В восьмом уроке мы узнаем об основных периферийных устройствах персонального компьютера, т.е. о внешних устройствах ПК .
Чем больше развивается компьютерная техника, тем больше появляется непонятных «штуковин» (как по названию, так и по назначению). В этом уроке разберемся с самыми основными устройствами, которые можно подключить к компьютеру. Кроме того, я постараюсь ответить на вопросы «нужно ли это устройство» и «как его подключить».
Сначала давайте разберемся, что за слова такие «периферийные устройства».
Перифери?я (от греч. окружность) — удалённая от центра часть чего-либо.
Перифери?йные устро?йства (ПУ) - аппаратура, предназначенная для внешней обработки информации. Другими словами, это устройства, расположенные вне системного блока – внешние устройства .
Если Вы последовательно читали IT-уроки, то еще в мы познакомились с:
Всё перечисленное относится к внешним или периферийным устройствам персонального компьютера.
С введением закончили, перейдем к самим устройствам, буду перечислять их по степени важности для обычного пользователя ПК.
Это основные устройства для ввода информации, необходимость в них очевидна и не обсуждается, пока сенсорные мониторы не вытеснили обычные:)
Подключаться клавиатура и мышь к компьютеру может с помощью двух видов разъемов:
Если Вы еще не получаете информацию о новых
IT-уроках на свой
e-
mail
, то можете выполнить подписку по данной ссылке . Это не займет много времени (не забудьте подтвердить подписку в пришедшем письме).
Копирование запрещено
В качестве дополнения, сегодня видео о выборе клавиатуры . Достаточно подробно описаны различия между клавиатурами, упомянуты различные способы подключения , затронуты некоторые тонкости , на которые не все обращают внимание при покупке.
графопостроители и т.п.) и интерактивные устройства (терминалы, ЖК-планшеты с сенсорным вводом и др.)
Основным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура , которая представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь. В настоящее время распространены два типа клавиатур : с механическими или с мембранными переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Во втором случае переключатель состоит из двух мембран: верхней - активной, нижней - пассивной, разделенных третьей мембраной-прокладкой.
Как правило, внутри корпуса любой клавиатуры , кроме датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер. Обмен информации между клавиатурой и системной платой осуществляется по специальному последовательному интерфейсу 11-битовыми блоками. Основной принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из этих переключателей соответствует уникальный цифровой код - скан-код. В случае, когда клавиша отпускается, клавиатура IBM PC AT предваряет скан-код кодом F016. Когда контроллер клавиатуры фиксирует нажатие или отпускание клавиши, он инициирует аппаратное прерывание IRQ1. Если в клавиатурах компьютеров типа IBM PC XT передача данных может осуществляться только в одном направлении, то в клавиатурах типа IBM PC AT подобная связь возможна уже в двух направлениях, т. е. клавиатура может принимать специальные команды (установки параметров задержки автоповтора и частоты автоповтора). Подключение клавиатуры к системной плате выполняется посредством электрически идентичных разъемов 5 DIN 5 DIN (Deutsche Idustrie Norm) - Немецкий промышленный стандарт. или 6 mini- DIN , последний впервые был представлен в IBM PS/2, откуда и унаследовал свое "жаргонное" название. Для обеспечения двунаправленного обмена используется единственная линия данных, требующая, однако, выводов с открытым коллектором.
Первую компьютерную мышь создал Дуглас Энджельбарт в 1963 году в Стэндфордском исследовательском центре. Распространение мыши получили благодаря росту популярности программных систем с графическим интерфейсом пользователя. Мышь делает удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы и т.д.
Первая мышь при движении вращала два колеса, которые были связаны с осями переменных резисторов. Перемещение курсора такой мыши вызывалось изменением сопротивления переменных резисторов. Большинство современных мышей имеют оптико-механическую конструкцию (рис. 16.1). С поверхностью, по которой перемещают мышь , соприкасается тяжелый обрезиненный шарик сравнительно большого диаметра. При перемещении мыши этот шарик может вращать прижатые к нему два перпендикулярных ролика. Ось вращения одного из роликов вертикальна, а другого - горизонтальна. На оси роликов установлены датчики, представляющие собой диски с прорезями, по разные стороны которых располагаются оптопары "светодиод- фотодиод ". Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы одной оси, определяет направление перемещения мыши , а частота приходящих от них импульсов - скорость.
