TURINYSĮVADAS 31. ĮVESTIES, IŠVESTIES SISTEMA 41.1. Išoriniai įrenginiai 42. ĮVESTIES IR IŠVESTIES MODULIŲ FUNKCIONAVIMAS 53. PROGRAMINĖ ĮVESTIS IR IŠVESTIS 64. IŠVESTIES ĮRENGINIAI 75. ĮVESTIES ĮRENGINIAI 9IŠVADOS 11ĮVADASŠiais laikais, įvairiose srityse kompiuteris turi ypatingą svarbą. Kompiuterio pagalba mes įgyvendiname tam tikrus tikslus, palengviname sau darbą, taip pat suteikiame sau galimybę tobulėti.Naujos informacijos technologijos itin sparčiai ir netgi pakankamai agresyviai braunasi į žmonių gyvenimo šeimoje, darbo aplinkoje, valstybėje ir pasaulyje sferas. Procesas įgauna svarbią ekonominę, politinę, visuomeninę, socialinę ir buitinę reikšmę. Laikui bėgant tobulėja visa techninė įranga, tame tarpe ir kompiuteriai atverdami platesnes galimybes.Kompiuteris – tai elektroninių ir elektromechaninių įtaisų sistema, kuri gali dekoduoti ir vykdyti įvairias programas. Kompiuterį sudaro dviejų tipų įranga: techninė ir programinė.Kompiuterio techninė įranga skirstoma į keturias grupes: įvedimo, išvedimo, saugojimo ir apdorojimo.Įvesties įrenginiais žmogus perduoda informaciją kompiuteriui, o išvesties įrenginiais – kompiuteris pateikia apdorotą informaciją žmogui. Įvesties ir išvesties įrenginių yra daug ir įvairių, jie nuolat tobulinami, atsiranda naujų.Darbo tikslas: išanalizuoti išvesties ir įvesties sistemą.Darbo uždaviniai: Išanalizuoti įvesties ir išvesties atliekamas funkcijas; Pateikti išvesties įrenginius ir jų atliekamas funkcijas; Pateikti įvesties irenginius ir jų atleikamas funkcijas.1. ĮVESTIES, IŠVESTIES SISTEMABe centrinio procesoriaus ir atminties įrenginių posistemio kompiuterio sistemoje yra trečias svarbus elementas – įvesties/išvesties {I/O — Input/Output} posistemio moduliai. Kiekvienas toks modulis, sąveikauja su sistemine magistrale arba centriniu procesoriumi, užtikrindamas vieno arba kelių periferinių įrenginių veikimą. Įvesties/išvesties (Į/I) modulis tai ne tik paprasta mechaninė jungtis, laidininkais ir tarpiniais įrenginiais sujungta su sistemine magistrale, jame yra ir tam tikra „intelekto” dalis, kuri užtikrina komunikacijos funkcijas tarp periferinių įrenginių ir magistralės.1.1. Išoriniai įrenginiaiNegalima įsivaizduoti kompiuterizuotos sistemos be tam tikro informacijos įvedimo ir išvedimo. Įvesties/išvesties operacijos vykdomos visais periferiniais įrenginiais, kad užtikrinti keitimąsi duomenimis tarp jų ir kompiuterio. Išoriniai įrenginiai jungiami prie kompiuterio per įvesties/išvesties modulio ryšio kanalus {links}. Ryšio kanalai naudojami, siekiant užtikrinti valdymo ir būvio {status} informacijos bei keitimąsi duomenimis tarp įvesties/išvesties modulio ir išorinio įrenginio. Į įvesties/išvesties modulį jungiamas išorinis įrenginys dažnai vadinamas periferiniu įrenginiu arba, tiesiog, periferija.
