Операцией ввода называется передача в ядро ЭВМ информации из внешней среды (в том числе от пользователя), или из внешних запоминающих устройств.
Операцией вывода называется передача информации из ядра ЭВМ во внешнюю среду или во внешние запоминающие устройства.
Общей характеристикой для всех периферийных устройств является скорость, с которой устройство может принимать или передавать данные. Большинство периферийных устройств имеет электромеханические узлы, скорость работы которых значительно ниже скорости работы электронных устройств ЭВМ. Скорости передачи данных, с которыми работают различные периферийные устройства, отличаются весьма значительно: от нескольких единиц до нескольких миллионов байт/с.
Периферийные устройства различают по реализованному в них синхронному или асинхронному режиму передачи данных. При синхронном режиме передача данных производится в определенном темпе, который задается рабочей скоростью движения носителя информации, например магнитной ленты. При асинхронном режиме передача данных может происходить в свободном темпе с остановом после передачи любого байта.
Одной из основных характеристик ВЗУ является общий объем хранимой информации, или емкость ВЗУ, обычно измеряемая в байтах.
Из-за большого различия быстродействия оперативной памяти и ВЗУ обращения к внешней памяти вызывают потери производительности ЭВМ. Поэтому быстродействие ВЗУ является показателем не менее важным, чем его емкость.
Обращение к ВЗУ в общем случае предполагает последовательное выполнение двух процессов:
1) доступа к ВЗУ - установки головок на участок носителя, с которого требуется считать или на который нужно записать информацию;
2) считывания и передачи информации из ВЗУ в оперативную память или передачи информации из памяти в ВЗУ и записи ее на носитель.
Соответственно быстродействие ВЗУ определяется двумя показателями: временем доступа и скоростью передачи информации. Различают среднее и максимальное время доступа.
В связи с определенными техническими особенностями магнитных носителей информации, на них нельзя записать и с них нельзя считать отдельный байт. Запись и считывание информации могут производиться только группами байт строго определенного размера - блоками.
Внешние ЗУ делятся на устройства с прямым и последовательным доступом. В устройствах с прямым доступом, к которым относятся магнитные диски и барабаны, время доступа мало зависит от положения носителя относительно головки в момент обращения к ВЗУ, что достигается циклическим движением носителя с большой скоростью относительно головки.
В устройствах с последовательным доступом (ВЗУ на магнитных лентах) для поиска нужного участка носителя требуется последовательный просмотр записанной на носителе информации, для чего может потребоваться несколько минут.
К важным характеристикам ВЗУ также относятся достоверность функционирования и относительная стоимость устройства.
Обычно достоверность работы ВЗУ оценивается числом правильно воспроизводимых в режиме записи-считывания двоичных знаков на один ошибочный знак.
Относительная стоимость ВЗУ определяется как отношение стоимости устройства к его емкости.
Устройство ввода позволяет вводить в машину данные и программы. Устройства вывода служат для вывода из ЭВМ результатов обработки данных, в том числе для их регистрации и отображения.
Типы устройств ввода информации:
1) Ручного ввода: клавиатура пульта управления.
2) Полуавтоматического ввода: клавиатура дисплея, ручной манипулятор "мышь", световое перо, сканер, планшет, джойстик, устройство ввода с перфолент, устройство ввода с магнитных носителей.
3) Автоматического ввода: читающие автоматы, речевые анализаторы, устройства ввода с каналов связи, аналого-цифровой преобразователи, телетайпы.
Типы устройств вывода информации:
1) Устройства фиксации на машинных носителях: перфораторы, устройства записи на магнитные носители.
2) Устройства регистрации: знакогенерирующие (АЦПУ) и графические (графопостроители).
3) Устройства наглядного отображения: дисплеи и индикаторы.
1.3.3. Особенности использования ОС
Windows 95. Объектно-ориентированный подход
При создании Windows 95 фирма Microsoft в полной мере реализовала объектно-ориентированный подход. Поскольку именно он лег в основу новой операционной системы, вначале скажем несколько слов о том, что такое ориентация на объекты.
Понятие “объектно-ориентированный” возникло в программировании сравнительно недавно. Когда вычислительная мощность машин была невысока, о создании объектно-ориентированных систем не могло быть и речи. Основой всего был программный код. Программисты записывали последовательности команд для выполнения тех или иных действий над данными, которые оформлялись в модули и процедуры. Для работы с каждым объектом создавалась своя процедура.
