Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации




НазваниеУчебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации
страница2/6
Дата23.02.2013
Размер0.84 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6



Рис. 2.1. Упрощенная структурная схема ПЭВМ

В ПЭВМ может использоваться несколько процессоров, один из которых является центральным (ЦП).


11

С помощью периферийных устройств осуществляется связь цен­тральных устройств ПЭВМ с различными «поставщиками» и «по­требителями» информации. Функции периферийных устройств до­статочно сложны, однако среди них можно выделить две основные: хранение информации на различных носителях данных и преобра­зование ее согласно функциям, выполняемым устройством. В пе­риферийные устройства включают устройства ввода-вывода и внеш­нюю память.

К техническим средствам ввода информации в ПЭВМ относятся клавиатура - устройство ввода текста, чисел и управляющей ин­формации в основную память, а также устройства ввода алфавитно-цифровой, графической и речевой информации, например мани­пуляторы, планшеты, сканеры и др.

К техническим средствам вывода информации из ПЭВМ относятся знакорегистрирующие и графиче­ские регистрирующие устройства - устройства печати и графопо­строители, а также устройства вывода информации в речевой форме - синтезаторы речи. Устройства отображения информации - дисплеи (видеомониторы) на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) или на других индикаторах - предназначены для отображения визуальной информации (текстов, чисел, графических изображений или других результатов работы).

Устройства внешней памяти ПЭВМ также выполняют функции двустороннего обмена информацией и служат для постоянного хра­нения программ и данных. Однако они представляют область памяти, к которой процессор непосредственно обращаться не может.

Для того, чтобы использовать информацию, хранящуюся во внешней памяти, ее необходимо предварительно передать в основную (внут­реннюю) память.

К техническим средствам внешней памяти отно­сятся


12


накопители на гибких (НГМД) и жестких (НЖМД) магнитных дисках, магнитных лентах (НМЛ), магнитных картах (НМК), за­поминающие устройства на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) и др. Такие устройства называют также внешними (ВЗУ).

Связь всех функциональных устройств ПЭВМ определяется со­вокупностью правил и средств, устанавливающих единые принципы их взаимодействия, - интерфейсами.

Устройства объединены внутрисистемным интерфейсом и взаи­модействуют по адресному принципу: все подчиненные устройства и их составные части имеют конкретные адреса, по которым к ним обращаются устройства, выполняющие функции управлений. Для связи процессора с периферийными устройствами используются спе­циальные устройства сопряжения и обмена - адаптеры (каналы). По каналам осуществляется передача сигналов между частями ПЭВМ. Общий канал для всей ПЭВМ часто называют системной шиной, подчеркивая, что по данному каналу взаимодействуют все устройства, входящие в вычислительную систему [7].

Центральной частью ПЭВМ является системное устройство (системный блок), состоящее из центрального процессора, опера­тивной и постоянной памяти, адаптеров. Кроме него в базовый (минимальный) комплект ПЭВМ входят также периферийные уст­ройства: клавиатура, видеомонитор, накопители информации, пе­чатающее устройство. Поскольку без вышеперечисленных пери­ферийных устройств нормальное функционирование ПЭВМ невоз­можно, то эти устройства также называют системными. Более того, в большинстве конструкций ПЭВМ системное устройство реализу­ется совместно с накопителями в едином


13

конструктивном блоке, а в некоторых случаях в состав системного блока включают также клавиатуру и дисплей.

В необходимых случаях, например в профессиональных ПЭВМ, рабочих станциях, комплект технических средств может быть рас­ширен путем подключения дополнительных устройств, как цент­ральных, так и периферийных. К дополнительным пери­ферийным устройствам обычно относят:

1) графические устройства ввода, включая манипуляторы раз­личных типов, обеспечивающие ввод графических координат для последующей обработки средствами машинной графики, а также графические планшеты и сканеры;

2) графопостроители, используемые для построения чертежей и других графических и текстовых документов с высокой точностью отображения;

3) устройства получения твердой копии, позволяющие получать на бумаге копии изображений (в том числе и цветных) с экрана дисплея;

4) модемы для связи ПЭВМ с линиями передачи данных;

5) контроллеры локальных сетей и др.

