Прикладная информатика в экономике Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2008

1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   25

3.5 Периферийные устройства персонального компьютера

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 (рассмотренные ранее накопители на гибких и жестких магнитных дисках, дисковые массивы, оптические и магнитооптические накопители, накопители на магнитной ленте);

- устройства обмена данных.


3.5.1 Устройства ввода данных

Для ввода визуальной информации в компьютер служат:

1. Клавиатура: алфавитно-цифровая; функциональная (иногда именуется кнопочным устройством) для выбора некоторого действия либо операции.

2. Манипуляторы для указания экранных и планшетных объектов. К таким позиционирующим устройствам относятся: манипулятор типа мышь; джойстик; трэкбол (с одним либо двумя валюаторами  преобразователями углового положения ручки); электронное перо.

3. Средства голосовой технологии.

4. Считыватели информации.

5. Графические доски.

6. Графические планшеты с темплетами (сменными объектными картами).

1. Клавиатура служит для ручного ввода информации. Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора, т.к. функции клавиатуры не нуждаются в поддержке системными программами (драйверами). Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, «зашитые» в BIOS. Клавиа­тура управляется внут­ренним контроллером, который считывает информацию о нажа­тии клавиш и пересылает ее во входной порт ЭВМ. Функции микроконтроллера состоят в следующем:

- последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;

- управляет световыми индикаторами клавиатуры;

- проводит внутреннюю диагностику неисправностей;

- осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры.

Клавиатура имеет встроенный буфер – промежуточную память малого размера, куда помещаются введенные символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом. Это означает, что символ не введен (отвергнут).

Рассмотрим основные параметры современных клавиатур.

- Конструктивно различают клавиатуры проводные и беспроводные.

- Тактильные параметры: жесткость клавиш и длина хода. Жесткая клавиатура не дает возможности быстро и легко набирать текст. Слишком мягкая, наоборот, наставит лишних символов при случайном легком касании.

- Формфактор определяющих клавиш (обе Shift, Backspace и Enter) и количество клавиш. Когда эти клавиши имеют удобные форму и расположение, то работа облегчается. Стандартной является 101  клавишная клавиатура с раскладкой клавиш QWERTY (читается «кверти»), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры.

- Раскладка клавиатуры (расположение ее клавиш). Клавиатура имеет, как правило, одну основную раскладку и несколько до­полнительных. На сегодня принято три основных раскладки: американская, немецкая и французская. В нашей стране используются в основном клавиатуры с американской раскладкой. Дополнительные раскладки определяются установленным на ЭВМ программ­ным обеспечением.

- Эргономичностъ клавиатуры. Так называемые эргономичные клавиатуры существенно меньше утомляют пользователя, хотя занимают больше места и стоят дороже. Например, наличие подставки для рук снижает утомление; группы дополнительных клавиш (интернетовские, мультимедийные и другие) ускоряют работу, позволяя меньше переключаться на мышь и обратно; осязательные зацепки позволяют осуществлять набор «вслепую» и др.

Манипулятор является указательным устройством и может содержать одну (например, мышь фирмы Apple), две, три и более кнопок управления, а в последнее время  переключатели и колесо для прокрутки. Различают механические, оптико-механические и оптические типы манипуляторов. Они могут быть проводными и беспроводными (с радио- и инфракрасным каналами передачи информации).

Джойстики и трэкболы используются для ручного ввода инфор­мации (например, при работе с архитек­турными и конструкторскими програм­мами) и управления экранными объек­тами.

Электронное перо (указка) напомина­ет обычную школьную ручку, имеющую проводную либо беспроводную связь с одним из портов компьютера. Фотоприемное устройство, расположенное на его конце, фиксирует элементарные части графических объектов. Выполнение не-которых действий над выбранным электронной указкой объектом начинается при включении кнопки, расположенной на её корпусе.

3. Средства голосовой технологии. Микрофон служит основой речевого пользовательского интерфейса, голосового ввода информации и реализации мультимедийных технологий, поддерживаемых системами передачи речи и ее воспроизведения. Например, фирма Dragon Systems вначале разработала программную систему распознавания речи DragonDictate, а сейчас  Dragon Naturalli Speking. Системы поддерживают ввод в компьютер текста под диктовку. Последняя версия системы снабжена динамическим словарем на 62 000 слов, адаптируемым к голосу пользователя. Она совершает в среднем одну ошибку на каждые 20 продиктованных слов. Системы поставляются со встроенными речевыми командами управления компьютером и такими приложениями, как Lotus 1-2-3 (электронная таблица), WordPerfect, Word (текстовые процессоры). Диктовку по-русски позволяет осуществлять пакет «Комбат» московской фирмы «Вайгрупп», являющийся адаптацией DragonDictate.