Рис.
16.1.
Другой популярной конструкцией мыши является полностью оптическая конструкция. С помощью светодиода и системы линз, фокусирующих его свет, под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы процессора обработки изображений. Этот чип делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой и обрабатывает их. На основании анализа череды последовательных снимков, представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости, интегрированный DSP-процессор высчитывает результирующие показатели, свидетельствующие о направлении перемещения мыши вдоль осей Х и Y, и передает результаты своей работы на периферийный интерфейс. Основные характеристики, обеспечивающие надежность работы оптических мышей , определяются техническими параметрами применяемых сенсоров (табл. 16.1).
| Марка сенсора | HDNS-2000 | ADNS -2620 | ADNS -2051 | ADNS -3060 |
| Разрешение, cpi (точек на дюйм) | 400 | 400 | 400/800 | 400/800 |
| Размер "снимков", пикс. | 18x18 | 16x16 | 30x30 | |
| Макс. скорость, см/с | 30 | 30 | 35 | 100 |
| Макс. ускорение (в рывке), м/с 2 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 150 |
| Частота снимков, кадр/с | 1500 | 1500/2300 | 500-2300 | 500-6400 |
Первые мыши подключались к ПК через специальную плату-адаптер (т. н. мыши с шинным интерфейсом - bus mouse ). Затем большое распространение получил способ подключения мыши через последовательный интерфейс RS-232C . Мыши с последовательным интерфейсом для передачи данных чаще всего работают с разработанным Microsoft протоколом. Данные передаются со скоростью 1200 бит/с, используется 7 бит данных без контроля четности и один стоповый бит. Одна передача содержит три 7-битных числа, кодирующих 8-битное горизонтальное (dX) и 8-битное вертикальное перемещение (dY), а также 2 бита (LB, RB) состояния кнопок (табл. 16.2). Перемещение задается в виде числа со знаком (-128:+127) в специальных единицах - counts, определяемых разрешением мыши - counts per inch ( cpi ), которое обычно составляет 400 cpi . Кроме протокола Microsoft, распространены также протокол Logitech (отличается от протокола Microsoft способом передачи информации о средней кнопке) и протокол Mouse Systems (5-байтовый, передается информация о "старом" и "новом" положении мыши ).
| 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| байт 1 | 1 | LB | RB | dY7 | dY6 | dX7 | dX6 |
| байт 2 | 0 | dX5 | dX4 | dX3 | dX2 | dX1 | dX0 |
| байт 3 | 0 | dY5 | dY4 | dY3 | dY2 | dY1 | dY0 |
В 1987 году компания IBM выпустила серию персональных компьютеров PS/2, в котором был представлен выделенный последовательный интерфейс для подключения мыши с разъемом 6 mini- DIN . Одним из преимуществ новых портов по сравнению с последовательным было низкое напряжение питания - 5 В вместо 12 В, а также независимость от других устройств, в то время как последовательные мыши нередко мешали внутренним модемам, поскольку четыре COM-порта ПК делили всего два IRQ . Необходимо отметить также недостатки этого интерфейса. Наиболее существенным является более высокий риск вывода из строя порта при подключении или отключении мыши при работающем компьютере. Хотя последовательные порты мыши и клавиатуры в PS/2 имеют сходный электрический интерфейс и даже одинаковые разъемы, материнская плата не опознает мышь и клавиатуру , если их подключить не в "свой" порт, т.к. протоколы передачи данных отличаются, а, кроме того, линия данных в порту клавиатуры - двунаправленная. В спецификации Microsoft PC 97 предлагается единая цветовая маркировка этих портов: для клавиатуры - фиолетовая, для мыши - зеленая. Широкое распространение портов PS/2 произошло с внедрением в 1997 г. фирмой Intel стандарта ATX . А уже в 2002 году в спецификации Microsoft PC 2002 было предложено отказаться от этих портов в пользу универсального интерфейса USB.
Трекбол представляет собой "перевернутую" оптико-механическую мышь - в движение приводится не сам корпус устройства, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором и, кроме того, экономить место, поэтому трекболы часто используют в ноутбуках.
