УСТРОЙСТВО ВВОДА-ВЫВОДА БЦВМ-20

Украинская освободительная армия (увв) и другие формирования. украинский легион [maxima-library]

Украинская Освободительная Армия (УВВ) и другие формирования

Кроме полицейских и разведывательно-диверсионных формирований, созданных из числа украинских коллаборационистов, существовало множество формирований фронтовых, подчинявшихся и созданных в составе Немецкой армии. Такие подразделения украинских добровольцев были объединены в 1941 году по всему Восточному фронту под названием Укрансько-Вiзвольне Вшско (УВВ), или Украинская освободительная армия. Эта пропагандистская акция преследовала определенные цели, главной из которых был раскол восточных добровольцев по национальному признаку. Основную поддержку УВВ оказывал командующий восточными частями генерал Э. Кестринг, при котором УВВ численно увеличилось и к концу 1942 года насчитывало в своих рядах 50 тысяч человек. Уже после войны Кестринг признался Павлу Шандруку, что его постоянным оппонентом в вопросе формирования восточных частей был Г. Гиммлер. По словам того же Кестринга, части УВВ отличались своей дисциплиной, боеспособностью и организованностью.

Под влиянием украинофильской пропаганды 200 курсантов офицерской школы в Зауберсдорфе покинули ее, выказав желание служить не в «восточных», а именно в украинских частях.

Фактически УВВ было частью вермахта и имело в своем составе немецких офицеров, но при этом начальником штаба УВВ в 1944 году был полковник Петр Кружановский. Впоследствии Кружановский приложил много сил для того, чтобы штаб армии возглавил генерал Микола Капустянский.

Отличительным знаком военнослужащих УВВ была нарукавная щитообразная нашивка желто-синего цвета с вышитым белыми нитками трезубцем и литерами УВВ. Аналогичный символ наносился на боковую поверхность касок военнослужащих. По свидетельству очевидцев, УВВ снабжалось оружием, обмундированием и продовольствием в полной мере.

УВВ пополняло свои ряды с немецкой помощью, при этом способы набора были различными. Были здесь и насильственные мобилизации, и агитация по лагерям военнопленных. Следует также помнить, что в 1941–1942 гг. многие формировавшиеся в то время восточные части носили формальное наименование «украинских», а практически состояли из людей, относящих себя не к украинцам, а к русским. Формировавшийся в Орджоникидзеграде добровольческий полк также первоначально именовался «украинским», однако впоследствии был известен как восточный добровольческий полк «Десна». Никакой украинофильской пропаганды в нем не велось, а большинство военнослужащих из числа военнопленных Красной армии впоследствии влились в состав ВС КОН Р.

Сам П. Шандрук в своей книге «Arms of Valor» писал, что при посещении батальона УВВ он завел с солдатами разговор на украинской мове, однако один из солдат быстренько охладил пыл генерала:

— Мы, пан генерал, сами калужские. Вашего языка мало понимаем…

К концу войны УВВ насчитывало в своих рядах уже 80 тисяч «вийскослужбовцев». Один из батальонов УВВ был влит в состав 2-й дивизии УНА, и несколько батальонов — в 14-ю дивизию «Галичина» (1-я УНА).

В 1945 году большая часть УВВ была переведена из Южной Франции в Чехию и принимала участие в боях с партизанами и наступающей Советской армией. Сдавшиеся в плен союзникам украинцы были репатриированы в СССР, некоторые прорвались во Францию и поступили на службу во Французский Иностранный легион.

Большинство служивших в УВВ военнослужащих было выдано советским властям. Одну из отправок бывших солдат УВВ «на Родину» удалось предотвратить. Когда в Ватикане стало известно о грядущей отправке парохода из Италии в СССР, один из помощников Папы Римского Пия XII профессор А. Беа получил разрешение на ночную аудиенцию у Папы. Папа Римский принял профессора, и в ту же ночь Ватикан разослал несколько телеграмм в Лондон и Вашингтон с просьбой приостановить выдачи. С этого часа союзники приостановили репатриацию.

Помимо украинских формирований, объединенных под «брэндом» УВВ, на Восточном фронте также служило множество добровольческих формирований, носивших в своем названии слово «украинский». Так, в декабре 1943 года с Таманского полуострова в Крым была эвакуирована 17-я армия, в составе которой находились следующие добровольческие части:

В подчинении штаба 17-й армии:

— 96-й (украинский) строительный батальон.

— 562-я добровольческая (украинская) хозяйственная рота № 562.

— 562-я (украинская) моторизованная хозрота.

— 666-я (украинская) моторизованная хозрота;

В подчинении штаба 49-го горнострелкового корпуса 17-й армии:

— 64-й (украинский) строительный батальон.

— 101-я (украинская) строительная рота.

— три взвода (украинские) легкой хозроты;

В подчинении штаба 5-го армейского корпуса 17-й армии:

— 131-й (украинский) строительный батальон.

— 9-я (украинская) строительная рота.

Поскольку эти и аналогичные формирования являлись частью вермахта, пропаганда идей украинского национализма в них запрещалась. В апреле — мае 1944 гбда все эти подразделения были уничтожены в ходе советского наступления.

Отдельным украинским коллаборационистским формированием необходимо считать т. н. Украинское вольное казачество. О нем осталось крайне мало свидетельств. Доподлинно известно, что создание вооруженных групп «вольных казаков» началось с 1942 года по инициативе генерала М. Омельяновича-Павленко под наименованием «Украинское Вольное Казачество». Не исключено, что в их состав вошли остатки полещуков Бульбы-Боровца, ранее именовавшихся «вольным лозовым козацтвом» и воевавших не только против Красной армии, но и против Польши.

В годы войны отряды УВК располагались в районах Овруча, Житомира, Звягеля, Винницы и Радомышля, где вели боевые действия против партизан. Штаб-квартира отрядов УВК располагалась в городе Звягеле, в бывшем здании городской гостиницы, превращенном в укрепленный бункер.

Не исключено, что в последующем отряды УВК были влиты в состав УВВ.

По информации советской контрразведки, в Берлине в октябре 1944 года была создана разведывательно-диверсионная школа, именовавшаяся «Школой Вильного Козацтва».

В уже цитировавшемся ранее докладе Т. Строкача говорится:

«Германское командование на территории Украины в начале текущего года приступило к формированию частей так называемой «Украинской армии», продолжающемуся по настоящее время. Формирование этих частей оккупанты проводят при активной помощи той части украинских националистов, которая полностью продалась фашистам. В различных оккупированных областях Украины сформированные части носят различные названия, как то: «Всеукраинской Освободительной Армии» (ВУА), «Украинской Национальной армии», «Вільні козаки», «Украінськи козаки», «Украінські полки» и т. д.

Комплектование частей Украинской армии идет за счет вербовки в них украинских националистических элементов из числа дезертиров и военнопленных, кулаков и уголовников. Повсеместно имеются факты насильственного вовлечения молодежи в «Добровольческие части» Украинской армии, особенно среди военнопленных.

Личный состав сформированных частей проходит обучение под руководством немецких офицеров, обучаясь строевой службе и умению владеть оружием. В Полтаве и Киеве существуют специальные школы «ВОА».

Сформированные части используются на фронте для борьбы с Красной армией, в обозах немецкой армии, для борьбы с партизанами на оккупированной территории, по охране лагерей для военнопленных и железных дорог. По другим данным, эти части формируются и готовятся для посылки на фронт против Англии.

Форма одежды этих частей различна. Большинство из них одеваются в серые красногвардейские шинели, некоторые части носят серые шинели со стоячими воротничками, на петлицах знак черепахи и немецкие погоны желтого цвета. Отдельные части носят синие жупаны, многие части одеты в форму немецких солдат…

…В марте 1942 года на территории Винницкой области германским командованием был создан отряд «Вiльне Козацтво» для борьбы с партизанами, в состав отряда были набраны дезертиры и военнопленные. Когда отряд был вооружен немцами и обмундирован, все эти «вiльнi козаки» бежали в леса, начали партизанить, совершая налеты на немецкие войска. Из рассказов крестьян с. Белополье, Сыроватки Сумской области известно, что в «Украинскую Национальную армию» идут только сынки кулаков и прочий антисоветский элемент, а также бывшие военнопленные, бежавшие или отпущенные из лагерей, скитавшиеся, голодные и вшивые, доведенные до отчаяния».