Речевую диктовку текстов и голосовое управление графическими интерфейсными средствами поддерживают продукты ряда фирм, в том числе IBM и Microsoft. Примером отечественного продукта служит «Горыныч ПРОФ» российского разработчика VoiceLock. Подобные системы могут похвастаться тем, что распознавание происходит без предварительной настройки под конкретного пользователя, то есть они независимы от диктора. Вместе с тем точность распознавания, как правило, повышается при предварительной настройке на голос конкретного пользователя, причем этим способом можно добиться распознавания даже тогда, когда говорящий имеет дефект речи или акцент.

Имеются программные продукты (например, Magic Gooddy российской фирмы «ПРОектМТ» и Speaking Mouse Pro), воспроизводящие текстовые файлы голосом, максимально приближенным к естественному. Для воспроизведения компьютером звуков и речи используют не только музыкальные колонки и наушники, но и плоские динамики.

Распознавание текста находит применение в криминалистике, для голосового управления компьютером, а через него и другой техникой, в защите компьютеров «голосовым паролем». Текстовый редактор «Цезарь» позволяет прокручивать некачественную запись (или ее фрагмент) нужное число раз, прослушивать в замедленном темпе без искажений и т.п..

4. Считыватели информации используются для ввода как символьной, так и графической информации.
   

Сканер – устройство для ввода в компьютер графических изображений с листа бумаги. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.

Сканеры весьма разнообразны и их можно классифицировать по различным признакам. Сканеры бывают черно-белыми и цветными. Черно-белые сканеры могут считывать штриховые и полутоновые изображения. Штриховые изображения не передают полутонов (уровней серого). Полутоновые позволяют распознать и передать 16, 64 или 256 уровней серого.

Цветные сканеры работают с черно-белыми и цветными оригиналами. В цветных сканерах сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB фильтр или от трех последовательно зажигаемых цветных ламп. Сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно. Число передаваемых цветов колеблется от 256 до 65636 (High Color) и даже до 16,7 (стандарт True Color).

Конструктивно сканеры бывают ручными, роликовыми и план­шетными.

Ручные сканеры вручную перемещаются по изображению. С их помощью за один проход вводится небольшое количество строк (захват не более 105 мм). Скорость сканирования до 72 мм/с. Примером ручного сканера являются штрих-сканеры, используемые в супермаркетах для считывания штрихкода.

Планшетные сканеры наиболее распространены. В них сканирующая головка перемещается относительно оригинала автоматически. Они позволяют сканировать листовые и сброшюрованные документы. Скорость сканирования 210 секунд на страницу (формат А4). Планшетные сканеры могут иметь встроенный или внешний слайд-адаптер для сканирования 35-миллиметровых фотопленок.

Роликовые сканеры наиболее автоматизированы. В них оригинал автоматически перемещается относительно сканирующей головки. Сканируемые документы только листовые.

Существуют два формата представления графической информации в файлах компьютера: растровый и текстовый.

В растровом формате графическое изображение запоминается в файле в виде набора множества точек, соответствующих пикселям отображения этого изображения на экране дисплея. Редактировать этот файл невозможно.

В текстовом формате информация идентифицируется характеристиками шрифтов, кодами символов. Стандартные текстовые процессоры предназначены для работы с текстовым форматом информации.

Наиболее предпочтительным является использование сканера вместе с программами распознавания образов, например типа OCR (Optical Character Recognation). Некоторые системы OСR предварительно необходимо обучить распознаванию  ввести в память сканера шаблоны и прототипы распознаваемых символов. Но большинство систем не требует обучения.

Сканер подключается к параллельному порту ПК. Для работы со сканером ПК должен иметь специальный драйвер, желательно драйвер, соответствующий стандарту TWAIN. Битовая карта требует от 1 до 16 Мбайт памяти.

Основные характеристики сканера:

- рабочая область/формат, ширина х высота, мм;

- физическое разрешение, ppi (pixel per inch  пикселей на дюйм). Оно характеризует конструктивные возможности сканера;

- интерполяционное разрешение, ppi. Оно превышает как оптическое, так и механическое разрешение. Эта характеристика ответственна лишь за снижение зернистости изображения, а не за увеличение степени его детализации;

- тип изображения (полутоновые сканеры, цветные). Так, в записи 300x600 число 300 ppi  оптическое разрешение (определяется числом фотоприемников считывающей головки сканера. При сканировании одного дюйма изображения по горизонтали получают 300 пикселей), 600 ppi  механическое разрешение (число отсчётов, поделенное на длину пути считывателя. Это разрешение по вертикали);

- глубина цвета, бит. Показывает число оттенков каждого цветового канала;

- количество уровней серого (градации яркости);

- динамический диапазон, характеризующий способность сканера различать на изображении переходы между смежными тонами;

- скорость сканирования, мс/лин;

- точность сканирования, в % от механического разрешения либо в лин/мм для широкоформатных роликовых сканеров;

- интерфейс.

