Смагин М.С. Вычислительные машины, системы и сети (1088253), страница 18
Текст из файла (страница 18)
2 контакта используются для дифференциальной передачи данных, адругие два – для передачи питания, что позволяет подключать устройства, неимеющие собственного питания. При этом максимальная сила тока, передаваемого по этим контактам, не должна превышать 0,5 А при напряжении питания 5 В.Передача данных осуществляется в дифференциальном режиме. Соответственно, шина USB является полудуплексной, т.е. в каждый момент может предавать данные только в один конец.Спецификация USB 1.0 предусматривала два режима передачи данных:• Low Speed со скоростью 1,5 Мбит/сек.;• Full Speed со скоростью 12 Мбит/сек.118Первый режим допускал максимальную длину кабеля равную 3 м.
Второй, − 5 м. Версия USB 1.1 была выпущена в 1998 году, и это была перваяверсия, получившая массовое распространение.В 2000 году была выпущена версия USB 2.0 допускающая передачу врежиме High Speed со скоростью до 480 Мбит/сек. Кроме того, она устанавливала единую максимальную длину кабеля равную 5 метрам и допускалапоследовательное соединение до 5 повторителей, т.е. максимальная длиналинии USB не может превышать 30 метров.В 2008 году была опубликована спецификация USB 3.0, разработаннаясовместно фирмами Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors. Помимо 4 сигнальных линий, имевшихся раньше, спецификацияUSB 3.0 добавляет к ним ещё 5.Это позволяет поднять скорость передачи данных до 5 Гбит/сек.
Такойрежим передачи данных называется в спецификации, по аналогии с предыдущими, Super Speed. Данная спецификация предусматривает также увеличение максимальной силы передаваемого тока с 0,5 до 0,9 ампера, т.е. почтивдвое.Новый стандарт вызвал неоднозначное отношение среди разработчиков. Так, после его выхода фирма Intel объявила, что откладывает внедрениев свои чипсеты поддержки шины USB 3.0 до 2011 года. Это существенно задержало практическое внедрение нового стандарта.Сведём характеристики всех рассмотренных шин в единую таблицу.ТипШиныСпособпередачиданныхТиплинийМетодарбитражаFSB(QPB)ПоследовательныйСпециализированныйДецентрализованныйPCIПараллельныйПереключаемыйЦентрализованныйСинхронизацияСинхронная1600 МГцСинхронная33 МГц66 МГцРазрядностьПропускнаяспособность64 разряда12.8Гбит/сек32 разряда528Мб/сек119PCI-EПоследовательныйПереключаемыйЦентрализованныйАсинхронная__2.5, 5, 8Гбит/секATAПараллельныйСпециализированный__Синхронная16 разрядов133Мб/секSATAПоследовательныйПереключаемый__Синхронная1,5 –3 ГГц__USBПоследовательныйПереключаемый__Асинхронная__1.5 (1.2),3 (2.4),6 (4.8)Гбит/секLS 1.5FS 12HS 480SS 5000Мбит/сек120Лекция №9Периферийные устройстваДанная лекция будет посвящена периферийным устройствам, подключаемым к материнской плате через внешние разъёмы.
В современных ПЭВМподключение периферийных устройств осуществляется, в основном, черезUSB-порты.По функциональному назначению периферийные устройства делятсяна четыре класса:1.Устройства ввода информации;2.Устройства отображения информации;3.Устройства вывода информации;4.Устройства хранения информации.Рассмотрим данные классы более подробно.Устройства ввода информацииУстройства ввода информации, в свою очередь, классифицируются повиду информации, для ввода которой они предназначены. Соответственноздесь выделяют три подкласса:1.Устройства ввода символьной информации;2.Устройства ввода позиционной информации;3.Устройства ввода графической информации.Назначение каждого из подклассов очевидно из их названий. Каждыйиз них имеет свои принципы и особенности построения, которые мы внимательно рассмотрим ниже.121Устройства ввода символьной информацииУстройства ввода символьной информации, − это, в первую, и, по сути,в единственную очередь, клавиатуры.
Практически это самый консервативный из видов периферийных устройств. За время их развития менялись физические принципы их работы, но сам вид оставался в целом неизменным.Всё дело в том, что клавиатура, как инструмент ввода информации, появились задолго до появления собственно вычислительной техники. Предшественниками клавиатур были печатные машинки.Первое устройство, печатающее символы по командам оператора, передаваемым в реальном масштабе времени, было придумано ещё в XVIII веке.
Однако привычная для нас пишущая машинка была запатентована тольков 1867 году американцем Кристофером Шоулзом. Схема её устройства с техпор принципиально не изменилась, – валик, по которому протягивается бумага, и металлические молоточки с литерами, ударяющие по чернильнойленте, которая оставляет оттиск на бумаге. Оператор нажимает на клавишу,соответствующий молоточек бьёт по ленте, на листе бумаги остаётся оттиск.Опыт её практической эксплуатации показал важность такой актуальной досих пор характеристики, как раскладка клавиатуры.Под раскладкой клавиатуры понимается схема расположения символовна клавишах печатного устройства.
На первой печатной машинке Шоулзасимволы располагались на клавишах в алфавитном порядке. В процессе еёпрактической эксплуатации оказалось, что буквы, расположенные рядом наклавиатуре, часто стоят рядом и в словах. При скоростном наборе их частонажимали почти одновременно, из-за чего расположенные рядом молоточкиподнимались одновременно и около ленты заклинивали друг друга.Тогда Шоулз подумал, что символы надо так скомпоновать на клавиатуре, чтобы литеры, наиболее часто встречающиеся в сочетании друг с другом, располагались вдалеке друг от друга. Так появилась привычная и знакомая нам раскладка клавиатуры, называемая QWERTY (кверти).