В Курской области в 1942 году было распространено объявление немецких властей об условиях службы в «Украинской добровольческой армии». Семье каждого добровольца обещалось единовременное пособие в размере 500 рублей, 5 пудов муки, освобождение от установленного налога посевным материалом, а также лучший земельный надел.

Кроме армейских частей, в составе Ваффен СС (до создания украинской дивизии СС) также присутствовало некоторое количество украинцев. Группа украинцев служила в дивизии СС «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер» с первых же дней войны в качестве переводчиков при штабе дивизии и в штабах полков. Служба их проходила и на передовой. Так, «дольметчер» Кость Биляк был награжден Железным крестом за участие в боевых действиях.

В танковых частях также служили украинцы из числа попавших в плен советских танкистов и студентов из Германии. По информации из украинских источников, они занимали должности от техников до высших постов. В период действий 14-й дивизии СС «Галичина» в Австрии перед ее личным составом выступал с лекциями танкист, унтерштурмфюрер СС Олесницкий. Наиболее известен оберштурмфюрер СС Роман Климкевич (из эмигрантов), который, будучи студентом, поступил в 20 лет добровольцем в ряды СС. Климкевич принимал участие в боях за Киев и Чернигов, воевал в Белоруссии. В 1943–1944 годах участвовал в боях против партизан Тито. Летом 1944 года был переведен в Южную Францию, где получил ранение, попал в плен к союзникам и содержался в лагере для военнопленных до 1946 года.

Помимо дивизии «Галичина», на фронте действовала Сумская дивизия. По свидетельству И. А. Дугаса и Ф. Я. Черона, она насчитывала в своих рядах 10 тысяч бывших военнопленных, воевала на немецкой стороне под Харьковом и была полностью разбита под Сталинградом в 1942 году. Командирами дивизии были немецкие офицеры, а солдаты, по-видимому, были не только украинцами[24].

Помимо сухопутных украинских подразделений Немецкой армии, некоторое количество украинцев служило в Хорватском морском легионе (Hrvatska Pomorska Legia). Сам легион был создан по приказу «поглавника» Анте Павелича в июле 1941 года и использовался на Черном море. Установив добрососедские отношения с местным населением, командир легиона лейтенант Стефан Руменович решил провести набор местных добровольцев среди украинцев. Приток желающих был таков, что легион (первоначальная численность которого была всего около 250 чел.) стал насчитывать в своих рядах до тысячи военнослужащих. Моряки легиона принимали участие в тралении прибрежных вод и изредка вступали в мелкие стычки с советским флотом. Благодаря решительным действиям легионеров был спасен с подбитого судна командующий 11-й армией фон Манштейн, а адмирал Эдгар Ангели отмечал, что украинцы много сделали также для обороны Азовского моря. В конце 1942 года легион был отозван в Хорватию на переформирование, а в октябре 1943 года — в Триест, где его чины были перераспределены по кораблям немецкого флота.

Несколько украинцев служили в составе итальянских частей, воевавших на Восточном фронте. Ими стали четыре украинских студента, учившихся в Риме в семинарии. Все они записались переводчиками в Итальянскую армию. Одновременно все они получили итальянское гражданство и новые, итальянские имена и фамилии, а также офицерские звания. Вместе со своими частями они прошли обучение в лагерях в Ломбардии и 20 июня 1942 года прибыли на фронт. Один из них — Владимир Грабец (Луиджи Габини) служил в специальном подразделении, действовавшем в районе р. Донец. Мелентий Войнар (Михаело ди Боско) служил на Южной Украине в составе Туринской дивизии. Места службы других бывших семинаристов — Петра Дячишина и Василя Ваврика неизвестны. Фотоматериалы тех лет свидетельствуют, что все украинцы несли службу в униформе Итальянской армии.

Помимо формирований на Украине, было создано украинское антипартизанское охранное подразделение в Югославии из числа украинских эмигрантов. После провозглашения независимой Хорватской державы украинское эмигрантское представительство под руководством Василя Войтановского приветствовало по радио Загреба независимую Хорватию.

Развал Югославии породил хаос в Боснии, результатом чего стали грабежи и убийства эмигрантов, и именно тогда в селах, где жили эмигранты-украинцы, стали создаваться украинское самоуправление и группы самообороны. Студенты-украинцы местных учебных заведений организовали студенческий батальон (курень). Объединение этих двух полувоенных формаций повлекло за собой появление на свет 1-го украинского полка. Местные власти Хорватии и Боснии закрывали глаза на существование этой военной единицы, а итальянцы даже пожелали видеть это формирование в числе своих войск на Восточном фронте и развернуть на его базе украинскую дивизию. Хорватское правительство прилагало усилия для отправки куреня на Восточный фронт, учитывая нежелание украинцев воевать в немецком тылу против партизан тех стран, что дали им приют. Слухи о возможной отправке куреня на Украину всполошили всю эмиграцию. После наплыва добровольцев украинское представительство могло рассчитывать на 25 тысяч рекрутов.

Личный состав полка был одет в хорватскую униформу с национальными знаками различия и знаменем. В декабре 1941 года полк принял присягу на верность Украине, после чего каждому были вручены знаки отличия с изображением трезубца с мечом. Большинство его военнослужащих составили члены мельниковской ОУН. Командиром полка провозгласил себя самозванец атаман Паньков, и по приказу немецкого командования полк выступил против местных партизан. Ответные меры со стороны четников и красных партизан не заставили себя ждать. Постепенно полк и украинское представительство начали разлагаться. После советского наступления они покинули Загреб, где остался один Войтановский. Вместе со своим соратником Андреем Я. он сжег библиотеку и архив украинского представительства, после вступления частей Красной армии ушел в подполье, но вскоре был арестован Смершем и помещен в тюрьму. Вместе с ним в то же время советская разведка захватила Панькова, которого в отличие от Войтановского содержали в комфортабельном гостиничном номере и носили ему еду й сигареты из ресторана, после чего освободили из-под домашнего ареста и выслали в другой район.

Василя Войтановского, местного руководителя ОУН в Хорватии, его супругу и сына, молодого поручика Владимира, доктора медицины М. Степанчишина и трех других украинских эмигрантов расстреляли в Загребе. Дальнейшая судьба украинского полка неизвестна.

В 1941–1942 гг. в составе немецких войск в Крыму действовал т. н. украинский добровольческий корпус сотника Тименко, численностью не превышавший пехотного батальона. По информации газеты «Винницкие известия» от января 1942 года, корпус участвовал в боях с советским десантом, высадившимся под Феодосией, и якобы «разбил наголову батальон десантников».

Неудачи в военной кампании на Востоке заставляли немецкое военное командование искать внутренние резервы на оккупированных территориях. Под «гребенку» немецких вербовщиков попадали не только лица, достигшие призывного возраста, но и подростки. На этот призывной контингент наложило свою руку ведомство Геринга, а затем Гиммлера.

Раздел 6. интерфейс устройств ввода-вывода

РАЗДЕЛ 6. ИНТЕРФЕЙС УСТРОЙСТВ ВВОДА-ВЫВОДА

Тема 6.1. Структура и логическая организация подсистемы ввода-вывода

Структура и логическая организация подсистемы ввода-вывода.

Порты ввода-вывода.

1.Одной из важнейших задач проектирования МПС является организация взаимодействия с устройствами ввода/вывода (УВВ) — источниками и приемниками данных. К устройствам ввода относятся переключатели, клавиатура, аналого-цифровые преобразователи (АЦП), датчики двоичной информации, а к устройствам вывода — индикаторы, светодиоды, дисплеи, печатающие устройства, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), транзисторные ключи, реле, коммутаторы. Примерами устройств одновременно и ввода и вывода являются накопители на гибких и жестких магнитных дисках. В дальнейшем под устройством ввода/вывода или внешним устройством будем понимать одно из перечисленных выше устройств, т. е. устройство
ввода, вывода или ввода/вывода. УВВ различаются: разрядностью данных, быстродействием, управляющими сигналами, типом протокола обмена, т. е. определенным порядком обмена. Данные в УВВ изменяются в произвольный или определенный момент времени. Соединение УВВ с системной шиной МПС осуществляется с помощью интерфейса ввода/вывода, который
согласовывает сигналы УВВ с системной шиной МПС. Как правило, интерфейс состоит из одного или нескольких портов ввода/вывода и схем управления ими.

…

При проектировании интерфейса ввода/вывода необходимо обеспечить:

□ хранение информации, поступающей от УВВ;

□ доступ к информации со стороны МП;

□ управление обменом;

□ преобразование форматов данных.