Цифровая фотоаппаратура. Часто цифровую фотоаппаратуру разделяют по категориям (студийные, нестудийные, бытовые фотоаппараты и веб-камеры) для поддержки видеоконференций в глобальной сети Интернет и способу получения однокадровых цветных снимков (с тремя одно- и двумерными матрицами светочувствительных элемен­тов, соответственно со встроенными красным, зеленым и синим фильтрами) (рисунок 3.25).





Рисунок 3.25  Web-камера Genius


Фотохарактеристики аппаратов: возможность использования сменного объекти­ва, тип видоискателя (оптический, жидкокристаллический микродисплей), фокусное расстояние объектива, эквивалентное фокусное расстояние для 35-миллиметровой пленки, фокусировка (фиксированная, автоматическая (с зум-объективом)), управление экспозицией, компенсация экспозиции, установка скорости затвора, глубина резкости, встроенная вспышка, автоспуск, скорость съемки в пакетном режиме (один или менее кадров в секунду), выдержка (например, от 1/8000 до 30 с), наличие стабилизатора изображения (уменьшение влияния на изображение микросотрясений и вибрации корпуса аппарата при ручной съемке) и возможность установки дополнительных аксессуаров и оборудования (к примеру, светофильтров и внешней вспышки).

Программное обеспечение позволяет манипулировать изобра-жением (зачастую применяют продукт Adobe Photoshop); обычно поддерживаются форматы представления и хранения графических данных JPEG, TIFF, BMP, PCX и RAW. Кадры, записываемые в файлы формата RAW, доступны для изменения настроек и условий съемки в среде программного RAW-конвертора (например, встроенного в Photoshop CS).

Электронная доска напоминает обычную школьную доску. На ее поверхности можно писать. Информация, наносимая на электронную доску, может быть сохранена на диске компьютера и затем распечатана на принтере. Последовательность отображения информации на такой доске может быть восстановлена шаг за шагом. Процесс отображения информации на электронной доске можно в реальном времени транслировать по компьютерной сети и через Интернет (рисунок 3.24).



Рисунок 3.26  Беспроводная интерактивная доска 75 дюймов Hitachi

Электронные доски могут быть исполь­зованы для проведения видеоконференций (белые доски) как доски с выдачей бумаж­ной копии, электронные грифельные дос­ки, доски с возможностью ЖК-проекции.

В случае использования грифельных до­сок интерактивных сенсорных экранов (сен­сорный экран с прозрачной чувствительной к нажатию поверхностью, совмещенный с дисплейной панелью) для стирания напи­санного применяют специальное приспособ­ление «ластик». С целью последующего ис­пользования написанной информации она может быть сохранена в файле. Типичным представителем электронных грифель­ных досок является доска SoftBoard фирмы Microfield Graphics. Другим примером служит интерактивный сенсорный экран SMART Board фирмы Smart Technologies.

6. Графические планшеты предназначены для работы с графическими приложения­ми (например, графическими редакторами и программами распознавания рукописного текста). На рынке имеются планшеты, чувствительные к силе нажатия стилуса (ручки) с беспроводным пером, а также дисплеи-планшеты. Иногда планшеты снабжаются темплетами (сменными планшетами-подкладками). На планшетах графические объекты изображаются мнемонически. Место размещения планшетного изображения, допустим, на поверхности экрана, указывается манипулятором, например, типа мышь (рисунок 3.27).





Рисунок 3.27  Графический планшет


Пример планшета-подкладки  GridMaster D45 (D56) для ПК размер поля ввода 12″х18″ (20″х24″), разрешение 0,001″, максималь-ная точность ввода 0,005″. Графические планшеты фирмы Intuos GD-0912-R(А) имеют рабочую область 304,8x240,6 мм, массу 1,6 кг, точность 0,25/0,5/0,25 мм.

3.5.2 Устройства вывода


Средства визуального отображения, регистрации и документирования компьютерной информации можно классифицировать так:

1. Мониторы (дисплеи).

2. Регистрирующие устройства:

а) печатающие устройства, принтеры (ударные и безударные); символьные, строчные (мозаичные-матричные, струйные, лазерные и фотопринтеры);

б) чертёжные автоматы (аналоговые, цифровые, аналого-цифровые):

– графопостроители;

– плоттеры, фотоплоттеры;

в) микрофильмирующие устройства.

3. Проекционное оборудование.


1. Монитор (дисплей) – устройство визуального отображения (вывода) информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).

