Информатика является одной из наиболее быстро и динамично разви-вающихся научных дисциплин
| Вид материала | Документы |
- Доклад внастоящее время индустрия туризма является одной из наиболее динамично развивающихся, 88.22kb.
- Тема: «Краткая история физики» Учитель физики моу «Каширская оош» Горчакова Елена Павловна, 362.97kb.
- Программа по специальности 030501. 65 Юриспруденция рассмотрена на заседании кафедры, 350.02kb.
- «Определение страхования и понятие страхового фонда», 265.12kb.
- На данный момент общепризнанным является тот факт, что наиболее значимой с позиции, 148.1kb.
- План: I. Информатика в наше время. Быстро развивающаяся наука информатика, 195.76kb.
- Постановление, 55.64kb.
- Ярославский план 10-15-20: 10 лет пути, 15 шагов и 20 предостережений Дорожная карта, 3685.92kb.
- Этика социальной работы профессиональная этика социального работника Этика, 1918.94kb.
- Литература, 544.15kb.
Лекция № 7
Тема: “Внешние устройства”.
I. Внешние устройства, входящие в состав базовой конфигурации персонального компьютера.
1) Монитор.
Монитор – устройство визуального представления данных. Принцип действия классического монитора основан на использовании электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).
Основные параметры монитора:
a) Размер диагонали экрана. Измеряется в дюймах (1”= 2,54 см). Стан-дартные размеры: 14”; 15”; 17”; 19”; 21”; 25”; 29”. Величина видимой области экрана или размер изображения в среднем приблизительно на 1 дюйм меньше размера диагонали.
b) Величина экранного “зерна” (шаг маски). Измеряется в десятых до-лях миллиметра. Для сведения красного(R), зеленого (G) и синего (B) лучей в одну точку в мониторах используется так называемая маска – панель с регуляр-но расположенными отверстиями. Чем меньше шаг между отверстиями тем, со-ответственно, меньше величина минимальной точки экрана – пикселя и тем чётче и точнее полученное изображение.
15 лет назад шаг маски составлял до 0,43 мм. В настоящее время для дешевых мониторов шаг маски обычно составляет 0,28 мм; для средних – 0,25 ÷ 0,27 мм, а для профессиональных – 0,2 ÷ 0,22 мм и менее.
c) Частота регенерации (обновления) изображения или частота вер-тикальной развертки, или частота кадров. Измеряется в Гц, т. е. в кадрах в се-кунду.
Человеческий глаз перестает воспринимать отдельные кадры на частоте 24 Гц; поэтому для восприятия “движущейся” картинки ему достаточно 24 кад-ра в секунду. Однако, для нормального восприятия постоянно обновляющегося квазистатического (псевдостатического) изображения необходимо не менее
60 Гц. На такой частоте невооруженным глазом еще заметно мерцание изобра-жения.
В настоящее время минимальным считают значение 75 Гц, при котором мерцание уже практически незаметно, нормальным – 85 Гц и комфортным – 100 Гц и выше. Однако при частоте выше 100 Гц мерцание может возобновить-ся вследствие наложения кратных частот.
d) Класс защиты монитора определяется стандартами, которым соот-ветствует монитор по уровню электромагнитного излучения, качеству изобра-жения, эргономическим и экологическим нормам и так далее.
В настоящее время наиболее широко используются стандарты MPR-II и ТСО 99 (ТСО 2003).
В видеоподсистеме “видеокарта – монитор” предельные возможности по экранному разрешению и частоте развертки чаще всего определяется монито-ром. Так, например, очевидно, что разрешение не может быть больше, чем ко-личество отверстий в маске электронно-лучевой трубки.
Если видеокарта позволяет работать с разрешением 1280 × 1024 точек с частотой развертки 100 Гц, а монитор при таком разрешении держит лишь
75 Гц, то попытка перейти на 100 Гц приведет к потере изображения, а возмож-но, и к выходу монитора из строя.
В последнее время широкое распространение получили жидкокри-сталлические мониторы (LCD). В отличие от классических мониторов с элек-тронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) они компактны и легки – их толщина составля-ет всего несколько сантиметров, безопасны в медицинском и экологическом отношении, потребляют в несколько раз меньше энергии, а главное – обладают плоским экраном более качественным по сравнению с традиционным выпук-лым.
Недостатки жидкокристаллических мониторов:
– меньшее количество цветов, чем у мониторов с ЭЛТ;
– практически полное отсутствие чёрного цвета;
– меньшее разрешение;
– больший размер экранного зерна (не меньше 0,28 мм);
– маленький угол бокового обзора;
– на порядок большая цена.
В настоящее время развитие LCD-мониторов идёт бурными темпами, и их недостатки постепенно сглаживаются, однако говорить о том, что они в ближайшее время полностью вытеснят классические мониторы с электронно-лучевой трубкой преждевременно.