Сенсорная панель ( touchpad или trackpad ) - это устройство ввода, применяемое в ноутбуках, служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя. Используется в качестве замены компьютерной мыши . Сенсорные панели различаются по размерам, но обычно их площадь не превосходит 50 см2. Работа сенсорной панели основана на измерении емкости пальца или измерении емкости между сенсорами. Емкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей панели, что позволяет определять положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении емкости, оно не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов сенсорная панель будет работать только при достаточной площади соприкосновения, поэтому, например, работа с влажными пальцами весьма затруднена. Преимуществами сенсорных панелей являются:
Недостатком же сенсорных панелей является низкое разрешение, что затрудняет работу в графических редакторах и 3D-играх.
Джойстик является аналоговым координатным устройством ввода информации, выполняемым обычно в виде двух реостатных датчиков с питанием +5 В. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате Х, другой - по Y. Джойстик обычно подключается к адаптеру игрового порта, расположенному на многофункциональной плате ввода-вывода (Multi I/O Card) или звуковой карте (в последнем случае разъем игрового порта совмещается с интерфейсом MIDI ). Очевидно, что основным элементом игрового адаптера является АЦП. Адаптер принимает до четырех цифровых сигналов типа "включено-выключено" (кнопки) и до четырех аналоговых сигналов, что позволяет подключать два 2-кнопочных джойстика.
Световое перо работает с помощью небольшого оптического детектора, находящегося на его кончике. По ходу сканирования экрана электронным лучом инициируется импульс оптического детектора, когда пучок достигает точки экрана, над которой находится перо. Время возникновения этого импульса относительно сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации позволяет определить позицию светового пера. По своей сути световое перо является расширением видеосистемы. Разъем для подключения светового пера был обязательным для видеоадаптеров
Для связи с компьютером сканеры , как правило, используют один из универсальных периферийных интерфейсов: SCSI, IEEE 1284 или USB.
Для унифицирования прикладного программного интерфейса драйвера сканера (а также цифровых камер) в 1992 г. компаниями Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard и Logitech была разработана спецификация TWAIN 6Слово TWAIN было взято из "Баллады о Востоке и Западе" Р.Киплинга: "...and never the twain shall meet..." (и двое никогда не встретятся), отражая существовавшую в то время сложность взаимодействия компьютера и сканера . После частого написания названия спецификации большими буквами сложилось предубеждение, что это аббревиатура, и были предложены такие варианты: Technology Without An Interesting Name (технология без интересного имени) или Toolkit Without Any Important Name (средство без какого-либо важного имени). .
Что такое периферийные устройства компьютера или просто периферия? Периферия – это устройства, которые подключаются к компьютеру и расширяют его функциональность. В отличие от компьютера ( , …), их наличие не является обязательным для работоспособности компьютера. Например, принтер – это периферийное устройство, служащее для вывода информации на печать. Без принтера компьютер будет работать, а без процессора нет. Т.к. процессор относиться к обязательным устройствам ПК.
Самая популярная компьютерная периферия – это и . Казалось, что клавиатура и мышь относятся к обязательным устройствам, без которых работа на компьютере невозможна, но это не так. Работа будет невозможна для пользователя, тогда как компьютер без этих устройств включится, загрузит и будет ждать команд, вводимых с помощью клавиатуры или мыши. Рассмотрим некоторые популярные устройства.
Наушники и колонки – следующие по популярности периферийные устройства. В самом есть только маленький динамик, используемых в основном для подачи сигналов об ошибках в момент загрузки. Для полноценного прослушивания звука необходимы колонки или наушники.
– еще одни периферийные устройства. Служат для длительного хранения информации.
Принтер и сканер – периферийные устройства, предназначенные для вывода информации на печать (принтер) и получения цифровой копии какого-либо объекта (сканер). В домашних компьютерах сканер в основном применяют для оцифровывания текста и фото. Чаще всего эти два устройства объединены в один корпус. Такое устройство называется МФУ – многофункциональное устройство.
Кроме вышеперечисленных популярных устройств существует достаточно много компьютерной периферии для разного рода задач.
