Внешние устройства персонального компьютера. Внешнее устройство компьютера реферат

Реферат - Внешние устройства персонального компьютера

Реферат на тему:

“Внешние устройства персонального компьютера.”

Казань 2000

План:

1. Введение:

а) назначение ПУ. 3

2. Устройства ввода-вывода информации:

а) Клавиатура. 3

б) Мышь. 4

в) Сканер. 5

г) Модем и факс-модем. 7

д) Монитор. 8

е) Принтер. 9

ж) Плоттер. 13

з) CD-ROM. 15

и) DVD-ROM. 16

к) WORM-устройства. 17

3. Запоминающие устройства:

а) Накопители на дискетах. 18

б) Накопители на жестких дисках. 18

4. Аудио. 19

5. Заключение. 21

6. Литература. 22

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ЭВМ из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ЭВМ в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ЭВМ.

ПУ ЭВМ включают в себя внешние запоминающие устройства, предназначенные для сохранения и дальнейшего использования информации, устройства ввода-вывода, предназначенные для обмена информацией между оперативной памятью машины и носителями информации, либо другими ЭВМ, либо оператором. Входными устройствами могут быть: клавиатура, сканер, дисковая система, мышь, модемы, микрофон, цифровая видео камера; выходными - дисплей, принтер, дисковая система, модемы, звуковые системы, другие устройства. С большинством этих устройств обмен данными происходит в цифровом формате. Для работы с разнообразными датчиками и исполнительными устройствами используются аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для преобразования цифровых данных в аналоговые и наоборот.

Цифровой интерфейс проще по сравнению с цифроаналоговым, но и для него требуются специальные схемы. Различают последовательную и параллельную передачу данных, необходима синхронизация взаимодействующих устройств. Один из наиболее распространенных стандартов RS-232C (Reference Standard №232 Revision C). Последовательные интерфейсы применяются для передачи данных на любые расстояния. Однако на короткие расстояния целесообразнее передавать данные байтами, а не битами, для этого используют параллельные интерфейсы ввода-вывода.

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии: от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи - позволить пользователю связаться со своим компьютером.

Несколько десятилетий назад для ввода-вывода использовался телетайп, который при печати производил много шума. Сейчас используется клавиатура для ввода данных и монитор для наблюдения выводимых данных. Для получения документальной копии используется принтер.

Клавиатура.

Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд ли изменится, хотя в новой операционной системе OS/2 MERLIN 4.0 встроена система распознавания речи. В техническом аспекте клавиатура представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом определённую электрическую цепь.

IBM сначала разработала, по крайней мере, восемь разновидностей клавиатур для своих персональных компьютеров. В основном использовалась клавиатура типа XT, состоящая из 83 клавиш. После нескольких лет критики IBM разработала и представила новую клавиатуру вместе с новой моделью. Это была АТ. Вместе с производством модернизированных АТ, IBM начала выпускать новый тип клавиатуры, названной IBM улучшенной клавиатурой, которую используют и поныне. Но все остальные называют ее расширенной клавиатурой. Усовершенствование вылилось в увеличение числа клавиш. Их общее количество 101, что соответствует стандарту США. В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.

Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.

Мышь.

Для многих людей клавиатура представляется самым трудным и непонятным атрибутом. Благодаря этому и тому, что интерфейсы DOS и OS/2 не прощают ошибок, теряется большое количество пользователей РС. Для преодоления этих недостатков было разработано графическое управление меню пользовательского интерфейса.

Эта разработка породила специальное указывающее устройство, процесс становления которого длился с 1957 по 1977 год. Устройство позволяло пользователю выбирать функции меню, связывая его перемещение с перебором функций на экране. Одна или несколько кнопок, расположенных сверху этого устройства, позволяли пользователю указать компьютеру свой выбор. Устройство было довольно миниатюрным и легко могло поместиться под ладонью с расположением кнопок под пальцами. Подключение производится специальным кабелем, который придает устройству сходство с мышью с длинным хвостом. А процесс перемещения мыши и соответствующего перебора функций меню заработал термин "проводка мыши". Мыши различаются по трем характеристикам - числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с центральным блоком. В первоначальной форме в устройстве была одна кнопка. Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки - нажата она или нет. Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость программирования. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках в то время как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони. Большинство моделей снабжаются двумя или даже одной кнопкой. Самые популярные - двухкнопочные мыши. Функционально к устройствам типа "мышь" можно отнести джойстик, шар трассировки, графический планшет, трекпойнт.

Трекболы, как и мыши, являются координаторными устройствами ввода информации в компьютер. Трекбол, вообще говоря, представляет собой ”перевёрнутую” мышь, у трекбола приводится в движение не корпус, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором.

Сканер.

Сканером называется устройство, позволяющее вводить компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации. Несмотря на обилие различных моделей сканеров в первом приближении их классификацию можно провести всего по нескольким признакам. Например, по кинематическому механизму сканера и по типу вводимого изображения.

В настоящее время все известные модели можно разбить на два типа: ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности и тех и других.

Ручной сканер.

Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по изображению. Равномерность перемещения handheld существенно сказывается на качестве вводимого изображения. Ширина вводимого изображения обычно не превышает 4дюйма (10см). Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую "склейку" вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно водимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход. К основным достоинствам такого дна сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена.

Настольный сканер.

Настольные сканеры называют и страничными, и. планшетными, и даже авто сканерами. Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на11 или 8,5 на 14 дюймов. Существуют три разновидности настольных сканеров: планшетные (flatbed), рулонные (sheet-fed) и проекционные (overhead).

Основным отличием планшетных сканеров является то, что сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Планшетные сканеры - обычно , достаточно дорогие устройства, но, пожалуй, и наиболее ”способные”. Для сканирования изображения необходимо открыть крышку сканера, подключить сканируемый листна стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно ”ксероксу”) сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке являются модели фирмы Hewlett Packard.

Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов OCR (Optical Character Recognition). Для удобства работы рулонные сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.

Третья разновидность настольных сканеров - проекционные сканеры, которые больше всего напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель). Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования проекций трехмерных проекций.

Сканер Niscan Page обеспечивает работу в двух режимах: протягивания листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до21,6 см) и самодвижущегося сканера. Для реализации последнего режима сканера необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают бумагу, служат своеобразными ко­дами, на которых сканер и движется по сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги, превышающего этот формат, или вводить формацию со страниц книги.

Модемы и факс-модемы.

Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий.

Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и посылать факсимильные сообщения.

По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности (индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки.

Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой-производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встречаются устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически вышли из употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью 14400 bps (около 1 Mb в 10 минут), и его можно приобрести примерно за $150.

Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях.

Одна из передовых фирм - производителей модемов ”Hayes Microcomputer Products” приняла основные стандарты для команд модемов, включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может непосредственно управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее большинство фирм во всем мире, и лучшие модемы являются Hayes - совместимыми.

Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы: ZyXEL и US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и факс - модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными функциями. Основное качество модемов ZyXEL - богатейший выбор возможностей, хотя это значительно увеличивает их стоимость (до $1250), а модемов US Robotics (Courier и Sportster) - надежность при относительно низкой цене на них (до $200).

Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок, так как они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для установления контактов с зарубежными партнерами.

Монитор.

Со времени использования монитора для наглядного вывода данных произошло большое конструктивное усовершенствование его функций. Если сначала в качестве монитора использовалась электронно-лучевая трубка обычного телевизионного приемника, то в дальнейшем требования к нему увеличились. В частности, в монохромном стандарте MDA разрешающая способность составляла 720x350 пикселей. В следующем, цветном стандарте CGA, созданном в 1982 году - 640x200 пикселей, EGA 1984 года - 640x350, VGA 1987 года - 640x480, SVGA - 800x600. Сейчас стандартные возможности монитора - 1024x768 при 32-битном представлении цвета, возможно дальнейшее распространение разрешения 1280x1024 пикселей. Это позволяет использовать при изображении документов режим WYSIWYG - режим полного соответствия, то есть изображение на экране представляется идентично тому, что в конечном итоге появится на принтере.

Система дисплея состоит из двух частей: адаптера дисплея и самого монитора. Адаптеры монитора разделяют по поддерживаемому стандарту (EGA, VGA, SVGA), ширине шины (8-битная, 16-ти или более), частоте кадров, частоте строк могут использоваться с графическими сопроцессорами, объему используемых микросхем памяти (до 4 Мбайт и более). Дисплеи различаются по разрешающей способности, следует заметить что разрешающая способность не зависит от размеров экрана монитора, шагу точек в линии, частоты развертки, типу развертки (полная или черезстрочная), размеру экрана. Адаптер непрерывно сканирует видеопамять, формирует ТВ-сигнал, который подается в монитор. После получения копии содержимого видеопамяти эти данные встраиваются в ТВ-сигнал. ТВ-сигнал, в котором закодировано содержимое видеопамяти, выводится по кабелю в монитор. Монитор обрабатывает ТВ-сигнал с данными из видеопамяти и показывает их на экране.

Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

Текстовый режим.

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть введён один из 256 заранее символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, определённые символы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так далее. В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме, могут входить и символы кириллицы. На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчёркивание и инверсное изображение.

Графический режим.

Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и так далее. Разумеется, в этом режиме можно выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причём эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер и др. В графическом режиме экран состоит из точек, каждая из которых может быть тёмной или светлой на монохромных мониторах и одного или нескольких цветов - на цветном.

Принтер.

Для вывода результатов работы используют принтеры. В настоящее время используется четыре принципиальных схемы нанесения изображения на бумагу: матричный, струйный, лазерный и термопереноса.

На сегодняшний день широко применяется шесть технологий для цветной печати. Они реализуются в ударных (”игольчатых”) матричных принтерах (dot matrix), в струйных принтерах с жидкими чернилами (liquid ink-jet), в принтерах с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer), в принтерах с термосублимацией красителя(dye sublimation), в струйных принтерах с изменением фазы красителя (phase-change ink-jet) и в цветных лазерных принтерах (colour laser).

Матричные принтеры.

Dot Matrix.

Как известно, идея матричных пе­чатающих устройств заключается в том, что требуемое изображение воспроизводится из набора отдель­ных точек, наносимых на бумагу тем или иным способом. Напомним также, что практически все печата­ющие устройства (за исключением, пожалуй, страничных) могут быть ударными (impact) и безударными (non-impact). Принцип работы цвет­ных ударных матичных принтеров заключается в том, что вертикаль­ный ряд (или два ряда) игл ”вко­лачивает” краситель с ленты пря­мо в бумагу. В отличие от обычных монохромных устройств, в послед­нем случае используется многоцвет­ная лента. Система управления этих принтеров заботится не только о конкретной иголке, но и цвете лен­ты. Сразу отметим, что помимо шума, присущего всем ударным устройствам, скорость, палитра и качество цветов в данном случае, как правило, неудовлетворительные. Это, впрочем, касается не только бумаги, но и пленок. Заметим так­же, что со временем воспроизводи­мые цвета становятся более тусклы­ми, поскольку в прямой зависимос­ти от срока службы лента загряз­няется. Это связано в основном с прямым контактом многоцветной ленты с выводимым цветным изображением. К достоинствам подо­бных устройств можно отнести на­дежность, низкую стоимость стра­ницы изображения, возможность печати на обычной бумаге. Удар­ные цветные матричные принте­ры в основном находят применение при выводе несложных изображе­ний. Цена таких устройств относи­тельно невысока - около 800 дол­ларов.

Струйные принтеры.

Liquid ink-jet.

Струйная технология печати явля­ется на сегодняшний день самой распространенной для реализации цветных устройств. Струйные чер­нильные принтеры подразделяют­ся на устройства непрерывного (continuous drop, continuous jet) и дискретного (drop-on-demand) дей­ствия. Последние опять же делят­ся на две категории: с нагревани­ем чернил (”пузырьковая” техноло­гия bubble-jet или thermal ink-jet) и основанные на действии пьезоэффекта (piezo).

В простейшем случае принцип действия устройства по технологии continuous jet основан на том, что струя чернил, постоянно испуска­емая из сопла печатающей голов­ки, направляется либо на бумагу (для нанесения изображения), либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чер­нила подаются микронасосом, а элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик. Описанный выше принцип дейст­вия печатающего устройства ис­пользует сегодня очень небольшое количество принтеров. Производ­ством цветных принтеров, исполь­зующих данную технологию, зани­мается, например, фирма Iris Gra­phics.

При реализации bubble-jet-метода в каждом сопле печатающей головки находится элемент (например, тонкопленочный резистор). При пропуска­нии тока через тонкопленочный резистор последний за несколько микросекунд нагревается до темпе­ратуры около 500 градусов и отда­ет выделяемое тепло непосредствен­но окружающим его чернилам. При резком нагревании образуется чер­нильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выход­ное отверстие сопла каплю жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленочный резистор так­же быстро остывает, паровой пу­зырь, уменьшаясь в размерах, ”под­сасывает” через входное отверстие сопла новую порцию чернил, ко­торые занимают место ”выстрелянной” капли. Цветные принтеры от фирм Canon и Hewlett-Packard ис­пользуют именно эту технологию.

Как уже было сказано, второй метод для управления соплом ос­нован на действии диафрагмы, со­единенной с пьезоэлектрическим элементом. Как известно, обратный пьезоэффект заключается в дефор­мации пьезокристалла под воздей­ствием электрического поля. Изме­нение размеров пьезоэлемента, рас­положенного сбоку выходного от­верстия сопла и связанного с диа­фрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное от­верстие новой порции чернил. По­добные устройства выпускаются компаниями Epson, Brother, Data-products и Tektronix. Кстати фирмой Epson предложен новый тип многослойной пьезоэлек­трической головки, которая устра­няет ”сателлиты” - маленькие ка­пельки, сопровождающие основную каплю. Четкость в этом случае по­вышается в основном для монохром­ных изображений.

Заметим, что сопла (канальные отверстия) на печатающей головке струйных принтеров, через которые разбрызгиваются чернила, соответ­ствуют ”ударным” иглам матричных принтеров. Поскольку размер каж­дого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше человечес­кого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение теоретически должно быть в этом случае четче. К сожа­лению, это не всегда так, и очень многое зависит от качества исполь­зуемой бумаги. Дело в том, что чер­нила имеют свойства просачиваться (куда не надо), растекаться и сме­шиваться до высыхания. Это при­водит к снижению яркости, а так­же к изменению цветности изобра­жения.

Для того чтобы преодолеть все эти неприятности, используются самые различные подходы. Напри­мер, химики фирмы DuPont разра­ботали для принтеров компании Hewlett-Packard специальные пиг­ментные чернила (правда, тоже не без недостатков). А вот чтобы из­бежать смешивания чернил, в мо­дели принтера IBM Color JetPrinter PS4079 фирмы Lexmark предус­мотрены паузы между проходами для нанесения первичных цветов. Упоминавшаяся чуть выше компа­ния Hewlett-Packard для той же цели (высыхание чернил) использует подогрев носителя, то есть бумаги. Такой метод борьбы со смешива­нием чернил реализован в моделях HP PaintJet XL300 и DeskJet 1200С.

Итак, к основным достоинствам технологии continuous jet относится возможность воспроизведения ши­рокой палитры цветов с высоким качеством, однако при невысокой скорости печати стоимость подобных цветных принтеров достигает не­скольких десятков тысяч долларов.

Устройства дискретного действия (drop-on-demand) достаточно дешевы (от 500 долларов и выше) и также позволяют получать широкую гам­му цветов, однако требуют, как пра­вило, специальной бумаги.

Phase change ink-jet.

Принтеры, использующие данную технологию, называются также принтерами с твердым красителем. Принцип работы таких устройств примерно следующий. Восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя постепенно рас­плавляются специальным нагрева­тельным элементом при температу­ре около 90 градусов и попадают в отдельные резервуары. Расплавлен­ные красители подаются оттуда спе­циальным насосом в печатающую головку, работающую обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного красителя на бумаге застывают практически мгновенно, но обеспечивают необходимое с ней сцепление. В отличие от обычной технологии liquid ink-jet, в данном случае не происходит ни просачива­ния, ни растекания, ни смешения красителей. Именно поэтому прин­теры, использующие технологию phase change ink-jet, работают с любой бумагой. Качество цветов получается просто превосходное, к тому же допустима и двусторонняя печать. Стоимость одной копии весьма невысока, как впрочем, и скорость печати (около 2 страниц в минуту).

Лазерные принтеры.

Colour laser.

В лазерных принтерах используется электрографический принцип со­здания изображения - примерно такой же, как и в копировальных машинах. Наиболее важными час­тями лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (или ленту), полупроводниковый лазер и прецизионную оптико-ме­ханическую систему, перемещаю­щую луч. Лазер формирует электронное изображение на светочувствительной фотопримной ленте последовательно для каждого цвета тонера (CMYK). То есть принтер, работающий в монохромном режиме со скоростью 8стр/мин, в цветном режиме обеспечит только 2 стр./мин. Когда изображение на фоточувствительной ленте полностью построено, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.

Технологически данный процесс осуществляется весьма не просто, поэтому цены на цветные лазерные принтеры до недавнего времени составляли несколько десятков тысяч долларов.

Принтеры термопереноса.

Thermal wax transfer.