2) Клавиатура.
Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компь-ютером, служащее для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления.
Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компью-тера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными систем-ными программами (драйверами). Необходимо программное обеспечение для начала работы с клавиатурой уже имеется в ПЗУ в составе BIOS, поэтому ком-пьютер реагирует на нажатие клавиш сразу после включения.
До 1995 года все клавиатуры имели 101 клавишу. С появлением опера-ционной системы Windows 95 на клавиатуре добавились еще 3 клавиши для реализации некоторых специальных возможностей операционной системы. На современных клавиатурах обычно присутствует 104 клавиши и больше.
Клавиши разделяют на несколько групп:
– алфавитно-цифровые клавиши;
– функциональные клавиши;
– служебные клавиши;
– клавиши управления курсором;
– группа клавиш дополнительной панели.
Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называют раскладками клавиатуры. Для компьютеров IBM PC мы используем английскую раскладку QWERTY и русскую ЙЦУКЕНГ, названные так по символам, закрепленным за клавишами 1 й строки алфавитной группы.
По типу механизма клавиш различают:
– наиболее дешевые мембранные клавиатуры;
– полумеханические клавиатуры, в которых используются металличе-ские контакты, но клавиша возвращается резиновым куполом;
– механические клавиатуры, в которых клавиша возвращается пружи-ной;
– наиболее дорогие механические клавиатуры на герконах (герметич-ных магнитных контактах).
В последнее время появилось множество видов эргономичных клавиатур (изогнутые, разделённые на две части и т. д.). Но, в общем-то основное отличие таких клавиатур – высокая цена.
Все более популярными становятся клавиатуры на инфракрасных лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку, но в настоящее время они слишком дороги.
3) Мышь.
Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением курсора мыши на экране монитора.
Мышь нуждается в поддержке специальной системной программы – драйвера мыши. Принцип управления мыши является событийным. Перемеще-ния мыши и щелчки кнопок являются событиями с точки зрения ее программы – драйвера.
Основные параметры мыши:
– чувствительность – выражает величину перемещения курсора на эк-ране при заданном линейном перемещении мыши;
– максимальная скорость двойного щелчка.
По принципу действия мыши делятся на оптико-механические (или просто механические), в которых для преобразования движения мыши в элек-трический сигнал применяется покрытый резиной шар, передающий вращение двум пластмассовым валам, снабженным оптическими датчиками угла поворо-та, и оптические, в которых нет никакой механики, а оптические датчики ис-пользуют свет, отраженный от коврика (эффект Доплера либо считывание рельефа поверхности при помощи миниатюрной видеокамеры).
Кроме того, мыши делятся на проводные и инфракрасные беспроводные, отличающиеся высокой ценой.
По числу кнопок различают двухкнопочные, трёхкнопочные мыши и мыши со скроллингом (прокруткой).
Выше рассмотрены внешние устройства, входящие в состав базовой конфигурации ПК, а именно, монитор, клавиатура и мышь. Комбинация мони-тора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. Ком-бинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфей-са пользователя, называемый графическим.
Лекция № 8
Продолжение темы: “Внешние устройства”.
II. Периферийные устройства персонального компьютера.
1) Принтеры.
Принтеры – это печатающие устройства, позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе.
По принципу вывода документа на печать различают:
– последовательные принтеры, печатающие каждый символ текста по отдельности;
– строчные принтеры, печатающие целиком строку;
– страничные принтеры, печатающие целиком страницу.
По принципу воздействия на бумагу различают принтеры ударного и безударного действия.
По принципу действия различают в основном 4 типа принтеров.
a) Лепестковые принтеры. Представляют собой последовательные принтеры ударного действия. Подразделяются на:
– рычажные принтеры, работающие по принципу печатающих маши-нок. В них имеются литеры, закрепленные на отдельных рычагах, ударяющих при воздействии электромагнитов по бумаге через спе-циальную красящую ленту и оставляющие на бумаге отпечатки букв;
– дисковые принтеры, в которых литеры расположены по периметру пружинного диска, приводимого во вращение шаговым двигателем, а печать осуществляется при помощи одного ударного электромагни-та.
– сферические или булавные принтеры, у которых литеры располага-ются не на диске, а на сфере, имеющей форму булавы. Наклоном бу-лавы можно выбирать нужный ряд литер, меняя тем самым тип шрифта.
Недостатки лепестковых принтеров:
– низкая скорость вывода информации;
– сильный шум при работе;
– низкая механическая надежность;
– и главное – ограниченный набор символов и отсутствие возможности вывода на печать графической информации.
В настоящее время такие принтеры можно встретить лишь в музее.
b) Матричные или игольчатые принтеры. Представляют собой строчные принтеры ударного действия.
