Внешние, или периферийные, устройства - это компоненты персонального компьютера, которые размещаются вне системного блока. Они задействуются лишь на определенном этапе процесса обработки информации. В первую очередь к ним относятся устройства, фиксирующие выходные результаты: принтер, сканер, модем, различные внешние накопители и прочее. Стоит отметить, что само понятие "компьютерная периферия" достаточно условно. Так, например, сюда можно отнести внешний DVD-привод, поскольку он представляет собой самостоятельный блок и соединяется с системным блоком с помощью специального кабеля. И наоборот, внутренний модем является платой расширения, находится в системном блоке и не может быть отнесен к классу периферийного оборудования. Сам термин "периферия" служит для обозначения устройств, связывающих между собой компьютер и внешний мир (устройств, с помощью которых осуществляется как ввод информации в ПК, так и ее вывод). Список этого оборудования, в принципе, неограничен. Любопытно, что мониторы в него не входят.

Типы внешнего оборудования

Периферийные устройства разделяются на:

• основные, которые являются обязательным компонентом для нормальной работы компьютера;
• прочие, используемые по мере необходимости.

Основные типы внешнего оборудования

К этому типу относят устройства, которые управляют курсором, и частично модемы (в случае терминала или бездисковой станции). В принципе, к компьютеру можно подключить практически любое оборудование, способное вырабатывать электрические импульсы или управляться ими. Периферийные устройства соединяются с ПК, используя внешние интерфейсы или специализированные адаптеры и контроллеры, представляющие собой средство для стыковки оборудования с шиной компьютера. Запомните, что следует различать значения понятий "контроллер" и "адаптер". Да, они оба используются для сопряжения, однако контроллер способен выполнять самостоятельные действия после того, как получит команду от управляющей им программы (некоторые особо сложные имеют даже собственный процессор).

В настоящее время широко используются следующие виды аппаратного обеспечения, предназначенные для сопряжения ядра компьютера с внешним оборудованием:

Классификация внешнего оборудования

Периферийные устройства в зависимости от выполняемых функций разделяются на следующие типы:

• для ввода информации: клавиатуры, мыши, трекболы и прочее;
• для вывода информации: принтеры (матричные, струйные, лазерные);
• для хранения информации: внешние дисководы, CD- и DVD-приводы, жесткие диски, стримеры;
• для обмена информацией: модемы, факс-модемы.

Отдельно стоит упомянуть источники бесперебойного питания, предназначенные для сохранения информации и корректного завершения работы в случае отключения электричества.

Заключение

Как видим, внешние устройства ПК стали неотъемлемой составляющей любой информационной системы. Они выполняют сбор, хранение, поиск, передачу и обработку данных. Каждый специалист имеет огромный выбор вспомогательных устройств для решения самых разных задач.

Внутренняя архитектура всех существующих сегодня ЭВМ примерно одинакова. Возможности же их использования для решения тех или иных задач обуславливаются в основном перечнем и характеристиками периферийного оборудования. Существует множество периферийных устройств различного назначения.

Технически к периферийным относят все устройства ЭВМ за исключением центрального процессора, памяти и контролеров, обеспечивающих их взаимодействие. Однако на бытовом уровне в это понятие вкладывается немного иной смысл. Большинство пользователей периферийными называют устройства, оформленные в виде законченных модулей, подключаемых к материнской плате компьютера тем или иным способом. В любом случае все подобные устройства можно разделить на большие группы соответственно их назначению.

Контроллеры портов (таких как COM, PS/2, USB, SATA, IDE, PCI/PCI-E) сегодня являются неотъемлемой частью любой ЭВМ. Они нужны для обеспечения возможности обмена данными со всеми остальными периферийными устройствами, в частности, для управления ими. Через разъемы портов, расположенные на материнской плате, подключаются как встраиваемые в системный блок, так и внешние устройства.

К одной и той же группе аппаратного обеспечения можно отнести видеокарты, звуковые карты, принтеры, плоттеры (графопостроители), и т.д. Все эти периферийные устройства объединяет одно -- они нужны для вывода информации из ЭВМ в том или ином виде.

К другой большой группе периферии принадлежат устройства ввода. Они нужны как для обеспечения возможности управления человека компьютером, так и непосредственно ввода информации различных типов. К подобной аппаратуре относятся клавиатуры, различные позиционные устройства (мышь, шар, планшет), видеокамеры, микрофоны и т.д.

Такое оборудование, как сетевые карты и различные модемы (телефонные, ADSL, GPRS), предназначены для обмена данными между компьютерами. Одним из старейших устройств данного типа является обычный COM-порт. Периферийные устройства, представляющие собой накопители различного рода, нужны для долговременного хранения информации. К ним относятся жесткие диски (HDD), карты памяти, CD/DVD приводы, и т.д.

Так вот из выше сказанного выделим некоторые моменты, а именно классификацию:

Устройства ввода информации.

Устройства вывода информации.

Устройства обмена информации.

Устройства хранения информации.

Периферийное оборудование, устройство ввода

Устройства ввода информации - это устройства, которые переводят информацию с языка человека на машинный язык.

К устройствам ввода информации относятся следующие устройства:

1. Клавиатура;

2. Сканер;

3. Цифровые фотокамеры;

4. Средство речевого ввода (микрофон);

5. Координатные устройства ввода (мышь);

6. Сенсорные устройства ввода;

Клавиатура. Клавиатура - это клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации, а так же подачи управляющих сигналов, которое содержит стандартный набор клавиш пишущей машинки и некоторые дополнительные клавиши - управляющие и функциональные клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру.

Манипуляры - мыши, трекболы и т.д. Мыши, трекболы и дигитайзеры являются ручными манипуляторами и обычно подключаются к последовательному порту ПК. При перемещении манипулятора по столу синхронно с ним по экрану монитора перемещается курсор. Почти все манипуляторы имеют кнопки, используемые для фиксации конкретной позиции экрана. Эти устройства подразделяются на две категории - относительные и абсолютные. Относительными являются, например, мышь, трекбол, джойстик, точпад; абсолютным - дигитайзер.

Мышь. Одним из традиционных устройств ввода является манипулятор мышь, в ранних советских ЭВМ фигурировавшая под названием «колобок». Это устройство было изобретено достаточно давно - ещё в 1970-х гг.

В настоящее время хотя клавиатура еще вовсе не утратила значения для общения пользователя компьютера, другое устройство ручного ввода информации - мышка - становится все более весомой и важной. Можно даже уверено утверждать, что на современном компьютере работать без мыши почти невозможно

По типу устройств и способу функционирования мыши разделяются на:

1. Механические.

2. Оптико-механическая мышь.

3. Оптическая мышь.

4. «Бесхвостые» (инфракрасные)

Цифровые фотокамеры. Вместо пленки «цифровик» использует специальный элемент памяти, который сохраняет переданную с объектива картинку в виде несжатого (TIFF) или сжатого с некоторой потерей качества файла (JPEG). Позднее получившийся файл передается в компьютер.

Микрофон. Микрофон - это электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. Применяется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиления и звукозаписи.

