Или графический планшет, - устрой-ство для оцифровки графических изображений, позволяющее преобразовывать в векторный формат изображение, полученное в результате движения руки оператора.
Дигитайзеры используются в системах автоматизированного проектирования (САПР) для ввода в компьютер графической информации в виде чертежей и рисунков: проектировщик водит пером-курсором по планшету, а изображение фиксируется в виде графического файла.
Дигитайзер состоит из двух элементов : основания (планшета) и устройства указания (пера или курсора), перемещаемого по поверхности основания. При нажатии на кнопку курсора его положение на поверхности планшета фиксируется и координаты передаются в компьютер.
Дигитайзеры подразделяются на электростатические и элект-ромагнитные в зависимости от механизма определения местопо-ложения устройства указания.
Графические планшеты дигитайзеров выполняются на твердей (планшетные дигитайзеры) и гибкой основах (гибкие дигитайзе-ры). Дигитайзеры на гибкой основе имеют меньший вес, более компактны, удобны при транспортировке и более дешевые.
Устройства указания в дигитайзерах выполняются в виде кур-сора или пера.
Перо представляет собой указку , снабженную одной, двумя или тремя кнопками. Существуют перья, определяющие усилие, с которым наконечник пера прижимается к планшету, и имею-щие 256 градаций степени нажима. От степени нажима зависит толщина линии, цвет в палитре и его оттенок. Для реализации художественных возможностей необходимо программное обеспе-чение типа Adobe Photoshop , CorelDRAW и др.
Курсоры применяются в основном проектировщиками в САПР. Они выполняются 4-, 8-12-, 16-клавишными. Обычно используются от двух до четырех клавишей, остальные програм-мируются в программах-приложениях, например в Autocad. Од-ним из лучших считается 4-кнопочный курсор фирмы СаlСоmр.
Тема урока. Устройства вывода информации.
Лет 10 назад о том, чтобы работать на своем компьютере как на печатной машинке или организовать с его помощью мини-типогра-фию, смотреть телевизионные программы, слушать компакт-диски можно было только мечтать.
Но время летит быстро, и сегодня всем известны те периферий-ные аппаратные средства, которые помогают приблизить возможно-сти персоналок практически к безграничным.
Конечно, речь идет о всевозможных устройствах вывода инфор-мации, главным назначением которых является преобразование ин-формации, содержащейся в двоичном цифровом виде в памяти ма-шины, в форму, понятную для восприятия человеком.
Устройства вывода информации — это аппаратные средства компь-ютера, предназначенные для вывода из него цифровой информации путем преобразования ее в аналоговый вид и представления в форме, понятной человеку.
Аппаратное обеспечение любого устройства вывода так же, как и устройства ввода, включает в себя само устройство, управляющий блок — контроллер (или адаптер), интерфейсные шнуры с разъема-ми, соответствующими портам на материнской плате, и драйвер это-го конкретного устройства.
Мы знаем, что благодаря своим органам чувств человек может воспринимать визуальную, знаково-символьную, аудиоинформа-цию, тактильную (осязательную) информацию, запахи и вкусы.
Из этих форм сегодняшний персональный компьютер, пожалуй, не может удовлетворить лишь наши органы обоняния и вкусовые рецепторы — вывод «пахнущей» и «вкусной» информации — это перспектива будущего. А вот все остальные понятные нам формы компьютер выдает в совершенно реальном виде.
Согласно этому, все устройства вывода информации мы можем разделить на несколько классов:
Мониторы — вывод видеоинформации;
Принтеры — вывод знаково-письменной информации;
- плоттеры (графопостроители) — вывод графической инфор-мации;
Колонки, наушники, динамики — вывод звуковой информа-ции;
Устройства виртуальной реальности — вывод осязательной ин-формации.
Тема урока. Мониторы: классификация, характеристики и принцип действия.
1. Мониторы: классификация, характеристики и принцип действия.
Монитор — это устройство вывода символьной и графической инфор-мации на экран, путем преобразования компьютерного (машинного) ее представления в форму, понятную человеку.
Можно сказать монитор — это устройство отображения визуаль-ной (зрительной) информации.
Иначе мониторы называют дисплеями, реже — видеотерминала-ми (обычно так называют монитор, удаленный от других частей ком-пьютера). Монитор является одной из ос-новных частей ПК, и от его характеристик в значительной степени зависит удобство использования компьютера.
Монитор подключается к материнской плате через плату видео-адаптера (видеокарту), а его нормальную работу обеспечивает набор драйверов — специальной программы, поставляемой вместе с мони-тором.
Совокупность монитора, видеокарты и их драйверов образует видео-систему персонального компьютера.
Сегодня можно встретить огромное число мониторов различных фирм и моделей. Чтобы как-то разобраться в их разнообразии, нужно четко представлять признаки, по которым они классифицируют-ся.
Мы рассмотрим их классификацию по:
1) размеру, который определяется, как и у телевизоров, по диагонали экрана;
2) функциональным признакам — алфавитно-цифровой или графический;
3) количеству воспроизводимых цветов — монохромный или цветной;
4) физическим принципам формирования изображения — на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), жидкокристаллические, плазменные и электролюминесцентные.
