В рамках данной статьи устройство вывода информации я расскажу вам подробнее о том, что это такое, какие они есть у компьютера, а так же приведу небольшую классификацию.
Примечание : Статья направлена для начинающих пользователей и поэтому содержит базовые знания.
Человек воспринимает информацию с помощью разных чувств. В случае же с компьютером это в основном визуальное и звуковое действие. И казалось бы, тут все должно быть понять. Однако, периодически у пользователей могут возникать проблемы с корректным определением к какому типу относится то или иное устройство. Поэтому в рамках данной статьи я постараюсь более детально описать что такое устройство вывода информации, какие они бывают у компьютера и как их можно разделить.
Устройство вывода информации – что это такое?
Как видите, на картинке представлено много различных устройств, однако далеко не все из них являются устройствами вывода. Так попробуем разобраться в том, что из них что. И начнем с определения.
Это аппаратное средство компьютера, которое позволяет отобразить цифровую информацию понятным для человека образом. Простыми словами, основное назначение таких устройств, как и следует из названия, это вывести информацию таким образом, чтобы человек мог в ней разобраться.
Теперь, если посмотрите, то увидите, что только колонки, монитор, принтер и проектор являются устройствами вывода информации, так как остальные устройства информацию не выводят. Но, рассмотрим этот вопрос подробнее.
Примечание : Стоит понимать, что техническая составляющая не имеет роли в данном случае. Устройство может быть внутри компьютера, как например экран у ноутбука, или же вне, как например, плоттер.
Какие устройства вывода информации у компьютера?
Компьютерная стезя очень бурно развивалась, поэтому сегодня существует немало различных устройств вывода информации. Однако, все они так или иначе ограничены возможностями восприятия человека. Поэтому сверхординарные устройства встречаются очень редко. В большинстве своем это все, что связано видео, аудио и текстовой информацией.
Самым часто встречаемым является монитор, он есть практически у каждого компьютера. И это не удивительно, ведь сегодня практически вся информация связана с графикой.
Конечно, не стоит забывать и о колонках с наушниками. Фильмы и ролики смотрят все. Музыку слушают и того больше.
Более специфические устройства уже касаются трансформации цифровой информации в физические предметы. Как бы эта фраза страшно не звучала, все намного проще. Это принтеры, с помощью которых вы печатаете документы, это плоттеры, которые позволяют печатать плакаты, и так далее.
Существуют и другие примеры, такие как проекторы (встречаются реже, но по сути аналогичны мониторам). Чаще всего у домашних пользователей встречаются именно вышеперечисленные.
Классификация устройств вывода информации
Как это не удивительно, но основная классификация устройств вывода информации идет именно по признакам. И вот они:
1. Графические устройства вывода. Сюда относят все, что связано с графикой. Мониторы, принтеры и прочее
2. Звуковые устройства вывода информации. Сюда относят все, что связано с аудио. Колонки, наушники, встроенные динамики и прочее.
3. Прочие устройства вывода. Несмотря на то, что у человека есть еще органы восприятия, как таковых существенных и находящихся в массовом распространении устройств еще не существует. Поэтому все остальные принято относить к этому типу.
После введения пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с имеющейся программой и вывести полученные результаты для восприятия их оператором или для использования автоматическими устройствами. Выводимая информация может отображаться на экране монитора, печататься на бумаге (с помощью принтера или плоттера), воспроизводиться в виде звуков (с помощью акустических колонок или головных телефонов), регистрироваться в виде тактильных ощущений (технология виртуальной реальности), распространяться в виде управляющих сигналов (устройства автоматики), передаваться в виде электрических сигналов по сети.
Наиболее распространенными устройствами вывода информации являются мониторы (дисплеи) . Подавляющее большинство мониторов для формирования изображения используют электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) или жидкокристаллические матрицы. Причем в настоящее время происходит постепенное вытеснение мониторов с ЭЛТ мониторами, использующими жидкие кристаллы.
Существуют мониторы, основанные на других физических принципах: плазменные, люминесцентные и др.