Принцип действия микрофона заключается в преобразовании звуковых колебаний в электрические таким образом, чтобы содержащаяся в звуке информация не претерпевала заметных изменений.

Микрофоны отличаются по способу преобразования колебаний звукового давления в колебания электрические. С этой точки зрения различают электродинамические, электромагнитные, электростатические, пьезоэлектрические, угольные и полупроводниковые микрофоны.

Сенсорные устройства ввода. Сенсорные устройства ввода представляют собой чувствительные поверхности, покрытые специальным слоем и связанные с датчиком. Прикосновение к поверхности датчика приводит в движение курсор, перемещение которым осуществляется за счет движения пальца по поверхности.

Устройство компьютера выглядит сложным, но мы опишем его простым языком. Аппаратная часть компьютера состоит из системного блока и периферийных устройств. Системный блок (коробка, в которую вставляются диски, подключаются наушники). Он - главная составляющая персонального компьютера, работа без него невозможна. Периферийные устройства компьютера - все устройства, подключаемые к системнику: клавиатура, принтер, мышка, монитор и т. д.

В системном блоке (системнике) происходят основные процессы, отвечающие за работу ПК. Остальные устройства только отображают результат этих процессов или выполняют заданные им действия.

Сняв боковую стенку системного блока (открутив шурупы сзади), можно увидеть кучу непонятных плат и комплектующих. Устройство выглядит сложно, но разобраться в нем проще, чем может показаться. Ниже представлены все основные устройства, которые находятся в системном блоке.

Эта плата организовывает правильный алгоритм работы всех подключенных к ней элементов ПК. Устройство материнской платы компьютера позволяет всем его компонентам работать, как один механизм.

Часто процессором называют весь системный блок. На самом деле центральный процессор – это чип (микросхема), размещенный в материнской плате. Он подобен мозгу человека: отвечает за прием, обработку, передачу заданной пользователем информации и является одной из основных частей компьютера. От него напрямую зависит быстродействие ПК. Чем выше разрядность и тактовая частота процессора, тем больше операций он может выполнять.

Самыми надежными микропроцессорами считаются продукты компании Intel.

Они поддерживают работу со всеми программами, а также периферийными устройствами, имеют низкое тепловыделение. При работе с графикой и в игровом процессе себя лучше показывают процессоры от AMD, но они не такие надежные. Установленный процессор покрыт термической пастой и на нем через нее закреплен радиатор, изготовленный из металла, обладающего хорошей теплоотдачей. Это сделано для повышения теплоотдачи, что упрощает охлаждение ЦП с помощью кулера.

Кулер - вентилятор для охлаждения процессора

Эту деталь размещают в непосредственной близости к ЦП. Его задача – охлаждать процессор, защищая его от повышения температуры, что может мешать правильной работе. Также устанавливают дополнительные кулеры возле винчестеров: при обработке данных они нагреваются, что снижает быстроту выполняемых операций. Установка небольшого кулера над жестким диском, увеличит срок его службы, и ускорит работу компьютера. При наличии мощной видеокарты также нужно позаботиться о системе ее охлаждения, если есть место для установки в корпусе системного блока.

Жесткий диск или винчестер

Устройство персонального компьютера трудно рассматривать без этой детали - она отвечает за хранение информации. На нем находятся операционная система и файлы пользователя: фото, видео, программы и т. д.

От размера жесткого диска и его класса зависит количество доступного для хранения места, скорость работы системы.

Чем выше класс ЖД, тем быстрее процессор может совершать запись данных, делать их извлечение. Скорость напрямую зависит от частоты вращения. Подключается ЖД к «материнке» через ATA или IDE интерфейс.

Это устройство системного блока компьютера установлено с целью ускорения обработки, воспроизведения видеоданных. От нее зависит четкость деталей при просмотре видео или во время игрового процесса. Средней видеокарты должно хватать для обычного использования, но «геймерам» или для профессиональных программ, работающих с графическими фалами, нужно покупать более сильную видеокарту.

ОЗУ - Оперативная память

Эта деталь необходима для выполнения операций ЦП. Оперативка – внутренняя память ПК. Центральный процессор при обработке данных как бы временно записывает информацию в ОЗУ и начинает с ней работать. Чем больше оперативной памяти, тем более сложные процессы может совершать компьютер. Еще значение имеет скорость записи данных в оперативку. При маленькой скорости записи даже сильный процессор будет «притормаживать» . Это как разгонять Феррари на поле для мини-футбола: мощность есть, но ехать некуда.

ПЗУ - Постоянное Запоминающее Устройство

В ПЗУ записан BIOS. Эта составная часть компьютера необходимая для управления при отсутствии операционной системы.

Блок питания

Он обеспечивает работоспособность ПК: получает электроэнергию от сети, распределяет между комплектующими, выдавая для каждой нужную мощность.

Эта часть компьютера отвечает за обработку звуковых файлов и вывод полученной информации на колонки. Звуковая карта подключается к материнке и изначально встроенная в нее. Реже встречаются ПК с внешними звуковыми картами, которые можно заменять.

Часто является изначально встроенной комплектующей. Иногда присутствует на материнской плате место для установки дополнительной сетевой карты (она необходима для создания простой локальной сети, без использования основной сетевой карты).

Также подключается к материнской плате, но не напрямую, а с помощью кабелей. Без дисковода можно обойтись. Сейчас наибольшая от него польза – возможность установить с диска операционную систему.

Порты и разъемы

Они отвечают за подключение к компьютеру периферийных устройств:

1. PS/2 за подключение мыши и клавиатуры.
2. D-sub (VGA) за передачу видеоданных на внешние устройства. До появления более современного интерфейса, был стандартом для подключения монитора.
3. DVI-I – улучшенный разъем, отвечающий за подключения монитора в ПК с современными материнскими платами. Обычно расположен рядом со стандартным VGA – если его нет, то в комплектации должен быть переходник с DVI на VGA.
4. MiniJack – разъемы, окрашенные в разные цвета: красный отвечает за подключение микрофона, зеленый – наушников и колонок, синий – запись звука с внешнего устройства, желтый – сабвуфера, черный – боковых, а серый – задних колонок стереосистемы.
5. LAN предназначен для приема и передачи данных через интернет или локальную сеть.
6. USB порт позволяет подключить к ПК множество периферийных устройств. Перечислять все не будем, но чем больше таких портов, тем лучше.

Устройство предназначено для считывания информации с флеш и смарт-карт. В старых моделях ПК вместо карт-ридера устанавливался дисковод для работы с маленькими магнитными дисками. Емкость этих дисков была 1.44 МБ, что со временем сделало их использование нецелесообразным.

Корпус

Его задача – защита размещенных в нем комплектующих от пыли и механических повреждений, надежная фиксация всех деталей, количество которых зависит от типа корпуса. Может показаться значение корпуса маленьким, но это не так: от него зависит, сколько деталей может поместиться в системный блок и способ их компоновки.

Из чего состоит системный блок компьютера, мы разобрали, теперь рассмотрим внешние устройства.

Периферийные устройства

К периферийным устройствам можно условно отнести все, не находящиеся в системном блоке. Они предназначены для передачи информации, отображения результатов ее обработки и выполнения задач, поставленных ЦП (печать документов и т. д.). Проще говоря, устройства ввода, вывода и хранения.