Visus išorinius įrenginius apytiksliai galima padalinti į tris kategorijas: Žmoniškoji {Human-Readable}. Šios kategorijos įrenginiai skirti sąveikai su kompiuterio vartotoju. Mašininė {Machine-Readable}. Įrenginiai skirti sąveikai su kompiuterio technine įranga. Komunikacijų {Communication}. Šios kategorijos įrenginiai skirti sąveikai su nutolusiais įrenginiais.Žmogiškosios kategorijos įrenginių pavyzdžiu gali būti videodisplėjaus terminalai ir spausdintuvai. Mašininės kategorijos įrenginių pavyzdžiu gali būti magnetinių diskų ir juostų kaupiklių sistemos, o taip pat įvairūs sensoriai, kurie naudojami robototechnikoje ir pan. Funkcionalumo požiūriu šitie įrenginiai yra atminties hierarchijos elementai. Struktūros požiūriu, šie įrenginiai yra valdomi įvesties/išvesties modulių, todėl čia jie ir paminėti kaip išoriniai įrenginiai.Komunikacijų kategorijos įrenginiai kompiuterį įgalina sąveikauti su nutolusiais įrenginiais, kurie gali būti ir žmoniškosios, ir mašininės kategorijos, arba net kitas kompiuteris.2. ĮVESTIES IR IŠVESTIES MODULIŲ FUNKCIONAVIMASĮvesties/išvesties modulis yra kompiuterio komponentė užtikrinanti vieno arba kelių išorinių įrenginių valdymą ir duomenų tarp šių įrenginių ir pagrindinės atminties bei centrinio procesoriaus kaitą. Tokiu būdu, įvesties/išvesties modulis turi turėti du interfeisus, vieną – kompiuterio atžvilgiu – vidinį – sąveikai su centriniu procesoriumi ir operatyviąja atmintimi, o kitą – išorinį – sąveikai su išoriniais įrenginiais. Pagrindinės įvesties/išvesties modulio funkcijos gali būti suskirstytos į tokias kategorijas: Valdymas ir taktavimas {Control and Timing}; Komunikacijos su centriniu procesoriumi.; Įrenginių komunikacijos; Duomenų buferizavimas, Klaidų aptikimas.Bet kuriuo laiko momentu centrinis procesorius gali susisiekti su tam tikru, arba keliais išoriniais laisva tvarka, priklausomai nuo to, kokiems tikslams vykdomąjai programai reikalinga įvestis/išvestis. Vidiniai kompiuterio ištekliai, pvz., pagrindinė operatyvioji atmintis ir sisteminė magistralė gali būti kolektyviai naudojami {shared} įvairiems poreikiams užduotims, tame tarpe ir duomenų įvesčiai/išvesčiai. Taigi norint užtikrinti informacijos srauto koordinavimą tarp vidinių resursų ir išorinių įrenginių, tarp įvesties/išvesties funkcijų turi būti numatytos valdymo ir taktavimo funkcijos. Pavyzdžiui, duomenų transliacijoje tarp išorinio įrenginio ir centrinio procesoriaus registrų gali būti tokie nuoseklūs žingsniai: Centrinis procesorius užklausia įvesties/išvesties modulį, kad pastarasis patikrintų prie jo prijungto periferinio įrenginio statusą. Įvesties/išvesties modulis „gauna” ir siunčia centriniam procesoriui periferinio įrenginio statusą. Jei periferinis įrenginys yra veikiantis ir pasirengęs siųsti duomenis, centrinis procesorius, siunčiant įvesties/išvesties moduliui atitinkamą komandą, „reikalauja” duomenų transliacijos. Įvesties/išvesties modulis priima duomenų „porciją” (pvz., 8 arba 16 bitų) iš išorinio įrenginio. Iš įvesties/išvesties modulio minėti duomenys siunčiami į centrinį procesorių.3. PROGRAMINĖ ĮVESTIS IR IŠVESTISĮvesties/išvesties operacijas galima vykdyti trimis metodais. Programinei įvesties/išvesties operacijai esant, keitimasis duomenimis vyksta tarp centrinio procesoriaus ir įvesties/išvesties modulio. Šiuo atveju, centrinio proceso kontrolę, tame tarpe: periferinių įrenginių statuso nustatymą, rašymo arba skaitymo komandas ir duomenų transliaciją. Kai