Мониторы можно классифицировать по таким признакам, как:

- вид адресации экрана: лучевые, матричные, комбинированные;

- способность экрана хранить информацию: с запоминанием изображения, с регенерацией изображения, комбинированные;

- структура экрана: несоставные, составные (наборные);

- устройство воспроизведения изображения: а) светоизлучающее: электронно-лучевые трубки (ЭЛТ); знакосинтезирующие (плазменные, электролюминесцентные, жидкокристаллические, на базе светоизлучающих органических материалов, автоэлектронно-эмиссионные и пр.); б) отражающее: электронная бумага;

- метод формирования изображения: растровые, векторные, комбинированные;

- тип представляемых данных: алфавитно-цифровые, графические, комбинированные;

- цветность изображения: монохромные (тип MONO), многоцветные (типа ЕGA, VGA с разрешением 640x480 пикселей), полноцветные (типа SuperVGA 800x600 пикселей, XGA 1024x768 пикселей, UltraVGA с количеством цветов 256 и более);

- наличие интеллектуальных средств настройки: неинтеллектуальные, программируемые, интеллектуальные.

Классический монитор компьютера поддерживает два режима представления информации на экране: текстовый и графический.

В текстовом (алфавитно-цифровом) режиме микропроцессор обращается к экрану как к совокупности отдельных ячеек (знакомест), в каждую из которых может быть помещен какой-то символ (буква, цифра, спецзнак). При этом экран имеет, например, 80 знакомест по горизонтали и 25 либо 40 таких строк по вертикали. Каждый символ заносится в ячейку и воспроизводится по его ASCII-коду либо другой кодировке. Данный код распознается в видеоадаптере, в котором уточняются атрибуты символа (местоположение, цвет символа и фона).

В графическом режиме изображение формируется из наименьших компонентов изображения  точек  путем управления цветом и яркостью каждой из точек экрана. Экран представляется как набор отдельных точек  пикселей. Число пикселей определяет разрешающую способность графической системы. В графическом редакторе каждому пикселю ставится в соответствие фиксированное число битов (атрибут пикселя) в некоторой части адресного пространства процессора (именуемой видеопамятью). Если атрибут однобитовый, то имеет место двухцветная графика (например, черно-белая), иначе графика с 2ⁿ-цветовыми оттенками (n  число бит у атрибута пикселя). Число бит атрибута может быть 1, 2, 4, 8, 16 и более.

Изображение формируется на экране путем циклического воспроизведения графическим адаптером содержимого видеопамяти. При этом изображение каждого пикселя определяется текущим значением его атрибута. Такой подход получил на­звание битовой карты (карты цветов). Размер видеопамяти ограничен операционной системой. Если в видеопамяти возможно одновременное хранение двух или более областей пикселей одинаковой структуры, то такие области называют страницами. В конкретный момент времени любая из страниц может отображаться на всем экране. Размер видеопамяти, как правило, равен произведению числа пикселей в строке и размерности цветового набора (палитры). Увеличение разрешающей спо­собности здесь идет за счет снижения количества цветов. Ряд графических адапте­ров и видеоконтроллеров совместно с графическим драйвером (управляющий про­граммой) допускают программное задание режимов, именуемых видеомодами.

У мониторов, сконструированных на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), CRT-мониторы, принцип работы аналогичен принципу работы телевизора. Основной элемент дисплея – электронно-лучевая трубка. Ее передняя, обращенная к зрителю, часть с внутренней стороны покрыта люминофором – специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов (рисунок 3.28).





Рисунок 3.28  Структурная схема монитора на ЭЛТ


Люминофор наносится в виде наборов точек или полосок трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями (в различных пропорциях) можно представить любой цвет спектра. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку и изображение было четким, перед люминофором ставят маску – панель с регулярно расположенными отверстиями. Чем меньше шаг между этими отверстиями, тем точнее изображение.

Ныне используются цветные мониторы на ЭЛТ:

 с теневой маской. Маска представляет собой перфорированную с круглыми отверстиями фольгу, помещаемую перед люминофором. Она маскирует три отдель­ных электронных луча, каждый из которых управляется своей системой фокусировки и отклонения и направляется на нужный цветовой участок люминофора. Такой монитор имеет недостаточные яркость и контрастность изображения;

 с щелевой апертурной решеткой (предложение фирмы Sony). В таком мониторе функцию теневой маски выполняет проволочная сетка, а люминофор наносится в виде вертикальных полос. Поэтому монитор свободен от недостатков предыдущего типа, однако воспроизводит неприятные горизонтальные полосы, обусловленные жесткостью проволочной сетки;

 с гнездовой маской (предложение фирмы NEC). В нем конструкция маски ЭЛТ представляет собой комбинацию теневой маски и маски с щелевой апертурной ре­шеткой. В результате в маске используют короткие щели, а люминофор наносится в виде коротких полосок. Данный тип монитора обладает достоинствами и недостатками рассмотренных выше типов мониторов.

Современные кинескопы по форме экрана делятся на три типа: сферический, цилиндрический и плоский (рисунок 3.28).

У сферических экранов поверхность выпуклая и все пиксели (точки) находятся на равном расстоянии от электронной пушки. Такие ЭЛТ не дороги, изображение, выводимое на них, не очень высокого качества. В настоящее время применяются только в самых дешевых мониторах.