• Планшетный сканер . Предназначен для ввода в ПК полученной графической информации с листов. Считывание данных происходит с помощью луча света, отражение которого улавливается специальными приборами (оформлены в виде линейки) и отправляется на обработку в ЦП.
• Ручной сканер . Принцип его работы аналогичен планшетному, но перемещение «Линейки» с улавливающими приборами осуществляется в ручном режиме.
• Барабанный сканер . Лист бумаги крепится на специальный цилиндр, который при сканировании вращается на высоких оборотах. Эта технология позволяет получать отсканированное отображение наивысшего качества.
• Штрих-сканер . Этот вид сканера предназначен для считывания информации в виде штрихкода. Используется исключительно в коммерческих целях.
• Графический планшет . Позволяет передавать информацию на ПК с помощью движений, которые улавливаются специальным пером. Используется художниками и иллюстраторами.
• Клавиатура . Входит в основные устройства компьютера. Применяется для ввода текста и передачи команд пользователя.
• Мышка . Устройство, упрощающее управление компьютером.

Устройство вывода

• Матричный принтер . Простейшее устройство для печати данных на бумаге посредством удара цилиндрического стержня.
• Лазерный принтер . Изображение на бумагу наносится точечным способом, что позволяет достичь высокого качества печати.
• Струйный принтер . Картинка на бумаге формируется нанесением капель краски.
• Монитор . Важная аппаратная часть компьютера, отображающая графические данные, передаваемые видеокартой, а в случае ее отсутствия – материнской платой.
• Колонки . Отвечают за вывод данных, обработанных звуковой картой.
• Веб-камера . Она необходима для передачи на компьютер изображения пользователя. Используется для видеоразговоров.

Устройства хранения

Необходимость в дополнительных местах хранения данных появляется при необходимости сохранить файлы, не помещающиеся на основной накопитель, или когда эти файлы несут большую ценность. Самые популярные дополнительные устройства хранения:

• USB-накопитель . Это так называемая Флешка. Она может вмещать до 128 ГБ. Отличается компактностью, но имеют ряд недостатков: высокая стоимость, ненадежность и маленькое количество места под запись данных.
• Внешний жесткий диск . Позволяет хранить до 2 ТБ информации, обеспечивая высокую скорость записи и защищенность данных.

Мы описали то, из чего состоит компьютер, основные его части. Для более глубокого изучения нужно читать специальную литературу.

Различные типы периферийных устройств, подключаемых к компьютерной системе, играют важную роль в ее работе. Они в значительной степени определяют возможности использования компьютеров и их технические характеристики. Широкий ассортимент выпускаемых периферийных устройств позволяет выбирать те из них, с которыми профессиональные компьютеры используются наиболее эффективно в различных областях деятельности.

В зависимости от функций, выполняемых компьютерной системой, периферийные устройства могут подразделяться на две основные группы .

• К первой относятся те периферийные устройства, наличие которых абсолютно необходимо для функционирования компьютерной системы. Их обычно называют системными периферийными устройствами. К этой группе относятся видеомонитор, клавиатура, накопитель на гибком магнитном диске (НГМД), накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) и печатающее устройство (принтер).
• Ко второй группе периферийных устройств относятся накопители на магнитной ленте, устройства для ввода графической информации, устройства для вывода графической информации (плоттеры), модем, сканер, аудиоплата, мышь или трекбол, коммуникационные адаптеры и другие. Они предоставляют профессиональному компьютеру дополнительные возможности. Однако наличие их в его конфигурации определяется конкретной областью деятельности. В связи с этим данная группа носит название дополнительных периферийных устройств.

Многие периферийные устройства подсоединяются к компьютеру через специальные гнезда (разъемы),находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры такими устройствами являются:

• принтер – устройство для вывода на печать текстовой и графической информации;
• мышь – устройство, облегчающее ввод информации в компьютер;
• джойстик – манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;
• а также другие устройства.

Некоторые устройства, например, многие разновидности сканеров (приборов для ввода рисунков и текста в компьютер), используют смешанный способ подключения: в системный блок компьютера вставляется только электронная плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем.

В настоящее время разрабатываются все более новые и совершенные периферийные устройства.

Таким образом, в системном блоке стационарного персонального компьютера размещаются основные компоненты, обеспечивающие выполнение компьютерных программ на аппаратном уровне.

Внешние устройства (по отношению к системному блоку) по функциональному назначению можно представить в виде нескольких групп: устройства ввода и вывода информации, устройства, выполняющие одновременно функции ввода и вывода информации, внешние запоминающие устройства.

К устройствам ввода информации относятся клавиатура, координатные устройства ввода (манипуляторы типа мышь, трекбол, контактная или сенсорная панель, джойстик), сканер, цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты), микрофон.

К устройствам вывода информации относятся монитор, печатающие устройства (ПУ, принтер и графопостроитель), звуковые колонки и наушники.

К устройствам, выполняющим функции ввода и вывода информации относятся сетевой адаптер, модем (модулятор – демодулятор), звуковая плата.

К внешним запоминающим устройствам относятся: внешние накопители на гибких и жестких магнитных дисках, внешние накопители на оптических и магнитооптических дисках, накопители на основе флэш-памяти и т. д.

Системные периферийные устройства

Видеомонитор

Видеомонитор (дисплей или просто монитор) – устройство отображения текстовой и графической информации в стационарных ПК – на экране электронно-лучевой трубки, а в портативных ПК – на жидкокристаллическом плоском экране.

Мониторы бывают цветными и монохромными , могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки – знакоместа, чаше всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, символы: ! @ # $ % ^ & * () - + = ? { } : ; " " < > / | \ . , ~ `, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана.

В число символов изображаемых на экране в текстовом режиме могут входить и символы кириллицы (буквы русского алфавита).

На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и свой цвет фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчеркивание и инверсия изображения (темные символы на светлом фоне).

Графический режим монитора предназначен для вывода на экран графиков, рисунков . Разумеется, в этом режиме можно также выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причем эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер букв.

В графическом режиме экран монитора состоит из точек, каждая из которых может быть темной или светлой на монохромных мониторах или одного из нескольких цветов – на цветном. Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Например, выражение "разрешающая способность 640200" означает, что монитор в данном режиме выводит на экран 640 точек по горизонтали и 200 точек по вертикали. Следует заметить, что разрешающая способность не зависит от размера экрана монитора, подобно тому как и большой, и маленький телевизоры имеют на экране 625 строк развертки изображения. Современные мониторы обладают разрешающей способностью до 1024768 или 12481024 точек.

Важной характеристикой монитора , определяющей четкость изображения на экране, является размер точки на экране. Чем меньше она, тем выше четкость. Обычно величина точки колеблется от 0,41 до 0,18 мм.

К прочим характеристикам монитора можно отнести : наличие плоского или выпуклого экрана, уровень высокочастотного радиоизлучения, частоту обновления изображения на экране, наличие системы энергосбережения.

