производительность (она связана, прежде всего, с тем, что магнитная лента - это устройство последовательного доступа) и недостаточную надежность (кроме электромагнитных наводок: ленты стримеров испытывают повышенные механические нагрузки и могут физически выходить из строя).

ZIР-накопители выпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных. Устройство работает с дисковыми носителями, по размеру незначительно превышающими стандартные гибкие диски и имеющими емкость 100/250/750 Мбайт.

ZIР-накопители выпускаются во внутреннем и внешнем исполнении. В первом случае их подключают к контроллеру жестких дисков материнской платы, а во втором - к стандартному параллельному порту, что негативно сказывается на скорости обмена данными.

Накопители HiFD. Основным недостатком ZIР-накопителей является отсутствие их совместимости со стандартными гибкими дисками 3,5 дюйма. Такой совместимостью обладают устройства НiFD компании Sony. Они позволяют использовать как специальные носители емкостью 200 Мбайт, так и обычные гибкие диски. В настоящее время распространение этих устройств сдерживается повышенной ценой.[3]

Накопители JAZ. Этот тип накопителей, как и ZIР - накопители, выпускается компанией Iomega по своим характеристикам JAZ приближается к жестким дискам, но в отличие от них является сменным. В зависимости от модели накопителя на одном диске можно разместить 1 или 2 Гбайт данных.

Магнитооптические устройства. Эти устройства получили широкое распространение в компьютерных системах высокого уровня благодаря своей универсальности. С их помощью решаются задачи резервного копирования, обмена данными и их накопления. Однако достаточно высокая стоимость приводов и носителей не позволяет отнести их к устройствам массового спроса.

4.  Устройства обмена данными

Модем - устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи, принято называть модемом (МОдулятор+ДЕМодулятор). При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи устройства приема-передачи подразделяют на радиомодемы, кабельные модемы и прочие. Наиболее широкое применение нашли модемы, ориентированные на подключение к коммутируемым телефонным каналам связи.

Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом (протоколом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Таким образом, обеспечивается удаленная связь между компьютерами и обмен данными между ними.[4]

К основным потребительским параметрам модемов относятся:

ü  производительность (бит/с);

ü  поддерживаемые протоколы связи и коррекции ошибок;

ü  шинный интерфейс, если модем внутренний (ISА или РСI).

Итак, подводя итог выше сказанному можно сделать вывод, что на сегодняшний день существует несколько основных проводных интерфейсов для присоединения периферийных устройств к ПК: параллельный (принтерный) порт LPT, универсальный последовательный порт USB (Universal Serial Bus), порт IEEE 1394 (FireWire или i-Link) и постепенно выходящие из моды - последовательный порт RS-232 и порт подключения клавиатуры или мыши PS/2.

Последовательные интерфейсы USB и FireWire были разработаны позже остальных и, помимо намного увеличенной, по сравнению с RS-232, скоростью обмена данными, обеспечивают возможность объединения нескольких устройств в сеть.

С момента своего создания и до сегодняшнего дня оба интерфейса претерпели ряд изменений и к настоящему моменту доступны в двух вариантах (USB 1.1 и 2.0, FireWire400 и FireWire800).

1.2.  Беспроводная связь компьютера с периферийными устройствами

Для беспроводной связи компьютера со своими периферийными модулями до сих пор существовало лишь два основных интерфейса - IEEE 802.11 и Bluetooth. То есть, конечно, существует еще инфракрасный порт, но представить себе подключение, например, принтера по ИК-порту довольно проблематично - скорее всего, оно окажется слишком ненадежным и довольно медленным. IEEE 802.11 является стандартом беспроводных сетей, то есть, использует семейство соответствующих сетевых протоколов (например, TCP/IP), со всеми вытекающими отсюда последствиями. Наконец, Bluetooth также не может похвастаться большой скоростью обмена данными - всего лишь до 232 Кбит/с, в то время как пропускная способность, скажем, USB 2.0 составляет до 480 Мбит/с.[5]

Причиной малой пропускной способности современных технологий беспроводной связи является, во-первых, малая ширина используемой полосы частот, а во-вторых, не слишком ее эффективное применение. Существуют фундаментальные ограничения на величину максимального объема данных, который можно отправить или принять с помощью какого-либо канала связи, связанные по теореме Котельникова с шириной полосы частот. Грубо говоря, чем больше полоса частот, тем больше пропускная способность канала связи.