Цилиндрический экран представляет собой сектор цилиндра: плоский по вертикали и закругленный по горизонтали. Преимущество такого экрана  большая яркость по сравнению с обычными плоскими экранами мониторов и меньшее количество бликов. Основные торговые марки  Trinitron и Diamondtron.



а) б) в)

Рисунок 3.28  Форма экрана: а  сферический экран;
б  цилиндрический экран; в  плоский экран


В последнее время компьютеры оснащаются мо­ниторами с плоской ЭЛТ  FED (Field Emission Display). Некоторые кинескопы этого типа на самом деле не являются плоскими, но из-за очень большого радиуса кривизны (80 м по вертикали, 50 м по горизонтали) они выглядят действительно плоскими (это, например, кинескоп FD Trinitron компании Sony). Перспективной считается технология из­готовления плоских мониторов FD Triton, исполь­зованная, например, при производстве мониторов модели Flatron 795 FT Plus.

Плоские жидкокристаллические (ЖК) мониторы (LCD-мониторы) основаны на жидких кристаллах.

Жидкие кристаллы – это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов, можно создать высококачественные изображения, передающие более 15 миллионов цветовых оттенков.

Большинство ЖК-мониторов использует тонкую пленку из жидких кристаллов, помещенную между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так называемую пассивную матрицу – сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения (несколько размытого из-за того, что заряды проникают в соседние области жидкости).

Активные матрицы вместо нитей используют прозрачный экран из транзисторов и обеспечивают яркое, практически не имеющее искажений изображение. Экран при этом разделен на независимые ячейки, каждая из которых состоит из четырех частей (для трех основных цветов и одна резервная). Количество таких ячеек по широте и высоте экрана называют разрешением экрана. Современные ЖК-мониторы имеют разрешение 642х480, 1280х1024 или 1024х768. Таким образом, экран имеет от 1 до 5 миллионов точек, каждая из которых управляется собственным транзистором.

Такие мониторы очень компактны. Они занимают в 2–3 раза меньше места, чем мониторы с ЭЛТ и во столько же раз легче; потребляют гораздо меньше электроэнергии и не излучают электромагнитных волн.

Разновидность ЖК-монитора – сенсорный экран. Здесь общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определённому месту чувствительного экрана (рисунок 3.29). Этим выбирается необходимый режим из меню, показанного на экране монитора. Сенсорными экранами оборудуют рабочие места операторов и диспетчеров, их используют в информационно-справочных системах и т.д.

Рисунок 3.29  Сенсорный экран

Цветные плоские плазменные панели PDP (Plasma Display Panel) появились на нашем рынке несколько лет назад и вызвали огромный интерес и специалистов, и широкой публики. Все мы видели в фантастических фильмах о будущем огромные и абсолютно плоские телевизионные экраны. И вот теперь сказка стала былью.

Плазменная технология известна довольно давно (начиная с 80-х годов), разрабатывать ее начала фирма JVC. Принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров при воздействии на них ультрафиолетового излучения. В свою очередь, это излучение возникает при электрическом разряде в среде сильно разреженного газа. При таком разряде между электродами с управляющим напряжением образуется проводящий шнур, состоящий из ионизированных молекул газа (плазмы). Поэтому такие дисплеи, работающие на этом принципе, и получили название газоразрядных, или плазменных панелей.

Плазменные панели, как и LCD-панели, не создают вредных магнитных и электрических полей, так как в них отсутствуют устройства развертки и высоковольтный источник анодного напряжения кинескопа. Однако изюминкой плазмы по сравнению с LCD является отсутствие серьезных ограничений на размер экрана (производятся экраны с диагональю 64″, 72″ и более). При столь солидном экране плазменные панели имеют исключительно компактные размеры и габариты: толщина панели с размером экрана в 1 метр не превышает 1015 cм, а масса составляет всего 3540 кг (для сравнения: цветной кинескоп со сравнимым размером экрана имеет глубину 70 cм и весит более
120150 кг).

Светотехнические же параметры плазменных PDP тоже довольно высоки: контрастность изображения не менее 350:1 (для LCD это уже очень хорошее значение). Нормальное изображение обеспечивается в угле зрения по горизонтали в 160 градусов, чего не скажешь об LCD (там предел обычно около 120 градусов). Наконец, плазменные панели чрезвычайно надежны. По данным фирмы Fujitsu, их технический ресурс составляет не менее 30000 часов (у очень хорошего кинескопа 1500020000 часов), а процент брака не превышает 0,2 %.

