Comunicazione con il computer o Funzionamento dei dispositivi di input

Un computer è una macchina in grado di eseguire la sequenza di operazioni specificata e chiaramente definita. Queste macchine sono strettamente integrate nella nostra vita quotidiana, sostituendo una persona in quasi tutte le aree. Tuttavia, anche comunicando con un computer ogni giorno, molte persone non capiscono appieno come funziona il sistema.

Computer "cervello"

Se si pensa bene, allora la struttura e il metodo di funzionamento di questa invenzione sono abbastanza simili a una persona. Come una persona, un computer può ricevere, elaborare e archiviare informazioni, nonché trarre conclusioni basate su algoritmi prestabiliti. Il cuore di qualsiasi dispositivo informatico, da un calcolatore a un computer fisso, è il processore. In apparenza, è una piastra di selce con transistor impiantati. Un chip o chip del processore, il cui lato è di 2,5 centimetri, può contenere milioni di transistor. In questo, il processore è come un modello semplificato del cervello umano, attraverso il quale passano circa 200 milioni di nervi. La struttura del tessuto nervoso include un neurone - una cellula che può ricevere, codificare, immagazzinare e trasmettere informazioni. Inoltre, i nervi, come i fili, conducono una corrente elettrica attraverso il corpo umano, o meglio impulsi elettrici, senza i quali i muscoli semplicemente non si contraggono. Questo principio si basa sul lavoro del computer. Il processore include indirizzi e bus dati, registri, contatore di istruzioni, cache, logica aritmetica e dispositivo matematico. Proviamo a capirlo!

Cos'è un pneumatico?

Il trasferimento dei dati tra il processore e qualsiasi altra unità operativa viene effettuato tramite il bus. Consiste di numerose linee di segnale, diversi protocolli di trasmissione dati e caratteristiche elettriche, combinati per scopo (trasmissione di dati o indirizzi). Dimensione del bit, metodo di trasferimento dati, larghezza di banda, tipo e numero di dispositivi supportati, protocollo di lavoro, scopo (interno o interfaccia) sono tutte caratteristiche differenti dei diversi bus. Esistono due tipi: dati o indirizzi del bus. Inoltre, possono essere suddivisi in 3 gruppi: bus di memoria del processore, bus I / O e bus di sistema.

Tipi di pneumatici per computer

Per la comunicazione processore centrale Un bus di memoria del processore viene utilizzato con la cache o la memoria principale della macchina. Lo scambio intenso di dati del processore con la memoria richiede la maggiore velocità di questo elemento. Nelle macchine basate sul processore Pentium, la larghezza di banda di tale parte può essere 66-800 MHz. In alcuni casi, queste funzioni possono eseguire il bus di sistema. L'interazione dei dispositivi di input / output con il processore è assicurata dai bus scsi o pci. Il dispositivo di input o l'uscita non richiede l'alta velocità. Ci sono molte volte meno linee nei bus I / O rispetto allo stesso processore, ma ciò non pregiudica le prestazioni del computer. In alcuni modelli, al fine di ridurre il costo della macchina, utilizzano solo un bus "di sistema" comune. Combina le funzioni di entrambi, senza perdere alcuna prestazione. Il numero di linee nel bus di sistema può raggiungere diverse centinaia e la loro combinazione può essere divisa in 3 gruppi funzionali: il bus indirizzo, il bus dati e il bus di controllo. A quest'ultimo comprendono le linee che alimentano i moduli del sistema.

Informazioni di codifica

Tutte le informazioni nel sistema informatico vengono elaborate e trasmesse sotto forma di impulsi elettrici. Solo una persona non è in grado di percepire i segnali elettrici come informazioni, quindi, per comunicare con un computer, viene usato un codice binario, che è ben compreso dalla macchina, per codificare le informazioni in entrata e una tabella di conversione per presentare un set di zeri e quelli per l'utente, per confronto, in lettere e numeri. In totale, ci sono 4 tabelle di codifica principali: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode. A ogni lettera, cifra, segno di punteggiatura viene assegnato un numero specifico. Durante la ricodifica delle informazioni, il sistema confronta la lettera con i dati nella tabella e la presenta come una sequenza di impulsi elettronici. Sull'output, si verifica la procedura inversa di confronto da una cifra a una lettera in base alla tabella. È importante utilizzare una tabella quando si lavora con il testo. In caso contrario, l'output non produrrà parole, ma un insieme di geroglifici, che è spiegato dalla differenza nell'insieme di numeri assegnati a un simbolo in diverse tabelle. I convertitori sono usati per spostarsi da una tabella all'altra.