centrinis procesorius išsiųs komandą įvesties/išvesties moduliui jam (procesoriui) reikės laukti, kol bus įvykdyta ši įvesties/išvesties operacija. Jeigu centrinis procesorius yra spartesnis už įvesties/išvesties modulį, procesoriaus darbo laikas šiuo atveju bus švaistomas. Pertraukiančių valdomai įvesties/išvesties operacijai esant, centrinis procesorius siunčia įvesties/išvesties komandą, tęsia toliau kitų instrukcijų vykdymą ir yra pertraukiamas įvesties/išvesties modulio, kai pastarasis bus atlikę savo darbą. Ir programinės ir pertraukčių įvesties/išvesties atveju, būtent centrinis procesorius valdo duomenų skaitymą iš operatyviosios atminties išvedimui {output} ir rašymą į atmintį įvedimui {input}. Šiems metodams yra žinoma alternatyvą – Į/l modulio tiesioginė kreiptis į atmintį {Direct Memory Access — DMA}. Pastarajame metode numatyta betarpiška operatyviosios atminties ir įvesties/išvesties modulio sąveika be centrinio procesoriaus.Be pertraukčių Su pertrauktimisKeitimasis duomenimis tarp įvesties/išvesties per centrinį procesorių Programinė įvestis/išvestis Pertraukčių valdomaįvestis/išvestisTiesioginis keitimasis duomenimis tarp įvesties/ išvesties modulio ir operatyviosios atminties Tiesioginis kreipimasis į atmintį {DMA}
1 Pav. Įvesties/išvesties metodaiKai centrinis procesorius vykdant programą aptinka tam tikrą įvesties/išvesties instrukciją, jis ją atlieka taikant įvesties/išvesties modulį atitinkančias komandas. Toliau, įvesties/išvesties modulis jokių įspėjimo pranešimų centriniam procesoriui nesiunčia. Pažymėtina, kad centrinio procesoriaus darbas šiuo atveju nepertraukiamas. Tokiu būdu, centrinis procesorius „priverstas” periodiškai tikrinti įvesties/išvesties modulio statusą, kol ne bus aptikta, kad operacija įvykdyta.4. IŠVESTIES ĮRENGINIAIKaip žinome išvesties įrenginiai kaip ir visa kita kompiuterinė įranga turi daug privalumų ir kiek mažiau trūkumų, tačiau visuomenė sparčiai ją tobulina. Išvesties įrenginių paskirtis – apdoroti informaciją išvesti iš kompiuterio sisteminio bloko.Išvesties įrenginiai yra: vaizduokliai; spausdintuvai; braižytuvai; garsiakalbiai ir t.t.Vaizduoklis – įrenginys turintis ekraną, skirtą tekstinei bei grafinei informacijai rodyti. Vaizdo kokybė displėjaus ekrane priklauso nuo jo skiriamosios gebos (eilučių ir stulpelių skaičius ekrane), spalvingumo, kadrų dažnio, dažnių juostos. Vaizduoklio dydį apibūdina ekrano įstrižainė (14”,15”, 17”,19”,…, iki 61”) matuojama coliais. Norint sumažinti akims daromą poveikį, senesniems displėjams buvo gaminami specialūs filtrai.Pagal konstrukciją vaizduokliai skirstomi į kineskopinius (taškinius) ir plokščiuosius (vektorinius). Plokštieji (skystųjų kristalų) dėl savo mažų matmenų plačiau naudojami nešiojamuose kompiuteriuose.Kineskopiniai – savo išvaizda ir dėl veikimo principu panašūs i televizorius (turi elektroninį vamzdį). Jie dar gali būti paprasti arba plokštieji.Didesnei auditorijai informacija gali būti rodoma per specialų PK valdomą skystųjų kristalų transparantą, projektoriumi skaidrėms demonstruoti arba su PK sujungtu specialiu projektoriumi. PK per jame esantį