Разумным выбором по критерию «размер экрана» среди мони-торов может быть дисплей с диагональю 17 дюймов и более.
Алфавитно-цифровой монитор (сегодня, кстати, его нигде не встретишь) может воспроизводить только ограниченный набор сим-волов. Его можно сравнить с дисплеем обычных наручных электрон-ных часов, на котором можно увидеть только цифры и буквы. Слож-ных картинок на нем не воспроизведешь.
Графические мониторы приспособлены для воспроизведения любой информации: и цифровой, и графической.
Монохромный монитор может воспроизводить изображение в каком-то одном цвете с различными градациями яркости. Цветной монитор выдает изображение сразу в нескольких цветах. Их количе-ство может быть от 16 до 16 800 000.
Плазменные дисплеи представляют собой набор газоразрядных ячеек — стоят дорого, и их энергопотребле-ние достаточно высокое.
Люминесцентные дисплеи состоят из матрицы активных индикаторов, дающих ка-чественное изображение, но они также очень энергоемкие и дорогие.
Мониторы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) работают по тому же «принципу, что и обычные телевизоры: пучок электро-нов, испускаемый электронной пушкой, моделируется специаль-ными электродами и попадает на экран, покрытый люминофором. Изображение на экране состоит из множества отдельных точек, называемых пикселями.
Пиксель — минимальный размер изображения на экране.
Под действием развертки электронный луч скользит по экрану строка за строкой и формирует изображение.
Цвета на мониторе (как и на телевизионном экране) получа-ются аддитивным (суммарным) смешением трех основных цве-тов: RGB, т.е. красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blu). Эта триада, смешанная с одинаковой интенсивностью, дает бе-лый цвет, а для того чтобы добиться цветовых оттенков, интен-сивность каждого из этих цветов дозируется в необходимой про-порции.
Электромагнитное излучение ЭЛТ мониторов генерируется пушкой, которая разгоняет электроны и расположена в задней части монитора, а рентгеновское излучение возникает в момент столкновения электронов с внутренней поверхностью экрана. Конечно, современные ЭЛТ мониторы имеют противорадиаци-онную защиту, однако полностью подавить возникающее излуче-ние не представляется возможным.
ЖК монитор не имеет этих недостатков: его электромагнитные поля находятся на уровне фона от блока питания, а создаваемое им изображение абсолютно не мерцает. Уже одно только это об-стоятельство заставляет тех, кто профессионально связан с ком-пьютерной техникой, серьезно задумываться над приобретением ЖК панели. К недостаткам ЖК монитора относятся пока еще не-достаточно точная цветопередача, а также неравномерность ярко-сти изображения. В пользу приобретения ЖК монитора говорит его эргономичность. Это касается тех, кто проводит много времени перед экраном телевизора. Дело в том, что некоторые модели ЖК мониторов помимо стандартного VGA-входа для подключения к компьютеру имеют также видеовход, на который можно подать сигнал с телевизора, TV-тюнера или видеомагнитофона. Это дает возможность избавиться и от вредного воздействия телевизионной ЭЛТ, которое значительно сильнее, чем у ЭЛТ монитора.
В современных тонкопленочных полупроводниковых жидко-кристаллических мониторах используется технология ТFТ. Жидкокристаллическое вещество расположено между двумя слоями стекла.
Высокая эффективность ЖК-мониторов обусловлена малым расходом ма-териалов и энергии.
Традиционные ЭЛТ мониторы обновляют изображение на эк-ране по одному пикселу, поэтому для них крайне важна частота кадровой развертки, которая определяет время обновления изоб-ражения. От ее значения зависит визуальное мерцание изображе-ния на экране. В ЖК мониторах изображение обновляется пост-рочно, поэтому оно не дрожит практически при любом разумном значении частоты кадровой развертки.
При одинаковых размерах и высокой контрастности изображе-ния ЖК панели имеют неоспоримое преимущество перед тради-ционными ЭЛТ мониторами: они значительно легче и занимают очень мало места, а некоторые модели можно повесить на стену, что совсем избавит вас от необходимости отводить под монитор место на рабочем столе.
Следует обратить внимание еще на одну удобную особенность, которую имеют некоторые модели ЖК мониторов, - возмож-ность повернуть дисплей на 90° и таким образом изменить аль-бомную ориентацию экрана на портретную. Это очень удобно при работе с WеЬ-страницами или большими документами, когда дополнительная высота изображения в порт-ретной ориентации оказывается крайне полезной.
К основным характеристикам мониторов относится разрешающая способность , размер точки покрытия экрана и кадровая частота.
Разрешающая способность — это максимальное количество точек (пикселов), которое данный тип монитора способен воспроизвести по горизонтали и вертикали.
Понятно, что чем больше этих точек уместится по горизонтали и вертикали, тем более качественной будет картинка на мониторе.
Разрешающая способность зависит как от характеристики самого монитора, так, даже в большей степени, от характеристик видеокон-троллера, который предусматривает два режима работы мониторов: текстовый и графический.
От величины разрешающей способности зависит четкость изобра-жения на экране монитора, причем принято считать, что в текстовом режиме мониторы не очень отличаются друг от друга по четкости картинки, а в графическом режиме с ростом разрешения растет и ка-чество изображения.