На первый взгляд ноутбуки и мониторы ПК имеют некоторое преимущество перед телевизионным оборудованием в вопросах соединения. Однако, современные телевизоры оснащены большим набором разъёмов, поэтому подключить компьютер к телевизору гораздо легче, чем кажется. Многообразие интерфейсов Действительность такова, что совместимость компьютера и телевизора зависит от степени изношенности (возраста) более старого устройства. Если Вы сегодня выйдите из дома […]
Принтер, по праву можно считать одной из важнейших офисных техник в быту обычного пользователя. И в самом деле, с помощью принтера можно распечатать рефераты, курсовые, научные труды, семейные фотографии и много чего другого. В зависимости от стоимости устройства, принтер может выполнять различные функции, например, печатать на профессиональной фотобумаге, использовать более широкую цветовую палитру и т. […]
Компьютерные колонки являются периферийным устройством и предназначены для вывода звука. Для домашнего компьютера наличие колонок является обязательным условием, т.к. без них невозможно полноценно посмотреть фильм, послушать музыку, поиграть в игры. Для офисного PC отсутствие акустики еще как-то оправдано, но представить без них домашний компьютер уже невозможно. Какие бывают колонки для компьютера Практически все компьютерные колонки […]
После включения сканера следует установить драйвер этого устройства, чтобы стала возможной передача данных между компьютером и сканером. Начните с подключения сканера к порту USB компьютера. (Изучите инструкцию по использованию сканера и выясните, как подключать его к компьютеру.) Включите сканер. Во многих сканерах используется технология Plug and Play, с помощью которой Windows распознает оборудование и устанавливает […]
Сканер используется для переноса текста и изображений с бумаги в компьютер в форме файла, то есть выполняет действие, обратное печати на принтере. Прежде были распространены ручные сканеры, которые нужно было плавно двигать по сканируемому листу. Помимо неудобства в использовании, большим их недостатком было то, что из-за неравномерной скорости перемещения полученное изображение было вытянутым или, наоборот, […]
Устройство компьютера выглядит сложным, но мы опишем его простым языком. Аппаратная часть компьютера состоит из системного блока и периферийных устройств. Системный блок (коробка, в которую вставляются диски, подключаются наушники). Он - главная составляющая персонального компьютера, работа без него невозможна. Периферийные устройства компьютера - все устройства, подключаемые к системнику: клавиатура, принтер, мышка, монитор и т. д.
В системном блоке (системнике) происходят основные процессы, отвечающие за работу ПК. Остальные устройства только отображают результат этих процессов или выполняют заданные им действия.
Сняв боковую стенку системного блока (открутив шурупы сзади), можно увидеть кучу непонятных плат и комплектующих. Устройство выглядит сложно, но разобраться в нем проще, чем может показаться. Ниже представлены все основные устройства, которые находятся в системном блоке.
Эта плата организовывает правильный алгоритм работы всех подключенных к ней элементов ПК. Устройство материнской платы компьютера позволяет всем его компонентам работать, как один механизм.
Часто процессором называют весь системный блок. На самом деле центральный процессор – это чип (микросхема), размещенный в материнской плате. Он подобен мозгу человека: отвечает за прием, обработку, передачу заданной пользователем информации и является одной из основных частей компьютера. От него напрямую зависит быстродействие ПК. Чем выше разрядность и тактовая частота процессора, тем больше операций он может выполнять.
Самыми надежными микропроцессорами считаются продукты компании Intel.
Они поддерживают работу со всеми программами, а также периферийными устройствами, имеют низкое тепловыделение. При работе с графикой и в игровом процессе себя лучше показывают процессоры от AMD, но они не такие надежные. Установленный процессор покрыт термической пастой и на нем через нее закреплен радиатор, изготовленный из металла, обладающего хорошей теплоотдачей. Это сделано для повышения теплоотдачи, что упрощает охлаждение ЦП с помощью кулера.
Эту деталь размещают в непосредственной близости к ЦП. Его задача – охлаждать процессор, защищая его от повышения температуры, что может мешать правильной работе. Также устанавливают дополнительные кулеры возле винчестеров: при обработке данных они нагреваются, что снижает быстроту выполняемых операций. Установка небольшого кулера над жестким диском, увеличит срок его службы, и ускорит работу компьютера. При наличии мощной видеокарты также нужно позаботиться о системе ее охлаждения, если есть место для установки в корпусе системного блока.
