|
Реферат: Внешние устройства ПК. Функциональные возможности. Основные характеристики. Обмен информации (Программирование)
Реферат
тема: «Внешние устройства ПК. Функциональные возмож- ности.Основные
характерис-тики. Обмен информации.»
Студента 1-го курса
ф-та Кибернетики
группы ИД-1-97
Соколова Николая.
МИРЭА 1997г.
Накопители на дискетах
Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы и программы
с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую
постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на
жёстком диске.
Существуют два типа дисководов: дисковод рассчитанный на дискеты
размером 3,5 дюйма и устаревшая модель рассчитанная на дискеты 5,25 дюйма.
Дискеты размером 3,5 дюйма.
Сейчас в компьютерах используются накопители для дискет размером 3,5
дюйма (89 мм) и ёмкостью 0,7 и 1,44 Мбайта. Эти дискеты заключены в
жёсткий пластмассовый конверт, что значительно повышает их надёжность и
долговечность. Поэтому дискеты 5,25 дюйма практически вытеснены.
Защита дискет от записи.
На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель - защёлка,
разрешающая или запрещающая запись на дискету. Запись разрешена, если
отверстие закрыто, а запрещена если оно открыто.
Инициализация (форматирование) дискет.
Перед первым использованием дискету необходимо специальным образом
инициализировать. Это делается с помощью программы DOS Format.
Накопители на жёстких дисках
Накопители на жёстком диске (винчестеры) предназначены для постоянного
хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ
операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов
документов, трансляторов с языков программирования и т.д. Наличие жёсткого
диска значительно повышает удобство работы с компьютером.
Ёмкость диска.
Для пользователя накопители не жёстком диске отличаются друг от друга
прежде всего своей ёмкостью, т.е. тем, сколько информации помещается на
диске. Сейчас компьютеры в основном оснащаются винчестерами от 520 Мбайт и
более. Компьютеры работающие как файл серверы могут оснащаться винчестером
4 - 8 Мбайт и не одним.
Скорость работы диска.
Скорость работы диска характеризуется двумя показателями:
1) Временем доступа к данным на диске.
2) Скоростью чтения и записи данных на диск.
Эти характеристики соотносятся друг с другом приблизительно так же, как
время разгона и максимальная скорость автомобиля. При чтении или записи
коротких блоков данных, расположенных в разных участках диска,
скорость работы определяется временем доступа к данным - подобно тому, как
при движении автомобиля по городу в час пик с постоянными разгонами и
торможениями не так уж важна максимальная скорость, развиваемая
автомобилем. Зато при чтении или записи данных ( в десятки и сотни килобайт
) файлов гораздо важнее пропускная способность тракта обмена с диском -
точно также, как при движении автомобиля по скоростному шоссе важнее
скорость автомобиля, чем время разгона.
Следует заметить, что время доступа и скорость чтения - записи зависят
не только от самого дисковода, но от параметров всего тракта обмена с
диском: от быстродействия контроллера диска, системной шины и основного
микропроцессора компьютера.
CD-ROM
Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов
для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается
относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая
скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч
лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч
проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой
алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается
на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный
диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть
излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На
диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение
преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом ямки воспринимаются
дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические
единицы
Производительность дисководов CD-ROM.
Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными
характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого
промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми
соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-,
пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных
со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В
настоящий момент распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В
общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой
производительностью, однако оценить чистое преимущество дисковода с
четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью
бывает не так просто. Прежде всего это зависит от того с какой операционной
системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой
интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого
количества данных (например при работе с базами данных) “импульсная”
скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по
данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной
скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае
операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае
простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако
наибольшее преимущество получится при работе с полноформатным видео.
Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной
памятью (стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер
дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных,
после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в
ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать
данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной
пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям
стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен
занимать не более 60% ресурсов ЦП.
Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера,
которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и
видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных,
переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их
выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать
буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при
выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью
заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти
ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.
АУДИО
Любой мультимедиа–ПК имеет в своем составе плату–аудио адаптер. Для
чего она нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур), назвавшей
свои первые аудио адаптеры звонким словом Sound Blaster, эти устройства
часто именуются “саундбластерами”. Аудио адаптер дал компьютеру не только
стереофоническое звучание, но и возможность записи на внешние носители
звуковых сигналов. Как уже было сказано ранее, дисковые накопители ПК
совсем не подходят для записи обычных (аналоговых) звуковых сигналов, так
как рассчитаны для записи только цифровых сигналов, которые практически не
искажаются при их передаче по линиям связи.
Аудио адаптер имеет аналогово–цифровой преобразователь (АЦП),
периодически определяющий уровень звукового сигнала и превращающий этот
отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель уже как
цифровой сигнал.
Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти
компьютера (например, в виде WAV–файлов). Считанный с диска цифровой сигнал
подается на цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует
цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно усилить и подать
на акустические колонки для воспроизведения. Важными параметрами аудио
адаптера являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность
квантования.
Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки
сигнала для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от
4–5 Кгц до 45–48 Кгц.
Разрядность квантования характеризует число ступеней квантования и
изменяется степенью числа 2. Так, 8–разрядные аудио адаптеры имеют 28=256
степеней, что явно недостаточно для высококачественного кодирования
звуковых сигналов. Поэтому сейчас применяются в основном 16-разрядные аудио
адаптеры, имеющие 216 =65536 ступеней квантования — как у звукового
компакт–диска.