Постепенно с увеличением производительности вычислительных систем процедурный подход начал заменяться объектным. На первое место выдвинулся объект, а не код, который его обрабатывает. На уровне пользователя объектный подход выражается в том, что интерфейс представляет собой подобие реального мира, а работа с машиной сводится к действиям с привычными объектами. Так, папки можно открыть, убрать в портфель, документы — просмотреть, исправить, переложить с одного места на другое, выбросить в корзину, факс или письмо — отправить адресату и т. д. Понятие объекта оказалось настолько широким, что до сих пор не получило строгого определения.
Объект, как и в реальном мире, обладает различными свойствами. Программист или пользователь может изменять не все свойства объектов, а только некоторые из них. Можно изменить имя объекта, но нельзя изменить объем свободного места на диске, который также является его свойством. Свойства первого типа в языках программирования носят название read/write (для чтения и записи), а свойства второго — readonly (только для чтения).
Метод — это способ воздействия на объект. Методы позволяют создавать и удалять объекты, а также изменять их свойства. Например, для того чтобы нарисовать на экране точку, линию или плоскую фигуру, составляются разные последовательности кодов или программы. Пользователь, однако, применяет для отображения этих объектов один метод Draw( ), который содержит коды для отображения всех объектов, с которыми он работает. За такое удобство приходится платить тем, что объектно-ориентированные системы могут работать только на достаточно мощных вычислительных установках.
До настоящего времени во всех операционных системах преобладал процедурный подход. Для того чтобы произвести в системе какое-либо действие, пользователь должен был вызвать соответствующую программу (процедуру) и передать ей определенные параметры, например, имя обрабатываемого файла. Программа выполняла над файлом указанные действия и заканчивала работу. При этом пользователь в первую очередь имел дело с задачей обработки документа, а затем уже с самим документом. В давние времена, когда ЭВМ не были персональными, пользователь описывал действия, которые должна была выполнить задача, на некоем странном языке, называемом языком управления заданиями (JCL—JobControlLanguage).
С появлением терминала язык управления заданиями упростился и постепенно превратился в командную строку, однако на первом месте все равно находилась процедура обработки документа, а сам документ играл вспомогательную роль.
Следующим этапом упрощения работы с машиной стал создание различного рода операционных оболочек (сначала текстовых), которые “спрятали” от пользователя командную строку DOS. Ввод последовательности символов, из которой состоит команда операционной системы, свелся к нажатию одной функциональной клавиши или щелчку мыши. Самой распространенной из таких “надстроек” над операционной системой стала оболочка NortonCommander,
Однако основным “инструментом” пользователя все еще оставалась клавиатура. Качественный переход произошел после того, как появились графические оболочки. Теперь пользователь в основном работает с устройством указания, таким как мышь, трекбол или планшет, а не с клавиатурой (разумеется, это не относится к работе внутри самих приложений, например, в текстовых редакторах). Ему не нужно помнить почти никаких команд операционной системы. Для того чтобы запустить приложение, достаточно щелкнуть мышью на его изображении или на “значке” (автор предпочитает называть его пиктограммой).
В начале 90-х гг. процедурный подход все еще преобладает, однако намечаются и некоторые признаки объектно-ориентированного. Тогда же появился метод объектного связывания и встраивания (OLE), позволяющий щелчком на изображении объекта неявно запустить приложение, которое его обрабатывает, а после окончания обработки вернуться в предыдущее приложение.
С OLE тесно связан так называемый метод редактирования документов “на месте” (in-place). Если в документ встроен объект, который должен обрабатываться конкретным приложением, то при щелчке на этом объекте нужное приложение неявным образом запускается, причем в рабочем поле не изменяется ничего, кроме панелей инструментов. Например, если в тексте, который обрабатывается в редакторе MicrosoftWord, есть таблица, созданная в редакторе MicrosoftExcel, то при щелчке на ней произойдет замена панелей инструментов Excel. Пользователь может обрабатывать документ совсем другим приложением, даже не подозревая об этом.
Еще один механизм, который упростил работу и приблизил эру объектно-ориентированного подхода, называется “Drag & Drop”, что в буквальном переводе означает “перетащить – и оставить”. Работая этим методом, вы щелкаете кнопкой мыши (как правило, левой) на изображении объекта, перемещаете его по экрану при нажатой кнопке и отпускаете кнопку, когда указатель окажется в нужном месте экрана. Таким образом, процедуры копирования, перемещения и удаления стали объектно-ориентированными.