Каталог:
Новости

Пристрої вводу / виводу

  1. Що є комп'ютер
  2. Що є пристрої введення / виводу
  3. Причина невірного тлумачення

Головні частини комп'ютера - процесор і пам'ять. Вони розташовані в системному блоці. Процесор виконує алгоритми, а пам'ять зберігає інформацію.

Всі інші пристрої забезпечують або введення інформації в пам'ять комп'ютера (миша, клавіатура), або висновок з неї (монітор).

Зауважимо, що до комп'ютера можна підключити будь-який пристрій, забезпечивши його відповідним контролером, хоч мухобойку! Але більш звичні такі пристрої як: монітор, миша, клавіатура, принтер, флешка ...

Коли йдеться про те, що принтер є пристрій виведення комп'ютера, а сканер - пристрій введення, все згідно кивають. Коли ж йдеться про те, що флешка є пристрій вводу / виводу, ніхто в це не вірить ( «неправда, флешка - пристрій»).

Хоча насправді флешка і МФУ (принтер + сканер) функціонально один від одного не відрізняються - вони є для комп'ютера пристроями введення / виводу.

Текст, запропонований нижче, пояснює авторську позицію.

Ви можете опустити всі попередні міркування і відразу перейти до причини невірного тлумачення , Яка криється в невірній схемою комп'ютера, популярної в шкільних підручниках інформатики.

Але якщо ви маєте в своєму розпорядженні часом, можете дістатися до цього розділу, послідовно прочитавши нижче розташований матеріал.

Що є комп'ютер

Комп'ютер не завжди виглядає як системний блок, монітор, миша і клавіатура. Ноутбук, наприклад, являє собою єдиний пристрій, в яке інтегровані і монітор, і клавіатура, і тачпад (замість миші).

Комп'ютер в пральній машині і зовсім не такий, у нього немає звичної клавіатури, миші і монітора (тільки перемикачі, кнопки і маленький РК-індикатор в деяких моделях).

Виходить, монітор, клавіатура і миша для комп'ютера необов'язкові (відразу зауважимо, що жорсткий диск, дисковод, флешка теж факультативні).

А що ж є комп'ютер?

Щоб це дізнатися, давайте прибирати пристрою, поки не отримаємо мінімальний набір без якого комп'ютера точно не буває.

Прибираємо принтери, сканери, модеми, флешки, дисководи.

Прибираємо жорсткий диск (в комп'ютері телефону, наприклад, його немає).

Прибираємо клавіатуру, монітор і мишку (їх не має комп'ютер пральної машини, комп'ютер, всередині робота).

Що ж залишається? Залишається процесор (обробник) і внутрішня пам'ять (сховище).

Їх прибрати не можна.

Комп'ютер - це пристрій для обробки інформації за допомогою програм. Програми виконує процесор. Оброблювана інформація, як і сама програма, розташовуються у внутрішній пам'яті.

Отже, комп'ютер - це процесор і внутрішня пам'ять.

Процесор об'єднує в собі два пристрої - виконавче (АЛУ, арифметико-логічний пристрій) і управляє (УУ, пристрій управління). Процесор виконує команди програми. Управління (вибір команди, її аналіз, завантаження операндів) покладається на УУ, виконання - на АЛУ.

Внутрішня пам'ять це: ОЗУ + ПЗУ + регістри процесора + кеш процесора.

ОЗУ (оперативне запам'ятовуючий пристрій) - доступна процесору безпосередньо, крім того в ній зберігаються програми, за якими процесор працює. Вміст ОЗУ при відключенні харчування пропадає.

ПЗУ (постійний запам'ятовуючий пристрій) зберігає програму первинного завантаження комп'ютера разом з даними, необхідними для роботи цієї програми. Зрозуміло, що ця пам'ять не стирається при виключенні живлення.

Крім того, в комп'ютері є регістри і кеш - додаткова до ОЗУ пам'ять, вбудована прямо в мікросхему процесора.

Регістри - це надшвидка невелика пам'ять. Команди, в яких операнди розташовані в регістрах, виконуються набагато швидше команд, операнди яких розташовані в ОЗУ.

Кеш - це також надшвидка пам'ять, в яку попередньо завантажуються операнди команд і команди програми з ОЗУ. Надалі, якщо операнд (або команда) знаходиться в кеші, він (вона) читається з кешу, а не з ОЗУ, що прискорює виконання програми.

Відзначимо, що впровадження регістрів і кеш-пам'яті в мікросхему процесора, не робить їх функціонально частиною процесора. Процесор - обробник, а не сховище інформації. Як, наприклад, раположение кнопки сигналу на кермі, робить кермо пристроєм подачі звукового сигналу, кермо - це пристрій для повороту і утримання на курсі транспортного засобу.

Що є пристрої введення / виводу

Що є клавіатура, миша, монітор?

Принтер, сканер?

Жорсткі магнітні, оптичні диски, електронна флеш пам'ять (USB-флешка, пам'ять відео і фото камери)?

Що є виконавчі пристрої (мотор, що обертає барабан пральної машини, серводвигун, керуючий рукою робота)?

Отже, комп'ютер - це процесор і внутрішня пам'ять (ОЗУ, ПЗУ, регістри і кеш процесора).

А що ж тоді все інше?

Для комп'ютера все інше - пристрої введення та виведення.

Дозвольте не погодитися!

Флешка - це пристрій, що запам'ятовує, а не пристрій вводу / виводу!