Таблица 1.
|Частотный диапазон |Вид сигнала |Частота квантования |
|400 – 3500 Гц |Речь (едва разборчива) |5.5 Кгц |
|250 – 5500 Гц |Речь (среднее качество) |11.025 Кгц |
|40 – 10000 Гц |Качество звучания |22.040 Кгц |
| |УКВ–приемника | |
|20 – 20000 Гц |Звук высокого качества |44.100 Кгц |
Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При
поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации по ней
формируется соответствующий выходной сигнал. Современные аудио адаптеры
синтезируют музыкальные звуки двумя способами: методом частотной модуляции
FM (Frequency Modulation) и с помощью волнового синтеза (выбирая звуки из
таблицы звуков, Wave Table). Второй способ обеспечивает более натуральное
звучание.
Частотный синтез (FM) появился в 1974 году (PC–Speaker). В 1985 году
появился AdLib, который, используя частотную модуляцию, был способен играть
музыку. Новая звуковая карта SoundBlaster уже могла записывать и
воспроизводить звук. Стандартный FM–синтез имеет средние звуковые
характеристики, поэтому на картах устанавливаются сложные системы фильтров
против возможных звуковых помех.
Суть технологии WT–синтеза состоит в следующем. На самой звуковой карте
устанавливается модуль ПЗУ с “зашитыми” в него образцами звучания настоящих
музыкальных инструментов — сэмплами, а WT–процессор с помощью специальных
алгоритмов даже по одному тону инструмента воспроизводит все его остальные
звуки. Кроме того многие производители оснащают свои звуковые карты
модуляторами ОЗУ, так что есть возможность не только записывать
произвольные сэмплы, но и подгружать новые инструменты.
Кстати, управляющие команды для синтеза звука могут поступать на
звуковую карту не только от компьютера, но и от другого, например, MIDI
(Musical Instruments Digital Interface) устройства. Собственно MIDI
определяет протокол передачи команд по стандартному интерфейсу.
MIDI–сообщение содержит ссылки на ноты, а не запись музыки как таковой. В
частности, когда звуковая карта получает подобное сообщение, оно
расшифровывается (какие ноты каких инструментов должны звучать) и
отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь компьютер может через MIDI
управлять различными “интеллектуальными” музыкальными инструментами с
соответствующим интерфейсом.
Для электронных синтезаторов обычно указывается число одновременно
звучащих инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важна и
программная совместимость аудио адаптера с типовыми звуковыми платформами
(SoundBlaster, Roland, AdLib, Microsoft Sound System, Gravies Ultrasound и
др.).
В качестве примера рассмотрим состав узлов одного из мощных аудио
адаптеров — SoundBlaster AWE 32 Value. Он содержит два микрофонных
малошумящих усилителя с автоматической регулировкой усиления для сигналов,
поступающих от микрофона, два линейных усилителя для сигналов, поступающих
с линии, с проигрывателя звуковых дисков или музыкального синтезатора.
Кроме того, сюда входят программно–управляемый электронный микшер,
обеспечивающий смешение сигналов от различных источников и регулировку их
уровня и стерео баланса, 20-голосый синтезатор музыкальных звуков частотной
модуляции FM, программно управляемый волновой (табличный) синтезатор
музыкальных звуков и звуковых эффектов (16 каналов, 32 голоса, 128
инструментов), аналогово–цифровой 16-разрядный преобразователь для
превращения аналогового сигнала с выхода микшера в цифровой сигнал, систему
сжатия цифровой информации с возможностью применения расширенного звукового
процессора ASP. Наконец, аудио адаптер имеет цифро–аналоговый
преобразователь (ЦАП) для превращения цифровых сигналов, несущих информацию
о звуке, в аналоговый сигнал, адаптивный электронный фильтр на выходе ЦАП,
снижающий помехи от квантования сигнала, двухканальный усилитель мощности
по 4 Вт на канал с ручным и программно–управляемым регулятором громкости и
MIDI–разъем для подключения музыкальных инструментов.
Как видно из этого перечня, аудио адаптер — достаточно сложное
техническое устройство, построенное на основе использования последних
достижений в аналоговой и цифровой аудиотехнике.
В новейшие звуковые карты входит цифровой сигнальный процессор DSP
(Digital Signal Processor) или расширенный сигнальный процессор ASP
(Advanced Signal Processor). Они используют совершенные алгоритмы для
цифровой компрессии и декомпрессии звуковых сигналов, для расширения базы
стереозвука, создания эха и обеспечения объемного (квадрофонического)
звучания. Программа поддержки ASP QSound поставляется бесплатно фирмой
Intel на CD-ROM “Software Developer CD”. Важно отметить, что процессор ASP
используется при обычных двухканальных стереофонических записи и
воспроизведении звука. Его применение не загружает акустические тракты
мультимедиа компьютеров.
Модемы и факс-модемы.
Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с другим
компьютером посредством телефонных линий.
Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и посылать
факсимильные сообщения.
По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на
внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную
плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное
устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как
правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней
привлекательности ( индикаторы, регулятор громкости) и более легкой
установки.
Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она
измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой- производителем в
2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встречаются
устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически вышли из
употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со
скоростью 14400 bps (около 1 Mb в 10 минут), и его можно приобрести
примерно за $150.
Также важными показателями в современных модемах является наличие
режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает
дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку
данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а
второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем
восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают
скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных
линиях.
