Лазерные дисковые накопители.
Существуют три разных типа лазерных накопителей.
Первый тип позволяет только читать лазерные диски, похожие на обычные компакт-диски CD. Эти накопители работают как сменное ПЗУ и называются CD-ROM. Они обеспечат вам доступ к значительным объемам данных, не говоря уже о том, что такие накопители позволяют проигрывать обычные звуковые компакт-диски через головные телефоны или звуковое оборудование, подключенное к компьютеру.
Второй тип лазерных накопителей позволяет записывать информацию на лазерный диск только один раз. Это накопители CD-R Их удобно использовать для работы с большими объемами редко изменяющейся, но пополняющейся информации, такой как, например, каталоги больших библиотек.
Самый удобный, но и самый дорогой тип лазерных накопителей - накопители с перезаписью, CD-RW. Высокая надежность и возможность перезаписи данных делают их весьма привлекательными, если необходимо работать с очень большими объемами данных.
Накопители на магнитной ленте.
Нельзя обойти вниманием и такой тип внешних устройств памяти, как накопители на магнитной ленте или стримеры. По своему принципу действия эти устройства напоминают бытовые кассетные магнитофоны. Чаще всего стримеры используют для резервного копирования содержимого НМД, что позволяет избежать потери данных при выходе НМД из строя.
Системная магистраль и шины ЭВМ.
С основными устройствами компьютера микропроцессор связан через так называемую системную магистраль (шину). По этой шине осуществляется не только передача информации, но и адресация устройств, а также обмен специальными служебными сигналами.
Когда некоторый модуль выполняет обмен информацией с другим модулем или несколькими модулями, то первый называют – ведущим, а второй ведомым. Ведущий модуль управляет магистралью, а ведомый модуль посылает сигналы в магистраль только в ответ на соответствующие сигналы ведущего. Сигналы между модулями передаются по линиям – электрическим цепям, связывающим одноименные контакты на всех соединителях (разъемах) магистрали. Как правило, линия и сигнал, который по ней передается, называются и обозначаются одинаково. Совокупность линий, передающих сигналы одного функционального назначения, называют шиной.
Различают следующие основные шины системной магистрали:
·шину данных, предназначенную для передачи кодов данных между модулями, характеризуется своей разрядностью, фактически это количество линий в шине.
·шину адреса, обеспечивающую выбор ведущим модулем требуемого ведомого, а внутри ведомого модуля – выбор требуемого элемента, например ячейки памяти или регистра контроллера ввода – вывода.
·шину управления, включающую в себя линии, по которым передаются сигналы управления обменом, запросы прерывания и т.д.
·шину питания, подводящую питающее напряжение ко всем потребителям, подключенным к магистрали.
В качестве системной магистрали в современных ПЭВМ используются:
- шины расширений – шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств;
- локальные шины, специализирующиеся на обслуживании устройств определенного типа.
Контролеры
Контроллеры (адаптеры) служат для подключения периферийных устройств к шинам микропроцессора, обеспечивая совместимость их интерфейсов. Все устройства на системной шине микропроцессор рассматривает либо как адресуемую память, либо как порты ввода-вывода. Вообще говоря, под портом понимают некую схему сопряжения, которая обычно включает в себя один или несколько регистров ввода-вывода (особых ячеек памяти).
О совершении некоего события микропроцессор может узнать по сигналу, называемому прерыванием. При этом исполнение текущей последовательности команд приостанавливается (прерывается), а вместо нее начинает выполняться другая последовательность, соответствующая данному прерыванию. Обычно прерывания подразделяются на аппаратные, логические и программные.
Аппаратные прерывания (IRQ) передаются по специальным линиям системной шины и связаны с запросами от внешних устройств (например, нажатие клавиши на клавиатуре). Логические прерывания возникают при работе самого микропроцессора (например, деление на ноль), а программные инициируются выполняемой программой и обычно используются для вызова специальных подпрограмм.
Звуковые карты.
Для воспроизведения звуковой информации – музыки, речи и т.д., в компьютере должны быть установлены звуковые карты и акустические системы. Без звуковой карты компьютер может издавать звуки лишь с помощью встроенного динамика, возможности которой крайне ограничены. С помощью звуковой карты можно не только воспроизводить, но и записывать звук.
Некоторые звуковые карты оснащаются разнообразными дополнительными возможностями:
· цифровой сигнальный процессор, позволяет обрабатывать звук, добавляя в него определенные эффекты – эхо, хорус и т.д.
· аналоговый сигнальный процессор - применяется при распознавания речи.
· радиотюнер позволяет прослушивать радиопрограммы.