На качество изображения существенное влияние оказывает та-кой физический параметр дисплея, как размер точки покрытия эк-рана , или, как говорят компьютерщики, «зерна люминофора». Этот параметр определяет расстояние между точками.
Для современных мониторов , находящихся сейчас в продаже, этот параметр варьируется от 0,32 мм до 0,25 мм. Нельзя путать по-нятия «зерно» и «пиксель». Размер зерна изменить нельзя, а размер пикселя зависит от режима видеоадаптера. Хорошим монитором следует считать дисплей, у которого размер точки не более 0,28 мм.
К еще одной важной характеристике мониторов относится макси-мальная к адровая частота развертки . От нее зависит хорошая устой-чивость изображения и отсутствие мерцания на экране. Чем выше кадровая частота, тем меньше будет «рябить» экран вашего монитора.
Рекомендуется пользоваться мониторами с частотой развертки не менее 85 Гц, это значит, что изображение на экране обновляет-ся 85 раз в секунду. Более низкая частота опасна для глаз — мерца-ние утомляет и может привести к преждевременной потере зрения.
Обратите внимание , что все важнейшие характеристики монито-ра напрямую связаны между собой. Изменение одного из параметров повлечет за собой изменение работы другого, например, умень-шив разрешение, количество поддерживаемых цветов возрастет (как, впрочем, и максимальная частота развертки).
Почти все современные мониторы снабжены специальным циф-ровым управлением, позволяющим вручную отрегулировать множе-ство параметров:
· пропорциональное сжатие/растяжку изображения по горизон-тали и вертикали;
· сдвиг изображения по горизонтали или вертикали;
· коррекцию «бочкообразных искажений» (т. е. таких, когда края изображения на экране слишком выпуклы или, наоборот, вогнуты);
· трапециевидные и параллелограммные искажения, также связанные с «геометрией» изображения;
· цветовую «температуру», т. е. соотношение основных экран-ных цветов — красного, зеленого и синего.
В профессиональных мониторах высокого класса вы сможете най-ти еще несколько десятков всевозможных настроек и регулировок, многие из которых осуществляются непосредственно из компьютера.
Задняя сторона таких мониторов украшена множеством необыч-ных разъемов, через которые и осуществляется тонкая настройка цве-тов и параметров изображения. В частности, так называемая «калиб-ровка» — точная подгонка цветов на мониторе под заданные эталоны.
Тема урока. Видеоадаптеры.
Видеокарта (видеоадаптер). Основное назначение ви-деокарты — управление процессом вывода информации на экран монитора, ее характеристики должны соответствовать парамет-рам монитора. Чем больше разрешающая способность экрана монитора и его размер, тем выше требования к видеокарте. Конст-руктивно видеокарта выполняется обычно в виде платы расшире-ния, которая вставляется в соответствующий слот на материнс-кой плате. В старых компьютерах для этого использова-лись шины ISA, затем РСI. В современных компьютерах видеокар-та использует специальный слот - АGР.
Основными компонентами современного видеоадаптера явля-ются видеоконтроллер, видео BIOS, видеопамять, специальный цифроаналоговый преобразователь RAMDAC и микросхемы ин-терфейса с системной шиной.
Все современные видеоподсистемы могут работать в двух ос-новных видеорежимах: текстовом или графическом. Текстовый режим в современных операционных системах используется толь-ко на этапе начальной загрузки.
В графическом режиме для каждой точки изображения (пиксе-ла) отводится 1 ...32 бита (от монохромного режима до цветного). Максимальное разрешение и количество воспроизводимых цве-тов конкретной видеоподсистемы в первую очередь зависят от общего объема видеопамяти и количества бит, приходящихся на один элемент изображения. Существует несколько стандартов ви-деокарт . Основными параметрами в этих стандартах являются раз-решение (количество пикселов по горизонтали и вертикали), ко-личество отображаемых на экране цветов и частота кадровой раз-вертки, которая определяет частоту перерисовки (регенерации) изображения на экране монитора.
В настоящее время все видеокарты должны соответствовать стан-дартам VESA SVGA, который определяет следующие основные характеристики:
· разрешение — число пикселов по горизонтали х число пиксе-лов по вертикали:
640x480; 800x600; 1024x768; 1152x864; 1280x1024; 1600x1280; 1800x1350;
· глубина цвета — количество бит на пиксел (цветов).
Частоты кадровой развертки (56; 60; 72; 75; 85; 90; 120 Гц). Частота кадровой развертки является чрезвычайно важным с точки зрения эргономики параметром. Изображение на экране монитора рисуется электронным лучом с частотой смены кадров, равной частоте кадровой развертки. Если эта частота ниже 75 Гц, то глаз успевает заметить мерцание изображения, что действует на него утомляюще. Мерцание наиболее заметно на белом фоне.
Для того чтобы выставить необходимую глубину цвета, откройте Панель управления и выберите пункт «Экран» (или нажмите пра-вую кнопку мыши на рабочем столе и выберите пункт «Свой-ства»). Перейдите на закладку «Настройка». В разделе «Цветовая палитра» выберите необходимый режим и нажмите кнопку «При-менить».