К наиболее важным характеристикам мониторов относятся следующие:

- общие: размер зерна (триады для цветных мониторов), наличие антибликового покрытия, диагональ активной части экрана (измеряется в дюймах), габаритные размеры, встроенные периферийные устройства (допустим, микрофон, динамики), типы кабельных соединений (например, выход для наушников, разъем USB-порта);

- рабочие: частота вертикальной развёртки (45160 Гц), частота горизонтальной развертки (2496 кГц), максимальное разрешение (640x4801600x1280), полоса пропускания видеотракта (100350 МГц), наличие органов управления, например, автоподстройки размера изображения при изменении графического режима, подстройки сведения лучей, частота регенерации, класс защиты монитора.

Разрешающая способность современного монитора зависит от его размеров и размеров зерна. Под размером зерна подразумевают ми­нимальный размер пикселя, который может быть получен в дан­ном мониторе (измеряется в мм).

Частота регенерации (обновления), или частота кадров изображения, показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение. Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера, хотя предельные возможности определяются монитором. Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, меньше утомление глаз. При частоте регенерации 60 Гц мелкое мерцание изображения заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считают значение 75 Гц, нормативным считают значение 85 Гц, комфортным  100 Гц.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому он соответствует.

Сначала об излучениях. Имеется в виду низкочастотное электромагнитное (а не рентгеновское, термоядерное или какое-нибудь еще, которым некоторые очень любят пугать), имеющее весьма негативное воздействие на организм человека, да и вообще на все живое. По этой причине были разработаны и приняты разного рода стандарты, ограничивающие электромагнитное излучение. Все действующие ныне стандарты были разработаны в Швеции, где правительство и неправительственные организации очень сильно заботятся о здоровье населения страны и где около 80 % людей используют в своей повседневной работе компьютеры. Мы будем рассматривать их от самого старого к самому новому.

Первым таким стандартом стал MPR I. По сути, он ничего не ограничивал, а только гласил, что «излучение мониторов не должно превышать излучения остальных бытовых электроприборов». Понятно, что трактовать это можно как угодно. Поэтому стандарт, хотя и был принят, вскоре устарел.

MPR II (создан в декабре 1990 года) де-факто стал общепризнанным международным стандартом, и сегодня все производимые мониторы, как правило, соответствуют его (или более жесткого стандарта) требованиям.

Нормы MPR II довольно строги (хотя есть и более жесткие стандарты), и мониторы, удовлетворяющие ему, излучают настолько мало, что не могут причинить здоровью вообще никакого существенного вреда.

Стандарт TCO’92 (1992 год) был разработан исключительно для мониторов и определяет величину максимально допустимых электромагнитных излучений при работе монитора, а также устанавливает стандарт на функции энергосбережения. Кроме того, монитор, сертифицированный по TCO’92, должен соответствовать стандарту на энергопотребление NUTEK и соответствовать европейским стандартам на пожарную и электрическую безопасность.

Сегодня практически все производители следуют указаниям MPR II (чего уже достаточно) или ТСО. В Европе, например, любой продаваемый монитор должен соответствовать стандартам ТСО, иначе у продавца могут возникнуть проблемы с администрацией. Но у нас не Европа, поэтому все же стоит при покупке монитора интересоваться, есть ли у него соответствие какому-либо из этих стандартов. Лучше, конечно, более строгому (например, ТСО’05 или более), хотя, как уже неоднократно говорилось, вполне хватает и MPR II.

2. Регистрирующие устройства

Принтер – печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики.

Выпускают четыре основных вида принтеров: матричные, струйные, лазерные и светодиодные.

Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остается отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, формируется из набора 9, 18 или 24 игл, расположенных в виде вертикальной колонки. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная и медленная работа, а также невысокое качество печати.

Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет мелкие сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов – ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного.

Лазерные принтеры работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в своей памяти «образ» страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещенности. После засветки на барабан, находящийся под электрическим напряжением, наносится красящий порошок – тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном; тонер переносится на бумагу и «вплавляется» в нее, оставляя стойкое высококачественное изображение. Цветные лазерные принтеры пока не очень широко распространены.

Светодиодные принтеры по принципу действия схожи с лазерными. Основное их отличие в том, что изображение формируется не с помощью лазерного луча, а с использованием линейки светодиодов (по 10 тыс. и более в ряд). Качество печати примерно такое же, как и у лазерного, однако специалисты утверждают, что светодиодная технология непременно станет лидирующей. Ниже перечислены основные преимущества светодиодной технологии:

• меньший размер конструкции позволяет создавать более компактные принтеры, используя меньше материалов;
  
• меньший размер точек обеспечивает более четкие текст и графику (лазерные головки способны наносить точки размером 60 мкм, в то время как светодиодная головка воспроизводит точки размером 34 мкм);
  
• более четкий источник света дает лучшее качество изображений;
  
• технологически возможна высокая скорость печати при высоком разрешении;
  
• отсутствие движущихся частей увеличивает мощность и надежность.
  