· режим одновременной записи и воспроизведения – позволяет одновременно производить запись и воспроизведение звука.
Все карты обеспечивают воспроизведение музыки с помощью частотного синтеза. Многие карты содержат и дополнительную оперативную память, в которую можно загружать образцы звучаний инструментов, сконструированные пользователем.
В системах ввода-вывода большинства современных ЭВМ можно выделить два уровня сопряжения внешних устройств (ВУ) с процессором и памятью. На первом уровне контроллеры ВУ сопрягаются с процессором и памятью через системный интерфейс ЭВМ, который обеспечивает комплексирование отдельных устройств ЭВМ в единую систему. На втором уровне сопряжения контроллеры посредством шин связи соединяются с внешними устройствами ЭВМ.
На первом уровне сопряжения набор шин интерфейса ввода - вывода и алгоритм его функционирования полностью определяются системным интерфейсом ЭВМ. Несмотря на широкое разнообразие системных интерфейсов ЭВМ, в общем случае можно выделить два основных способа использования системного интерфейса для организации обмена информацией с ВУ:
1) с применением специальных команд ввода-вывода;
2) по аналогии с обращениями к памяти.
Рассмотрим, как используются для обмена информацией с ВУ шины адреса и данных системных интерфейсов ЭВМ, и какие необходимы для этого управляющие сигналы. При использовании для обмена с ВУ команд ввода-вывода адрес (номер) ВУ передается по шине адреса. Однако по этой же шине передаются и адреса ячеек памяти. Информация на шине адреса имеет смысл адреса (номера) ВУ только при наличии специальных управляющих сигналов. Такими сигналами могут быть, например, «Ввод из ВУ» и «Вывод в ВУ инициируемые соответствующими командами ввода-вывода ЭВМ. Для синхронизации работы процессора ЭВМ и контроллеров ВУ, а точнее, для указания моментов времени, определяющих готовность данных в ВУ для передачи либо подтверждающих их прием, может служить управляющий осведомительный сигнал «Готовность ВУ».
Такого простого набора управляющих сигналов в общем случае достаточно для организации программно-управляемого обмена данными с ВУ на первом уровне (процессор — контроллер ВУ).
Операция ВЫВОД, инициируемая соответствующей командой микропроцессора, выполняется следующим образом.
Микропроцессор выставляет на линиях адресной шины адрес (номер) ВУ, на линиях шины данных — значения разрядов выводимого слова данных и единичным сигналом по линии «Вывод в ВУ» указывает тип операции. Адресуемый контроллер ВУ принимает данные, пересылает их в ВУ и единичным сигналом по линии «Готовность ВУ» сообщает процессору, что данные приняты ВУ и можно снять информацию с шин адреса и данных, а также сигнал «Вывод в ВУ».
Выполнение операции ВВОД начинается с того, что микропроцессор выставляет на линиях адресной шины адрес (номер) ВУ
и единичным сигналом на линии «Ввод из ВУ» указывает тип выполняемой операции. По сигналу «Ввод из ВУ» контроллер адресуемого ВУ считывает слово данных из ВУ, выставляет на линиях шины данных значения разрядов считанного слова и единичным сигналом по линии «Готовность ВУ» сообщает об этом процессору. Приняв данные из контроллера ВУ, процессор снимает сигналы с шины адреса и линии «Ввод из ВУ». При реализации в ЭВМ обмена с ВУ по аналогии с обращениями к памяти отпадает необходимость в специальных сигналах, указывающих, что на шине адреса находится адрес ВУ. Для адресов ВУ отведена часть адресного пространства ЭВМ, и в контроллерах ВУ удается легко организовать селекцию
адресов ВУ — выделение собственного адреса ВУ из всего множества адресов, передаваемых по линиям адресной шины. Однако остается необходимость передавать в ВУ приказ на ввод или вывод информации. Для этих целей используются линии управляющей шины «Чтение» и «Запись», обеспечивающие обмен информацией микропроцессора с модулями памяти.
Приведенный здесь минимальный набор управляющих (осведомительных) сигналов позволяет организовать обмен с ВУ не только в асинхронном режиме, но и в режиме прерывания программы. Однако при этом существенно усложняются алгоритмы использования управляющих сигналов и, как следствие, аппаратура для их обработки. Более рациональным оказывается увеличение числа управляющих сигналов с тем, чтобы каждый режим обмена идентифицировался отдельным сигналом или набором сигналов. Для этого в системных интерфейсах вводятся линии для передачи сигналов запроса на прерывание и предоставления прерывания, запроса на предоставление прямого доступа к памяти и его предоставления и т. п.