Например, мониторы, изготовленные по технологии FED (Field Emission Display) базируются на эффекте создания эмиссии по всей поверхности экрана. В отличие от ЭЛТ источником электронов является не отдельная точка (электронная пушка), а целая излучающая поверхность. Облучение производится через маску, в которой число отверстий равно числу пикселей. За счет такой конструкции удается получить яркость изображения такую же, как у мониторов с ЭЛТ, а габариты (толщину) - как у жидкокристаллических мониторов.
Перспективной считается новая технология изготовления мониторов — OLED (Organic Light Emitting Diodes). Их конструкция основана на использовании органических светоизлучающих диодов.
Принтеры , в зависимости от порядка формирования изображения, подразделяются на последовательные, строчные и страничные. Принадлежность принтера к той или иной группе зависит от того, формирует ли он на бумаге символ за символом или сразу всю строку, а то и целую страницу.
По физическому принципу действия принтеры делятся на следующие типы: термографические, лепестковые (ромашковые), матричные (игольчатые), струйные и лазерные.
Конструкция первых двух типов принтеров морально устарела, и они практически уже не используются.
В матричных принтерах изображение формируется из точек ударами иголок по красящей ленте. Под действием управляющих сигналов, поступающих на электромагниты, иголки «выколачивают» краску из ленты, оставляя следы на бумаге. В зависимости от конструкции печатающая головка матричного принтера может иметь 9, 18 или 24 иголки. Все символы формируются из отдельных точек.
Печатающие головки струйных принтеров вместо иголок содержат тонкие трубочки — сопла, через которые на бумагу выбрасываются капельки чернил. Печатающая головка струйного принтера содержит от 12 до 64 сопел, диаметры которых тоньше человеческого волоса.
Известно несколько принципов действия струйных печатающих головок.
В одной из конструкций на входном конце каждого сопла расположен маленький резервуар с чернилами. Позади резервуара располагается нагреватель (тонкопленочный резистор). Когда резистор нагревается проходящим по нему током до температуры 500°С, окружающие его чернила закипают, образуя пузырек пара. Этот расширяющийся пузырек выталкивает из сопла капли чернил диаметром 50...85 мкм со скоростью около 700 км/ч.
В другой конструкции печатающей головки источником давления служит мембрана, приводимая в движение пьезоэлектрическим элементом. Подача электрического напряжения на пьезоэлемент вызывает его деформацию, которая используется для распыления чернил.
Во всех конструкциях принтеров электромеханические устройства перемещают печатающие головки и бумагу таким образом, чтобы печать происходила в нужном месте.
В лазерных принтерах используется электрографический принцип создания изображения. Процесс печати включает в себя формирование невидимого рельефа электростатического потенциала в слое полупроводника с последующей его визуализацией. Визуализация (проявление) осуществляется с помощью частиц сухого порошка - тонера, наносимого на бумагу. Тонер представляет собой кусочки железа, покрытые пластиком. Наиболее важными частями лазерного принтера являются полупроводниковый барабан, лазер и прецизионная оптико-механическая система, перемещающая луч (рис. 10.5).
Лазер генерирует тонкий световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, формирует электронное изображение на светочувствительном полупроводниковом барабане.
Поверхности барабана предварительно сообщается некоторый статический заряд. Для создания электростатического заряда используется сетка или тонкий провод. При подаче на провод высокого напряжения возникает коронный разряд, в результате которого вокруг провода появляется светящаяся ионизированная область пространства. За счет коронного разряда поверхность барабана равномерно заряжается. Для получения изображения на барабане лазер должен включаться и выключаться в соответствии с формируемым изображением, что обеспечивается схемой управления. Управляющие сигналы поступают из ЭВМ в соответствии с хранящимся в памяти изображением. Вращающееся зеркало служит для разворота луча лазера в строку, формируемую на поверхности барабана.
Когда луч лазера попадает на предварительно заряженный барабан, заряд «стекает» с освещенной поверхности. Таким образом, освещаемые и неосвещаемые лазером участки барабана имеют разный заряд. В результате сканирования всей поверхности полупроводникового барабана на нем создается скрытое (электронное, не видимое для человека) изображение.