Современные технические сред­ства ПЭВМ позволяют создавать достаточно мощные вычислитель­ные системы самого разного назначения: автоматизированной об­работки данных, управления, автоматизации проектирования и про­изводства, обучения и т. д.


2.3. Устройства ввода графической информации


2.3.1. Общие сведения

Важное значение для профессиональных ПЭВМ имеет возможность использования в них средств машинной


14

графики, т. е. аппаратуры, методов и приемов для преобразования с помощью ПЭВМ данных в графическое представление, и наобо­рот - графического представления в данные. В частности, рабочие станции различного назначения на базе ПЭВМ, используемые, на­пример, в издательском деле, медицине, архитектуре, электронике, экономике, системах технического зрения и особенно в САПР, как правило, снабжаются графическими устройствами ввода-вывода.

Наиболее быстрые и эффективные преобразования элементов графических изображений в соответствующие им цифровые коды координат вводимых точек (дискретизация изображения) и ввод этих кодов в ПЭВМ осуществляются графическими устройствами ввода (иногда их называют графоповторителями).

Процесс преобразования графической информации в цифровую форму состоит из двух этапов - считывания и кодирования.

При считывании распознается графический элемент (точка, линия, эле­ментарный фрагмент) и определяется его координата в принятой системе координат. Считанная информация при кодировании по определенным правилам принимает вид цифрового кода.

Объем цифровой информации, описывающей эти операции, велик. Это обусловливает повышенные требования к памяти ПЭВМ (емкости и быстродействию), необходимо также достаточно развитое и до­рогостоящее специальное программное обеспечение.

Стоимость гра­фических устройств ввода оказывается зачастую сравнимой со сто­имостью базового комплекта ПЭВМ, а иногда и превышает ее

Основными характеристиками графических устройств ввода яв­ляются размеры рабочего поля, скорость и точность считывания, тип интерфейсов,


15

энергопотребление, надежность, массогабаритные характеристики, стоимость и др.

Под рабочим полем понимается поверхность графического уст­ройства ввода, в пределах которой осуществляется считывание, ограниченная минимальными имаксимальными значениями коор­динат по каждой из осей. Размер рабочего поля оказывает суще­ственное влияние на другие характеристики графического устройства ввода.

Различают аппаратную и реальную скорости преобразования информации.

Аппаратная скорость - это максимальная скорость считывания, т. е. число пар координат, формируемых графическим устройством ввода за единицу времени.

Реальная скорость преоб­разования может отличаться от аппаратной, например в полуавтомагических устройствах она определяется темпом работы пользо­вателя.

Точностными характеристиками являются погрешность считыва­ния, разрешающая способность (дискретность) и повторяемость.

Погрешность считывания определяет максимальное отклонение значений координат точки от истинного по всему рабочему полю графического устройства. Разрешающая способность характеризует кратчайшее расстояние между двумя точками на каждой оси ко­ординат графического устройства ввода, результаты измерения ко­торых различаются на единицу младшего разряда цифрового кода.

Повторяемость - это максимальный разброс результатов изме­рения координат в любой точке рабочего поля по отношению к их среднему значению.

Минимальное значение повторяемости равно по модулю разрешающей способности.


      1. Основные характеристики и классификация


16

Графические устройства ввода подразделяются по способу ввода (автоматизации поиска и выделения изображения) на полуавтоматические и автоматические.

В полуавтоматических графических устройствах ввода поиск и выделение элементов изображения производятся пользователем с помощью специального органа съема - указателя координат, щупа, визиря, датчика и т.п., а преобразование выделенного пользователем элемента - кодирование - автоматически специальным электрон­ным блоком. Полуавтоматические устройства имеют рабочее поле (планшет или стол), на котором размещается документ.

В автоматических устройствах преобразование производится без участия пользователя - либо сканированием всей поверхности носителя графической информации, либо слежением за линией или границей с различной яркостью и цветностью.


2.3.3. Полуавтоматические графические устройства ввода


Для пред­ставления сложных графических изображений используются полу­автоматические графические устройства ввода. В настоящее время они имеют широкую номенклатуру и применяют достаточно простые методы считывания, снижающие их стоимость и повышающие на­дежность.