garsiakalbiuką arba per papildomą įrangą gali išvesti ir garsus, pavyzdžiui, griežti melodijas, skaityti tekstą. Iš jo išvedamą informaciją galima įrašyti į videomagnetofoną.Spausdintuvai. Spausdintuvas kompiuterio darbui nebūtinas. Spausdintuvai skirstomi į dvi stambias gupes: 1. Kontaktinius tiesioginio veikimo;2. Bekontakčius netiesioginio veikimo;1. Prie kontaktinių spausdintuvų priskiriami plaktukiniai ir adatiniai. Plaktukiniai. Jie dirba panašiai kaip rašomoji mašinėlė. Šie spausdintuvai negali spausdinti grafinės informacijos, be to iškyla didelių problemų dėl šriftų, todėl praktiškai jie beveik nenaudojami.Adatiniai. Šių spausdintuvų spausdinimo galvutė turi vieną ar kelias vertikalias eilutes metalinių adatėlių (nuo 9 iki 24) ir spausdinimo metu paveikiamos atitinkamos adatėlės nupiešia reikalingą simbolį, mušdamos į popierių per dažančia juostelę, t.y. vaizdas yra sudaromas iš taškų.Šiuolaikinių adatinių spausdintuvų darbo greitis svyruoja nuo 120 iki 530 simbolių per sekundę. Šiais spausdintuvais spausdinamų dokumentų savikaina yra mažiausia, tačiau jie dirba labai triukšmingai.Kontaktiniuose spausdintuvuose taikomas mechaninis spausdinimo principas, t.y. tam tikras mechanizmas per dažančią juostelę susiliečia su popieriumi ir palieka jame pėdsaką.2. Bekontakčiai netiesioginio veikimo spausdintuvai yra rašaliniai, lazeriniai. Rašaliniai. Tyliūs, nes spausdina neliesdami popieriaus, taškais purkšdami specialų rašalą. Jie spausdina geriau, o kainuoja panašiai kaip ir adatiniai. Tačiau palyginti brangus yra rašalas, kurį kai kada tenka keisti kartu su spausdinimo galvute, todėl šių spausdintuvų eksploatacija brangesnė.Lazeriniai. Pirmąjį lazerinį spausdintuvą 1983 m. pabaigoje pagamino firma HEW – LETT PACKARD. Lazerinis spausdintuvas spausdina visą puslapį iš karto, kaip kopijavimo aparatas. Prieš tai jis, be abejo, pasiruošia tokiam spausdinimui. Lazeriniai spausdintuvai turi turėti talpią operatyviąją atmintį. Spausdinant tiktai tekstą, pakanka 512 Kb RAM. Vaizdams spausdinti jos reikia daug daugiau. Lazerinis spausdintuvas, kaip ir kiti, dirba dviem režimais: teksto ir grafiniu.Pagrindinės techninės charakteristikos: spausdinimo greitis 2-24 psl/min; atmintis 0,5-16 Mb, taškų spausdinimo tankis iki 1200 taškų colyje. Lazerinis spausdintuvas ir naudojami dažų milteliai yra palyginti brangūs , todėl spausdinti lazeriniu spausdintuvu yra brangiau negu rašaliniu spausdintuvu, tačiau jis spausdina geriau.Braižytuvai tai įrenginiai, skirti grafinės informacijos išvedimui ant popieriaus taškiniu būdu, braižo popieriuje brėžinius. Braižytuvai pagal brėžinio formatą skirstomi į tris grupes: …mažo formato, vidutinio formato ir didelio formato. Pagal piešimo būdą skiriami vektoriniai ir rastriniai braižytuvai. Vektoriniai braižytuvai yra pieštukiniai. Imituodami braižytoją jie braižo linijomis vienu metu ar keliais skirtingų spalvų pieštukais. Rastriniai braižytuvai veikia panašiai kaip spausdintuvai. Jie būna elektrostatiniai, terminiai, rašaliniai, adatiniai. Šie braižytuvai dažniausiai būna lygiagretus ir spausdina iš karto visame dokumento plotyje.Garsiakalbiai