Поворот барабана на новую строку осуществляет прецизионный шаговый двигатель. Это смещение определяет разрешающую способность принтера и может составлять, например, 1/300, 1/600 или 1/1200 дюйма. Процесс развертки изображения на барабане во многом напоминает построение изображения на экране монитора (создание растра).
Рис. 10.5. Процесс печати лазерного принтера
На следующем этапе работы принтера происходит проявление изображения, т. е. превращение скрытого электронного изображения в видимое. При проявлении изображения используется следующее физическое явление: заряженные частицы тонера притягиваются только к тем местам барабана, которые имеют противоположный заряд по отношению к заряду тонера.
Когда видимое изображение на барабане построено и он покрыт тонером в соответствии с оригиналом, подаваемый лист бумаги заряжается таким образом, что тонер с барабана притягивается к бумаге. Прилипший порошок закрепляется на бумаге за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. В результате этого формируется водоупорный отпечаток. Цветные лазерные принтеры формируют изображение, последовательно накладывая голубой, пурпурный, желтый и черный тонеры на фоточувствительный барабан.
В четырехпроходном цветном принтере скорость печати существенно меньше, чем у черно-белого принтера. В однопроходном цветном принтере четыре картриджа с тонером установлены в одной плоскости друг за другом, каждый рядом со своим бараном. Все цвета наносятся за один проход вместо четырех, поэтому скорость формирования изображения повышается.
Кроме лазерных принтеров, существуют так называемые LED-принтеры (Light Emitting Diode), которые получили свое название из-за того, что полупроводниковый лазер в них заменен «гребенкой» (линейкой) светодиодов. В этом случае не нужна сложная механическая система вращения зеркала. Изображение одной строки на полупроводниковом барабане формируется одновременно.
В табл. 10.1. приведены характеристики принтеров различной конструкции.
Таблица 10.1. Характеристики принтеров
Плоттеры (или графопостроители) - устройства вывода графической информации, которые используются при оформлении больших плакатов, чертежей, географических карт, эскизов печатных плат, диаграмм, гистограмм.
Работа плоттера основана на механических и немеханических способах вывода графической информации. При механическом способе применяются карандаши, перья с чернилами. Аналогично принтерам в немеханических графопостроителях применяются термический, матричный, струйный и лазерный способы печати.
В качестве устройств, способных выполнять функции ввода и вывода информации, могут использоваться коммуникационные адаптеры . С их помощью осуществляют связь между ЭВМ по телефонной линии. Поскольку пока еще телефонные сети работают чаще не с цифровыми, а с аналоговыми электрическими сигналами звукового диапазона, необходимо преобразовать цифровые сигналы, поступающие от ЭВМ, в аналоговые сигналы и передать их в телефонную сеть. На другом конце телефонной линии необходимо осуществить обратное преобразование. Эти преобразования выполняются специальным устройством — модемом (от слов МОдулятор — ДЕМодулятор).
Модем выполняется либо в виде внешнего устройства, которое одним выходом подсоединяется к телефонной линии, а другим — к стандартному порту компьютера, либо в виде обыкновенной платы (карты), которая устанавливается на системную шину компьютера (внутренний модем).
Вывод звуковой информации осуществляется с помощью акустических колонок и головных телефонов (рис. 10.6), которые подключаются через специальный адаптер (контроллер, звуковую плату).
Рис. 10.6. Наушники
Существует несколько способов воспроизведения звуков (в частности, музыкальных произведений). Частотный способ (FM-синтез) воспроизведения звука основан на имитации звука реальных инструментов, а табличный способ (wave-table-синтез) оперирует записанными в памяти звуками реальных инструментов.
Частотный синтез основывается на том, что для получения какого-либо звука используются математические формулы (модели), которые описывают спектр частот конкретного музыкального инструмента. Звуки, получаемые по этой технологии, характеризуются металлическим оттенком.
Волновой синтез основан на использовании цифровой записи реальных инструментов, так называемых семплов (samples). Семплы - это образцы звучания различных реальных инструментов, хранящиеся в памяти звуковой карты. При воспроизведении звуков по технологии волнового синтеза пользователь слышит звуки реальных инструментов, поэтому создаваемая звуковая картина ближе к естественному звучанию инструментов.