Dispositivi di input

Ora per i dispositivi di input / output. IBM, che ha sviluppato il primo personal computer, ha utilizzato il principio di "architettura aperta", che ha permesso di separare i principali sistemi di assemblaggio al fine di sostituire le singole parti in caso di guasto. In questo caso, lo schema di base, così come gli algoritmi di lavoro, IBM ha condiviso. Nel corso del tempo, la tecnologia si è evoluta, consentendo di migliorare e creare nuovi dispositivi di input / output. Tutti esterni, o, come vengono chiamati, dispositivi periferici può essere diviso in 3 gruppi. Il primo gruppo include dispositivi di input di informazione in un PC: manipolatori, tastiere, microfoni, telecamere, ecc. I dispositivi di input convertono le informazioni in un codice binario comprensibile per una macchina. Il secondo gruppo include dispositivi di visualizzazione delle informazioni: monitor, altoparlanti, cuffie, ecc. Il terzo gruppo comprende dispositivi che servono simultaneamente all'input e all'emissione di informazioni. Questo gruppo include unità, unità rimovibili, modem. Il sistema trova il dispositivo esterno all'indirizzo (eventualmente per gruppo di indirizzi), che circa un migliaio sono riservati nel computer.

Il principio della tastiera

Considera il principio del dispositivo di input elementare: la tastiera. Si scopre che anche lei è dotata di un processore. Ma il processore della tastiera, costituito da un solo chip, è in grado di eseguire solo compiti elementari, cioè di tracciare il circuito circuito elettrico e inviare il numero del tasto premuto al computer centrale, dove l'elaborazione è già in corso e l'uscita è fatta in base al programma.

Il principio del manipolatore

Il manipolatore più comune - il mouse - funziona un po 'più difficile. I topi sono divisi in 3 tipi secondo il principio di azione: meccanico, ottico-ottico e ottico. Considera il principio di funzionamento di ciascuno di essi.

Mouse meccanico

Quando si sposta un manipolatore meccanico sulla superficie del tavolo, una palla di gomma viene messa in movimento. 2 rulli sono in contatto con la palla, perpendicolari tra loro. Dietro le palle ci sono dei rivelatori che catturano e trasmettono alla lavagna un circuito elettronico (un processore elementare) il movimento delle sfere. A seconda dei dati ricevuti, le coordinate vengono calcolate e trasmesse al processore centrale. Attualmente i manipolatori meccanici sono quasi completamente inutilizzabili a causa della rapida usura della sfera di gomma, che spesso ha impedito al cursore di muoversi.

Manipolatori ottici

Sostituito da meccanico venuto mouse ottici. Non c'è palla di gomma in loro. Invece, ci sono 2 sensori fotografici, costituiti da un LED (trasmettitore fotografico) e una fotocellula (sensore fotografico). Un LED emette luce rossa, mentre l'altro emette infrarossi. Le celle fotografiche sono configurate in modo che tutti accettino solo la propria luce. Quando il manipolatore si muove, la luce viene riflessa e la sua intensità cambia a seconda dell'approccio o della distanza dalla linea del tappeto. Un cambiamento nell'intensità della luce indica che il manipolatore si sta muovendo lungo l'asse X o Y. I sensori leggono e trasmettono i dati alla scheda del mouse, da dove il segnale va al processore centrale.

Mouse ottico-meccanico

I mouse ottici si consumano molte volte più lentamente, ma ovunque c'è un "ma". L'uso dell'ottica è estremamente scomodo su una superficie liscia. In questo caso, sarà molto più efficiente utilizzare un mouse ottico-meccanico. Come quello meccanico, è dotato di una sfera di dimensioni relativamente grandi, a cui i rulli sono strettamente premuti, posti ad un angolo di 90 gradi l'uno rispetto all'altro con due fotosensori (LED - fotodiodo) sui lati opposti del disco con fessure.

A seconda della direzione del movimento del mouse, uno o entrambi i rulli vengono attivati ​​contemporaneamente. Ciascuno dei due sensori focalizza la velocità di movimento del suo rullo e li invia alla scheda del mouse, dove vengono calcolate le coordinate, che vengono quindi inviate al processore centrale.