Коли принтер називають пристроєм виводу, ніхто не заперечує. Коли говорять, що флешка є пристроєм вводу / виводу, виникають питання.

Ви можете відразу перейти в розділ причини невірного тлумачення , І стане зрозуміло, звідки «ростуть» подібні питання!

Флешка, дійсно, пристрій! У корпусі флешки є мікросхема флеш-пам'яті.

Але флешка, як і жорсткий диск, поєднує в одному корпусі інформаційний носій (мікросхема пам'яті) і пристрій читання / запису даних (контролер, фактично маленький комп'ютер, з програмою читання / запису, розташованої в його ПЗУ).

Якщо потрібно зберегти результати обчислень на флешці, ми повинні вивести на неї дані з ОЗУ, тобто флешка виступає пристроєм виведення комп'ютера.

Папір з принтера ми виймаємо, щоб використовувати, а пам'ять з флешки ми не виймаємо, ми носимо її разом з флешкою. Але суть не змінюється. Можна уявити собі принтер, з якого папір б не виймалася. Її можна було б переглядати через віконце. Тоді принтер ми тягали б з собою, як флешку.

Все відбувається аналогічно роботі принтера. Принтер - це пристрій, який дозволяє зберігати інформацію на папері. Але перш ніж інформація буде видрукувана, вона повинна бути передана в принтер з комп'ютера. Принтер по відношенню до комп'ютера виступає пристроєм виведення, хоча він є і пристроєм збереження інформації на папері.

Флешка і принтер між собою принципово не відрізняються. Для комп'ютера - це пристрої введення / виводу. Хоча, звичайно, вони ж є і пристроями зберігання інформації. Процес зберігання не пов'язаний з комп'ютером, а процес отримання інформації - пов'язаний.

Коли ми говоримо про введення / виведення по відношенню до комп'ютера, то маємо на увазі обмін даними між внутрішньою пам'яттю комп'ютера і іншим інформаційним носієм: жорстким диском, оптичним диском, флеш-пам'яттю, папером.

Робота із зовнішньою пам'яттю для комп'ютера - це операція введення / виводу, яку він виконує через контролер зовнішнього пристрою, що запам'ятовує.

Оптичний дисковод ще більш схожий на принтер і сканер, ніж флешка, бо інформаційний носій (диск) є змінним (як папір в принтері і сканері).

Отже, підсумок.

Комп'ютер - це процесор і внутрішня пам'ять. Все інше, що до комп'ютера підключається, є для нього пристроями введення / виводу, через які тече інформація в комп'ютер або з нього.

Причина невірного тлумачення

Здавалося б все просто! Однак питання виникають. Чому?

Причина в тому, як зображується схема комп'ютера в шкільних підручниках.

Ось як зображується класичний варіант фон Неймана:

За цією схемою легко віднести принтер до пристрою виводу, клавіатуру - до пристрою введення, а флешку, само собою, - до зовнішньої пам'яті комп'ютера.

На цій схемі зовнішня пам'ять ніяк не пов'язана з пристроями введення / виводу, а самі пристрої введення / виведення ніяк не пов'язані із зовнішньою пам'яттю: звідки ж вони вводять і куди виводять?

Виходить, що для запису на диск, останній потрібно просто покласти на системний блок, і комп'ютер запише інформацію на диск за допомогою чаклунства.

У житті так не виходить, і зовнішня пам'ять стикується з комп'ютером за допомогою спеціального пристрою (що об'єднує електронну і, можливо, механічні частини), яке забезпечує читання і запис інформації на інформаційний носій. Було б логічно саме цей пристрій називати пристроєм вводу / виводу.

Таким пристроєм, наприклад, явлется дисковод. Це пристрій об'єднує механічну частину і електронну, а сам диск є носієм інформації, зовнішньою пам'яттю по відношенню до комп'ютера.

Коли зовнішня пам'ять і пристрій введення / виведення зібрані в одному корпусі, як флешка або вінчестер, ми можемо називати це об'єднання і зовнішньою пам'яттю, і пристроєм вводу / виводу, бо вірно і те й інше. Для того щоб зберегти у зовнішній пам'яті інформацію, її туди треба передати, а для цього необхідно виконати операцію виведення інформації з комп'ютера, а значить в момент передачі інформації, пристрій є пристроєм виведення. У момент читання інформації - це пристрій введення.

На схемe, показаної нижче, зелені стрілки показують рух інформації, а червоні - дії процесора:

Відзначимо, що у самого фон Неймана блоку з «зовнішньою пам'яттю» в схемі не було (схема скопійована з Вікіпедії):

Схему сучасного комп'ютера в шкільних підручниках часто малюють так:

Очевидно, що довгострокова пам'ять, наприклад, диск CD або папір підключаються до загальної шині тільки через пристрій вводу / виводу. Тому правильна схема повинна виглядати так:

Таким чином, флешка для комп'ютера є пристроєм вводу / виводу, бо комп'ютер працює з контролером флешки. Контролер виконує операції читання / запису на мікросхему пам'яті флешки.

А що ж є комп'ютер?
Що ж залишається?
Принтер, сканер?
Жорсткі магнітні, оптичні диски, електронна флеш пам'ять (USB-флешка, пам'ять відео і фото камери)?
Що є виконавчі пристрої (мотор, що обертає барабан пральної машини, серводвигун, керуючий рукою робота)?
А що ж тоді все інше?
Чому?