būna labai įvairių modifikacijų. Tai gali būti arba atskiros mažos garso kolonėlės, arba tiesiog ausinės. Taip pat jie gali būti įtaisyti į ekraną ar sisteminį bloką. Visiems jiems bendra tai, kad jais išgaunamas garsas. Kai kurių garsiakalbių priekinėje sienelėje yra įtaisyta garso stiprumo reguliavimo rankenėlė, visų modelių garsiakalbių garsas gali būti reguliuojamas tiesiog kompiuterio ekrane.5. ĮVESTIES ĮRENGINIAIĮvesties įrenginiai yra: klaviatūra, pelė, skaitytuvas, šviesos pieštukas, sensorinis ekranas ir t.t.Klaviatūra – tai pagrindinis įvesties įrenginys, skirtas raidėms, skaitmenims ir kitokiems ženklams įvesti į kompiuterį bei jam valdyti.Klaviatūra turi analogą – rašomąją mašinėlę, tačiau pirmoji pranašesnė, nes turi daugiau papildomų klavišų.Klavišai skirstomi į kelias grupes: Teksto rašymo klavišai; Funkciniai klavišai; Papildomi skaičių ir keturių aritmetinių veiksmų klavišai; Žymeklio valdymo klavišai; Valdymo klavišai.Pelė. Ji su kompiuteriu sujungta plonu laidu, primenančiu tikros pelės uodegą. Pelės viduje – rutuliukas. Stumdant pelę, tas rutuliukas sukioja vienas kitam statmenus ritinėlius, kurių galuose įtaisyti diskeliai su plyšiais. Vienoje diskelio pusėje – spinduolis, o kitoje – fotoelementas. Sukantis diskeliui, spinduolio skleidžiama šviesa pro plyšelius pasieka fotoelementą. Pagal jo signalus nustatoma rutuliuko judesio kryptis bei pelės nueitas kelias. Rutuliuko judėjimas susietas su žymekliu ekrane. Paspaudus pelės klavišą, perduodamas kompiuteriui nurodytas veiksmas. Pelės analogas – valdymo rutulys. Jis sukiojamas pirštais. Šiuo metu pirmąsias vietas pagal naudojimą jau užima optinės pelės, kurios daug patogesnės ir našesnės. Šiuolaikinės pelės turi ratuką viršuje, kurio pagalba verčiami puslapiai ekrane ir atliekami kiti veiksmai, palengvinantys naršymą ir darbą internete.Kairysis pelės klavišas veikia taip: Spragtelėjus ekrane atvaizduotą mygtuką ar meniu punktą, vykdoma su tuo mygtuku (meniu punktu) susieta komanda; Spragtelėjus piktogramą (ženkliuką) (angl. icon), ja vaizduojamas objektas išrenkamas (angl. select) ir ekrane rodomas išryškintai; Sparčiai dukart spragtelėjus piktogramą, tas objektas atveriamas arba paleidžiama su juo susieta programa.Dešinysis pelės klavišas atveria parankinį (vietinį, kontekstinį) objekto meniu. Atverto parankinio meniu komandos parenkamos spaudžiant dešinįjį arba kairįjį pelės klavišą.Pelės žymiklį užvedus ant kokio nors objekto ir, laikant nuspaustą pelės klavišą, šį objektą galima pertempti į kitą vietą. Kai objektas kairiuoju pelės klavišu pertempiamas toje pačioje laikmenoje (diske arba diskelyje), jis bus perkeliamas, o iš vienos laikmenos į kitą, – kopijuojamas.Skaitytuvas – įrenginys, perkeliantis vaizdą iš popieriaus į kompiuterį. Jo veikimas pagrįstas dokumento kopijavimu į kompiuterio atmintinę, naudojantis stipriai apšviesto dokumento atspindėta ir fotoelementų surinkta šviesa.Skaitytuvų esti įvairių, dažniausiai skiriamos dvi grupės: staliniai ir rankiniai. Staliniai panašūs į kopijavimo aparatus: kopijuojamas dokumentas dedamas į jų vidų ant stiklo, t.y. staliniuose skaitytuvuose dokumentas gali būti paduodamas skaityti būgnu; tuomet skaitymo mechanizmas nejuda. Plokštieji skaitytuvai primena kopijavimo aparatą; juose dokumentas padedamas ant stiklo. Dokumentą skaito po juo judantis optinis elektrinis keitiklis. Yra skaitytuvų, kurių vaizdo kamera yra pakeliama virš dokumento. Rankiniu skaitytuvų braukiamas kopijuojamų dokumentų paviršius. Skaitytuvai būna spalviniai ir nespalviniai. Skaitytuvų kokybė priklauso nuo gebėjimo skirti taškus.