Принтер связан с компьютером посредством кабеля принтера, один конец которого вставляется своим разъемом в гнездо принтера, а другой – в порт принтера компьютера. Порт – это разъем, через который можно соединить процессор компьютера с внешним устройством.

Каждый принтер обязательно имеет свой драйвер – программу, которая способна переводить (транслировать) стандартные команды печати компьютера в специальные команды, требующиеся для каждого принтера.

Каждый из перечисленных типов принтеров имеет определенный набор свойств. В качестве основных характеристик принтеров укажем:

• формат бумаги (А3, А4);
  
• максимальную скорость печати, стр./мин;
  
• максимальное разрешение, dpi (точек на дюйм);
  
• буфер ОЗУ, Мбайт.
  

Чертежные автоматы (плоттеры, гра­фопостроители). В качестве регистрирую­щих элементов чертежных автоматов при­меняют:

• разноцветные игольчатые, перьевые или шариковые стержни;
  
• фломастеры;
  
• чертежные ручки;
  
• рапидографы;
  
• рекордеры;
  
• графитовые стержни и карандаши;
  

 сопла с чернилами.

С помощью перьевых регистрирующих узлов достигается разрешающая способ­ность 6 мкм и более, а струйных  по­рядка 0,2 мм (с возможностью получения 7 цветов с 15000 оттенков). В свою оче­редь, чертежные автоматы могут быть:

- планшетными. В таком автомате носитель (бумага, калька, ватман, полиэфирная пленка) неподвижен, а регистрирующий узел перемещается по всей его поверхности;

- рулонными. В них регистрирующий узел перемещается вдоль одной оси, а бумага  вдоль другой;

- барабанными.

Микрофильмирующие средства. Они предназначены для фиксации информации на фотоносителях. Так, при формате пленки 35 мм с числом цветов 16 000 000 микрофильмирующее устройство модели LFR фирмы Lasergraphics имеет разрешающую способность 4096x2731 точка/кадр, a Slidenriter фирмы Matrix  5333x8000. Фотоплоттеры обеспечивают высокие точность и скорость черчения (например, AristoMat фирма Aristo, Германия) с рабочим полем 500S720 мм, точность воспроизведе­ния на том же объекте 5 мкм, скорость черчения 12 м/мин, точность позиционирования для объектов 20 мкм.

3. Проекционное оборудование. Благодаря прогрессу в разработке жидкокристаллических материалов были созданы активные (Thin Film Transistor, TFT) и пассивные (Lignid Crystal Display, LCD) жидкокристаллические матрицы (ЖК-матрицы). На их базе рядом фирм построены такие проекционные устройства, как проекторы и панели. Они переносят изображение с монитора компьютера, видеомагнитофона или экрана телевизора на внешний экран. Их можно использовать автономно либо подключать к компь­ютеру. При работе ЖК-панель размещается на стекле некоторых проекторов. Такие устройства наделяются дополнительными возможностями. В частности, панели снаб­жаются беспроводным пультом дистанци­онного управления, указкой-курсором и разъемами для подключения динамиков.

Оргтехника. Эта группа средств предназначена для хранения, контроля, восстановления и раз­множения данных, справочной информации и нормативно-технической документа­ции, а также репродуцирования крупноформатных чертежей и иллюстраций. Функ­ции архива по контролю, восстановлению и тиражированию, как правило, выпол­няют технические средства подготовки, ввода-вывода и программной обработки ин­формации. Для тиражирования информации и репродуцирования изображений ис­пользуются разнообразные копировальные аппараты различных фирм, в частности, фирм Canon, Hewlett-Packard, Ricon, Rank XEROX.




3.5.3 Устройства обмена данными


Модем – устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи.

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи – непрерывных сигналов звуковой частоты.

Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона (этот процесс называется модуляцией), а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией. Отсюда название устройства: модем – модулятор/демодулятор.

Модем работает в режимах передачи и приема сигналов синхронно (с передачей по отдельному каналу сигнала тактовой частоты) либо асинхронно (передаваемые данные окаймлены старт-стопными символами) в соответствии с принятым стандартом.

В режиме передачи модем выполняет модуляцию носителя сообщением, а в режиме приема  демодуляцию носителя. Модуляция предполагает изменение одного либо нескольких параметров носителя в соответствии с законом изменения сообщения. Демодуляция направлена на выделение сообщения из модулированного носителя. На вход модема могут подаваться аналоговые либо цифровые сигналы.

Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов. Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает ее своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии.

Управление модемом осуществляется с помощью специального коммутационного программного обеспечения.

Модем объединяет две ЭВМ и телефонную сеть в один инфор­мационный канал. Основной характеристикой модема является ско­рость передачи данных. Измеряется, как и пропускная способность информационного канала, в бодах (бит/с). Современные модемы могут работать на скоростях до 56 Мбит/с, что составляет примерно 5 кб/с. Это соответствует спецификации протоколов V90 и 56Kflex, однако в реальных условиях отечественных телефонных линий, скорее всего, вы будете ограничены рамками протокола V34 и соединением на скорости, не выше 33,6 (примерно 3 кб/сек). Впрочем, этих показателей вполне хватает для успешной работы в сети Интернет.