Хранение информации и доступ к ней со стороны МП. Ввод и вывод информации выполняется с помощью портов ввода/вывода, которые представляют собой 8- или 16-разрядные регистры со схемами выборки и управления чтением/записью.

Ввод или вывод данных можно осуществлять двумя способами:

□ с использованием отдельного адресного пространства УВВ;

□ с использованием общего с памятью адресного пространства, т. е. с отображением на память.

В 1-ом случае ввод-вывод данных выполняются по командам in и out.

Управление обменом. Существуют три способа управления обменом:

□ программный обмен;

□ обмен по прерыванию;

□ обмен в режиме прямого доступа к памяти.

Программный обмен инициируется МП и осуществляется под его управлением. Различают простой и стробированный программный обмен. При простом программном обмене считается, что УВВ в любой момент готово к обмену по командамINили OUT. При стробированном обмене УВВ извещает о своей готовности к обмену стробом. Например, выдача 8-разрядных
данных сопровождается девятым битом — стробом. При таком обмене схема интерфейса содержит триггер или порт управления для сохранения информации о готовности внешнего устройства к обмену. Процессор опрашивает соответствующий разряд порта управления для определения состояния внешнего устройства — его готовности к обмену.

Если УВВ имеет встроенное аппаратное средство для определения готовности к обмену, о состоянии устройства свидетельствует флаг готовностиREADYили флаг готовности/занятости READY/BUSY. Информация о готовности устройств принадлежит к статусной информации и входит в состав слова состояния устройства. Иногда состояние готовности и занятости
идентифицируется отдельными флагами: READYи BUSY. Флаг READYзаменяет бит порта управления.

Недостатками программного стробированного обмена является то, что данный способ
обмена информацией не разрешает внешним устройствам инициировать обмен. Преимущество программного обмена состоит в простоте реализации, а также в том, что нет необходимости в дополнительных аппаратных средствах.

Программный обмен используется для обмена с УВВ, производительность которых меньше производительности МП.

Обмен по прерыванию инициируется УВВ и осуществляется под управлением МП. В этом случае сигнал готовности УВВ к обмену используется как запрос прерывания и поступает в программируемый контроллер прерываний (ПКП). Ввод или вывод осуществляется в подпрограмме обработки запроса прерывания.

Обмен по прерыванию более производительный, чем программный обмен, поскольку не требует времени для опроса готовности УВВ к обмену.

Обмен в режиме ПДП инициируется УВВ и осуществляется под управлением контроллера прямого доступа к памяти (КПДП) без участия МП. При обмене данными между УВВ и памятью нет необходимости в пересылке данных через МП. Данные с помощью КПДП пересылаются непосредственно из УВВ в память или наоборот. Прямой доступ к памяти при выполнении
операций ввода/вывода позволяет значительно увеличить скорость передачи данных и повысить эффективность использования средств МП.

Информацию об области памяти, используемой при обмене в виде начального адреса и длины массива, загружают в КПДП при его программировании. Производительность обмена в режиме ПДП наиболее высокая из рассмотренных способов обмена.

Преобразование форматов данных. Если разрядность данных, с которыми оперирует МП, меньше разрядности данных, с которыми оперирует УВВ, то для согласования разрядности увеличивают число портов ввода/вывода. Если разрядность данных, с которыми оперирует МП, больше разрядности данных, с которыми оперирует УВВ, то для согласования разрядности выполняют упаковку данных, полученных из нескольких источников, в одно слово нужной разрядности или используют дополнение нулями. Для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот используют контроллер последовательного обмена.

Параллельный порт.

Стандартный параллельный порт LPT (LinePrinTer) предназначен, в основном, для подключения принтеров. Подключение к LPT порту выполняется с помощью 25-контактного разъема. Порт LPT имеет малую скорость передачи данных — от 50 до 150 Кб/с, в зависимости от модификации, что обуславливает его ограниченное применение в современных ПК.
В связи, с этим появилось несколько модификаций параллельного интерфейса. Усовершенствованный параллельный порт EPP (EnhancedParallelPort) позволяет обмениваться данными на скорости до 2 Мб/с, порт с расширенными возможностями ЕСР (EnhancedCapabilitiesPort) имеет быстродействие до 4 Мб/с. Стандарты ЕСР и ЕРР поддерживают двустороннюю передачу данных и позволяют подключать к порту накопитель на CD-ROM и винчестер. Причем возможно подключение к одному порту нескольких устройств (до 64). Порт имеет восемь линий для параллельной передачи данных, линию стробирования и восемь линий для обмена служебными сигналами между компьютером и устройством.

Другие сокращения: «УПСС» — — все сокращения России!

Последовательный порт.

Имеющий долгую историю использования стандартный последовательный порт COM (Communications), используется для подключения таких низкоскоростных устройств, как мышь, плоттер, внешний модем, программатор, и позволяет вести обмен на предельной скорости до 920 Кбит/с. В компьютере может использоваться до четырех таких портов, имеющих логические имена СОМ 1, COM2, COM3, COM4. Для работы с устройствами, подключаемыми к СОМ-порту, используется интерфейс RS-232. Простота и широкие возможности обеспечили широкое применение этого стандарта. Разработано большое количество устройств и приборов, взаимодействующих с компьютером по интерфейсу RS-232. Из 25 сигналов, предусмотренных стандартом RS-232, в IBM PC используется только девять. В самом простейшем случае для передачи через последовательный порт используются три линии, по которым передаются сигналы TxD (TransmitData — Передача данных), RxD (ReceiveData — Прием данных) и GND (Ground — Земля). Стандарт предусматривает использование в линиях высоких уровней сигналов ±12 В, уровень логической единицы соответствует напряжению -12 В, а логического нуля — 12 В. Обеспечивается возможность пересылки данных на расстояния не менее 30 м.

Игровой порт.

Игровой (game) порт, как правило, расположен на звуковой карте. Порт позволяет подключать игровые манипуляторы типа джойстика, а также электромузыкальные инструменты с MIDI-интерфейсом (MIDI-клавиатуры и синтезаторы). Основным элементом игрового порта является 4-канальный аналого-цифровой преобразователь, позволяющий подключать определенные аналоговые схемы и контролировать их состояние по уровню напряжения. Четыре цифровых входа могут контролировать состояние «включено/выключено» четырех подключаемых кнопок. Одна из линий порта используется для приема потока данных от MIDI-инструмента, другая — для передачи данных к инструменту.

Инфракрасный порт.

Для связи компьютеров друг с другом, а также для подключения внешних устройств можно использовать беспроводной интерфейс, работающий в инфракрасном (ИК) диапазоне волн.
Устройства подключаются, как говорят, по инфракрасному порту. Передача и прием сигналов осуществляется посредством передающего и принимающего ИК-светодиодов. Обмен данными — двунаправленный, следовательно, каждое устройство должно иметь и светодиод, и фотодиод. Основные преимущества инфракрасной связи — низкая потребляемая мощность и практически полное отсутствие чувствительности к электромагнитным помехам. Инфракрасный порт, как правило, интегрирован в материнскую плату. Для возможности работы с портом необходимо лишь установить плату инфракрасного модуля и подключить его к соответствующему разъему материнской платы.

Созданием стандартов для работы устройств с использованием инфракрасного порта занимается ассоциация IrDA (InfraredDataAssociation). Последние расширения этого стандарта обеспечивают скорость передачи данных внутри помещения до 155 Мбит/с. Небольшие сети позволяют объединить два устройства или подключить компьютер к сети. Расстояние между источником и приемником сигнала обычно составляет 5-15 м, скорость передачи — 10 Мбит/с.

Шина USB.

Консорциум компаний (включая Intel и Microsoft) разработал спецификацию универсальной последовательной шины — USB (UniversalSerialBus). Шина является дешевой и простой в использовании, поддерживает технологию HotPlug, позволяя подключать и отключать устройства без выключения компьютера и электропитания внешних устройств («горячее» подключение). При подсоединении разъема периферийного оборудования к шине USB происходит его автоматическая настройка без перезагрузки системы. Универсальная последовательная шина USB предназначена для подключения к компьютеру большого количества разнотипных периферийных устройств, имеющих разное быстродействие. Она может быть использована для подключения среднескоростных устройств цифрового видео, компьютерной телефонии, мультимедиа-игр. В настоящее время используется шина USB 1.1 и более высокоскоростная USB 2.O. Быстродействие шины USB 1.1 составляет 1,5 Мб/с, а шины версии USB 2.0 — 60 Мб/с. В USB 1.1 высокоскоростные устройства передают данные с максимальной скоростью 12 Мб/с, низкоскоростные устройства используют более медленную скорость передачи — 1,5 Мб/с. USB 2.0 позволяет передать данные на скорости до 480 Мб/с. Подключаемые устройства могут быть удалены от ПК на расстояние до 5 м. Использование USB-концентраторов позволяет увеличить это расстояние. Цепочкой можно соединить до пяти концентраторов, что увеличит возможное расстояние подключения почти 30 м. Шина USB — четырех проводная, данные передаются последовательно по двум проводам. При необходимости подключаемые устройства могут получать питание по шине через провод питания и общий провод.

