Устройства вывода и ввода информации: характеристика

О том, что существуют устройства ввода и вывода информации, наверное, не нужно говорить никому. Иначе как бы пользователь общался с компьютером? Однако далеко не все понимают, что на самом деле представляют собой устройства ввода и вывода информации, причем не только на физическом, но и на программном уровне. Тут нужно понимать несколько основных моментов, о которых далее и пойдет речь.

Устройства ввода и вывода информации: что это в общем понимании?

Любой компьютерной или мобильной системе, работающей под управлением определенной ОС в качестве основной платформы, требуется участие пользователя. Без его запросов по запуску приложений и откликов установленных программ результата выполнения определенной поставленной задачи добиться будет невозможно.

Означает это только то, что изначально нужно ввести запрос (input), после чего получить результат его выполнения в виде обработки данных, запуска программы и т. д. (output). Каким образом юзер может задать компьютеру постановку задачи и получить решение по ее выполнению? Для этого и созданы устройства вывода и ввода. Правда, далеко не все могут их правильно идентифицировать. Впрочем, кому это по большому счету нужно? Тем не менее в этом вопросе стоит разобраться, что называется, по существу.

Как осуществляется ввод данных?

К устройствам ввода и вывода информации относятся все «железные» устройства, а иногда и виртуальные компоненты.

Среди простейших, знакомых каждому пользователю средств, отвечающих за ввод, можно отметить клавиатуру, мышь, джойстик, тачпад, камеру, микрофон, сканер, стример и другие сопутствующие компоненты.

Каждый такой элемент позволяет решать узконаправленные задачи по добавлению информации или данных, которые на определенном уровне могли бы быть распознаны и обработаны компьютерной системой. Но это только лишь самый поверхностный взгляд. И не стоит удивляться, что в списке присутствуют два последних устройства. По сути, ведь мы задаем системе распознавание информации, а это уже есть ввод неких данных, которые должны быть определены системой.

Обработка информации

Дело в том, что основные устройства ввода-вывода нельзя идентифицировать только на уровне того, что пользователь видит перед собой в процессе общения с компьютерной системой.

На самом деле следует принять во внимание процессы, при которых происходит обработка тех же запускаемых программ или сохранение информации. Так, например, устройства ввода и вывода компьютера могут идентифицировать даже начальные параметры установленных компонентов, что производится в первичной системе BIOS (об этом будет сказано несколько позже).

С другой стороны, функционирование ни одного «железного» устройства невозможно без специальных управляющих программ, называемых драйверами. Их тоже смело можно причислить к той категории, которую в данном случае принято характеризовать как программные устройства ввода и вывода данных. Те же графические карты отвечают за изображение на мониторе.

А если взять в расчет, что ранее данные нужно было вводить исключительно с перфокарт, когда начальные системы инициализации созданы еще не были, можно себе представить, какими были все эти процессы в плане начального ввода, выполнения операций и выдачи результата. На это требовалось не только время и вычислительные способности машины, а еще и специальные устройства, способные считывать информацию. Дискеты тоже оказались не наилучшими носителями в силу их слабой износостойкости, не говоря уже об ограниченном дисковом пространстве.

Хранение данных

Говоря о том, что представляют собой устройства хранения информации ввода-вывода, нельзя не отметить основные средства сохранения данных.

Как правило, для начального сохранения любого файла используется жесткий диск, называемый винчестером. Он исполняет универсальную роль, являясь одновременно и средством ввода данных (новые файлы, копирование, перемещение), и промежуточным средством вывода, поскольку именно на нем хранятся все драйверы и та же самая операционная система. Память устройства ввода/устройства вывода этого типа, напрямую зависит от объема, производителя и применяемой файловой системы. В большинстве случаев это NTFS, но для дисков с размеров 2 Тб и выше ее использовать нельзя. Тут потребуется инициализация на уровне GPT-раздела, иначе система такой «винт», будь он хоть SSD, не воспримет.

Характеристика устройств ввода-вывода данных: визуализация

С методами ввода вроде бы все понятно. Но с выводом данных у многих юзеров возникают проблемы, в частности, в вопросе понимания этого процесса как такового.

Как пользователь воспринимает информацию после обработки? Исходя из человеческих способностей, когда индивидуум, естественно, мысленно не может понять, какой именно процесс в данный момент совершает машина, и не способен подключиться к ее программным процессам, остается что? Разве что – увидеть результат выполнения запроса или программы в визуальном виде. Для этого и созданы компьютерные мониторы, за работу которых отвечают графические карты (интегрированные или дискретные). Иными словами, мы должны видеть то, что в данный момент совершается.

Мониторы

Мониторы как средства отображения информации о происходящих процессах являются самыми главными. Некогда в интернете проскочила информация о том, что какой-то индус работал в интернете с компьютером без монитора в течение нескольких лет. Но это вызывает законные сомнения, ведь для тех систем еще не были разработаны голосовые помощники.