Для нормальной работы установите режим HighColor или TrueColor.
Объем видеопамяти . От этого параметра зависит возмож-ность карты поддерживать различные параметры вывода изобра-жения на экран монитора.
Объем видеопамяти , необходимой для поддержки того или иного режима, определяется следующим образом: надо умно-жить количество пикселов изображения по горизонтали и верти-кали на число бит и разделить полученное значение на 8 (число бит в байте). Так можно получить максимально возможное зна-чение разрешения для различных объемов видеопамяти. Нетруд-но определить, что для поддержки максимального разрешения 1600х 1280 при глубине цвета 32 бита требуется видеопамять объ-емом 8 Мбайт. Работа с графическими приложениями, трехмер-ной графикой и видео накладывает повышенные требования ко всем характеристикам видеокарты, особенно к ее памяти. Поэтому в настоящее время выпускаются карты с объемом памяти не менее 128 Мбайт.
Стандарты безопасности. Существует несколько стан-дартов, которых придерживаются ведущие производители мони-торов. Перечислим лишь наиболее известные.
Стандарт DPMS опре-деляет режимы управления энергопотреблением, которые могут быть использованы, когда монитор бездействует.
В режиме Standby происходит только гашение экрана (отклю-чение высокого напряжения на кинескопе), в режиме Suspend - снижение температуры накала катодов СRТ.
Современные материнские платы поддерживают еще один ре-жим — Hibernate («зимняя спячка»). При входе в этот режим все содержимое оперативной памяти сохраняется на жестком диске, монитор и жесткие диски отключаются, после чего компьютер выключается. Достоинством этого режима является то, что при активизации компьютера, которая обычно осуществляется нажа-тием на любую клавишу клавиатуры, восстанавливается состоя-ние рабочего стола, открытых и свернутых окон, т.е. компьютер полностью воспроизводит свое состояние на момент «засыпание».
Шведская спецификация Nutek — Национальный совет ин-дустриального и технического развития Швеции, требует, чтобы переход монитора в первый режим сохранения энергии (Standby) происходил в том случае, если мышь или клавиатура не исполь-зовались более 5 мин (но менее 1 ч); при этом вернуться в нор-мальное состояние монитор может за 3 с. В этом режиме величина мощности должна обязательно быть меньше 30 Вт, а желательно -меньше 15 Вт. Через 70 мин мощность, потребляемая монитором, должна быть обязательно снижена до уровня менее 8 Вт, а желательно — до уровня менее 5 Вт. Время выхода из второго режима (Off) не оп-ределено. Уровни экономного потребле-ния энергии, определенные Nutek, были включены в аттестационные системы ТСО"92 и ТСО"95.
Аббревиатура ТСО расшифровывается как Шведская федерация профсоюзов. Первоначально экологические стан-дарты распространялись только на мониторы как на самый опасный элемент компьютера. Разработчиков интересова-ла лишь минимизация уровня различ-ных излучений. ТСО"92 в этом смысле оказался очень жестким. Его преемник ТСО"95 всего лишь расширил область применения ТСО, впервые сделав попытку описать требования к другим эле-ментам компьютера. Кроме того, особое внимание было уделено защите окружающей среды в процессе производства и безвред-ной утилизации после срока службы всех сертифицируемых из-делий. Требования стандарта ТСО"99 в основном сосредоточены на эргономике, экологии и защите окружающей среды. Под стандарт отныне попадают отдельной строкой мониторы с жидкокристаллическим экраном, компьютеры, ноутбуки и кла-виатуры.
Все требования стандарта ТСО"99 объединены в семь групп:
1. визуальные эргономические требования (требования к четко-сти изображения);
2. визуальные эргономические требования (требования к стабиль-ности изображения);
3. факторы внешнего воздействия;
4. требования к излучениям и энергосбережению;
5. требования к электрической безопасности;
6. экологические требования;
7. дополнительные характеристики.
Тема урока. Дополнительные устройства обработки видеосигнала.
Чтобы лучше понять, о чем пойдет речь, представь-те себе стереофильм. Вспомните, в недалеком прошлом у нас в стра-не были стереокинотеатры, где перед просмотром фильма каждому зрителю выдавались стереоочки. И уж если на экране падало дере-во, то, глядя на это через стереостекло, весь зал отклонялся, так как была иллюзия, что дерево падало именно на вас. Это был эффект «виртуальной реальности».
Виртуальная реальность — это процесс моделирования физических воздействий благодаря средствам видеотехнологии.
Изображение — это то, с чем имеет дело пользователь персо-нального компьютера. Значит, чтобы на экране монитора добиться эффекта «стерео», необходимо из двухмерной «картинки» сделать «трехмерную». Для этого надо всего лишь разделить воспринимае-мую нашими глазами картинку на мониторе на две картинки, но конкретно для правого и для левого глаза, причем отличаться эти картинки одна от другой будут только углом поворота по отношению к пользователю.