Технология Bluetooth.

Технология Bluetooth задумывалась как решение для создания домашних и офисных сетей: организация связи между компьютерами, принтерами, сканерами и т.д. Однако, разработчики пошли дальше задуманного, и технология Bluetooth стала использоваться в цифровых камерах, сотовых телефонах и другой бытовой технике. Bluetooth-устройства работают на частоте 2,4 ГГц, дальность связи — до 10 м, 100 м (в зависимости от класса устройства). Скорость передачи — до 3 Мбит/с (в зависимости от поддерживаемой устройством версии стандарта). Любое Bluetooth-устройство может поддерживать связь с другим Bluetooth-устройством посредством мобильного телефона с Bluetooth-адаптерами, позволяя объединять в беспроводные сети как компьютеры и другие устройства, имеющие встроенный модуль Bluetooth.

Технология WiFi.

Возможности беспроводного соединения компьютеров, ноутбуков и периферийных устройств реализованы в технологии WiFi Адаптер WiFi устанавливается в свободный слот материнской платы. Устройства WiFi работают в диапазоне частот 2,4-2,483 ГГц, его пропускная способность — 11 Мбит/с, дальность связи — до 100 м. Технология широко применяется для создания беспроводных локальных сетей или WLAN (WirelessLocalAreaNetwork).

Переферийные устройства

Человек взаимодействует с информационными системами главным образом через устройства ввода-вывода (input-output devices). Прогресс в области информационных технологий достигается не только благодаря возрастающей скорости процессоров и емкости запоминающих устройств, но также за счет совершенствования устройств ввода и вывода данных. Устройства ввода-вывода называются также периферийными устройствами (peripheral devices).

Среди периферийных устройств, подключаемых к персональному компьютеру, можно выделить в качестве первостепенных для ввода данных клавиатуру и мышь, для отображения результатов выполнения программ и просмотра мультимедийных приложений — видеомонитор. Необходимым устройством для вывода информации является принтер. Значительно расширяет возможности ввода текстовой и графической информации использование в составе системы сканера.

Клавиатура.

Клавиатура (keyboard) – традиционное устройство ввода данных в компьютер. Клавиатура предназначена для ввода информации и является одним из исторически первых и до настоящего времени основных устройств связи с компьютером. С помощью клавиатуры вводятся данные и команды для выполнения, производится управление работой компьютера во время выполнения программы. Клавиатура состоит из алфавитных, цифровых, управляющих, функциональных и мультимедийных клавиш. Кроме клавиш на всех клавиатурах имеются индикаторы текущего состояния для клавиш NumLock, CapsLock и ScrollLock.

В настоящее время, в основном, используются клавиатуры мембранного типа, в которых при нажатии клавиши происходит замыкание с помощью верхней мембраны токопроводящих площадок на нижней мембране, соответствующих данной клавише. Содержащийся в корпусе клавиатуры микропроцессор отслеживает замыкания, соответствующие алфавитным, цифровым и другим клавишам. Далее информация о состоянии клавиш посылается в компьютер, а управляющая программа ее обрабатывает.

Связь между клавиатурой и клавиатурным портом компьютера осуществляется посредством 4-проводного кабеля и разъема со стороны компьютера. Большая часть производимых клавиатур использует для подключения клавиатурный порт стандарта PS/2. Производятся также клавиатуры для подключения через USB-порт. Определенную популярность имеют беспроводные клавиатуры, имеющие радиус действия порядка 2 м и работающие либо в диапазоне инфракрасных волн (оптические), либо в диапазоне радиоволн.

Привлекательность той или клавиатуры, в основном, зависит от ее дизайна, расположения клавиш, усилия, требуемого для нажатия клавиш и тактильного ощущения, а также наличия дополнительных удобств типа подставок для запястий рук. Некоторые производители предлагают клавиатуры с укороченным ходом клавиш, а также дополнительными клавишами для управления мультимедиа- и интернет-приложениями, питанием компьютера.

Компьютерная мышь.

Мышь (mouse) была разработана довольно давно (в 60-х годах), но стала широко использоваться только с приходом в мир персональных компьютеров графического пользовательского интерфейса. Обычно мышь, как и клавиатура, подключается к компьютеру с помощью кабеля.

Развитие микроэлектроники и технологий буквально преобразило внешний вид, внутреннее устройство и функциональные характеристики мыши. Устройство стало полностью оптико-электронным. Светоизлучающий диод освещает поверхность, по которой перемещается мышь, отраженный свет формирует изображение на сенсоре. По сути, оптическая мышь — крошечная высокоскоростная видеокамера и процессор, обрабатывающий изображение. Оптическая мышь имеет массу преимуществ. В ней нет движущегося резинового шарика, который надо регулярно чистить для обеспечения точности отображения. Вдобавок оптическая технология позволяет работать практически на любой поверхности, что затруднительно для механической мыши. Производятся мыши с регулируемой точностью и дополнительными встроенными кнопками спецфункций. Назначение кнопок в процессе работы можно перепрограммировать. Удобным дополнением к основным функциям мыши является скроллинг (колесо прокрутки). В некоторых случаях удобно использование беспроводных мышей. Существуют беспроводные манипуляторы работающие в радио- или инфракрасном диапазоне волн, а также Bluetooth-мыши. При проводном подключении мышей к компьютеру в основном используется либо «мышиный» порт в стандарте PS/2, либо USB-интерфейс.

Альтернатива мыши — это манипуляторы StickPointerи TouchPad, которые не имеют движущихся механических частей. Сначала они применялись только в ноутбуках, но затем их стати размешать и на клавиатурах обычных настольных компьютеров. StickPointerпредставляет собой небольшой рычажок, расположенный между клавишами. Давление на него в разные стороны вызывает перемещение курсора на экране. При этом сам рычажок остается неподвижным.
TouchRidпредставляет собой небольшую площадку, расположенную рядом с клавишами, по которой необходимо двигать пальцем или ручкой, причем движение пальца вызывает такое же перемещение курсора на экране. С точки зрения компьютера эти манипуляторы ничем не отличаются от мыши, онииспользуют тот же интерфейс.

Джойстик.

Джойстик — слово английского происхождения -joy (радость), stick (палка). Манипуляторы типа джойстик имеют широкое применение как средство управления в компьютерных играх. Традиционные джойстики имели рукоятку-рычаг, связанную с двумя переменными резисторами, изменявшими значение при движении рукоятки. Эти резисторы позволяли отслеживать передвижение в двух координатах, информация о положении которых поступает на соответствующие аналоговые входы игрового порта компьютера. Адаптер, встроенный
в порт, преобразовывал аналоговый сигнал в цифровой и передает на шину компьютера. Кроме рукоятки традиционный джойстик имел четыре кнопки, передающие через порт сигналы включено/выключено.

Для полноценного управления в современных играх этих возможностей явно недостаточно. Расширяют функциональные возможности манипуляторов типа джойстик устройства, подключаемые через USB-порт. Они гораздо более интеллектуальны и имеют встроенный контроллер, позволяющий увеличить количество функций манипулятора, а также необходимое количество кнопок, как правило, программируемых на определенные действия, управление с помощью высокоточных регуляторов в трех и более координатах. Информация о всех манипуляциях кодируется непосредственно контроллером джойстика и через USB-интерфейс передается в шину компьютера, откуда поступает для обработки в центральный процессор

Сенсорные экраны.

Сенсорные экраны (touch screens) предназначены для тех, кто не может пользоваться обычной клавиатурой. Пользователь может ввести символ или команду прикосновением пальца к определенной области экрана.

Мониторы.

