Что такое периферийные устройства

Большинство окружающих нас компьютеров построены по классической схеме Фон-Неймановской машины образца 1945 года. По этой схеме компьютер состоит из центрального процессора (ЦП, CPU), памяти и устройств ввода-вывода. Процессор исполняет программы, находящиеся в памяти; память предназначена для хранения программ и данных, доступных процессору; устройства ввода-вывода (УВВ) предназначены для связи с внешним миром. Время внесло небольшие коррективы в названия этих «трех китов», и сейчас то, что попадало под название УВВ, называют периферийными устройствами. Процессор (один или несколько), память и необходимые элементы, связывающие их между собой и другими устройствами, называют центральной частью компьютера. Периферийные устройства (ПУ) — это все программно-доступные элементы компьютера, не попавшие в его центральную часть. Их можно разделить по назначению на несколько классов.

• Устройства хранения данных (устройства внешней памяти) — дисковые (магнитные, оптические, магнитооптические), ленточные (стримеры), твердотельные (карты, модули и устройства USB на флэш-памяти). Эти устройства используются для энергонезависимого сохранения информации из памяти и загрузки этой информации в оперативную память. В каком виде хранится информация на этих устройствах, нам не так уж важно (главное — правильно считать то, что сохранили).
• Устройства ввода-вывода, служащие для преобразование информации из внутреннего представления в компьютере (биты и байты) в форму, доступную окружающим, и обратно. Сюда относятся дисплеи (устройства отображения, т.е. вывода), клавиатура и мышь (устройства ввода), принтеры и сканеры, плоттеры и дигитайзеры, джойстики, акустические системы и микрофоны, телевизоры и видеокамеры, устройства телеуправления и телеметрии. Любопытно, что в этих парах обычно лидируют устройства вывода, появляющиеся в компьютерах раньше соответствующих устройств ввода. Под окружающими подразумевается и человек (и другие биологические объекты), и различные технические устройства (компьютер несложно приспособить для управления любым оборудованием, были бы датчики и исполнительные устройства). В какую форму эти устройства преобразуют двоичную информацию — определяется их назначением.
• Коммуникационные устройства, служащие для передачи информации между компьютерами и (или) их частями. Сюда относятся модемы (проводные, радио, инфракрасные…), адаптеры локальных и глобальных сетей. Здесь преобразования информации нужны только для преодоления каких-то расстояний.
  Главным действием в компьютере является исполнение программного кода центральным процессором, и ЦП должен иметь возможность взаимодействия с ПУ. Процессор ничего не умеет, кроме того, как обращаться к ячейке (читать или писать байт, слово, двойное слово) пространства памяти или пространства ввода-вывода, а также реагировать на аппаратные прерывания. Таким образом, любое периферийное устройство должно представляться процессору набором регистров (ячеек) и, необязательно, быть источником прерываний.