Эти картинки необходимо показывать одновременно, на одном экране, где они буду накладываться одна на другую. А чтобы зритель воспринимал их как единое целое и смотрел при этом сразу «в два глаза», нужно одеть на него специальные разноцветные очки, в ко-торых каждый глаз воспринимает только ту картинку, которая для него предназначена.
Данная технология теоретически достаточно простая. Аппарату-ры для нее, помимо копеечных очков, никакой не требуется. А вот кто захочет создавать программы, игры и фильмы для та-ких очков, должен знать: это весьма трудоемкий и сложный процесс. Поэтому во всем мире существует всего пара десятков игр и энцик-лопедий, созданных для разноцветных «виртуальных» очков.
Позднее появился другой метод искусственного разделения кар-тинки при помощи аппаратных средств самого ПК. Необходим не-большой «сдвиг по фазе» при создании копии картинки на экране. Эта чуть-чуть повернутая по отношению к оригиналу копия вместе с оригиналом подается в нужный момент на экран, и «трехмерная» картинка готова, заметьте, практически без участия сложной про-граммы. Таким образом можно «отрехмерить» любую игрушку, даже абсолютно ничего не знавшую о «виртуальной реальности»!
Затем дешевые пластиковые очки заменили на два небольших жидкокристаллических монитора — один для правого, другой для левого глаза, причем подвинули их к глазам поближе, на расстояние нескольких сантиметров, что, заметьте, очень утомляет глаза и вы-зывает головную боль.
Именно по такому принципу был создан прогремевший лет 5 назад «шлем виртуальной реальности» , который до сих пор продается в ряде компьютерных фирм по цене от 500 до 700 дол. Есть еще одна, пожалуй, оптимальная и по цене, и по качеству технология «вирту-альной реальности» — жидкокристалличес-кие очки . Сами по себе такие очки ничего не по-казывают. А могут они лишь попеременно прикрывать то один, то другой глаз специ-альными жидкокристаллическими «заслон-ками». Этот процесс происходит с большой скоростью — а параллельно ему на экран монитора подаются картинки для левого и правого глаза. При этом «разбивкой» обыч-ного изображения занимается специальное устройство, устанавли-вающееся между видеокартой и монитором.
Единственный недостаток этого метода — вдвое снижается час-тота вертикальной развертки видимого вами изображения за счет попеременной демонстрации картинки, из чего следует, что только самые лучшие мониторы «потянут» частоту 120 Гц в режиме 800 х 600. Последний «писк» очковой моды — так называемые «виртуаль-ные мониторы». За этим громким названием скрываются уже зна-комые нам «очки» с жидкокристаллическими дисплеями, в дужки которых вставлены солидные наушники, которые имитируют вы-сококачественное звучание.
Тема урока. Принтеры: классификация, характеристики и принцип действия.
1. Принтеры — устройства вывода текстовой и графической информа-ции из персонального компьютера на бумажный носитель.
В современных моделях принтеров существует возможность вы-вода информации не только на бумагу, а также на носитель другого рода, например, — синтетическую пленку.
Принтеры — довольно обширный класс устройств, включающих до 1000 различных модификаций. Чтобы как-то определиться с ха-рактеристиками, принтеры классифицируют по:
· цветности (цветные и черно-белые);
· скорости печати (этот параметр измеряется в количестве вы- веденных символов за единицу времени). У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч символов в секунду;
· по разрешающей способности (этот параметр отражает возможность принтера выводить мелкие линии и точки и измеряется максимальным количеством линий, длина которых равна их ширине, на один квадратный сантиметр или дюйм). У совре-менных принтеров этот параметр может достигать нескольких
тысяч точек на один дюйм (dpi — дюйм на пиксел);
· по ширине каретки принтера (этот параметр отражает макси-мально возможный формат документа);
· по способам печати (ударные и безударные);
· по формированию выводимой информации при печати: по-следовательное — документ формируется символ за символом, параллельное (строчное) — формируется сразу вся строка, и страничное — формируется изображение целой страницы;
· по печатанию изображения на бумаге: литерные, матричные, термические, струйные, лазерные.
Все принтеры, как правило, работают в двух режимах: текстовом и графическом .
В текстовом режиме на принтер из ЭВМ посылаются коды символов, которые надо распечатать. Принтеры поддержива-ют наиболее распространенные шрифты и их разновидности.
При печати имеется возможность выбирать один из четырех режимов ка-чества получаемого изображения:
Режим черновой печати (Draft);
Режим печати, близкой к типографскому (NLQ);
Режим с типографским качеством печати (LQ);
Сверхкачественный режим (SLQ).
Переключение режимов работы , в зависимости от типа принте-ра, может осуществляться как программно, так и аппаратно, путем нажатия имеющихся на принтерах кнопок.
В графическом режиме на принтер посылаются коды, определя-ющие последовательность и местоположения точек изображения. Со-временные принтеры в графическом режиме за счет имеющихся у них в памяти символов псевдографики позволяют реализовать сервисные режимы печати (плотную, с двойной шириной, печать за два прохо-да, многоцветную печать и т. п.).
Устройства вывода информации
Монитор. Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, установленной в компьютере.
Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей и единиц) хранится в видеопамяти, размещенной на видеокарте. Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.
Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера (человек не замечает мерцание изображения). Для сравнения можно напомнить, что частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.