Мониторы (monitors) – наиболее популярные устройства отображения информацииДо недавнего времени основным типом используемого видеомонитора был монитор на базе электронно-лучевой трубки, аналогичной используемой в телевизорах. В устройстве видеомонитора и телевизора имеется много общего, и в некоторых моделях первых компьютеров в качестве монитора использовался обычный телевизор. Бурное развитие технологий производства жидкокристаллических экранов позволило создать вначале удовлетворяющие по качеству, а затем и доступные по цене LCD-дисплеи. В настоящее время LCD-мониторы почти полностью вытеснили, по крайней мере, в продаже, мониторы на электронно-лучевых трубках, или как их еще называют CRT-мониторы. Мониторы на электронно-лучевых трубках предпочитают использовать только в тех областях, где требуется исключительно высокая фотореалистичность изображения.

По принципу работы ЭЛТ напоминают кинескопы, используемые в обычных телевизорах – электронная пушка испускает пучок электронов, высвечивающих на экране картинку, состоящую из точек (pixels). Чем больше точек может вместить экран, тем выше разрешение (resolution) монитора.

Параметры мониторов:

-разрешение

-размер по диагонали

-частота развертки (частота смены кадров).

Принцип действия ЖК-мониторов основан на явлении взаимодействия световых электромагнитных колебаний с длинными молекулами вещества, находящегося в промежуточном (между жидкостью и кристаллом) состоянии.

Для подключения мониторов используются DVI, HDMI,VGA.

Принтеры.

Принтеры (printers) выполняют печать информации на бумаге или пленке (результат, получаемый при печати, называют твердой копией [hard copy]). Принтеры бывают матричные (dot matrix), струйные (inkjet), лазерные (laser) и термографические (thermal transfer). К последним относятся сублимационные и твердочернильные. Большинство принтеров печатают от 2 до 8 страниц в минуту. Линейно-матричные принтеры могут печатать до 20000 строк в минуту.

Принцип действия матричного принтера: изображение на бумаге получается в результате выброса из печатающей головки ряда игл и удара ими через красящую ленту по листу бумаги. При прохождении печатающей головки вдоль строки из комбинаций оттисков игл формируются буквы и знаки.

Суть технологии струйной печати заключается в формировании изображения на бумаге путем направленного выброса капель красителя (чернил). На сегодняшний день в струйных принтерах используются две основные технологии формирования капель при выбросе из печатающей головки — пьезоэлектрическая и пузырьковая (электротермическая).Пьезоэлектрическая технология используется в струйных принтерах Epson, Brother.Пузырьковая технология применяется в принтерах фирм HewlettPackard, Lexmark, Canon, Xerox.

Основные характеристики принтеров:

-разрешение – количество точек на один квадратный дюйм. Чем выше разрешение, тем качественнее печать. Матричные принтеры обеспечивают сравнительно низкое разрешение (от 80 до 200 точек на кв.дюйм), струйные – до 720, лазерные – до 1200, термографические – от 1200 до 5000 точек на кВ.дюйм.

-скорость печати (стр. в минуту). Мощные лазерные и термографические принтеры способные выводить на печать до 100 стр. в минуту.

-поддержка цветной печати.

Системные устройства

Помимо микропроцессора и системной памяти на системной (материнской) плате располагаются и другие важные модули, обеспечивающие работоспособность компьютера: контроллеры прерываний и прямого доступа, тактовый генератор, системный таймер, буферные микросхемы, контроллер шины и тд. В первых компьютерах семейства все эти функции выполняли отдельные специализированные микросхемы сравнительно низкой степени интеграции. В современных компьютерах применяются сверхбольшие интегральные схемы, которые, тем не менее, обеспечивают полную программную и аппаратную совместимость с предыдущими моделями. Эти микросхемы называются набором микросхем или chipset(чипсет). Преимущества такого подхода — chipsetзанимает меньше места на плате, меньшая потребляемая мощность, значительно большая надежность. Компьютеры, выполненные на системных платах с chipsetизвестных фирм, имеют лучшую репутацию. В большинство наборов микросхем входит так называемый периферийный контроллер, включающий два контроллера прерываний, два контроллера прямого доступа к памяти, таймер, часы реального времени, а также CMOS-память.

Тактовый генератор.

Системный тактовый генератор генерирует сигналы синхронизации для работы микропроцессора, всех контроллеров и системной шины. Для обеспечения высокой стабильности тактовых частот и их независимости от температуры применяются кварцевые резонаторы, то есть кристаллы кварца, имеющие высокостабильную частоту собственных колебаний. Как
правило, в состав системной платы входит несколько кварцевых резонаторов, каждый из которых обеспечивает свой тактовый сигнал. Тактовую частоту процессора можно выбирать путем установки перемычек на системной плате. Это позволяет пользователю модернизировать компьютер путем замены процессора на другой, рассчитанный на более высокую тактовую частоту.Иногда удается заставить процессор работать на более высокой тактовой частоте, чем та, на которую он рассчитан, но здесь нужно соблюдать осторожность, так как повышение частоты ведет не только к увеличению потребляемой мощности и перегреву микросхемы, но и к ошибкам и сбоям в работе, причем проявляющихся только в отдельных режимах, например, в многозадачном.

В общем случае в компьютере существуют следующие тактовые частоты:

• HostBusClock (CLK2IN) — это опорная частота (внешняя частота шины процессора). Именно из нее могут получаться другие частотыи именно она задается перемычками (джамперами);

• CPUClock (CoreSpeed) — это внутренняя частота процессора, на которой работает его вычислительное ядро. Может совпадать с HostBusClockили получаться из нее умножением на 1,5, 2, 2,5, 3,4. Умножение должно быть предусмотрено в конструкции процессора.

• ISABusClock (ATCLK, BBUSCLK) — это тактовая частота системной шины ISA(сигнал SYSCLK). По стандарту она должна быть близка к 8 МГц, но в BIOSSetupимеется возможность выбрать се через коэффициент деления частоты HostBusClock. Иногда компьютер остается работоспособным и при частоте шины ISAоколо 20 МГц,
но обычно платы расширения ISAразрабатываются из расчета на 8 МГц, и при больших частотах они перестают работать. Не следует рассчитывать, что компьютер станет вдвое быстрее при удвоении этой частоты. Для каналов прямого доступа к памяти на системной
плате используется еще один тактовый сигнал SCLK, частота которого, как правило, составляет половину от ISABusClock.

• PCIBusClock— это тактовая частота системной шины PCI, которая по стандарту должна быть 25 — 33,3 МГц. Ее обычно получают делением частоты HostBusClockна нужный коэффициент. В компьютерах предусматривается возможность ее увеличения до 75 или даже 83 МГц, но из соображений надежности работы рекомендуется придерживаться стандартных значений.

• VLBBusClock— это частота локальной шины VLB, определяемая аналогично PCIBusClock.

Контроллер прерываний.

Контроллеры радиальных прерываний в первых компьютерах выполнялись на микросхемах i8259,каждая из которых имела 8 входов запроса прерываний. В IBMPCATприменялось две таких микросхемы, в результате чего количество входов запросов прерываний увеличилось до 15. Режимы работы контроллеров прерываний определяются процессором путем записи соответствующих управляющих кодов по адресам в пространстве устройств ввода/вывода.

При поступлении запроса прерывания на один из входов IRQи удовлетворении
этого запроса контроллер прерываний вырабатывает выходной сигнал запроса прерывания, поступающий на процессор. В ответ на это процессор запрашивает контроллер о том, прерывание с каким адресом вектора необходимо обслужить. Всего прерываний может быть 256 (от 00 до FF). Номер прерывания, полученный от контроллера, процессор умножает на 4 и получает,
таким образом, адрес памяти, где хранится адрес начала программы обработки прерываний (вектор прерывания). Присваивание каждому из каналов IRQсвоего номера процессор осуществляет на этапе инициализации контроллера.

Контроллер прерываний может выполнять следующий набор операций:

• маскирование запросов на прерывание, то есть временное запрещение реакции на них;

• установка приоритетов запросов по различным входам, то есть разрешение конфликтов при одновременном приходе нескольких запросов на прерывание;

• работа в качестве основного контролера (Master) или подчиненного
(Slave).

Для маскирования прерываний используется внутренний регистр контроллера, программно доступный процессору как по записи, так и по чтению. Замаскирован может быть каждый запрос (по каждой из линий IRQ), путем установки соответствующего бита маскирования в записываемом в контроллер управляющем байте.

Схема приоритетов прерываний может быть задана процессором программным путем. В базовом варианте все приоритеты фиксированы (то есть IRQ0 имеет высший приоритет, aIRQ7 — низший). Но в принципе высший уровень приоритета задастся для любого из входов запросов, можно также установить циклическое переключение приоритетов (последний
обслуженный запрос получает низший приоритет), обеспечивая тем самым всем запросам равные приоритеты. Если во время обработки прерывания с меньшим уровнем приоритета приходит более приоритетный запрос, то процессор переходит на программу обработки более приоритетного запроса, а после ее выполнения возвращается к программе обработки менее приоритетного запроса. Отмстим, что немаскируемое прерывание N Mlимеет приоритет выше любого другого аппаратного прерывания.

