Устройства ввода/вывода информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

Введение

1. Клавиатура

2. Сканер

3. Монитор

4. Принтер

5. Манипуляторные устройства

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В данной работе представлена тема “ Устройства ввода/вывода информации”

Компьютер является универсальным устройством для переработки информации. Чтобы дать компьютеру возможность переработки информации, её необходимо каким-то образом туда ввести. Для осуществления ввода информации были созданы специальные устройства - это в первую очередь клавиатура и сканер. Попадая в компьютер, информация обрабатывается и далее реализовывается возможность вывода этой информации, т.е. пользователь имеет возможность визуального восприятия данных. Для вывода информации используются монитор и принтер. После ввода и обработки информации, её можно сохранить, для чего были созданы специальные устройства, это жёсткий диск, магнитные диски и средства оптического хранения данных.

клавиатура сканер монитор принтер

1. Клавиатура

Со времен появления персонального компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид и структура клавиатуры оставались практически неизменными.

Но кое-какие изменения все-таки были.

В 1995 году, после выхода операционной системы Windows 95, привычные, 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104/105 клавишами. Три новые клавиши были добавлены специально, чтобы реализовать некоторые возможности новой операционной системы.

Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, т. е. с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было замечено, что при каждодневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у «операторов ЭВМ» начинало развиваться профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому сейчас на рынке появилось множество новых, «эргономичных» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабженных подставками для кистей и т. д.

Наконец, последнее нововведение. Все более популярными становятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу аналогичному «дистанционному управлению».

Традиционно все имеющиеся на компьютере клавиши делят на две группы:

Буквенно-цифровые, предназначенные для ввода информации. Нажатие каждой из этих клавиш «посылает» в компьютер команду вывести на экран букву или цифру. «Значение» этих клавиш является постоянным и не меняется -- вне зависимости от «запускаемых» на вашем компьютере программ. Буквенные клавиши могут работать как в режиме латинских, так и русских букв. Схема их расположения -- «раскладка» -- соответствует той, которая используется в традиционных пишущих машинках. Совершенно особой является группа цифровых клавиш в правой части клавиатуры: она может работать как в буквенно-цифровом режиме, так и просто в цифровом

Функциональные клавиши предназначены для отдания компьютеру команды выполнить какую-либо операцию.

Дополнительные клавиши.

Условно делятся на три группы:

1. Клавиши управления питанием (включение/выключение ПК (Power) и перевод компьютера в «спящий» режим (Sleep)).

2. Клавиши для управления программами Интернет (открыть браузер, запустить программу электронной почты и т. д.).

3. Мультимедиа-клавиши (запуск воспроизведения компакт-диска, клавиши перехода между песнями, управление громкостью).

Конструкции клавиш

В современных клавиатурах используется несколько типов клавиш. В большинстве клавиатур установлены механические переключатели, в которых происходит замыкание электрических контактов при нажатии клавиш. В некоторых клавиатурах высокого класса используются бесконтактные емкостные датчики.

Наиболее широко распространены контактные клавиатуры. Существуют следующие их разновидности:

*с механическими переключателями;

*с замыкающими накладками;

*с резиновыми колпачками;

*мембранные.

Механические переключатели

В чисто механических переключателях происходит замыкание металлических контактов. В них для создания "осязательной" обратной связи зачастую устанавливается дополнительная конструкция из пружины и смягчающей пластинки. При этом вы ощущаете сопротивление клавиши и слышите щелчок.

Механические переключатели очень надежны, их контакты обычно самоочищающиеся. Они выдерживают до 20 млн. срабатываний и стоят вторыми по долговечности после емкостных датчиков. Обратная связь у них просто превосходная.

Замыкающие накладки

Клавиши с замыкающими накладками широко применялись в старых клавиатурах. Они использовались в большинстве старых совместимых клавиатур компании Keytronics и др. В них прокладка из пористого материала с приклеенной снизу фольгой соединяется с кнопкой клавиши. При нажатии клавиши фольга замыкает печатные контакты на плате. Когда клавиша отпускается, пружина возвращает ее в исходное положение. При этом пористая прокладка смягчает удар, но клавиатура становится слишком "мягкой". Основной недостаток этой конструкции -- отсутствие щелчка при нажатии (нет обратной связи), поэтому в системах с такой клавиатурой часто приходится программным образом выводить на встроенный динамик компьютера какие-нибудь звуки, свидетельствующие о наличии контакта.

Еще один недостаток такой конструкции состоит в том, что она весьма чувствительна к коррозии фольги и загрязнению контактов на печатной плате.