Семплы могут храниться двумя способами: либо постоянно в находиться ПЗУ, либо загружаться в оперативную память звуковой карты перед их использованием. Существует большой набор разнообразных семплов, что позволяет формировать практически бесконечное разнообразие звуков.
Дисплей (монитор) является наиболее популярным устройством вывода информации. Существуют монохромные (черно-белые) и цветные дисплеи . Вначале рассмотрим принцип действия черно-белых мониторов.
Рис. 10.7. Электронно-лучевая трубка
Основным узлом дисплея является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) . Порой для обозначения ЭЛТ используют аббревиатуру CRT — Cathode Ray Tube. Одна из возможных конструкций ЭЛТ показана на рис. 10.7.
Перечислим основные детали, из которых состоит ЭЛТ: катод, анод, модулятор, горизонтальные отклоняющие пластины, вертикальные отклоняющие пластины, экран, колба.
Катод, анод и модулятор образуют электронный прожектор, который иногда называют электронной пушкой. Горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины образуют отклоняющую систему. Такая отклоняющая система называется электростатической. Существуют магнитные отклоняющие системы, в которых для изменения траектории движения электронного потока вместо пластин используют катушки.
В ЭЛТ используется поток электронов, сфокусированных в узкий пучок, управляемый по интенсивности и по положению в пространстве и взаимодействующий с экраном трубки. Электронный пучок испускается электронным прожектором (точнее, катодом), а изменение положения пучка на экране производится отклоняющей системой.
Перемещение электронного луча по экрану ЭЛТ в соответствии с определенным законом называется разверткой, а рисунок, прочерченный следом пучка электронов на экране, — растром. Развертка осуществляется подачей на отклоняющую систему ЭЛТ периодически изменяющихся напряжений. В ходе развертки электронный пучок последовательно обегает по строчкам поверхность экрана ЭЛТ.
В процессе формирования растра поток электронов движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла экрана к нижнему правому углу. На рис. 10.8 сплошными линиями показан растр, штриховыми — траектория движения электронного луча, на которой он «гасится» (делается невидимым).
Рис. 10.8. Растр и траектория движения электронного луча
Экран покрыт люминофором, поэтому в местах падения электронного пучка появляется свечение, яркость которого пропорциональна интенсивности пучка. Интенсивность потока электронов изменяется в соответствии с сигналами, подаваемыми на управляющий электрод - модулятор. Именно эти сигналы формируют необходимое изображение на экране дисплея.
Рис. 10.9. Изображение буквы «И»
На рис. 10.9 показано в большом масштабе изображение буквы «И». В данном случае для ее изображения потребовалось восемь строк растра. На рис. 10.10. показаны временные диаграммы для управляющих сигналов, подаваемых на модулятор. Высокий потенциал соответствует белым участкам экрана, низкий - черным. С помощью отклоняющей системы модулированный пучок электронов развертывается в растр, высвечивая на экране строку за строкой, воспроизводя таким образом изображение кадр за кадром. Благодаря инерционности зрения человек видит на экране слитное, часто динамическое, изображение.
Рис. 10.10. Временные диаграммы для управляющих сигналов
Любое изображение на экране монитора состоит из множества дискретных точек, называемых пикселями (pixel — picture element).
Дисплей взаимодействует со своим адаптером, который может также называться видеокартой, видеоадаптером или контроллером. Дисплей и адаптер очень тесно связаны между собой и совместно определяют качество изображения — разрешение, количество воспроизводимых цветов, скорость регенерации (число кадров в единицу времени).
Разрешение зависит от размеров экрана и минимального элемента изображения (так называемого «зерна», равного для лучших мониторов 0,24...0,28 мм). Для 14-дюймовых мониторов разрешение обычно не более 800×600 элементарных точек (пикселей), для 15-дюймовых — 1024×768, для 21-дюймовых — 1280×1024 точек.