Одна из передовых фирм- производителей модемов “Hayes Microcomputer
Products” приняла основные стандарты для команд модемов, включая набор AT-
команд, с помощью которых пользователь может непосредственно управлять
работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее
большинство фирм во всем мире и лучшие модемы являются Hayes- совместимыми.
Также существуют мировые стандарты скорости модема, сжатия данных и
коррекции ошибок. Эти стандарты устанавливаются комитетом ITU-T (стандарт
CCITT) и фирмой Microcom (стандарт MNP). Самые лучшие модемы соответствуют
обоим этим стандартам.
Самые распространенные стандарты CCITT сегодня:
. стандарт скорости 9600 bps - V.32 и скорости 14400 bps - V.32bis;
. стандарт коррекции ошибок - V.42;
. стандарт сжатия данных с коэффициентом 4:1 - V.42bis.
Основные стандарты пересылки факсимильных сообщений - Class 1 и Groop
IV, поддерживающие скорость до 19200 bps и сжатие данных.
Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы : ZyXEL и
US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и
факс- модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют возможность
воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых
сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также
некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены переключателем
речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными функциями.
Основное качество модемов ZyXEL - богатейший выбор возможностей, хотя это
значительно увеличивает их стоимость (до $1250), а модемов US Robotics
(Courier и Sportster) - надежность при относительно низкой цене на них (до
$200).
Среди новинок последних лет в мире модемов можно также выделить
специальные модемы для Notebook’ов, поставляемые на платах типа PCMCIA. Эти
платы очень удобны своей компактностью, они позволяют компьютеру не
отдавать свободный COM-порт под внешний модем, но все же они много дороже,
чем обычный модем.
Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок,
т.к. они необходимы практически каждому работающему на компьютере человеку.
Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера на другой
пакеты документов и связываться по электронной почте, а также обеспечивают
доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для установления
контактов с зарубежными партнерами.
Мониторы
Монитор ( дисплей ) компьютера IBM PC предназначен для вывода на
экран текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и
монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или
графическом.
Текстовый режим.
В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные
участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов ( знакомест ).
В каждое знакоместо может быть введён один из 256 заранее символов. В
число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры,
определённые символы,
а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц
и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так далее.
В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме,
могут входить и символы кириллицы.
На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет
символа и фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран.
На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков
экрана используется повышенная яркость символов, подчёркивание
и инверсное изображение.
Графический режим.
Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и
так далее. Разумеется в этом режиме можно выводить
и текстовую информацию в виде различных надписей, причём эти надписи могут
иметь произвольный шрифт, размер и др.
В графическом режиме экран состоит из точек, каждая из которых может
быть тёмной или светлой на монохромных мониторах и одного или нескольких
цветов - на цветном. Количество точек на экране называется разрешающей
способностью монитора в данном режиме. Следует заметить что разрешающая
способность не зависит от размеров экрана монитора.
Часто используемые мониторы.
Наиболее широкое распространение на компьютерах IBM PC получили
мониторы типа MDA, CGA, Herkules, EGA и VGA.
В настоящее время мониторы MDA и CGA практически не используются, так
как они не обладают надлежащей разрешающей способностью, что приводит к
быстрому утомлению глаз. Кроме того, они не имеют программной загрузки
шрифтов символов, поэтому для изображения букв кириллицы приходится
заменять микросхемы, хранящие шрифты символов.
В основном на компьютерах используют мониторы SVGA, что позволяет
добиться нужного качества изображения.
Устройства ввода.
Клавиатура.
Как известно, клавиатура является пока основным устройством ввода
информации в компьютер. В техническом аспекте это устройство представляет
собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на
клавиши и замыкающих тем или иным способом определённую электрическую цепь.
Надо сказать, что эволюция клавиатур для IBM PC не была недолгой.
Сначала использовались 83-х клавишные клавиатуры затем вместе с АТ
появилась 84-х клавишная. Подовляющее большинство современных IBM PC
совместимых используют расширенную клавиатуру. Основные улучшения по
сравнению с АТ-клавиатурой касается общего числа (101 и выше ) и
расположения клавиш. Наиболее стандартным является расположение QWERTY:
порядка 60 клавиш с буквами, цифрами, знаками пунктуации и другими
символами и ещё около 40 функциональных клавиш.
Устройство клавиатур.
Сигналы разъёма клавиатуры приведены в таблице.
|Номер контакта|Наименование цепи|Назначение |
| 1 | Clock | Тактовая частота |
| 2 | Data | Линия данных |
| 3 | | Резерв |
| 4 | Ground | Земля |
| 5 | +5VDC | Напряжение +5 В |
В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с
механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик
представляет из себя традиционный механизм с контактами из специального
сплава. Несмотря на то что эта технология используется уже несколько
десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и
улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты
переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую
проводимость.
Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более
прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.
Мыши и трекболы.
Мыши и трекболы являются координаторными устройствами ввода информации
в компьютер. Разумеется полностью заменить клавиатуру они не могут. В
основном эти устройства имеют две три кнопки управления. Не секрет что
своей популярностью мышь обязана распространению графического интерфейса и
в основном компании «Microsoft».
Теперь немного о мышиной «анатомии». Как известно, первая мышь каталась
на двух колесиках, которые были связаны с осями переменных резисторов.