Перспектива использования для связи ПК с периферийными устройствами технологий широкополосной связи обсуждается уже около четырех лет, но только в этом году, в феврале, компания Intel на форуме разработчиков IDF обнародовала детали технологии и представила первый чипсет, предназначенный для работы в стандарте сверхширокополосной связи UWB (Ultra-WideBand, IEEE 802.15.3a). Точнее, использующий технологию UWB, которая пока еще не стандартизована.

UWB получила свое название «сверхширокополосная связь» из-за того, что в этом стандарте для связи используется самый широкий из распространенных сегодня технологий диапазон частот - от 3 до 10 ГГц.

Использование широкой полосы частот позволяет UWB достичь умопомрачительной для связи без проводов скорости - до 480 Мбит/с. Правда, на очень малых расстояниях - до 3 м. На дистанциях до 10 м технология позволяет достичь лишь 110 Мбит/с, что, в общем-то, тоже немало. Однако здесь-то и кроется основная проблема новой технологии: пропускная способность резко падает с увеличением расстояния - гораздо быстрее, чем у стандарта беспроводных сетей 802.11a/g, обеспечивающих пропускную способность до 54 Мбит/с на дистанции до 100 м. Это связано с тем, что дисперсия электромагнитного излучения в воздухе приводит к значительным искажениям широкополосного сигнала по сравнению с узкополосным. Искажение накапливается с расстоянием и, в конце концов, приводит к тому, что сигнал на входе приемника уже не имеет ничего общего с тем, что было излучено передатчиком.

Итак, главное преимущество беспроводной связи:

ü  отсутствие ненадежных и вечно мешающих проводов;

ü  большая скорость передачи данных.[6]

2.  Подключение нестандартных устройств к персональному компьютеру

Расширение возможностей ПК - занятие чрезвычайно увлекательное, причем в последнее время оно становится увлекательнее, чем когда-либо прежде. Сегодня мы не только имеем широчайший спектр периферийных устройств (и широкие возможности делать их самостоятельно). Сегодня у нас так же есть огромный спектр компьютерной техники, которая может этими устройствами управлять. Одно дело - тепловизор, присоединенный к обычному стационарному ПК (еще несколько лет назад это был единственный вариант), другое дело - тот же тепловизор, но подключенный к ноутбуку, третье - все тот же девайс под управлением карманного компьютера и уж совсем четвертое - та же периферия, но под управлением компьютера, встроенного в любительский робот-вездеход. И все это стало возможно, в том числе, благодаря тому, что сегодня все компьютеры, от самых больших и сложных, до самых маленьких и простых, оснащаются портами USB.

В эпоху портов типа LPT, такие нестандартные устройства как датчик размыкания или термодатчик можно было легко изготовить самим, подсоединив выводы датчика к разъемам соответствующего порта. Сегодня вы тоже без труда можете сделать устройство, показывающее температуру у вас за окном или уровень pH в вашем аквариуме (а может быть, робота, который будет засыпать корм рыбкам в установленное время), но для присоединения такого устройства к современному компьютеру вам понадобится посредник: устройство, способное перевести поток сырых данных на язык протокола USB. Хочется рассмотреть несколько таких устройств.[7]

Velleman VM110

Какими способами компьютер может общаться с окружающим миром? Путем передачи и приема электрических сигналов, разумеется. Ну а сигналы могут быть цифровыми или аналоговыми. Разработчики интерфейсной платы Velleman VM110 предусмотрели оба варианта.

Устройство вообще должно порадовать тех, кто искал средство сопряжения компьютера с электронной техникой. К нашим услугам 5 цифровых входов, 2 аналоговых входа с возможностью усиления или ослабления сигнала, 8 цифровых выходов, два аналоговых выхода, объединенных параллельно с выходами ШИМ. Если одной платы вам окажется мало, разработчики предусмотрели простую возможность использования до четырех плат Velleman одновременно (можно использовать и больше, но это будет сложнее в реализации). Единственная проблема может возникнуть с нагрузкой, поскольку платы могут питаться только от шины USB.

Платы Velleman VM110 поставляются в двух вариантах: в собранном виде и как набор деталей «сделай сам» (этот набор идет под названием k8055). Второй вариант стоит немного дешевле, но, если вы не любитель сидеть с паяльником, лучше предпочесть первый.

Обмен информацией между платой и компьютером осуществляется с помощью прерываний USB. Сразу после инициализации в системе плата начинает посылать поток прерываний, которые содержат информацию о состоянии входов. Состояния выходов так же устанавливаются с помощью прерывания, которое компьютер посылает устройству.