Šviesos pieštukas. Šviesos pieštukas turi reaguoti į silpną ekrano švytėjimą, atsirandantį prabėgant elektronų spinduliui, nes vaizdas piešiamas tamsiame ekrane. Pieštuko skiriamoji geba turi atitikti ekrano skiriamąją gebą, todėl jame yra optinė sistema. Dirbant pieštukas priglaudžiamas prie ekrano. Stiprintuvas sustiprintas fotoelemento signalas per nuoseklų interfeisą yra perduodamas kompiuteriui ir įrašomas į atitinkamą vaizdo atminties (vRAM) ląstelę. Pieštuke yra valdymo mygtukas, kuriuo jis įjungiamas arba išjungiamas.Sensoriniai ekranai. Sensorinis ekranas reaguoja į prisilietimus specialiu pieštuku arba net pirštu, todėl PK galima valdyti tiesiog per ekrane matomą meniu arba rašyti jame komandas. Naudojami keli būdai pieštuko padėčiai sensoriniame ekrane nustatyti: … elektromagnetinis (grafinė lenta); ultragarsinis, kai ekrano paviršiumi skleidžiamos aukštojo dažnio akustinės bangos, kurių iškraipymai, paspaudus pieštuku tam tikrą ekrano vietą, panaudojami pieštuko koordinatėms ir spaudimo jėgai nustatyti; srovių matavimo, kai srovių, tekančių per ekrano kampus, nevienodumas panaudojamas pieštuko koordinatei nustatyti.Srovės šaltinis – pieštukas gali būti kabeliu sujungtas su PK. Tada priglaudus jį prie laidaus ekrano, per ekrano kontaktus, esančius arčiau pieštuko, prateka didesnė srovė.IŠVADOSKompiuteris turi daug įvairiausių išorinių įrenginių, kurie jam talkina. Vienais (įvesties įrenginiais) – žmogus perduoda informaciją kompiuteriui, kitais (išvesties įrenginiais) – kompiuteris pateikia apdorotą informaciją žmogui. Įvesties ir išvesties įrenginių yra daug ir įvairių, jie nuolat tobulinami, keičiami, atsiranda naujų.Žmogus gauna informaciją iš aplinkos įvairiais jutimo organais. Kompiuteris irgi turi panašius įtaisus informacijai pasiimti – tai įvesties įrenginiai. Apdorotą informaciją kompiuteris dažniausiai perduoda žmogui – tam reikalingi išvesties įrenginiai.Įvesties/išvesties kanalas turi galimybę vykdyti įvesties/išvesties instrukcijas ir valdyti įvesties/išvesties procesą. Kompiuterizuotoje sistemoje, kurioje yra toks įrenginys, CPĮ įvesties/išvesties instrukcijų nevykdo. Įvesties/išvesties instrukcijos saugomos pagrindinėje atmintyje ir jas vykdo specialus procesorius pačiame įvesties/išvesties kanale.INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS1. Kompiuteris, pirmieji žingsniai. Kaunas, 20012. D. RUTKAUSKIENĖ, Įvadas į kompiuterių pasaulį. Kaunas, 19993. Kompiuterių taikymas. Klaipėda, 2000Preiga per internetą:http://www.elektronika.lt/articles/computers/http://www.hakeriai.lt/articles.php?id=8562http://www.angelfire.com/amiga2/manciusm/skaner2.htmhttp://halfkeyboard.com