Резиновые колпачки

Клавиатура с резиновыми колпачками похожа на предыдущую конструкцию, но превосходит ее во многих отношениях. Вместо пружины в ней используется резиновый колпачок с замыкающей вставкой из той же резины, но с угольным наполнителем. При нажатии клавиши шток надавливает на резиновый колпачок, деформируя его. Деформация колпачка сначала происходит упруго, а затем он "проваливается". При этом угольный наполнитель замыкает проводники на печатной плате. При отпускании резиновый колпачок принимает первоначальную форму и возвращает клавишу в исходное состояние.

Мембранная клавиатура

Эта клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш: вместо них используется лист с разметкой, который укладывается на пластину с резиновыми колпачками. При этом ход каждой клавиши ограничен, и такая клавиатура не годится для обычной печати. Мембранные клавиатуры часто используются в пультах управления (станками, агрегатами и т. п.), т. е. там, где необходимо вводить большие объемы данных.

Мембранные клавиатуры обеспечивают более надежный и жесткий контакт, чем клавиатуры с резиновыми колпачками или устаревшие клавиатуры с замыкающими накладками, но по чувствительности уступают механическим или емкостным переключателям.

Емкостные датчики

Это единственные бесконтактные переключатели, которые получили широкое распространение. Клавиатуры с такими датчиками дороже резиновых, но более устойчивы к загрязнению и коррозии. Для обеспечения обратной связи в этих клавиатурах используются цилиндрические (винтовые) пружины. В емкостных датчиках нет замыкающихся контактов. Их роль выполняют две смещающиеся относительно друг друга пластинки и специальная схема, реагирующая на изменение емкости между ними. Клавиатура представляет собой набор таких датчиков.

2. Сканер

Две главные задачи, для решения которых вам может потребоваться сканер:

*сканирование изображений;

*сканирование текста для дальнейшего распознавания (перевод из формата «картинки» с непонятными закорючками в формат собственно текста).

Разрешающая способность.

Для сканера, как и для принтера, это основная характеристика. Измеряется она точно так же, в точках на дюйм(dpi). Параметров разрешающей способности у сканера два -- оптическое (реальное) и программное. Оптическое разрешение -- это показатель первичного сканирования; Так, оптическое разрешение сканера может составлять 300x600 dpi, а программное до -- 4800x4800 dpi. Однако «программное» разрешение сканера -- величина вторичная.

Разрешение сканера, как и монитора, имеет два показателя -- по горизонтали и вертикали. Например, 600x300, 600x600, 800x800 dpi. Однако чаще всего употребляют только первое значение -- 500, 600, 800 или 1200dpi.

Разрядность.

Разрядность сканера, которая измеряется в битах. Фактически она означает то количество информации, которая понадобится для оцифровки каждой точки изображения. А так же количество цветов, которое способен распознать ваш сканер: 24 бита соответствуют 16,7 миллионам цветов, 30 бит -- 1 миллиарду.

Ручные сканеры -- самые небольшие и дешевые: такой сканер занимает не больше места, чем книжка среднего формата. Однако при обращении с таким сканером нужна сноровка: вам придется медленно и равномерно проводить этим устройством, похожим по виду на насадку для домашнего пылесоса, по всей площади сканируемого изображения. Дрогнет рука молодого хирурга -- и прощай, качество!

Планшетный сканер. Сканеры этого типа представляют собой что-то вроде большого планшета. Бумажный лист с изображением или текстом кладется на прозрачную стеклянную поверхность, под которой «снует» распознающий элемент сканера, прибор закрывается крышкой. А дальше сканер сделает все сам. Успешно работают с форматом картинки вплоть до А4 -- стандартной машинописной страницы. Есть, конечно, сканеры формата A3 и даже А2.

Есть, конечно же, еще и другие типы сканеров: листовые, протягивающие изображение сквозь свое нутро, специализированные сканеры для фотографий и слайдов и т. д.

Процесс сканирования - это преобразование документа или изображения в цифровую форму.

Сканеры подобны устройствам копирования, только вместо печати копии сканер передает оцифрованные данные в компьютер. Сканеры можно разделить на несколько групп: по типу интерфейса, способу формирования сигнала и типу сканируемых документов. После сканирования документа с помощью специальных программ данные передаются в компьютер для обработки, т.е. сканированное изображение можно сохранить в виде файла.

Настольные сканеры

В них используется отраженный луч. В отличие от ручных и листопротяжных устройств, настольные модели имеют более точный механизм регистрации отраженного луча. В этих моделях луч проходит более длинный путь после и даже до сканирования, поскольку для сканирования цветных изображений он проходит через светофильтры для разложения на красную, зеленую и голубую составляющие.