В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) - рис. 4.14.
Изображение на экране монитора создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов).
 |
| Рис. 4.14. ЭЛТ монитора |
Система управления пучком заставляет пробегать его построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно яркость свечения точки люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора, так как люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра. Качество изображения тем выше, чем меньше размер точки изображения (точки люминофора), в высококачественных мониторах размер точки составляет 0,22 мм.
Однако монитор является также источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного и рентгеновского излучений, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Современные мониторы практически безопасны, так как соответствуют жестким санитарно-гигиеническим требованиям, зафиксированным в международном стандарте безопасности ТСО"99.
В портативных и карманных компьютерах применяют плоские мониторы на жидких кристаллах (ЖК). В последнее время такие мониторы стали использоваться и в настольных компьютерах.
LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы - рис. 4.15) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.
 |
| Рис. 4.15. Монитор на ЖК |
Преимущество ЖК-мониторов перед мониторами на ЭЛТ состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений и компактности.
Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и обычно составляет 15, 17 и более дюймов.
Принтеры. Принтеры предназначены для вывода на бумагу (создания "твердой копии") числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.
Матричные принтеры (рис. 4.16) - это принтеры ударного действия. Печатающая головка матричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24), которые под воздействием магнитного поля "выталкиваются" из головки и ударяют по бумаге (через красящую ленту). Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку символов.
 |
| Рис. 4.16. Матричный принтер |
Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество печати оставляет желать лучшего (соответствует примерно качеству пишущей машинки).
В последние годы широкое распространение получили черно-белые и цветные струйные принтеры (рис. 4.17). В них используется чернильная печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу. Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения.
 |
| Рис. 4.17. Струйный принтер |
Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту) и производят мало шума. Качество печати (в том числе и цветной) определяется разрешающей способностью струйных принтеров, которая может достигать фотографического качества 2400 dpi. Это означает, что полоска изображения по горизонтали длиной в 1 дюйм формируется из 2400 точек (чернильных капель).
Лазерные принтеры (рис. 4.18) обеспечивают практически бесшумную печать. Высокую скорость печати (до 30 страниц в минуту) лазерные принтеры достигают за счет постраничной печати, при которой страница печатается сразу целиком.
Акустические колонки и наушники. Для прослушивания звука используются акустические колонки или наушники, которые подключаются к выходу звуковой платы.
Вопросы для размышления
1. Какие физические параметры влияют на качество изображения на экране монитора?
Практические задания
4.6. Ознакомиться с устройством компьютера и историей вычислительной техники, посетив виртуальные компьютерные музеи в Интернете.
Приветствую вас на просторах блога о компьютерах – сайт. В сегодняшнем третьем уроке мы поговорим о дополнительных устройствах, которые можно подключить к компьютеру.
Об основных устройствах компьютера вы можете узнать в уроке. Дополнительными могут быть устройства для ввода, вывода и ввода-вывода информации из компьютера.
Устройства вывода – это устройства, преобразовывающие цифровой тип данных (находящихся в компьютере) в форму, которую человеку удобно воспринимать. Например, в компьютере находится какой-то документ, который вы можете распечатать на принтере. В свою очередь принтер является устройством вывода, то есть он выводит в ощутимую форму то, что вы видите на экране компьютера.
Устройства ввода – это устройства, которые служат для ввода информации в компьютер. Если предыдущий термин означал, что мы берем информацию из компьютера, то здесь все наоборот. Например, компьютерная мышь является устройством ввода. Мы превращаем механические действия в цифровой сигнал, который передается компьютеру.
Рассмотрим, какими же могут быть устройства для ввода и вывода информации. Возьмем основные, которые используют как начинающие, так и закоренелые пользователи компьютера.
Устройства вывода
Начнем с устройства, которое было упомянуто выше – принтер.
Принтер – это устройство, которое переводит текст и графику с компьютера на лист бумаги. Это и есть вывод информации с электронного вида в физический.
Колонки и наушники — звуковые устройства вывода, они преобразовывают электрический сигнал, который выдает компьютер в звук. Думаю, все с ними знакомы, не буду сильно углубляться.
Проектор – устройство для вывода графической и текстовой информации с компьютера. Проецирует изображение на плоской поверхности, увеличивая его в разы.
Также к устройствам вывода относится и монитор (дисплей), по сути, без него не возможно работать за компьютером (вы могли видеть его в первом уроке).
Устройства ввода
Самые используемые устройства ввода – мышь и клавиатура. Мышь можно назвать непрерывным устройством ввода, поскольку она достаточно часто и быстро меняет свое положение. Они являются основными, но в сегодняшней статье мы говорим о дополнительных устройствах, поэтому идем дальше.
Микрофон – устройство, которое преобразовывает звук в колебание электрического тока. Компьютер улавливает эти самые колебания тока и преобразовывает в информацию (в звуковую дорожку), которую вы можете записать и позже прослушать на тех же колонках.
Сканер – устройство, которое преобразовывает текст и графику из физического объекта в электронный. Проще говоря, сканер – противоположность принтера.
Джойстик – устройство ввода, которое используется зачастую в играх. Заменяет мышь и клавиатуру.