Перемещение такой мыши было прямо пропорционально изменению сопротивления
переменных рези- сторов. В дальнейшем конструкция перетерпела значительные
изменения. Ролики были перенесены внутрь корпуса, а с поверхностью стал
соприкасаться твёрдый резиновый шарик.
Можно выделить 3 способа подключения мыши. Самыми распространёнными
являются подключения через последователь- ный порт. Менее распространены
мыши с шинным интерфейсом, для подключения которых требуется специальный
интерфейс или,
«мышиный» порт.
Третьей разновидностью можно считать мыши в стиле PS/2,
которые использовались в компьютерах аналогичной серии, а в настоящее время
являются стандартом де-факто для портативных компьютеров. Для их
подключения используется разъём miniDIN 6.
Физически каждая мышь имеет на хвосте разъём типа DB-9. В некоторых
случаях в комплекте есть переходник на DB-25.
Современные мыши имеют обычно оптимальное аппаратное разрешение 400
cpi. Когда фирмы декларируют разрешение на уровне 1800 cpi, то речь, видимо
идёт о программном разрешении.
Сигналы разъёма мыши перечислены в следующей таблице:
|Контакт |Сигнал |Функция |
|1. |_____ |_____ |
|2. |TRANSMIT |Передача |
|3. |RECEIVE |_____ |
|4. |DTR |Питание |
|5. |GROUND |Земля |
|6. |_____ |_____ |
|7. |RTS |Питание |
|8. |_____ |_____ |
|9. |_____ |_____ |
Трекбол, вообще говоря, представляет из себя «перевёрнутую» мышь, у
трекбола приводится в движение не корпус, а только его шар. Это позволяет
существенно повысить точность управления курсором.
Сканеры.
Сканером называется устройство, позволяющее вводить ком- пьютер
образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов,
фотографий и другой графической информации. Несмотря на обилие различных
моделей сканеров в первом приближении их классификацию можно провести всего
по нескольким признакам. Например, по кинематическому механизму сканера и
по типу вводимого изображения.
В настоящее время все известные модели можно разбить на два типа:
ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые
сочетают в себе возможности и тех и других.
Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи
ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по
изображению. Равномерность перемещения handheld существенно сказывается на
качестве вводимого изображения. Ширина вводимого изображения обычно не
превышает 4дюйма ( 10см ).
Настольные же сканеры позволяют вводить изображения размером 8,5 на 11
дюймов или 8,5 на 14 дюймов. Существует три разновидности настольных
сканеров: планшетные, рулонные и проекционные.
Принцип работы ч/б сканера заключается в следующем. Сканируемое
изображение освещается белым светом. Отражённый свет через уменьшающую
линзу попадает не фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый
Прибором с Зарядовой Связью ( ПЗС ). Каждая строка сканирования
соответствует определённым значениям напряжения на ПЗС. Эти значения
напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналогово-цифровой
преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров ), либо через компаратор (
для двухуровневых сканеров ). Разрядность АЦП для полутоновых сканеров
зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета. Например,
сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметь шестиразрядный АЦП.
Блок-схема чёрно-белого сканера приведена ниже:
Источник белого Изображение Уменьшающая
цвета линза
АЦП или ПЗС
компаратор
В настоящее время существует несколько технологий для получения серых и
цветных сканируемых изображений. Один из принципов работы цветного сканера
заключается в следующем.
Сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр или
тремя лампами различного цвета.
Для связи с компьютером сканеры могут использовать 8-и или 16-и
разрядную интерфейсную плату. Кроме того в настоящее время достаточно
широко используются стандартные интерфейсы ( последовательный и
параллельный порты, а также интерфейс SCSI ).
Диджитайзер.
Электронный планшет ( или диджитайзер ) является координирующим
преобразователем, который используется в основном для задач САПР. В состав
диджитайзера помимо самого планшета входит специальный указатель с
датчиком, Напоминающий авиационный прицел второй мировой войны.
Джойстики. Джойстик является аналоговым координаторным устройством
ввода информации. Сигналы на разъёме игрового порта приведены ниже:
|№ контакта |Направление сигнала |Название сигнала |
|1. | Выход |+ 5В |
|2. | Вход |Клавиша 1 джойстик А |
|3. | Вход |Значение Х джойстик А |
|4. | ____ |Земля |
|5. | ____ |Земля |
|6. | Вход |Значение Y джойстик А |
|7. | Вход |Клавиша 2 джойстик А |
|8. | Выход |+ 5В |
|9. | Выход |+5В |
|10. | Вход |Клавиша 1 джойстик В |
|11. | Вход |Значение Х джойстик В |
|12. | ____ |Земля |
|13. | Вход |Значение Y джойстик В |
|14. | Вход |Клавиша 2 джойстик В |
|15. | Выход |+ 5В |
Принтеры.
Классификация существующих типов печатных устройств:
ПРИНТЕРЫ
Последовательные
Строчные
Страничные
Ударного Безударного Ударного
Безударного
Безударного
действия действия действия
действия
действия
Символьные Матричные Матричные Символьные
Матричные Матричные Матричные
Технологии печати Технологии печати Технологии
печати Технологии печати Технологии печати
Матричные печатающие устройства.
Когда говорят о матричных принтерах, обычно имеют в виду устройства
ударного действия, например всем известные модели Epson, Star и Microlin.
У последовательных матричных печатающих устройств вертикальный ряд игл
( или 2 ряда ), или молоточков, вколачивает краситель с ленты прямо в
бумагу, формируя последовательно символ за символом. Игольчатые имеют
приемлемое качество печати, невысокую цену расходных материалов и бумаги,
да и самих устройств. Для этих принтеров обычно возможно использование как
форматной, так и рулонной бумаги. Головка принтера может быть оснащена 9,
18 или 24 иголками.