Принцип работы всех принтеров, следующих за лепестковыми, основан на том, что любое изображение, будь то текст или картинка, можно воспроизве-сти на бумаге по точкам.
Печать в матричных принтерах осуществляется при помощи блока иго-лок, приводимых в движение электромагнитами. Иголки, ударяя через крася-щую ленту, оставляют на бумаге точки. Лист бумаги перемещается вдоль, как и в лепестковых принтерах, при помощи протяжного механизма. Каретка с го-ловкой, содержащей иголки, перемещается поперек листа, печатая текст или изображение построчно.
Среди черно-белых матричных принтеров различают 16 и 24-игольчатые принтеры. (Увеличение числа иголок позволяет повысить качество печати).
Изредка встречаются цветные матричные принтеры, в которых исполь-зуется трехцветная лента.
Во всех типах цветных принтеров используется система кодирования цвета CMYK, принятая в полиграфии, поэтому перед началом печати компью-теру необходимо перекодировать изображения из RGB в CMYK, что занимает некоторое время и ресурс процессора. {Кодирование цветных графических изображений подробно рассматривается в 4 й лекции по основам информатики.}
Достоинства матричных принтеров:
– высокая скорость печати;
– возможность вывода графической информации;
– высокая надежность;
– наименьшая среди всех принтеров себестоимость печати.
Недостатки:
– низкая разрешающая способность и качество печати;
– сильный шум при работе.
В настоящее время такие принтеры применяются лишь в учреждениях, где надо печатать много и дешево, например, в сберкассах.
c) Струйные принтеры. Представляют собой строчные принтеры без-ударного действия.
Изображение формируется из пятен, образующихся при попадании кра-сителя на бумагу. Краситель выбрасывается на бумагу под давлением из специ-альных баллончиков через маленькие отверстия – форсунки или сопла. Баллон-чики с красителем и система выброса красителя располагаются в каретке, пере-мещающейся поперек листа бумаги, как в матричных принтерах.
По принципу выброса красителя различают термоструйные или пу-зырьковые принтеры, в которых краситель в каждом сопле в нужный момент времени испаряется нагревательным терморезистором и оседает на бумаге, и пьезоэлектрические принтеры, в которых краситель выталкивается из сопел миниатюрными насосами, сделанными из пьезоэлектрика, резко изменяющего форму под действием электрического разряда.
Расходные материалы (картриджи) для первого типа струйных принте-ров гораздо дороже, поскольку содержат наряду с баллончиком с красителем и быстроизнашивающиеся нагревательные элементы. Картридж для пьезоэлек-трического принтера представляет собой просто баллончик с красителем.
Основным достоинством струйных принтеров является возможность качественной цветной печати с высоким разрешением. Размер капли красителя может быть на порядок меньше размера точки, получаемой на матричном принтере.
В некоторых струйных принтерах старых образцов для перехода от чёр-но-белой печати к цветной и обратно, приходилось менять чёрный картридж на трехцветный. Во всех современных струйных принтерах оба этих картриджа устанавливаются в каретку одновременно.
Недостатки струйных принтеров:
– низкая скорость печати;
– более высокая, но по сравнению с матричными принтерами стои-мость расходных материалов;
– необходимость специальной бумаги для высоко качественной печа-ти;
– отсутствие водостойкости у полученных изображений;
– низкая ремонтопригодность принтеров (особенно пьезоэлектриче-ских).
В настоящее время струйный принтер – незаменимое устройство для домашнего ПК.
d) Лазерные принтеры. Представляют собой строчные принтеры без-ударного действия.
Изображение формируется для всего листа целиком в виде электроста-тического заряда создаваемого лазерным лучом на поверхности специального барабана. При вращении барабан проходит через контейнер со специальным красящим порошком – тонером, который прилипает к участкам, имеющим ста-тический заряд. Далее барабан прокатывается по листу бумаги, на который пе-реносится изображение. Тонер закрепляется на бумаге спеканием при нагрева-нии специальной лампой.
Изредка встречаются цветные лазерные принтеры, имеющие чаще всего четыре барабана: чёрный и три цветных. Но стоят такие принтеры очень доро-го.
Достоинства лазерных принтеров:
– возможность быстрой и качественной печати больших объемов ин-формации;
– водостойкость и долговечность полученных изображений.
Недостатки:
– дороговизна принтера и расходных материалов к нему;
– образование озона при работе принтера.
В настоящее время лазерные принтеры наиболее распространены в со-ставе офисных ПК.
Основными параметрами всех принтеров являются:
– формат используемой бумаги;
– скорость печати или производительность (стр./мин.);
– разрешающая способность (dpi – dots per inch – точек на дюйм) (кро-ме лепестковых);
– объем собственной оперативной памяти.