Принцип работы принтера с термопереносом состоит в том, что термопластичное красящее вещес­тво, нанесенное на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элемен­тами (аналогами сопел и игл) пе­чатающей головки обеспечивается должная температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой способ печати достаточно прост, к тому же он обеспечивает практичес­ки бесшумную работу. Для нанесе­ния цветного изображения требу­ется, разумеется, три или четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае использо­вания отдельного черного цвета, что соответственно увеличивает время печати. Принтеры, использующие данную технологию, обычно требу­ют специальной бумаги. Стоимость выведенной страницы с изображе­нием, как правило, дороже, чем для струйных принтеров. Для данных устройств также характерна неболь­шая скорость печати (1-2 страни­цы в минуту). Тем не менее, прин­теры с термопереносом - достаточ­но надежные устройства, которые не требуют сложного обслуживания и могут воспроизводить цветное изображение (до 16,7 миллионов цветов) как на пленке, так и на бу­маге, с разрешающей способностью 200-300 dpi (точек на дюйм). Сто­имость подобных устройств может составлять от 1 до 10 тысяч долла­ров.

Dye sublimation.

Еще один класс цветных печатаю­щих устройств - так называемые принтеры с термосублимацией. Эта технология наиболее близка к тех­нологии термопереноса, только эле­менты печатающей головки нагре­ваются в данном случае уже до тем­пературы около 400 градусов. Хотя, возможно, термин ”термосублимация” не очень удачен, но он достаточно четко поясняет, каким образом красящему веществу пере­дается необходимая порция энер­гии сублимации. Напомним, что под сублимацией понимают пере­ход вещества из твердого состояния в газообразное минуя стадию жид­кости (например, кристаллы йода сублимируют при нагревании). Та­ким образом, порция красителя сублимирует с подложки и осажда­ется на бумаге или ином носителе. В принтерах с термосублимацией красителя имеется возможность точ­ного определения необходимого количества красителя, переносимого на бумагу (например. 19% cyan, 65% magenta, 34% yellow). Комбинацией цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую па­литру.

Данная технология использует­ся только для цветной печати, а реализующие ее устройства обыч­но относятся к классу ”high end”. К их основным преимуществам от­носится практически фотографичес­кое качество получаемого изобра­жения и широкая гамма оттенков цветов без использования растрирования. Основным ограничением применения данных принтеров яв­ляется высокая стоимость каждой копии изображения (более долла­ра за страницу).

Плоттеры.

Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в виде рисунка или графика на бумаге, называют обычно плоттером, или графопостроителем. Существуют перьевые плоттеры (pen plotter), струйные плоттеры (ink-jet plotter), электростатические плоттеры(electrostatic plotter), плоттеры прямого вывода изображения(direct imaging plotter), плоттеры на основе термопередачи(thermal transfer plotter) и лазерные (светодиодные) плоттеры(laser/led plotter).

Перьевые плоттеры.

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа, и на ПП традиционно выводят графические изображения различные векторные программные системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при помощи пишущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя. Пишущие элементы бывают одноразовые и многоразовые (допускающие перезарядку). Перо крепится в держателе пишущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения.

Существует два типа ПП: планшетные, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по всей плоскости изображения, и барабанные (или рулонные), в которых перо перемещается вдоль одной оси координат, а бумага - вдоль другой, за счет захвата транспортным валом, обычно фрикционным. Перемещения выполняются при помощи шаговых или линейных электродвигателей, создающих довольно большой шум.

Струйные плоттеры.

Струйная технология создания изображения известна с 70-х годов,

но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фирмой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - направленного распыления чернил на бумагу при помощи сотен мельчайших форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует свой микроскопический нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно (за 7-10 мкс) нагревается под воздействием электрического импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор столь же быстро остывает, а пузырек исчезает.

Электростатические плоттеры.

Электростатическая технология основывается на создании скрытого

электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность

которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями для обеспечения требуемой влажности и электропроводности. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.

Плоттеры прямого вывода изображения.

Изображение в ППВИ создается на специальной термобумаге (бумаге, пропитанной теплочувствительным веществом) длинной на всю ширину

плоттера ”гребенкой” миниатюрных нагревателей. Термобумага, которая

обычно подается с рулона, движется вдоль ”гребенки” и меняет цвет в

местах нагрева. Изображение получается высококачественным (разрешение

до 800 dpi, но, увы, только монохромным.

Плоттеры на основе термопередачи.

Отличие этих плоттеров от ППВИ состоит в том, что в них между

термонагревателями и бумагой (или прозрачной пленкой) размещается

”донорный цветоноситель” - тонкая, толщиной 5-10 мкм, лента (например,

лавсановая), обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой основе с низкой (менее 100° С) температурой плавления.

На донорной ленте последовательно нанесены области каждого из основных цветов размером, соответствующим листу используемого формата. В процессе вывода информации бумажный лист с наложенной на него донорной лентой проходит под печатающей головкой, которая состоит из тысяч мельчайших нагревательных элементов. Воск в местах нагрева расплавляется, и пигмент остается на листе. За один проход наносится один цвет. Все изображение получается за четыре прохода. Лазерные (светодиодные) плоттеры.

Эти плоттеры базируются на электрографической технологии, в основу которой положены физические процессы внутреннего фотоэффекта в светочувствительных полупроводниковых слоях селено содержащих материалов и силовое воздействие электростатического поля. Промежуточный носитель изображения (вращающийся селеновый барабан) в темноте может быть заряжен до потенциала в сотни вольт. Луч света снимает этот заряд, создавая скрытое электростатическое изображение, которое притягивает намагниченный мелкодисперсный тонер, переносимый затем механическим путем на бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в результате чего частицы тонера запекаются, создавая изображение.

CD-ROM.

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку, он рассеивается, и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью, однако, оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего, это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например, при работе с базами данных) ”импульсная” скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако, наибольшее преимущество получится при работе с полноформатным видео. Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП. Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

DVD-ROM

DVD - оптических диски, подобны CD. Под таким девизом уже начат выпуск новых устройств, знаменующих переход к 17-гигабайтным носителям данных и цифровому видео. О том, что обычные диски CD-ROM, рожденные для записи звука, не так уж хорошо подходят для компьютеров. 8 декабря 1995 года крупнейшие производители приводов CD-ROM и связанных с ними устройствподписали окончательное соглашение, утвердив не только ”тонкости” формата, но и название новинки DVD (Digital VideoDisk), HDCD (High Den city CD - диск высокой плотности записи),MMCD (MultiMedia CD), SD (Super Density - сверхвысокой плотности). Впрочем, споры вокруг нового стандарта не завершились с принятием соглашения - даже название не находит единогласной поддержки в рядах основателей: весьма распространенной является версия расшифровки аббревиатуры как Digital Versatile Disk - цифровой многофункциональный диск.

Аппаратные средства.

DVD может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина - это плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких языках) и титры (также многоязычные). Если оба слоя несут информацию, то суммарная емкость составляет 8,5 ГБ (некоторое уменьшение емкости каждого слоя вызывается необходимостью сократить взаимные помехи при считывании дальнего слоя). Toshiba и Time Warner предлагают использовать также двухсторонний двухслойный диск. В этом случае его емкость составит 17 ГБ.

Уже этой характеристики достаточно, чтобы представить себе воздействие, которое может оказать такой диск на кино/видеоиндустрию. Цифровые системы, как известно, сохраняют качество сигнала при копировании и уже не служат препятствием для создания нелицензионных копий. Радикальная мера - модификация архитектуры ПК с целью принципиального исключения возможности попадания DVD-данных на системную шину, откуда они далее могут быть скопированы емкости самого простого однослойного DVD достаточно для воспроизведения более 2 часов видео телевизионного (студийного.) качества, при этом количество информации на диске составляет 4,7 ГБ. Двухслойный диск хранит 8,5 ГБ. Как же достигается столь значительное увеличение объема информации на DVD диске? Для ответа на этот вопрос сравним его со знакомым нам CD-ROM. Главное отличие, конечно, в повышенной плотности записи информации. За счет перевода считывающего лазера из инфракрасного диапазона (длина волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650 нм или 635 нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива до 0,6 (против 0,45 в CD) достигается более чем двух кратное уплотнение дорожек и укорочение длины питов (отражающих выступов/впадин).

Из неназванных еще характеристик отметим номинальную скорость передачи данных — 1108 Кб/с, поддерживаемую при постоянной линейной скорости (CLV — constant lineal velocity) 4 м/с. Но не следует особо обольщаться - увеличивается на порядок также и объем данных, которые нам хотелось бы прочитать без ошибок. Кроме того, резкое уменьшение отдельных элементов на отражающей поверхности неизбежно приведет к увеличению количества случайных сбоев при чтении.

Подавляющее большинство производителей готовит устройства способные считывать CD-ROM за счет использования специально сконструированной оптической головки, обладающей возможностью перенастройки, или даже за счет установки дополнительного объектива. Во всех случаях можно полагать, что новые устройства смогут читать привычные для нас ”старые” диски.

WORM-устройства.

Хотя дисководы WORM похожи на CD ROM, они способны записывать ”внутрь” диска. Как и в CD ROM, WORM-устройства запоминают данные с помощью физических изменений поверхности диска, но делают они это по-другому. Нанести ямки в WORM-среде трудно, так как поверхность защищена прозрачным пластиком. Вместо образования ямок в WORM-дисках применяется затемнение. То есть, WORM-системы просто затемняют поверхность или, точнее, испаряют ее часть. Однажды записав на диск информацию, в дальнейшем можно будет только считывать информацию с WORM-диска. Долговечность WORM-дисков оценивается, как минимум, в 10 лет. Объем данных, хранимых на одном диске WORM и CD ROM, составляет 650 Мбайт.

Накопители на дискетах.

Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жёстком диске.

Существуют два типа дисководов: дисковод рассчитанный на дискеты размером 3,5 дюйма и устаревшая модель рассчитанная на дискеты 5,25 дюйма.

Дискеты размером 3,5 дюйма.

Сейчас в компьютерах используются накопители для дискет размером 3,5 дюйма (89 мм) и ёмкостью 0,7 и 1,44 Мбайта. Эти дискеты заключены в жёсткий пластмассовый конверт, что значительно повышает их надёжность и долговечность. Поэтому дискеты 5,25 дюйма практически вытеснены. На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель - защёлка, разрешающая или запрещающая запись на дискету. Запись разрешена, если отверстие закрыто, а запрещена, если оно открыто. Перед первым использованием дискету необходимо специальным образом инициализировать. Это делается с помощью программы DOS Format.

Накопители на жёстких дисках.

Накопители на жёстком диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и т.д. Наличие жёсткого диска значительно повышает удобство работы с компьютером. Для пользователя накопители не жёстком диске отличаются друг от друга, прежде всего, своей ёмкостью, т.е. тем, сколько информации помещается на диске. Сейчас компьютеры в основном оснащаются винчестерами от 520 Мбайт и более. Компьютеры, работающие, как файл серверы, могут оснащаться винчестером 4 - 8 Мбайт и не одним. Скорость работы диска характеризуется двумя показателями: временем доступа к данным на диске и скоростью чтения и записи данных на диск. Эти характеристики соотносятся друг с другом приблизительно так же, как время разгона и максимальная скорость автомобиля. При чтении или записи коротких блоков данных, расположенных в разных участках диска, скорость работы определяется временем доступа к данным - подобно тому, как при движении автомобиля по городу в час пик с постоянными разгонами и торможениями не так уж важна максимальная скорость, развиваемая автомобилем. Зато при чтении или записи данных (в десятки и сотни килобайт) файлов гораздо важнее пропускная способность тракта обмена с диском - точно также, как при движении автомобиля по скоростному шоссе важнее скорость автомобиля, чем время разгона. Диски хранят данные в последовательной форме, а процессор считывает и записывает данные по параллельной шине данных. Функции преобразования данных выполняет интерфейсная система. В семействе IBM PC накопителями управляет контроллер диска, подключенный плоским кабелем к накопителю. Перед передачей данных накопитель подает сигнал на одну из четырех линий запроса контроллера. Контроллер отвечает выходным сигналом на соответствующей линии подтверждения. После этого контроллер передает сигнал в остальные устройства ввода-вывода. Затем в контроллер загружаются начальный адрес и число передаваемых байтов. Данные начинают передаваться с диска через плату контроллера на шину данных и в запоминающее устройство. После передачи данных управление шиной данных возвращается процессору. В интерфейсе диска необходима микросхема, которая преобразует данные из последовательной формы в параллельную и наоборот. С одной стороны платы имеется вход с шины данных компьютера, а с другой - вход от дискового накопителя. Между ними находится микросхема сдвига, которая преобразует данные.

АУДИО.

Любой мультимедиа-ПК имеет в своем составе плату-аудио адаптер. Для чего она нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур), назвавшей свои первые аудио адаптеры звонким словом Sound Blaster, эти устройства часто именуются ”саундбластерами”. Аудио адаптер дал компьютеру не только стереофоническое звучание, но и возможность записи на внешние носители звуковых сигналов. Дисковые накопители ПК совсем не подходят для записи обычных (аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только цифровых сигналов, которые практически не искажаются при их передаче по линиям связи.

Аудио адаптер имеет аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), периодически определяющий уровень звукового сигнала и превращающий этот отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель уже как цифровой сигнал. Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например, в виде WAV-файлов). Считанный с диска цифровой сигнал подается на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения. Важными параметрами аудио адаптера являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность квантования. Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от 4–5 Кгц до 45–48 Кгц. Разрядность квантования характеризует число ступеней квантования и изменяется степенью числа 2. Так, 8-разрядные аудио адаптеры имеют 28=256 степеней, что явно недостаточно для высококачественного кодирования звуковых сигналов. Поэтому сейчас применяются в основном 16-разрядные аудио адаптеры, имеющие 216 =65536 ступеней квантования - как у звукового компакт-диска.

referat.store

Реферат Внешние устройства персонального компьютера

Реферат на тему:

“Внешние устройства персонального компьютера.”

Казань 2000

План:

1. Введение:

а) назначение ПУ. 3

2. Устройства ввода-вывода информации:

а) Клавиатура. 3

б) Мышь. 4

в) Сканер. 5

г) Модем и факс-модем. 7

д) Монитор. 8

е) Принтер. 9

ж) Плоттер. 13

з) CD-ROM. 15

и) DVD-ROM. 16

к) WORM-устройства. 17

3. Запоминающие устройства:

а) Накопители на дискетах. 18

б) Накопители на жестких дисках. 18

4. Аудио. 19

5. Заключение. 21

6. Литература. 22

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ЭВМ из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ЭВМ в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ЭВМ.

ПУ ЭВМ включают в себя внешние запоминающие устройства, предназначенные для сохранения и дальнейшего использования информации, устройства ввода-вывода, предназначенные для обмена информацией между оперативной памятью машины и носителями информации, либо другими ЭВМ, либо оператором. Входными устройствами могут быть: клавиатура, сканер, дисковая система, мышь, модемы, микрофон, цифровая видео камера; выходными - дисплей, принтер, дисковая система, модемы, звуковые системы, другие устройства. С большинством этих устройств обмен данными происходит в цифровом формате. Для работы с разнообразными датчиками и исполнительными устройствами используются аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для преобразования цифровых данных в аналоговые и наоборот.

Цифровой интерфейс проще по сравнению с цифроаналоговым, но и для него требуются специальные схемы. Различают последовательную и параллельную передачу данных, необходима синхронизация взаимодействующих устройств. Один из наиболее распространенных стандартов RS-232C (Reference Standard №232 Revision C). Последовательные интерфейсы применяются для передачи данных на любые расстояния. Однако на короткие расстояния целесообразнее передавать данные байтами, а не битами, для этого используют параллельные интерфейсы ввода-вывода.

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии: от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи - позволить пользователю связаться со своим компьютером.

Несколько десятилетий назад для ввода-вывода использовался телетайп, который при печати производил много шума. Сейчас используется клавиатура для ввода данных и монитор для наблюдения выводимых данных. Для получения документальной копии используется принтер.

Клавиатура.

Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд ли изменится, хотя в новой операционной системе OS/2 MERLIN 4.0 встроена система распознавания речи.В техническом аспекте клавиатура представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом определённую электрическую цепь.

IBM сначала разработала, по крайней мере, восемь разновидностей клавиатур для своих персональных компьютеров. В основном использовалась клавиатура типа XT, состоящая из 83 клавиш. После нескольких лет критики IBM разработала и представила новую клавиатуру вместе с новой моделью. Это была АТ. Вместе с производством модернизированных АТ, IBM начала выпускать новый тип клавиатуры, названной IBM улучшенной клавиатурой, которую используют и поныне. Но все остальные называют ее расширенной клавиатурой. Усовершенствование вылилось в увеличение числа клавиш. Их общее количество 101, что соответствует стандарту США.В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.

Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.

Мышь.

Для многих людей клавиатура представляется самым трудным и непонятным атрибутом. Благодаря этому и тому, что интерфейсы DOS и OS/2 не прощают ошибок, теряется большое количество пользователей РС. Для преодоления этих недостатков было разработано графическое управление меню пользовательского интерфейса.