Клавиатура

Клавиатура – один из важнейших элементов связи человека с компьютером. Клавиатура является основным устройством ввода информации в персональный компьютер. Данные, которые требуется обработать, и команды, подлежащие выполнению, сообщаются компьютеру посредством клавиатуры. Кроме того, через нее производится управление работой компьютера во время выполнения программы.

Клавиатура должна быть эргономичной, то есть удобной и не утомляющей во время работы. Для этого она может устанавливаться под небольшим наклоном (от 5 до 7) относительно горизонтальной поверхности. К клавишам должен быть обеспечен свободный доступ, они должны срабатывать от легкого нажатия. Обозначения на ней должны быть ясными и не утомительными для зрения.

Расположение букв на наборном поле клавиатуры аналогично обычной пишущей машинке, что дает возможность использовать в работе с компьютером навыки, приобретенные при работе с пишущей машинкой, достигая высокой скорости ввода как текста, так и цифровых данных.

При работе с компьютером возникает необходимость ввода определенных команд или частого выполнения определенных функций. Занесение их всякий раз в печатном виде занимало бы много времени. Поэтому для ввода этих наиболее часто используемых команд и функций в клавиатурах компьютеров предусматриваются отдельный, так называемые функциональные клавиши. При нажатии каждой из них в компьютер вводится не отдельная буква или цифра, а целое предложение или команда. Так, например, при вводе текста в одной программе нажатие данной функциональной клавиши может означать "установить курсор в конце строки", а в другой программе ее нажатие означает "стереть текст до конца строки".

Клавиатура компьютеров имеет также клавиши, облегчающие управление ими, - так называемые управляющие клавиши . Так, например, существуют отдельные клавиши для перемещения светового курсора по экрану, для вставки символов, для удаления символов.

К управляющим относятся также клавиши, которыми задается работа со строчными или заглавными буквами, с русским или латинским алфавитом.

Для клавиатур компьютеров используются кнопки различных типов, из которых наиболее широкое распространение получили два: емкостные и контактные.

• Емкостные кнопки имеют достаточно простое устройство. Они состоят из подвижной металлической пластинки, прикрепленной к кнопке, и двух металлических выступов на печатной плате, образующих практически неподвижные электроды одного конденсатора переменной емкости. При каждом нажатии на клавишу подвижная пластина приближается к выступам, что приводит к изменению емкости конденсатора. Это изменение является указанием на нажатие (или отпускание) клавиши. В электронной схеме такой клавиатуры имеются компоненты, различающие состояние кнопки в зависимости от ее емкости. Помимо простоты устройства емкостные кнопки имеют достаточно высокую надежность. Они выдерживают до 100 и более миллионов циклов нажатий и отпусканий.
• Контактные кнопки могут изготавливаться в различных вариантах, но всегда в основе лежит принцип непосредственного механического контакта между двумя гибкими металлическими пластинками. В месте соприкосновения пластинки обычно имеют специальное покрытие, обеспечивающее малое сопротивление контакта. В клавиатуре компьютеров используются контактные кнопки, сконструированные так, что нажатии кнопки приводит к высвобождению одной из предварительно нагруженных пластинок, которая вследствие этого резко соприкасается с другой пластинкой, создавая контакт. В этом случае сила соприкосновения двух пластинок не зависит от силы нажатия клавиши, что в значительной степени уменьшает механические колебания, возникающие в момент осуществления контакта. Срок службы контактных кнопок характеризуется числом срабатываний, составляющим порядка нескольких десятков миллионов циклов. Они более помехоустойчивы, чем емкостные.

Принтер

Принтер (или печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Все принтеры могут выводить текстовую информацию, многие из них могут выводить также рисунки и графики, а некоторые принтеры могут выводить и цветные изображения.

Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с ПК. Как правило, применяются принтеры следующих типов: матричные, струйные и лазерные, однако встречаются и другие (светодиодные, термопринтеры и так далее).

• Матричные (или точечно-матричные) принтеры – наиболее распространенный до недавнего времени тип принтеров для IBM PC. Принцип печати этих принтеров таков : печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.

В дешевых моделях принтеров используется печатающая головка с девятью стержнями. Качество печати у таких принтеров посредственное, но его можно несколько улучшить с помощью печати в несколько проходов (от двух до четырех).

Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иголками (24-точечными принтерами). Бывают принтеры и 48 иголками, они обеспечивают еще более качественную печать.

Скорость печати точечно-матричных принтеров от 60 до 10 секунд на страницу, печать рисунков может выполнятся медленнее – до 5 минут на страницу. Производятся и специальные высокопроизводительные матричные принтеры - они используются банках, телефонных компаниях и так далее.

• Струйные принтеры . В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Это способ печати обеспечивает более высокое качество и скорость печати и по сравнению с матричными принтерами, он очень удобен для цветной печати. Современные струйные принтеры могут обеспечивать высокую разрешающую способность – до 600 точек на дюйм, приблизились по качеству к лазерным принтерам, а стоят не намного дороже, чет матричные принтеры (в 2-3 раза дешевле лазерных принтеров).

Следует заметить, что струйные принтеры требуют тщательного ухода и обслуживания. Скорость печати струйных принтеров – от 15 до 100 секунд на страницу, а время печати цветных страниц может достигать десяти минут (обычно 3-5 минут).

• Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее (близкое к типографскому) качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от обычно ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам компьютера.

Лазерные принтеры хотя и достаточно дороги (обычно от 800 до 4000$) являются наиболее удобными устройствами для получения качественных черно-белых качественных печатных документов. Существуют и цветные лазерные принтеры, но они стоят значительно дороже - от 5000$) при разрешающей способности 300 точек на дюйм, от 10000$ при разрешающей способности 600 точек на дюйм.

Разрешающая способность лазерных принтеров как правило не менее 300 точек на дюйм, а современные лазерные принтеры (HP Laser Jet серии 4) обычно имеют разрешающую способность 600 точек на дюйм и более. Некоторые принтеры, например HP Laser Jet III и 4 используют специальную технологию повышения качества изображения. Применение этих технологий эквивалентно повышению разрешающей способности принтера в 1,5 раза. Скорость печати лазерных принтеров - от 15 до 5 секунд на страницу при выводе текстов. Страницы с рисунками могут выводится значительно дольше, на вывод больших рисунков может потребоваться несколько минут.

Выпускаются специальные высокопроизводительные (так называемые "сетевые") принтеры, например HP Laser Jet 4Si, 4V и другие, их скорость работы от 15 до 40 страниц в минуту. Обычно такие принтеры подключаются к локальной сети и совместно используются пользователями этой сети.

Накопители

В качестве внешней памяти персональных компьютеров могут использоваться накопители на магнитном диске и на магнитной ленте. Накопители на магнитном диске бывают с двумя типами носителей информации – с гибким магнитным диском (дискетой) и с жестким (несъемным) магнитным диском (НЖМД) . Наличие накопителя на гибком магнитном диске (НГМД) является обязательным. Накопители на магнитной ленте бывают обычно кассетного типа и используются редко. Они служат для перезаписи большого объема информации из НЖМД на магнитную ленту, после чего эта информация может быть записана в НЖМД другого персонального компьютера или сохранена в архиве.