Устройства ввода-вывода
Эти устройства могут, как вводить информацию в компьютер, так и выводить. К этим устройствам принадлежат:
Флеш-накопитель (флешка) – устройство, которое хранит информацию. Этой информацией можно манипулировать. Например, копировать файлы с компьютера на флешку и наоборот.
Дисковод – позволяет записывать информацию с компьютера на носитель (диск), а после, копировать с носителя в компьютер (например, записали сотню любимых песен и подарили другу, он скопировал себе их в компьютер).
На этой оптимистической ноте заканчиваем экскурс по устройствам ввода и вывода . Что мы узнали в данном уроке? Мы узнали, какие бывают дополнительные устройства компьютера, что такое устройства ввода и вывода, рассмотрели на примерах, какими они могут быть и их предназначение. Желаю легкого обучения без мучения!
1. Монитор (дисплей ) относится к основным устройствам любого ПК, без которого невозможна эффективная работа. В процессе работы на экране дисплея отображаются как вводимые пользователем команды и данные, так и реакция системы на них.
Мониторы могут работать в двух режимах: текстовом и графическом. В тестовом режиме мониторы способны воспроизводить только ограниченный набор символов, причём символы могут выводиться только в определенные позиции экрана (чаще всего на экран можно вывести 24 или 25 строк по 40 или 80 символов в строке); в графическом –отображают как графическую, так и текстовую информацию, при этом экран разбит на множество точек (пикселей), каждая из которых может иметь тот или иной цвет. Из этих светящихся точек и формируется изображение.
По количеству воспроизводимых цветов мониторы бывают монохромными и цветными. Монохромные устройства способны воспроизводить информацию только в каком-либо одном цвете, возможно, с различными оттенками (градациями яркости). Цветные дисплеи обеспечивают отображение информации в нескольких оттенках цвета (от 16 оттенков до более чем 16 млн). Фактически, современные дисплеи могут отображать столько оттенков, сколько позволяет видеокарта, память которой хранит информацию о цветах точек экрана.
По принципам формирования изображения различают дисплеи на основе электронно-лучевой трубки, жидкокристаллические, плазменные, светодиодные.
Дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) работают подобно телевизору. Под воздействием электрических полей в «электронной пушке» разгоняется поток электронов. Далее при помощи электромагнитных полей пучок отклоняется в нужную сторону. Затем этот поток фокусируется, доходит до экрана и заставляет светиться маленькое пятнышко люминофора (зерно экрана) с яркостью, пропорциональной интенсивности пучка. Так работают монохромные устройства. В цветных мониторах зерно экрана составляют три пятнышка люминофора разного цвета (красного, зелёного и синего) и потоки электронов посылаются тремя «пушками», причём электронный луч для каждого цвета должен попадать на свой люминофор. Преимущества: современные ЭЛТ-дисплеи имеют высокое качество изображения, достаточно дёшевы и надёжны. Недостатки: такие дисплеи достаточно громоздки, потребляют много энергии, имеют более высокий уровень излучения, чем дисплеи других типов.
Жидкокристаллические дисплеи или LCD-дисплеи. Их действие основано на эффекте потери жидкими кристаллами своей прозрачности при пропускании через них электрического тока. Преимущества: жидкокристаллические дисплеи не создают вредного для здоровья пользователя излучения, наиболее экономичны в потреблении энергии, обеспечивают хорошее качество изображения. Недостатки: если смотреть на экран сбоку, то почти ничего нельзя разглядеть.
Газо-плазменные дисплеи. Действие основано на свечении газа при пропускании через него электрического тока. Схема такова: имеются два листа, между ними инертный газ; один из листов прозрачный, а на втором расположены электроды, на которые подаётся напряжение. Обычно газо-плазменные индикаторы состоят из нескольких подобных элементарных ячеек, число точек в каждой из которых подобрано наиболее оптимальным образом для отображения одиночных символов.
Светодиодные матрицы (LED-дисплеи). Обычно применяются во встроенных ЭВМ (используемых в автоматизированных линиях на промышленном производстве, в робототехнике и так далее) для отображения небольших объёмов текстовой информации.
Размер экрана по диагонали;
Размер зерна экрана – расстояние в миллиметрах между двумя соседними люминофорами одного цвета;
Разрешающая способность – число пикселей (точек экрана) по горизонтали и вертикали. Она зависит от размера экрана и размера зерна экрана, но может изменяться (в определённых пределах) с помощью программной настройки;
Число передаваемых цветов (зависит от объема памяти видеокарты);
Частота кадровой развёртки (частота синхронизации) – это число изображений на экране монитора, перерисовываемых лучом электронной трубки за единицу времени. Измеряется в герцах.
Соответствие стандартам безопасности: мониторы с внутренним экранированием и пониженным уровнем излучения, допустимый уровень излучения монитора, антибликовое покрытие и т.д.
2. Видеокарта – это устройство, управляющее дисплеем и обеспечивающее вывод изображений на экран. Она определяет разрешающую способность дисплея и количество отображаемых цветов. Сигналы, которые получает дисплей формируются именно видеокартой.