Эта разработка породила специальное указывающее устройство, процесс становления которого длился с 1957 по 1977 год. Устройство позволяло пользователю выбирать функции меню, связывая его перемещение с перебором функций на экране. Одна или несколько кнопок, расположенных сверху этого устройства, позволяли пользователю указать компьютеру свой выбор. Устройство было довольно миниатюрным и легко могло поместиться под ладонью с расположением кнопок под пальцами. Подключение производится специальным кабелем, который придает устройству сходство с мышью с длинным хвостом. А процесс перемещения мыши и соответствующего перебора функций меню заработал термин "проводка мыши". Мыши различаются по трем характеристикам - числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с центральным блоком. В первоначальной форме в устройстве была одна кнопка. Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки - нажата она или нет. Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость программирования. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках в то время как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони. Большинство моделей снабжаются двумя или даже одной кнопкой. Самые популярные - двухкнопочные мыши. Функционально к устройствам типа "мышь" можно отнести джойстик, шар трассировки, графический планшет, трекпойнт.

Трекболы, как и мыши, являются координаторными устройствами ввода информации в компьютер. Трекбол, вообще говоря, представляет собой ”перевёрнутую” мышь, у трекбола приводится в движение не корпус, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором.

Сканер.

Сканером называется устройство, позволяющее вводить компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации. Несмотря на обилие различных моделей сканеров в первом приближении их классификацию можно провести всего по нескольким признакам. Например, по кинематическому механизму сканера и по типу вводимого изображения.

В настоящее время все известные модели можно разбить на два типа: ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности и тех и других.

Ручной сканер.

Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по изображению. Равномерность перемещения handheld существенно сказывается на качестве вводимого изображения. Ширина вводимого изображения обычно не превышает 4дюйма (10см). Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую "склейку" вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно водимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход. К основным достоинствам такого дна сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена.

Настольный сканер.

Настольные сканеры называют и страничными, и. планшетными, и даже авто сканерами. Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на11 или 8,5 на 14 дюймов. Существуют три разновидности настольных сканеров: планшетные (flatbed), рулонные (sheet-fed) и проекционные (overhead).

Основным отличием планшетных сканеров является то, что сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Планшетные сканеры - обычно , достаточно дорогие устройства, но, пожалуй, и наиболее ”способные”. Для сканирования изображения необходимо открыть крышку сканера, подключить сканируемый листна стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно ”ксероксу”) сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке являются модели фирмы Hewlett Packard.

Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов OCR (OpticalCharacterRecognition). Для удобства работы рулонные сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.

Третья разновидность настольных сканеров - проекционные сканеры, которые больше всего напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель). Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования проекций трехмерных проекций.

Сканер NiscanPage обеспечивает работу в двух режимах: протягивания листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до21,6 см) и самодвижущегося сканера. Для реализации последнего режима сканера необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают бумагу, служат своеобразными ко­дами, на которых сканер и движется по сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги, превышающего этот формат, или вводить формацию со страниц книги.

Модемы и факс-модемы.

Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий.

Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и посылать факсимильные сообщения.

По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности (индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки.

Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой-производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встречаются устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически вышли из употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью 14400 bps (около 1 Mb в 10 минут), и его можно приобрести примерно за $150.

Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях.

Одна из передовых фирм - производителей модемов ”Hayes Microcomputer Products” приняла основные стандарты для команд модемов, включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может непосредственно управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее большинство фирм во всем мире, и лучшие модемы являются Hayes - совместимыми.

Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы: ZyXEL и US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и факс - модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными функциями. Основное качество модемов ZyXEL - богатейший выбор возможностей, хотя это значительно увеличивает их стоимость (до $1250), а модемов US Robotics (Courier и Sportster) - надежность при относительно низкой цене на них (до $200).

Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок, так как они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для установления контактов с зарубежными партнерами.

Монитор.

Со времени использования монитора для наглядного вывода данных произошло большое конструктивное усовершенствование его функций. Если сначала в качестве монитора использовалась электронно-лучевая трубка обычного телевизионного приемника, то в дальнейшем требования к нему увеличились. В частности, в монохромном стандарте MDA разрешающая способность составляла 720x350 пикселей. В следующем, цветном стандарте CGA, созданном в 1982 году - 640x200 пикселей, EGA 1984 года - 640x350, VGA 1987 года - 640x480, SVGA - 800x600. Сейчас стандартные возможности монитора - 1024x768 при 32-битном представлении цвета, возможно дальнейшее распространение разрешения 1280x1024 пикселей. Это позволяет использовать при изображении документов режим WYSIWYG - режим полного соответствия, то есть изображение на экране представляется идентично тому, что в конечном итоге появится на принтере.

Система дисплея состоит из двух частей: адаптера дисплея и самого монитора. Адаптеры монитора разделяют по поддерживаемому стандарту (EGA, VGA, SVGA), ширине шины (8-битная, 16-ти или более), частоте кадров, частоте строк могут использоваться с графическими сопроцессорами, объему используемых микросхем памяти (до 4 Мбайт и более). Дисплеи различаются по разрешающей способности, следует заметить что разрешающая способность не зависит от размеров экрана монитора, шагу точек в линии, частоты развертки, типу развертки (полная или черезстрочная), размеру экрана. Адаптер непрерывно сканирует видеопамять, формирует ТВ-сигнал, который подается в монитор. После получения копии содержимого видеопамяти эти данные встраиваются в ТВ-сигнал. ТВ-сигнал, в котором закодировано содержимое видеопамяти, выводится по кабелю в монитор. Монитор обрабатывает ТВ-сигнал с данными из видеопамяти и показывает их на экране.

Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

Текстовый режим.

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть введён один из 256 заранее символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, определённые символы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так далее. В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме, могут входить и символы кириллицы. На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчёркивание и инверсное изображение.

Графический режим.

Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и так далее. Разумеется, в этом режиме можно выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причём эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер и др. В графическом режиме экран состоит из точек, каждая из которых может быть тёмной или светлой на монохромных мониторах и одного или нескольких цветов - на цветном.

Принтер.

Для вывода результатов работы используют принтеры. В настоящее время используется четыре принципиальных схемы нанесения изображения на бумагу: матричный, струйный, лазерный и термопереноса.

На сегодняшний день широко применяется шесть технологий для цветной печати. Они реализуются в ударных (”игольчатых”) матричных принтерах (dot matrix), в струйных принтерах с жидкими чернилами (liquid ink-jet), в принтерах с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer), в принтерах с термосублимацией красителя(dye sublimation), в струйных принтерах с изменением фазы красителя (phase-change ink-jet) и в цветных лазерных принтерах (colour laser).

Матричные принтеры.

Dot Matrix.

Как известно, идея матричных пе­чатающих устройств заключается в том, что требуемое изображение воспроизводится из набора отдель­ных точек, наносимых на бумагу тем или иным способом. Напомним также, что практически все печата­ющие устройства (за исключением, пожалуй, страничных) могут быть ударными (impact) и безударными (non-impact). Принцип работы цвет­ных ударных матичных принтеров заключается в том, что вертикаль­ный ряд (или два ряда) игл ”вко­лачивает” краситель с ленты пря­мо в бумагу. В отличие от обычных монохромных устройств, в послед­нем случае используется многоцвет­ная лента. Система управления этих принтеров заботится не только о конкретной иголке, но и цвете лен­ты. Сразу отметим, что помимо шума, присущего всем ударным устройствам, скорость, палитра и качество цветов в данном случае, как правило, неудовлетворительные. Это, впрочем, касается не только бумаги, но и пленок. Заметим так­же, что со временем воспроизводи­мые цвета становятся более тусклы­ми, поскольку в прямой зависимос­ти от срока службы лента загряз­няется. Это связано в основном с прямым контактом многоцветной ленты с выводимым цветным изображением. К достоинствам подо­бных устройств можно отнести на­дежность, низкую стоимость стра­ницы изображения, возможность печати на обычной бумаге. Удар­ные цветные матричные принте­ры в основном находят применение при выводе несложных изображе­ний. Цена таких устройств относи­тельно невысока - около 800 дол­ларов.

Струйные принтеры.

Liquid ink-jet.

Струйная технология печати явля­ется на сегодняшний день самой распространенной для реализации цветных устройств. Струйные чер­нильные принтеры подразделяют­ся на устройства непрерывного (continuous drop, continuous jet) и дискретного (drop-on-demand) дей­ствия. Последние опять же делят­ся на две категории: с нагревани­ем чернил (”пузырьковая” техноло­гия bubble-jet или thermal ink-jet) и основанные на действии пьезоэффекта (piezo).

В простейшем случае принцип действия устройства по технологии continuous jet основан на том, что струя чернил, постоянно испуска­емая из сопла печатающей голов­ки, направляется либо на бумагу (для нанесения изображения), либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чер­нила подаются микронасосом, а элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик. Описанный выше принцип дейст­вия печатающего устройства ис­пользует сегодня очень небольшое количество принтеров. Производ­ством цветных принтеров, исполь­зующих данную технологию, зани­мается, например, фирма Iris Gra­phics.

При реализации bubble-jet-метода в каждом сопле печатающей головки находится элемент (например, тонкопленочный резистор). При пропуска­нии тока через тонкопленочный резистор последний за несколько микросекунд нагревается до темпе­ратуры около 500 градусов и отда­ет выделяемое тепло непосредствен­но окружающим его чернилам. При резком нагревании образуется чер­нильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выход­ное отверстие сопла каплю жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленочный резистор так­же быстро остывает, паровой пу­зырь, уменьшаясь в размерах, ”под­сасывает” через входное отверстие сопла новую порцию чернил, ко­торые занимают место ”выстрелянной” капли. Цветные принтеры от фирм Canon и Hewlett-Packard ис­пользуют именно эту технологию.

Как уже было сказано, второй метод для управления соплом ос­нован на действии диафрагмы, со­единенной с пьезоэлектрическим элементом. Как известно, обратный пьезоэффект заключается в дефор­мации пьезокристалла под воздей­ствием электрического поля. Изме­нение размеров пьезоэлемента, рас­положенного сбоку выходного от­верстия сопла и связанного с диа­фрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное от­верстие новой порции чернил. По­добные устройства выпускаются компаниями Epson, Brother, Data-products и Tektronix. Кстати фирмой Epson предложен новый тип многослойной пьезоэлек­трической головки, которая устра­няет ”сателлиты” - маленькие ка­пельки, сопровождающие основную каплю. Четкость в этом случае по­вышается в основном для монохром­ных изображений.

Заметим, что сопла (канальные отверстия) на печатающей головке струйных принтеров, через которые разбрызгиваются чернила, соответ­ствуют ”ударным” иглам матричных принтеров. Поскольку размер каж­дого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше человечес­кого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение теоретически должно быть в этом случае четче. К сожа­лению, это не всегда так, и очень многое зависит от качества исполь­зуемой бумаги. Дело в том, что чер­нила имеют свойства просачиваться (куда не надо), растекаться и сме­шиваться до высыхания. Это при­водит к снижению яркости, а так­же к изменению цветности изобра­жения.

Для того чтобы преодолеть все эти неприятности, используются самые различные подходы. Напри­мер, химики фирмы DuPont разра­ботали для принтеров компании Hewlett-Packard специальные пиг­ментные чернила (правда, тоже не без недостатков). А вот чтобы из­бежать смешивания чернил, в мо­дели принтера IBM Color JetPrinter PS4079 фирмы Lexmark предус­мотрены паузы между проходами для нанесения первичных цветов. Упоминавшаяся чуть выше компа­ния Hewlett-Packard для той же цели (высыхание чернил) использует подогрев носителя, то есть бумаги. Такой метод борьбы со смешива­нием чернил реализован в моделях HP PaintJet XL300 и DeskJet 1200С.

Итак, к основным достоинствам технологии continuous jet относится возможность воспроизведения ши­рокой палитры цветов с высоким качеством, однако при невысокой скорости печати стоимость подобных цветных принтеров достигает не­скольких десятков тысяч долларов.

Устройства дискретного действия (drop-on-demand) достаточно дешевы (от 500 долларов и выше) и также позволяют получать широкую гам­му цветов, однако требуют, как пра­вило, специальной бумаги.

Phase change ink-jet.

Принтеры, использующие данную технологию, называются также принтерами с твердым красителем. Принцип работы таких устройств примерно следующий. Восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя постепенно рас­плавляются специальным нагрева­тельным элементом при температу­ре около 90 градусов и попадают в отдельные резервуары. Расплавлен­ные красители подаются оттуда спе­циальным насосом в печатающую головку, работающую обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного красителя на бумаге застывают практически мгновенно, но обеспечивают необходимое с ней сцепление. В отличие от обычной технологии liquid ink-jet, в данном случае не происходит ни просачива­ния, ни растекания, ни смешения красителей. Именно поэтому прин­теры, использующие технологию phase change ink-jet, работают с любой бумагой. Качество цветов получается просто превосходное, к тому же допустима и двусторонняя печать. Стоимость одной копии весьма невысока, как впрочем, и скорость печати (около 2 страниц в минуту).

Лазерные принтеры.

Colour laser.

В лазерных принтерах используется электрографический принцип со­здания изображения - примерно такой же, как и в копировальных машинах. Наиболее важными час­тями лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (или ленту), полупроводниковый лазер и прецизионную оптико-ме­ханическую систему, перемещаю­щую луч. Лазер формирует электронное изображение на светочувствительной фотопримной ленте последовательно для каждого цвета тонера (CMYK). То есть принтер, работающий в монохромном режиме со скоростью 8стр/мин, в цветном режиме обеспечит только 2 стр./мин. Когда изображение на фоточувствительной ленте полностью построено, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.

Технологически данный процесс осуществляется весьма не просто, поэтому цены на цветные лазерные принтеры до недавнего времени составляли несколько десятков тысяч долларов.

Принтеры термопереноса.

Thermal wax transfer.

Принцип работы принтера с термопереносом состоит в том, что термопластичное красящее вещес­тво, нанесенное на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элемен­тами (аналогами сопел и игл) пе­чатающей головки обеспечивается должная температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой способ печати достаточно прост, к тому же он обеспечивает практичес­ки бесшумную работу. Для нанесе­ния цветного изображения требу­ется, разумеется, три или четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае использо­вания отдельного черного цвета, что соответственно увеличивает время печати. Принтеры, использующие данную технологию, обычно требу­ют специальной бумаги. Стоимость выведенной страницы с изображе­нием, как правило, дороже, чем для струйных принтеров. Для данных устройств также характерна неболь­шая скорость печати (1-2 страни­цы в минуту). Тем не менее, прин­теры с термопереносом - достаточ­но надежные устройства, которые не требуют сложного обслуживания и могут воспроизводить цветное изображение (до 16,7 миллионов цветов) как на пленке, так и на бу­маге, с разрешающей способностью 200-300 dpi (точек на дюйм). Сто­имость подобных устройств может составлять от 1 до 10 тысяч долла­ров.

Dye sublimation.

Еще один класс цветных печатаю­щих устройств - так называемые принтеры с термосублимацией. Эта технология наиболее близка к тех­нологии термопереноса, только эле­менты печатающей головки нагре­ваются в данном случае уже до тем­пературы около 400 градусов. Хотя, возможно, термин ”термосублимация” не очень удачен, но он достаточно четко поясняет, каким образом красящему веществу пере­дается необходимая порция энер­гии сублимации. Напомним, что под сублимацией понимают пере­ход вещества из твердого состояния в газообразное минуя стадию жид­кости (например, кристаллы йода сублимируют при нагревании). Та­ким образом, порция красителя сублимирует с подложки и осажда­ется на бумаге или ином носителе. В принтерах с термосублимацией красителя имеется возможность точ­ного определения необходимого количества красителя, переносимого на бумагу (например. 19% cyan, 65% magenta, 34% yellow). Комбинацией цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую па­литру.

Данная технология использует­ся только для цветной печати, а реализующие ее устройства обыч­но относятся к классу ”high end”. К их основным преимуществам от­носится практически фотографичес­кое качество получаемого изобра­жения и широкая гамма оттенков цветов без использования растрирования. Основным ограничением применения данных принтеров яв­ляется высокая стоимость каждой копии изображения (более долла­ра за страницу).

Плоттеры.

Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в виде рисунка или графика на бумаге, называют обычно плоттером, или графопостроителем. Существуют перьевые плоттеры (pen plotter), струйные плоттеры (ink-jet plotter), электростатические плоттеры(electrostatic plotter), плоттеры прямого вывода изображения(direct imaging plotter), плоттеры на основе термопередачи(thermal transfer plotter) и лазерные (светодиодные) плоттеры(laser/led plotter).

Перьевые плоттеры.

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа, и на ПП традиционно выводят графические изображения различные векторные программные системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при помощи пишущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя. Пишущие элементы бывают одноразовые и многоразовые (допускающие перезарядку). Перо крепится в держателе пишущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения.

Существует два типа ПП: планшетные, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по всей плоскости изображения, и барабанные (или рулонные), в которых перо перемещается вдоль одной оси координат, а бумага - вдоль другой, за счет захвата транспортным валом, обычно фрикционным. Перемещения выполняются при помощи шаговых или линейных электродвигателей, создающих довольно большой шум.

Струйные плоттеры.

Струйная технология создания изображения известна с 70-х годов,

но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фирмой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - направленного распыления чернил на бумагу при помощи сотен мельчайших форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует свой микроскопический нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно (за 7-10 мкс) нагревается под воздействием электрического импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор столь же быстро остывает, а пузырек исчезает.

Электростатические плоттеры.

Электростатическая технология основывается на создании скрытого

электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность

которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями для обеспечения требуемой влажности и электропроводности. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.

Плоттеры прямого вывода изображения.