Устройство персонального компьютера трудно рассматривать без этой детали - она отвечает за хранение информации. На нем находятся операционная система и файлы пользователя: фото, видео, программы и т. д.
От размера жесткого диска и его класса зависит количество доступного для хранения места, скорость работы системы.
Чем выше класс ЖД, тем быстрее процессор может совершать запись данных, делать их извлечение. Скорость напрямую зависит от частоты вращения. Подключается ЖД к «материнке» через ATA или IDE интерфейс.
Это устройство системного блока компьютера установлено с целью ускорения обработки, воспроизведения видеоданных. От нее зависит четкость деталей при просмотре видео или во время игрового процесса. Средней видеокарты должно хватать для обычного использования, но «геймерам» или для профессиональных программ, работающих с графическими фалами, нужно покупать более сильную видеокарту.
Эта деталь необходима для выполнения операций ЦП. Оперативка – внутренняя память ПК. Центральный процессор при обработке данных как бы временно записывает информацию в ОЗУ и начинает с ней работать. Чем больше оперативной памяти, тем более сложные процессы может совершать компьютер. Еще значение имеет скорость записи данных в оперативку. При маленькой скорости записи даже сильный процессор будет «притормаживать» . Это как разгонять Феррари на поле для мини-футбола: мощность есть, но ехать некуда.
В ПЗУ записан BIOS. Эта составная часть компьютера необходимая для управления при отсутствии операционной системы.
Он обеспечивает работоспособность ПК: получает электроэнергию от сети, распределяет между комплектующими, выдавая для каждой нужную мощность.
Эта часть компьютера отвечает за обработку звуковых файлов и вывод полученной информации на колонки. Звуковая карта подключается к материнке и изначально встроенная в нее. Реже встречаются ПК с внешними звуковыми картами, которые можно заменять.
Часто является изначально встроенной комплектующей. Иногда присутствует на материнской плате место для установки дополнительной сетевой карты (она необходима для создания простой локальной сети, без использования основной сетевой карты).
Также подключается к материнской плате, но не напрямую, а с помощью кабелей. Без дисковода можно обойтись. Сейчас наибольшая от него польза – возможность установить с диска операционную систему.
Они отвечают за подключение к компьютеру периферийных устройств:
Устройство предназначено для считывания информации с флеш и смарт-карт. В старых моделях ПК вместо карт-ридера устанавливался дисковод для работы с маленькими магнитными дисками. Емкость этих дисков была 1.44 МБ, что со временем сделало их использование нецелесообразным.
Его задача – защита размещенных в нем комплектующих от пыли и механических повреждений, надежная фиксация всех деталей, количество которых зависит от типа корпуса. Может показаться значение корпуса маленьким, но это не так: от него зависит, сколько деталей может поместиться в системный блок и способ их компоновки.
Из чего состоит системный блок компьютера, мы разобрали, теперь рассмотрим внешние устройства.
К периферийным устройствам можно условно отнести все, не находящиеся в системном блоке. Они предназначены для передачи информации, отображения результатов ее обработки и выполнения задач, поставленных ЦП (печать документов и т. д.). Проще говоря, устройства ввода, вывода и хранения.
Необходимость в дополнительных местах хранения данных появляется при необходимости сохранить файлы, не помещающиеся на основной накопитель, или когда эти файлы несут большую ценность. Самые популярные дополнительные устройства хранения:
Мы описали то, из чего состоит компьютер, основные его части. Для более глубокого изучения нужно читать специальную литературу.
11.1. Устройства ввода данных
Клавиатура – служит для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления. Она относится к стандартным средствам ПК. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами – драйверами, т. к. необходимое программное обеспечение есть в ПЗУ в составе BIOS.
Принцип действия клавиатуры состоит в следующем.
1) При нажатии на клавишу специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает код клавиши (скан-код).
2) Скан-код поступает в микросхему, играющую роль порта клавиатуры (порт находится на материнской плате).
3) Порт клавиатуры выдает процессору номер прерывания (9).
4) Получив прерывание, процессор обращается в специальную память ОП, в которой находится вектор прерываний (список адресов программ, обслуживающих конкретное прерывание).
