• Процессоры ввода – вывода (каналы ввода – вывода) – это МВВ, которые берут на себя множество функций управления ВнУ, предоставляя процессору интерфейс высокого уровня. Чаще всего входят в состав больших и суперЭВМ.

• Контроллеры ввода – вывода (контроллеры внешних устройств) – более примитивные МВВ, которые перекладывают управление последовательностью этапов выполнения операций на процессор. Это типов компонент ПК и малых ЭВМ.

Внешние (периферийные) устройства подразделяются на три большие группы:

— монитор(дисплей)

— принтер и плоттер

— клавиатура

— мышь

— сканер

— цифровой фотоаппарат

— аудиосистема и микрофон

-игровой джойстик, игровой руль и т.д.

— устройства внешней памяти

— датчики и исполнительные механизмы компьютеризированных систем управления

— электронные ключи для ограничения незаконного распространения программного обеспечения (пример: 1С)

— системы аутентификации для доступа к ЭВМ (пример: рутокен)

• Коммуникационные ВнУ, предназначены для взаимодействия с удаленными абонентами (пользователями или другими ЭВМ):

— адаптер локальной сети

— модем

— удаленный дисплейный терминал

Интерфейсы ввода-вывода, они объединяют МВВ и ВнУ, проектируются с учетом особенностей работы и конструкции ВнУ.

Интерфейс

Виды интерфейсов определяются в соответствии со следующими основаниями классификации:

• Способы передачи информации (параллельный, последовательный)

• Способы подключения внешних устройств (двухточечный, многоточечный)

Параллельный интерфейс ( LPT(IEEE1284) )обеспечивает одновременный(параллельный) обмен битами данных по нескольким линиям и используется высокоскоростными ВнУ ЭВМ, в том числе устройствами внешней памяти.

Последовательный интерфейс предполагает передачу данных по одной линии – один бит в единицу времени (USB, Ethernet, FireWire)

Двухточечное подключение предполагает выделение одной линии связи (канала, соединения и т.п.) одному устройству (последовательный синхронный интерфейс клавиатуры, интерфейс мыши, параллельный и последовательный интерфейсы принтера/плоттера и т.д.)

Многоточечный интерфейс внешних устройств позволяет подключать одновременно разнотипные устройства (устройства внешней памяти, сканер, принтер и т.п.). По сути, многоточечный интерфейс – это внешняя шина расширения системной магистрали ЭВМ. К таким интерфейсам можно отнести интерфейсы SCSI, FireWire, USB, IDE(ATA), SATA.

Обобщенная структура организации внешнего устройства.

Взаимодействие ЭВМ и внешней среды производится через внешние (периферийные) устройства. Обобщенная структура организации внешнего устройства на рис

Взаимодействие ВнУ с МВВ через интерфейс ввода-вывода предполагает наличие минимум трех видов сигналов:

• Сигналов данных – в форме, требуемой интерфейсом ввода-вывода( в сторону МВВ), или специфичной формы , требуемой внешней средой. Операцию преобразования формы сигналов выполняет подсистема преобразования данных ВнУ. Буфер (если он предусмотрен) используют для временного хранения данных;

• Управляющих сигналов от МВВ – определяют, какую функцию должно выполнить ВнУ на текущем этапе обмена данными и должны задавать текущее состояние ВнУ;

• Сигналов о состоянии ВнУ – позволяют модулю ввода-вывода и, в конечном счете МП своевременно реагировать на изменение текущего состояния ВнУ.

Краткая характеристика внешних устройств

Клавиатура – внешнее устройство для ввода в ЭВМ символьной информации.

Конструктивно в корпусе клавиатуры содержатся:

• Группы клавиш

• Датчики нажатия клавиш, применяются следующие типы датчиков: механические контакты, емкостные датчики, датчики на основе эффекта Холла

• Внутренний контроллер, осуществляющий сканирование матрицы клавиш, управление индикаторами, внутреннюю диагностику и взаимодействие через последовательный интерфейс с системной платой ЭВМ.

Существуют три основных типа клавиатур:

• Клавиатура XT – 83 клавиши

• Клавиатура AT – 84 клавиши

• Расширенная клавиатура – современный стандарт, имеет от 101-122 клавиш, содержащих кроме основных клавиши управления питанием, быстрого доступа к приложениям и т.д.

Конструктивные варианты клавиатур зависят от условий их применения (например, влаго и пылезащитные), размеров ЭВМ (портативное исполнение), дизайна, требование эргономики и вкусов пользователей.

Мышь, трекбол, тачпад (сенсорная панель), джойстик, геймпад, компьютерные руль и штурвал – оптико-механические манипуляторы-указатели, позволяющие вводить информацию в ЭВМ без использования клавиатуры.

Они передают в ЭВМ данные о нажатии своих клавиш, а также о своем местоположении и перемещении на координатной плоскости экрана.

Конструктивное исполнение обычной мыши предполагает наличие внутри корпуса мыши шарика, вращение которого позволяет определить координаты указателя. Трекбол представляет собой перевернутую мышь, шарик которого вращают рукой.

Оптическая мышь вместо шарика использует световой луч, по отражению которого определяется направление перемещения указателя мыши.

В зависимости от конструкции оптические мыши делятся:

• оптические светодиодные в них установлены специальный светодиод, который подсвечивает поверхность, по которой перемещается мышь и фотодатчик (фотодиод), он сканирует поверхность более тысячи раз в секунду, и передает эти данные процессору, который и делает выводы об изменении координат. Такие мыши не требуют специального коврика и способны работать на разных поверхностях. Недостаток: возможные сбои при одновременной работе с другими устройствами (например, с планшетами)

• оптические лазерные в них вместо светодиода для подсветки используется полупроводниковый лазер, то есть применяется поляризованный лазерный луч.

Лазерная мышь, по сравнению со своим предшественником, оптической мышью, имеет несколько преимуществ:

— Более точная;

— Не светится в темноте;

— Имеет меньшее энергопотребление (особенно важно для беспроводных мышек).

• индукционные мыши принцип их работы схож с дигитайзерами, используют специальную поверхность (коврик) внутри которой расположена сеть проводников (проводов).

Дигитайзер (графический планшет) — это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Планшеты могут быть двух типов: электростатические и электромагнитные. В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под пером. В электромагнитных — перо излучает электромагнитные волны, а сетка служит приёмником.

• гироскопические мыши – позволяют работать не только на плоскости, но и в пространстве. Содержат гироскоп – устройство позволяющее измерять углы наклона и определять тем самым ориентацию мыши.

В зависимости от интерфейса мыши делятся:

• проводные, используют последовательный интерфейс RS-232 (с разъёмом DB25F и, позднее, DB9F) и PS/2

• беспроводные (FireWire (IEEE 1394), Bluetooth): сама мышь плюс приемник (порт на системной плате), передатчик подключается к ПК через USB.

Это: инфракрасная мышь и радиомышь, используют вместо проводного интерфейса соответственно инфракрасное излучение и радиосигналы.

Недостаток инфракрасной мыши: на работу могут влиять преграды между мышью и приемником.

Недостаток радио мыши: ограничен радиус действия.

[Инфракрасное излучение— электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм).

Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих:

коротковолновая область: λ=0,74—2,5 мкм;

средневолновая область: λ=2,5—50 мкм;

длинноволновая область: λ=50—2000 мкм;]

Тачпад (сенсорная панель) — специальное указательное устройство ввода. Применяются в ноутбуках, нетбуках, телефонах, терминалах, мониторах.

В ноутбуках, нетбуках она не прозрачная, во всех других устройствах панель прозрачная расположенная над самим монитором или экраном телефона, которая восприимчива к прикосновению с последующей возможностью точного определения его координат. Существует несколько основных технологий построения сенсорных панелей: резистивная, емкостная, инфракрасная.

Резистивная технология

Панель состоит из двух пластин, расположенных друг над другом. На одну из пластин нанесен слой проводящего резистивного материала в вертикальной, а на другой пластине — в горизонтальной ориентации, и от каждой пластины выведены по 2 электрода.

Обнаружение нажатия в резистивных панелях заключается в определении наличия контакта между двумя проводящими пластинами.

После того как нажатие зафиксировано, производится измерение координаты точки воздействия: сначала по горизонтали, затем — по вертикали. Само определение координат сводится к определению сопротивления в каждом из плеч получившегося «резисторного» делителя.

Даная технология использует простейшую математику для определения координат.

Резистивные панели легче, чем емкостные, хотя могут ослаблять яркость экрана, находящегося под ними, на 15%, а в отдельных случаях — и еще больше.

Недостатки:

Емкостная технология

Принцип работы панели на данном принципе действия основан на определении события нажатия посредством фиксирования изменения силы поля на углах емкостной пластины.

Слабый сигнал переменного тока подается на каждый угол пластины. Прикосновение любого проводящего материала к пластине будет вызывать утечку тока, что и фиксируется датчиками на тех же углах.

Слабым местом данной технологии является потребность в сложной математической обработке при определении координат прикосновения. Кроме того, экраны уже не воспринимают нажатие через перчатку.

Инфракрасная технология

Основа этой технологии сетка, сетка, сформированная горизонтальными и вертикальными инфракрасными лучами, она прерывается при касании к монитору любым предметом. Контроллер определяет место, в котором луч был прерван.

Джойстик – манипулятор для игровых программ, реагирующий на изменение наклона ручки и преобразующий это в программные команды. Существуют аналоговые и цифровые джойстики.

Геймпад, (игровой пульт) — тип игрового манипулятора. Представляет собой пульт, который удерживается двумя руками, для контроля его органов управления используются большие пальцы рук.

Монитор (дисплей) – внешнее устройство визуального вывода информации, составная часть видеосистемы ЭВМ наряду с видеоконтроллером и интерфейсом дисплея.

Мониторы можно классифицировать по ряду признаков:

По принципу формирования изображения на экране:

• электронно-лучевые — физический принцип формирования изображения заключается в бомбардировке потоком электронов поверхности электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), покрытой люминофором. Люминофор — это вещество, способное преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение (люминесцировать). Люминофор под воздействием потока электронов светиться очень короткое время, после чего свечение необходимо регенерировать. Минимальная единица отображения информации – пиксел – состоит из трех крупиц люминофорного вещества базовых цветов (красного, синего и зеленого), композиция которых воспринимается человеческим глазом дает одну точку требуемого программе ЭВМ цвета. Один кадр изображения формируется последовательным построчным прохождением лучом электронов всей поверхности ЭЛТ с заданной частотой. Чтобы глаз человека в силу своей инерционности восприятия не ощущал мерцания изображения, необходимо регенерировать кадры с частотой не ниже 40-60Гц.

• жидкокристаллические (ЖК) — физический принцип формирования изображения основан на изменении оптической поляризации отраженного или проходящего света под воздействием электрического поля. Для формирования изображения собирается матрица ячеек, каждая из которых находиться на пересечении вертикальных и горизонтальных координатных проводников, управление которыми осуществляется либо напрямую полем самих проводников (пассивные матрицы), либо транзистором (активные матрицы). Для повышения качества отображаемого изображения в ЖК-панелях применяют заднюю или боковую подсветку от дополнительного источника освещения. Ячейка цветной ЖК-панели, как и в ЭЛТ, состоит из трех ЖК-элементов, каждый из которых снабжен светофильтром одного из базисных цветов.

• газоплазменные — физический принцип формирования изображения основан на свечении газа под действием электрического поля. Каждая ячейка представляет собой подобие неоновой лампочки, при подаче напряжения в ней возникают ионизация и свечение газа. Цветной пиксел образуется наличием трех элементов свечения, покрытых на торце элемента люминофором одного из базисных цветов. Такие мониторы выдерживают особые условия эксплуатации – высокую вибрацию и низкую температуру.

• на светодиодных матрицах (LED — Light-emitting diode и OLED — Organic Light-Emitting Diode). OLED используется для создания мониторов и экранов мобильных телефонов.

Светодиод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом или контактом металл-полупроводник, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра, его спектральные характеристики зависят в том числе от химического состава использованных в нём полупроводников.

Достоинства OLED:

• малые вес и габариты

• низкое энергопотребление

• высокая яркость, и контрастность

• быстрый отклик

• большой диапазон рабочих температур

• большие углы обзора без потери качества изображения

Недостатки:

— дороговизна производства больших матриц

— малый срок службы полупроводников синего цвета

• другие типы мониторов: электролюминисцентные (LE), дисплеи с эмиссией полем (FED), на светящихся полимерных полупроводниках (LEP), трехмерные дисплеи и др.

По длительности хранения информации на экране:

• генерируемые – время свечения точки невелико, поэтому для поддержания постоянной яркости необходимо перерисовывать (регенерировать) изображение. Регенерация точки не зависит от статичности или динамичности картинки, для нормального восприятия глазом человека частота перерисовки составляет не меньше 75 раз в сек.

• запоминающие – на таких мониторах статическое изображение формируется один раз, держится долгое время и стирается подачей специального стирающего напряжения

По цветности:

• монохромные – такие мониторы выводят изображение в оттенках одного цвета и могут быть черно-белыми, черно-зелеными или черно-желтыми

• цветные – позволяют вывести на экран 2N цветов, где N – количество бит на один пиксел. Цветовые режимы имеют свои названия, например режим High Color определяет 15 или 16 бит на пиксел (32768 и 65536 цветов соответственно), режим True Color – 24 или 32 бита на пиксел (более 16 миллионов цветов). Так как один пиксел изображения формируется композицией трех базовых R:G:B, то N для режима High Color делится как 5:5:5 (по 5 бит на цвет), для режима True Color -8:8:8.

По эргономическим характеристикам, влияющим на работоспособность пользователя (комфорт, удобство работы, наличие вредных для здоровья излучений (для ЭЛТ) и т.п.). Такие характеристики указываются в паспорте монитора. Наиболее часто используемые характеристики:

• диагональ

• четкость и контрастность

• наличие антибликового покрытия

• наличие антистатического покрытия

• наличие защиты от радиации (если это ЭЛТ монитор)

• наличие возможности работать в энергосберегающем режиме

Существуют стандарты, обеспечивающие выполнение экологических и эргономических требований, например группа стандартов ТСО, последние из них ТСО 06, ТСО 07, ТСО 5.0, ТСО 5.1

Основные параметры мониторов:

• цветность – монохромные или цветные;

• размер диагонали экрана – это видимая пользователю область экрана, принято измерять в дюймах

• размер зерна экрана – эта величина указывает размер минимальной единицы свечения – пиксела – в миллиметрах и составляет у современных мониторов 0,2 и 0,18 мм

• допустимая частота развертки – минимальная частота регенерации, рекомендуемая – 100МГц

• полоса пропускания видео – обеспечивает требуемую разрешающую способность монитора. Например, при разрешении 1280 х 1024 пикселов и частоте кадров 75МГц полоса пропускания видеотракта должна составлять не меньше 125МГц. При недостаточной полосе пропускания на экране могут отсутствовать мелкие детали( точки или вертикальные линии толщиной в 1 пиксел)

Проектор — световой прибор, позволяющий при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора (экран), бывают оптико-механическими или оптическо-цифровыми.

Проекторы бывают:

• аналоговые – это ЭЛТ-проектор, и Проектор с модуляцией света

• цифровые – это проекторы выполненные по технологиям LCD, DLP, LCOS

Принтер – внешнее устройство ЭВМ, предназначенное для вывода (печати) текста или изображения на бумагу или пленку.

Плоттер (графопостроитель) – внешнее устройство ЭВМ, предназначенное для вывода (вычерчивания) изображения на бумагу или пленку.

Классификация принтеров:

По способу печати:

• символьные (буквопечатающие) – принтеры такого типа позволяют печатать строки текста из символов (в том числе букв) заданного набора. Недостаток: вывод графического изображения низкого качества. Достоинство: быстрота и относительное качество печати текста

• графические (знакосинтезирующие) – вывод информации осуществляется отдельными точками, из которых образуются символы и изображение. Количество точек на дюйм (dpi – Dots Per Inch) определяет разрешающую способность принтера. Для получения фотографического качества изображения требуется разрешение принтера не менее 720 dpi.

По способу нанесения красителя:

• принтеры ударного действия – игольчатые принтеры, которые формируют изображение путем удара иголок по бумаге через красящую ленту. Каждая иголка является металлическим стержнем маленького электромагнита, при подаче напряжения на который происходит ее выброс. Иголки собраны в матрицу в один или несколько рядов на печатающей головке, из-за чего такие принтеры называют матричными. Максимальное разрешение 360 х 360 dpi. Существуют цветные матричные принтеры, использующие многоцветную красящую ленту.

• Принтеры безударного действия: термические, струйные, лазерные.

— термические – физический принцип основан на изменении цвета нагретой маленькой области (точки, нагрев которой обеспечивает печатающая головка) специальной термочувствительной бумаги.

— струйные — физический принцип основан на выбросе маленькой капли чернил (объемом несколько пиколитров:10^-12) из сопла печатающей головки в заданную точку бумаги.

Существует несколько технологических способов выброса чернил – пьезоэлектрический, метод газовых пузырей, метод drop – on – demand.

Реализация цветной печати достигается применением цветных картриджей.

— лазерные — физический принцип основан на прилипании тонера (мелкодисперсного порошка) к светочувствительной, электростатически заряженной поверхности специального прокатывающего барабана в тех местах, где их разрядил луч лазера. Далее по барабану прокатывается лист бумаги, на который переходят частички тонера, после чего бумага подвергается нагревания, вследствие чего порошок расплавляется, проникает в поры бумаги и застывает. Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество.

Плоттеры являются координатными печатающими устройствами. Изображение формируется из графических примитивов: отрезков прямых, точек, дуг, эллипса и прямоугольника. Буквы текста интерпретируются управляющим устройством плоттера как набор примитивов. Размер печатающей поверхности плоттера достигает формата А0. Существует два типа печатающих плоттеров: планшетные и рулонные.

Планшетные плоттеры имеют передвигающуюся над листом бумаги печатающую либо чернилами (струйный тип) либо пишущую пером (фломастер, шариковой ручкой и т.д.) головку. Позиционирование головки осуществляется специальным микроконтроллером и достигается точности в сотые доли миллиметра.

В рулонных плоттерах бумага либо намотана и подается со специального барабана или бумага в форматах до А1 или А0 устанавливается в зажимные приспособления плоттера, Пишущая головка передвигается только вдоль оси барабана. Для обеспечения точности позиционирования применяется дорогостоящая механика. Обычно такие плоттеры струйного типа, так же они имеют большую внутреннюю память.

Режущий плоттер отличается тем, что взамен пишущего узла установлен резак, который позволяет вырезать на самоклеющейся пленке векторные изображения, буквы и т.д., из которых изготавливается наружная реклама (штендеры, растяжки и прочее).

Сканер (оптический считыватель) – внешнее устройство ЭВМ для ввода плоского изображения. В основе широко распространенных типов сканеров используются так называемые приборы с зарядовой связью (ПЗС), позволяющие преобразовать падающий на них свет в электрический заряд и в последующем в цифровой код с помощью цифроаналоговых преобразователей. Величина заряда пропорциональна интенсивности света. Приборы ПЗС, размещенные в линию, позволяют считать одну строку изображения, освещенного яркой люминесцентной лампой. Затем считывается следующая строка и т.д.

Цифровой код представляет собой растровое изображение, каждая точка которого – это код определенного цвета. Разрядность кода определяет глубину цветопередачи и, в конечном счете, качество картинки. При необходимости преобразования отсканированного текста в символы применяют различные аппаратно-программные средства, основанные на методе сравнения с эталонами, методе зондов и применении искусственной нейронной сети (перцептрон).

Цифровые фотоаппараты и видеокамеры, а также слайдовые сканеры имеют прямоугольную матрицу ПЗС, позволяющую получить цифровой код изображения целиком, а не построчно.

К другим типам сканеров относятся:

• оптические считыватели со спиральной барабанной разверткой;

• оптические считыватели методом «бегущего луча»;

• оптические считыватели «слежение за контуром».

Основные функции и структура модулей ввода-вывода.

Функции, которые выполняет МВВ, объединены в следующие группы:

• управление и синхронизация – это функции координации потоков данных между ВнУ и внутренними ресурсами ЭВМ;

• взаимодействие с процессором – функции расшифровки команд процессора, передачи данных, передачи процессору информации о текущем состоянии ВнУ, распознавания адресов подключенных к МВВ внешних устройств;

• взаимодействие с ВнУ – функции по передаче команд, обмену данными, приему информации о текущем состоянии ВнУ;

• временная (тактовая) буферизация данных – функции временного хранения данных во внутреннем буфере МВВ при работе с низкоскоростными внешними устройствами;

• обнаружение ошибок и сбоев – функции по обнаружению ошибок и сбоев, возникающих в процессе работы МВВ, и передаче соответствующей информации процессору.

Обобщенная структурная схема МВВ:

МВВ взаимодействует с другими компонентами ЭВМ через системную магистраль ЭВМ. Данные, передаваемые в обе стороны через МВВ, временно сохраняются в одном или нескольких регистрах данных. В регистрах состояния хранится информация о текущем состоянии подключенных ВнУ. Регистры состояния могут работать и в режиме регистров управления при записи в них информации, конкретизирующей передаваемые процессором команды. Логические блоки (подсистемы) в составе МВВ обмениваются с процессором сигналами (каналами) по шине управления системной магистрали. Для взаимодействия со внешними устройствами в состав МВВ включаются логические блоки, специфичные для определенного типа ВнУ. Такие блоки предназначены для распознавания и формирования кодов адресов, ассоциированных с подключенными к нему ВнУ.

Тема «Внешние устройства ПЭВМ»по дисциплине «Архитектура ЭВМ и Вычислительных систем»

ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРА

Внешние устройства компьютера по назначению делятся на:

• внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешнюю память ПК;
• устройства ввода информации;
• устройства вывода информации;
• диалоговые средства пользователя;
• средства связи и телекоммуникации.

Устройство ввода/вывода – это внешнее устройство, выполняющее функции ввода или вывода (пересылки) данных.

Устройствами ввода являются: устройства ввода графических (дигитайзеры) и видеоданных, клавиатуры, микрофоны, сканеры и др.

Устройствами вывода являются: графопостроители, звуковые колонки и динамики, мониторы, принтеры. средства переработки информации.

Манипуляторы (координатные устройства) – мыши, джостики, трекболлы и др. Являются устройствами управления курсором, т.е. предназначены для перемещения курсора на экране дисплея.

Все внешние устройства подключаются к системной шине компьютера через адаптеры и контроллеры.

Шина — устройство, предназначенное для соединения внешних устройств с компьютерами.

Адаптер (в широком смысле) – это устройство, реализующее интерфейс между двумя разными электронными устройствами, в узком смысле — устройство связи компьютера с периферий-ными устройствами.

Порт устройства — микросхема или зарезервированная область адресов оперативной памяти: — содержащие один или несколько регистров ввода-вывода; и — позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам процессора.
Различают последовательные и параллельные порты.

Устройства телекоммуникации
Одной из важнейших функций информационных технологий являются технологии распространения и передачи информации (данных). Распространение от передачи информации (перенос ее от источника к приемнику) отличается в основном тем, что в первом случае осуществляется ее безадресная, а во втором случае – адресная передача.
При этом распространение информации означает использование программно-технических средств передачи данных и необходимых для этого информационных технологий.
Средства передачи данных относятся к средствам связи.
Средства и устройства, используемые для создания компьютерных сетей входят в состав устройств телекоммуникации.

Для передачи данных образуют среду их распространения – совокупность линий или каналов передачи данных и приемо-передающего оборудования.
Структурная схема линии или канала передачи информации представлена на рисунке.

Взаимодействие внешних и центральных устройств ЭВМ.

53. Взаимодействие внешних и центральных устройств ЭВМ.

Магистрально-модульный принцип построения компьютера
Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура, ресурсы, т. е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. Архитектура современных ПК основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому подобрать нужную ему
конфигурацию компьютера и производить при необходимости его модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль или системная шина — это набор электронных линий, связывающих воедино по адресации памяти, передачи данных и служебных сигналов процессор, память и периферийные устройства. Обмен информацией между отдельными устройствами ЭВМ производится по трем многоразрядным шинам, соединяющим все модули, шине данных, шине адресов и шине управления. Подключение отдельных модулей компьютера к магистрали на физическом уровне осуществляется с помощью контроллеров, а на программном обеспечивается драйверами. Контроллер принимает сигнал от процессора и дешифрует его, чтобы соответствующее устройство смогло принять этот сигнал и отреагировать на него. За реакцию устройства процессор не отвечает — что функция контроллера. Поэтому внешние устройства ЭВМ заменяемы, и набор таких модулей произволен. Данные по шине данных могут передаваться как от процессора к какому-либо устройству, так и в обратную сторону, т. е. шина данных является двунаправленной. К основным режимам работы процессора с использованием шины передачи данных можно отнести следующие: запись/чтение данных из оперативной памяти и из внешних запоминающих устройств, чтение данных с устройств ввода, пересылка данных на устройства вывода.

Периферийные устройства ЭВМ реферат по информатике

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ________________________________________________________________________ КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ КУРСОВАЯ РАБОТА на тему: Периферийные устройства персональных ЭВМ Москва 1998 СОДЕРЖАНИЕ I. Введение II. Теоретическая часть 1. Устройства ввода информации в компьютер 1.1 Клавиатура 1.2 Манипуляторы 1.2.1 Мышь 1.2.2 Трекбол 1.2.3 Джойстик 1.2.4 Световое перо 1.2.5 Дигитайзер 1.3 Сканеры 1.4 Цифровая камера 1.5 Устройства ввода звука, в том числе и речи 2. Устройства вывод информации 2.1 Дисплей (монитор) 2.2 Печатающие устройства 2.2.1 Принтер 2.2.2 Плоттеры (графопостроитель) 2.2.3 Фотонаборный аппарат 2.3 Проекционная техника 2.4 Синтезатор звука 3. Устройства, позволяющие вводить и выводить информацию 3.1 Дисководы 3.2 Привод жесткого диска (винчестер) 3.3 Съемный дисковод жесткого диска 3.4 Привод СD-диска 3.5 Привод магнитооптического (МО) диска 3.6 Дисковой массив 3.7 Стриммер 3.8 Бытовой видеомагнитофон 4. Устройства связи или устройства функционирования систем обработки данных III Практическая часть IV Приложение V Список использованной литературы ВВЕДЕНИЕ Сейчас основным широко распространенным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура (клавишное устройство). Она реализует диалоговое общение пользователя с ПК: — ввод команд пользователя, обеспечивающий доступ к ресурсам ПК; — запись, корректировку и отладку программ; — ввод данных и команд в процесс решения задачи. В настоящее время принят стандарт клавиатуры MFII. Условно мы можем выделить пять групп клавиш, несущих свою функциональную отгрузку. Алфавитно-цифровая область — самая большая. Включает: пробел, цифры 0-9, латинские буквы A-Z, символы кириллицы А-Я, знаки пунктуации, служебные символы «+», «-«, «/» и т.д. Эта область похожа на клавиатуру пишущей машинки и имеет аналогичное назначение. Область функциональных клавиш. Включает: F1-F12, Print Screen, Scroll Lock, Pause Данная область располагается в верхнем ряду клавиатуры. Для разных программных продуктов одни и те же клавиши области могут выполнять неодинаковые функции. Специальные клавиши: Включает: Enter, Tab, Caps Lock, Shift, Ctrl, Alt, Esc, Back space, Delete, Insert. Служат для переключения назначения алфавитно-цифровых клавиш, стирания символов, подтверждения ввода информации. Блок управления курсором. Включает: Home, End, Page Up, Page Down, стрелки управления курсором. Эти клавиша необходимы для перемещения курсора на экране дисплея. Цифровой блок. Включает: Num Lock, «/», «*», «-«, «+», Enter, цифры 0-9. Располагается справа. Создан для облегчения ввода большого количества цифр. Данная классификация строго условна, так как в действительности, в зависимости от выполняемой программы, почти любая клавиша может исполнять и функциональные, и служебные обязанности, а также может блокироваться программой. Поэтому в описании каждого программного продукта обязательно имеется раздел с изложением функций клавиатуры. Из других видов клавиатур можно упомянуть специальные клавиши для слепых с осязаемыми точками на клавишах; клавиатуры для магазинов и складов, снабженные устройствами для считывания штрихового кода или для считывания магнитных карт; промышленные клавиатуры- сенсорные, имеющие в качестве защиты от вредных воздействий (стружек, пепла и т.д.) дополнительное покрытие клавиш специальной сенсорной фольгой; клавиатура для медицинских учреждений с устройствами для считывания информации со страховых карт. В настоящее время появились клавиатуры с дополнительными клавишами для удобства работы с той или иной операционной системой (ОС), например, клавиатура для Windows 95. Таким образом, выбор клавиатуры зависит от ОС, с которой предполагается работать. 1.2 Манипуляторы Они облегчают общение пользователя с ПК. Наиболее распространенным из них является так называемая 1.2.1 Мышь Она служит для ввода данных или одиночных команд, выбираемых из меню ли текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора. Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами и утопленным, свободно вращающимся в любом направлении шариком на нижней поверхности. Она подключается к компьютеру при помощи специального шнура и требует специальной программной поддержки. Для работы с мышью необходима плоская поверхность, с этой целью используют резиновые коврики (Mouse Pad). Так как с помощью мыши нельзя вводить в компьютер серии команд, поэтому мышь и клавиатура — не взаимозаменяемые устройства. Назначение графических оболочек — в обеспечении инициализации множества команд без длительного набора их с клавиатуры. Это снижает вероятность опечаток и экономит время. На объекте в виде текторграммы выбирается пункт меню или символ и щелчком кнопки мыши инициализируется. Конечно, при наборе или осуществлении некоторых функций применение мыши может быть нерациональным, если, например, эти функции выполняются нажатием функциональных клавиш. В настоящее время также существует оптическая мышь, где сигнал передается с помощью луча мыши на специальный коврик и анализируется электроникой. Пока менее распространена бесхвостая (безкабельная) инфракрасная мышь (принцип ее действия похож на действие пультов дистанционного управления) и радиомышь. снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов. Слайд-сканеры используются для сканирования микроизображений. Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат. В наше время у сканеров появилось еще одно применение — считывание рукописных текстов, которые затем специальными программами распознавания символов преобразуются в коды ASC II и в дальнейшем могут обрабатываться текстовыми редакторами. 1.4 Цифровая камера служит для видеоввода изображений в компьютер. Принцип действия аналогичен описанному для сканеров. Хотя камера имеет фотооптику подобную оптике фотоаппарата, но нет необходимости в фотопленке, как и для проекционного сканера. Сканируемое камерой изображение сразу принимается и преобразовывается в цифровую форму. В данный области ожидается быстрый процесс и снижение цен на соответствующее оборудование. 1.5 Также к данной группе можно отнести устройства ввода звука, в том числе и речи. 2. Вторую большую группу составляют разнообразные устройства вывода информации. 2.1 Дисплей (монитор). Позволяет вывести на экран алфавитно-цифровую или графическую информацию в удобном для чтения и контроля пользователем виде. В соответствии с этим, существует два режима работы: текстовой и графический. В текстовом режиме экран представлен в виде строк и столбцов. В графическом формате параметры экрана задаются числом точек по горизонтали и числом точечных строк по вертикали. Количество горизонтальных и вертикальных линий экрана называется разрешением. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на единице площади экрана. Цифровые мониторы. Самый простой — монохромный монитор позволяет отображать только черно-белое изображение. Цифровые RGB — мониторы (Red-Green-Blue) поддерживают и монохромной режим, и цветной (с 16 оттенками цвета). Аналоговые мониторы. Аналоговая передача сигналов производится в виде различных уровней напряжения. Это позволяет формировать палитру с оттенками разной степени глубины. Мультичастотные мониторы. Видеокарта формируем сигналы синхронизации, которые относятся к горизонтальной частоте строк и вертикальной частоте повторения кадров. Эти значения монитор должен распознавать и переходить в соответствующий режим. По возможности настройки можно выделить: одночастотные мониторы, которые воспринимают сигналы только одной фиксированной частоты; многочастотные, которые воспринимают несколько фиксированных частот; мультичастотные, настраивающиеся на произвольные значения частот синхроносигналов в некотором диапазоне. Жидкокристаллические дисплеи (LCD). Их появление связано с борьбой за снижение габаритов и веса переносных компьютеров. Основной из недостаток — невозможность быстрого изменения картинок или быстрого движения курсора мыши и т.п. Такие экраны нуждаются в дополнительной подсветке или во внешнем освещении. Преимущества данных экранов — в значительном сокращении спектра вредных воздействий. Газоплазменные мониторы. Не имеют ограничений LCD — экранов. Их недостаток — большое потребление электроэнергии. Особо надо выделить группу сенсорных экранов, так как они позволяют не только выводить на экран данные, но и вводить их, то есть попадают в класс устройств ввода/вывода. Эта относительно новая технология не получила еще широкого распространения. Такие экраны обеспечивают самый простой и короткий путь общения с компьютером: достаточно просто указать на то, что вас интересует. Устройство ввода полностью интегрировано в монитор. Используются в информационно справочных системах. Пользователи ПК проводят в непосредственной близости от работающих мониторов многие часы подряд. В связи с этим фирмы — производители дисплеев усилили внимание к оснащению. Их специальными средствами защиты от всех видов воздействий, которые негативно сказываются на здоровье пользователя. В настоящее время распространяются мониторы с низким уровнем излучения (LR-мониторы, от Low Radiation). Используются и другие методы, повышающие комфортность работы с дисплеями. 2.2 Печатающие устройства. Мы ознакомились с обязательным устройством вывода информации из компьютера — монитором. Рассмотрим теперь другие устройства выводы. 2.2.1 Принтер Это широко распространенное устройство вывода информации на бумагу, его название образовано от английского глагола to print — печатать. Существуют разные типы принтеров: нашли плоттеры совместно с программами систем автоматического проектирования (САПР), где частью результатов работы программы становится конструкторская или технологическая документация. Незаменимы плоттеры и при разработках архитектурных проектов. Поле черчения плоттера соответствует форматам А0-А4, хотя есть устройства, работающие с рулоном не ограничивающие длину выводимого чертежа (он может иметь длину несколько метров). То есть различают планшетные и барабанные плоттеры. Планшетные плоттеры, в основном для форматов А2-А3, фиксируют лист и наносят чертеж с помощью пишущего узла, перемещающегося в двух координатах. Они обеспечивают более высокую по сравнению с барабанным точность печати рисунков и графиков. Но эти плоттеры практически проиграли рынок принтерам. Фактически единственным развивающимся видом плоттера остается рулонный (или барабанный), с роликовой подачей листа и пишущим узлом, перемещающимся по одной координате (по другой координате перемещается бумага). Распространены режущие плоттеры для вывода чертежа на пленку, вместо пишущего узла они имеют резак. В настоящее время развивается группа струйных плоттеров для создания художественной, графической и рекламной продукции. 2.2.3 Фотонаборный аппарат Отличается высочайшим разрешением, применяется в солидных полиграфических предприятиях. 2.3 Проекционная техника Широкое распространение компьютеров для проведения разнообразных выставок, конференций, учебных курсов и др. 2.4 Синтезатор звука (с колонками и/или наушниками). Предназначен для вывода аудиоинформации для коллективного или индивидуального прослушивания. 3. Третью группу образуют устройства, в своем большинстве позволяющие вводить и выводить информацию. Их основное назначение — длительное хранение данных или программных продуктов вне оперативной памяти компьютера, предоставляя и для обработки по мере необходимости. Каждому такому устройству (накопителю информации или приводу) ставится в соответствие носитель (или группа носителей) информации, на котором, собственно, она и хранится. 3.1. Дисководы (FDD-Floopy-Disk-Drive) В качестве носителя используют дискеты (гибкие магнитные диски, или Floppy), обычно 3,5″ и 5,25″. Дисковод состоит из большого количества механических элементов, и, соответственно, качество его работы зависит от устойчивой работы техники привода. Как уже отмечалось выше, носителем информации здесь являются дискеты. В последние годы широкое распространение получили дискеты с диаметром 3 дюйма. Они имеют значительно более твердый футляр. 3.2 Привод жесткого диска (винчестер) назывался накопителем на жестких дисках — Hard Disk Drive или HDD. Это встроенный в корпус компьютера дисковод вместе с несъемным жестким диском. По сравнению с дискетами винчестеры имеют два достоинства: — время доступа к данным на порядок меньше, чем у дискет; — объем хранимой информации значительно больше. Недостаток винчестеров в том, что они не позволяют вести обмен данными между компьютерами, так как обычно не извлекаются из корпуса. Управляющий двигатель, носитель информации (диски), головки записи/считывания и электроника объединены в одном корпусе. Винчестер состоит из нескольких, расположенных друг над другом дисков, для каждого из которых имеется своя пара головок записи/считывания. 3.3 Привод магнитооптического (МО) диска Служат для записи/чтения о магнитооптических накопителей, могут быть внешними и внутренними. Их недостатком является низкая скорость вращения и, соответственно, низкая скорость считывания. 4. Последняя группа — устройства связи или устройства для функционирования систем обработки данных.

Периферийные устройства эвм — Документ

ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ

В состав современных ЭВМ входят многочисленные и разнообразные внешние (периферийные) устройства. К ним относят устройства ввода-вывода информации, которые служат для хранения информации и организации взаимодействия человека или других устройств с ЭВМ.

Устройства ввода информации можно разделить на устройства автоматического и ручного ввода. Примером устройства ручного ввода информации является клавиатура ЭВМ. Устройства автоматического ввода производят считывание информации с машинных носителей информации (дисководы дисков и лент) или бумаги (сканер).

Устройства вывода информации можно разделить на регистрирующие и индикаторные. Регистрирующие — это устройства вывода, записывающие различного рода информацию на носитель, позволяющий хранить ее длительное время без дополнительных затрат энергии. Индикаторные устройства — это устройства, представляющие информацию только в виде изображения и при этом, в отличие от регистрирующих устройств, потребляют энергию для представления информации.

В качестве индикаторов в робототехнических системах авиационного вооружения используются индикаторы тактической обстановки, индикаторы на лобовом стекле и различные мониторы (дисплеи). Изображение на индикаторах и мониторах формируется с помощью электронно-лучевых трубок.

1. Мониторы.

Основными характеристиками мониторов являются размер отдельной точки, выводимой на экран, размер экрана, разрешающая способность, частоты строчной и кадровой разверток, объем видеопамяти и степень безопасности.

Изображение на экране любого индикатора или монитора состоит из отдельных точек, называемых пикселами. Размер пиксела у современных мониторов составляет от 0.21 до 0.28 мм. Чем меньше этот размер, тем большее число пикселов помещается в одной строке или столбце и, соответственно, тем менее зернистым является экран и тем четче изображение на экране монитора.

На экране монитора можно строить изображения, состоящие из 640*480, 800*600,1024*768,1240*1024 и более пикселов. Первая цифра указывает количество пикселов по горизонтали, вторая — по вертикали. Произведение этих двух чисел дает общее количество пикселов изображения и характеризует видеорежим работы монитора.

Мониторы выпускаются с различными размерами экранов. Чем больше размер экрана, тем выше стоимость монитора. Наиболее широко распространены мониторы с размером экрана 14, 15, 17 и 21 дюйм (соответственно 34, 37, 42, 51 см).

Чем выше разрешающая способность экрана, тем больше информации можно одновременно отображать на экране без переключений и прокрутки. Но при слишком высоком разрешении трудно читать текст. В табл.1. приведены наиболее распространенные размеры экранов и режимы разрешения.

Таблица 1.

Другие параметры, заметно влияющие на качество изображения, — это частоты строчной и кадровой разверток. Частота строчной развертки определяет количество отображаемых строк в секунду, а частота кадровой развертки — количество кадров изображения, выводимых за 1 секунду. В телевизоре изображение обновляется с частотой 25 кадров в секунду. Считается, что при такой частоте незаметно мерцание экрана. Но для мониторов, где изображение, как правило, неподвижно требуется более высокая частота смены кадров. Считается, что мелькание изображения незаметно при частоте кадровой развертки более 75 Гц для разрешающей способности 800х600. Однако с ростом разрешающей способности растет время перемещения электронного луча к началу следующей строки и соответственно падает частота кадровой развертки. Поэтому с ростом разрешающей способности должна увеличиваться и частота кадровой развертки.

Частота кадровой развертки определяется частотой строчной развертки и числом строк в данном видеорежиме. Чем выше частота строчной развертки и меньше количество строк, тем выше частота кадровой развертки.

Весьма важным параметром монитора является режим развертки, характеризующий способ формирования изображения. Если развертка черезстрочная (Interlaced), то кадр изображения выводится на экран за два приема: сначала прорисовываются все нечетные строки, затем — все четные. Очевидно, черезстрочный режим развертки по сути снижает частоту кадровой развертки вдвое. Поэтому желательно, чтобы развертка на мониторе была нечерезстрочная, обозначаемая как NI (NI — Non Interlaced- нечерезстрочная).

Работой монитора управляет контроллер, расположенный на отдельной плате, называемой видеоплатой или видеокартой. На ней расположены микросхемы видеопамяти, которая предназначена для хранения изображений, выводимых на экран монитора.

Наиболее простой тип изображения состоит из пикселов, имеющих только два возможных цвета — черный и белый. Для хранения цвета такого пиксела требуется лишь один бит памяти компьютера: при белом цвете пиксела в этот бит записывается ноль, при черном цвете — единица. Поэтому черно-белые изображения называются однобитовыми.

Для отображения большего количества цветов требуется больше битов информации. Число доступных цветов равно двум в степени, равной количеству битов, используемых для хранения цвета пиксела. Четыре бита информации позволяют хранить 2⁴ или 16 различных цветов одного пиксела, 8 бит — 2⁸ или 256 цветов, 24 бита обеспечат более 16 миллионов цветов и оттенков. Количество разрядов, отводимых для хранения цвета пиксела называется глубиной цвета.

Таким образом, если на экран монитора выводится 1024*768 пикселов и для хранения цвета каждого пиксела используется 8 бит, то для хранения в памяти изображения, выводимого на экран монитора требуется 768 Кбайт видеопамяти. Если же глубина цвета для данного разрешения составляет 16 бит, то для хранения в памяти изображения, выводимого на экран монитора, требуется 1,53 Мбайт видеопамяти. Для сравнения, разрешающая способность монитора ЭВМ БК-0010 составляет 238 строк по 511 пикселов. Так как экран монитора черно-белый, то для хранения одного пиксела используется 1 бит. Потребное число ячеек видеопамяти — 238*511*1/8=15202 байт или 14,8 Кбайт. В данной ЭВМ зарезервировано под видеопамять 16 Кбайт ОЗУ.

Требуемая емкость памяти на видеоплате зависит от выбранных разрешения и глубины цвета (количества цветов). В табл.2 приведены минимальные емкости видеопамяти (в мегабайтах), необходимые для хранения изображения определенного разрешения и глубины цвета.

Таблица 2.

Современный монитор должен обеспечивать защиту от разного рода вредных излучений. Считается, что низкочастотные излучения как-то воздействуют на организм человека. Эти излучения лежат в диапазонах очень низких (десятки килогерц) и крайне низких (десятки и сотни герц) частот.

Для снижения уровня вредных излучений применяются специальные покрытия экрана. Такие мониторы с пониженным уровнем вредного излучения обозначаются символами LR (Low Radiation- низкоизлучающий). Они отвечают одной из спецификаций стандарта MPR, выработанных Шведским национальным советом по измерениям и тестированию. Первая спецификация MPR-I устанавливала нормы в основном для магнитных полей и определяла предельный уровень излучения в полосе частот от 1 до 400 кГц. Вторая спецификация MPR-II, утвержденная в декабре 1990 года, была распространена и на электрическое поле. Стандарт MPR-II стал международным, устанавливающим предельные безопасные величины статических и низкочастотных полей, излучаемых мониторами.

Более жесткие требования устанавливает стандарт ТСО-92, принятый в 1992 году. В него включены нормы на снижение энергопотребления и ужесточены предельные уровни излучений. В 1995 году был утвержден еще более жесткий стандарт на излучение мониторов — ТСО-95. Удовлетворяющие требованиям стандарта ТСО-95 мониторы считаются практически безвредными для здоровья пользова­телей. Требованиям этого стандарта удовлетворяют очень немногие мониторы.

В регистрирующих устройствах в качестве носителя выступает бумага, ферромагнитная пленка, нанесенная на подложку. При этом все способы регистрации делятся на две группы: изменяющие физическое состояние материала носителя без визуализации этого состояния и с нанесением видимого изображения на носитель информации.

Устройства вывода, регистрирующие информацию без визуализации, обычно используют магнитные способы регистрации, изменяющие намагниченность отдельных участков ферромагнитного слоя, нанесенного на специальную основу.

2. Принтеры

Регистрация информации путем нанесения видимого изображения — это печать на перфораторе, принтере или плоттере.

Перфораторы используются для вывода информации на бумажные перфокарты путем пробития на них в определенных местах прямоугольных отверстий. Например, таким образом на перфокарты записывается и хранится информация о результатах контроля работоспособности управляемых ракет на технической позиции их подготовки.

Универсальным средством вывода информации на бумагу является принтер. Основными характеристиками принтеров являются способ нанесения изображения на бумагу, скорость печати, качество печати и возможность цветной печати.

Скорость печати — это максимально возможная скорость печати текста. Единицей измерения скорости печати является число знаков, которое принтер переносит на бумагу за 1 секунду, — cps (от сокращения английских слов Сharacter Per Second).

Качество печати зависит от разрешения принтера, то есть количества точек, которое печатается на одном дюйме бумаги — dpi (от сокращения английских слов Dots Per Inch).

По способу нанесения изображения на бумагу принтеры подразделяются на матричные, струйные и лазерные.

Матричные принтеры — это принтеры ударного действия. Они создают изображение путем удара по красящей ленте, которая оставляет на бумаге закрашенный след. В качестве ударного механизма используются либо шаблоны символов, либо матрица иголок.

Принцип действия матричного принтера, использующего шаблоны символов, аналогичен работе пишущей машинки. Недостатком таких принтеров является невозможность печати графических изображений.

Игольчатые принтеры формируют изображение с помощью матрицы иголок. Стандартными являются печатные головки, в которых расположено 9 или 24 иголки. Иголки, расположенные внутри головки, активизируются электромагнитным методом. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем.

В 9-игольчатой головке иголки обычно располагаются в один вертикальный ряд, в 24-игольчатых — в два ряда по 12 штук. Диаметр иголки обычно не превышает 0,2 мм. Благодаря горизонтальному движению печатающей головки и активации отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем отдельные буквы, цифры и знаки “заложены” внутри принтера в виде бинарных кодов. По этой причине печатающая головка “знает”, какие иголки и в каких позициях необходимо активизировать, чтобы создать за определенное количество шагов на бумаге требуемую букву или цифру. Хотя наличие девяти иголок в головке принтера обеспечивает высокую скорость печати, хорошего качества достичь не удается.

В 24-игольчатых принтерах имеется возможность перемещения головки дважды по одной и той же позиции, чтобы знаки пропечатывались еще раз с небольшим смещением. За счет этого снижается скорость, но повышается качество печати. Поэтому такое качество печати обозначают как LQ, что является сокращением от Letter Quality (машинописное качество). Несколько худшую по качеству печать соответственно обозначают NLQ (Near Letter Quality — качество, близкое к машинописному).

Максимальная скорость печати матричных принтеров обеспечивается в режиме черновой печати (Draft mode). LQ-печать длится намного дольше черновой. Больше всего времени занимает печать графических изображений, потому что при этом набор знаков не читается из внутренней памяти принтера, а каждый печатаемый элемент должен рассчитываться. Разрешающая способность матричных принтеров не превышает 360 точек на дюйм.

Преимущества матричных принтеров: возможность одновременной печати нескольких копий документа (только в режиме ручной подачи бумаги) и низкая себестоимость печати из-за относительно низкой стоимости красящей ленты. Недостатками матричных принтеров являются шум при работе, низкое разрешение, ухудшение качества печати за счет постепенного износа красящей ленты и невозможность цветной печати.

Основной принцип работы струйных принтеров напоминает работу матричных принтеров, только вместо иголок применяются тонкие, как волос, сопла, которые находятся внутри печатающей головки принтера. В этой головке установлен резервуар с чернилами, которые через сопла в виде микрочастиц переносятся на поверхность бумаги или пленки. Число сопел, как правило, находится в диапазоне от 16 до 64. Выталкивают чернила из сопла либо газовые пузырьки, образующиеся при резком нагревании сопла, либо это происходит за счет деформации поверхности пьезокерамического элемента, установленного в каждое сопло.

Возможность цветной печати явилось причиной широкого распространения струйных принтеров. Цветное изображение формируется при печати наложением друг на друга четырех основных цветов : циан, пурпурного, желтого и черного.

Скорость печати струйного принтера, как и матричного, зависит от качества печати. При черновой печати струйный принтер по скорости печати значительно превосходит матричный. При печати в режиме LQ скорость печати уменьшается и в среднем составляет 150-200 cps, что соответствует 3-4 страницам в минуту. Цветная печать длится несколько дольше.

За счет большого количества сопел качество печати струйного принтера достигает качества лазерного принтера. Разрешение при печати графики может достигать 720 точек на дюйм.

Основным недостатком струйных принтеров является относительно большая опасность засыхания чернил внутри сопла. Кроме того, стоимость расходных материалов для струйных принтеров на порядок выше чем для матричных.

Максимального качества печати позволяют достичь лазерные принтеры. В них реализована электрофотографическая технология печати, заимствованная из ксерофотографии. С использованием лазерного луча подлежащее печати изображение проецируется на вращающийся барабан, покрытый светочувствительным материалом, электрический заряд которого в результате засветки изменяется. После засветки на барабан наносится порошок — тонер, частицы которого прилипают к барабану только в тех местах, которые были освещены лазерным лучем. Затем частицы тонера переносятся на бумагу и фиксируются на ней благодаря термосиловому закреплению.

Хотя изображение формируется по точкам, лазерные принтеры обеспечивают типографское качество печати текста и фотографическое качество печати графических изображений за счет того, что их разрешающая способность может достигать 1200 точек на дюйм. Скорость печати лазерного принтера может достигать 8 страниц в минуту и ограничивается только временем механической протяжки бумаги через механизмы принтера. Лазерный принтер в своем составе имеет встроенный процессор и большой объем внутренней памяти, которые позволяют формировать для печати полную страницу, а не отдельные строки, как это делают матричные и струйные принтеры.

При разрешении 300х300 точек на дюйм на странице формата А4 насчитывается почти 9 миллионов точек, а при разрешении 1200х1200 — более 1400 миллионов. Кроме того, для хранения цвета каждой точки требуется от 16 до 32 разрядов. Поэтому скорость печати лазерного принтера существенно зависит от объема памяти, которой оборудован принтер.

Из-за сложности конструкции стоимость лазерных принтеров значительно выше, чем матричных или струйных. Стоимость расходных материалов для лазерных принтеров в несколько раз выше, чем для струйных.

Плоттеры используются для печати изображений больших размеров, таких как плакаты или чертежи. Существуют струйные и электрические плоттеры. Принцип работы последних напоминает работу копировальных машин и лазерных принтеров.

Эффективность использования ЭВМ определяется не только возможностями ее процессора и ОЗУ, но и в значительной мере составом и техническими характеристиками ее периферийных устройств, способом их совместной работы с ОЗУ и процессором.

В случае большого количества таких устройств не обеспечивается эффективное взаимодействие быстродействующего процессора с большим числом относительно медленно действующих периферийных устройств. Объясняется это тем, что при выполнении достаточно продолжительных операций ввода-вывода процессор ЭВМ прекращает выполнение программы решения задачи, так как должен управлять операциями ввода-вывода. Прерывание вычислительного процесса снижает производительность ЭВМ и эффективность использования ее технических средств.

Для устранения данного недостатка в состав ЭВМ вводятся каналы ввода-вывода информации. Они по существу являются специализированными процессорами. Центральный процессор выдает в каналы лишь команды на выполнение операций обмена информацией между ОЗУ и периферийными устройствами, не прерывая при этом вычислительного процесса.

Каналы ввода-вывода подразделяются на мультиплексные и селекторные. Мультиплексный канал одновременно взаимодействует с несколькими параллельно работающими периферийными устройствами, попеременно организуя с каждым из них сеансы связи. Основой мультиплексного канала является мультиплексор.

Селекторный канал строится на базе селектора. Селекторный канал организует распределение управляющей информации между исполнительными устройствами.

Перед приемом информации для ее обработки в ЭВМ иногда требуется преобразование этой информации в вид цифровых кодов, так как выходные сигналы большинства датчиков информации имеют аналоговый вид. Исполнительные устройства также управляются аналоговыми сигналами, и поэтому необходимо преобразование выходной цифровой информации, поступающей из ЭВМ в аналоговый вид. Эти задачи решают преобразователи сигналов.

Внешние устройства

Компьютер чем-то похож на человека. Мы состоим не только из мозг, дающий нам способность думать и запоминать, а также глаза, уши, руки и т. д., которые связывают нас с внешним миром. Компьютер также необходимы дополнительные внешние устройства для связи с окружающей средой.

Содержание

2.1 Устройства ввода

2.2 Устройства вывода

2.3 Стандартные устройства

Для компьютера устройства ввода имеют то же значение, что и органы чувств. Так же, как мы получаем информацию из нашего окружения через наши глаза, уши, прикосновение, запах и т. д. компьютер использует устройства ввода для получения данных.

Сегодня доступно множество устройств ввода.Наиболее важными из них являются клавиатура и мышь, которую я объясню отдельно.

Отметим здесь лишь некоторые устройства ввода.

• Сканеры: для оцифровки текста и графики в печатных книгах, газетах пр.
• Микрофоны: для ввода звуковых данных. В последнее время речевой ввод будет достаточно развит. хорошо, чтобы можно было перемещаться по графическому интерфейсу пользователя или диктовать тексты.
• Датчики: для передачи данных измерений в компьютер. Они разные доступны виды датчиков, такие как фотоэлемент, термические датчики и т. д. Большинство они используются в робототехнике, автоматизации и науке.

Через устройства вывода мы получаем результаты вычислений на всех входные данные.Устройство вывода — это для компьютера что-то вроде нашего рта для мы или наши руки, которыми мы можем писать.

Наиболее важным устройством вывода является компьютерный экран или дисплей. Об этом я расскажу отдельно.

Некоторые другие устройства вывода:

• Громкоговорители или наушники, подключенные к звуковой карте: используются в качестве альтернативы для экран компьютера путем чтения с экрана программы, в качестве фонетической поддержки словарей и языковых курсов, а также обогащение звука для игр и т. д.
• Принтеры
• Брайлевские дисплеи: используются как альтернативный доступ к экрану компьютера для слепых. Хотя преимущественно устройство вывода, дисплей Брайля включает также некоторые возможности ввода.

Можно сказать, что компьютеру обязательно нужен стандартный ввод и вывод. устройства, чтобы быть полностью применимыми.Этими устройствами являются клавиатура, мышь и отображать. Я представляю их всех по отдельности.

Комментарии

Что такое компьютерное оборудование?