Способность адаптера выводить на экран монитора изображение с заданным разрешением и глубиной цвета (т. е. числом цветовых оттенков) определяется объемом установленной оперативной памяти на плате адаптера. Для отображения 16,7 млн оттенков цветов (24 бита на пиксель) нужно установить в адаптер не менее 1,37 Мбайт памяти при разрешении 800×600 элементарных точек, 3,75 Мбайт при разрешении 1280×1024 и 5,49 Мбайт при разрешении 1600×1200.
Для комфортного восприятия изображения, без утомляющего зрения мерцания, нужны достаточно высокие частоты кадровой развертки (рекомендуется не менее 85 Гц).
Принцип работы цветного монитора сходен с принципом действия монохромного монитора, однако конструкция цветного монитора существенно сложнее. Цветной дисплей содержит три электронные пушки с отдельными схемами управления. Экран выполняется в виде мозаичной структуры (прямоугольной матрицы), состоящей из зерен люминофора трех цветов свечения: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Зерна расположены тройками (триадами) так, чтобы электроны каждой из трех пушек попадали только на зерна «своего» цвета. Для обеспечения этого на пути движения электронов устанавливают маски.
Принцип действия цветного дисплея базируется на физиологической особенности зрения человека. Так, при одинаковой интенсивности свечения трех разноцветных маленьких соседних зерен этот участок экрана воспринимается как белая точка. Свечение соседних красного и зеленого зерен воспринимается как желтая точка, а свечение синего и зеленого зерен дает голубую точку и т. д. Изменяя интенсивность свечения трех основных цветов (RGB), можно получить любой цвет или оттенок. Такой способ получения любых цветов является одной из систем цветопередачи и назван RGB-системой (по первым буквам соответствующих английских слов).
Жидкокристаллические мониторы (ЖКМ) обладают следующими достоинствами: малая потребляемая мощность (в 2-3 раза меньше, чем у ЭЛТ), отсутствие рентгеновского излучения, статической электризации, геометрических искажений. У ЖКМ малый вес и габариты: толщина монитора не превышает 5…6 см. Недостатками ЖКМ являются ограниченный угол обзора, меньшие, чем у ЭЛТ, контрастность и глубина цвета, существенная неравномерность яркости в различных местах экрана. У ЖКМ наблюдается большой процент брака при их производстве (наличие «мертвых» пикселей). В настоящее время это считается основной причиной более высокой стоимости ЖКМ по сравнению с мониторами на ЭЛТ.
В электронно-лучевых трубках люминофор размещается в определенных точках экрана, образуя матрицу. Поток электронов направляется в эти точки с помощью непрерывных (аналоговых) управляющих сигналов, поступающих на отклоняющую систему. Электронный луч последовательно строчка за строчкой «обегает» все точки (пиксели) экрана и поочередно изменяет интенсивность их свечения.
Полное изображение на экране ЭЛТ, полученное с участием всех пикселей, называется кадром. Чтобы получить иллюзию движущегося изображения, очередные кадры должны быстро сменять друг друга (не менее чем 25…30 раз в 1 с). В ЭЛТ за время движения электронного луча от начала кадра до его конца свечение первых возбужденных элементов матрицы (люминофора) успевает несколько ослабнуть. Для уменьшения мерцания экрана приходится увеличивать частоту смены (обновления) очередных кадров (говорят: увеличивать частоту кадровой развертки). Частота кадровой развертки ЭЛТ должна быть не менее 85 Гц.
Принцип действия жидкокристаллического монитора существенно отличается от принципа действия монитора с ЭЛТ. В ЖКМ используется физический эффект изменения пространственного положения молекул кристаллов под действием электрического поля. Так же, как в ЭЛТ, в ЖКМ изображение формируется из большого числа точек (пикселей), которые образуют прямоугольную матрицу. Однако в жидкокристаллической матрице управление процессом формирования изображения идет цифровым способом. В ЖКМ одновременно изменяется свечение всех элементов целой строки матрицы (экрана). Мерцание ЖКМ принципиально меньше, чем дисплеев с ЭЛТ, так как при формировании изображения обновляются только изменяющиеся пиксели. Изображение статических картинок не требует обновления, поэтому в этих случаях мерцаний экрана ЖКМ совсем нет. Матрица ЖКМ (Liquid Crystal Display, LCD) сделана из вещества, находящегося в жидком агрегатном состоянии, но обладающего свойствами кристаллов. Под действием электрического поля жидкие кристаллы изменяют свою пространственную ориентацию (поворачиваются) и этим варьируют интенсивность проходящего света.