5) Процессор выполняет программу, которая находится по адресу взятому из вектора прерываний. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания находится в ПЗУ, но можно поставить вместо нее свою программу, если изменить данные в векторе прерываний.
6) Программа-обработчик прерывания находит скан-код, записывает его в регистры процессора и определяет символ, соответствующий данному коду.
7) Программа –обработчик записывает символ в специальную область ОП, которая называется буфером клавиатуры и прекращает свою работу.
8) Процессор заканчивает обработку прерывания и возвращается к отложенной работе.
9) Введенный символ хранится в буфере до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он предназначался. Если символы поступают чаще, чем забираются, то возникает эффект переполнения буфера.
Мышь – это устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора. Принцип действия заключается в следующем:
В отличие от клавиатуры, мышь не является стандартным устройством и ПК не имеет для нее выделенного порта. Для нее нет и постоянного выделенного прерывания, а BIOS не содержит программных средств для обработки прерываний мыши. Следовательно, мышь нуждается в специальной управляющей программе – драйвере мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке ОС. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов средства для работы с которым имеются в составе BIOS. Драйвер мыши нужен для интерпретации сигналов поступающих через порт. Компьютером управляют с помощью перемещения мыши по плоскости и нажатия на левую и правую кнопки. Принцип управления является событийным, т. е. перемещения мыши и нажатия на кнопки – это события с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя события, драйвер устанавливает, где это событие произошло, т. е. в каком месте экрана находился указатель. Эти данные передаются в программу, с которой работает пользователь. По ним программа определяет команду пользователя, которую она должна выполнить.
Специальные манипуляторы:
· Трекбол – в отличие от мыши, устанавливается стационарно, его шарик приводится в движение ладонью руки, он не нуждается в гладкой поверхности, поэтому широко используется в портативных ПК.
· Джойстик – манипулятор, используемый в игровых программах и тренажерах.
· Инфракрасная мышь – отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.
Устройства ввода графических данных: сканеры, графические планшеты (дигитайзеры), цифровые видеокамеры.
Сканеры. С помощью сканера можно вводить любую информацию, в том числе и знаковую. В этом случае исходные данные вводятся в графическом виде, после чего обрабатываются с помощью программ распознавания образов.
Наиболее распространены планшетные сканеры. Они предназначены для ввода графической информации с листа. Принцип действия сканера состоит в том, что луч света отраженный от поверхности листа фиксируется специальными элементами (ПЗС – приборы с зарядовой связью). Обычно эти элементы конструктивно оформляются в виде линейки, располагаемой по ширине листа. Затем либо лист перемещается при неподвижной установке линейки, либо наоборот – линейка перемещается при неподвижной установке листа.
Основные характеристики планшетных сканеров:
· Разрешающая способность – зависит от плотности расположения элементов ПЗС на линейке. Типичный показатель 600-1200 dpi (количество точек на дюйм).
· Производительность – продолжительность сканирования одного листа бумаги.
· Динамический диапазон – отношение яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков.
Графические планшеты – предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов их действия, но в основе всех их лежит фиксация специального пера относительно планшета. Такие устройства могут использоваться художниками, т. к. позволяют им создавать экранные изображения привычными способами.
Цифровые фотокамеры – эти устройства воспринимают графические данные с помощью ПЗС, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром является разрешающая способность, которая связана с количеством ПЗС в матрице. Лучшие потребительские модели имеют до 1млн ячеек ПЗС и обеспечивают разрешение изображения до 800х1200 точек. У профессиональных моделей эти параметры еще выше.
11.2. Устройства вывода данных
Монитор – это устройство визуального представления данных. Это основное устройство вывода информации. Его основными потребительскими параметрами являются:
Максимальная частота регенерации изображения;
Размер монитора – измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения - дюймы. Стандартные размеры: 14”, 15”, 17”, 19”, 20”, 21”. В настоящее время самыми универсальными являются мониторы 15” и 17”, а для операций с графикой лучше использовать мониторы 19”- 21”.