В зависимости от типа канала модем может формировать аналоговый (аналоговый модем) либо цифровой (цифровой модем) выходной сигнал, то есть допустимо пользование аналоговых и цифровых каналов связи. Любой канал связи включает среду распространения сигналов и технические средства их перенаправления, благодаря которым возможно установление связи между любыми двумя участниками информационного обмена. В зависимости от природы среды распространения различают каналы проводные и беспроводные. Каналы связи предоставляются пользователям по их запросам (коммутируемые каналы) либо арендуются ими у телефонных компаний (выделенные каналы связи). Примером коммутируемого канала связи может служить телефонная сеть общего пользования (General Switched Telephone Network).

Сейчас не существует единой классификации модемов. Поэтому рассмотрим их разновидности с учетом конструктивных особенностей, модемных протоколов и распространения модемных сигналов.

В зависимости от конструкции различают прежде всего модемы:

1. Внешние (автономные устройства). Они подключаются к последовательным портам устройств, СОМ-портам компьютера и параллельным портам. Ныне большинство внешних модемов (например, Boca Tidal Wave 56k Speakphone Modem фирмы Boca Ration) снабжаются гнёздами для подключения динамиков и микрофона. Тем самым они поддер­живают речевую технологию передачи сообще­ний. Поэтому их называют спикерфонами.

Зачастую внешние модемы наделяют свойства­ми телефонного аппарата, приемника и факса (факс  аппарат факсимильной связи, обеспечи­вающий обмен печатными иллюстрированными документами). В таких случаях их именуют факс-модемными аппаратами.

2. Встраиваемые. Встраиваемый модем может представлять собой либо отдельную электронную плату, вставляемую в слот материнской платы, либо его основные компоненты размещены на материнской плате. Последнее обеспечивается в различных вариантах интегрированными средствами, поддерживающими на плате спецификацию Intel АС'97.

Освоение новых каналов связи привело к появлению радио- и электромодемов, а в последнее время  модемов для подключения к телевизионным кабельным магистралям.

Различают радиомодемы дальнего и ближнего действия (несколько сот метров). Интерес к использованию линий электросетей для передачи информации и управления бытовой автоматикой привел к появлению электромодемов.

Электромодем содержит такие компоненты, как изолирующий модуль (модуль соединения с электросетью, выделения и ввода информационного сигнала в электросеть), усилитель, трансивер (приемопередатчик) и контроллер сетевого и канального уровней, имеющий порт синхронного параллельного/последовательного интерфейса.

Электромодемы реализуют определенную технологию передачи данных по электрическим сетям. Известны, в частности, низкоскоростные (25000 кбит/с) технологии и высокоскоростная технология (до 1 Мбит/с).

Кабельные модемы обеспечивают высокоскоростную связь компьютеров и домашних компьютерных телевизионных приставок через телевизионные кабельные сети, оснащенные двунаправленными усилителями сигналов. При этом кабельный модем, физически связанный с телевизионной кабельной магистралью, обменивается информацией с внешним миром через станцию кабельного телевидения. Обмен по кабельной магистрали происходит сигналами, принадлежащими двум разнесенным по частоте каналам: прямому (нисходящему) каналу, выделенному для совместной передачи цифровой информации и телевизионных сигналов от станции кабельного телевидения, и обратному (восходящему)  для передачи данных от модема. Ныне прямой канал формируется из свободных телевизионных каналов свыше 40 МГц, а обратный  ниже.

Кабельные модемы могут поддерживать симметричную и асимметричную передачи данных. В первом случае скорости обмена информацией по прямому и обратному каналам одинаковы. Во втором случае скорость загрузки данных из внешнего мира в компьютер выше, чем передаваемых в обратном направлении.

Современные кабельные модемы обеспечивают скорость передачи данных по прямому каналу в несколько десятков Мбит/с, а по обратному  не более 10 Мбит/с.

В заключение следует отметить, что современные модемы часто обладают интеллектуальными возможностями (среди них поддержка последовательного асинхрон­ного интерфейса символьными АТ-командами (от ATtention  внимание) фирмы Hayes, команд V.25bis и протокола SNMP (Simple Network Management Protocol)), реализуемых в них схемой управления с микропроцессором общего назначения либо специализированным контроллером и электрически перепрограммируемой постоян­ной памятью. Поэтому интеллектуальные модемы становятся доступными в коман­дном режиме для удаленного управления администратором либо приложением и ре­ализуют дополнительные сервисные функции (например, могут автоматически оп­ределять номер вызывающего абонента  сервисная функция АОН).