Изображение в ППВИ создается на специальной термобумаге (бумаге, пропитанной теплочувствительным веществом) длинной на всю ширину

плоттера ”гребенкой” миниатюрных нагревателей. Термобумага, которая

обычно подается с рулона, движется вдоль ”гребенки” и меняет цвет в

местах нагрева. Изображение получается высококачественным (разрешение

до 800 dpi, но, увы, только монохромным.

Плоттеры на основе термопередачи.

Отличие этих плоттеров от ППВИ состоит в том, что в них между

термонагревателями и бумагой (или прозрачной пленкой) размещается

”донорный цветоноситель” - тонкая, толщиной 5-10 мкм, лента (например,

лавсановая), обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой основе с низкой (менее 100° С) температурой плавления.

На донорной ленте последовательно нанесены области каждого из основных цветов размером, соответствующим листу используемого формата. В процессе вывода информации бумажный лист с наложенной на него донорной лентой проходит под печатающей головкой, которая состоит из тысяч мельчайших нагревательных элементов. Воск в местах нагрева расплавляется, и пигмент остается на листе. За один проход наносится один цвет. Все изображение получается за четыре прохода. Лазерные (светодиодные) плоттеры.

Эти плоттеры базируются на электрографической технологии, в основу которой положены физические процессы внутреннего фотоэффекта в светочувствительных полупроводниковых слоях селено содержащих материалов и силовое воздействие электростатического поля. Промежуточный носитель изображения (вращающийся селеновый барабан) в темноте может быть заряжен до потенциала в сотни вольт. Луч света снимает этот заряд, создавая скрытое электростатическое изображение, которое притягивает намагниченный мелкодисперсный тонер, переносимый затем механическим путем на бумагу. После этого бумага с нанесенным тонером проходит через нагреватель, в результате чего частицы тонера запекаются, создавая изображение.

CD-ROM.

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку, он рассеивается, и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью, однако, оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего, это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например, при работе с базами данных) ”импульсная” скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако, наибольшее преимущество получится при работе с полноформатным видео. Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП. Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

DVD-ROM

DVD - оптических диски, подобны CD. Под таким девизом уже начат выпуск новых устройств, знаменующих переход к 17-гигабайтным носителям данных и цифровому видео. О том, что обычные диски CD-ROM, рожденные для записи звука, не так уж хорошо подходят для компьютеров. 8 декабря 1995 года крупнейшие производители приводов CD-ROM и связанных с ними устройствподписали окончательное соглашение, утвердив не только ”тонкости” формата, но и название новинки DVD (Digital VideoDisk), HDCD (High Den city CD - диск высокой плотности записи),MMCD (MultiMedia CD), SD (Super Density - сверхвысокой плотности). Впрочем, споры вокруг нового стандарта не завершились с принятием соглашения - даже название не находит единогласной поддержки в рядах основателей: весьма распространенной является версия расшифровки аббревиатуры как Digital Versatile Disk - цифровой многофункциональный диск.

Аппаратные средства.

DVD может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина - это плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких языках) и титры (также многоязычные). Если оба слоя несут информацию, то суммарная емкость составляет 8,5 ГБ (некоторое уменьшение емкости каждого слоя вызывается необходимостью сократить взаимные помехи при считывании дальнего слоя). Toshiba и Time Warner предлагают использовать также двухсторонний двухслойный диск. В этом случае его емкость составит 17 ГБ.

Уже этой характеристики достаточно, чтобы представить себе воздействие, которое может оказать такой диск на кино/видеоиндустрию. Цифровые системы, как известно, сохраняют качество сигнала при копировании и уже не служат препятствием для создания нелицензионных копий. Радикальная мера - модификация архитектуры ПК с целью принципиального исключения возможности попадания DVD-данных на системную шину, откуда они далее могут быть скопированы емкости самого простого однослойного DVD достаточно для воспроизведения более 2 часов видео телевизионного (студийного.) качества, при этом количество информации на диске составляет 4,7 ГБ. Двухслойный диск хранит 8,5 ГБ. Как же достигается столь значительное увеличение объема информации на DVD диске? Для ответа на этот вопрос сравним его со знакомым нам CD-ROM. Главное отличие, конечно, в повышенной плотности записи информации. За счет перевода считывающего лазера из инфракрасного диапазона (длина волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650 нм или 635 нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива до 0,6 (против 0,45 в CD) достигается более чем двух кратное уплотнение дорожек и укорочение длины питов (отражающих выступов/впадин).

Из неназванных еще характеристик отметим номинальную скорость передачи данных — 1108 Кб/с, поддерживаемую при постоянной линейной скорости (CLV — constant lineal velocity) 4 м/с. Но не следует особо обольщаться - увеличивается на порядок также и объем данных, которые нам хотелось бы прочитать без ошибок. Кроме того, резкое уменьшение отдельных элементов на отражающей поверхности неизбежно приведет к увеличению количества случайных сбоев при чтении.

Подавляющее большинство производителей готовит устройства способные считывать CD-ROM за счет использования специально сконструированной оптической головки, обладающей возможностью перенастройки, или даже за счет установки дополнительного объектива. Во всех случаях можно полагать, что новые устройства смогут читать привычные для нас ”старые” диски.

WORM-устройства.

Хотя дисководы WORM похожи на CD ROM, они способны записывать ”внутрь” диска. Как и в CD ROM, WORM-устройства запоминают данные с помощью физических изменений поверхности диска, но делают они это по-другому. Нанести ямки в WORM-среде трудно, так как поверхность защищена прозрачным пластиком. Вместо образования ямок в WORM-дисках применяется затемнение. То есть, WORM-системы просто затемняют поверхность или, точнее, испаряют ее часть. Однажды записав на диск информацию, в дальнейшем можно будет только считывать информацию с WORM-диска. Долговечность WORM-дисков оценивается, как минимум, в 10 лет. Объем данных, хранимых на одном диске WORM и CD ROM, составляет 650 Мбайт.

Накопители на дискетах.

Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жёстком диске.

Существуют два типа дисководов: дисковод рассчитанный на дискеты размером 3,5 дюйма и устаревшая модель рассчитанная на дискеты 5,25 дюйма.

Дискеты размером 3,5 дюйма.

Сейчас в компьютерах используются накопители для дискет размером 3,5 дюйма (89 мм) и ёмкостью 0,7 и 1,44 Мбайта. Эти дискеты заключены в жёсткий пластмассовый конверт, что значительно повышает их надёжность и долговечность. Поэтому дискеты 5,25 дюйма практически вытеснены. На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель - защёлка, разрешающая или запрещающая запись на дискету. Запись разрешена, если отверстие закрыто, а запрещена, если оно открыто. Перед первым использованием дискету необходимо специальным образом инициализировать. Это делается с помощью программы DOS Format.

Накопители на жёстких дисках.

Накопители на жёстком диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и т.д. Наличие жёсткого диска значительно повышает удобство работы с компьютером. Для пользователя накопители не жёстком диске отличаются друг от друга, прежде всего, своей ёмкостью, т.е. тем, сколько информации помещается на диске. Сейчас компьютеры в основном оснащаются винчестерами от 520 Мбайт и более. Компьютеры, работающие, как файл серверы, могут оснащаться винчестером 4 - 8 Мбайт и не одним. Скорость работы диска характеризуется двумя показателями: временем доступа к данным на диске и скоростью чтения и записи данных на диск. Эти характеристики соотносятся друг с другом приблизительно так же, как время разгона и максимальная скорость автомобиля. При чтении или записи коротких блоков данных, расположенных в разных участках диска, скорость работы определяется временем доступа к данным - подобно тому, как при движении автомобиля по городу в час пик с постоянными разгонами и торможениями не так уж важна максимальная скорость, развиваемая автомобилем. Зато при чтении или записи данных (в десятки и сотни килобайт) файлов гораздо важнее пропускная способность тракта обмена с диском - точно также, как при движении автомобиля по скоростному шоссе важнее скорость автомобиля, чем время разгона. Диски хранят данные в последовательной форме, а процессор считывает и записывает данные по параллельной шине данных. Функции преобразования данных выполняет интерфейсная система. В семействе IBM PC накопителями управляет контроллер диска, подключенный плоским кабелем к накопителю. Перед передачей данных накопитель подает сигнал на одну из четырех линий запроса контроллера. Контроллер отвечает выходным сигналом на соответствующей линии подтверждения. После этого контроллер передает сигнал в остальные устройства ввода-вывода. Затем в контроллер загружаются начальный адрес и число передаваемых байтов. Данные начинают передаваться с диска через плату контроллера на шину данных и в запоминающее устройство. После передачи данных управление шиной данных возвращается процессору. В интерфейсе диска необходима микросхема, которая преобразует данные из последовательной формы в параллельную и наоборот. С одной стороны платы имеется вход с шины данных компьютера, а с другой - вход от дискового накопителя. Между ними находится микросхема сдвига, которая преобразует данные.

АУДИО.

Любой мультимедиа-ПК имеет в своем составе плату-аудио адаптер. Для чего она нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур), назвавшей свои первые аудио адаптеры звонким словом Sound Blaster, эти устройства часто именуются ”саундбластерами”. Аудио адаптер дал компьютеру не только стереофоническое звучание, но и возможность записи на внешние носители звуковых сигналов. Дисковые накопители ПК совсем не подходят для записи обычных (аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только цифровых сигналов, которые практически не искажаются при их передаче по линиям связи.

Аудио адаптер имеет аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), периодически определяющий уровень звукового сигнала и превращающий этот отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель уже как цифровой сигнал. Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например, в виде WAV-файлов). Считанный с диска цифровой сигнал подается на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения. Важными параметрами аудио адаптера являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность квантования. Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от 4–5 Кгц до 45–48 Кгц. Разрядность квантования характеризует число ступеней квантования и изменяется степенью числа 2. Так, 8-разрядные аудио адаптеры имеют 28=256 степеней, что явно недостаточно для высококачественного кодирования звуковых сигналов. Поэтому сейчас применяются в основном 16-разрядные аудио адаптеры, имеющие 216 =65536 ступеней квантования - как у звукового компакт-диска.

Таблица 1.

Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации по ней формируется соответствующий выходной сигнал. Современные аудио адаптеры синтезируют музыкальные звуки двумя способами: методом частотной модуляции FM (Frequency Modulation) и с помощью волнового синтеза (выбирая звуки из таблицы звуков, Wave Table). Второй способ обеспечивает более натуральное звучание.

Частотный синтез (FM) появился в 1974 году (PC-Speaker). В 1985 году появился AdLib, который, используя частотную модуляцию, был способен играть музыку. Новая звуковая карта SoundBlaster уже могла записывать и воспроизводить звук. Стандартный FM-синтез имеет средние звуковые характеристики, поэтому на картах устанавливаются сложные системы фильтров против возможных звуковых помех.

Суть технологии WT-синтеза состоит в следующем. На самой звуковой карте устанавливается модуль ПЗУ с ”зашитыми” в него образцами звучания настоящих музыкальных инструментов - сэмплами, а WT-процессор с помощью специальных алгоритмов даже по одному тону инструмента воспроизводит все его остальные звуки. Кроме того, многие производители оснащают свои звуковые карты модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не только записывать произвольные сэмплы, но и подгружать новые инструменты.

Кстати, управляющие команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту не только от компьютера, но и от другого, например, MIDI (Musical Instruments Digital Interface) устройства. Собственно MIDI определяет протокол передачи команд по стандартному интерфейсу. MIDI-сообщение содержит ссылки на ноты, а не запись музыки как таковой. В частности, когда звуковая карта получает подобное сообщение, оно расшифровывается (какие ноты каких инструментов должны звучать) и отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь компьютер может через MIDI управлять различными ”интеллектуальными” музыкальными инструментами с соответствующим интерфейсом. Для электронных синтезаторов обычно указывается число одновременно звучащих инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важна и программная совместимость аудио адаптера с типовыми звуковыми платформами (SoundBlaster, Roland, AdLib, Microsoft Sound System, Gravies Ultrasound и др.).

В качестве примера рассмотрим состав узлов одного из мощных аудио адаптеров - SoundBlaster AWE 32 Value. Он содержит два микрофонных малошумящих усилителя с автоматической регулировкой усиления для сигналов, поступающих от микрофона, два линейных усилителя для сигналов, поступающих с линии, с проигрывателя звуковых дисков или музыкального синтезатора. Кроме того, сюда входят программно-управляемый электронный микшер, обеспечивающий смешение сигналов от различных источников и регулировку их уровня и стерео баланса, 20-голосый синтезатор музыкальных звуков частотной модуляции FM, программно управляемый волновой (табличный) синтезатор музыкальных звуков и звуковых эффектов (16 каналов, 32 голоса, 128 инструментов), систему сжатия цифровой информации с возможностью применения расширенного звукового процессора ASP. Наконец, аудио адаптер имеет цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) для превращения цифровых сигналов, несущих информацию о звуке, в аналоговый сигнал, адаптивный электронный фильтр на выходе ЦАП, снижающий помехи от квантования сигнала, двухканальный усилитель мощности по 4 Вт на канал с ручным и программно–управляемым регулятором громкости и MIDI-разъем для подключения музыкальных инструментов. Как видно из этого перечня, аудио адаптер - достаточно сложное техническое устройство, построенное на основе использования последних достижений в аналоговой и цифровой аудиотехнике.

Заключение.

Развитие электронной промышленности и компьютеростроения осуществляется такими быстрыми темпами, что буквально через 1-2 года, сегодняшнее ”чудо техники” становится морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются неизменными еще с того момента, как знаменитый математик Джон фон Нейман в 1945 году подготовил доклад об устройстве и функционировании универсальных вычислительных устройств, то есть компьютеров. К тому же, каждый пользователь, эксплуатирующий персональный компьютер, знает круг задач, для решения которых он использует компьютер, а, следовательно, и 10 лет назад приобретенная ”286-я машина” исправно работающая, удовлетворяющая запросы того или иного специалиста является незаменимым его помощником в повседневном труде. Поэтому рассмотренная выше тема дает наглядное представление о том, какое ведущее место в жизни общества занимают в настоящее время персональные компьютеры, сфера применения которых безгранична.

Литература:

1. А.Марголис. Поиск и устранение неисправностей в персональных компьютерах. Фирма "Дианетика", 1994г.

2. Уинн Л. Рош. Библия по модернизации персонального компьютера. ИПП ”Тивали-Стиль”, 1995г.

3. Журналы ”HARD'n'SOFT” 1995-97гг.

4. Журнал ”КомпьютерПресс” №1 1993 г.

5. Журнал ”КомпьютерПресс” №5 1993 г.

6. А.Ю. Королев. Экономическая информатика и вычислительная техника. Изд-во ”Финансы и статистика”, 1993г.

7. Интернет

nreferat.ru

Доклад - Внешние устройства ПК

Реферат

тема: Внешние устройства ПК. Функциональные возмож-ности.Основные

характерис-тики. Обмен информации.

Студента    1-го курса

ф-та    Кибернетики

группы   ИД-1-97

Соколова   Николая.

МИРЭА  1997г.

 Накопители на дискетах

         Гибкие диски (дискеты) позволяют переноситьдокументы и программы с

одного компьютерана другой, хранить информацию, неиспользуемую

постоянно на компьютере, делать архивные копииинформации, содержащейся на

жёстком диске.

    Существуют два типа дисководов: дисковод рассчитанныйна дискеты размером

3,5 дюйма иустаревшая модель рассчитанная на дискеты 5,25дюйма.

 Дискеты размером 3,5 дюйма.

    Сейчас в компьютерах используются накопители длядискет размером 3,5 дюйма

(89 мм) иёмкостью 0,7 и 1,44  Мбайта. Эти дискетызаключены в жёсткий

пластмассовый конверт, что значительно повышаетихнадёжность и долговечность.

Поэтому дискеты 5,25 дюйма практически вытеснены.

Защита дискет от записи.

    На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель- защёлка,

разрешающая илизапрещающая запись на дискету. Записьразрешена, если отверстие

закрыто, а запрещена если оно открыто.

Инициализация (форматирование) дискет.

    Перед первым использованием дискету необходимоспециальным образом

инициализировать.Это делается с помощью программы DOSFormat.

Накопители на жёстких дисках

     Накопители на жёстком диске (винчестеры)предназначены для постоянного

храненияинформации, используемой при работе скомпьютером: программ операционной

системы, часто используемых пакетов программ, редакторовдокументов, трансляторов

с языков программирования и т.д. Наличие жёсткого дисказначительно повышает

удобство работы с компьютером.

Ёмкость диска.

    Для пользователя накопители не жёстком диске отличаютсядруг от друга прежде

всего своей ёмкостью, т.е. тем, сколько информациипомещается надиске. Сейчас

компьютеры в основном оснащаются винчестерами от 520Мбайт и более. Компьютеры

работающие как файл серверы могут оснащаться винчестером4 -8 Мбайт и не одним.

Скорость работы диска.

    Скорость работы диска характеризуется двумяпоказателями:

1)  Временем доступа к данным на диске.

2)  Скоростью чтения и записи данных на диск.

    Эти характеристики соотносятся друг с другомприблизительно так же, как

времяразгона и максимальная скорость автомобиля. Причтении или записи коротких

блоков данных, расположенных в разных участках диска,

скорость работы определяется временем доступа к данным — подобно тому, как при

движении автомобиля по городу в час пик спостояннымиразгонами и торможениями не

так уж важна максимальная скорость, развиваемаяавтомобилем. Зато при чтении или

записи данных ( в десятки и сотни килобайт )файловгораздо важнее пропускная

способность тракта обмена с диском — точно также, как придвижении автомобиля по

скоростному шоссе важнее скоростьавтомобиля, чем времяразгона.