Изображение на экране монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным лучом электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки трех типов, светящиеся красным, синим и зеленым цветом. Чтобы на экране все три луча сходились в одну точку, перед экраном ставят маску – панель с отверстиями. Часть мониторов оснащена маской из вертикальных проволочек, что усиливает яркость и насыщенность изображения. Чем меньше шаг между отверстиями маски, тем четче полученное изображение. Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,25 –0, 27 мм.
Частота регенерации (обновления) изображения показывает сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение. Этот параметр зависит не только от свойств монитора, но и от настроек видеоадаптера. Частоту регенерации измеряют в Гц. Чем она выше, тем устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз. Минимальным считается значение 75Гц, нормативным – 85 Гц, комфортным – 10Гц и более.
Видеокарта (видеоадаптер). Вместе с монитором видеокарта образует видеосистему ПК. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной платы, которая называется видеокартой. Видеопамять и графический процессор, который преобразует содержимое видеопамяти в изображение на экране, - это два основных компонента видеокарты
В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, которые обеспечивают воспроизведение до 16,7 миллиона цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений: 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024 и т. д.
Разрешение экрана – это одна из важнейших характеристик видеосистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране.
Другой важной характеристикой является цветовое расширение, которое определяет количество оттенков, которые может принимать точка экрана. Максимально возможное цветовое расширение зависит от количества установленной видеопамяти и от установленного расширения. При высоком разрешении экрана на каждую точку изображения отводится меньше места, т. е. информация о цветах ограничивается. Необходимый объем видеопамяти можно определить по формуле:
P –необходимый объем видеопамяти,
m – горизонтальное расширение экрана (точек),
n - вертикальное расширение экрана (точек),
b – разрядность кодирования цвета (бит).
Минимальное требование на сегодня по глубине цвета 256 цветов, хотя большинство программ требуют не менее 65 тыс. цветов (режим High Color).
Еще одно из свойств видеоадаптера – это видеоускорение, которое заключается в том, что часть операций по построению изображения может происходить без математических вычислений в основном процессоре ПК, а чисто аппаратным путем - преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускоритель может входить в состав видеоадаптера, а могут подключаться к нему в виде отдельной платы.
Различают 2 типа видеоускорителей ускорители плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые наиболее эффективны для работы с прикладными программами, а вторые ориентированы на работу мультимедийных, в основном, игровых приложений, а также профессиональных программ обработки трехмерной графики. Существуют ускорители, которые обладают функциями и двухмерного и трехмерного ускорения.
Первые видеоускорители» обеспечивали быстрое построение двумерных рисунков, лежащих в плоскости экрана. При этом снижалась нагрузка на основной процессор и ускорялись такие операции, как открытие, закрытие, перемещение и масштабирование окон, изображение простых геометрических фигур, отрисовка растровых изображений (в том числе прозрачных и полупрозрачных), рисование символов (текста). Все современные видеокарты способны бездефектно формировать двумерные картинки при любых разрешениях и частотах кадров. Формирование изображения трехмерной сцены - гораздо более сложная задача, чем воспроизведение плоского изображения. Идея ускорителя трехмерной графики состоит в том, чтобы снять с центрального процессора часть нагрузки, связанной с расчетом трехмерных картин. В результате удается значительно увеличить частоту кадров в трехмерной сцене и улучшить качество изображения.
Первый трехмерный ускоритель представлял собой самостоятельную карту расширения, работающую совместно с основным видеоадаптером. Наличие 3D-ускорителя для компьютерных игр очень быстро превратилось в необходимость, и вскоре после этого произошла интеграция ускорителей трехмерной графики и видеоадаптеров.
В состав системы Windows включен стандартный графическом интерфейс DirectX, который обеспечивает активацию функций графического ускорителя из программы.
Первый этап развития ускорителей трехмерной графики для персональных компьютеров прошел под знаком конкуренции компаний 3dfx и п Vidia. Фирма п Vidia вышла в лидеры рынка с появлением графического процессора GeForce2 GTS. после GeForce2 появились и GeForce3 и GeForce4.
На сегодняшний день главным конкурентом компании nVidia в области наиболее производительных адаптеров с ускорителем трехмерной графики является фирма ATI. Компания ATI пользовалась заслуженным уважением во времена двумерных видеоускорителей, а на рынок трехмерных ускорителей вступила с запозданием. Последняя серия графических процессоров Radeon конкурентоспособна с современными ей продуктами nVidia.