Возможности ПК по отображению информации определяются совокупностью (и совместимостью) технических характеристик дисплея и его видеокарты, то есть видеосистемы в целом. Практически все современные видеокарты принадлежат к комбинированным устройствам и помимо главной своей функции – формирования видеосигналов – осуществляют ускорение выполнения графических операций. Для этого на видеокарте устанавливаются специальные процессоры, позволяющие выполнять многие операции с графическими данными без использования центрального процессора. Такие устройства называются видеоадаптерами. Они значительно ускоряют вывод информации на экран дисплея при работе с графическими программными оболочками, трёхмерной графикой и при воспроизведении динамических изображений.
3. Принтер – печатающее устройство для получения «твёрдой» копии документа. Все печатающие устройства подразделяются по принципу работы на матричные, струйные, лазерные.
Принцип действия матричных принтеров состоит в том, что головка с иголками, ударяя по красящей ленте, оставляет на бумаге сформированный из набора точек символ. Достоинствами принтеров данного типа является высокая надежность и низкая стоимость расходного материала. Недостатки: сильный шум, низкое качество и скорость печати, отсутствие автоматической подачи бумаги.
В струйных принтерах через специальные отверстия – сопелы – под давлением выдуваются чернила, тем самым формируя изображение. Их производительность заметно выше, чем у матричных принтеров. Работают они бесшумно, имеют достаточно высокое качество печати а автоматическую подачу бумаги. Основное достоинство – доступная цветная печать. Недостатки: высокая стоимость расходного материала, при попадании влаги на изображение ведет к его растеканию.
Работа лазерных принтеров основана на принципе ксерографии – изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички специальной краски (тонера). При прокатывании листа бумаги вдоль барабана рисунок переносится на бумагу, а затем фиксируется за счёт нагрева или давления. Лазерные принтеры работают очень тихо и значительно быстрее матричных и струйных принтеров и дают отпечатки высокого качества – очень чёткие, контрастные. Недостатки: требует бумагу очень высокого качества, дорогая цветная печать.
Основные пользовательские характеристики:
Разрешающая способность;
Скорость печати определяется двумя факторами – временем механической протяжки бумаги и скоростью обработки поступающих данных;
объем памяти; принтеры, как правило, оборудованы процессором и внутренней памятью (буфером), которые принимают и обрабатывают данные.
4. Плоттер или графопостроитель. Плоттер является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Он предназначен для вывода таких графических материалов, как чертежи, графики, схемы, диаграммы, входящие в комплект конструкторской или технологической документации. Пишущий узел имеет несколько штифтов для закрепления специальных фломастеров. Штифты могут подниматься над бумагой (линия не рисуется) или опускаться для рисования. Узел перемещается вдоль бумаги по специальным направляющим. Плоттеры бывают планшетными и рулонными.
5. Видеопроекторы – устройства вывода информации на светлую вертикальную поверхность (экран, стену).
6. Колонки, наушники – устройства вывода звуковой информации.
К компьютеру можно подключать дополнительные устройства.
Устройства вывода компьютера
Устройства ввода компьютера
 |
Это — микрофон.
C микрофона компьютер вводит звук в свою память. Микрофон — это устройство ввода . |
 |
Это — сканер.
Сканер позволяет компьютеру вводить тексты и рисунки с бумаги в свою память. Сканер — это устройство ввода . |
 |
Это — джойстик. Джойстик — устройство ввода команд, хорошо знакомое любителям компьютерных игр. Джойстиком удобно управлять героями игр на экране компьютера. |
Устройства ввода и вывода
Информацию можно вводить в компьютер с лазерного диска . И наоборот, записывать на диск. Ввод и вывод информации с диска компьютер выполняет при помощи дисковода .
Это — флеш-накопитель (или просто флешка):
Флешку легко вставить в разъём компьютера:
У флешки есть память, из которой компьютер может вводить информацию. На память флешки компьютер может выводить информацию.
Флешка — это устройство ввода и вывода .
А память флешки — это устройство хранения информации :
К компьютеру можно подключить станок на заводе. И тогда производство продукта происходит без участия человека.
Станок — это тоже устройство ввода и вывода .
Из компьютера в станок поступают команды (выводятся из
компьютера).
В компьютер поступает информация о ходе работы станка
(вводится в компьютер).
Ниже на рисунке показан вышивальный станок, которым управляет компьютер.
 Фотокамера  Видеокамера |
Фотокамера и видеокамера имеют внутри карту памяти для хранения отснятого материала. Компьютер может вводить информацию с карты памяти такого устройства и, наоборот, записывать информацию на карту памяти (выводить ). Получается, что фотокамера и видеокамера для компьютера — это устройства ввода и вывода . А память камеры — это устройство хранения информации . |
Устройством ввода и вывода для компьютера является и мобильный телефон:
- Устройство вывода — на него информация выводится из компьютера (монитор, принтер, колонки, наушники).
- Устройство ввода — с него информация вводится в компьютер (мышь, клавиатура, микрофон, сканер, джойстик).
- Устройство ввода и вывода — на него информация выводится и с него информация вводится (дисковод, флешка, фотокамера, видеокамера, телефон, станок с компьютерным управлением).