Модуль MMUSB245RL

Модуль MMUSB245RL фирмы Propox – это один из USB-мостов, главная задача которого – добавить возможность подключения к USB в устройства, изначально рассчитанные на работу по протоколу RS232. Если рассмотреть модуль MMUSB245RL в самом грубом приближении, то это такая штука, у которой с одной стороны разъем USB тип B, а с другой – 24 вывода, 8 из которых предназначены для передачи данных, а остальные – для управления этой передачей. Кроме того, на плате модуля есть несколько перемычек, с помощью которых мы можем настроить, например, режим питания модуля (от шины или от собственного источника) и уровни сигналов (3.3 вольта либо 5 вольт).

Управлять устройствами на базе MMUSB245RL можно двумя способами: во-первых, при подключении к компьютеру, такое устройство определяется как виртуальный COM-порт (причем специальных драйверов не требуется ни для Linux, ни даже для Windows). Второй режим предполагает использование фирменного программного обеспечения.[8]

Заключение

Вообще - компьютер, если чуть обобщить, отличается от игровой приставки тем, что к нему можно подключать самые разнообразные внешние устройства.

Как только нам нужно будет напечатать на бумаге какой-либо документ или созданный нами рассказ, то к компьютеру очень просто подключается принтер. И надо заметить, что наиболее качественные принтеры могут напечатать даже цветную фотографию, и она не будет отличаться от сделанной в фотолаборатории. Кстати, появившиеся недавно в продаже цифровые фотоаппараты рассчитаны на то, что весь процесс фотообработки будет производиться на компьютере, и для этого фотоаппараты снабжены специальным цифровым интерфейсом, чаще всего USB.

Для подключения внешних устройств с разными интерфейсами на задней панели компьютера расположены соответствующие разъемы. В старых типах компьютеров эти разъемы подключались к системной плате с помощью ленточных кабелей или располагались на платах расширения. С появлением стандарта АТХ разъемы интерфейсов стали располагать на системной плате.

В стандартный набор интерфейсов входят:

1.  разъемы PS/2 для подключения мыши и клавиатуры,

2.  2 СОМ-порта для модема и мыши,

3.  параллельный порт для принтера.

У современной системной платы обязательны два разъема для USB-устройств, которые, как надеются разработчики, рано или поздно вытеснят старые интерфейсы. Если же в системную плату интегрирован звуковой процессор, то дополнительно будут выведены еще разъема для подключения аудиоустройств. На ряде системных плат установлены модем и сетевая карта с разъемами для подключения телефонного провода и локальной сети.

Дополнительно можно сказать, что появление новых типов интерфейсов обусловлено тем, что пользователи часто путают назначение разъемов старых типов интерфейсов, а также их значительными габаритами, не позволявшими кардинально уменьшать размеры компьютеров.

Список используемой литературы

1.  Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд. /Под ред. . – И74 М.: Финансы и статистика, 2007 г. – 768 стр.

2.  Информатика. Базовый курс. 2-е издание /Под ред. . – СПб.: Питер, 2007 г. – 640 стр.

3.  Microsoft Excel 2003, 2002 и 2000: сборник готовых решений и приемов для уверенной работы в программе / Л. Абдулезер, Д. Уолкенбах; пер. с англ. – М. :НТ Пресс, 2007 г. – 416 стр.

4.  Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — 1504 с

5.  . Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2007. — 992 с.

[1] Информатика. Базовый курс. 2-е издание /Под ред. . – СПб.: Питер, 2007 г. – 54-56 стр.

[2] Информатика. Базовый курс. 2-е издание /Под ред. . – СПб.: Питер, 2007 г. – 103-105 стр.

[3] . Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2007. — 104-105 с.

[4] . Библия пользователя ПК. — М.: «Диалектика», 2007. — 303-305 с.

[5] Информатика. Базовый курс. 2-е издание /Под ред. . – СПб.: Питер, 2007 г. – 87-91 стр.

[6] Информатика. Базовый курс. 2-е издание /Под ред. . – СПб.: Питер, 2007 г. – 205стр.

[7] Информатика. Базовый курс. 2-е издание /Под ред. . – СПб.: Питер, 2007 г. – 110-112 стр.

[8] Информатика. Базовый курс. 2-е издание /Под ред. . – СПб.: Питер, 2007 г. – 256-258 стр.