Другие сокращения: Совет по изучению производительных сил АН СССР: экспедиционная деятельность на востоке страны в 1931-1940 годах – тема научной статьи по истории и археологии читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Завершив выполнение программы обработки прерывания, процессору необходимо с помощью специальной команды сообщить об этом контроллеру прерываний, чтобы разрешить ему дальнейшую работу, в частности, вновь обрабатывать тот же самый запрос.

При каскадировании контроллеров основному контроллеру надо указать, к какому из его входов подключен подчиненный контроллер, а подчиненному контроллеру необходимо указать, к какому входу основного контроллера подключен его выходной сигнал запроса.

Все операции начальной настройки контроллеров прерываний выполняет BIOS, и пользователю нужно прибегать к программированию этих контроллеров только при необходимости смены режимов обслуживания прерываний или при написании собственной программы обработки аппаратных прерываний.

РАЗДЕЛ 6. ИНТЕРФЕЙС УСТРОЙСТВ ВВОДА-ВЫВОДА

Структура и логическая организация подсистемы ввода-вывода.

Порты ввода-вывода.

При проектировании интерфейса ввода/вывода необходимо обеспечить:

…

□ хранение информации, поступающей от УВВ;

□ доступ к информации со стороны МП;

□ управление обменом;

□ преобразование форматов данных.

Ввод или вывод данных можно осуществлять двумя способами:

□ с использованием отдельного адресного пространства УВВ;

□ с использованием общего с памятью адресного пространства, т. е. с отображением на память.

В 1-ом случае ввод-вывод данных выполняются по командам in и out.

Управление обменом. Существуют три способа управления обменом:

□ программный обмен;

□ обмен по прерыванию;

□ обмен в режиме прямого доступа к памяти.

Программный обмен используется для обмена с УВВ, производительность которых меньше производительности МП.

Для связи компьютера с пользователем (то есть организации интерфейса пользователя) применяются видеоадаптер, управляющий видеомонитором, клавиатура и графический манипулятортипа «мышь» (mouse).

Видеоадаптер представляет собой устройство сопряжения компьютера с видеомонитором и чаще всего выполняется в виде специальной платы расширения, вставляемой в системную шину или локальную шину компьютера. При этом изображение, формируемое на экране монитора, хранится в видеопамяти, входящей в состав видеоадаптера.

Видеопамять представляет собой оперативную память, которая, хотя и не является, по сути, системной памятью, рассматривается процессором как часть системной памяти с адресами А0000 — BFFFF(всего 128 Кбайт). То есть с этой памятью процессор может взаимодействовать как с системной оперативной памятью: писать информацию в любую ячейку и читать информацию из любой ячейки. Но одновременно эта же память постоянно сканируется (то есть последовательно опрашивается) самим видеоадаптером для формирования растрового изображения на экране монитора. То есть доступ к этой памяти имеют как процессор, так и
видеоадаптер.

Скорость обмена с видеопамятью — довольно важный параметр, он влияет на удобство работы с компьютером и часто определяет крут задач, который может им выполняться. Поэтому для видеопамяти используют самые быстродействующие микросхемы. Кроме того, применяют специальные архитектурные решения, позволяющие облегчить разделение доступа к памяти со стороны процессора и видеоадаптера. Например, в случае двухпортовой памяти VRAM— VideoRAM. к каждой се ячейке одновременно могут получить доступ (с записью или чтением) как процессор, так и сам адаптер. Отметим, что в старых видеоадаптерах для снижения искажений изображения на экране во время перезаписи содержимого памяти использовалось
обращение к памяти со стороны центрального процессора только в периоды
кадрового и строчного гасящего импульсов (когда электронный луч монитора гасится при переходе к следующей строке экрана или к следующему кадру). Все современные видеоадаптеры могут работать в двух основных режимах: текстовом (символьном, алфавитно-цифровом) и графическом.

…

В текстовом режиме видеопамять имеет начальный адрес В8000, а в графи-
ческом – А0000.

В текстовом режиме на экран можно выводить только отдельные символы, причем только в определенные позиции на экране. При этом в видеопамяти хранятся исключительно коды выводимых символов (8-разрядные) и коды атрибутов символов (8-разрядные). То есть каждой символьной позиции на экране соответствует два байта памяти. К атрибутам символа
относятся яркость, цвет, мерцание как символа, так и его фона. Для преобразования содержимого памяти в видеосигнал точечного изображения применяется так называемый знакогенератор. Он может представлять собой ПЗУ, в котором записано построчное растровое изображение каждого символа. При этом чем больше точек растра отводится по изображение символа, тем он качественнее, но тем больше места занимает на экране. Преимущества текстового режима — это простота управления экраном и малый объем требуемой памяти. Примером его использования является программа начального запуска BIOS.

В графическом режиме в видеопамяти хранится описание каждой точки на экране монитора Каждой точке соответствует несколько бит памяти (используется ряд: I, 4, 8, 16, 24 бит на одну точку). При этом, соответственно, каждая точка может иметь 2ⁿ состояний, где n — количество битов, а под состоянием понимается цвет и яркость точки. При одном бите точка может быть белой или черной, при 4 битах она может иметь 16 цветов, при 8 битах — 256, при 16 битах — 65 536, а при 24 битах — 16 777 216 цветов и оттенков. Здесь же отметим, что
общее количество точек на экране в современных компьютерах выбирается из ряда 640 (по горизонтали) х 480 (по вертикали). 800×600, 1024×768. 1280×1024, 1600×1200. Отсюда нетрудно рассчитать требуемый для полного экрана объем видеопамяти.

Понятно, что для полного обновления такого большого объема памяти требуется значительное время даже при быстрой видеопамяти и быстром процессоре. В роли ограничивающего фактора будет выступать темп обмена по системной шине. Поэтому именно видеоадаптеры первыми стали размещать на локальной шине VLBили на шине PCI, а позднее — на выделенной шине AGP. Другое направление ускорения формирования изображения — совершенствование принципов обмена с компьютером. Первые видеоадаптеры были рассчитаны на
то.чтобы все манипуляции с изображением проводил сам центральный процессор компьютера. Принципиально иной подход — использование графического сопроцессора. При этом центральный процессор только даст команды на формирование изображения, а сопроцессор, расположенный на плате видеоадаптера, сам уже выполняет всю обработку, расчеты и формирование объектов на экране, что дает большое увеличение скорости формирования изображений.
Промежуточный вариант — это применение так называемых графических ускорителей, то есть узлов, выполняющих наиболее трудоемкие операции по формированию изображений, но центральный процессор при этом не освобождается полностью от управления видеопамятью.

В настоящее время наиболее распространены два стандарта дисплеев:

• SVGA (SuperVGA), который поддерживает максимальное разрешение 1024×768 точек (стандартным считается 800×600 точек) в 16- и 256- цветных режимах при максимальном объеме видеопамяти 4 Мбайт. Кроме того, предусмотрено использование двухпортовой памяти и 16- разрядной шины данных и ряд других новшеств.

• XGAи XGA-2 (extendedGraphicsArray) — эти стандарты предложены в 1990 и 1992 г.г. компанией IBM. Основным режимом считается разрешение 1024×768 точек при 256 цветах (XGA) или при 64К цветах (XGA-2). Отличительная особенность — использование быстродействующего графического сопроцессора и наличие возможности управлять системной шиной, что позволяет выполнять видеооперации без участия центрального процессора. Так же, как и в SVGA, используется двухпортовая оперативная память, причем она располагается в адресном пространстве компьютера в последних адресах полной 4-гигабайтной области, на которые обычно никто не претендует. В XGA-2, в отличие
от XGA, используется только прогрессивная (сплошная), а не чересстрочная развертка изображения на экране монитора, что обеспечивает малые мерцания. Оба стандарта поддерживают полную совместимость с SVGA.

• UVGA (UltraVGA) — основным разрешением считается 1280×1024 точек.

• UXGA- разрешение 1600х 1200 точек, XVGA- 1280×768 точек.

Для подключения к компьютеру клавиатуры применяется специальный интерфейс с последовательной передачей информации. Это позволяет использовать для присоединения клавиатуры всего два двунаправленных провода (линия данных и тактовый сигнал). Обмен информацией идет 11-битовыми посылками, включающими 8 разрядов данных и служебную
информацию (то есть стартовый бит, бит четности и столовый бит).

