Perifeerseadmed (I/O-seadmed): mis need on ja kuidas need töötavad

Perifeerseadmed (I/O): selgitus, kuidas sisend- ja väljundseadmed töötavad, näited (monitor, hiir, kõlar, puutetundlik ekraan), ühendused ja roll arvutisüsteemis.

Perifeerseadmed (tuntud ka kui sisend- ja väljundseadmed) on välisseadmed, mis ühendavad arvuti teiste seadmete ja inimeste maailmaga ning annavad arvutisüsteemile täiendavaid funktsioone. Sisend on kõik, mis läheb sisse, ja väljund on kõik, mis välja. Perifeerseadmed asuvad tavaliselt eraldi kesktöötlusseadmest ning suhtlevad sellega läbi seadmekontrolleri: (CPU) seadmekontrolleri abil.

Miks perifeerseadmed on vajalikud

Perifeerseadmed võimaldavad inimestel arvutisüsteemiga suhelda ning laiendada arvuti võimekust väljaspool protsessori ja mäluga tehtavat töötlemist. Mõned perifeerseadmed kuvavad infot (näiteks arvutimonitor), teised annavad sisendsignaale (näiteks klaviatuur ja arvutihiir) ja mitmed seadmed täidavad samaaegselt nii sisendi kui väljundi rolli — näiteks puutetundlikud ekraanid.

Klassifikatsioon: sisend, väljund ja I/O

• Sisendseadmed – seadmed, mis edastavad andmeid arvutile (näiteks klaviatuur, arvutihiir, skanner, mikrofon).
• Väljundseadmed – seadmed, mis kuvavad või esitavad arvuti poolt genereeritud infot (näiteks arvutimonitor, printer, kõlar).
• Kahepoolsed I/O-seadmed – seadmed, mis nii sisestavad kui ka kuvavad andmeid (näiteks puutetundlikud ekraanid, võrgusseadmed, välised salvestusseadmed).

Kuidas perifeerseadmed töötavad

Iga perifeerseade on tavaliselt ühendatud arvuti põhiosadega seadmekontrolleri kaudu. Seadmekontroller teisendab ja vahendab andmevoogu seadme ning arvuti busside ja protsessori vahel. Operatsioonisüsteem kasutab draivereid, et teada, kuidas seadmega suhelda, ning haldab andmevahetust, juhtimist ja vigade teatamist.

Andmeedastuses kasutatakse mitut tehnoloogiat: sünkroonset ja asünkroonset I/O-d, päringupõhist kontrolli (polling), katkestuspõhist töötlust (interrupts) ja otsest mäluühendust (Direct Memory Access, DMA) suuremate andmemahtude efektiivseks liigutamiseks ilma protsessori suure koormuseta.

Ühendused ja füüsilised liidesed

Perifeerseadmed ühendatakse enamasti üle kaabli (USB, HDMI, DisplayPort, Ethernet, SATA jt) või juhtmevabalt (Bluetooth, Wi‑Fi). Vanemad liidesed nagu serial (COM) ja paralleelport on tänapäeval vähem levinud. Mõned olulised aspektid on pistikute standardid (näiteks USB‑A vs USB‑C), toetatud protokollid ning seadme ja arvuti vahelise ühenduse ribalaius (bandwidth) ja latentsus (viide).

Juhtimine, draiverid ja operatsioonisüsteemi roll

Operatsioonisüsteem haldab perifeerseadmete juurutamist, ressursijaotust ning kasutaja ja rakenduste ligipääsu seadmetele. Draiverid on spetsiaalsed tarkvarakomponendid, mis räägivad otse seadmekontrolleri ja riistvara keelt ning tagavad, et OS suudab seadet kasutada. Paljud seadmed toetavad plug-and-play ja hot-swap funktsioone, mis võimaldavad neid vahetada ilma süsteemi taaskäivitamata.

Ribalaius, latentsus ja jõudlus

Erinevat tüüpi perifeerseadmetel on erinev nõudlus ribalaiuse ja viite (latentsuse) järele. Näiteks videoedastus (väljundmonitorid, voogedastus) nõuab suurt ribalaiust ja madalat latentsust, samas kui klaviatuuritõmmised taluvad suuremat viidet. Seadet valides tuleb arvestada ka ühilduvust (liidesed, protokollid) ja jõudlusnõudeid.

Tavalised näited ja kasutusvaldkonnad

• Kontor ja kodukasutus: klaviatuurid, hiired, monitorid, printerid, kõlarid.
• Salvestus ja varundus: välised kõvakettad, SSD‑id, USB‑mälupulgad.
• Multimeedia: mikrofonid, veebikaamerad, mängupulgad ja stuudiovarustus.
• Võrguseadmed ja sensorid: ruuterid, andurid IOT‑rakendustes.

Turvalisus ja hooldus

Perifeerseadmed võivad olla sissekanne turvariskide ja pahavara levitamiseks (näiteks kompromiteeritud USB‑seadmed). Soovitused turvalisuse tagamiseks: tasakaalustage ligipääsupoliitikaid, hoidke draivereid ja püsivara (firmware) ajakohasena, ärge ühestage tundmatuid välisseadmeid ja kasutage vajadusel viirusetõrjet ning krüpteeritud salvestuslahendusi.

Terminoloogia ja vaatenurgad

Mõnikord eristatakse termineid sõltuvalt kontekstist: näiteks inimesed, kes teevad arvutiprogramme, võivad pidada kõike peale protsessori ja põhimälu I/O‑seadmeteks; protsessori projekteerimisega tegelevale insenerile võivad samad seadmed tunduda samuti I/O‑liidesena. Samuti loetakse mõnikord lisamäluseadmeid „lisaseadmeteks“ või „välisseadmeteks“ — näiteks teine kõvaketas, mis on süsteemi lisatud salvestusüksus.

Üks välisseade võib olla ühendatud paljude süsteemidega, sõltuvalt ühendusmeetodist ja jagamisvõimalustest (näiteks võrguaadressiga printer või jagatud salvestusruum). Kokkuvõtlikult: perifeerseadmed on arvuti paindlikkuse ja kasutusmugavuse võtmeelemendid — oluline on valida sobiv riist- ja tarkvara ning pidada silmas turvalisust ja ühilduvust.

Väljundseadmed

Väljundseade on kõik, millele arvuti saadab signaale, näiteks asjad, mis kuvavad arvutist teavet või teevad arvutist heli.

Kaasaskantav salvestusseade

Küsimused ja vastused

K: Mis on perifeersed seadmed?

K: Kuidas ühendatakse välisseadmed keskseadmega (CPU)?

K: Millised on mõned näited väljundseadmetest?

K: Millised on mõned näited sisendseadmete kohta?

K: Kas ühte välisseadet saab ühendada mitme süsteemiga?

Otsing