Существуют модели принтеров как с широкой ( А3 ), так и с узкой ( А4 )
кареткой. Высокое качество печати достигается в режимах NLQ для 9-
игольчатых ( почти машинописное ) и LQ - для 24-игольчатых принтеров.
Скорость печати для высокопроизводи-
тельных моделей может составлять до 380 знаков в секунду. Более высокую
производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные
принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные
массивы с большим количеством игл при этом достигается скорость порядка
1500 строк в минуту. Матричные ударные печатающие устройства создают много
шума, а это, согласитесь, немаловажный фактор при выборе принтера.
Струйные принтеры.
Относятся к безударным печатающим устройствам. Данные устройства
работают практически бесшумно. Струйные чернильные принтеры относятся к
классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Они же в
свою очередь подразделяются на устройства непрерывного и дискретного
действия. Последние же могут использовать либо пузырьковую технологию, либо
пьезоэффект. Почти все современные устройства этого класса используют две
последних технологии. При печати высокого качества скорость вывода не
превосходит обычно 2-3 ( около 200 знаков в секунду ), хотя максимальные
значения могут достигать даже 7 страниц в минуту. Как правило струйные
принтеры позволяют эмулировать работу наиболее популярных моделей ударных
устройств и поддерживать соответствующее программное обеспечение.
Лазерные и LED - принтеры.
В лазерных принтерах используется электрографический способ создания
изображения - примерно такой же, как и в ксероксах.
Кроме лазерных существуют LED - принтеры, которые получили своё
название из-за того, что полупроводниковый лазер в них был заменён
«гребёнкой» мельчайших светодиодов.
Плоттеры.
Устройство, позволяющее представлять выводимые из компьютера данные в
виде рисунка или графика на бумаге, называют обычно графопостроителем, или
плоттером.
Также к компьютеру могут подключаться:
Сетевой адаптер.
Даёт возможность подключить компьютер в локальную сеть.
Стример.
Устройство для быстрого сохранения информации, находящейся на жёстком
диске.
Реферат на тему: Внешние устройства персонального компьютера
Реферат на тему:
“Внешние устройства персонального компьютера.”
Казань 2000
План:
1. Введение:
а) назначение ПУ.
3
2. Устройства ввода-вывода информации:
а) Клавиатура.
3
б) Мышь.
4
в) Сканер.
5
г) Модем и факс-модем.
7
д) Монитор.
8
е) Принтер.
9
ж) Плоттер.
13
з) CD-ROM.
15
и) DVD-ROM.
16
к) WORM-устройства.
17
3. Запоминающие устройства:
а) Накопители на дискетах.
18
б) Накопители на жестких дисках.
18
4. Аудио.
19
5. Заключение.
21
6. Литература.
22
Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ЭВМ из окружающей
среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы
ЭВМ в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую
ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют
возможности применения ЭВМ.
ПУ ЭВМ включают в себя внешние запоминающие устройства,
предназначенные для сохранения и дальнейшего использования информации,
устройства ввода-вывода, предназначенные для обмена информацией между
оперативной памятью машины и носителями информации, либо другими ЭВМ, либо
оператором. Входными устройствами могут быть: клавиатура, сканер, дисковая
система, мышь, модемы, микрофон, цифровая видео камера; выходными -
дисплей, принтер, дисковая система, модемы, звуковые системы, другие
устройства. С большинством этих устройств обмен данными происходит в
цифровом формате. Для работы с разнообразными датчиками и исполнительными
устройствами используются аналого-цифровые и цифроаналоговые
преобразователи для преобразования цифровых данных в аналоговые и наоборот.
Цифровой интерфейс проще по сравнению с цифроаналоговым, но и для
него требуются специальные схемы. Различают последовательную и параллельную
передачу данных, необходима синхронизация взаимодействующих устройств. Один
из наиболее распространенных стандартов RS-232C (Reference Standard №232
Revision C). Последовательные интерфейсы применяются для передачи данных на
любые расстояния. Однако на короткие расстояния целесообразнее передавать
данные байтами, а не битами, для этого используют параллельные интерфейсы
ввода-вывода.
Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно
ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение -
реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств
ввода породили целые технологии: от осязаемых до голосовых. Хотя они
работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной
задачи - позволить пользователю связаться со своим компьютером.
Несколько десятилетий назад для ввода-вывода использовался телетайп,
который при печати производил много шума. Сейчас используется клавиатура
для ввода данных и монитор для наблюдения выводимых данных. Для получения
документальной копии используется принтер.
Клавиатура.
Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является
клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут
надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение
клавиатуры вряд ли изменится, хотя в новой операционной системе OS/2
MERLIN 4.0 встроена система распознавания речи. В техническом аспекте
клавиатура представляет собой совокупность механических датчиков,
воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом
определённую электрическую цепь.
IBM сначала разработала, по крайней мере, восемь разновидностей
клавиатур для своих персональных компьютеров. В основном использовалась
клавиатура типа XT, состоящая из 83 клавиш. После нескольких лет критики
IBM разработала и представила новую клавиатуру вместе с новой
моделью. Это была АТ. Вместе с производством модернизированных АТ, IBM
начала выпускать новый тип клавиатуры, названной IBM улучшенной
клавиатурой, которую используют и поныне. Но все остальные называют ее
расширенной клавиатурой. Усовершенствование вылилось в увеличение числа
клавиш. Их общее количество 101, что соответствует стандарту США. В
настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим
и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет собой
традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то
что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы-
производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит
отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей
позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.
Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более
прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.
Мышь.
Для многих людей клавиатура представляется самым трудным и непонятным
атрибутом. Благодаря этому и тому, что интерфейсы DOS и OS/2 не прощают
ошибок, теряется большое количество пользователей РС. Для преодоления этих
недостатков было разработано графическое управление меню пользовательского
интерфейса.
Эта разработка породила специальное указывающее устройство, процесс
становления которого длился с 1957 по 1977 год. Устройство позволяло
пользователю выбирать функции меню, связывая его перемещение с перебором
функций на экране. Одна или несколько кнопок, расположенных сверху этого
устройства, позволяли пользователю указать компьютеру свой выбор.
Устройство было довольно миниатюрным и легко могло поместиться под ладонью
с расположением кнопок под пальцами. Подключение производится специальным
кабелем, который придает устройству сходство с мышью с длинным хвостом. А
процесс перемещения мыши и соответствующего перебора функций меню
заработал термин "проводка мыши". Мыши различаются по трем характеристикам
- числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с
центральным блоком. В первоначальной форме в устройстве была одна кнопка.
Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит
только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска
задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно
реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа
компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки -
нажата она или нет. Тем не менее, хорошо составленное меню полностью
позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают
гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска
функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще
более увеличат гибкость программирования. Но, с другой стороны, увеличение
кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему
недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом,
потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному
пальцам на кнопках в то время как большой и мизинец используются для
перемещения мыши и удержании ее в ладони. Большинство моделей снабжаются
двумя или даже одной кнопкой. Самые популярные - двухкнопочные мыши.
Функционально к устройствам типа "мышь" можно отнести джойстик, шар
трассировки, графический планшет, трекпойнт.
Трекболы, как и мыши, являются координаторными устройствами ввода
информации в компьютер. Трекбол, вообще говоря, представляет собой
”перевёрнутую” мышь, у трекбола приводится в движение не корпус, а только
его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором.
Сканер.
Сканером называется устройство, позволяющее вводить компьютер
образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов,
фотографий и другой графической информации. Несмотря на обилие различных
моделей сканеров в первом приближении их классификацию можно провести всего
по нескольким признакам. Например, по кинематическому механизму сканера и
по типу вводимого изображения.
В настоящее время все известные модели можно разбить на два типа:
ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые
сочетают в себе возможности и тех и других.
Ручной сканер.
Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи
ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по
изображению. Равномерность перемещения handheld существенно сказывается на
качестве вводимого изображения. Ширина вводимого изображения обычно не
превышает 4дюйма (10см). Современные ручные сканеры могут обеспечивать
автоматическую "склейку" вводимого изображения, то есть формируют целое
изображение из отдельно водимых его частей. Это, в частности, связано с
тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже
формата А4 за один проход. К основным достоинствам такого дна сканеров
относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена.
Настольный сканер.
Настольные сканеры называют и страничными, и. планшетными, и даже авто
сканерами. Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на 11
или 8,5 на 14 дюймов. Существуют три разновидности настольных сканеров:
планшетные (flatbed), рулонные (sheet-fed) и проекционные (overhead).
Основным отличием планшетных сканеров является то, что сканирующая
головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя.
Планшетные сканеры - обычно , достаточно дорогие устройства, но, пожалуй, и
наиболее ”способные”. Для сканирования изображения необходимо открыть
крышку сканера, подключить сканируемый лист на стеклянную пластину
изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление
процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе
с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером.
Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно
”ксероксу”) сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала
или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке
являются модели фирмы Hewlett Packard.
Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-
машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство,
при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае
сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается
бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов
просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются
в областях, связанных с оптическим распознаванием символов OCR (Optical
Character Recognition). Для удобства работы рулонные сканеры обычно
оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц.
Третья разновидность настольных сканеров - проекционные сканеры,
которые больше всего напоминают своеобразный проекционный аппарат (или
фотоувеличитель). Вводимый документ кладется на поверхность сканирования
изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху.
Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных
сканеров является возможность сканирования проекций трехмерных проекций.
Сканер Niscan Page обеспечивает работу в двух режимах: протягивания
листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до21,6 см) и
самодвижущегося сканера. Для реализации последнего режима сканера
необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают
бумагу, служат своеобразными кодами, на которых сканер и движется по
сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером
изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако
в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги,
превышающего этот формат, или вводить формацию со страниц книги.
Модемы и факс-модемы.
Модем - устройство, позволяющее компьютеру выходить на связь с
другим компьютером посредством телефонных линий.
Факс-модем - модем, позволяющий также принимать и посылать
факсимильные сообщения.
По своему внешнему виду и месту установки модемы подразделяются на
внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную
плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное
устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как
правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней
привлекательности (индикаторы, регулятор громкости) и более легкой
установки.
Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных.
Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмой-
производителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда
встречаются устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже
практически вышли из употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом
считается модем со скоростью 14400 bps (около 1 Mb в 10 минут), и его можно
приобрести примерно за $150.
Также важными показателями в современных модемах является
наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим
обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы
осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают
немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и
четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба
эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации,
особенно в российских телефонных линиях.