Принцип работы клавиатуры довольно прост. Он сводится к постоянному сканированию (последовательному опросу) всех клавиш (обычно применяется 101-клавишная клавиатура) и к пересылке в компьютер номера нажатой клавиши (8-битного скэн-кода), причем как при ее нажатии, так и при отпускании. При отпускании клавиши ее скэн-код предваряется посылкой кода F0. Если клавиша удерживается длительное время, то через заданный интервал посылки ее скэн-кодов повторяются с заданной частотой. Если одновременно нажимается более одной клавиши, то повторяется посылка кода только последней из нажатых клавиш.

При получении скэн-кода контроллером 8042 он формирует сигнал запроса аппаратного прерывания IRQ1. Это приводит к вызову программы обработки нажатия клавиши, находящейся в BIOS. Служебные клавиши (Shift,Ctrl, Alt) и переключающие клавиши (CapsLock,Insert,NumLock) обрабатываются специальным образом, а в случае нажатия символьных клавиш их скэн-коды преобразуются в коды соответствующих символов и помешаются в буфер клавиатуры. Буфер клавиатуры — это 16-байтная область памяти, организованная по принципу FIFO«первый вошел — первый вышел», в которой хранятся колы нажатых клавиш до тех пор, пока их сможет обработать программа.

Современные клавиатуры персональных компьютеров имеют 101 или 102 клавиши. Имеются «расширенные» модели с количеством клавиш до 122 и «усеченные» модели с количеством клавиш около 90,применяемые в портативных компьютерах типа ноутбук.

Начиная с компьютера PCAT, клавиатура может не только передавать информацию, но и принимать ее. Эта возможность используется для пересылки в клавиатуру команд, устанавливающих режимы ее работы (например, скорость повтора ввода символов при удерживаемой клавише или временная задержка перед повтором).

Компьютерная мышь, служащая для управления курсором, подключается к компьютеру через стандартный последовательный интерфейс RS-232С. Для передачи компьютеру информации о перемещении мыши используется 3-байтовый формат. Два байта при этом содержат информацию о перемещении мыши по вертикали и по горизонтали, а один байт — о состоянии кнопок мыши. Передача ведется только в одном направлении (от мыши к компьютеру) со скоростью 1200 бит/с. Перемещение измеряется в специальных единицах cpi
(countsperinch), равных примерно 0,005 дюйма (0,13 мм).

Стоит отметить, что мышь, как правило, питается от системного блока компьютера. для чего задействованы неиспользуемые сигнальные .линии разъема интерфейса RS-232C,так как собственно напряжения питания на разъем не выведены. Именно поэтому мышь присоединяется к компьютеру четырехпроводным кабелем, хотя для информации хватило бы и двухпроводного.Сейчас используется также подключение мыши через интерфейс RS/2, похожий на RS-232C, но не совместимый с ним.

Внешняя память компьютера представляет собой дисковые накопители информации — встроенный накопитель на жестком диске (винчестер) и накопитель на сменных гибких лисках (дискетах). В обоих случаях магнитные диски хранят информацию в виде намагниченных концентрических дорожек (цилиндров) на магнитном покрытии, разбитых на сектора. Диск в накопителе постоянно вращается, а запись и чтение информации производятся перемещаемыми вдоль радиуса диска магнитными головками. Благодаря постоянному прогрессу технологии производства накопителей, развитию технологии магнитных покрытий и магнитных головок, емкость винчестеров повысилась до нескольких десятков гигабайт, а емкость дискет — до сотен мегабайт (правда, стандартным пока считается объем дискеты 1,44 Мбайт).

Важный параметр любого дисковода — это его быстродействие, которое определяется, с одной стороны, достижимой скоростью записи/чтения информации.а с другой — временем позиционирования (то есть установки в нужное положение) магнитной головки дисковода. Немаловажно и быстродействие интерфейса, осуществляющего связь компьютера с накопителем, а также применяемые способы организации обмена информацией.

В настоящее время наиболее распространены два стандартных интерфейса для винчестеров:

• IDE (IntegratedDriveElectronics) — интерфейс для дисковых накопителей, официальное название — ATA (ATAttachment). Именно этот интерфейс применяется в качестве основного в персональных компьютерах. Скорость обмена может достигать 133 Мбайт/с.

• SCSI (SmallComputerSystemInterface) — малый компьютерный системный интерфейс. В принципе, он используется и для подключения других устройств (например, сканеров), но основное его применение — для дисководов. Как правило, данный интерфейс изначально включается в структуру только некоторых серверов, а для его реализации в персональных компьютерах необходима дополнительная плата расширения (кстати,
довольно дорогая). Скорость обмена может достигать 320 Мбайт/с.

Сравнение этих двух интерфейсов (SCSIи IDE) показывает, что в однопользовательских автономных системах гораздо эффективнее применял» IDE, а в многопользовательских и многозадачных системах выгоднее становится SCSI. Стоит также отметить, что установка SCSIсложнее и дороже, чем IDE. Кроме того, при использовании винчестера с интерфейсом SCSIв качестве сетевого диска могут возникнуть проблемы. Преимуществом SCSIявляется большее
количество максимально подключенных дисководов и возможность одновременного выполнения ими подаваемых команд. А что касается скорости обмена, то она в основном определяется не пропускной способностью интерфейса, а другими параметрами, в частности скоростью используемой системной шины. Поэтому точно сказать, дисковод с каким интерфейсом будет
работать быстрее, в общем случае невозможно. К тому же в случае IDEреальная скорость очень сильно зависит от схемотехнических решений, использованных изготовителем дисководов.

Для ускорения обмена с дисками широко применяется кэширование, принцип которого близок к принципу кэширования оперативной памяти. Точно так же кэширование диска позволяет за счет использования более быстрой электронной памяти, чем дисковая память, существенно увеличил, среднюю скорость обмена с диском. Здесь принципиально важны несколько моментов:

• в большинстве случаев каждое следующее обращение к диску будет обращением к следующему по порядку блоку информации на диске;

• для позиционирования головки требуется заметное время (порядкамиллисекунды);

• искомый сектор на диске может не оказаться под головкой после ее установки, и потребуется ждать его прихода.

Все это приводит к тому, что оказывается гораздо выгоднее содержать в оперативной памяти (дисковой кэш-памяти) копию часта диска и обращаться на диск только в том случае, если нужной информации нет в кэш-памяти. Для обменас кэш-памятью, как и в случае оперативной памяти, используются методы WriteThrough (WT) и WriteBack (WB). Так как винчестер — это блочно-ориентированное устройство (размер блока равен 512 байт), то данные передаются
в кэш блоками. При заполнении кэш-памяти в нее переписываются не только необходимые в данный момент блоки, но и следующие за ними (метод «чтение вперед».ReadAhead),дальнейшее обращение к которым наиболее вероятно.Кэш-память диска обычно располагается на
плате специального кэш-контроллера дисковода, и ее объем может достигать 16 Мбайт.

Для сопряжения с компьютером дисковода для гибких дисков (флоппи-дисков, дискет) традиционно применяется специальный интерфейс SA-400, разработанный в начале 70-х годов. Контролер присоединяется к дисководу 34-проводным кабелем, причем к одному контроллеру обычно присоединяется до двух дисководов (теоретически их может быть четыре). На каждом
накопителе, как правило, имеется четыре перемычки DSO—DS3 (DriveSelect) для выбора номера данного дисковода. Данные по интерфейсу передаются в последовательном коде в обоих направлениях (по разным проводам). Скорость передачи данных для дискеты емкостью 1,44 Мбайт составляет 500 Кбит/с. Как и контроллер жестких дисков, контроллер гибких дисков в современных компьютерах установлен на системной плате (для старых моделей компьютеров выпускались специальные платы расширения).

В новых компьютерах стал стандартным дисковод на оптических компакт-дисках (CD-ROM). На этих дисках информация хранится в виде зон с разными степенями отражения света от поверхности диска. Вместо множества концентрических дорожек на поверхности диска (как у магнитного диска, винчестера), в случае компакт-диска применяется всего одна спиральная
дорожка. Для чтения информации применяется миниатюрный лазер. Диски имеют диаметр 5 дюймов и стандартный объем 780 Мбайт. Скорость обмена информацией с компакт-дисками сейчас составляет от 2,4 Мбайт/с (для дисководов со скоростью 16х) до 3.6 Мбайт/с (для дисководов со скоростью 52х). Используются интерфейсы IDFи SCSI. На компакт-диск записываютсяне только данные, но и звук, а также изображение. Существуют компакт-диски
с возможностью однократной записи или многократной перезаписи информации с компьютера.