Рис. 10.11. Многослойная конструкция монитора
Монитор представляет собой многослойную конструкцию (рис. 10.11), которая содержит поляризаторы, матрицу управляющих транзисторов, цветные фильтры, стеклянные пластины, между которыми размещены жидкие кристаллы.
Принцип действия ЖКМ (рис. 10.12) основан на эффекте поляризации. Вначале свет проходит через первый поляризационный фильтр (Поляризатор 1), который характеризуется определенным углом поляризации. В ЖКМ установлен еще один поляризатор (Поляризатор 2). В зависимости от угла поляризации второго фильтра, свет будет либо полностью им поглощаться (если угол поляризации второго фильтра перпендикулярен углу поляризации первого фильтра), либо беспрепятственно проходить (если углы совпадают). Плавное изменение угла поляризации проходящего света позволяет регулировать интенсивность видимого (проходящего) света. Угол поляризации проходящего света изменяют с помощью жидких кристаллов. Их ориентация в пространстве зависит от величины управляющего напряжения, подаваемого на матрицу транзисторов.
Рис. 10.12. Принцип действия ЖКМ
Таким образом, изменяя управляющее напряжение на каждом транзисторе матрицы, можно варьировать пространственное положение жидких кристаллов в данной точке. Изменение пространственного положения кристаллов приводит к изменению угла поляризации света в данной точке экрана (а, значит, и к изменению интенсивности свечения данной точки экрана).
Дискретная конструкция ЖКМ позволяет, в принципе, обходиться без аналого-цифрового преобразования, т. е. работать непосредственно с цифровыми сигналами. Очевидно, что такая конструкция более перспективна по сравнению с устройствами, работающими с аналоговыми сигналами. Напомним, что ЭЛТ — аналоговое устройство. Сигналы на отклоняющих пластинах и модуляторе являются непрерывными. Для управления работой ЭЛТ приходится трансформировать цифровой сигнал, сформированный ЭВМ, в аналоговый сигнал. Однако всякое цифро-аналоговое преобразование сопряжено с возникновением искажений и помех, усложнением конструкции контроллеров.
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.
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.).
Монитор
Монитор является устройством визуального отображения всех видов информации, которое подключается к видеокарте ПК.
Различают монохромные и цветные мониторы, алфавитно-цифровые и графические мониторы, мониторы на электронно-лучевой трубке и жидкокристаллические мониторы.
Электронно-лучевые мониторы ($CRT$)
Изображение создается с помощью пучка электронов, которые выпускает электронная пушка. Высокое электрическое напряжение разгоняет пучок электронов, который падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (вещество, которое светится под действием пучка электронов). Система управления пучком прогоняет его построчно по всему экрану (создает растр) и регулирует его интенсивностью (яркостью свечения точки люминофора).
$CRT$-монитор излучает электромагнитные и рентгеновские волны, высокий статический электрический потенциал, которые оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека.
Рисунок 1. Электронно-лучевой монитор
Жидкокристаллические мониторы ($LCD$) на базе жидких кристаллов
Жидкокристаллические мониторы (ЖК) сделаны из жидкого вещества, которое обладает некоторыми свойствами кристаллических тел. При воздействии электрического напряжения молекулы жидких кристаллов могут изменять свою ориентацию и изменять свойства светового луча, который проходит сквозь них.
Преимуществом жидкокристаллических мониторов перед $CRT$-мониторами является отсутствие вредных для человека электромагнитных излучений и компактность.
Изображение в цифровом виде хранится в видеопамяти, которая размещена на видеокарте. Изображение на экран монитора выводится после считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.
Стабильность изображения на экране монитора зависит от частоты считывания изображения. Частота обновления изображения современных мониторов $75$ и более раз в секунду, что делает незаметным мерцание изображения.