По совокупности основных параметров различают четыре типа полуавтоматических графических устройств ввода:

1) для выполнения работ, требующих высокой точности ввода, например по картографии, топографии, обработке аэрофотоснимков;

2) для использования в составе САПР при разработке топологии БИС и печатных плат;


17

3) для работы в графических рабочих .станциях для совместной работы с графическими дисплеями;

4) используемые в составе учебных, бытовых и других ПЭВМ, позволяющих выполнять деловую, учебную и демонстрационную графику, а также обработку текстовой документации.Основные требования к характеристикам графических полуав­томатических устройств ввода определены в ГОСТ 24593-87 «Устройства ввода графические для электронных вычислительных машин».

По принципу определения координат полуавтоматические графические устройства ввода подразде­ляют на электромеханические, оптомеханические, сеточные (ин­дукционные, емкостные), резистивные, звуковые, ультразвуковые, магнитострикционные и др.По конструктивному исполнению различают электромеханические устройства с подвижной коорди­натной системой и электронные со свободно перемещаемым ука­зателем координат (манипулятором). Наибольшее распространение получили полуавтоматические графические устройства ввода второго типа. Они выполняются в виде планшета, на поверхности которого размещается документ, и электронного устройства управления и преобразования информации.

Устройство управления определяет координаты, изменяет масштаб, систему координат, осуществляет упаковку в стандартный формат, сопряжение с ПЭВМ и др. Со­временные устройства управления на микропроцессорах, кроме ко­дирования, выполняют дополнительные функции, например пред­варительную обработку информации, ее контрольное отображение, редактирование, уплотнение, запись на внешние носители.

В некоторых специальных случаях используются графические планшеты с электромагнитным сеточным методом оцифровывания, поскольку другие методы


18

имеют недостатки, затрудняющие их при­менение. Так, например, при использовании магнитострикционного метода необходимо периодически размагничивать планшет; точность оцифровывания при использовании резистивного метода зависит от температуры и влажности окружающей среды, а звукового метода - от чистоты поверхности планшета.

В графических сеточных уст­ройствах ввода в планшет встраивается ортогональная система - сетка шин проводников. Координаты вводимой точки соответствуют координатам ближайших проводников сетки. С помощью индуктив­ной (реже емкостной) связи осуществляется взаимодействие с сеткой указателя координат - проволочной миниатюрной катушки с ви­зирем. Через шины сетки последовательно пропускаются импульсы тока. В тот момент, когда возбуждается шина, лежащая под визирем, на его датчике наводится ЭДС. Этот сигнал обрабатывается затем электронным блоком.

В странах СНГ выпускаются полуавтоматические графические устройства ввода, однако для их использования совместно с ПЭВМ, как правило, требуется специальная доработка конструкции (ин­терфейсы и др.). Популярны компактные планшетные графические устройства ввода с индуктивным съемом координат серии СМ 6424, позволяющие вводить изображения с рабочим полем формата от А4 до А2 с разрешающей способностью 0,01...0,1 мм.

Наиболее известными в мире фирмами, выпускающими серийно различные планшеты и дигитайзеры (оцифровыватели), являются фирмы CalComp, Summagraphics, Curta, Cenins, Acecad, Осе Graphics и др. Размеры рабочего поля моделей, как правило, составляют от 300х300 мм до 1200х1200 мм с разрешением от 40 до 80 линий/мм.


19

Более простой способ оцифровывания графической информации для ввода ее в ПЭВМ - применение в качестве указателя координат манипуляторов, например типа «мышь», «трекболл».

Манипулятор «мышь» является одним из простейших, но удобных полуавтоматических средств ввода графической информации. С его помощью легко вводить данные, графику, «раскрашивать» изобра­жение, перемещать курсор или элемент изображения по экрану дисплея и т. п. Манипулятор представляет собой настольный прибор, предназначенный для преобразования его перемещения в двух ор­тогональных направлениях (X и Y) в серии электрических импульсов и подключаемый к ПЭВМ с помощью тонкого гибкого кабеля. Для ввода графического изображения достаточно положить документ на стол и обежать его «мышью». Используются в основном два принципа работы устройства: механический (оптомеханический) и оптический.