    Следует заметить, что время доступа и скорость чтения- записи зависят не

только отсамого дисковода, но от параметров всего трактаобмена с диском: от

быстродействия контроллера диска, системной шины иосновного

микропроцессоракомпьютера.

CD-ROM

Принцип работы дисковода напоминает принцип работыобычных дисководов для гибких

дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM)перемещается относительно

лазерной головкипостоянной линейной скоростью,  а угловаяскорость меняется в

зависимости от радиального положения головки. Лучлазеранаправляется на дорожку,

фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникаетсквозь защитныйслой

пластика и попадает на отражающий слой алюминиянаповерхности диска. При

попадании его на выступ, он отражается на детектор ипроходит через призму,

отклоняющую его на светочувствительный диод. Еслилучпопадает в  ямку он

рассеивается и лишь малая часть излучения отражаетсяобратно и доходит до

светочувствительногодиода. На диоде световые импульсыпреобразуются в

электрические, яркое излучение преобразуется в нулислабое — в единицы. Таким

образом ямкивоспринимаются дисководом как логическиенули, а гладкая поверхность

как логические единицы

Производительность дисководов CD-ROM.

Производительность CD-ROM обычно определяется егоскоростными

характеристикамипри непрерывной передаче данных в течениенекоторого промежутка

времени и средним временем доступа к данным, измеряемымисоответственно в

Кбайт/с и мс.Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-,пяти, шести и

восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считываниеданных со скоростью 150,

300, 450, 600,750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. Внастоящий момент

распространены двух- и четырехскоростные дисководы. Вобщем случае дисководы с

четырехкратнойскоростью обладают более высокойпроизводительностью, однако

оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратнойскоростью по сравнению с

дисководом судвоенной скоростью бывает не так просто.Прежде всего это зависит

от того с какой операционной системой и с каким типомприложения ведется работа.

Привысокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROMи считывании небольшого

количества данных (напримерпри работе с базами данных)“импульсная” скорость

считывания информации приобретает важное значение.Например, по данным журнала

InfoWorld, производительность дисководов счетырехкратнойскоростью, по сравнению

с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операциидоступа к базе данных в

среднем повышается вдвое. В случае простогокопированияданных выигрыш составляет

от 10 до 30%. Однако наибольшее преимуществополучится приработе с

полноформатным видео.

Для повышения производительности дисководов их снабжаютбуферной памятью

(стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024Кбайт).Буфер дисковода

представляет собой память для кратковременного храненияданных, после считывания

их с CD-ROM, но допересылки в плату контролера, а затем вЦП. Такая буферизация

дает возможность дисковому устройству передавать данные впроцессор небольшими

порциями, а незанимать его время медленной пересылкойпостоянного потока данных.

Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня2накопитель CD-ROM удвоенной

скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степеньзаполнения буфера, которая

влияет на качество воспроизведенияанимационныхизображений и видеофильмов. Эта

величина определяется как отношение числа блоков данных,переданных в буфер из

накопителя и хранящихся в нем до моментаначала их выдачина системную шину, к

общему числу блоков, которые способен вмещать буфер.Слишком большая степень

заполнения может привести к задержкампри выдаче из буферана шину; с дугой

стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будеттребовать больше

внимания со стороны процессора. Обе этиситуации приводятк скачкам и срывам

изображения во время воспроизведения.

АУДИО

Любой мультимедиа–ПК имеет в своем составе плату–аудиоадаптер. Для чего она

нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs  (Сингапур),назвавшей свои первые

аудио адаптеры звонким словом Sound Blaster, этиустройства часто именуются

“саундбластерами”.Аудио адаптер дал компьютеру не толькостереофоническое

звучание, но и возможность записи на внешние носителизвуковых сигналов. Как уже

было сказаноранее, дисковые накопители ПК совсем неподходят для записи обычных

(аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны длязаписи только

цифровыхсигналов, которые практически не искажаются приих передаче по линиям

связи.

Аудио адаптер имеет аналогово–цифровой преобразователь(АЦП), периодически

определяющий уровень звукового сигнала и превращающийэтот отсчетв цифровой код.

Он и записывается на внешний носитель уже как цифровойсигнал.

Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся впамяти компьютера

(например, в виде WAV–файлов).Считанный с диска цифровойсигнал подается на

цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП), которыйпреобразует цифровые сигналы в

аналоговые. После фильтрации ихможно усилить и подать наакустические колонки

для воспроизведения. Важными параметрами аудио адаптераявляются частота

квантования звуковых сигналов иразрядность квантования.

Частоты квантования показывают, сколько раз в секундуберутся выборки сигналадля

преобразования в цифровой код. Обычно они лежат впределах от 4–5 Кгц до 45–48

Кгц.

Разрядность квантования характеризует число ступенейквантования и изменяется

степенью числа 2. Так, 8–разрядные аудио адаптеры имеют28=256степеней, что явно

недостаточно для высококачественного кодирования звуковыхсигналов. Поэтому

сейчас применяются в основном 16-разрядные аудиоадаптеры, имеющие 216 =65536

ступеней квантования —  как у звукового компакт–диска.

Таблица 1.

      Частотный диапазон Вид сигнала Частота квантования

      400 – 3500 Гц Речь (едва разборчива) 5.5       Кгц

      250 – 5500 Гц Речь (среднее качество) 11.025 Кгц

      40 – 10000 Гц Качество звучания              УКВ–приемника 22.040 Кгц

      20 – 20000 Гц Звук высокого качества 44.100 Кгц

Другой способ воспроизведения звука заключается в егосинтезе. При поступлении

на синтезатор некоторой управляющей информации по нейформируетсясоответствующий

выходной сигнал. Современные аудио адаптеры синтезируютмузыкальные звуки двумя

способами: методомчастотной модуляции FM (FrequencyModulation) и с помощью

волнового синтеза (выбирая звуки из таблицы звуков, WaveTable). Второй способ

обеспечивает более натуральноезвучание.

Частотный синтез (FM) появился в 1974 году (PC–Speaker).В 1985 году появился

AdLib, который, используя частотную модуляцию, былспособениграть музыку. Новая

звуковая карта SoundBlaster уже могла записывать ивоспроизводить звук.

Стандартный FM–синтез имеет средние звуковыехарактеристики, поэтомуна картах

устанавливаются сложные системы фильтров против возможныхзвуковых помех.

Суть технологии WT–синтеза состоит в следующем. На самойзвуковой карте

устанавливается модуль ПЗУ с“зашитыми” в него образцамизвучания настоящих

музыкальных инструментов — сэмплами, а WT–процессор спомощью

специальныхалгоритмов даже по одному тону инструментавоспроизводит все его

остальные звуки. Кроме   того многие производителиоснащают своизвуковые карты

модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не толькозаписывать произвольные

сэмплы, но и подгружать новые инструменты.

Кстати, управляющие команды для синтеза звука могутпоступать на звуковую карту

не только от компьютера, но и от другого, например, MIDI(MusicalInstruments

Digital Interface) устройства. Собственно MIDI определяетпротокол передачи

команд по стандартному интерфейсу. MIDI–сообщениесодержитссылки на ноты, а не

запись музыки как таковой. В частности, когда звуковаякарта получает подобное

сообщение, оно расшифровывается (какие нотыкаких инструментовдолжны звучать) и

отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь компьютерможет через MIDI

управлятьразличными “интеллектуальными” музыкальнымиинструментами с

соответствующим интерфейсом.

Для электронных синтезаторов обычно указывается число одновременнозвучащих

инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важнаи

программнаясовместимость аудио адаптера с типовымизвуковыми платформами

(SoundBlaster, Roland, AdLib, Microsoft Sound System,Gravies Ultrasound и др.).

В качестве примера рассмотрим состав узлов одного измощных аудио адаптеров —

SoundBlaster AWE 32 Value. Онсодержит два микрофонныхмалошумящих усилителя с

автоматической регулировкой усиления для сигналов,поступающих от микрофона, два

линейных усилителя длясигналов, поступающих с линии, спроигрывателя звуковых

дисков или музыкального синтезатора. Кроме того, сюдавходят

программно–управляемый электронный микшер, обеспечивающийсмешение сигналов от

различных источников и регулировку их уровня и стереобаланса, 20-голосый

синтезатор музыкальных звуков частотноймодуляции FM,программно управляемый

волновой (табличный) синтезатор музыкальных звуков извуковых эффектов

(16каналов, 32 голоса, 128 инструментов),аналогово–цифровой 16-разрядный

преобразователь для превращения аналогового сигнала свыхода микшера в

цифровойсигнал, систему сжатия цифровой информации свозможностью применения

расширенного звукового процессора ASP.Наконец, аудиоадаптер имеет

цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП) для превращенияцифровых сигналов,

несущих информацию о звуке, в аналоговыйсигнал, адаптивный электронный фильтр на

выходе ЦАП, снижающий помехи от квантования сигнала,двухканальный усилитель

мощности по 4 Вт на канал с ручнымипрограммно–управляемым регулятором громкости

и MIDI–разъем для подключения музыкальных инструментов.

Как видно из этого перечня, аудио адаптер — достаточносложное техническое

устройство, построенное на основе использованияпоследнихдостижений в аналоговой

и цифровой аудиотехнике.

В новейшие звуковые карты входит цифровой  сигнальныйпроцессор DSP (Digital

Signal Processor) или расширенный сигнальный процессорASP (AdvancedSignal

Processor). Они используют совершенные алгоритмы дляцифровой компрессии и

декомпрессии звуковых сигналов, для расширения базыстереозвука, создания эха и

обеспечения объемного (квадрофонического)  звучания.Программаподдержки ASP

QSound поставляется бесплатно фирмой Intel на CD-ROM“Software Developer CD”.

Важно отметить, что процессор ASP используется приобычных

двухканальныхстереофонических записи и воспроизведениизвука. Его применение не

загружает акустические тракты мультимедиа компьютеров.

                         Модемы и факс-модемы.

    Модем — устройство, позволяющее компьютеру выходитьна связь с другим

компьютером посредством телефонных линий.

   Факс-модем — модем, позволяющий также принимать ипосылать факсимильные

сообщения.

   По своему внешнему виду и месту установки модемыподразделяются на внутренние

и внешние.Внутренние модемы представляют собой электроннуюплату,

устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние — автономное устройство,

подсоединяемоек одному из портов. Внешний модем стоит,как правило, немного

дороже внутреннего того же типа из-за внешнейпривлекательности (

индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки.

   Основной параметр в работе модема — скорость передачиданных. Она измеряется

в bps (битв секунду) и устанавливается фирмой-производителем в 2400, 9600,

14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встречаютсяустаревшие модели модемов

(300 и 1200bps), но они уже практически вышли изупотребления. Сегодня

достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью14400 bps (около 1 Mb в

10 минут), и егоможно приобрести примерно за $150.

   Также важными показателями в современных модемахявляется наличие режима

коррекции ошибок ирежима сжатия данных. Первый режимобеспечивает дополнительные

сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверкуданных на двух концах

линии иотбрасывают немаркированную информацию, а второйсжимает информацию для

более быстрой и четкой ее передачи, а затемвосстанавливает ее на получающем

модеме.Оба эти режима заметно увеличивают скорость ичистоту передачи

информации, особенно в российских телефонных линиях.

   Одна из передовых фирм- производителей модемов “HayesMicrocomputer Products”

принялаосновные стандарты для команд модемов, включаянабор AT- команд, с

помощью которых пользователь может непосредственноуправлять работой модема.

СегодняHayes-стандартами пользуется подавляющеебольшинство фирм во всем мире и

лучшие модемы являются Hayes- совместимыми.

   Также существуют мировые стандарты скорости модема,сжатия данных и коррекции

ошибок.Эти стандарты устанавливаются комитетом ITU-T(стандарт CCITT) и фирмой

Microcom (стандарт MNP).  Самыелучшие модемысоответствуют обоим этим

стандартам.

   Самые распространенные стандарты CCITT сегодня:

  стандарт скорости 9600 bps — V.32 и скорости 14400 bps- V.32bis;

  стандарт коррекции ошибок — V.42;

  стандарт сжатия данных с коэффициентом 4:1 — V.42bis.

   Основные стандарты пересылки факсимильных сообщений — Class 1 и Groop

IV, поддерживающие скорость до 19200 bps и сжатие данных.

   Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2фирмы: ZyXEL и

US Robotics. Они производят самые скоростные и самыекачественные модемы и факс-

модемы.Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеютвозможность

воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме исжатия речевых сигналов,

что позволяетиспользовать их в качестве автоответчиков.Также некоторые модели

ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабженыпереключателем речь/данные,

встроеннымтестированием и другими полезными функциями.Основное качество модемов

ZyXEL — богатейший выбор возможностей, хотя это значительноувеличивает их

стоимость(до $1250), а модемов US Robotics (Courier иSportster) — надежность

при относительно низкой цене на них (до $200).

   Среди новинок последних лет в мире модемов можно такжевыделить специальные

модемы дляNotebook’ов, поставляемые на платах типаPCMCIA. Эти платы очень

удобны своей компактностью, они позволяют компьютеру неотдавать свободный

COM-порт подвнешний модем, но все же они много дороже,чем обычный модем.       

   Последние годы спрос на модемы и факс-модемы сталдостаточно высок, т.к. они

необходимыпрактически каждому работающему на компьютеречеловеку. Модемы

позволяют достаточно быстро передавать с одногокомпьютера на другой пакеты

документов исвязываться по электронной почте, а такжеобеспечивают доступ в

глобальные мировые сети (Internet и др.) для установленияконтактов с

зарубежнымипартнерами.

            Мониторы

  Монитор ( дисплей ) компьютера IBM PC предназначен длявывода на экран

текстовой играфической информации. Мониторы бываютцветными и монохромными. Они

могут работать в одном из двух режимов: текстовом илиграфическом.

    Текстовый режим.

    В текстовом режиме экран монитора условно разбиваетсяна отдельные участки —

знакоместа, чаще всего на25 строк по 80 символов (знакомест ). В каждое

знакоместо может быть введён один из 256 заранее символов. В числоэтих символов

входят большие и малые латинские буквы, цифры,определённые символы,

а также псевдографические символы, используемые длявывода на экран таблиц и

диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и такдалее.

    В число символов, изображаемых на экране в текстовомрежиме,

могут входить и символы кириллицы.

    На цветных мониторах каждому знакоместу можетсоответствовать свой цвет

символа и фона, что позволяетвыводить красивые цветныенадписи на экран. На

монохромных мониторах для выделения отдельных частейтекста и участков экрана

используется повышеннаяяркость символов, подчёркивание

и инверсное изображение.

    Графический режим.

   Графический режим предназначен для вывода на экранграфиков, рисунков и так

далее. Разумеется вэтом режиме можно выводить

и текстовую информацию в виде различных надписей, причёмэти надписи могут иметь

произвольный шрифт, размер и др.

    В графическом режиме экран состоит из точек, каждаяиз которых может быть

тёмной или светлой намонохромных мониторах и одного илинескольких цветов — на

цветном. Количество точек на экране называетсяразрешающей способностью монитора

в данном режиме.Следует заметить что разрешающаяспособность не зависит от

размеров экрана монитора.   

    Часто используемые мониторы.

    Наиболее широкое распространение на компьютерах IBMPC получили мониторы

типа MDA, CGA, Herkules, EGA и VGA.

    В настоящее время мониторы MDA и CGA практически неиспользуются, так как

они не обладаютнадлежащей разрешающей способностью, чтоприводит к быстрому

утомлению глаз. Кроме того, они не имеют программнойзагрузки шрифтов символов,

поэтому дляизображения букв кириллицы приходится заменятьмикросхемы, хранящие

шрифты символов.

    В основном на компьютерах используют мониторы SVGA,что позволяет добиться

нужного качества изображения.

                              Устройства ввода.

    Клавиатура.

    Как известно, клавиатура является пока основнымустройством ввода информации

вкомпьютер. В техническом аспекте это устройствопредставляет собой совокупность

механических  датчиков, воспринимающихдавление на клавишии замыкающих тем или

иным способом определённую электрическую цепь.

    Надо сказать, что эволюция клавиатур для IBM PC небыла недолгой. Сначала

использовались 83-х клавишные клавиатуры затем вместе сАТпоявилась 84-х

клавишная. Подовляющее большинство современных IBM PC совместимых используют

расширенную клавиатуру. Основные улучшения по сравнениюсАТ-клавиатурой касается

общего числа (101 и выше ) и расположения клавиш.Наиболее стандартным является

расположение QWERTY:

порядка 60 клавиш с буквами,  цифрами, знаками пунктуациии другими символами и

ещё около 40функциональных клавиш.

    Устройство клавиатур.

    Сигналы разъёма клавиатуры приведены в таблице.

      Номер  контакта Наименование  цепи Назначение

              1             Clock      Тактовая  частота

              2         Data        Линия  данных

              3                         Резерв

              4        Ground               Земля

              5          +5VDC       Напряжение  +5 В

    В настоящее время наиболее распространены два видаклавиатур: с механическим

и мембраннымпереключателями. В первом случае датчикпредставляет из себя

традиционный механизм с контактами из специальногосплава. Несмотря на то что

эта технологияиспользуется уже несколько десятилетий,фирмы- производители

постоянно работают над её модификацией и улучшением.Стоит отметить, что в

клавиатурах известныхфирм контакты переключателейпозолоченные, что значительно

улучшает электрическую проводимость.