Одна из передовых фирм - производителей модемов ”Hayes
Microcomputer Products” приняла основные стандарты для команд модемов,
включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может
непосредственно управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами
пользуется подавляющее большинство фирм во всем мире, и лучшие модемы
являются Hayes - совместимыми.
Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы: ZyXEL и US
Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и
факс - модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют
возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия
речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков.
Также некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены
переключателем речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными
функциями. Основное качество модемов ZyXEL - богатейший выбор возможностей,
хотя это значительно увеличивает их стоимость (до $1250), а модемов US
Robotics (Courier и Sportster) - надежность при относительно низкой цене на
них (до $200).
Последние годы спрос на модемы и факс-модемы стал достаточно высок,
так как они необходимы практически каждому работающему на компьютере
человеку. Модемы позволяют достаточно быстро передавать с одного компьютера
на другой пакеты документов и связываться по электронной почте, а также
обеспечивают доступ в глобальные мировые сети (Internet и др.) для
установления контактов с зарубежными партнерами.
Монитор.
Со времени использования монитора для наглядного вывода данных
произошло большое конструктивное усовершенствование его функций. Если
сначала в качестве монитора использовалась электронно-лучевая трубка
обычного телевизионного приемника, то в дальнейшем требования к нему
увеличились. В частности, в монохромном стандарте MDA разрешающая
способность составляла 720x350 пикселей. В следующем, цветном стандарте
CGA, созданном в 1982 году - 640x200 пикселей, EGA 1984 года - 640x350, VGA
1987 года - 640x480, SVGA - 800x600. Сейчас стандартные возможности
монитора - 1024x768 при 32-битном представлении цвета, возможно дальнейшее
распространение разрешения 1280x1024 пикселей. Это позволяет использовать
при изображении документов режим WYSIWYG - режим полного соответствия, то
есть изображение на экране представляется идентично тому, что в конечном
итоге появится на принтере.
Система дисплея состоит из двух частей: адаптера дисплея и самого
монитора. Адаптеры монитора разделяют по поддерживаемому стандарту (EGA,
VGA, SVGA), ширине шины (8-битная, 16-ти или более), частоте кадров,
частоте строк могут использоваться с графическими сопроцессорами, объему
используемых микросхем памяти (до 4 Мбайт и более). Дисплеи различаются по
разрешающей способности, следует заметить что разрешающая способность не
зависит от размеров экрана монитора, шагу точек в линии, частоты развертки,
типу развертки (полная или черезстрочная), размеру экрана. Адаптер
непрерывно сканирует видеопамять, формирует ТВ-сигнал, который подается в
монитор. После получения копии содержимого видеопамяти эти данные
встраиваются в ТВ-сигнал. ТВ-сигнал, в котором закодировано содержимое
видеопамяти, выводится по кабелю в монитор. Монитор обрабатывает ТВ-сигнал
с данными из видеопамяти и показывает их на экране.
Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном
из двух режимов: текстовом или графическом.
Текстовый режим.
В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные
участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В
каждое знакоместо может быть введён один из 256 заранее символов. В число
этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, определённые
символы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на
экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так
далее. В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме, могут
входить и символы кириллицы. На цветных мониторах каждому знакоместу может
соответствовать свой цвет символа и фона, что позволяет выводить красивые
цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных
частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов,
подчёркивание и инверсное изображение.
Графический режим.
Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков
и так далее. Разумеется, в этом режиме можно выводить и текстовую
информацию в виде различных надписей, причём эти надписи могут иметь
произвольный шрифт, размер и др. В графическом режиме экран состоит из
точек, каждая из которых может быть тёмной или светлой на монохромных
мониторах и одного или нескольких цветов - на цветном.
Принтер.
Для вывода результатов работы используют принтеры. В настоящее время
используется четыре принципиальных схемы нанесения изображения на бумагу:
матричный, струйный, лазерный и термопереноса.
На сегодняшний день широко применяется шесть технологий для цветной
печати. Они реализуются в ударных (”игольчатых”) матричных принтерах (dot
matrix), в струйных принтерах с жидкими чернилами (liquid ink-jet), в
принтерах с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer), в
принтерах с термосублимацией красителя(dye sublimation), в струйных
принтерах с изменением фазы красителя (phase-change ink-jet) и в цветных
лазерных принтерах (colour laser).
Матричные принтеры.
Dot Matrix.
Как известно, идея матричных печатающих устройств заключается в
том, что требуемое изображение воспроизводится из набора отдельных точек,
наносимых на бумагу тем или иным способом. Напомним также, что практически
все печатающие устройства (за исключением, пожалуй, страничных) могут быть
ударными (impact) и безударными (non-impact). Принцип работы цветных
ударных матичных принтеров заключается в том, что вертикальный ряд (или два
ряда) игл ”вколачивает” краситель с ленты прямо в бумагу. В отличие от
обычных монохромных устройств, в последнем случае используется многоцветная
лента. Система управления этих принтеров заботится не только о конкретной
иголке, но и цвете ленты. Сразу отметим, что помимо шума, присущего всем
ударным устройствам, скорость, палитра и качество цветов в данном случае,
как правило, неудовлетворительные. Это, впрочем, касается не только бумаги,
но и пленок. Заметим также, что со временем воспроизводимые цвета
становятся более тусклыми, поскольку в прямой зависимости от срока службы
лента загрязняется. Это связано в основном с прямым контактом многоцветной
ленты с выводимым цветным изображением. К достоинствам подобных устройств
можно отнести надежность, низкую стоимость страницы изображения,
возможность печати на обычной бумаге. Ударные цветные матричные принтеры в
основном находят применение при выводе несложных изображений. Цена таких
устройств относительно невысока - около 800 долларов.