Обычно принтеры подключаются к ПК через LPT-порт (старые образ-цы), либо через USB.
2) Сканеры.
Сканеры – устройства позволяющие вводить в компьютер двухмерное изображение.
При работе сканер освещает оригинал, а его светочувствительный дат-чик производит замеры интенсивности отраженного оригиналом света. Разре-шающая способность сканера (dpi) прямо пропорциональна частоте замеров.
Различают в основном планшетные и ручные сканеры.
Основными параметрами сканеров являются скорость сканирования и разрешающая способность (dpi).
Как и принтеры, сканеры подключаются к ПК через LPT-порт (старые образцы), либо через USB. Раньше сканеры иногда подключались к компьюте-рам через специальные карты {см. выше}.
3) Внешний модем.
{см. “Внутренний модем”}
4) Колонки.
{см. “Звуковая карта”}
5) Прочие периферийные устройства.
Существует множество других внешних устройств: графические план-шеты (дигитайзеры), цифровые фото- и видеокамеры, плоттеры, различные внешние накопители данных (например, флэш-карты), джойстики и т. д. Коли-чество разнообразных типов периферийных устройств увеличивается с каждым годом.
Экзаменационные вопросы
По аппаратному обеспечению персонального компьютера
1. Вычислительная техника. Вычислительная система. Компьютер.
2. Классификация компьютеров по назначению.
3. Классификация компьютеров по уровню специализации.
4. Классификация компьютеров по типоразмерам и по совместимости.
5. Состав вычислительной системы.
6. Конфигурация персонального компьютера (ПК). Базовая конфигурация.
7. Классификация устройств ПК по расположению относительно системного блока.
8. Системный блок. Классификация. Форм-фактор.
9. Блок питания.
10. Материнская плата.
11. Процессор. Система команд процессора.
12. Процессоры с расширенной и сокращённой системой команд. Семейства процессоров.
13. Основные параметры процессора. Кэш-память.
14. Оперативная память. Динамическая и статическая память.
15. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
16. Энергонезависимая память CMOS.
17. Тактовый генератор.
18. Шины процессора.
19. Шинные интерфейсы материнской платы.
20. Микропроцессорный комплект (чипсет).
21. Видеоподсистема. Видеоадаптер (видеокарта). Видеоускорение.
22. Звуковая карта. Колонки.
23. Встроенный (внутренний) и внешний модем.
24. Сетевая карта. Специальные карты.
25. Жёсткий диск (винчестер). Типы интерфейса винчестера.
26. Компакт-диск (CD). Дисковод компакт-дисков CD-ROM. Устройства од-нократной (CD-R) и многократной (CD-RW) записи.
27. DVD-диск. Дисковод DVD-дисков DVD-ROM. Устройства однократной (DVD+R) и многократной (DVD+RW) записи.
28. Гибкий магнитный диск (дискета). Дисковод гибких дисков.
29. Системы охлаждения устройств системного блока.
30. Монитор. Основные параметры. Классический и жидкокристаллический мониторы.
31. Клавиатура. Раскладки клавиатуры. Классификация клавиатур.
32. Мышь.
33. Классификация принтеров. Примеры.
34. Лепестковые принтеры.
35. Матричные (игольчатые) принтеры.
36. Струйные принтеры.
37. Лазерные принтеры.
38. Основные параметры принтеров. Способ цветопередачи в цветных принте-рах.
39. Сканеры.
Список литературы
1. Острейковский В. А. Информатика: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 2000. – 511 с.: ил.
2. Информатика: Базовый курс. / С. В. Симонович и др. – СПб.: Питер, 2001. – 640 с.: ил.
3. Информатика: Базовый курс. 2-е издание / Под ред. С. В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2005. – 640 с.: ил.
4. Леонтьев В. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 1999. – 640 с.
5. Леонтьев В. Новейшая энциклопедия персонального компьютера. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2005. – 800 с.
Заключение
Курс лекций по аппаратному обеспечению персонального компьютера, представленный в данной работе, рассчитан на 16 часов (8лекций). Данный курс лекций был разработан в 2004 – 2005 году. В течение этого времени он был прочитан как раздел дисциплины “Информатика” на потоках АДА (Авто-мобильные дороги и аэродромы), МТТ (Мосты и транспортные тоннели) и ОБД (Организация безопасности дорожного движения) первого курса факультета Транспортного строительства Саратовского государственного технического университета. По итогам прочтения данного курса лекций в него были внесены изменения и дополнения, соответствующие современному состоянию вопроса.
Данный курс лекций внесён как отдельная глава в электронный учебник информатики, создаваемый в настоящее время на кафедре “Информатика” Учебно-исследовательского центра фундаментальных наук Саратовского госу-дарственного технического университета.
“Аппаратное обеспечение персонального компьютера”
стр.