Сейчас в той же системе Windows 10 есть Cortana, и то на территории постсоветского пространства недоступная. В Android или в «яблочных» системах есть свои «фишки». Но все это основано исключительно на визуальном представлении.

BIOS

К устройствам ввода-вывода относятся и системы BIOS или их осовремененные версии в виде UEFI, которые являются одними из ключевых структур, представляющих собой некие определители корректного распознавания и функционирования «железа» на стадии загрузки компьютерной системы.

Сама первичная система отвечает за начальную загрузку (причем еще до старта ОС, установленной на стационарном ПК или ноутбуке. Устройства вывода и ввода данных, в частности, параметры процессора, оперативной памяти или видеокарты, определяются изначально при включении. И именно в этой системе можно произвести установку специализированных параметров, которые в дальнейшем и повлияют на работоспособность компьютера (например, старт со съемного носителя, секвенция загрузки, режим работы жесткого диска, включение виртуальных компонентов и т. д.).

Вход осуществляется при помощи нажатия соответствующих клавиш, но для большинства стационарных ПК-терминалов можно использовать Del (на мониторе при старте появится соответствующая строка в середине или внизу экрана).

Клавиатура

Устройства вывода и ввода нельзя рассматривать и без клавиатурных модулей. Сегодня существует столько их модификаций, что даже трудно себе представить (стандартные, игровые, мультимедийные).

Тем не менее далеко не каждый пользователь задумывается над тем, каким именно образом производится ввод данных. Большинство совершенно не понимает, что нажатие на определенную клавишу вызывает обращение к определенным ячейкам памяти с присвоением двоичного кода каждой литере, а соответственно, и команде используемого символа. Что же касается раскладок, тут есть свои нюансы, поскольку при смене языка кодировка тоже меняется. А за это отвечают таблицы кодов (UTF, KOI8-R и т. д.), без которых присвоение используемому символу определенного кода будет просто невозможным.

Манипуляторы

Рассматривая устройства вывода и ввода, нельзя не затронуть и компьютерные манипуляторы, к каковым относятся мыши, джойстики, рули, педали, шлемы и другие современные управляющие устройства.

Нетрудно понять, что само устройство на основе драйверов и запрограммированных алгоритмов способно управлять любой системой, будь то ОС или игра, запущенная в ее среде. Так, скажем, набирающие популярность шлемы виртуальной реальности можно описать и как средство ввода данных в игре, и как инструмент отображения результата определенных действий в игровом процессе.

Акустика

Еще одним средством, служащим для восприятия окружающей нас информации, есть звук. По этой части за его воспроизведение отвечает звуковая система компьютера, которая тоже является частью средств ввода, вывода и восприятия информации.

Устройства можно разделить на интегрированные, устанавливаемые в слоты PCI и внешние. Качество саунда напрямую зависит от устанавливаемого оборудования, а вывод звука может включать в себя не только поддержку своих собственных драйверов, но и возможности более широкие. К примеру, ранее для полноценной работы с использованием аудио- и MIDI-редакторов требовалась поддержка звуковым модулем режима Full Duplex. По крайней мере, программы любой версии Cubase требовали именно этого. Даже мост DirectX, предусмотренный в любой системе Windows, не спасал.

Сегодня многие устройства вывода и ввода в этом ракурсе работают на основе так называемых драйверов ASIO, среди которых стоит особо выделить ASIO4All v2, FL Studio ASIO и другие модификации. Суть их ввода и вывода сводится к тому, чтобы использовать возможности проигрывания партии на подключаемой клавиатуре любого MIDI-стандарта с воспроизведением через выбранный канал DAW (виртуальной студии) звука инструмента, присоединяемого к ней посредством интерфейсов VST, DX или RTAS.

Принтеры, сканеры и другие устройства

Естественно, информацию можно отобразить не только на мониторе. Одними из самых, как считается, совершенных средств визуализации являются принтеры и сканеры.

Читать документ в печатном виде многим людям намного удобнее, нежели наблюдать такую же картинку на экране компьютерного монитора. Даже чтение обычных печатных изданий зачастую оказывается более удобным, чем осмысливание аналогичного текста или картинок, представленных на интернет-ресурсах.

Сканеры способны распознавать графическую информацию, преобразовывая ее в любой другой формат, подлежащий изменению в каком-то определенном выбранном редакторе. Эти процессы тоже с абсолютной уверенностью можно назвать вводом и выводом. Посудите сами, ведь сначала документ задается на обработку устройством (ввод), а потом выдается результат сканирования (вывод), пусть даже с преобразованием выходного формата.

Краткие итоги

Если подвести некую черту, думается, уже понятно, что именно представляют собой устройства вывода и ввода. На самом деле устройств, связанных с этими процессами, можно насчитать намного больше. Но ввиду невозможности описания их всех некоторые из них не затрагивались вовсе. Тем не менее любой человек, пусть даже далекий от компьютерной техники, сможет сделать выводы о том, что представляют собой такие методы и девайсы.