Название ей122дали по символам первого ряда буквенных клавиш, если их прочитать слеванаправо.QWERTYUIOASDFGHJLZXCVBNPMРис.48 Раскладка символов латинского алфавитана клавиатуре типа QWERTYДанная раскладка стала повсеместно используемой для пишущих машинок и без изменений перекочевала на клавиатуры компьютеров. Это позволило облегчить овладение компьютером для неквалифицированных пользователей, хорошо знакомых с печатными машинками.У раскладки QWERTY есть один существенный недостаток. При еёразработке никто не думал об удобстве для операторов. Работа с такой раскладкой часто приводит к повышенной нагрузке на пальцы рук, и соответственно, к снижению производительности труда. Очевидно, что как толькопоявилась техническая возможность решить проблему заклинивания молоточков, появились люди, задавшиеся вопросом, − а можно ли сделать лучше.Задача заклинивания молоточков была решена в 30-х годах ХХ века сизобретением электрических печатающих машинок.
Молоточки оставлялиоттиски на бумаге уже не под действием мускульной силы пальцев человека,а с помощью электричества. Считывание нажатых клавиш осуществлялосьпоследовательно и, соответственно, молоточки активировались тоже строгопоследовательно, что позволяло исключить их заклинивание.В 1936 году профессор Вашингтонского университета Август Дворакразработал новый вариант раскладки, получившей название «Раскладка Дворака». Свой вариант раскладки Дворак построил исходя из принципов максимального удобства для человека. При этом он руководствовался следующими соображениями:123•Руки должны чередоваться как можно чаще;•Чаще всего встречающиеся символы должны набиратьсянаиболее простым способом, т.е.
находиться максимально близко отуказательного и среднего пальцев;•Правая рука должна брать на себя больше работы, потомучто большинство людей правши.Результат оказался удачным. Ныне действующий рекорд скорости печати, равный 150 словам в минуту, был поставлен в 2005 году именно на клавиатуре Дворака. Почему же новая раскладка не заменила раскладкуQWERTY? Дело в том, что до самого появления персональных ЭВМ электрические печатающие машинки оставались довольно дорогими. Высокаяцена делала их практически недоступными для частных лиц. Их могли позволить себе лишь богатые организации. Соответственно механические печатные машинки продолжали использоваться, и обучение персонала при переходе с механических на, и без того дорогие, электрические печатные машинки требовало дополнительных затрат.APYFGCRLOEUIDHTNSQJKXBMWVZРис.49 Раскладка символов латинского алфавитана клавиатуре ДворакаКогда на смену печатным машинкам пришли персональные компьютеры, была сделана ещё одна попытка разработать клавиатуру, которая обеспечивала бы большее удобство для пользователя, чем QWERTY.
В 2006 годуШай Колеман разработал раскладку, которая получила название COLEMAC.Т.е. Coleman+Dvorak. Она, с одной стороны, обеспечивает лишь чуть менее124высокую скорость печати, чем раскладка Дворака, с другой, – имеет многообщего с раскладкой QWERTY.QWFPGJLUYARSTDHNEIZXCVBKOMРис.50 Раскладка символов латинского алфавитана клавиатуре КолеманаОднако и раскладка Колемана, хоть и поддерживается современнымиоперационными системами, остаётся пока большой экзотикой, особенно вРоссии. Дело в том, что Колеман разрабатывал свою раскладку только длялатинского алфавита. Поэтому выиграть от её использования могут тольколюди, которым приходится писать длинные тексты на языках с латинскимисимволами.В России наиболее часто встречается раскладка, которая получила название ЙЦУКЕН, данное также по значениям символов на верхнем ряду буквенных клавиш.
Даная раскладка была разработана в США в конце XIX века.Промышленность Российской империи не производила в то время своих печатных машин, поэтому их приходилось заказывать за границей.Первоначально на месте буквы Ц стояла буква ижица I, цифры 0, 1 и 3отсутствовали, и их нужно было заменять соответствующими буквами.
Отечественные печатные машинки стали производиться уже в Советском союзе,и раскладка ЙЦУКЕН осталась без изменений.Другим вариантом русскоязычной раскладки является так называемая«фонетическая раскладка», получившая ещё название ЯВЕРТЫ. В ней знакикириллицы располагались так, чтобы каждая латинская буква и соответствующая ей по звучанию русская находились на одной и той же клавише. Этооблегчало работу с клавиатурами, на клавишах которых не было нанесенорусских символов.
А также, не создавало трудностей при переходе от транс125литерационной записи к кириллице при работе с программами, поддерживавшими русский язык.Впрочем, существовал и альтернативный подход к решению проблемыввода символьной информации. Его предложил Дуглас Энгельбарт, – один изнаиболее известных изобретателей устройств, обеспечивающих человекомашинный интерфейс.
О нём ещё пойдёт речь ниже, потому что именно онпридумал такое популярное ныне устройство ввода позиционной информации, как мышь. Прототип компьютерной мыши был впервые продемонстрирован общественности в 1968 году, а вместе с мышью было представленоещё одно изобретение Энгельбарта, – аккордовая клавиатура.Технически она представляла собой небольшой параллелепипед с пятью пластинами. Параллелепипед накрывался ладонью правой или левой руки, так, чтобы на каждую пластину приходилось по одному пальцу. Каждомусимволу соответствовало определённое положение пальцев.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