Луч света падает на оригинал, отражается от него и через систему зеркал попадает на светочувствительные диоды, где преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на аналого-цифровой и преобразователь, где конвертируется в сигнал, представляющий собой пиксели оригинала (черные, белые, оттенки серого или цветные). Эта цифровая информация передается в компьютер для дальнейшей обработки.

3. Монитор

Информационную связь между пользователем и компьютером обеспечивает монитор. Первые микрокомпьютеры представляли собой небольшие блоки, в которых практически не было средств индикации. Все, что имел в своем распоряжении пользователь -- это набор мигающих светодиодов или возможность распечатки результатов на принтере. По сравнению с современными стандартами первые компьютерные мониторы были крайне примитивны; текст отображался только в одном цвете (как правило, в зеленом), однако в те годы это было важнейшим технологическим прорывом, поскольку пользователи получили возможность вводить и выводить данные в режиме реального времени. Со временем появились цветные мониторы, увеличился размер экрана и жидкокристаллические панели перекочевали с портативных компьютеров на рабочий стол пользователей.

Виды мониторов.

Электронно-лучевой монитор

Жидкокристаллические дисплеи

Как работает электронно-лучевой монитор

Информация на мониторе может отображаться несколькими способами. Самый распространенный -- отображение на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), такой же, как в телевизоре. ЭЛТ представляет собой электронный вакуумный прибор в стеклянной колбе, в горловине которого находится электронная пушка, а на дне -- экран, покрытый люминофором.

Нагреваясь, электронная пушка испускает поток электронов, которые с большой скоростью движутся к экрану. Поток электронов (электронный луч) проходит через фокусирующую и отклоняющую катушки, которые направляют его в определенную точку покрытого люминофором экрана. Под воздействием ударов электронов люминофор излучает свет, который видит пользователь, сидящий перед экраном компьютера. В электронно-лучевых мониторах используются три слоя люминофора: красный, зеленый и синий. Для выравнивания потоков электронов используется так называемая теневая маска -- металлическая пластина, имеющая щели или отверстия, которые разделяют красный, зеленый и синий люминофоры на группы по три точки каждого цвета. Качество изображения определяется типом используемой теневой маски; на резкость изображения влияет расстояние между группами люминофоров (шаг расположения точек).

Химическое вещество, используемое в качестве люминофора, характеризуется временем послесвечения, которое отображает длительность свечения люминофора после воздействия электронного пучка. Время послесвечения и частота обновления изображения должны соответствовать друг другу, чтобы не было заметно мерцание изображения (если время послесвечения очень мало) и отсутствовала размытость и удвоение контуров в результате наложения последовательных кадров (если время послесвечения слишком велико).

Электронный луч движется очень быстро, прочерчивая экран строками слева направо и сверху вниз по траектории, именуемой растром. Период сканирования по горизонтали определяется скоростью перемещения луча поперек экрана.

В процессе развертки (перемещения по экрану) луч воздействует на те элементарные участки люминофорного покрытия экрана, где должно появиться изображение. Интенсивность луча постоянно меняется, в результате чего изменяется яркость свечения соответствующих участков экрана. Поскольку свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен вновь и вновь пробегать по экрану, возобновляя его. Этот процесс называется возобновлением (или регенерацией) изображения.

Жидкокристаллические дисплеи

Позаимствовав технологию у изготовителей дисплеев для портативных компьютеров, некоторые компании разработали жидкокристаллические дисплеи, называемые также LCD-дисплеями (Liquid-Crystal Display). Для них характерен безбликовый экран и низкая потребляемая мощность (некоторые модели таких дисплеев потребляют 5 Вт, в то время как мониторы с электронно-лучевой трубкой -- порядка 100 Вт). По качеству цветопередачи жидкокристаллические панели с активной матрицей в настоящее время превосходят большинство моделей мониторов с электронно-лучевой трубкой.

В жидкокристаллических панелях используются аналоговые или цифровые активные матрицы. Как правило, дешевые 15-дюймовые жидкокристаллические панели оснащены традиционным разъемом VGA, поэтому аналоговые сигналы преобразуются в цифровые. Более дорогие жидкокристаллические дисплеи с размером экрана 15" и более предоставляют как аналоговый (VGA), так и цифровой (DVI) разъемы, которыми оснащены многие видеоадаптеры средней и высокой стоимости.