Другие сокращения: Какие показатели крови могут свидетельствовать об онкологии

Переферийные устройства

Клавиатура.

…

Компьютерная мышь.

Джойстик.

Сенсорные экраны.

Устройства этого типа считывают информацию с носителя, где она уже имеется. Примерами таких систем могут служить кассовые терминалы, сканеры штрих-кодов и другие системы оптического распознавания символов. Одно из преимуществ устройств автоматизированного ввода данных состоит в том, что при их использовании исключаются некоторые ошибки, неизбежные при вводе информации с клавиатуры. Сканер штрих-кодов делает менее чем одну ошибку на 10000 операций, в то время как обученный наборщик ошибается один раз при вводе каждых 1000 строк.

Основные вида устройств автоматизированного ввода информации – системы распознавания магнитных знаков, системы оптического распознавания символов, системы ввода информации на базе светового пера, сканеры, системы распознавания речи, сенсорные датчики и устройства видеозахвата.

Системы распознавания магнитных знаков (Magnetic Inc Character Recognition, MICR) используются в основном в банковской сфере. В нижней части обычного банковского чека находится код, нанесенный специальными магнитными чернилами. В коде содержится номер банка, номер расчетного счета и номер чека. Система считывает информацию, преобразовывает ее в цифровую форму и передает в банк для обработки.

Системы оптического распознавания символов (Optical Character Recognition, OCR) преобразуют специальным образом нанесенную на носитель информацию в цифровую форму. Наиболее широко используемые устройства этого типа – сканеры штрих-кодов, которые применяются в кассовых терминалах магазинов. Эти системы используются также в больницах, библиотеках, на военных объектах, складах продукции и в компаниях по перевозке грузов. В дополнение к данным, идентифицирующим предмет, на который нанесен штрих-код, последний может содержать информацию о времени, дате и физическом положении предмета.

…

Ручные устройства распознавания информации, такие как перьевые планшеты, особенно полезны для людей, работающих в сферах сбыта продукции и сервиса – такие работники избегают «общения» с клавиатурой. Устройства перьевого ввода обычно содержат плоский экран и световое перо, похожее на шариковую ручку. Перьевые планшеты преобразуют буквы и цифры, написанные пользователем на экране, в цифровую форму, и передают эти данные в компьютер для обработки.

Сканеры (scanners) преобразуют в цифровую форму графическую информацию (рисунки, чертежи и пр.) и большие объемы текстовой информации. Интерфейсы для подключения сканеров – USB, TWAIN. Системы распознавания речи(voice input devices) преобразуют в цифровую форму произносимые пользователем слова. Существует два режима работы подобных устройств. В режиме управления (command mode) вы произносите команды (такие как «открыть документ», «запустить программу» и т.д.), которые выполняются компьютером. В режиме диктовки (dictation mode) можно надиктовывать компьютеру любой текст. К сожалению, точность распознавания речи таких систем оставляет желать лучшего. Человеческий голос имеет множество оттенков, на точность распознавания может повлиять интонация, громкость речь, окружающий шум, даже банальный насморк. Тем не менее, работа над совершенствованием этих устройств ввода информации продолжается и, несомненно, у них большое будущее. Сенсорные датчики (sensors) – это устройства для ввода в компьютер пространственной информации. Сенсорные датчики также нашли применение в системах виртуальной реальности, игровых приставках и симуляторах.Устройства видеозахвата (video capture devices) представляют собой небольшие цифровые видеокамеры, соединенные с компьютером. Устройства видеозахвата применяются в основном в системах видеоконференций, которые получают все большее распространение. Благодаря развитию локальных сетей и Интернет, появилась возможность организовывать видеоконференцсвязь, находясь в любой точке планеты.

Высококачественные графические документы могут быть созданы при использовании графопостроителей (plotters). Графопостроители оснащаются набором перьев, в который входят рапидографы для рисования линий разной толщины и разного цвета. Плоттеры несколько медленнее принтеров, зато позволяют получать документы больших размеров – чертежи, карты, схемы.

Системы синтеза человеческого голоса (voice output devices) используются в современном программном обеспечении в основном для поддержки людей с ослабленным слухом или зрением. Такая система способна произносить содержимое экрана, преобразуя текстовую информацию в человеческую речь.

Системные устройства

…

Тактовый генератор.

В общем случае в компьютере существуют следующие тактовые частоты:

• VLBBusClock— это частота локальной шины VLB, определяемая аналогично PCIBusClock.

Контроллер прерываний.

Контроллер прерываний может выполнять следующий набор операций:

• маскирование запросов на прерывание, то есть временное запрещение реакции на них;

• работа в качестве основного контролера (Master) или подчиненного
(Slave).

В качестве системного таймера компьютера используется микросхема трехканального 16-разрядного таймера i8254 или се аналог. Таймер предназначен для получения программно управляемых временных задержек и генерации сигналов заданной частоты. Таймер позволяет
повысить эффективность программирования процессов управления и синхронизации внешних устройств, особенно в реальном времени.

Таймер содержит три независимых канала (0, 1 и 2).каждый из которых может быть, в принципе, запрограммирован на работу в одном из шести режимов счета:

• прерывание терминального счета;

• программируемый генератор одиночного импульса;

• генератор импульсов заданной частоты;

• генератор прямоугольных импульсов типа «меандр»;

• программно формируемый строб;

• аппаратно формируемый строб.

На каждый канал могут подаваться входные синхросигналы. Из каждого канала можно получать сигнал с частотой, равной входной частоте, деленной на произвольное 16-разрядное число. В компьютере на все входы поступают синхросигналы частотой 1,19 МГц. Все каналы таймера в компьютере имеют специальное назначение, поэтому особой свободы в
выборе режима работы или переназначении функций у пользователя нет.

• Выход канала 0 связан с сигналом запроса прерывания IRQ0 и обеспечивает прерывание для счетчика реального времени (используется режим работы 3). Пользователю не рекомендуется перепрограммировать этот канал. При старте компьютера канал программируется так, чтобы выдавать импульсы примерно 18,2 раза в секунду. По этому
прерыванию программно увеличивается состояние счетчика реального времени. Пользователь может читать состояние данного счетчика из специально выделенной ячейки памяти и применять его для задержек в своих программах.

…

• Выход канала 1 генерирует сигнал запроса регенерации динамической памяти (режим работы 2). Использование этого канала не по назначению может привести к потере содержимого оперативной памяти.

• Выход канала 2 генерирует тональный сигнал для встроенного динамика компьютера (режим работы 3). Однако разрешение этого тонального сигнала производится установкой выделенных разрядов (0 и 1) программно доступного параллельного порта контроллера периферийных устройств. Один разряд (0) разрешает работу канала,
другой разряд (1) пропускает выходной сигнал на динамик.

Таким образом, пользователь компьютера может задействовать только канал 2. Чаше всего его применяют для генерации звуков заданной частоты и длительности. Кроме того, выходной сигнал данного канала программнодоступен по чтению из одного из разрядов параллельного порта. Это позволяет, запрограммировав таймер соответствующим образом, выдерживать нужные временные интервалы. Для этого следует программно разрешить генерацию (при отключенном динамике), а затем программно опрашивать выходной сигнал таймера и принимать решения по изменению его уровня.

Подсистема часов реального времени в первых компьютерах выполнялась на микросхеме контроллера МС146818 фирмы Motorola. Этот контроллер содержит 64 байта CMOS-памяти, из которых первые 14 байт используются для часов реального времени, а остальные 50 байт хранят информацию о конфигурации системы.

Для входного тактового сигнала контроллера применяется специальный «часовой» кварцевый генератор с частотой 32 768 кГц, что позволяет с помощью деления частоты получить импульсы с частотой 1 Гц. Контроллер считает секунды, минуты, часы, дни недели, месяцы и годы. Причем работает он даже при отключении питания компьютера, подпитываясь от батареи или аккумулятора. Это позволяет сохранять информацию о текущем времени постоянно.

Помимо счетчика текущего времени, контроллер имеет в своем составе будильник. Будильник может формировать прерывания (IRQ8) с программно заданной периодичностью. Состояния всех счетчиков (секунд, минут, часов и т.д.) программно доступны как по чтению, так и по записи, что позволяет устанавливать нужное время и следить за ним.