    Технология, основанная на мембранных переключателях,считается более

прогрессивной, хотяособых преимуществ не даёт.

    Мыши и трекболы.

    Мыши и трекболы являются координаторными устройствамиввода информации в

компьютер.Разумеется полностью заменить клавиатуру они немогут. В основном эти

устройства имеют две три кнопки управления. Не секрет чтосвоей

популярностьюмышь обязана распространению графическогоинтерфейса и в основном

компании «Microsoft».

   Теперь немного о мышиной «анатомии». Как известно,первая мышь каталась на

двухколесиках, которые были связаны с осями переменныхрезисторов. Перемещение

такой мыши было прямо пропорционально изменениюсопротивления переменных

рези-сторов. В дальнейшем конструкция перетерпелазначительные изменения. Ролики

были перенесены внутрь корпуса, а с поверхностью сталсоприкасаться

твёрдыйрезиновый шарик. 

   Можно выделить 3 способа подключения мыши. Самымираспространёнными

являютсяподключения через последователь- ный  порт. Менеераспространены мыши с

шинным интерфейсом, для подключениякоторых требуетсяспециальный интерфейс или,

 «мышиный» порт.

    Третьей разновидностью можно считать мыши в стилеPS/2,

которые использовались в компьютерах аналогичной серии, ав настоящее время

являются стандартом де-факто для портативныхкомпьютеров. Для их подключения

используется разъём miniDIN 6.

    Физически каждая мышь имеет на хвосте разъём типаDB-9. Внекоторых случаях в

комплекте  есть переходник на DB-25.

    Современные мыши имеют обычно оптимальное аппаратноеразрешение 400 cpi.

Когда фирмы декларируют разрешение на уровне 1800 cpi, торечь, видимо идёт о

программном разрешении.

   Сигналы разъёма мыши перечислены в следующей таблице:

      Контакт Сигнал Функция

      1. _____ _____

      2. TRANSMIT Передача

      3. RECEIVE _____

      4. DTR Питание

      5. GROUND Земля

      6. _____ _____

      7. RTS Питание

      8. _____ _____

      9. _____ _____

    Трекбол, вообще говоря, представляет из себя«перевёрнутую» мышь, у трекбола

приводитсяв движение не корпус, а только его шар. Этопозволяет существенно

повысить точность управления курсором.

      Сканеры.

     Сканером называется устройство, позволяющее вводить ком- пьютер образы

изображений, представленных в виде текста,рисунков, слайдов, фотографий и другой

графической информации. Несмотря на обилие различныхмоделей сканеров в первом

приближении их классификацию можно провести всегопонескольким признакам.

Например, по кинематическому механизму сканера и по типувводимого изображения.

    В настоящее время все известные модели можно разбитьна два типа: ручной и

настольный.Существуют и комбинированные устройства,которые сочетают в себе

возможности и тех и других.

    Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документпри помощи ручного

сканера, надобез резких движений провести сканирующейголовкой по изображению.

Равномерность перемещения handheld существенносказываетсяна качестве вводимого

изображения. Ширина вводимого изображения обычно непревышает 4дюйма ( 10см ).

    Настольные же сканеры позволяют вводить изображенияразмером 8,5 на 11

дюймов или 8,5 на14 дюймов. Существует три разновидностинастольных сканеров:

планшетные, рулонные и проекционные.

    Принцип работы ч/б сканера заключается в следующем.Сканируемое изображение

освещается белым светом. Отражённый свет черезуменьшающую линзу попадаетне

фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемыйПрибором с Зарядовой

Связью ( ПЗС ).  Каждая строкасканирования соответствуетопределённым значениям

напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуютсяв цифровую форму либо

через аналогово-цифровойпреобразователь АЦП (дляполутоновых сканеров ), либо

через компаратор ( для двухуровневых сканеров ).Разрядность АЦП для полутоновых

сканеров зависит отколичества поддерживаемых уровнейсерого цвета. Например,

сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметьшестиразрядный АЦП.

Блок-схемачёрно-белого сканера приведена ниже: 

Источник белого          Изображение       Уменьшающая

      цвета                                                         линза

              АЦП    или                       ПЗС

             компаратор

    В настоящее время существует несколько технологий дляполучения серых и

цветных сканируемыхизображений. Один из принципов работыцветного сканера

заключается в следующем.

Сканируемое изображение освещается через вращающийсяRGB-светофильтр или тремя

лампами различного цвета.

    Для связи с компьютером сканеры могут использовать8-и или 16-и разрядную

интерфейснуюплату. Кроме того в настоящее  времядостаточно широко используются

стандартные интерфейсы ( последовательный ипараллельныйпорты, а также интерфейс

SCSI ).

    Диджитайзер.

    Электронный планшет ( или диджитайзер ) являетсякоординирующим

преобразователем, которыйиспользуется в основном длязадач САПР. В состав

диджитайзера помимо самого планшета входит специальный указательс датчиком,

Напоминающий авиационныйприцел второй мировой войны.

    Джойстики.    Джойстик является аналоговымкоординаторным устройством ввода

информации. Сигналы на разъёме игрового портаприведеныниже:

      №  контакта Направление сигнала Название сигнала

      1.           Выход + 5В

      2.             Вход Клавиша 1 джойстик А

      3.             Вход Значение Х джойстик А

      4.             ____ Земля

      5.             ____ Земля

      6.             Вход Значение Y джойстик А

      7.             Вход Клавиша 2 джойстик А

      8.            Выход + 5В

      9.            Выход +5В

      10.             Вход Клавиша 1 джойстик В

      11.             Вход Значение Х джойстик В

      12.             ____ Земля

      13.             Вход Значение Y джойстик В

      14.             Вход Клавиша 2 джойстик В

      15.            Выход + 5В

                               Принтеры.

Классификация существующих типов  печатных устройств:

                                       ПРИНТЕРЫ

                 Последовательные                                              

 Строчные                                                         Страничные

         Ударного                     Безударного           Ударного           

                      Безударного                               Безударного

        действия                         действия              действия        

                           действия                                  действия

Символьные       Матричные        Матричные     Символьные       Матричные     

    Матричные                    Матричные

Технологии печати              Технологиипечати           Технологии печати    

       Технологии печати      Технологии печати

    Матричные печатающие устройства.

Когда говорят о матричных принтерах, обычно имеют в видуустройства ударного

действия, например всем известные модели Epson, Star иMicrolin.

    У последовательных матричных печатающих устройстввертикальный ряд игл ( или

2ряда ), или молоточков, вколачивает краситель с лентыпрямо в бумагу, формируя

последовательно символ за символом. Игольчатые имеютприемлемое качествопечати,

невысокую цену расходных материалов и бумаги, да и самихустройств. Для этих

принтеров обычно возможно использование как форматной,так и рулоннойбумаги.

Головка принтера может быть оснащена 9, 18 или 24иголками.

    Существуют модели принтеров как с широкой ( А3 ), таки с узкой ( А4 )

кареткой. Высокоекачество печати достигается в режимахNLQ для 9-игольчатых (

почти машинописное ) и LQ — для 24-игольчатыхпринтеров.Скорость печати для

высокопроизводи-

тельных моделей может составлять до 380 знаков в секунду.Более высокую

производительность обеспечивают построчные(постраничные)матричные принтеры.

Вместо маленьких точечно-матричных головок они используютдлинные массивы с

большим количеством игл при этом достигаетсяскоростьпорядка 1500 строк в

минуту. Матричные ударные печатающие устройства создаютмного шума, а это,

согласитесь, немаловажный фактор при выборепринтера.

    Струйные принтеры.

    Относятся к безударным печатающим устройствам. Данныеустройства работают

практическибесшумно. Струйные чернильные принтерыотносятся к классу

последовательных матричных безударных печатающихустройств. Они же в свою

очередь подразделяютсяна устройства непрерывного идискретного действия.

Последние же могут использовать либо пузырьковуютехнологию, либо пьезоэффект.

Почти всесовременные устройства этого класса используют двепоследних

технологии. При печати высокого качества скорость выводане превосходит обычно

2-3 ( около 200знаков в секунду ), хотя максимальныезначения могут достигать

даже 7 страниц в минуту. Как правило струйные принтерыпозволяют эмулировать

работу наиболеепопулярных моделей ударных  устройств иподдерживать

соответствующее программное обеспечение.

    Лазерные и LED — принтеры.

   В лазерных принтерах используется электрографическийспособ создания

изображения -примерно такой же, как и в ксероксах.

    Кроме лазерных существуют LED — принтеры, которыеполучили своё название

из-за того, что полупроводниковый лазер в них былзаменён«гребёнкой» мельчайших

светодиодов.

    Плоттеры.

    Устройство, позволяющее представлять выводимые изкомпьютера данные в виде

рисунка илиграфика на бумаге, называют обычнографопостроителем, или плоттером.

      Также к компьютеру могут подключаться:

Сетевой адаптер.

Даёт возможность подключить компьютер в локальную сеть.

Стример.

Устройство для быстрого сохранения информации,находящейся на жёстком диске.

www.ronl.ru

Реферат - Внешние устройства ПК

Реферат

тема: Внешние устройства ПК.Функциональныевозмож— ности.Основныехарактерис-тики.Обмен информации.

Студента    1-го курса

ф-та    Кибернетики

группы   ИД-1-97

Соколова   Николая.

МИРЭА  1997г.

 Накопители на дискетах

         Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую

постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жёстком диске.

    Существуют два типа дисководов: дисковод рассчитанный на дискеты размером 3,5 дюйма и устаревшая модель рассчитанная на дискеты 5,25 дюйма.

 Дискеты размером 3,5 дюйма.

    Сейчас в компьютерах используются накопители для дискет размером 3,5 дюйма (89 мм) и ёмкостью 0,7 и 1,44  Мбайта. Эти дискеты заключены в жёсткий пластмассовый конверт, что значительно повышает их надёжность и долговечность. Поэтому дискеты 5,25 дюйма практически вытеснены.

Защита дискет от записи.

    На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель — защёлка, разрешающая или запрещающая запись на дискету. Запись разрешена, если отверстие закрыто, а запрещена если оно открыто.

Инициализация (форматирование) дискет.

    Перед первым использованием дискету необходимо специальным образом инициализировать. Это делается с помощью программы DOS Format.

Накопители на жёстких дисках

     Накопители на жёстком диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и т.д. Наличие жёсткого диска значительно повышает удобство работы с компьютером.

Ёмкость диска.

    Для пользователя накопители не жёстком диске отличаются друг от друга прежде всего своей ёмкостью, т.е. тем, сколько информации помещается на диске. Сейчас компьютеры в основном оснащаются винчестерами от 520 Мбайт и более. Компьютеры работающие как файл серверы могут оснащаться винчестером 4 — 8 Мбайт и не одним.

Скорость работы диска.

    Скорость работы диска характеризуется двумя показателями:

1)  Временем доступа к данным на диске.

2)  Скоростью чтения и записи данных на диск.

    Эти характеристики соотносятся друг с другом приблизительно так же, как время разгона и максимальная скорость автомобиля. При чтении или записи коротких блоков данных, расположенных в разных участках диска,

скорость работы определяется временем доступа к данным — подобно тому, как при движении автомобиля по городу в час пик с постоянными разгонами и торможениями не так уж важна максимальная скорость, развиваемая автомобилем. Зато при чтении или записи данных ( в десятки и сотни килобайт ) файлов гораздо важнее пропускная способность тракта обмена с диском — точно также, как при движении автомобиля по скоростному шоссе важнее скорость автомобиля, чем время разгона.

    Следует заметить, что время доступа и скорость чтения — записи зависят не только от самого дисковода, но от параметров всего тракта обмена с диском: от быстродействия контроллера диска, системной шины и основного микропроцессора компьютера.

CD-ROM

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью,  а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в  ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое — в единицы. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы

Производительность дисководов CD-ROM.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью, однако оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например при работе с базами данных) “импульсная” скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако наибольшее преимущество получится при работе с полноформатным видео.

Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

АУДИО

Любой мультимедиа–ПК имеет в своем составе плату–аудио адаптер. Для чего она нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs  (Сингапур), назвавшей свои первые аудио адаптеры звонким словом Sound Blaster, эти устройства часто именуются “саундбластерами”. Аудио адаптер дал компьютеру не только стереофоническое звучание, но и возможность записи на внешние носители звуковых сигналов. Как уже было сказано ранее, дисковые накопители ПК совсем не подходят для записи обычных (аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только цифровых сигналов, которые практически не искажаются при их передаче по линиям связи.

Аудио адаптер имеет аналогово–цифровой преобразователь (АЦП), периодически определяющий уровень звукового сигнала и превращающий этот отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель уже как цифровой сигнал.

Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например, в виде WAV–файлов). Считанный с диска цифровой сигнал подается на цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения. Важными параметрами аудио адаптера являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность квантования.

Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от 4–5 Кгц до 45–48 Кгц.

Разрядность квантования характеризует число ступеней квантования и изменяется степенью числа 2. Так, 8–разрядные аудио адаптеры имеют 28=256 степеней, что явно недостаточно для высококачественного кодирования звуковых сигналов. Поэтому сейчас применяются в основном 16-разрядные аудио адаптеры, имеющие 216 =65536 ступеней квантования —  как у звукового компакт–диска.

Таблица 1.

Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации по ней формируется соответствующий выходной сигнал. Современные аудио адаптеры синтезируют музыкальные звуки двумя способами: методом частотной модуляции FM (Frequency Modulation) и с помощью волнового синтеза (выбирая звуки из таблицы звуков, Wave Table). Второй способ обеспечивает более натуральное звучание.

Частотный синтез (FM) появился в 1974 году (PC–Speaker). В 1985 году появился AdLib, который, используя частотную модуляцию, был способен играть музыку. Новая звуковая карта SoundBlaster уже могла записывать и воспроизводить звук. Стандартный FM–синтез имеет средние звуковые характеристики, поэтому на картах устанавливаются сложные системы фильтров против возможных звуковых помех.

Суть технологии WT–синтеза состоит в следующем. На самой звуковой карте устанавливается модуль ПЗУ с “зашитыми” в него образцами звучания настоящих музыкальных инструментов — сэмплами, а WT–процессор с помощью специальных алгоритмов даже по одному тону инструмента воспроизводит все его остальные звуки. Кроме   того многие производители оснащают свои звуковые карты модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не только записывать произвольные сэмплы, но и подгружать новые инструменты.

Кстати, управляющие команды для синтеза звука могут поступать на звуковую карту не только от компьютера, но и от другого, например, MIDI (Musical Instruments Digital Interface) устройства. Собственно MIDI определяет протокол передачи команд по стандартному интерфейсу. MIDI–сообщение содержит ссылки на ноты, а не запись музыки как таковой. В частности, когда звуковая карта получает подобное сообщение, оно расшифровывается (какие ноты каких инструментов должны звучать) и отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь компьютер может через MIDI управлять различными “интеллектуальными” музыкальными инструментами с соответствующим интерфейсом.

Для электронных синтезаторов обычно указывается число одновременно звучащих инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важна и программная совместимость аудио адаптера с типовыми звуковыми платформами (SoundBlaster, Roland, AdLib, Microsoft Sound System, Gravies Ultrasound и др.).

В качестве примера рассмотрим состав узлов одного из мощных аудио адаптеров — SoundBlaster AWE 32 Value. Он содержит два микрофонных малошумящих усилителя с автоматической регулировкой усиления для сигналов, поступающих от микрофона, два линейных усилителя для сигналов, поступающих с линии, с проигрывателя звуковых дисков или музыкального синтезатора. Кроме того, сюда входят программно–управляемый электронный микшер, обеспечивающий смешение сигналов от различных источников и регулировку их уровня и стерео баланса, 20-голосый синтезатор музыкальных звуков частотной модуляции FM, программно управляемый волновой (табличный) синтезатор музыкальных звуков и звуковых эффектов (16 каналов, 32 голоса, 128 инструментов), аналогово–цифровой 16-разрядный преобразователь для превращения аналогового сигнала с выхода микшера в цифровой сигнал, систему сжатия цифровой информации с возможностью применения расширенного звукового процессора ASP. Наконец, аудио адаптер имеет цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП) для превращения цифровых сигналов, несущих информацию о звуке, в аналоговый сигнал, адаптивный электронный фильтр на выходе ЦАП, снижающий помехи от квантования сигнала, двухканальный усилитель мощности по 4 Вт на канал с ручным и программно–управляемым регулятором громкости и MIDI–разъем для подключения музыкальных инструментов.

Как видно из этого перечня, аудио адаптер — достаточно сложное техническое устройство, построенное на основе использования последних достижений в аналоговой и цифровой аудиотехнике.

В новейшие звуковые карты входит цифровой  сигнальный процессор DSP (Digital Signal Processor) или расширенный сигнальный процессор ASP (Advanced Signal Processor). Они используют совершенные алгоритмы для цифровой компрессии и декомпрессии звуковых сигналов, для расширения базы стереозвука, создания эха и обеспечения объемного (квадрофонического)  звучания. Программа поддержки ASP QSound поставляется бесплатно фирмой Intel на CD-ROM “Software Developer CD”. Важно отметить, что процессор ASP используется при обычных двухканальных стереофонических записи и воспроизведении звука. Его применение не загружает акустические тракты мультимедиа компьютеров.