Как работает жидкокристаллический монитор

В жидкокристаллическом экране поляризационный светофильтр создает две раздельные световые волны и пропускает только ту, у которой плоскость поляризации параллельна его оси. Располагая в жидкокристаллическом мониторе второй светофильтр так, чтобы его ось была перпендикулярна оси первого, можно полностью предотвратить прохождение света (экран будет темным). Вращая ось поляризации второго фильтра, т. е. изменяя угол между осями светофильтров, можно изменить количество пропускаемой световой энергии, а значит, и яркость экрана. В цветном жидкокристаллическом экране есть еще один дополнительный светофильтр; который имеет три ячейки на каждый пиксель изображения -- по одной для отображения красной, зеленой и синей точек. Красная, зеленая и синяя ячейки, формирующие пиксель, иногда называются субпикселями (subpixel).

"Мертвые" пиксели

Так называемый мертвый пиксель (dead pixel) -- это пиксель, красная, зеленая или синяя ячейка которого постоянно включена (что встречается гораздо чаще) или выключена. Постоянно включенные ячейки очень хорошо видны на темном заднем фоне как ярко-красная, зеленая или синяя точка.

Жидкокристаллические экраны с активной матрицей

В большинстве жидкокристаллических мониторов используются тонкопленочные транзисторы (TFT). В каждом пикселе есть один монохромный или три цветных RGB транзистора, упакованные в гибком материале, имеющем точно такой же размер и форму, что и сам дисплей. Поэтому транзисторы каждого пикселя расположены непосредственно за жидкокристаллическими ячейками, которыми они управляют.

В настоящее время для производства дисплеев с активной матрицей используется два материала: гидрогенизированный аморфный кремний (a-Si) и низкотемпературный поликристаллический кремний (p-Si). В принципе основная разница между ними заключается в производственной цене.

Для увеличения видимого горизонтального угла обзора жидкокристаллических дисплеев некоторые производители модифицировали классическую технологию TFT. Технология плоскостного переключения (in-plane switching -- IPS), также известная как STFT, подразумевает параллельное выравнивание жидкокристаллических ячеек относительно стекла экрана, подачу электрического напряжения на плоскостные стороны ячеек и поворот пикселей для четкого и равномерного вывода изображения на всю жидкокристаллическую панель. Суть еще одного новшества компании Hitachi -- технологии Super-IPS -- заключается в перестраивании жидкокристаллических молекул в соответствии с зигзагообразной схемой, а не по строкам и столбцам, что позволяет уменьшить нежелательное Цветовое смешение и улучшить равномерное распределение цветовой гаммы на экране. В аналогичной технологии мультидоменного вертикального выравнивания (MVA) компании Fujitsu экран монитора подразделяется на отдельные области, для каждой из которых изменяется угол ориентации.

Жидкокристаллические экраны с пассивной матрицей

В жидкокристаллических мониторах с пассивной матрицей, которая встречается в старых и дешевых портативных компьютерах, яркостью каждой ячейки управляет электрический заряд (точнее, напряжение), протекающий через транзисторы, номера которых равны номерам строки и столбца данной ячейки в матрице экрана. Количество транзисторов (по строкам и столбцам) и определяет разрешение экрана. Например, экран с разрешением 1024x768 содержит 1024 транзисторов по горизонтали и 768 по вертикали. Ячейка реагирует на поступающий импульс напряжения таким образом, что поворачивается плоскость поляризации проходящей световой волны, причем угол поворота тем больше, чем выше напряжение. Полная переориентация всех кристаллов ячейки соответствует, например, состоянию включено и определяет максимальный контраст изображения -- разницу яркости по отношению к соседней ячейке, которая находится в состоянии выключено. Таким образом, чем больше перепад в ориентации плоскостей поляризации соседних ячеек, тем выше контраст изображения.

На ячейки жидкокристаллического монитора с пассивной матрицей подается пульсирующее напряжение, поэтому они уступают по яркости изображения жидкокристаллическим мониторам с активной матрицей, в каждую ячейку которых подается постоянное напряжение. Для повышения яркости изображения в некоторых конструкциях используется метод управления, получивший название двойное сканирование, и соответствующие ему устройства -- жидкокристаллические мониторы с двойным сканированием (double-scan LCD). Экран разбивается на две половины (верхнюю и нижнюю), которые работают независимо, что приводит к сокращению интервала между импульсами, поступающими на ячейку. Двойное сканирование не только повышает яркость изображения, но и снижает время реакции экрана, поскольку сокращает время создания нового изображения.

Поэтому жидкокристаллические мониторы с двойным сканированием больше подходят для создания быстро изменяющихся изображений, например телевизионных.