Принтеры – печатающие устройства, с помощью которых получают копии документов на бумаге. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные, струйные принтеры.
Матричные принтеры – это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе специальных «иголок» через красящую ленту. Качество печати зависит от количества иголок в печатающей головке принтера. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные принтеры. Производительность принтеров оценивают по количеству печатаемых знаков в секунду. Для матричных принтеров существуют следующие режимы работы: draft –режим черновой печати, normal – обычная печать и NLQ (Near Letter Quality) – обеспечивает качество печати близкое к качеству пишущей машинки.
Лазерные принтеры - обеспечивают высокое качество печати, не уступающее полиграфическому. Они также отличаются высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту. Как и матричных принтерах итоговое изображение формируется из точек.
Принцип действия следующий. В соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана. В результате этого участки барабана, на которые попал световой импульс приобретают светочувствительный заряд. Затем барабан проходит через контейнер с красящим порошком (тонером) и порошок закрепляется на участках, имеющих статический заряд. При дальнейшем вращении барабан соприкасается с бумажным листом и порошок переносится на бумагу, нагревательный элемент нагревает порошок, в результате чего частицы порошка спекаются и закрепляются на бумаге.
К основным параметрам лазерных принтеров относятся:
1. разрешающая способность (измеряется в количестве точек на дюйм) – модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600dpi, профессиональные модели до 1200dpi;
2. производительность (количество страниц в минуту):
3. формат используемой бумаги;
4. объем собственной ОП;
5. стоимость оттиска, т.е. стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа формата А4 (от 2 до 6 центов).
Струйные принтеры – изображение формируется микрокаплями специальных чернил. Качество печати зависит от формы капли и ее размера, а также от свойств красителя и бумаги. К положительным свойствам струйных принтеров следует отнести простоту и надежность механических частей принтера и его относительно низкую стоимость. Но притом, что цена струйных принтеров гораздо ниже, чем лазерных, стоимость печати одного оттиска на них может быть в несколько раз выше. Качество цветных изображений очень высокое, но возможность применения в черно-белой полутоновой печати ограничена из-за нестабильного разрешения.
Звуковая система
Звуковая карта. Подключается к одному из слотов материнской платы и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой речи, музыки, звука. Звук воспроизводится с помощью звуковых колонок, которые подключаются к выходу звуковой карты. Основным параметром звуковой карты является разрядность - количество битов, используемое при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем выше качество звучания. Минимальное требование – 16 разрядов (лучше 32 или 64).
11.3. Устройства обмена данными
Задачи надежного обмена двоичными сигналами, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, в вычислительных сетях решает определенный класс оборудования. В локальных сетях это сетевые адаптеры, а в глобальных сетях - аппаратура передачи данных, к которой относятся, например, устройства, выполняющие модуляцию и демодуляцию дискретных сигналов, - модемы. Это оборудование кодирует и декодирует каждый информационный бит, синхронизирует передачу электромагнитных сигналов по линиям связи, проверяет правильность передачи по контрольной сумме и может выполнять некоторые другие операции. Сетевые адаптеры рассчитаны, как правило, на работу с определенной передающей средой - коаксиальным кабелем, витой парой, оптоволокном и т. п. Каждый тип передающей среды обладает определенными электрическими характеристиками, влияющими на способ использования данной среды, и определяет скорость передачи сигналов, способ их кодирования и некоторые другие параметры.
Модем – устройство предназначенной для обмена информацией между удаленными компьютерами (МОдулятор+ДЕМодулятор). Каналы связи – это физические линии связи (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые или выделенные) и способ передачи (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи модемы подразделяют на радиомодемы, кабельные модемы и прочие. Наиболее широко распространены модемы, подключаемые к телефонным каналам связи. Модем может быть внешним
Цифровые данные поступают в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции в соответствии с избранным протоколом (стандартом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Главная характеристика модема – скорость передачи данных. Она зависит от качества телефонной связи и от стандартов передачи данных, поддерживаемых модемами. Все модемы подключаются к последовательным портам. Модемы могут быть как внешними, т.е. подключаться через разъем в корпусе, так и внутренними, т. е. устанавливаться в виде платы в компьютер.