Основой конструкции механического манипулятора типа «мышь» является преобразователь (основание с шаром) (рис. 2.2,а), который вместе с платами с ИМС и управляющими кнопками (клавишами) помещается в пластмассовый корпус.

Адаптер манипулятора типа «мышь» принимает от манипулятора импульсные сигналы (рис. 2.2,б), сопровождающие перемещение манипулятора в направлениях Х и Y, и преобразует их в цифровой код.

Оптический манипулятор типа «мышь» (рис. 2.3,а) перемеща­ется по планшету с нанесенной на него координатной сеткой. Координатная сетка может быть разной ширины с различным количеством линий (рис. 2.3,б). Источник излучения направляет луч света на планшет, и отраженный от сетки луч попадает на фотоприемник, связанный с микропроцессором. Различное


20

число штрихов в сетке по направлениям Х и Y упрощает распознавание направления.




Рис. 2.2. Оптомеханический манипулятор графической информации типа «мышь»: а - устройство; б - серии импульсов, получаемые при перемещении манипулятора типа «мышь»; 1 - шар; 2 - обрезиненные валики; 3 - фотодиоды; 4 - светодиоды; 5 - диски с прорезями; 6 - основание


Микропроцессор определяет относительное перемещение манипуля­тора и соответствующее положение курсора на экране дисплея и передает информацию в ПЭВМ. Может использоваться координатная сетка с линиями различного цвета, например красного и зеленого или голубого и желтого (рис. 2.3,в). В этом случае фотоприемники должны реагировать на вполне определенную длину волны опти­ческого излучения.

В базовый комплект большинства современных отечественных и зарубежных моделей профессиональных ПЭВМ включают манипу­ляторы типа «мышь». Основными фирмами, производящими эти манипуляторы, являются фирмы Microsoft Corp., Logitec, KeyTronic Corp. и др.


21

Они имеют современные эргономические формы с искривленной поверхностью, например типа «куска мыла» или «пера», предусматривают регулирование скорости и чувствительно­сти и режим динамического ускорения, снабжаются специальным программным обеспечением.


1   2   3   4   5   6

Похожие:

Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие воронеж 2002 министерство образования российской федерации
Учебное пособие предназначено для студентов технических вузов, обучающихся по специальности 220100 "Вычислительные машины, комплексы,...
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Алтайский государственный технический
Боровцов Е. Г. Организация эвм: Учебное пособие/ Алт госуд технич ун-т им. И. И. Ползунова. Барнаул: 1998. 161 с
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие Челябинск 2006 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
Учебное пособие предназначено для студентов университета дневной и заочной форм обучения по специальности физическая культура
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебно-методическое пособие Находка 2003 Министерство образования Российской Федерации Владивостокский государственный университет
Журбей Е. В. Политология: Учебно-методическое пособие. На­ходка: Институт технологии и бизнеса, 2003. 84 с
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие Омск 2009 министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
Пушнина Западной Сибири: лосновы товароведения и ранок: учебное пособие / О. В. Гончарова Омск: Издатель ип погорелова, 2009. – 362...
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие воронеж 2004 Справочник магнитного диска (кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры)
Оборудование для испытаний радиосистем: Учебное пособие / Л. Н. Никитин, В. Т. Грищенко. Воронеж: Издательство вгту, 2004, 79 с
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие ч елябинск 2 006 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Основы медицинских знаний»
Учебное пособие предназначено для студентов университета дневной и заочной форм обучения по специальности «Физическая культура»
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconМинистерство образования российской федерации Воронежский государственный технический университет В. А. Павлов, а н. Пятунин основы построения и эксплуатации защищенных телекоммуникационных систем (учебное пособие)
Павлов В. А., Пятунин А. Н. Основы построения и эксплуатации защищенных телекоммуникационных систем: Учебное пособие. Воронеж: Воронежский...
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие Чебоксары 2008 Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Учебное пособие Воронеж 2003 министерство образования российской федерации iconУчебное пособие Чебоксары 2009 Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница