К периферийным устройствам относятся: принтеры, сканеры, акустические колонки, модемы, т. е. те устройства, без которых компьютер может функционировать самостоятельно.
Принтеры. Принтеры (print — печать) — это автоматические печатающие устройства, предназначенные для распечатки на бумагу результатов работы на компьютере (тексты, рисунки, графики). По принципу действия различают ударно-матричные, струйные и лазерные принтеры.
Ударно-матричные принтеры печатают с помощью головки с набором иголок. Число иголок в головке может быть различным — 9, 18 и 24. Движениями иголок, головки и листа управляет электронная схема принтера в соответствии с командами, поступающими из компьютера. По команде компьютера иголки собираются в группы, соответствующие очертаниям букв, и, выдвигаясь из головки, отбивают через красящую ленту нужные символы. Чем больше иголок в головке, тем выше качество печати. Скорость печати — от 60 до 10 секунд на страницу.
К достоинствам матричных принтеров можно отнести их экономичность. Стоимость расходных материалов для них самая низкая, и сам матричный принтер стоит недорого. Другие достоинства матричных принтеров определяются ударным принципом работы, что позволяет печатать сразу несколько копий, используя специальную самокопирующую бумагу. К преимуществам матричной технологии относится возможность печатать на материалах с нестандартными размерами. Это могут быть рулонная бумага, картон и даже паспорта и сберегательные книжки.
К недостаткам матричных принтеров можно отнести сравнительно низкую скорость печати и неприятный шум во время работы. На матричных принтерах невозможна многоцветная печать.
В струйных принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил разного цвета, которые выбрасываются через сопла в печатающей головке. За одну секунду выбрасывается до миллиона капель. Это позволяет использовать для печати любую бумагу, включая картон.
Струйные принтеры являются самыми востребованными из всех типов принтеров. К достоинствам струйных принтеров относятся:
Низкая цена (в 3 раза ниже по сравнению с лазерными принтерами);
Низкий по сравнению с матричными принтерами уровень шума;
Самая дешевая цветная печать.
Хороший струйный принтер может печатать не только текстовые материалы, но и документы с цветными фотографиями и диаграммами.
К недостаткам струйных принтеров следует отнести:
Неустойчивость печатного текста к действию воды, света и трения;
Необходимость использования специальной ценной бумаги для получения цветных изображений;
При относительной дешевизне принтера его эксплуатация требует серьезных расходов вследствие частой замены дорогих картриджей.
Ремонт печатающей головки обходится в сумму, почти равную стоимости самого принтера;
В лазерных принтерах для печати используется луч лазера. В принтере имеется валик-барабан, покрытый полупроводниковым веществом, способным электризоваться при облучении лазером. Зеркальная развертка заставляет пульсирующий луч лазера скользить по строкам вдоль барабана. Вспышки луча происходят в тех местах, где должно быть изображение точек.
К наэлектризованным лазером местам притягиваются мельчайшие частицы сухой краски (тонера), которая находится в контейнере под барабанном. Затем валик прокатывается по листу бумаги, при этом на нее переходит краска. Закрепление изображения на бумаге осуществляется путем расплавления тонера специальным барабаном-печкой.
Лазерные принтеры обеспечивают самую высокую среди всех принтеров скорость печати и не требуют специальной бумаги.
К недостаткам лазерных принтеров следует отнести их дороговизну и большой расход электроэнергии. Его не рекомендуется использовать в квартире из-за большого количества озона, который он выделяет во время работы. Озон является окислителем и при передозировке вреден для здоровья.
Сканеры. Сканер — это устройство, которое позволяет вводить в компьютер изображения текстов, рисунков, фотографий непосредственно с бумажного документа (рис.).
Рис. Сканеры: Слева — роликовые; справа — планшетный; внизу — ручной
Сканеры классифицируют по цветности вводимых изображений на черно-белые и цветные и по способу использования — на ручные и настольные.
Ручные сканеры конструктивно самые простые: они перемещаются вручную по изображению. Настольные сканеры подразделяются на планшетные и роликовые. Планшетные сканеры самые распространенные; они позволяют сканировать и листовые, и сброшюрованные (книги) документы. Роликовые сканеры наиболее автоматизированы, но сканируемые документы должны быть только листовые.
Компьютерные акустические колонки. Встроенный в компьютер сигнальный динамик не предназначен для обеспечения высококачественного звучания, поэтому для прослушивания музыкальных записей служат акустические колонки. Принцип их устройства сходен с устройством акустических систем для бытовой аудиотехники. В зависимости от типа усилителя различают активные и пассивные колонки.
Для пассивных колонок усиление сигналов осуществляется усилителем, расположенным на звуковой плате внутри системного блока. В этом случае аналоговый сигнал подвергается воздействию многочисленных электрических наводок, что приводит к акустическим искажениям.
В активных колонках усилитель находится в одной из колонок (вне системного блока), что способствует повышению качества звучания.
Модемы. Модем — это устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Он соединяет компьютер с телефоном. Термин "модем" образован из двух слов (МОдуляция-ДЕМодуляция). Модем осуществляет модуляцию и демодуляцию информации, т. е. преобразует цифровые сигналы компьютера в аналоговые, совместимые с подключенным к нему телефоном и, наоборот, принимает входящие с телефона аналоговые сигналы и преобразует их в цифровые, совместимые с подключенным к нему компьютером. Модем необходим для соединения с электронными сетями Интернета и для работы с электронной почтой.
Факс-модемом называется модем для передачи и получения изображений. Последовательность работы факсимильной системы следующая: оптическое сканирование изображения, модуляция и передача сигналов по каналам связи, демодуляция и изготовление копий. Большинство современных модемов являются также и факс-модемами.
Источники бесперебойного питания. При резком изменении параметров напряжения или полного отключения электрического тока данные, содержащиеся в операционной памяти компьютера, могут быть безвозвратно утрачены.
Поэтому при продаже компьютера всегда предлагается источник бесперебойного питания (ИБП). В состав ИБП входит аккумуляторная батарея, которая находится постоянно на подзарядке и в случае падения напряжения ее энергия используется для питания компьютера в течение 15-20 мин для аварийного завершения работы.
Различные типы периферийных устройств, подключаемых к компьютерной системе, играют важную роль в ее работе. Они в значительной степени определяют возможности использования компьютеров и их технические характеристики. Широкий ассортимент выпускаемых периферийных устройств позволяет выбирать те из них, с которыми профессиональные компьютеры используются наиболее эффективно в различных областях деятельности.
В зависимости от функций, выполняемых компьютерной системой, периферийные устройства могут подразделяться на две основные группы .
- К первой относятся те периферийные устройства, наличие которых абсолютно необходимо для функционирования компьютерной системы. Их обычно называют системными периферийными устройствами. К этой группе относятся видеомонитор, клавиатура, накопитель на гибком магнитном диске (НГМД), накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) и печатающее устройство (принтер).
- Ко второй группе периферийных устройств относятся накопители на магнитной ленте, устройства для ввода графической информации, устройства для вывода графической информации (плоттеры), модем, сканер, аудиоплата, мышь или трекбол, коммуникационные адаптеры и другие. Они предоставляют профессиональному компьютеру дополнительные возможности. Однако наличие их в его конфигурации определяется конкретной областью деятельности. В связи с этим данная группа носит название дополнительных периферийных устройств.
Многие периферийные устройства подсоединяются к компьютеру через специальные гнезда (разъемы),находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры такими устройствами являются:
- принтер – устройство для вывода на печать текстовой и графической информации;
- мышь – устройство, облегчающее ввод информации в компьютер;
- джойстик – манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;
- а также другие устройства.
Некоторые устройства, например, многие разновидности сканеров (приборов для ввода рисунков и текста в компьютер), используют смешанный способ подключения: в системный блок компьютера вставляется только электронная плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем.
В настоящее время разрабатываются все более новые и совершенные периферийные устройства.
Таким образом, в системном блоке стационарного персонального компьютера размещаются основные компоненты, обеспечивающие выполнение компьютерных программ на аппаратном уровне.
Внешние устройства (по отношению к системному блоку) по функциональному назначению можно представить в виде нескольких групп: устройства ввода и вывода информации, устройства, выполняющие одновременно функции ввода и вывода информации, внешние запоминающие устройства.
К устройствам ввода информации относятся клавиатура, координатные устройства ввода (манипуляторы типа мышь, трекбол, контактная или сенсорная панель, джойстик), сканер, цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты), микрофон.
К устройствам вывода информации относятся монитор, печатающие устройства (ПУ, принтер и графопостроитель), звуковые колонки и наушники.
К устройствам, выполняющим функции ввода и вывода информации относятся сетевой адаптер, модем (модулятор – демодулятор), звуковая плата.
К внешним запоминающим устройствам относятся: внешние накопители на гибких и жестких магнитных дисках, внешние накопители на оптических и магнитооптических дисках, накопители на основе флэш-памяти и т. д.
Системные периферийные устройства
Видеомонитор
Видеомонитор (дисплей или просто монитор) – устройство отображения текстовой и графической информации в стационарных ПК – на экране электронно-лучевой трубки, а в портативных ПК – на жидкокристаллическом плоском экране.
Мониторы бывают цветными и монохромными , могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки – знакоместа, чаше всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, символы: ! @ # $ % ^ & * () - + = ? { } : ; " " < > / | \ . , ~ `, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана.
В число символов изображаемых на экране в текстовом режиме могут входить и символы кириллицы (буквы русского алфавита).
На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и свой цвет фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчеркивание и инверсия изображения (темные символы на светлом фоне).
Графический режим монитора предназначен для вывода на экран графиков, рисунков . Разумеется, в этом режиме можно также выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причем эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер букв.
В графическом режиме экран монитора состоит из точек, каждая из которых может быть темной или светлой на монохромных мониторах или одного из нескольких цветов – на цветном. Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Например, выражение "разрешающая способность 640200" означает, что монитор в данном режиме выводит на экран 640 точек по горизонтали и 200 точек по вертикали. Следует заметить, что разрешающая способность не зависит от размера экрана монитора, подобно тому как и большой, и маленький телевизоры имеют на экране 625 строк развертки изображения. Современные мониторы обладают разрешающей способностью до 1024768 или 12481024 точек.
Важной характеристикой монитора , определяющей четкость изображения на экране, является размер точки на экране. Чем меньше она, тем выше четкость. Обычно величина точки колеблется от 0,41 до 0,18 мм.
К прочим характеристикам монитора можно отнести : наличие плоского или выпуклого экрана, уровень высокочастотного радиоизлучения, частоту обновления изображения на экране, наличие системы энергосбережения.
Клавиатура
Клавиатура – один из важнейших элементов связи человека с компьютером. Клавиатура является основным устройством ввода информации в персональный компьютер. Данные, которые требуется обработать, и команды, подлежащие выполнению, сообщаются компьютеру посредством клавиатуры. Кроме того, через нее производится управление работой компьютера во время выполнения программы.
Клавиатура должна быть эргономичной, то есть удобной и не утомляющей во время работы. Для этого она может устанавливаться под небольшим наклоном (от 5 до 7) относительно горизонтальной поверхности. К клавишам должен быть обеспечен свободный доступ, они должны срабатывать от легкого нажатия. Обозначения на ней должны быть ясными и не утомительными для зрения.
Расположение букв на наборном поле клавиатуры аналогично обычной пишущей машинке, что дает возможность использовать в работе с компьютером навыки, приобретенные при работе с пишущей машинкой, достигая высокой скорости ввода как текста, так и цифровых данных.
При работе с компьютером возникает необходимость ввода определенных команд или частого выполнения определенных функций. Занесение их всякий раз в печатном виде занимало бы много времени. Поэтому для ввода этих наиболее часто используемых команд и функций в клавиатурах компьютеров предусматриваются отдельный, так называемые функциональные клавиши. При нажатии каждой из них в компьютер вводится не отдельная буква или цифра, а целое предложение или команда. Так, например, при вводе текста в одной программе нажатие данной функциональной клавиши может означать "установить курсор в конце строки", а в другой программе ее нажатие означает "стереть текст до конца строки".
Клавиатура компьютеров имеет также клавиши, облегчающие управление ими, - так называемые управляющие клавиши . Так, например, существуют отдельные клавиши для перемещения светового курсора по экрану, для вставки символов, для удаления символов.
К управляющим относятся также клавиши, которыми задается работа со строчными или заглавными буквами, с русским или латинским алфавитом.
Для клавиатур компьютеров используются кнопки различных типов, из которых наиболее широкое распространение получили два: емкостные и контактные.
- Емкостные кнопки имеют достаточно простое устройство. Они состоят из подвижной металлической пластинки, прикрепленной к кнопке, и двух металлических выступов на печатной плате, образующих практически неподвижные электроды одного конденсатора переменной емкости. При каждом нажатии на клавишу подвижная пластина приближается к выступам, что приводит к изменению емкости конденсатора. Это изменение является указанием на нажатие (или отпускание) клавиши. В электронной схеме такой клавиатуры имеются компоненты, различающие состояние кнопки в зависимости от ее емкости. Помимо простоты устройства емкостные кнопки имеют достаточно высокую надежность. Они выдерживают до 100 и более миллионов циклов нажатий и отпусканий.
- Контактные кнопки могут изготавливаться в различных вариантах, но всегда в основе лежит принцип непосредственного механического контакта между двумя гибкими металлическими пластинками. В месте соприкосновения пластинки обычно имеют специальное покрытие, обеспечивающее малое сопротивление контакта. В клавиатуре компьютеров используются контактные кнопки, сконструированные так, что нажатии кнопки приводит к высвобождению одной из предварительно нагруженных пластинок, которая вследствие этого резко соприкасается с другой пластинкой, создавая контакт. В этом случае сила соприкосновения двух пластинок не зависит от силы нажатия клавиши, что в значительной степени уменьшает механические колебания, возникающие в момент осуществления контакта. Срок службы контактных кнопок характеризуется числом срабатываний, составляющим порядка нескольких десятков миллионов циклов. Они более помехоустойчивы, чем емкостные.
Принтер
Принтер (или печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Все принтеры могут выводить текстовую информацию, многие из них могут выводить также рисунки и графики, а некоторые принтеры могут выводить и цветные изображения.
Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с ПК. Как правило, применяются принтеры следующих типов: матричные, струйные и лазерные, однако встречаются и другие (светодиодные, термопринтеры и так далее).
- Матричные (или точечно-матричные) принтеры – наиболее распространенный до недавнего времени тип принтеров для IBM PC. Принцип печати этих принтеров таков : печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.
В дешевых моделях принтеров используется печатающая головка с девятью стержнями. Качество печати у таких принтеров посредственное, но его можно несколько улучшить с помощью печати в несколько проходов (от двух до четырех).
Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иголками (24-точечными принтерами). Бывают принтеры и 48 иголками, они обеспечивают еще более качественную печать.
Скорость печати точечно-матричных принтеров от 60 до 10 секунд на страницу, печать рисунков может выполнятся медленнее – до 5 минут на страницу. Производятся и специальные высокопроизводительные матричные принтеры - они используются банках, телефонных компаниях и так далее.
- Струйные принтеры . В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Это способ печати обеспечивает более высокое качество и скорость печати и по сравнению с матричными принтерами, он очень удобен для цветной печати. Современные струйные принтеры могут обеспечивать высокую разрешающую способность – до 600 точек на дюйм, приблизились по качеству к лазерным принтерам, а стоят не намного дороже, чет матричные принтеры (в 2-3 раза дешевле лазерных принтеров).
Следует заметить, что струйные принтеры требуют тщательного ухода и обслуживания. Скорость печати струйных принтеров – от 15 до 100 секунд на страницу, а время печати цветных страниц может достигать десяти минут (обычно 3-5 минут).
- Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее (близкое к типографскому) качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от обычно ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам компьютера.
Лазерные принтеры хотя и достаточно дороги (обычно от 800 до 4000$) являются наиболее удобными устройствами для получения качественных черно-белых качественных печатных документов. Существуют и цветные лазерные принтеры, но они стоят значительно дороже - от 5000$) при разрешающей способности 300 точек на дюйм, от 10000$ при разрешающей способности 600 точек на дюйм.
Разрешающая способность лазерных принтеров как правило не менее 300 точек на дюйм, а современные лазерные принтеры (HP Laser Jet серии 4) обычно имеют разрешающую способность 600 точек на дюйм и более. Некоторые принтеры, например HP Laser Jet III и 4 используют специальную технологию повышения качества изображения. Применение этих технологий эквивалентно повышению разрешающей способности принтера в 1,5 раза. Скорость печати лазерных принтеров - от 15 до 5 секунд на страницу при выводе текстов. Страницы с рисунками могут выводится значительно дольше, на вывод больших рисунков может потребоваться несколько минут.
Выпускаются специальные высокопроизводительные (так называемые "сетевые") принтеры, например HP Laser Jet 4Si, 4V и другие, их скорость работы от 15 до 40 страниц в минуту. Обычно такие принтеры подключаются к локальной сети и совместно используются пользователями этой сети.
Накопители
В качестве внешней памяти персональных компьютеров могут использоваться накопители на магнитном диске и на магнитной ленте. Накопители на магнитном диске бывают с двумя типами носителей информации – с гибким магнитным диском (дискетой) и с жестким (несъемным) магнитным диском (НЖМД) . Наличие накопителя на гибком магнитном диске (НГМД) является обязательным. Накопители на магнитной ленте бывают обычно кассетного типа и используются редко. Они служат для перезаписи большого объема информации из НЖМД на магнитную ленту, после чего эта информация может быть записана в НЖМД другого персонального компьютера или сохранена в архиве.
Накопители связываются с центральным процессором компьютера при помощи соответствующих управляющих устройств (контроллеров). Управляющие устройства (УУ) предназначены для осуществления, с одной стороны, обмена информацией между центральным процессором и накопителями, а с другой – для управления работой этих накопителей. Связь накопителей с УУ осуществляется обычно через стандартный интерфейс, представляющий собой группу линий для передачи электрических сигналов, каждая из которых имеет строго определенное назначение.
Накопители на магнитных дисках представляют собой устройства с так называемым циклическим доступом к информации. Магнитные ленты являются носителями с последовательным доступом. У них считывание или запись производится в ячейки поочередно от начала к концу ленты. Принципиально иначе функционирующие накопители на магнитных дисках осуществляют операции считывания или записи за время, значительно меньшее, чем требуется для устройств с магнитной лентой.
Время доступа к информации на носителе накопителя во много раз превосходит время обращения к оперативной памяти компьютера. При создании современных накопителей стремятся свести эту разницу к минимуму. Время доступа к информации в НЖМД на один порядок меньше времени доступа в НГМД.
а) Накопители на гибких магнитных дисках
широкое распространение НГМД в персональных компьютерах обусловлено их сравнительно низкой стоимостью, малыми размерами, а также сравнительно быстрым –доступом к хранящейся на дискете информации. Другая причина большого распространения НГМД – это удобство работы с ними и простота хранения дискет.
Существуют разные виды НГМД. Наиболее широко распространены устройства с диаметром носителя 133мм (5,25 дюйма) и 89мм (3,5 дюйма). В профессиональных компьютерах чаще всего используются НГМД с диаметром дискеты 3,5 дюйма.
При работе с дисковыми накопителями для хранения информации используется одна или две круговые поверхности диска. Согласно числу используемых информационных поверхностей магнитные диски могут быть односторонними и двусторонними, а накопители соответственно – с одной и двумя магнитными головками считывания-записи. В профессиональных компьютерах используются как односторонние, так и двусторонние дискеты. Возможность хранения информации на одной или двух поверхностях дискеты гарантируется заводом-изготовителем и указывается на ее этикетке. Односторонние НГМД имеют только одну головку считывания-записи, то есть рассчитаны на использование только одной поверхности дискеты. Двусторонние НГМД располагают двумя головками считывания-записи и работают одновременно с двумя поверхностями дискеты. В случаях, когда это предусматривается конструкцией НГМД и дискеты, односторонние НГМД могут работать поочередно с двумя поверхностями дискеты. Для этого первоначально дискету устанавливают в основное положение, при котором происходит запись или считывание с первой поверхности. После установки дискеты в обратное положение, при котором две поверхности меняются местами, возможна запись или считывание и на второй ее поверхности.
Объем хранимой на дискете информации зависит как от типа дискеты, так и от самого НГМД.
НГМД как самостоятельное устройство объединяет три основных блока:
- Система привода предназначена для обеспечения вращения гибкого диска в дискете со строго заданной скоростью. Двигатель системы привода включается и выключается сигналами, поступающими от УУ через интерфейс.
- Система позиционирования служит для установки считывающе-записывающей головки на точно определенный дорожке поверхности носителя. Дорожки представляют собой концентрические окружности на поверхности диска, на которые записывается информация. Шаговый электродвигатель переводит считывающе-записывающую головку с одной дорожки на другую в двух направлениях по радиусу диска. Головка находится в постоянном соприкосновении с поверхностью дискеты.
- Система считывания-записи преобразует поступающую от УУ информацию в электрические импульсы, которые проходят через магнитную головку и осуществляют запись на дискете. При считывании с дискеты эта система выполняет обратное преобразование – электрические импульсы с магнитной головки преобразуются в двоичную информацию, представляемую в виде, подходящем для передачи по интерфейсу в УУ.
Характерной особенностью дисковых накопителей является метод записи информации на носителе. Этот метод определяет плотность расположения данных на магнитном диске и в связи с этим оказывает существенное влияние на максимально возможный объем хранимой информации. Кроме того, метод записи связан и с достоверностью хранимых данных, со скоростью обмена между УУ и накопителем, со сложностью УУ и так далее. В НГМД используются преимущественно два метода записи – с частотной модуляцией ЧМ (от англ. FM – frequency modulation), и с модифициров Таким образом формируются так называемые импульсы данных. Кроме них в последовательность ЧМ-кодирования включаются и синхронизирующие импульсы, соответствующие тактовой частоте двоичного ряда. Эти импульсы предназначены для синхронизации логических схем НГМД тактовой частой УУ. Для уменьшения числа синхронизирующих импульсов при методе МЧМ для синхронизации используются сами импульсы данных. Генерирование дополнительных синхроимпульсов производится только в случаях нескольких последовательных нулей, когда импульсы данных отсутствуют. Итак, кодирование методом МЧМ состоит из следующих операций: передачи импульса данных для каждой единицы двоичной записываемой последовательности; передача синхроимпульса для каждого второго и следующего нуля в группе последовательно записанных в двоичном ряду нулей. Полученная в результате последовательность объединяет импульсы данных и синхроимпульсы, но общее число импульсов двукратно уменьшается по сравнению с методом ЧМ. Следовательно, при одинаковой плотности записи метод МЧМ позволяет получить в два раза больший, чем при методе ЧМ, объем хранимой на диске информации. В связи с этим в большинстве НГМД, используемых в профессиональных компьютерах, применяется кодирование по методу МЧМ.
Другой характерной особенностью НГМД является плотность записи на дискете. В зависимости от направления, по которому рассматривается плотность, различают поперечную и продольную плотность записи. Поперечная плотность измеряется числом дорожек на единицу длины в направлении радиуса дискеты, а продольная плотность – числом битов информации на единицу длины вдоль окружности дорожки. Плотность записи определяется преимущественно качеством магнитного покрытия и параметрами считывающе-записывающей головки.
б) Накопители на жестких магнитных дисках
Устройство с несменным носителем – это накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД). В отличие от накопителей на гибких магнитных дисках для них обычно не предусматривается изъятия носителя из устройства и замены его аналогичным – винчестер герметически закрыт в корпусе устройства, и весь НЖМД обычно монтируется однократно при сборке компьютера. Винчестер вращается непрерывно после включения питания устройства. Поскольку объем информации, хранимой одним устройством этого вида, весьма значителен (более 300 Мбайт), то оно используется совместно всеми пользователями компьютера.
Винчестер вместе с магнитными головками герметически закрыт в металлическом корпусе, изолирующем их от нежелательных воздействий окружающей среды. Благодаря этому существенно снижается вероятность погрешности записи вследствие загрязнения головок или порчи поверхности жесткого диска. В НЖМД магнитные головки осуществляют считывание и запись информации, не соприкасаясь с поверхностями носителя. Это так называемые плавающие головки, которые во время вращения диска удерживаются на небольшом расстоянии от поверхности подъемной силой, образуемой воздушным потоком между головкой и поверхностью диска. Бесконтактная запись позволяет достигать высокой скорости вращения носителя и предотвращает износ головок. В свою очередь, большая частота оборотов диска позволяет значительно увеличить скорость записи и считывания НЖМД, что уменьшает общее время доступа к этому виду памяти.
Дополнительные периферийные устройства
Графопостроитель
Графопостроитель (плоттер) – устройство для вывода графической информации на бумагу. Для обслуживания плоттеров используется специальное программное обеспечение, с помощью которого можно с высокой скоростью чертить графические изображения различного формата.
Графопостроители – это механические устройства, в которых закреплено специальное перо. Чтобы нарисовать график или символ, перо передвигается по бумаге. Перо (практически оно представляет собой скорее ручку) может быть заполнено цветной пастой или чернилами. Многоперьевые графопостроители могут по команде менять рисующее перо, что позволяет выполнять многоцветные изображения.
Плоттеры бывают нескольких типов:
- В устройствах первого типа бумага или пленка неподвижно закреплена на плоской поверхности, а перо может перемещаться в двух измерениях.
- Графопостроители второго типа устроены так, что перо движется в одном измерении, но перемещается и бумага.
- Плоттеры бывают барабанного типа, то есть они работают с рулоном бумаги.
Графопостроители получают от компьютера последовательность команд, управляющую процессом рисования. Конечно, для этого необходимо соответствующее программное и аппаратное обеспечение. Аппаратные средства включают интерфейс и кабель связи. Программное же обеспечение должно быть способно генерировать последовательность управляющих кодов, которая передается графопостроителю. Большинство графопостроителей имеют встроенную таблицу кодировки, в соответствии с которой эти коды преобразуются в элементарные движения пера. Иначе говоря, команды графопостроителю компьютер отдает на специальном языке. Никакого специального стандарта на командный язык графопостроителей нет.
Мышь
Мышь – это манипулятор для ввода информации в компьютер. Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами, легко уменьшающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом.
Мышь позволяет передвигать курсор в нужное место экрана путем перемещения мыши по столу мыши по столу или ругой поверхности и фиксировать выбор нажатием одной из кнопок на своей поверхности. Как и в других случаях, программное обеспечение должно оказаться способным распознать наличие аппаратного средства, то есть мыши, и воспринять управляющие сигналы. К счастью, большинство программ, которые "понимают" управление курсором с клавиатуры, могут использовать мышь после подключения небольшой дополнительной программы, представляющей компьютеру информацию о перемещении мыши в виде эквивалентной последовательности кодов, генерируемых при нажатии клавиши управления курсором.
Существуют два основных варианта конструкции мыши: механический и оптический .
Механическое устройство использует свободно вращающийся шарик, который располагается на "дне" мыши. Шарик в результате трения поворачивается, когда мышь двигают по плоской поверхности. Схемы мыши воспринимают это, подсчитывают число оборотов и передают информацию компьютеру.
Оптическую мышь двигают по специальной отражающей панели. Луч света, испускаемой мышью, отражается от равномерно нанесенных на панель штрихов. При этом сенсор, расположенный внутри мыши определяет пройденное расстояние и направление перемещения и посылает эту информацию компьютеру.
На поверхности мыши может находится две или три кнопки. Как они используются – зависит от программного обеспечения.
Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ использующих мышь, допускают замену мыши командами, вводимыми с клавиатуры. Однако часто при такой замене работа с программой весьма затруднительна.
Модем
Модем – устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. По конструктивному исполнению модемы бывают встроенными (вставляемыми в системный блок ПК) или внешними (подключаемыми через коммуникационный порт). Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных (1200, 2400, 9600 бод и так далее, 1 бод = бит в секунду), а также тем, поддерживают ли они средства исправления ошибок (стандарты V42bis или MNP-5). Для устойчивой работы на отечественных телефонных линиях импортные модемы должны быть соответствующим образом адаптированы.
Факс-модем
Факс-модем – устройство сочетающее возможности модема, и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.
Сканер
Сканер – устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. Сканеры могут вводит в компьютер рисунки. С помощью специального программного обеспечения компьютер может распознать символы во введенной через сканер картинке, это позволяет быстро вводить напечатанный (а иногда и рукописный) текст в компьютер. Сканеры бывают настольные (они обрабатывают весь лист бумаги целиком) и ручные (ими надо проводить над нужными картинками или текстом), черно-белые и цветные (воспринимающие цвета). Сканеры различаются друг от друга разрешающей способностью, количеством воспринимаемых цветов или оттенков серого цвета. При систематическом использовании (например в издательских системах) необходим настольный сканер, хотя он дороже. Для подготовки цветных изданий требуется, естественно, цветной сканер.
Аудиоплата
Аудиоплата дает возможность исполнять музыку и воспроизводить звуки с помощью компьютера. Вместе с аудиоплатой обычно поставляются звуковые колонки, а часто и микрофон. Аудиоплата представляет средства записи, воспроизведения и редактирования музыки и речевых сообщений.
Многие программы, в особенности игровые, используют аудиоплаты для вывода музыкального сопровождения, звуковых, в том числе речевых, эффектов.
Устройство для чтения компакт-дисков
Устройство для чтения компакт-дисков позволяет читать данные со специальных компакт-дисков (CD-ROM). Эти компакт-диски более надежны и могут хранить значительно больше информации, чем дискеты, поэтому в настоящее время на западе многие крупные программные комплексы, базы данных, мультимедиа-программы распространяются на компакт-дисках.
Трекбол
Трекбол – манипулятор в форме шара на подставке. используется для замены мыши, особенно часто в портативных компьютерах.
Графический планшет
Графический планшет – устройство для ввода контурных изображений (диджитайзер). Используется, как правило, в системах автоматического проектирования (САПР) для ввода чертежей в компьютер.
Адаптеры каналов связи
Адаптеры каналов связи предназначены для осуществления обмена информацией между профессиональными компьютерами, как расположенными в непосредственной близости друг от друга, та и удаленными на большое расстояние. Кроме того, с их помощью осуществляется связь отдельных профессиональных компьютеров с другими малыми и большими ЭВМ. Типичным примером в этом случае является использование профессионального компьютера в качестве "интеллектуального" терминала, через который осуществляется доступ к различным видам сетей ЭВМ.
Используются два вида адаптеров каналов связи – асинхронные и синхронные.
- Асинхронный адаптер оказывается подключенным к системной шине компьютера, когда на нем установлен разъем подсоединения к передающей среде.
Асинхронный адаптер выполняет все функции по осуществлению связи, передачи нужного символа с соответствующей скоростью, формирование стартового и стопового битов, контроля, а также обнаружения стартового бита при приеме, распознавания принятого символа и представления его соответствующей обслуживающей программе и так далее.
Асинхронный адаптер может использоваться как для локальной, так и для дистанционной связи. При локальной связи через такой адаптер к профессиональному компьютеру могут подключаться различные периферийные устройства, имеющие средства поддержки асинхронного режима (например принтер или терминал).
Непосредственная связь через интерфейс в асинхронном режиме представляет собой простейший способ связи двух ПК между собой. При использовании модемов в таком режиме могут связываться и компьютеры, находящиеся на расстоянии сотен километров друг от друга. При этом связь может быть организована по выделенной линии (некоммутируемая связь), так и с использованием средств существующей телефонной сети (коммутируемая связь). Использование телефонной сети позволяет связывать между собой большое число компьютеров, из которых в каждый момент связаны между собой только два.
Следует отметить, что при асинхронном режиме передачи данных скорости обмена сравнительно невелики – до нескольких тысяч бит в секунду, чего в большинстве практических применений оказывается недостаточно.
- Синхронный адаптер также подключается к системной шине. Для него характерен синхронный режим работы, при котором информация передается в виде последовательности символов, представляющих часть сообщения или целое сообщение. При этом начало и конец каждой отдельной последовательности отмечаются служебными символами. При синхронной передачи передаче используются различные правила диалога между компьютерами, которые составляют так называемый протокол обмена. В зависимости от используемого протокола служебные символы называют "флагами" или "синхросимволами". Существуют два типа протоколов синхронной связи – побитово- и побайтово-ориентированные. В профессиональных компьютерах предусмотрены отдельные адаптеры каналов связи для обслуживания наиболее распространенных представителей двух типов протоколов.
Синхронные адаптеры используются прежде всего для подключения профессиональных компьютеров к большим ЭВМ или к сетям ЭВМ.
Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ПК из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ПК в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ПК.
Периферийные устройства можно разделить на несколько групп по функциональному назначению:
1. Устройства ввода-вывода - предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК. К такому типу ПУ можно отнести внешние накопители, модемы.
2. Устройства вывода - предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. К этому типу периферийных устройств относятся: принтер, монитор, аудиосистема.
3. Устройства ввода - Устройствами ввода являются устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. К такому виду периферийных устройств относятся: клавиатура, сканер, графический планшет и т.д.
4. Дополнительные ПУ - такие как манипулятор «мышь», который лишь обеспечивает удобное управление графическим интерфейсом операционных систем ПК и не несет ярковыраженных функций ввода либо вывода информации; WEB-камеры, способствующие передаче видео и аудио информации в сети Internet, либо между другими ПК. Последние, правда, можно отнести и к устройствам ввода, благодаря возможности сохранения фото, видео и аудио информации на магнитных или магнитооптических носителях.
Каждые из перечисленных групп устройств выполняют определенные функции ограниченные их возможностями и назначением.
Периферийные устройства ввода-вывода информации.
Периферийные устройства ввода-вывода бывают нескольких видов в зависимости от назначения.
Винчестер
Винчестеры или накопители на жестких дисках - это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения. По сравнению с дисководами винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше, время доступа у винчестера на порядок меньше. Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией.
Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, который называют форм-фактором.
Винчестер состоит из не скольких жестких дисков, с нанесенным на поверхность магнитным слоем и расположенных друг под другом. Каждому диску соответствует пара головок записи/чтения. При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру, таким образом, экономится время на его разгон.
К настоящему времени разработаны следующие типы винчестеров: MFM, RLL, ESDI, IDE, SCSI.
Внешние накопители:
· Ленточные (магнитные) накопители - стримеры. Благодаря достаточно большому объему и довольно высокой надежности чаще всего используются в рамках устройств резервного копирования данных на предприятиях и в крупных компаниях.
· Магнитооптические накопители - приводы CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW. Также могут использоваться в качестве устройств резервного копирования, но, в отличие от стримеров, обладают гораздо меньшей вместимостью данных.
Флэш - карты.
Пятнадцать лет назад компания Toshiba придумала технологию энергонезависимой полупроводниковой памяти, которую она назвала флэш-памятью. Флэш-память позволяет записывать и стирать данные без таких сложностей, благодаря чему обладает неплохим быстродействием и, к тому же, достаточно надежна.
Вскоре чипы флэш-памяти стали встраивать в различные устройства, а на их основе были созданы флэш-карты, с помощью которых можно было транспортировать различные данные.
Модемы.
В настоящее время существуют два вида модемов: аналоговые и цифровые.
Аналоговые модемы более популярны из-за своей дешевизны и используются в основном для выхода в сеть Internet, и только иногда для связи с другими ПК. Цифровые же модемы довольно дорогие и используются для высокоскоростных соединений с сетью Internet, либо для организации локальной сети на больших расстояниях. Модемы имеют несколько типов соединений с ПК: COM, USB или посредством сетевой карты. Модем, соединение которого идет через COM-порт, требует дополнительного источника питания, а при соединении при помощи USB-порта потребность в блоке питания отпадает. xDSL-модемы также требуют дополнительного источника питания.
Периферийные устройства вывода информации.
Периферийные устройства вывода предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. Среди них есть обязательные и необязательные устройства.
Мониторы
Монитор является необходимым устройством вывода информации. 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 поддерживают и монохромной режим, и цветной.
· 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.
ЭЛТ-монитор
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) . 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.
Жидкокристаллический дисплей
· 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. 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.
Газоплазменный монитор
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. Используются и другие методы, повышающие комфортность работы с дисплеями.
Принтеры
Принтер это широко распространенное устройство вывода информации на бумагу, его название образовано от английского глагола to print - печатать. Принтер не входит в базовую конфигурацию ПК. Существуют различные типы принтеров:
· Типовой принтер работает аналогично электрической печатающей машинке. Достоинства: четкое изображение символов, возможность изменения шрифтов при замене типового диска. Недостатки: шум при печати, низкая скорость печати, невозможна печать графического изображения.
· Матричные (игольчатые) принтеры - это самые дешевые аппараты, обеспечивающие удовлетворительное качество печати для широкого круга рутинных операций. Достоинства: приемлемое качество печати при условии хорошей красящей ленты, возможности печати "под копирку". Недостатки: достаточно низкая скорость печати, особенно графических изображений, значительный уровень шума.
Матричный принтер
· Струйные принтеры обеспечивают более высокое качество печати. Они особенно удобны для вывода цветных графических изображений. Применение чернил разного цвета дает сравнительно недорогое изображение приемлемого качества.
Струйные принтеры значительно меньше шумят. Скорость печати зависит от качества. Этот тип принтера занимает промежуточное накопление между матричными и лазерными принтерами.
Струйный принтер
· Лазерные принтеры - имеют еще более высокое качество печати, приближенное к фотографическому. Они стоят намного дороже, однако скорость печати в 4-5 раз выше, чем у матричных и струйных принтеров. Недостатком лазерных принтеров являются довольно жесткие требования к качеству бумаги - она должна быть достаточно плотной и не должна быть рыхлой, недопустима печать на бумаге с пластиковым покрытием и т.д.
Лазерные принтера делятся на два типа: локальные и сетевые. К сетевым принтерам можно подключится, используя IP адрес.
Лазерный принтер
· Светодиодные принтеры - альтернатива лазерным.
Термические принтеры используются для получения цветного изображения фотографического качества. Требуют особой бумаги. Такие принтеры пригодны для деловой графики.
Намного дешевле лазерных и струйных принтеров. Печатает на любой бумаге и картоне. Принтер работает с низким уровнем шума.
Плоттеры (графопостроители ).
Это устройство применяется только в определенных областях: чертежи, схемы, графики, диаграммы и т.п. 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. 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.
· Рулонный (барабанный) плоттер - остается фактически единственным развивающимся видом плоттера с роликовой подачей листа и пишущим узлом, перемещающимся по одной координате.
Распространены режущие плоттеры для вывода чертежа на пленку, вместо пишущего узла они имеют резак.
Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный, параллельный или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером.
В плоттерах могут использоваться как специальные технологии, так и технологии, хорошо знакомые по принтерам. В настоящее время струйные устройства получают все большее распространение.
Проекционная техника.
Мультимедиа-проектор позволяет воспроизводить на большом экране информацию, получаемую от самых разнообразных источников сигнала: компьютера, видеомагнитофона, видеокамеры, фотокамеры, игровой приставки. Современный проектор -- наиболее совершенное звено в цепи эволюции проекционного оборудования.
Мультимедийный проектор
Мультимедиа-проектор -- современное и высокотехнологичное устройство. Надежность большинства выпускаемых моделей велика, и пользователю вряд ли придется обращаться в сервисный центр с просьбой о ремонте. Единственная заменяемая деталь проектора -- его лампа. В большинстве проекторов используются дуговые лампы с высокой яркостью и более ровным по сравнению с лампами накаливания спектром. Средний срок их службы -- 2000 часов работы. Иногда бывает полезно применять функцию экономного режима работы лампы, вдвое продлевающего ее ресурс.
Аудиосистема
В персональных компьютерах применяются самые разнообразные схемы формирования звуковых сигналов - от простых до сложных.
В наши дни на рынке очень много акустических систем, состоящих из двух активных колонок, и выполненных по системе 2.1. Подобные системы в народе называются «пищалками», потому что не способны обеспечить звук высокого качества даже на низком уровне громкости.
Совсем недавно идеалом в мире компьютерных акустических систем была система 5.1, но в последнее время производители акустики расширяют возможности своих систем, что привело сначала к появлению системы 6.1, а позднее и 8.1
Периферийные устройства ввода информации.
Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на ПК. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии: от осязаемых до голосовых.
Клавиатура
Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура . До недавнего времени использовалась стандартная клавиатура, 101/102 клавиши, но с развитием персональных компьютеров производители старались развивать и основное устройство ввода информации. Это и привело к созданию мультимедийных клавиатур, которые в наши дни все больше и больше набирают популярность.
К дополнительным клавишам относятся группы клавиш управления мультимедийными приложениями, клавиши управления громкостью системы, группа клавиш для быстрого вызова офисных приложений, калькулятора, Internet Explorer и т.д.
Клавиатуры различаются по двум признакам: способ подключения и дизайн. Подключение клавиатуры к компьютеру может осуществляться через порт PS/2, USB и через ИК порт для беспроводных моделей. В последнем способе подключения клавиатура требует дополнительного источника питания, например батарейки.
Сканер
Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры. Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства: CCD - чипами. Существует множество видов и моделей сканеров.
Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой важный недостаток - небольшая ширина полосы
лазерный ручной сканер
· Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности.
«домашний» барабанный сканер промышленный барабанный сканер
· Листовые сканеры . Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD - элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.
· Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу.
Планшетный сканер
· Проекционные сканеры . Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные.
Ручной проекционный сканер
Интерфейс может быть разным:
· Собственный интерфейс - сканер поставляется со своей уникальной картой и работает только с ней.
· SCSI - если использовать сканер не с поставляемой в комплекте картой, то лёгкая совместимость получается не всегда.
· LPT - сканеру может быть необходима поддержка портом одного из скоростных протоколов. Если EPP обычно есть всегда, то необходимый для сканеров Epson вариант 8-бит Bi-Directional реализован не везде.
· USB - самый распространенный вариант подключения на сегодняшний день.
· Графический планшет.
Настольные компьютеры для конструкторских и дизайнерских работ уже более десяти лет комплектуются графическими планшетами. Это устройство значительно упрощает ввод в ПК чертежей, схем и рисунков. Сначала планшеты были дорогими приспособлениями и поэтому были рассчитаны на сугубо профессиональное использование. Но уже лет пять выпускаются дешевые домашние модели.
Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ПК из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ПК в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. Периферийные устройства можно разделить на несколько групп по функциональному назначению:
Устройства ввода-вывода – предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК. К такому типу ПУ можно отнести внешние накопители (ленточные, магнитооптические), модемы.
Устройства вывода – предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. К этому типу периферийных устройств относятся: принтер, монитор (дисплей), аудиосистема.
Устройства ввода – Устройствами ввода являются устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. К такому виду периферийных устройств относятся: клавиатура (входит в базовую конфигурацию ПК), сканер, графический планшет и т.д.
Дополнительные ПУ – такие как манипулятор «мышь», который лишь обеспечивает удобное управление графическим интерфейсом операционных систем ПК и не несет ярковыраженных функций ввода либо вывода информации; WEB-камеры, способствующие передаче видео и аудио информации в сети Internet, либо между другими ПК.
Глава 2. Периферийные устройства ввода информации
2.1 Внешние накопители
Ленточные (магнитные) накопители – стримеры. Благодаря достаточно большому объему и довольно высокой надежности чаще всего используются в рамках устройств резервного копирования данных на предприятиях и в крупных компаниях (хранят резервные копии баз данных и другой важной информации). На ленточный накопитель не просто сохраняется резервная копия данных, но также создается образ накопителя данных. Это позволяет пользователю восстанавливать определенное состояние или использовать этот образ как эталонный банк данных, например, когда данные были изменены. Принцип записи на магнитных носителях основан на изменении намагниченности отдельных участков магнитного слоя носителя. Запись осуществляется при помощи магнитной головки, которая создает магнитное поле. При считывании информации намагниченные участки создают в магнитной головке слабые токи, которые превращаются в двоичный код, соответствующий записанному.
Магнитооптические накопители – приводы CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW. Также могут использоваться в качестве устройств резервного копирования, но, в отличие от стримеров, обладают гораздо меньшей вместимостью данных (CD-R, CD-RW до 700 MB данных, DVD-R, DVD-RW до 4.7 GB данных). Информация на магнитооптических накопителях типа CD-R, представляется чередованием углублений и пиков. Этот рельеф создается при производстве механическим путем. Информация наносится вдоль тонких дорожек. Считывание происходит путем сканирования дорожек лазерным лучом, который по-разному отражается от углублений и пиков. На дисках, которые позволяют многократную перезапись, применяется магнитооптический принцип, в основу которого положено физическое свойство: коэффициент отражения лазерного луча от по-разному намагниченных участков диска с особым образом нанесенным магнитным покрытием различен.
2.2 Флэш-карты
Стоило компьютерам научиться обрабатывать массивы данных, появилась проблема, где и как хранить и переносить эти данные. Решений нашлось много – от бумажных перфокарт до магнитных лент и дисков. У каждой из технологий было множество своих плюсов и, как водится еще больше минусов. Все мы склонны к лени, ищем наиболее приятные и комфортные условия, и не готовы идти на жертвы, если этого не требует мода. И поэтому, как только персональный компьютер потерял статус престижной и дорогой игрушки, пользователи все в более требовательной форме стали намекать производителям на неудобства обращения с ними. Сегодня предмет нашего разговора – сменная память. К этой разновидности памяти пользователи предъявляют несколько скромных требований:
Энергонезависимость – т.е. не нуждаться в батарейках, неожиданная разрядка которых приведет к потере информации.
Надежность – не потерять данные под воздействием грозы, падении или при попадании в лужу.
Компактной – чтобы не размышлять, а стоит ли тащить все это с собой.
Долговечной – чтобы не бегать в магазин каждый месяц за новой, т.к. старая отслужила свой срок.
Универсальной – совместимой со множеством устройств, в которых могут потребоваться данные.
2.3 Модемы
В настоящее время существуют два вида модемов: аналоговые и цифровые (технология xDSL).
Аналоговые модемы более популярны из-за своей дешевизны и используются в основном для выхода в сеть Internet, и только иногда (из-за невысокой (до 56 Кбит/с) скорости передачи данных) для связи с другими ПК. Цифровые же модемы довольно дорогие и используются для высокоскоростных соединений с сетью Internet, либо для организации локальной сети на больших расстояниях (xDSL модемы позволяют передавать и принимать информацию со скоростью до 5Мбит/с на расстоянии 5-7 км).
Модемы имеют несколько типов соединений с ПК: COM, USB или (для цифровых модемов) посредством сетевой карты. Модем, соединение которого идет через COM-порт, требует дополнительного источника (блока) питания, а при соединении при помощи USB-порта потребность в блоке питания отпадает. xDSL-модемы также требуют дополнительного источника питания.
Глава 3. Периферийные устройства вывода информации.
Периферийные устройства вывода предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. Среди них есть обязательные (входящие в базовую конфигурацию ПК) и необязательные устройства.
3.1 Мониторы
Монитор является необходимым устройством вывода информации. Монитор (или дисплей) 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.
ЭЛТ-монитор 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.
3.2 Принтеры
Принтер это широко распространенное устройство вывода информации на бумагу, его название образовано от английского глагола to print - печатать. Принтер не входит в базовую конфигурацию ПК. Существуют различные типы принтеров:
Типовой принтер работает аналогично электрической печатающей машинке. Достоинства: четкое изображение символов, возможность изменения шрифтов при замене типового диска. Недостатки: шум при печати, низкая скорость печати (30-40 зн./сек.), невозможна печать графического изображения.
Матричные (игольчатые) принтеры - это самые дешевые аппараты, обеспечивающие удовлетворительное качество печати для широкого круга рутинных операций (главным образом для подготовки текстовых документов). Применяются в сберкассах, в промышленных условиях, где необходима рулонная печать, печать на книжках и плотных карточках и других носителях из плотного материала. Достоинства: приемлемое качество печати при условии хорошей красящей ленты, возможности печати «под копирку». Недостатки: достаточно низкая скорость печати, особенно графических изображений, значительный уровень шума. Среди матичных принтеров есть и достаточно быстрые устройства (так называемые, Shattle-принтеры).
Струйные принтеры обеспечивают более высокое качество печати. Они особенно удобны для вывода цветных графических изображений. Применение чернил разного цвета дает сравнительно недорогое изображение приемлемого качества. Цветную модель называют СМYB (Cyan-Magenta-Yellow-Black) по названиям основных цветов, образующих палитру.
Струйные принтеры значительно меньше шумят. Скорость печати зависит от качества. Достаточно эффективны при создании рекламных проспектов, календарей, поздравительных открыток. Этот тип принтера занимает промежуточное накопление между матричными и лазерными принтерами.
Лазерные принтеры - имеют еще более высокое качество печати, приближенное к фотографическому. Они стоят намного дороже, однако скорость печати в 4-5 раз выше, чем у матричных и струйных принтеров. Недостатком лазерных принтеров являются довольно жесткие требования к качеству бумаги - она должна быть достаточно плотной и не должна быть рыхлой, недопустима печать на бумаге с пластиковым покрытием и т.д.
Особенно эффективны лазерные принтеры при изготовлении оригинал-макетов книг и брошюр, деловых писем и материалов, требующих высокого качества. Они позволяют с большой скоростью печатать графики, рисунки.
Светодиодные принтеры - альтернатива лазерным. Разработчик - фирма OKI.
Термические принтеры. Используются для получения цветного изображения фотографического качества. Требуют особой бумаги. Такие принтеры пригодны для деловой графики. Принтер на технологии Micro Dry. Эти принтеры дают полные фотонатуральные цвета, имеют высочайшее разрешение. Это новое конкурентоспособное направление. Намного дешевле лазерных и струйных принтеров. Разработчик - фирма Citizen. Печатает на любой бумаге и картоне. Принтер работает с низким уровнем шума.
3.3 Плоттеры (графопостроители).
Это устройство применяется только в определенных областях: чертежи, схемы, графики, диаграммы и т.п. Широкое применение нашли плоттеры совместно с программами систем автоматического проектирования, 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.
Рулонный (барабанный) плоттер – остается фактически единственным развивающимся видом плоттера 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. Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный (COM), параллельный (LPT) или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более).
3.4 Проекционная техника
Мультимедиа-проектор позволяет воспроизводить на большом экране информацию, получаемую от самых разнообразных источников сигнала: компьютера, видеомагнитофона, видеокамеры, фотокамеры, DVD-проигрывателя, игровой приставки. Изображение в мультимедиа-проекторе формируется несколькими основными способами: с помощью жидкокристаллических панелей (LCD-технология) и с помощью микрозеркальных чипов DMD (DLP-технология). В LCD-проекторах свет от лампы проходит через жидкокристаллическую панель, на которой как на обычной пленке, но с помощью цифровой электронной схемы создается картинка. Свет проходит через панель и объектив, и в результате на экран проецируется увеличенное во много раз изображение. В DLP-проекторах свет от лампы отражается от множества управляемых электроникой микрозеркал и также через объектив попадает на экран.
3.5 Аудиосистема
В персональных компьютерах применяются самые разнообразные схемы формирования звуковых сигналов - от простых до сложных. Вроде бы проблема со звуком для персональных компьютеров решена окончательно. Редко встретишь материнские платы необорудованные аудиоконтроллером. Тем не менее, даже если считать вопрос с аудиоплатами закрытым, остается животрепещущей тема акустических систем. Животрепещущим этот вопрос остается, потому что многие пользователи не ограничиваются просмотром видеофильмов и играми с объемным звучанием. Настоящие аудиофилы предпочитают качественный стереозвук с объемным звучанием и глубоким басом, не говоря уже об энтузиастах, которые занимаются созданием музыки при помощи своих персональных компьютеров. Для них вообще обязательным элементом домашней студии является качественная стереоакустика, даже если вся остальная роль возложена на компьютер со звуковой платой. В наши дни на рынке очень много акустических систем, состоящих из двух активных колонок, и выполненных по системе 2.1. Подобные системы в народе называются «пищалками», потому что не способны обеспечить звук высокого качества даже на низком уровне громкости. Совсем недавно идеалом в мире компьютерных (и не только) акустических систем была система 5.1 (пять сателлитов и один сабвуфер), но в последнее время производители акустики расширяют возможности своих систем, что привело сначала к появлению системы 6.1, а позднее и 8.1
Глава 4. Периферийные устройства ввода информации.
Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на ПК.
4.1 Клавиатура
Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До недавнего времени использовалась стандартная клавиатура, 101/102 клавиши (первая модель клавиатуры содержала лишь 83 клавиши), но с развитием персональных компьютеров производители старались развивать и основное устройство ввода информации. Это и привело к созданию мультимедийных клавиатур, с гораздо большим количеством кнопок, которые в наши дни все больше и больше набирают популярность.
К дополнительным клавишам относятся группы клавиш управления мультимедийными приложениями (например, вызов и управление программами просмотра видео), клавиши управления громкостью системы, группа клавиш для быстрого вызова офисных приложений (Word, Excel), калькулятора, Internet Explorer и т.д. Клавиатуры различаются по двум признакам: способ подключения и дизайн. Подключение клавиатуры к компьютеру может осуществляться через порт PS/2, USB и через ИК (инфракрасный) порт для беспроводных моделей. В последнем способе подключения клавиатура требует дополнительного источника питания, например батарейки.
4.2 Сканер
Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры. Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства: CCD - чипами. Существует множество видов и моделей сканеров. Какой из них выбрать, зависит от задач, для которых сканер предназначается. Самые простые сканеры распознают только два цвета: черный и белый. Такие сканеры используют для чтения штрихового кода.
Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой важный недостаток - небольшая ширина полосы сканирования (до 10 см), что затрудняет чтение широких оригиналов.
Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.
Листовые сканеры. Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD - элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.
Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов. Для сканирования слайдов и микроизображений ранее использовались слайд-сканеры.
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.
Интерфейс может быть разным:
Собственный интерфейс – сканер поставляется со своей уникальной картой и работает только с ней. Эта карта может не заработать в лично Вашем компьютере или выйти из строя.
SCSI – если использовать сканер не с поставляемой в комплекте картой, то лёгкая совместимость получается не всегда.
LPT (и его варианты, с поддержкой или требованием EPP, ECP или Bi-Directional) – сканеру может быть необходима поддержка портом одного из скоростных протоколов. Если EPP обычно есть всегда, то необходимый для сканеров Epson вариант 8-бит Bi-Directional реализован не везде.
USB – самый распространенный вариант подключения на сегодняшний день. Просто подключить и, при наличии всех драйверов и программ, работает всегда.
4.3 Графический планшет
Настольные компьютеры для конструкторских и дизайнерских работ уже более десяти лет комплектуются графическими планшетами. Это устройство значительно упрощает ввод в ПК чертежей, схем и рисунков. Сначала планшеты были дорогими приспособлениями и поэтому были рассчитаны на сугубо профессиональное использование. Но уже лет пять выпускаются дешевые домашние модели. Даже, несмотря на хорошие навыки рисования от руки, вам вряд ли удастся изобразить в графическом редакторе что-нибудь путное, водя мышкой. Перо и планшет в корне меняют ситуацию. Если еще к этому добавить появление новых возможностей у графических редакторов. Речь идет о чувствительности к силе нажатия. В зависимости от того, с каким усилием вы проводите линию, в окне программы изменяются ее толщина и прозрачность. Прозрачная пленка, покрывающая планшет, позволяет выполнять трассировку оригиналов – т.е. под нее можно положить картинку и, обводя наконечником пера ее линии, повторить рисунок в окне редактора.
Глава 5. Дополнительные периферийные устройства.
5.1 Манипуляторы
Мышь – одно из указательных устройств ввода, обеспечивающее интерфейс пользователя с компьютером. Существуют «мыши» двух видов: шариковые и оптические.
В шариковых манипуляторах используется механический способ передачи направления движения (шарик расположенный внизу манипулятора при перемещении вращает два расположенных внутри валика).
В оптических «мышах» вместо шарика используется светодиод.
Манипулятор «мышь» имеет несколько типов подключения: COM, PS/2, USB, ИК (инфракрасный порт). «Мыши» с типом подключения при помощи COM-порта – одни и первых манипуляторов. В основном снабжались двумя кнопками. На рынке продержалась довольно долго. PS/
Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им, компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.
По назначению периферийные устройства можно подразделить на:
Устройства ввода данных;
Устройства вывода данных;
Устройства хранения данных;
Устройства обмена данными.
Устройства ввода знаковых данных
Специальные клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.
Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.
Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизированной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним относится клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.
По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.
Устройства командного управления. Специальные манипуляторы. Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.
Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах.
Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.
Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.
Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джой-пады, геймпады и штурвалъно-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.
Устройства ввода графических данных. Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметить, что с помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами (программами распознавания образов).
Планшетные сканеры. Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС).
Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:
Разрешающая способность;
Производительность;
Максимальный размер сканируемого материала.
Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.
Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)
Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.
От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.
Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.
Графические планшеты (дигитайзеры). Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).
Цифровые фотокамеры. Как и сканеры, эти устройства воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице.
Устройства вывода данных. В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры ), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.
Матричные принтеры. Это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные принтеры.
Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ррт -page per minute). Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек
Принцип действия лазерных принтеров следующий:
В соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана;
Горизонтальная развертка изображения выполняется вращением зеркала;
Участки поверхности светочувствительного барабана, получившие световой импульс, приобретают статический заряд;
Барабан при вращении проходит через контейнер, наполненный красящим составом (тонером), и тонер закрепляется на участках, имеющих статический заряд;
При дальнейшем вращении барабана происходит контакт его поверхности с бумажным листом, в результате чего происходит перенос тонера на бумагу;
Лист бумаги с нанесенным на него тонером протягивается через нагревательный элемент, в результате чего частицы тонера спекаются и закрепляются на бумаге.
К основным параметрам лазерных принтеров относятся:
Разрешающая способность, dpi (dots per inch - точек на дюйм);
производительность (страниц в минуту);
Формат используемой бумаги;
Объем собственной оперативной памяти.
При выборе лазерного принтера необходимо также учитывать параметр стоимости оттиска, то есть стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа стандартного формата А4. К расходным материалам относится тонер и барабан, который после печати определенного количества оттисков утрачивает свои свойства. В качестве единицы измерения используют цент на страницу (имеются в виду центы США). В настоящее время теоретический предел по этому показателю составляет порядка 1,0-1,5. На практике лазерные принтеры массового применения обеспечивают значения от 2,0 до 6,0.
Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi, а профессиональные модели - до 1200 dpi.
Светодиодные принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Поскольку эта линейка расположена по всей ширине печатаемой страницы, отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки и вся конструкция получается проще, надежнее и дешевле. Типичная величина разрешения печати для светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi.
Струйные принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования. В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта - этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической.
Качество печати изображения во многом зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. В этих условиях особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги.
К положительным свойствам струйных печатающих устройств следует отнести относительно небольшое количество движущихся механических частей и, соответственно, простоту и надежность механической части устройства и его относительно низкую стоимость. Основным недостатком, по сравнению с лазерными принтерами, является нестабильность получаемого разрешения, что ограничивает возможность их применения в черно-белой полутоновой печати.
В то же время, сегодня струйные принтеры нашли очень широкое применение в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они намного превосходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена. При разрешении выше 600 dpi они позволяют получать цветные оттиски, превосходящие по качеству цветные отпечатки, получаемые фотохимическими методами.
При выборе струйного принтера следует обязательно иметь виду параметр стоимости печати одного оттиска. При том, что цена струйных печатающих устройств заметно ниже, чем лазерных, стоимость печати одного оттиска на них может быть в несколько раз выше.
Устройства хранения данных. Необходимость во внешних устройствах хранения данных возникает в двух случаях:
Когда на вычислительной системе обрабатывается больше данных, чем можно разместить на базовом жестком диске;
Когда данные имеют повышенную ценность и необходимо выполнять регулярное резервное копирование на внешнее устройство (копирование данных на жестком диске не является резервным и только создает иллюзию безопасности).
В настоящее время для внешнего хранения данных используют несколько типов устройств, использующих магнитные или магнитооптические носители.
Стримеры - это накопители на магнитной ленте. Их отличает сравнительно низкая цена. К недостаткам стримеров относят малую производительность (она связана, прежде всего, с тем, что магнитная лента - это устройство последовательного доступа) и недостаточную надежность (кроме электромагнитных наводок, ленты стримеров испытывают повышенные механические нагрузки и могут физически выходить из строя).
Емкость магнитных кассет (картриджей) для стримеров составляет до нескольких сот Мбайт. Дальнейшее повышение емкости за счет повышения плотности записи снижает надежность хранения, а повышение емкости за счет увеличения длины ленты сдерживается низким временем доступа к данным.
ZIP-накопители выпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных. Устройство работает с дисковыми носителями, по размеру незначительно превышающими стандартные гибкие диски и имеющими емкость 100/250 Мбайт. ZIP-накопители выпускаются во внутреннем и внешнем исполнении. В первом случае их подключают к контроллеру жестких дисков материнской платы, а во втором - к стандартному параллельному порту, что негативно сказывается на скорости обмена данными.
Накопители HiFD. Основным недостатком ZIP-накопителей является отсутствие их совместимости со стандартными гибкими дисками 3,5 дюйма. Такой совместимостью обладают устройства HiFD компании Sony. Они позволяют использовать как специальные носители емкостью 200 Мбайт, так и обычные гибкие диски. В настоящее время распространение этих устройств сдерживается повышенной ценой.
Накопители JAZ. Этот тип накопителей, как и ZIP-накопители, выпускается компанией Iomega. По своим характеристикам JAZ-носитель приближается к жестким дискам, но в отличие от них является сменным. В зависимости от модели накопителя на одном диске можно разместить 1 или 2 Гбайт данных.
Магнитооптические устройства. Эти устройства получили широкое распространение в компьютерных системах высокого уровня благодаря своей универсальности. С их помощью решаются задачи резервного копирования, обмена данными и их накопления. Однако достаточно высокая стоимость приводов и носителей не позволяет отнести их к устройствам массового спроса.
Устройства обмена данными. Модем. Устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи, принято называть модемом (МОдулятор + ДЕМодулятор). При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи устройства приема-передачи подразделяют на радиомодемы, кабельные модемы и прочие. Наиболее широкое применение нашли модемы, ориентированные на подключение к коммутируемым телефонным каналам связи.
Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом (протоколом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Таким образом, обеспечивается удаленная связь между компьютерами и обмен данными между ними.
К основным потребительским параметрам модемов относятся:
Производительность (бит/с);
Поддерживаемые протоколы связи и коррекции ошибок;
Шинный интерфейс, если модем внутренний (ISA или РСI).
От производительности модема зависит объем данных, передаваемых в единицу времени. От поддерживаемых протоколов зависит эффективность взаимодействия данного модема с сопредельными модемами (вероятность того, что они вступят во взаимодействие друг с другом при оптимальных настройках). От шинного интерфейса в настоящее время пока зависит только простота установки и настройки модема (в дальнейшем при общем совершенствовании каналов связи шинный интерфейс начнет оказывать влияние и на производительность).