Рисунок 2. Жидкокристаллический монитор
Принтер
Определение 2
Принтер - периферийное устройство, предназначенное для вывода числовой, текстовой и графической информации на бумажный носитель. По принципу действия различают лазерный, струйный и матричный принтер.
Обеспечивает практически бесшумную печать, которая формируется за счет эффектов ксерографии. Страница печатается сразу целиком, что обеспечивает высокую скорость печати (до $30$ страниц в минуту). Высокое качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет высокой разрешающей способности принтера.
Рисунок 3. Лазерный принтер
Обеспечивает практически бесшумную печать достаточно высокой скорости (до нескольких страниц в минуту). В струйных принтерах печать выполняет чернильная печатающая головка, выбрасывающая под давлением чернила из мельчайших отверстий на бумагу. Печатающая головка, перемещаясь вдоль бумаги, оставляет строку символов или полоску изображения. Качество печати струйного принтера зависит от разрешающей способности, которая может достигать фотографического качества.
Рисунок 4. Струйный принтер
Является принтером ударного действия, который формирует знаки с помощью нескольких иголок, расположенных в головке принтера. Бумагу втягивает крутящийся вал, а между бумагой и головкой принтера проходит красящая лента.
На печатающей головке матричного принтера расположен вертикальный столбец маленьких стержней (обычно $9$ или $24$), которые магнитное поле «выталкивает» из головки и они ударяют по бумаге (через красящую ленту). Печатающая головка, перемещаясь, оставляет на бумаге строку символов.
Скорость печати матричных принтеров низкая, производят много шума и качество печати не высокое.
Рисунок 5. Матричный принтер
Графопостроитель (плоттер)
Определение 3
Устройство, предназначенное для сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем и пр.) под управлением ПК.
Изображение наносится пером. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.
Рисунок 6. Плоттер
Проектор
Определение 4
Мультимедийный проектор (мультимедиапроектор) – автономный прибор, который обеспечивает передачу (проецирование) на большой экран информации от внешнего источника, которым может быть компьютер (ноутбук), видеомагнитофон, DVD-проигрыватель, видеокамера, документ-камера, телевизионный тюнер и т.п.
$LCD$-проекторы. Изображение формируется с помощью просветной жидкокристаллической матрицы, которых у $3LCD$ моделей три (по одной для каждого из трех основных цветов). $LCD$-технология является сравнительно недорогой, поэтому часто используется в моделях различного класса и назначения.
Рисунок 7. LCD-проектор
$DLP$-проекторы. Изображение формируется отражающей матрицей и цветовым колесом, которое позволяет использовать одну матрицу для последовательного отображения всех трех основных цветов.
Рисунок 8. DLP-проектор
$CRT$-проекторы. Изображение формируется с помощью трех электронно-лучевых трубочек базовых цветов. Сейчас практически не используются.
Рисунок 9. CRT-проектор
$LED$-проекторы. Формирование изображения происходит с помощью светодиодного излучателя света. К преимуществам относится длительный срок службы, который в разы превышает срок службы проекторов с лампой, возможность создания сверхпортативных моделей, которые могут поместиться даже в карман.
Рисунок 10. LED-проектор
$LDT$-проекторы. В моделях используется несколько лазерных генераторов света. Технология позволяет создавать компактные проекторы с очень высокой яркостью.
Устройства вывода звуковой информации
Встроенный динамик
Определение 5
Встроенный динамик - простейшее устройство, предназначенное для воспроизведения звука в ПК. Встроенный динамик являлся основным устройством воспроизведения звука до тех пор, пока не появились недорогие звуковые платы.
В современных ПК динамик используется для подачи сигналов об ошибках, в частности при работе программы POST. Некоторые программы (например, Skype) всегда дублируют вызывной сигнал на динамик, но не выводят через него звук разговора.
64-битная Windows не поддерживает работу встроенного динамика, что связано с конфликтом средств реабилитации и управления питанием звуковой платы.
Устройства для вывода звуковой информации, которые подключаются к выходу звуковой платы.
Рисунок 11. Колонки и наушники