Накопители связываются с центральным процессором компьютера при помощи соответствующих управляющих устройств (контроллеров). Управляющие устройства (УУ) предназначены для осуществления, с одной стороны, обмена информацией между центральным процессором и накопителями, а с другой – для управления работой этих накопителей. Связь накопителей с УУ осуществляется обычно через стандартный интерфейс, представляющий собой группу линий для передачи электрических сигналов, каждая из которых имеет строго определенное назначение.

Накопители на магнитных дисках представляют собой устройства с так называемым циклическим доступом к информации. Магнитные ленты являются носителями с последовательным доступом. У них считывание или запись производится в ячейки поочередно от начала к концу ленты. Принципиально иначе функционирующие накопители на магнитных дисках осуществляют операции считывания или записи за время, значительно меньшее, чем требуется для устройств с магнитной лентой.

Время доступа к информации на носителе накопителя во много раз превосходит время обращения к оперативной памяти компьютера. При создании современных накопителей стремятся свести эту разницу к минимуму. Время доступа к информации в НЖМД на один порядок меньше времени доступа в НГМД.

а) Накопители на гибких магнитных дисках

широкое распространение НГМД в персональных компьютерах обусловлено их сравнительно низкой стоимостью, малыми размерами, а также сравнительно быстрым –доступом к хранящейся на дискете информации. Другая причина большого распространения НГМД – это удобство работы с ними и простота хранения дискет.

Существуют разные виды НГМД. Наиболее широко распространены устройства с диаметром носителя 133мм (5,25 дюйма) и 89мм (3,5 дюйма). В профессиональных компьютерах чаще всего используются НГМД с диаметром дискеты 3,5 дюйма.

При работе с дисковыми накопителями для хранения информации используется одна или две круговые поверхности диска. Согласно числу используемых информационных поверхностей магнитные диски могут быть односторонними и двусторонними, а накопители соответственно – с одной и двумя магнитными головками считывания-записи. В профессиональных компьютерах используются как односторонние, так и двусторонние дискеты. Возможность хранения информации на одной или двух поверхностях дискеты гарантируется заводом-изготовителем и указывается на ее этикетке. Односторонние НГМД имеют только одну головку считывания-записи, то есть рассчитаны на использование только одной поверхности дискеты. Двусторонние НГМД располагают двумя головками считывания-записи и работают одновременно с двумя поверхностями дискеты. В случаях, когда это предусматривается конструкцией НГМД и дискеты, односторонние НГМД могут работать поочередно с двумя поверхностями дискеты. Для этого первоначально дискету устанавливают в основное положение, при котором происходит запись или считывание с первой поверхности. После установки дискеты в обратное положение, при котором две поверхности меняются местами, возможна запись или считывание и на второй ее поверхности.

Объем хранимой на дискете информации зависит как от типа дискеты, так и от самого НГМД.

НГМД как самостоятельное устройство объединяет три основных блока:

• Система привода предназначена для обеспечения вращения гибкого диска в дискете со строго заданной скоростью. Двигатель системы привода включается и выключается сигналами, поступающими от УУ через интерфейс.
• Система позиционирования служит для установки считывающе-записывающей головки на точно определенный дорожке поверхности носителя. Дорожки представляют собой концентрические окружности на поверхности диска, на которые записывается информация. Шаговый электродвигатель переводит считывающе-записывающую головку с одной дорожки на другую в двух направлениях по радиусу диска. Головка находится в постоянном соприкосновении с поверхностью дискеты.
• Система считывания-записи преобразует поступающую от УУ информацию в электрические импульсы, которые проходят через магнитную головку и осуществляют запись на дискете. При считывании с дискеты эта система выполняет обратное преобразование – электрические импульсы с магнитной головки преобразуются в двоичную информацию, представляемую в виде, подходящем для передачи по интерфейсу в УУ.

Характерной особенностью дисковых накопителей является метод записи информации на носителе. Этот метод определяет плотность расположения данных на магнитном диске и в связи с этим оказывает существенное влияние на максимально возможный объем хранимой информации. Кроме того, метод записи связан и с достоверностью хранимых данных, со скоростью обмена между УУ и накопителем, со сложностью УУ и так далее. В НГМД используются преимущественно два метода записи – с частотной модуляцией ЧМ (от англ. FM – frequency modulation), и с модифициров Таким образом формируются так называемые импульсы данных. Кроме них в последовательность ЧМ-кодирования включаются и синхронизирующие импульсы, соответствующие тактовой частоте двоичного ряда. Эти импульсы предназначены для синхронизации логических схем НГМД тактовой частой УУ. Для уменьшения числа синхронизирующих импульсов при методе МЧМ для синхронизации используются сами импульсы данных. Генерирование дополнительных синхроимпульсов производится только в случаях нескольких последовательных нулей, когда импульсы данных отсутствуют. Итак, кодирование методом МЧМ состоит из следующих операций: передачи импульса данных для каждой единицы двоичной записываемой последовательности; передача синхроимпульса для каждого второго и следующего нуля в группе последовательно записанных в двоичном ряду нулей. Полученная в результате последовательность объединяет импульсы данных и синхроимпульсы, но общее число импульсов двукратно уменьшается по сравнению с методом ЧМ. Следовательно, при одинаковой плотности записи метод МЧМ позволяет получить в два раза больший, чем при методе ЧМ, объем хранимой на диске информации. В связи с этим в большинстве НГМД, используемых в профессиональных компьютерах, применяется кодирование по методу МЧМ.

Другой характерной особенностью НГМД является плотность записи на дискете. В зависимости от направления, по которому рассматривается плотность, различают поперечную и продольную плотность записи. Поперечная плотность измеряется числом дорожек на единицу длины в направлении радиуса дискеты, а продольная плотность – числом битов информации на единицу длины вдоль окружности дорожки. Плотность записи определяется преимущественно качеством магнитного покрытия и параметрами считывающе-записывающей головки.

б) Накопители на жестких магнитных дисках

Устройство с несменным носителем – это накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД). В отличие от накопителей на гибких магнитных дисках для них обычно не предусматривается изъятия носителя из устройства и замены его аналогичным – винчестер герметически закрыт в корпусе устройства, и весь НЖМД обычно монтируется однократно при сборке компьютера. Винчестер вращается непрерывно после включения питания устройства. Поскольку объем информации, хранимой одним устройством этого вида, весьма значителен (более 300 Мбайт), то оно используется совместно всеми пользователями компьютера.

Винчестер вместе с магнитными головками герметически закрыт в металлическом корпусе, изолирующем их от нежелательных воздействий окружающей среды. Благодаря этому существенно снижается вероятность погрешности записи вследствие загрязнения головок или порчи поверхности жесткого диска. В НЖМД магнитные головки осуществляют считывание и запись информации, не соприкасаясь с поверхностями носителя. Это так называемые плавающие головки, которые во время вращения диска удерживаются на небольшом расстоянии от поверхности подъемной силой, образуемой воздушным потоком между головкой и поверхностью диска. Бесконтактная запись позволяет достигать высокой скорости вращения носителя и предотвращает износ головок. В свою очередь, большая частота оборотов диска позволяет значительно увеличить скорость записи и считывания НЖМД, что уменьшает общее время доступа к этому виду памяти.