Струйные принтеры.
Liquid ink-jet.
Струйная технология печати является на сегодняшний день самой
распространенной для реализации цветных устройств. Струйные чернильные
принтеры подразделяются на устройства непрерывного (continuous drop,
continuous jet) и дискретного (drop-on-demand) действия. Последние опять же
делятся на две категории: с нагреванием чернил (”пузырьковая” технология
bubble-jet или thermal ink-jet) и основанные на действии пьезоэффекта
(piezo).
В простейшем случае принцип действия устройства по технологии
continuous jet основан на том, что струя чернил, постоянно испускаемая из
сопла печатающей головки, направляется либо на бумагу (для нанесения
изображения), либо в специальный приемник, откуда чернила снова попадают в
общий резервуар. В рабочую камеру чернила подаются микронасосом, а
элементом, задающим их движение, является, как правило, пьезодатчик.
Описанный выше принцип действия печатающего устройства использует сегодня
очень небольшое количество принтеров. Производством цветных принтеров,
использующих данную технологию, занимается, например, фирма Iris Graphics.
При реализации bubble-jet-метода в каждом сопле печатающей головки
находится элемент (например, тонкопленочный резистор). При пропускании тока
через тонкопленочный резистор последний за несколько микросекунд
нагревается до температуры около 500 градусов и отдает выделяемое тепло
непосредственно окружающим его чернилам. При резком нагревании образуется
чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное
отверстие сопла каплю жидких чернил. Поскольку при отключении тока
тонкопленочный резистор также быстро остывает, паровой пузырь, уменьшаясь в
размерах, ”подсасывает” через входное отверстие сопла новую порцию чернил,
которые занимают место ”выстрелянной” капли. Цветные принтеры от фирм Canon
и Hewlett-Packard используют именно эту технологию.
Как уже было сказано, второй метод для управления соплом основан на
действии диафрагмы, соединенной с пьезоэлектрическим элементом. Как
известно, обратный пьезоэффект заключается в деформации пьезокристалла под
воздействием электрического поля. Изменение размеров пьезоэлемента,
расположенного сбоку выходного отверстия сопла и связанного с диафрагмой,
приводит к выбрасыванию капли и приливу через входное отверстие новой
порции чернил. Подобные устройства выпускаются компаниями Epson, Brother,
Data-products и Tektronix. Кстати фирмой Epson предложен новый тип
многослойной пьезоэлектрической головки, которая устраняет ”сателлиты” -
маленькие капельки, сопровождающие основную каплю. Четкость в этом случае
повышается в основном для монохромных изображений.
Заметим, что сопла (канальные отверстия) на печатающей головке
струйных принтеров, через которые разбрызгиваются чернила, соответствуют
”ударным” иглам матричных принтеров. Поскольку размер каждого сопла
существенно меньше диаметра иглы (тоньше человеческого волоса), а
количество сопел может быть больше, то получаемое изображение теоретически
должно быть в этом случае четче. К сожалению, это не всегда так, и очень
многое зависит от качества используемой бумаги. Дело в том, что чернила
имеют свойства просачиваться (куда не надо), растекаться и смешиваться до
высыхания. Это приводит к снижению яркости, а также к изменению цветности
изображения.
Для того чтобы преодолеть все эти неприятности, используются самые
различные подходы. Например, химики фирмы DuPont разработали для принтеров
компании Hewlett-Packard специальные пигментные чернила (правда, тоже не
без недостатков). А вот чтобы избежать смешивания чернил, в модели принтера
IBM Color JetPrinter PS4079 фирмы Lexmark предусмотрены паузы между
проходами для нанесения первичных цветов. Упоминавшаяся чуть выше компания
Hewlett-Packard для той же цели (высыхание чернил) использует подогрев
носителя, то есть бумаги. Такой метод борьбы со смешиванием чернил
реализован в моделях HP PaintJet XL300 и DeskJet 1200С.
Итак, к основным достоинствам технологии continuous jet относится
возможность воспроизведения широкой палитры цветов с высоким качеством,
однако при невысокой скорости печати стоимость подобных цветных принтеров
достигает нескольких десятков тысяч долларов.
Устройства дискретного действия (drop-on-demand) достаточно дешевы
(от 500 долларов и выше) и также позволяют получать широкую гамму цветов,
однако требуют, как правило, специальной бумаги.
Phase change ink-jet.
Принтеры, использующие данную технологию, называются также
принтерами с твердым красителем. Принцип работы таких устройств примерно
следующий. Восковые стерженьки для каждого первичного цвета красителя
постепенно расплавляются специальным нагревательным элементом при
температуре около 90 градусов и попадают в отдельные резервуары.
Расплавленные красители подаются оттуда специальным насосом в печатающую
головку, работающую обычно на основе пьезоэффекта. Капли воскообразного
красителя на бумаге застывают практически мгновенно, но обеспечивают
необходимое с ней сцепление. В отличие от обычной технологии liquid ink-
jet, в данном случае не происходит ни просачивания, ни растекания, ни
смешения красителей. Именно поэтому принтеры, использующие технологию phase
change ink-jet, работают с любой бумагой. Качество цветов получается просто
превосходное, к тому же допустима и д | |