Недостатки жидкокристаллических мониторов

* Если вам приходится часто переключать экранное разрешение (например, разработчикам Web-приложений это нужно для проверки конечного продукта), смена разрешения жидкокристаллического монитора осуществляется одним из двух представленных далее методов. Некоторые старые мониторы уменьшают экранное изображение для использования только пикселей нового разрешения, в результате чего для вывода изображения 640x480 используется определенная область экрана монитора с разрешением 1024x768. В то же время новые жидкокристаллические мониторы имеют возможность растягивать изображение на весь экран. Масштабирование стало популярной функцией после того, как Digital Display Work Group определила в изданной спецификации, что масштабирование должно поддерживаться как жидкокристаллической панелью, так и видеоадаптером. К сожалению, масштабирование приводит к уменьшению (иногда существенному) четкости изображения жидкокристаллического монитора.

*Выбор аналогового жидкокристаллического монитора не только позволяет немного сэкономить, но и дает возможность использовать имеющийся видеоадаптер. Однако это может сказаться на качестве выводимого на экран текста или изображения, что связано с преобразованием цифрового сигнала компьютера в аналоговый (в видеоадаптере) и обратно в цифровой (в жидкокристаллическом мониторе). Это преобразование зачастую приводит к 'флуктуации, или плаванию пикселей, происходящему при беспорядочном включении и выключении смежных ячеек жидкокристаллической панели из-за невозможности определения порядка инициализации ячеек. Большинство мониторов поставляются со специальным программным обеспечением, которое позволяет улучшить качество выводимого изображения, но не дает возможности устранить эту проблему в полной мере.

*Цифровые жидкокристаллические панели, подключенные к совместимым видеоадаптерам, позволяют избежать проблем, связанных с преобразованием сигнала. К сожалению, многие существующие видеоадаптеры не поддерживают цифровые сигналы. Некоторые цифровые жидкокристаллические панели рассчитаны на работу лишь с определенными цифровыми видеоадаптерами, что приводит к повышению их стоимости.

* Высококачественные цифровые или аналоговые жидкокристаллические панели великолепно подходят для отображения текста и графики. Тем не менее, в отличие от ЭЛТ-мониторов, они не так хорошо справляются с отображением очень светлых или темных участков изображения.

* Ахиллесова пята жидкокристаллических панелей -- время реакции пикселей (время послесвечения). Большое время реакции (более 25 мс) приводит к тому, что при полноэкранном воспроизведении видео, трехмерных игр, анимации, а также быстром просмотре текста изображение смазывается. Обращайте внимание на мониторы, в которых используется жидкокристаллический материал, обеспечивающим быстрое переключение пикселей. Например, такой материал компании ViewSonic называется 3X-LCD.

Параметры мониторов

Разные принципы, разные технологии... Однако, какой бы тип монитора вы ни выбрали для своего домашнего или офисного ПК, при покупке вам придется обратить внимание на ряд важных параметров.

1) Размер диагонали экрана в дюймах (1 дюйм -- это около двух с половиной сантиметров).

Учтите, что диагональ видимого вами изображения для стандартного ЭЛТ-монитора всегда окажется... на целый дюйм меньше заявленной величины. 15-дюймовый ЖК-монитор соответствует 17-дюймовому на основе ЭЛТ.

2) Величина экранного «зерна». Второй важный показатель -- величина минимальной точки (пикселя) экрана. Эта величина напрямую влияет на качество получаемой картинки: чем зерно больше, тем «глубже» изображение.

3) Разрешающая способность. Эта величина показывает, сколько минимальных элементов изображения -- «точек» -- может уместиться на экране вашего монитора.

Разрешающую способность описывают две величины -- количество точек по вертикали и по горизонтали. Изменяется она в компьютере не плавно, как и количество цветов, а как бы прыгает со ступеньки на ступеньку, с режима на режим:

*640x480 (стандартный режим для 14-дюймовых мониторов);

*800x600 (стандартный режим для 15-дюймовых мониторов);

*1024x768 (стандартный режим для 17-дюймовых мониторов);

*1152x864 (стандартный режим для 19-дюймовых мониторов);

*1280x1024 (стандартный режим для 20-дюймовых мониторов);

*1600x1200 (стандартный режим для 21-дюймовых мониторов).

4) Максимальная частота развертки (Refresh Rate) -- эту величину можно грубо определить как аналог «частоты обновления кадров» в кино. Чем выше частота развертки -- тем меньше будет «рябить» экран монитора. Как правило, для комфортной работы необходимо, чтобы частота вертикальной развертки составляла не менее 85 Гц, т. е., чтобы изображение на экране обновлялось с частотой не менее 85 раз в секунду.

5) Возможности настройки и коррекция изображения. Все современные устройства снабжены специальным цифровым управлением, позволяющим вручную отрегулировать множество параметров:

*Пропорциональное сжатие/растяжку изображения по горизонтали и вертикали.

*Сдвиг изображения по горизонтали или вертикали.

*Коррекция «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», соотношение основных экранных цветов -- красного, зеленого и синего.

6) Тип «теневой маски».

В современных мониторах используется несколько типов решеток. Первый, самый простой -- точечная инваровая «маска»-сеточка с крохотными отверстиями через которые и просеиваются лучи ЭЛТ.

В более дорогих и совершенных мониторах используется второй тип маски -- апертурная решетка, состоящая из множества тонких, вертикально натянутых металлических нитей. Отличаются эти мониторы качеством, контрастностью и «сочностью» изображения.

7) Вид кинескопа.

Мониторы с плоским экраном. Кинескопы этого типа обеспечивают самое реалистическое и привычное для глаз человека изображение.

Выпуклый экран.

4. Принтер

Одно из назначений компьютера -- создание напечатанной версии документа, или так называемой твердой копии. Именно поэтому принтер является необходимым аксессуаром компьютера.

Технологии печати

На сегодняшний день существует три основные технологии печати.

* Лазерная. Лазерный принтер работает следующим образом: на фоточувствительном барабане с помощью луча лазера создается электростатическое изображение страницы. Помешенный на барабан специально окрашенный порошок, называемый тонером, "прилипает" только к той области, которая представляет собой буквы или изображение на странице. Барабан поворачивается и прижимается к листу бумаги, перенося на нее тонер. После закрепления тонера на бумаге получается готовое изображение. Подобная технология используется в копировальных аппаратах.

* Струйно-чернильная. В струйных принтерах, ионизированные капельки чернил через сопла распыляются на бумагу. Распыление происходит в тех местах, где необходимо сформировать буквы или изображения.

* Матрица точек. В матричных принтерах используется группа круглых игл. Которые ударяют по листу бумаги через красящую ленту. Эти иглы собраны в прямоугольную сетку, называемую матрицей. При нажатии определенных игл в матрице формируются различные символы или изображения.

Наилучшее качество печати обеспечивают лазерные принтеры, за ними следуют струйные, а затем матричные.

Память принтера

В каждом принтере есть микросхемы памяти, а лазерные и струйные принтеры, помимо этого, имеют еще и встроенный процессор, поэтому можно сказать, что принтер -- что специализированный компьютер. Память в принтере служит буфером для помещения данных задания печати, она предназначена для хранения данных в процессе создания изображения, шрифтов и команд, а также для временного хранения контуров шрифтов и других данных. Объем памяти в лазерных и струйных принтерах-- это ''зеркало" его возможностей.

Модули памяти имеют различное конструктивное исполнение, и одни принтеры можно вставить стандартные модули памяти SIMM или DIMM. другие требуют специальных картриджей памяти (которые, естественно, имеют более высокую цену).

Лазерные принтеры

Обработка данных

После загрузки данных в принтер компьютер начинает процесс интерпретации кода. Вначале интерпретатор из поступивших данных выделяет управляющие команды и содержимое документа. Процессор принтера считывает код и выполняет команды, являющиеся частью процесса форматирования, а затем выполняет другие инструкции по конфигурации принтера (например, выбор лотка с бумагой, односторонняя или двухстороння печать и т.д).

Форматирование

Процесс интерпретации данных включает фазу форматирования, в ходе которой выполняются команды, указывающие, как содержимое документа должно располагаться на странице.

Процесс форматирования также включает преобразование контуров шрифтов и векторной графики в растр. Например, при появлении команды, предполагающей использование какого-либо шрифта определенного размера, контроллер обращается к контуру шрифта и генерирует растровое изображение набора символов необходимого размера. Эти растровые изображения символов помещаются во временный кэш шрифтов, откуда извлекаются по мере необходимости для непосредственного использования в том или ином месте документа.

Растеризация

В результате процесса форматирования с помощью детального набора команд определяется точное расположение каждого символа и графического изображения на каждой странице документа. В конце процесса интерпретации данных контроллер выполняет команды для создания массива точек, которые затем будут перенесены на бумагу. Эта процедура называется растеризацией. Созданный массив точек помещается в буфер страницы и находится там до момента переноса на бумагу.

Принтеры, использующие буферы полосы, разделяют страницу на несколько горизонтальных полос. Контроллер выполняет растеризацию данных одной полосы, отправляет ее на печать, очищает буфер и приступает к обработке следующей полосы- Таким образом, страница по частям попадает на фоточувствительный барабан или другое печатающее устройство. Использование буфера полосы позволяет снизить стоимость принтера благодаря уменьшению объема установленной памяти.

Лазерное сканирование

После растеризации изображение страницы сохраняется в памяти, а затем передается печатающему устройству, которое физически выполняет процесс печати. Печатающее устройство -- это общий термин для определения устройств, которые непосредственно переносят изображение на бумагу в принтере и включают следующие элементы: узел лазерного сканирования (далее -- узел лазера), фото чувствительны и элемент, контейнер с тонером, блок распределения тонера, коротроны, разрядную лампу, блок закрепления и механизм транспортировки бумаги. Чаще всего эти элементы конструктивно выполнены в виде одного модуля (аналогичное печатающее устройство используется в копировальных машинах).

Учел лазера, называемый иногда выходным растровым сканером используется в лазерном принтере для создания электростатического массива точек на фоточувствительном барабане, называемом фоточувствительным элементом. Данный массив полностью соответствует изображению, хранящемуся в буфере страницы. Узел лазера состоит из собственно лазера, вращающегося зеркала и линз. Лазер в этом узле закреплен неподвижно, а для создания узора из точек в горизонтальном направлении по всей ширине барабана используется вращающееся зеркало. Луч фокусируется с помощью линз так, что точки на внешней границе барабана не искажаются при отдалении от источника света. Вертикальное перемещение обеспечивается медленным и равномерным вращением барабана.

Фоточувствительный барабан (в некоторых принтерах он может иметь вид ремня) покрыт слоем гладкого материала, который накапливает электростатический разряд и может его потерять в отдельных местах поверхности при попадании света. Начальная зарядка всей поверхности барабана осуществляется с помощью устройства, называемого зарядным коротроном. Коротрон-- это проволока под большим напряжением, которая при работе ионизирует окружающий воздух. При заряде поверхности барабана выделяется озон. Именно лазер обеспечивает высокое разрешение, необходимое для создания документов на профессиональном уровне. Каждое пятно, которое оставляет лазер на барабане, становится электрически нейтральным, таким образом на поверхность барабана наносятся образы символов и изображении страницы- Лазер нейтрализует области барабана, относящиеся к черной части страницы, т.е. символы и изображения, из которых состоит документ. Этот процесс печати носит название запись черного. А процесс печати, при котором происходит нейтрализация фона страницы, называется запись белого.

Наложение тонера

При вращении барабана часть его поверхности, которая уже обработана лазером, попадает в блок распределения тонера. Валик распределения тонера покрыт магнитным слоем и выполняет функцию "кисти" для тонера. Тонер -- это обладающий особыми свойствами черный порошок, благодаря которому на печатаемой странице создается изображение. При вращении валика частицы тонера из контейнера распределяются по магнитной поверхности валика. Этот валик расположен в непосредственной близости от фото чувствительного барабана, и, когда поверхность последнего соприкасается с валиком, частицы тонера притягиваются к тем областям, которы ебыли нейтрализованы с помощью лазера. Таким образом, посредством частиц тонера формируется изображение страницы на барабане.

Барабан продолжает медленно вращаться и прикасается своей поверхностью к поверхности бумаги. Скорость подачи бумаги соответствует скорости вращения барабана. Под листом бумаги находится еще один коротрон (называемый передаточным коротроном), с помощью которого заряжается лист бумаги и частицы тонера с барабана переносятся на него, формируя изображение. После переноса тонера на бумагу барабан продолжает вращаться и попадает под разрядную лампу, с помощью которой происходит "очищение" поверхности барабана. Теперь барабан полностью восстановлен и может использоваться для печати следующей страницы.

Закрепление тонера

После переноса тонера с фото чувствительного барабана на бумагу последняя продолжает свое движение и проходит еще над одним коротроном, называемым разрядным коротроном Он снимает заряд, который был применен передаточным коротроном перед помещением тонера на бумагу. Это необходимо для электрической нейтрализации листа бумаги перед его соприкосновением с другими частями принтера, например с направляющими валиками.

Итак, на листе бумаги "рассыпан'' тонер, представляющий некое изображение. Тонер имеет вид порошка, и даже небольшое воздействие может разрушить изображение. Для закрепления тонера на бумаге лист прокатывается между двумя валиками, нагретыми до 200°С. Такой нагрев приводит к плавлению частиц тонера и прилипанию к волокнам бумаги. Когда процесс печати завершен, лист бумаги "выползает" из принтера.

Струйные принтеры

Процессы интерпретации данных при струйной и лазерной печати в основном подобны. Различие состоит лишь в том, что струйные принтеры имеют меньший объем памяти и менее мощную вычислительную систему.

Технология формирования изображения на листе бумаги используемая в струйных принтерах.

Жидкие чернила распыляются непосредственно на бумагу -- в те места, где в лазерном принтере формируется массив из точек.

В настоящее время существует два основных типа струйной печати: термическая и пьезоэлектрическая.