Дополнительные периферийные устройства

Графопостроитель

Графопостроитель (плоттер) – устройство для вывода графической информации на бумагу. Для обслуживания плоттеров используется специальное программное обеспечение, с помощью которого можно с высокой скоростью чертить графические изображения различного формата.

Графопостроители – это механические устройства, в которых закреплено специальное перо. Чтобы нарисовать график или символ, перо передвигается по бумаге. Перо (практически оно представляет собой скорее ручку) может быть заполнено цветной пастой или чернилами. Многоперьевые графопостроители могут по команде менять рисующее перо, что позволяет выполнять многоцветные изображения.

Плоттеры бывают нескольких типов:

• В устройствах первого типа бумага или пленка неподвижно закреплена на плоской поверхности, а перо может перемещаться в двух измерениях.
• Графопостроители второго типа устроены так, что перо движется в одном измерении, но перемещается и бумага.
• Плоттеры бывают барабанного типа, то есть они работают с рулоном бумаги.

Графопостроители получают от компьютера последовательность команд, управляющую процессом рисования. Конечно, для этого необходимо соответствующее программное и аппаратное обеспечение. Аппаратные средства включают интерфейс и кабель связи. Программное же обеспечение должно быть способно генерировать последовательность управляющих кодов, которая передается графопостроителю. Большинство графопостроителей имеют встроенную таблицу кодировки, в соответствии с которой эти коды преобразуются в элементарные движения пера. Иначе говоря, команды графопостроителю компьютер отдает на специальном языке. Никакого специального стандарта на командный язык графопостроителей нет.

Мышь

Мышь – это манипулятор для ввода информации в компьютер. Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами, легко уменьшающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом.

Мышь позволяет передвигать курсор в нужное место экрана путем перемещения мыши по столу мыши по столу или ругой поверхности и фиксировать выбор нажатием одной из кнопок на своей поверхности. Как и в других случаях, программное обеспечение должно оказаться способным распознать наличие аппаратного средства, то есть мыши, и воспринять управляющие сигналы. К счастью, большинство программ, которые "понимают" управление курсором с клавиатуры, могут использовать мышь после подключения небольшой дополнительной программы, представляющей компьютеру информацию о перемещении мыши в виде эквивалентной последовательности кодов, генерируемых при нажатии клавиши управления курсором.

Существуют два основных варианта конструкции мыши: механический и оптический .

Механическое устройство использует свободно вращающийся шарик, который располагается на "дне" мыши. Шарик в результате трения поворачивается, когда мышь двигают по плоской поверхности. Схемы мыши воспринимают это, подсчитывают число оборотов и передают информацию компьютеру.

Оптическую мышь двигают по специальной отражающей панели. Луч света, испускаемой мышью, отражается от равномерно нанесенных на панель штрихов. При этом сенсор, расположенный внутри мыши определяет пройденное расстояние и направление перемещения и посылает эту информацию компьютеру.

На поверхности мыши может находится две или три кнопки. Как они используются – зависит от программного обеспечения.

Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ использующих мышь, допускают замену мыши командами, вводимыми с клавиатуры. Однако часто при такой замене работа с программой весьма затруднительна.

Модем

Модем – устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. По конструктивному исполнению модемы бывают встроенными (вставляемыми в системный блок ПК) или внешними (подключаемыми через коммуникационный порт). Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных (1200, 2400, 9600 бод и так далее, 1 бод = бит в секунду), а также тем, поддерживают ли они средства исправления ошибок (стандарты V42bis или MNP-5). Для устойчивой работы на отечественных телефонных линиях импортные модемы должны быть соответствующим образом адаптированы.

Факс-модем

Факс-модем – устройство сочетающее возможности модема, и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.

Сканер

Сканер – устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. Сканеры могут вводит в компьютер рисунки. С помощью специального программного обеспечения компьютер может распознать символы во введенной через сканер картинке, это позволяет быстро вводить напечатанный (а иногда и рукописный) текст в компьютер. Сканеры бывают настольные (они обрабатывают весь лист бумаги целиком) и ручные (ими надо проводить над нужными картинками или текстом), черно-белые и цветные (воспринимающие цвета). Сканеры различаются друг от друга разрешающей способностью, количеством воспринимаемых цветов или оттенков серого цвета. При систематическом использовании (например в издательских системах) необходим настольный сканер, хотя он дороже. Для подготовки цветных изданий требуется, естественно, цветной сканер.

Аудиоплата

Аудиоплата дает возможность исполнять музыку и воспроизводить звуки с помощью компьютера. Вместе с аудиоплатой обычно поставляются звуковые колонки, а часто и микрофон. Аудиоплата представляет средства записи, воспроизведения и редактирования музыки и речевых сообщений.

Многие программы, в особенности игровые, используют аудиоплаты для вывода музыкального сопровождения, звуковых, в том числе речевых, эффектов.

Устройство для чтения компакт-дисков

Устройство для чтения компакт-дисков позволяет читать данные со специальных компакт-дисков (CD-ROM). Эти компакт-диски более надежны и могут хранить значительно больше информации, чем дискеты, поэтому в настоящее время на западе многие крупные программные комплексы, базы данных, мультимедиа-программы распространяются на компакт-дисках.

Трекбол

Трекбол – манипулятор в форме шара на подставке. используется для замены мыши, особенно часто в портативных компьютерах.

Графический планшет

Графический планшет – устройство для ввода контурных изображений (диджитайзер). Используется, как правило, в системах автоматического проектирования (САПР) для ввода чертежей в компьютер.

Адаптеры каналов связи

Адаптеры каналов связи предназначены для осуществления обмена информацией между профессиональными компьютерами, как расположенными в непосредственной близости друг от друга, та и удаленными на большое расстояние. Кроме того, с их помощью осуществляется связь отдельных профессиональных компьютеров с другими малыми и большими ЭВМ. Типичным примером в этом случае является использование профессионального компьютера в качестве "интеллектуального" терминала, через который осуществляется доступ к различным видам сетей ЭВМ.

Используются два вида адаптеров каналов связи – асинхронные и синхронные.

• Асинхронный адаптер оказывается подключенным к системной шине компьютера, когда на нем установлен разъем подсоединения к передающей среде.

Асинхронный адаптер выполняет все функции по осуществлению связи, передачи нужного символа с соответствующей скоростью, формирование стартового и стопового битов, контроля, а также обнаружения стартового бита при приеме, распознавания принятого символа и представления его соответствующей обслуживающей программе и так далее.

Асинхронный адаптер может использоваться как для локальной, так и для дистанционной связи. При локальной связи через такой адаптер к профессиональному компьютеру могут подключаться различные периферийные устройства, имеющие средства поддержки асинхронного режима (например принтер или терминал).

Непосредственная связь через интерфейс в асинхронном режиме представляет собой простейший способ связи двух ПК между собой. При использовании модемов в таком режиме могут связываться и компьютеры, находящиеся на расстоянии сотен километров друг от друга. При этом связь может быть организована по выделенной линии (некоммутируемая связь), так и с использованием средств существующей телефонной сети (коммутируемая связь). Использование телефонной сети позволяет связывать между собой большое число компьютеров, из которых в каждый момент связаны между собой только два.