                         Модемы и факс-модемы.

    Модем — устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий.

   Факс-модем — модем, позволяющий также принимать и посылать факсимильные сообщения.

   По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние — автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности ( индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки.

   Основной параметр в работе модема — скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой- производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встречаются устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически вышли из употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью 14400 bps (около 1 Mb в 10 минут), и его можно приобрести примерно за $150.

   Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях.

   Одна из передовых фирм- производителей модемов “Hayes Microcomputer Products” приняла основные стандарты для команд модемов, включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может непосредственно управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее большинство фирм во всем мире и лучшие модемы являются Hayes- совместимыми.

   Также существуют мировые стандарты скорости модема, сжатия данных и коррекции ошибок. Эти стандарты устанавливаются комитетом ITU-T (стандарт CCITT) и фирмой Microcom (стандарт MNP).  Самые лучшие модемы соответствуют обоим этим стандартам.

   Самые распространенные стандарты CCITT сегодня:

стандарт скорости 9600 bps — V.32 и скорости 14400 bps — V.32bis;

стандарт коррекции ошибок — V.42;

стандарт сжатия данных с коэффициентом 4:1 — V.42bis.

   Основные стандарты пересылки факсимильных сообщений — Class 1 и Groop IV, поддерживающие скорость до 19200 bps и сжатие данных.

   Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы: ZyXEL и

US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и факс- модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными функциями. Основное качество модемов ZyXEL — богатейший выбор возможностей, хотя это значительно увеличивает их стоимость (до $1250), а модемов US Robotics (Courier и Sportster) — надежность при относительно низкой цене на них (до $200).

   Среди новинок последних лет в мире модемов можно также выделить специальные модемы для Notebook’ов, поставляемые на платах типа PCMCIA. Эти платы очень удобны своей компактностью, они позволяют компьютеру не отдавать свободный COM-порт под внешний модем, но все же они много дороже, чем обычный модем.        

   Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок, т.к. они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для установления контактов с зарубежными партнерами.

            Мониторы

  Монитор ( дисплей ) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

    Текстовый режим.

    В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки — знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов ( знакомест ). В каждое знакоместо может быть введён один из 256 заранее  символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, определённые символы,

а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так далее.

    В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме,

могут входить и символы кириллицы.

    На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчёркивание

и инверсное изображение.

    Графический режим.

   Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и так далее. Разумеется в этом режиме можно выводить

и текстовую информацию в виде различных надписей, причём эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер и др.

    В графическом режиме экран состоит из точек, каждая из которых может быть тёмной или светлой на монохромных мониторах и одного или нескольких цветов — на цветном. Количество точек на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Следует заметить что разрешающая способность не зависит от размеров экрана монитора.   

    Часто используемые мониторы.

    Наиболее широкое распространение на компьютерах IBM PC получили мониторы типа MDA, CGA, Herkules, EGA и VGA.

    В настоящее время мониторы MDA и CGA практически не используются, так как они не обладают надлежащей разрешающей способностью, что приводит к быстрому утомлению глаз. Кроме того, они не имеют программной загрузки шрифтов символов, поэтому для изображения букв кириллицы приходится заменять микросхемы, хранящие шрифты символов.

    В основном на компьютерах используют мониторы SVGA, что позволяет добиться нужного качества изображения.

                              Устройства ввода.

    Клавиатура.

    Как известно, клавиатура является пока основным устройством ввода информации в компьютер. В техническом аспекте это устройство представляет собой совокупность механических  датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом определённую электрическую цепь.

    Надо сказать, что эволюция клавиатур для IBM PC не была недолгой. Сначала использовались 83-х клавишные клавиатуры затем вместе с АТ появилась 84-х клавишная. Подовляющее большинство современных IBM PC  совместимых используют расширенную клавиатуру. Основные улучшения по сравнению с АТ-клавиатурой касается общего числа (101 и выше ) и расположения клавиш. Наиболее стандартным является расположение QWERTY:

порядка 60 клавиш с буквами,  цифрами, знаками пунктуации и другими символами и ещё около 40 функциональных клавиш.

    Устройство клавиатур.

    Сигналы разъёма клавиатуры приведены в таблице.

    В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет из себя традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.

    Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.

    Мыши и трекболы.

    Мыши и трекболы являются координаторными устройствами ввода информации в компьютер. Разумеется полностью заменить клавиатуру они не могут. В основном эти устройства имеют две три кнопки управления. Не секрет что своей популярностью мышь обязана распространению графического интерфейса и в основном компании «Microsoft».

   Теперь немного о мышиной «анатомии». Как известно, первая мышь каталась на двух колесиках, которые были связаны с осями переменных резисторов. Перемещение такой мыши было прямо пропорционально изменению сопротивления переменных рези- сторов. В дальнейшем конструкция перетерпела значительные изменения. Ролики были перенесены внутрь корпуса, а с поверхностью стал соприкасаться твёрдый резиновый шарик. 

   Можно выделить 3 способа подключения мыши. Самыми распространёнными являются подключения через последователь- ный  порт. Менее распространены мыши с шинным интерфейсом, для подключения которых требуется специальный интерфейс или,

 «мышиный» порт.

    Третьей разновидностью можно считать мыши в стиле PS/2,

которые использовались в компьютерах аналогичной серии, а в настоящее время являются стандартом де-факто для портативных компьютеров.  Для их подключения используется разъём miniDIN 6.

    Физически каждая мышь имеет на хвосте разъём типа DB-9. В некоторых случаях в комплекте  есть переходник на DB-25.

    Современные мыши имеют обычно оптимальное аппаратное разрешение 400 cpi. Когда фирмы декларируют разрешение на уровне 1800 cpi, то речь, видимо идёт о программном разрешении.

   Сигналы разъёма мыши перечислены в следующей таблице:

    Трекбол, вообще говоря, представляет из себя «перевёрнутую» мышь, у трекбола приводится в движение не корпус, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором.

      Сканеры.

     Сканером называется устройство, позволяющее вводить  ком- пьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации. Несмотря на обилие различных моделей сканеров в первом приближении их классификацию можно провести всего по нескольким признакам. Например, по кинематическому механизму сканера и по типу вводимого изображения.

    В настоящее время все известные модели можно разбить на два типа: ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности и тех и других.

    Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по изображению. Равномерность перемещения handheld существенно сказывается на качестве вводимого изображения. Ширина вводимого изображения обычно не превышает 4дюйма ( 10см ).

    Настольные же сканеры позволяют вводить изображения размером 8,5 на 11 дюймов или 8,5 на 14 дюймов. Существует три разновидности настольных сканеров: планшетные, рулонные и проекционные.

    Принцип работы ч/б сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается белым светом. Отражённый свет через уменьшающую линзу попадает не фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый Прибором с Зарядовой Связью ( ПЗС ).  Каждая строка сканирования соответствует определённым значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналогово-цифровой преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров ), либо через компаратор ( для двухуровневых сканеров ). Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета. Например, сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметь шестиразрядный АЦП. Блок-схема чёрно-белого сканера приведена ниже: 

/>/>Источник белого          Изображение        Уменьшающая

/>/>        цвета                                                         линза

/>/>/>              АЦП    или                       ПЗС

             компаратор

    В настоящее время существует несколько технологий для получения серых и цветных сканируемых изображений. Один из принципов работы цветного сканера заключается в следующем.

Сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр или тремя лампами различного цвета.

    Для связи с компьютером сканеры могут использовать 8-и или 16-и разрядную интерфейсную плату. Кроме того в настоящее  время достаточно широко используются стандартные интерфейсы ( последовательный и параллельный порты, а также интерфейс SCSI ).

    Диджитайзер.

    Электронный планшет ( или диджитайзер ) является координирующим преобразователем, который используется в основном для задач САПР. В состав диджитайзера помимо самого планшета входит специальный указатель с датчиком, Напоминающий авиационный прицел второй мировой войны.

    Джойстики.    Джойстик является аналоговым координаторным устройством ввода информации. Сигналы на разъёме игрового порта приведены ниже:

                               Принтеры.

Классификация существующих типов  печатных устройств:

/>/>/>                                       ПРИНТЕРЫ

/>/>/>/>/>                   Последовательные                                                 Строчные                                                          Страничные

/>/>/> 

         Ударного                      Безударного           Ударного                                   Безударного                               Безударного

/>/>/>/>/>/>/>         действия                          действия              действия                                      действия                                  действия

/>/>/>/>/>/>/>Символьные        Матричные        Матричные      Символьные       Матричные          Матричные                     Матричные

Технологии печати              Технологии печати           Технологии печати            Технологии печати       Технологии печати

    Матричные печатающие устройства.

Когда говорят о матричных принтерах, обычно имеют в виду устройства ударного действия, например всем известные модели Epson, Star и Microlin.

    У последовательных матричных печатающих устройств вертикальный ряд игл ( или 2 ряда ), или молоточков, вколачивает краситель с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом. Игольчатые имеют приемлемое качество печати, невысокую цену расходных материалов и бумаги, да и самих устройств. Для этих принтеров обычно возможно использование как форматной, так и рулонной бумаги. Головка принтера может быть оснащена 9, 18 или 24 иголками.

    Существуют модели принтеров как с широкой ( А3 ), так и с узкой ( А4 ) кареткой. Высокое качество печати достигается в режимах NLQ для 9-игольчатых ( почти машинописное ) и LQ — для 24-игольчатых принтеров. Скорость печати для высокопроизводи-

тельных моделей может составлять до 380 знаков в секунду. Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл при этом достигается скорость порядка 1500 строк в минуту. Матричные ударные печатающие устройства создают много шума, а это, согласитесь, немаловажный фактор при выборе принтера.

    Струйные принтеры.

    Относятся к безударным печатающим устройствам. Данные устройства работают практически бесшумно. Струйные чернильные принтеры относятся к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Они же в свою очередь подразделяются на устройства непрерывного и дискретного действия. Последние же могут использовать либо пузырьковую технологию, либо пьезоэффект. Почти все современные устройства этого класса используют две последних технологии. При печати высокого качества скорость вывода не превосходит обычно 2-3 ( около 200 знаков в секунду ), хотя максимальные значения могут достигать даже 7 страниц в минуту. Как правило струйные принтеры позволяют эмулировать работу наиболее популярных моделей ударных  устройств и поддерживать соответствующее программное обеспечение.

    Лазерные и LED — принтеры.

   В лазерных принтерах используется электрографический способ создания изображения — примерно такой же, как и в ксероксах.

    Кроме лазерных существуют LED — принтеры, которые получили своё название из-за того, что полупроводниковый лазер в них был заменён «гребёнкой» мельчайших светодиодов.

    Плоттеры.

    Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в виде рисунка или графика на бумаге, называют обычно графопостроителем, или плоттером.

      Также к компьютеру могут подключаться:

Сетевой адаптер.

Даёт возможность подключить компьютер в локальную сеть.

Стример.

Устройство для быстрого сохранения информации, находящейся на жёстком диске.

www.ronl.ru

Реферат - Реферат на тему: Внешние устройства персонального компьютера.

Реферат на тему: “Внешние устройства персонального компьютера.”

План:

1. Введение:

а) назначение ПУ. 3

2. Устройства ввода-вывода информации:

а) Клавиатура. 3

б) Мышь. 4

в) Сканер. 5

г) Модем и факс-модем. 7

д) Монитор. 8

е) Принтер. 9

ж) Плоттер. 13

з) CD-ROM. 15

и) DVD-ROM. 16

к) WORM-устройства. 17

3. Запоминающие устройства:

а) Накопители на дискетах. 18

б) Накопители на жестких дисках. 18

4. Аудио. 19

5. Заключение. 21

6. Литература. 22

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ЭВМ из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ЭВМ в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ЭВМ.

ПУ ЭВМ включают в себя внешние запоминающие устройства, предназначенные для сохранения и дальнейшего использования информации, устройства ввода-вывода, предназначенные для обмена информацией между оперативной памятью машины и носителями информации, либо другими ЭВМ, либо оператором. Входными устройствами могут быть: клавиатура, сканер, дисковая система, мышь, модемы, микрофон, цифровая видео камера; выходными - дисплей, принтер, дисковая система, модемы, звуковые системы, другие устройства. С большинством этих устройств обмен данными происходит в цифровом формате. Для работы с разнообразными датчиками и исполнительными устройствами используются аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи для преобразования цифровых данных в аналоговые и наоборот.

Цифровой интерфейс проще по сравнению с цифроаналоговым, но и для него требуются специальные схемы. Различают последовательную и параллельную передачу данных, необходима синхронизация взаимодействующих устройств. Один из наиболее распространенных стандартов RS-232C (Reference Standard №232 Revision C). Последовательные интерфейсы применяются для передачи данных на любые расстояния. Однако на короткие расстояния целесообразнее передавать данные байтами, а не битами, для этого используют параллельные интерфейсы ввода-вывода.

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии: от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи - позволить пользователю связаться со своим компьютером.

Несколько десятилетий назад для ввода-вывода использовался телетайп, который при печати производил много шума. Сейчас используется клавиатура для ввода данных и монитор для наблюдения выводимых данных. Для получения документальной копии используется принтер.

Клавиатура.

Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд ли изменится, хотя в новой операционной системе OS/2 MERLIN 4.0 встроена система распознавания речи. В техническом аспекте клавиатура представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом определённую электрическую цепь.

IBM сначала разработала, по крайней мере, восемь разновидностей клавиатур для своих персональных компьютеров. В основном использовалась клавиатура типа XT, состоящая из 83 клавиш. После нескольких лет критики IBM разработала и представила новую клавиатуру вместе с новой моделью. Это была АТ. Вместе с производством модернизированных АТ, IBM начала выпускать новый тип клавиатуры, названной IBM улучшенной клавиатурой, которую используют и поныне. Но все остальные называют ее расширенной клавиатурой. Усовершенствование вылилось в увеличение числа клавиш. Их общее количество 101, что соответствует стандарту США. В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.

Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.

Мышь.

Для многих людей клавиатура представляется самым трудным и непонятным атрибутом. Благодаря этому и тому, что интерфейсы DOS и OS/2 не прощают ошибок, теряется большое количество пользователей РС. Для преодоления этих недостатков было разработано графическое управление меню пользовательского интерфейса.

Эта разработка породила специальное указывающее устройство, процесс становления которого длился с 1957 по 1977 год. Устройство позволяло пользователю выбирать функции меню, связывая его перемещение с перебором функций на экране. Одна или несколько кнопок, расположенных сверху этого устройства, позволяли пользователю указать компьютеру свой выбор. Устройство было довольно миниатюрным и легко могло поместиться под ладонью с расположением кнопок под пальцами. Подключение производится специальным кабелем, который придает устройству сходство с мышью с длинным хвостом. А процесс перемещения мыши и соответствующего перебора функций меню заработал термин "проводка мыши". Мыши различаются по трем характеристикам - числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с центральным блоком. В первоначальной форме в устройстве была одна кнопка. Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки - нажата она или нет. Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость программирования. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках в то время как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони. Большинство моделей снабжаются двумя или даже одной кнопкой. Самые популярные - двухкнопочные мыши. Функционально к устройствам типа "мышь" можно отнести джойстик, шар трассировки, графический планшет, трекпойнт.

Трекболы, как и мыши, являются координаторными устройствами ввода информации в компьютер. Трекбол, вообще говоря, представляет собой ”перевёрнутую” мышь, у трекбола приводится в движение не корпус, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором.

Сканер. Сканером называется устройство, позволяющее вводить компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации. Несмотря на обилие различных моделей сканеров в первом приближении их классификацию можно провести всего по нескольким признакам. Например, по кинематическому механизму сканера и по типу вводимого изображения.

В настоящее время все известные модели можно разбить на два типа: ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности и тех и других.

^ Ручной сканер.

Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по изображению. Равномерность перемещения handheld существенно сказывается на качестве вводимого изображения. Ширина вводимого изображения обычно не превышает 4дюйма (10см). Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую "склейку" вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно водимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход. К основным достоинствам такого дна сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена.

^ Настольный сканер.

Настольные сканеры называют и страничными, и. планшетными, и даже авто сканерами. Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на 11 или 8,5 на 14 дюймов. Существуют три разновидности настольных сканеров: планшетные (flatbed), рулонные (sheet-fed) и проекционные (overhead).

Основным отличием планшетных сканеров является то, что сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Планшетные сканеры - обычно , достаточно дорогие устройства, но, пожалуй, и наиболее ”способные”. Для сканирования изображения необходимо открыть крышку сканера, подключить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно ”ксероксу”) сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке являются модели фирмы Hewlett Packard.

Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов OCR (Optical Character Recognition). Для удобства работы рулонные сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.

Третья разновидность настольных сканеров - проекционные сканеры, которые больше всего напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель). Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования проекций трехмерных проекций.

Сканер Niscan Page обеспечивает работу в двух режимах: протягивания листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до21,6 см) и самодвижущегося сканера. Для реализации последнего режима сканера необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают бумагу, служат своеобразными ко­дами, на которых сканер и движется по сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги, превышающего этот формат, или вводить формацию со страниц книги.

^ Модемы и факс-модемы. Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим компьютером посредством телефонных линий.

Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и посылать факсимильные сообщения.

По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности (индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки.

Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой-производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встречаются устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически вышли из употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью 14400 bps (около 1 Mb в 10 минут), и его можно приобрести примерно за $150.

Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях.

Одна из передовых фирм - производителей модемов ”Hayes Microcomputer Products” приняла основные стандарты для команд модемов, включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может непосредственно управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее большинство фирм во всем мире, и лучшие модемы являются Hayes - совместимыми.

Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы: ZyXEL и US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и факс - модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными функциями. Основное качество модемов ZyXEL - богатейший выбор возможностей, хотя это значительно увеличивает их стоимость (до $1250), а модемов US Robotics (Courier и Sportster) - надежность при относительно низкой цене на них (до $200).

Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок, так как они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для установления контактов с зарубежными партнерами.

Монитор. Со времени использования монитора для наглядного вывода данных произошло большое конструктивное усовершенствование его функций. Если сначала в качестве монитора использовалась электронно-лучевая трубка обычного телевизионного приемника, то в дальнейшем требования к нему увеличились. В частности, в монохромном стандарте MDA разрешающая способность составляла 720x350 пикселей. В следующем, цветном стандарте CGA, созданном в 1982 году - 640x200 пикселей, EGA 1984 года - 640x350, VGA 1987 года - 640x480, SVGA - 800x600. Сейчас стандартные возможности монитора - 1024x768 при 32-битном представлении цвета, возможно дальнейшее распространение разрешения 1280x1024 пикселей. Это позволяет использовать при изображении документов режим WYSIWYG - режим полного соответствия, то есть изображение на экране представляется идентично тому, что в конечном итоге появится на принтере.

Система дисплея состоит из двух частей: адаптера дисплея и самого монитора. Адаптеры монитора разделяют по поддерживаемому стандарту (EGA, VGA, SVGA), ширине шины (8-битная, 16-ти или более), частоте кадров, частоте строк могут использоваться с графическими сопроцессорами, объему используемых микросхем памяти (до 4 Мбайт и более). Дисплеи различаются по разрешающей способности, следует заметить что разрешающая способность не зависит от размеров экрана монитора, шагу точек в линии, частоты развертки, типу развертки (полная или черезстрочная), размеру экрана. Адаптер непрерывно сканирует видеопамять, формирует ТВ-сигнал, который подается в монитор. После получения копии содержимого видеопамяти эти данные встраиваются в ТВ-сигнал. ТВ-сигнал, в котором закодировано содержимое видеопамяти, выводится по кабелю в монитор. Монитор обрабатывает ТВ-сигнал с данными из видеопамяти и показывает их на экране.

Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

Текстовый режим.

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть введён один из 256 заранее символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, определённые символы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так далее. В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме, могут входить и символы кириллицы. На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчёркивание и инверсное изображение.

^ Графический режим.

Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и так далее. Разумеется, в этом режиме можно выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причём эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер и др. В графическом режиме экран состоит из точек, каждая из которых может быть тёмной или светлой на монохромных мониторах и одного или нескольких цветов - на цветном.

Принтер. Для вывода результатов работы используют принтеры. В настоящее время используется четыре принципиальных схемы нанесения изображения на бумагу: матричный, струйный, лазерный и термопереноса.

На сегодняшний день широко применяется шесть технологий для цветной печати. Они реализуются в ударных (”игольчатых”) матричных принтерах (dot matrix), в струйных принтерах с жидкими чернилами (liquid ink-jet), в принтерах с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer), в принтерах с термосублимацией красителя(dye sublimation), в струйных принтерах с изменением фазы красителя (phase-change ink-jet) и в цветных лазерных принтерах (colour laser).

^ Матричные принтеры.

Dot Matrix.

Как известно, идея матричных пе­чатающих устройств заключается в том, что требуемое изображение воспроизводится из набора отдель­ных точек, наносимых на бумагу тем или иным способом. Напомним также, что практически все печата­ющие устройства (за исключением, пожалуй, страничных) могут быть ударными (impact) и безударными (non-impact). Принцип работы цвет­ных ударных матичных принтеров заключается в том, что вертикаль­ный ряд (или два ряда) игл ”вко­лачивает” краситель с ленты пря­мо в бумагу. В отличие от обычных монохромных устройств, в послед­нем случае используется многоцвет­ная лента. Система управления этих принтеров заботится не только о конкретной иголке, но и цвете лен­ты. Сразу отметим, что помимо шума, присущего всем ударным устройствам, скорость, палитра и качество цветов в данном случае, как правило, неудовлетворительные. Это, впрочем, касается не только бумаги, но и пленок. Заметим так­же, что со временем воспроизводи­мые цвета становятся более тусклы­ми, поскольку в прямой зависимос­ти от срока службы лента загряз­няется. Это связано в основном с прямым контактом многоцветной ленты с выводимым цветным изображением. К достоинствам подо­бных устройств можно отнести на­дежность, низкую стоимость стра­ницы изображения, возможность печати на обычной бумаге. Удар­ные цветные матричные принте­ры в основном находят применение при выводе несложных изображе­ний. Цена таких устройств относи­тельно невысока - около 800 дол­ларов.

^ Струйные принтеры.

Liquid ink-jet.

Струйная технология печати явля­ется на сегодняшний день самой распространенной для реализации цветных устройств. Струйные чер­нильные принтеры подразделяют­ся на устройства непрерывного (continuous drop, continuous jet) и дискретного (drop-on-demand) дей­ствия. Последние опять же делят­ся на две категории: с нагревани­ем чернил (”пузырьковая” техноло­гия bubble-jet или thermal ink-jet) и основанные на действии пьезоэффекта (piezo).

В простейшем случае принцип действия устройства по технологии continuous jet основан на том, что струя чернил, постоянно испуска­емая из сопла печатающей голов­ки, направляется либо на бумагу (для нанесения изображения), либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в общий резервуар. В рабочую камеру чер­нила подаются микронасосом, а элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик. Описанный выше принцип дейст­вия печатающего устройства ис­пользует сегодня очень небольшое количество принтеров. Производ­ством цветных принтеров, исполь­зующих данную технологию, зани­мается, например, фирма Iris Gra­phics.

При реализации bubble-jet-метода в каждом сопле печатающей головки находится элемент (например, тонкопленочный резистор). При пропуска­нии тока через тонкопленочный резистор последний за несколько микросекунд нагревается до темпе­ратуры около 500 градусов и отда­ет выделяемое тепло непосредствен­но окружающим его чернилам. При резком нагревании образуется чер­нильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выход­ное отверстие сопла каплю жидких чернил. Поскольку при отключении тока тонкопленочный резистор так­же быстро остывает, паровой пу­зырь, уменьшаясь в размерах, ”под­сасывает” через входное отверстие сопла новую порцию чернил, ко­торые занимают место ”выстрелянной” капли. Цветные принтеры от фирм Canon и Hewlett-Packard ис­пользуют именно эту технологию.

Как уже было сказано, второй метод для управления соплом ос­нован на действии диафрагмы, со­единенной с пьезоэлектрическим элементом. Как известно, обратный пьезоэффект заключается в дефор­мации пьезокристалла под воздей­ствием электрического поля. Изме­нение размеров пьезоэлемента, рас­положенного сбоку выходного от­верстия сопла и связанного с диа­фрагмой, приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное от­верстие новой порции чернил. По­добные устройства выпускаются компаниями Epson, Brother, Data-products и Tektronix. Кстати фирмой Epson предложен новый тип многослойной пьезоэлек­трической головки, которая устра­няет ”сателлиты” - маленькие ка­пельки, сопровождающие основную каплю. Четкость в этом случае по­вышается в основном для монохром­ных изображений.

Заметим, что сопла (канальные отверстия) на печатающей головке струйных принтеров, через которые разбрызгиваются чернила, соответ­ствуют ”ударным” иглам матричных принтеров. Поскольку размер каж­дого сопла существенно меньше диаметра иглы (тоньше человечес­кого волоса), а количество сопел может быть больше, то получаемое изображение теоретически должно быть в этом случае четче. К сожа­лению, это не всегда так, и очень многое зависит от качества исполь­зуемой бумаги. Дело в том, что чер­нила имеют свойства просачиваться (куда не надо), растекаться и сме­шиваться до высыхания. Это при­водит к снижению яркости, а так­же к изменению цветности изобра­жения.

Для того чтобы преодолеть все эти неприятности, используются самые различные подходы. Напри­мер, химики фирмы DuPont разра­ботали для принтеров компании Hewlett-Packard специальные пиг­ментные чернила (правда, тоже не без недостатков). А вот чтобы из­бежать смешивания чернил, в мо­дели принтера IBM Color JetPrinter PS4079 фирмы Lexmark предус­мотрены паузы между проходами для нанесения первичных цветов. Упоминавшаяся чуть выше компа­ния Hewlett-Packard для той же цели (высыхание чернил) использует подогрев носителя, то есть бумаги. Такой метод борьбы со смешива­нием чернил реализован в моделях HP PaintJet XL300 и DeskJet 1200С.

Итак, к основным достоинствам технологии continuous jet относится возможность воспроизведения ши­рокой палитры цветов с высоким качеством, однако при невысокой скорости печати стоимость подобных цветных принтеров достигает не­скольких десятков тысяч долларов.

Устройства дискретного действия (drop-on-demand) достаточно дешевы (от 500 долларов и выше) и также позволяют получать широкую гам­му цветов, однако требуют, как пра­вило, специальной бумаги.

^ Phase change ink-jet.

Принтеры, использующие данную технологию, называются также принтерами с твердым красителем. Принцип работы таких устройств примерно следующий. Восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя постепенно рас­плавляются специальным нагрева­тельным элементом при температу­ре около 90 градусов и попадают в отдельные резервуары. Расплавлен­ные красители подаются оттуда спе­циальным насосом в печатающую головку, работающую обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного красителя на бумаге застывают практически мгновенно, но обеспечивают необходимое с ней сцепление. В отличие от обычной технологии liquid ink-jet, в данном случае не происходит ни просачива­ния, ни растекания, ни смешения красителей. Именно поэтому прин­теры, использующие технологию phase change ink-jet, работают с любой бумагой. Качество цветов получается просто превосходное, к тому же допустима и двусторонняя печать. Стоимость одной копии весьма невысока, как впрочем, и скорость печати (около 2 страниц в минуту).

^ Лазерные принтеры.

Colour laser.

В лазерных принтерах используется электрографический принцип со­здания изображения - примерно такой же, как и в копировальных машинах. Наиболее важными час­тями лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (или ленту), полупроводниковый лазер и прецизионную оптико-ме­ханическую систему, перемещаю­щую луч. Лазер формирует электронное изображение на светочувствительной фотопримной ленте последовательно для каждого цвета тонера (CMYK). То есть принтер, работающий в монохромном режиме со скоростью 8стр/мин, в цветном режиме обеспечит только 2 стр./мин. Когда изображение на фоточувствительной ленте полностью построено, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.

Технологически данный процесс осуществляется весьма не просто, поэтому цены на цветные лазерные принтеры до недавнего времени составляли несколько десятков тысяч долларов.

^ Принтеры термопереноса.

Thermal wax transfer.

Принцип работы принтера с термопереносом состоит в том, что термопластичное красящее вещес­тво, нанесенное на тонкой подложке, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элемен­тами (аналогами сопел и игл) пе­чатающей головки обеспечивается должная температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой способ печати достаточно прост, к тому же он обеспечивает практичес­ки бесшумную работу. Для нанесе­ния цветного изображения требу­ется, разумеется, три или четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае использо­вания отдельного черного цвета, что соответственно увеличивает время печати. Принтеры, использующие данную технологию, обычно требу­ют специальной бумаги. Стоимость выведенной страницы с изображе­нием, как правило, дороже, чем для струйных принтеров. Для данных устройств также характерна неболь­шая скорость печати (1-2 страни­цы в минуту). Тем не менее, прин­теры с термопереносом - достаточ­но надежные устройства, которые не требуют сложного обслуживания и могут воспроизводить цветное изображение (до 16,7 миллионов цветов) как на пленке, так и на бу­маге, с разрешающей способностью 200-300 dpi (точек на дюйм). Сто­имость подобных устройств может составлять от 1 до 10 тысяч долла­ров.

^ Dye sublimation.

Еще один класс цветных печатаю­щих устройств - так называемые принтеры с термосублимацией. Эта технология наиболее близка к тех­нологии термопереноса, только эле­менты печатающей головки нагре­ваются в данном случае уже до тем­пературы около 400 градусов. Хотя, возможно, термин ”термосублимация” не очень удачен, но он достаточно четко поясняет, каким образом красящему веществу пере­дается необходимая порция энер­гии сублимации. Напомним, что под сублимацией понимают пере­ход вещества из твердого состояния в газообразное минуя стадию жид­кости (например, кристаллы йода сублимируют при нагревании). Та­ким образом, порция красителя сублимирует с подложки и осажда­ется на бумаге или ином носителе. В принтерах с термосублимацией красителя имеется возможность точ­ного определения необходимого количества красителя, переносимого на бумагу (например. 19% cyan, 65% magenta, 34% yellow). Комбинацией цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую па­литру.

Данная технология использует­ся только для цветной печати, а реализующие ее устройства обыч­но относятся к классу ”high end”. К их основным преимуществам от­носится практически фотографичес­кое качество получаемого изобра­жения и широкая гамма оттенков цветов без использования растрирования. Основным ограничением применения данных принтеров яв­ляется высокая стоимость каждой копии изображения (более долла­ра за страницу).

Плоттеры. Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в виде рисунка или графика на бумаге, называют обычно плоттером, или графопостроителем. Существуют перьевые плоттеры (pen plotter), струйные плоттеры (ink-jet plotter), электростатические плоттеры(electrostatic plotter), плоттеры прямого вывода изображения(direct imaging plotter), плоттеры на основе термопередачи(thermal transfer plotter) и лазерные (светодиодные) плоттеры(laser/led plotter).

Перьевые плоттеры.

Перьевые плоттеры - это электромеханические устройства векторного типа, и на ПП традиционно выводят графические изображения различные векторные программные системы типа AutoCAD. ПП создают изображение при помощи пишущих элементов, обобщенно называемых перьями, хотя имеется несколько видов таких элементов, отличающихся друг от друга используемым видом жидкого красителя. Пишущие элементы бывают одноразовые и многоразовые (допускающие перезарядку). Перо крепится в держателе пишущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения.

Существует два типа ПП: планшетные, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по всей плоскости изображения, и барабанные (или рулонные), в которых перо перемещается вдоль одной оси координат, а бумага - вдоль другой, за счет захвата транспортным валом, обычно фрикционным. Перемещения выполняются при помощи шаговых или линейных электродвигателей, создающих довольно большой шум.

^ Струйные плоттеры.

Струйная технология создания изображения известна с 70-х годов,

но истинный ее прорыв на рынке стал возможен только с разработкой фирмой Canon технологии создания реактивного пузырька (Bubblejet) - направленного распыления чернил на бумагу при помощи сотен мельчайших форсунок одноразовой печатающей головки. Каждой форсунке соответствует свой микроскопический нагревательный элемент (терморезистор), который мгновенно (за 7-10 мкс) нагревается под воздействием электрического импульса. Чернила закипают, и пары создают пузырек, который выталкивает из форсунки каплю чернил. Когда импульс кончается, терморезистор столь же быстро остывает, а пузырек исчезает.

^ Электростатические плоттеры.

Электростатическая технология основывается на создании скрытого

электрического изображения (потенциального рельефа) на поверхности носителя - специальной электростатической бумаги, рабочая поверхность

которой покрыта тонким слоем диэлектрика, а основа пропитана гидрофильными солями для обеспечения требуемой влажности и электропроводности. Потенциальный рельеф формируется при осаждении на поверхность диэлектрика свободных зарядов, образующихся при возбуждении тончайших электродов записывающей головки высоковольтными импульсами напряжения. Когда бумага проходит через проявляющий узел с жидким намагниченным тонером, частицы тонера оседают на заряженных участках бумаги. Полная цветовая гамма получается за четыре цикла создания скрытого изображения и прохода носителя через четыре проявляющих узла с соответствующими тонерами.

^ Плоттеры прямого вывода изображения.

Изображение в ППВИ создается на специальной термобумаге (бумаге, пропитанной теплочувствительным веществом) длинной на всю ширину

плоттера ”гребенкой” миниатюрных нагревателей. Термобумага, которая

обычно подается с рулона, движется вдоль ”гребенки” и меняет цвет в

местах нагрева. Изображение получается высококачественным (разрешение

до 800 dpi, но, увы, только монохромным.

^ Плоттеры на основе термопередачи.

Отличие этих плоттеров от ППВИ состоит в том, что в них между

термонагревателями и бумагой (или прозрачной пленкой) размещается

”донорный цветоноситель” - тонкая, толщиной 5-10 мкм, лента (например,

лавсановая), обращенная к бумаге красящим слоем, выполненным на восковой основе с низкой (менее 100° С) температурой плавления.

На донорной ленте последовательно нанесены области каждого из основных цветов размером, соответствующим листу используемого формата. В процессе вывода информации бумажный лист с н

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Реферат русская религиозная философия
• 
  Реферат на тему библия
• 
  Классификация физических упражнений реферат
• 
  Реферат наследственность 5 класс
• 
  Охрана водных ресурсов реферат
• 
  Реферат судебно экономическая экспертиза
• 
  Реферат пятое поколение эвм
• 
  Психология малой группы реферат
• 
  Медицина древней индии реферат
• 
  Реферат золотое кольцо россии
• 
  Резьба по дереву реферат