Картридж состоит из резервуара с жидкими чернилами и небольшими (около одного микрона) отверстиями, сквозь которые чернила выталкиваются на бумагу. Количество отверстий зависит от разрешения принтера и может колебаться от 21 до 256 на один цвет. В цветных принтерах используются четыре (или больше) резервуара с различными цветными чернилами (голубой, пурпурный, желтый и черный). При смешивании этих четырех цветов, можно воспроизвести практически любой цвет.

Термическая струйная печать

При термической струйной печати чернила в картридже нагреваются до температуры 400°С. При этом они закипают и образуется чернильный пар. Давление в резервуаре возрастает, и через сопла чернила небольшими каплями распыляются на бумагу.

Пьезоэлектрическая струйная печать

Этот тип струйной печати обладает несколькими явными преимуществами. Вместо нагревания в этих принтерах используется электрический заряд пьезоэлектрических кристаллов внутри отверстий в картридже. Эти кристаллы изменяют свою форму в результате электрического воздействия, проталкивая чернила сквозь отверстия.

Изменение температурного режима в процессе струйной печати обеспечило следующие преимущества. Во-первых, уменьшение температуры позволило подобрать такой состав чернил, при котором они не будут растекаться и размазываться. Во-вторых, срок службы распыляющих отверстий при более низкой температуре увеличивается.

Матричные принтеры

Матричные принтеры, в отличие от лазерных и струйных, не формируют страницу документа. Они работают в основном с потоком ASCII-символов и, следовательно, не требуют большого объема памяти. Скорость работы матричных принтеров измеряется в символах в секунду, а не в страницах в минуту.

Процесс печати матричного принтера предельно прост.

Поток данных, исходящих из компьютера, содержит последовательности еаsсаре символов и используется для установки основных параметров принтера, таких как размер страницы и качество печати. Все сложные процессы формирования управляющих кодов принтера выполняются на компьютере. В матричном принтере бумага помещается в вертикальный лоток и перемещается построчно с помощью валиков. Печатающая головка перемещается горизонтально по специальной направляющей и содержит матрицу из металлических игл (чаще всего состоящую из 9 или 24 игл), которые выдавливают изображение на бумаге. Между иглами и бумагой расположена красящая лента, как на печатной машинке. Иглы (через ленту) создают на бумаге ряд небольших точек, формируя таким образом изображение. При печати графических изображений на матричных принтерах невозможно достичь высокого качества, поэтому такие принтеры в основном используются для печати текстовых документов.

Матричные принтеры-- это принтеры ударного воздействия (т.е. между головкой принтера и бумагой существует контакт).

Характеристики принтеров

Разрешающая способность.

И монитор, и принтер относятся к устройствам вывода -- и характеристики у них схожие.

Разрешающая способность принтера исчисляется в точках на дюйм, сокращенно dpi. Средний показатель струйного принтера -- 600 dpi, что же касается лазерного, то здесь может доходить и до 1200 -- в зависимости от модели.

Способность цветной фотопечати фотографического качества (фотопечать) -- вполне понятно, что речь здесь идет о струйных принтерах. Для этой задачи предусмотрен специальный фото картридж. А так же возможность печати на специальной бумаге для фотографических отпечатков. Качество печати в этом случае повышается в несколько раз.

Способ подачи бумаги. Большинство современных принтеров предусмотрительно оборудовано автоподатчиком бумаги. Можете поместить в приемник сразу несколько десятков: принтер сам будет брать листы по мере надобности. Вертикальная подача - бумага загружается сверху. Горизонтальная подача -- бумага кладется на специальный лоток внизу.

5. Манипуляторные устройства

Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно мышь используется при работе графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих команд.

У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции.

Мышь состоит из пластикового корпуса, cверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для мыши, который увеличивает сцепление шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и переедает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые передаются по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер передает обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.

Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.

Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.

Заключение

В данном реферате была представлена достаточно подробная информация о принципах работы основных устройств ввода вывода данных, а также устройств хранения данных.

Работу современного компьютера невозможно представить без оснащения его вышеперечисленными устройствами, так как они оказывают незаменимую помощь при работе пользователя с компьютером, а знание принципов работы этих устройств, обеспечивает более эффективное их пользование.

Список использованной литературы

1. “Ремонт и модернизация ПК” 14-е издание Скот Мюллер. Издательский дом “Вильямс”.

2. Энциклопедия “Персональный компьютер” В.П. Леонтьев. Москва “ОЛМА-ПРЕСС”.

3. “IBM PC для пользователя” краткий курс 7-е издание. В.Э. Фигурнов.

Размещено на Allbest.ru

...