Следует отметить, что при асинхронном режиме передачи данных скорости обмена сравнительно невелики – до нескольких тысяч бит в секунду, чего в большинстве практических применений оказывается недостаточно.

• Синхронный адаптер также подключается к системной шине. Для него характерен синхронный режим работы, при котором информация передается в виде последовательности символов, представляющих часть сообщения или целое сообщение. При этом начало и конец каждой отдельной последовательности отмечаются служебными символами. При синхронной передачи передаче используются различные правила диалога между компьютерами, которые составляют так называемый протокол обмена. В зависимости от используемого протокола служебные символы называют "флагами" или "синхросимволами". Существуют два типа протоколов синхронной связи – побитово- и побайтово-ориентированные. В профессиональных компьютерах предусмотрены отдельные адаптеры каналов связи для обслуживания наиболее распространенных представителей двух типов протоколов.

Синхронные адаптеры используются прежде всего для подключения профессиональных компьютеров к большим ЭВМ или к сетям ЭВМ.

11.1. Устройства ввода данных

Клавиатура – служит для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления. Она относится к стандартным средствам ПК. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами – драйверами, т. к. необходимое программное обеспечение есть в ПЗУ в составе BIOS.

Принцип действия клавиатуры состоит в следующем.

1) При нажатии на клавишу специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает код клавиши (скан-код).

2) Скан-код поступает в микросхему, играющую роль порта клавиатуры (порт находится на материнской плате).

3) Порт клавиатуры выдает процессору номер прерывания (9).

4) Получив прерывание, процессор обращается в специальную память ОП, в которой находится вектор прерываний (список адресов программ, обслуживающих конкретное прерывание).

5) Процессор выполняет программу, которая находится по адресу взятому из вектора прерываний. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания находится в ПЗУ, но можно поставить вместо нее свою программу, если изменить данные в векторе прерываний.

6) Программа-обработчик прерывания находит скан-код, записывает его в регистры процессора и определяет символ, соответствующий данному коду.

7) Программа –обработчик записывает символ в специальную область ОП, которая называется буфером клавиатуры и прекращает свою работу.

8) Процессор заканчивает обработку прерывания и возвращается к отложенной работе.

9) Введенный символ хранится в буфере до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он предназначался. Если символы поступают чаще, чем забираются, то возникает эффект переполнения буфера.

Мышь – это устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора. Принцип действия заключается в следующем:

В отличие от клавиатуры, мышь не является стандартным устройством и ПК не имеет для нее выделенного порта. Для нее нет и постоянного выделенного прерывания, а BIOS не содержит программных средств для обработки прерываний мыши. Следовательно, мышь нуждается в специальной управляющей программе – драйвере мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке ОС. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов средства для работы с которым имеются в составе BIOS. Драйвер мыши нужен для интерпретации сигналов поступающих через порт. Компьютером управляют с помощью перемещения мыши по плоскости и нажатия на левую и правую кнопки. Принцип управления является событийным, т. е. перемещения мыши и нажатия на кнопки – это события с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя события, драйвер устанавливает, где это событие произошло, т. е. в каком месте экрана находился указатель. Эти данные передаются в программу, с которой работает пользователь. По ним программа определяет команду пользователя, которую она должна выполнить.

Специальные манипуляторы:

· Трекбол – в отличие от мыши, устанавливается стационарно, его шарик приводится в движение ладонью руки, он не нуждается в гладкой поверхности, поэтому широко используется в портативных ПК.

· Джойстик – манипулятор, используемый в игровых программах и тренажерах.

· Инфракрасная мышь – отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Устройства ввода графических данных: сканеры, графические планшеты (дигитайзеры), цифровые видеокамеры.

Сканеры. С помощью сканера можно вводить любую информацию, в том числе и знаковую. В этом случае исходные данные вводятся в графическом виде, после чего обрабатываются с помощью программ распознавания образов.

Наиболее распространены планшетные сканеры. Они предназначены для ввода графической информации с листа. Принцип действия сканера состоит в том, что луч света отраженный от поверхности листа фиксируется специальными элементами (ПЗС – приборы с зарядовой связью). Обычно эти элементы конструктивно оформляются в виде линейки, располагаемой по ширине листа. Затем либо лист перемещается при неподвижной установке линейки, либо наоборот – линейка перемещается при неподвижной установке листа.

Основные характеристики планшетных сканеров:

· Разрешающая способность – зависит от плотности расположения элементов ПЗС на линейке. Типичный показатель 600-1200 dpi (количество точек на дюйм).

· Производительность – продолжительность сканирования одного листа бумаги.

· Динамический диапазон – отношение яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков.

Графические планшеты – предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов их действия, но в основе всех их лежит фиксация специального пера относительно планшета. Такие устройства могут использоваться художниками, т. к. позволяют им создавать экранные изображения привычными способами.

Цифровые фотокамеры – эти устройства воспринимают графические данные с помощью ПЗС, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром является разрешающая способность, которая связана с количеством ПЗС в матрице. Лучшие потребительские модели имеют до 1млн ячеек ПЗС и обеспечивают разрешение изображения до 800х1200 точек. У профессиональных моделей эти параметры еще выше.

11.2. Устройства вывода данных

Монитор – это устройство визуального представления данных. Это основное устройство вывода информации. Его основными потребительскими параметрами являются:

Максимальная частота регенерации изображения;

Размер монитора – измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения - дюймы. Стандартные размеры: 14”, 15”, 17”, 19”, 20”, 21”. В настоящее время самыми универсальными являются мониторы 15” и 17”, а для операций с графикой лучше использовать мониторы 19”- 21”.

Изображение на экране монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным лучом электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки трех типов, светящиеся красным, синим и зеленым цветом. Чтобы на экране все три луча сходились в одну точку, перед экраном ставят маску – панель с отверстиями. Часть мониторов оснащена маской из вертикальных проволочек, что усиливает яркость и насыщенность изображения. Чем меньше шаг между отверстиями маски, тем четче полученное изображение. Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,25 –0, 27 мм.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение. Этот параметр зависит не только от свойств монитора, но и от настроек видеоадаптера. Частоту регенерации измеряют в Гц. Чем она выше, тем устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз. Минимальным считается значение 75Гц, нормативным – 85 Гц, комфортным – 10Гц и более.

Видеокарта (видеоадаптер). Вместе с монитором видеокарта образует видеосистему ПК. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной платы, которая называется видеокартой. Видеопамять и графический процессор, который преобразует содержимое видеопамяти в изображение на экране, - это два основных компонента видео­карты

В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, которые обеспечивают воспроизведение до 16,7 миллиона цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений: 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024 и т. д.

Разрешение экрана – это одна из важнейших характеристик видеосистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране.

Другой важной характеристикой является цветовое расширение, которое определяет количество оттенков, которые может принимать точка экрана. Максимально возможное цветовое расширение зависит от количества установленной видеопамяти и от установленного расширения. При высоком разрешении экрана на каждую точку изображения отводится меньше места, т. е. информация о цветах ограничивается. Необходимый объем видеопамяти можно определить по формуле:

P –необходимый объем видеопамяти,

m – горизонтальное расширение экрана (точек),

n - вертикальное расширение экрана (точек),

b – разрядность кодирования цвета (бит).

Минимальное требование на сегодня по глубине цвета 256 цветов, хотя большинство программ требуют не менее 65 тыс. цветов (режим High Color).

Еще одно из свойств видеоадаптера – это видеоускорение, которое заключается в том, что часть операций по построению изображения может происходить без математических вычислений в основном процессоре ПК, а чисто аппаратным путем - преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускоритель может входить в состав видеоадаптера, а могут подключаться к нему в виде отдельной платы.

Различают 2 типа видеоускорителей ускорители плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые наиболее эффективны для работы с прикладными программами, а вторые ориентированы на работу мультимедийных, в основном, игровых приложений, а также профессиональных программ обработки трехмерной графики. Существуют ускорители, которые обладают функциями и двухмерного и трехмерного ускорения.

Первые видеоускорители» обеспечивали быстрое построение двумер­ных рисунков, лежащих в плоскости экрана. При этом снижалась нагрузка на основной процессор и ускорялись такие операции, как открытие, закрытие, перемещение и масштабирование окон, изображение простых геометрических фигур, отрисовка растровых изображений (в том числе прозрачных и полу­прозрачных), рисование символов (текста). Все современные видеокарты способны бездефектно фор­мировать двумерные картинки при любых разрешениях и частотах кадров. Формирование изображения трехмерной сцены - гораздо более сложная за­дача, чем воспроизведение плоского изображения. Идея ускорителя трехмерной графики состоит в том, чтобы снять с централь­ного процессора часть нагрузки, связанной с расчетом трехмерных картин. В результате удается значительно увеличить частоту кадров в трехмерной сцене и улучшить качество изображения.

Первый трехмерный ускоритель представлял собой самостоятельную карту расширения, работающую совместно с основным видеоадаптером. Наличие 3D-ускорителя для компьютерных игр очень быстро превратилось в необходимость, и вскоре после этого произошла инте­грация ускорителей трехмерной графики и видеоадаптеров.

В состав системы Windows включен стандартный графическом интерфейс DirectX, который обеспечивает активацию функций графического ускорителя из программы.

Первый этап развития ускорителей трехмерной графики для персональных компьютеров прошел под знаком конкуренции компаний 3dfx и п Vidia. Фирма п Vidia вышла в лидеры рынка с появлением графического процессора GeForce2 GTS. после GeForce2 появились и GeForce3 и GeForce4.

На сегодняшний день главным конкурентом компании nVidia в области наиболее производительных адаптеров с ускорителем трехмерной графики является фирма ATI. Компа­ния ATI пользовалась заслуженным уважением во времена двумерных видеоускорителей, а на рынок трехмерных ускорителей вступила с запозданием. Послед­няя серия графических процессоров Radeon конкурентоспособна с современными ей продуктами nVidia.

Принтеры – печатающие устройства, с помощью которых получают копии документов на бумаге. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные, струйные принтеры.

Матричные принтеры – это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе специальных «иголок» через красящую ленту. Качество печати зависит от количества иголок в печатающей головке принтера. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные принтеры. Производительность принтеров оценивают по количеству печатаемых знаков в секунду. Для матричных принтеров существуют следующие режимы работы: draft –режим черновой печати, normal – обычная печать и NLQ (Near Letter Quality) – обеспечивает качество печати близкое к качеству пишущей машинки.

Лазерные принтеры - обеспечивают высокое качество печати, не уступающее полиграфическому. Они также отличаются высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту. Как и матричных принтерах итоговое изображение формируется из точек.

Принцип действия следующий. В соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана. В результате этого участки барабана, на которые попал световой импульс приобретают светочувствительный заряд. Затем барабан проходит через контейнер с красящим порошком (тонером) и порошок закрепляется на участках, имеющих статический заряд. При дальнейшем вращении барабан соприкасается с бумажным листом и порошок переносится на бумагу, нагревательный элемент нагревает порошок, в результате чего частицы порошка спекаются и закрепляются на бумаге.

К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

1. разрешающая способность (измеряется в количестве точек на дюйм) – модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600dpi, профессиональные модели до 1200dpi;

2. производительность (количество страниц в минуту):

3. формат используемой бумаги;

4. объем собственной ОП;

5. стоимость оттиска, т.е. стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа формата А4 (от 2 до 6 центов).

Струйные принтеры – изображение формируется микрокаплями специальных чернил. Качество печати зависит от формы капли и ее размера, а также от свойств красителя и бумаги. К положительным свойствам струйных принтеров следует отнести простоту и надежность механических частей принтера и его относительно низкую стоимость. Но притом, что цена струйных принтеров гораздо ниже, чем лазерных, стоимость печати одного оттиска на них может быть в несколько раз выше. Качество цветных изображений очень высокое, но возможность применения в черно-белой полутоновой печати ограничена из-за нестабильного разрешения.

Звуковая система

Звуковая карта. Подключается к одному из слотов материнской платы и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой речи, музыки, звука. Звук воспроизводится с помощью звуковых колонок, которые подключаются к выходу звуковой карты. Основным параметром звуковой карты является разрядность - количество битов, используемое при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем выше качество звучания. Минимальное требование – 16 разрядов (лучше 32 или 64).

11.3. Устройства обмена данными

Задачи надежного обмена двоичными сигналами, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, в вычислительных сетях решает определенный класс оборудования. В локальных сетях это сетевые адаптеры, а в глобальных сетях - аппаратура передачи данных, к которой относятся, например, устройства, выполняющие модуляцию и демодуляцию дискретных сигналов, - модемы. Это оборудование кодирует и декодирует каждый информационный бит, синхронизирует передачу электромагнитных сигналов по линиям связи, проверяет правильность передачи по контрольной сумме и может выполнять некоторые другие операции. Сетевые адаптеры рассчитаны, как правило, на работу с определенной передающей средой - коаксиальным кабелем, витой парой, оптоволокном и т. п. Каждый тип передающей среды обладает определенными электрическими характеристиками, влияющими на способ использования данной среды, и определяет скорость передачи сигналов, способ их кодирования и некоторые другие параметры.

Модем – устройство предназначенной для обмена информацией между удаленными компьютерами (МОдулятор+ДЕМодулятор). Каналы связи – это физические линии связи (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые или выделенные) и способ передачи (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи модемы подразделяют на радиомодемы, кабельные модемы и прочие. Наиболее широко распространены модемы, подключаемые к телефонным каналам связи. Модем может быть внешним

Цифровые данные поступают в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции в соответствии с избранным протоколом (стандартом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Главная характеристика модема – скорость передачи данных. Она зависит от качества телефонной связи и от стандартов передачи данных, поддерживаемых модемами. Все модемы подключаются к последовательным портам. Модемы могут быть как внешними, т.е. подключаться через разъем в корпусе, так и внутренними, т. е. устанавливаться в виде платы в компьютер.