Основные плюсы этой технологии это: во-первых, плазменные мониторы выгодно отличаются от своих конкурентов высокой яркостью и контрастностью изображения; во-вторых, в их габаритах составляющая толщины представляет собой ничтожно малую долю. Основные минусы, не позволяющие использовать эту технологию для производства мониторов, это низкая разрешающая способность и крайне высокая энергоемкость. Кроме того, стоимость таких устройств является заоблачной для массового пользователя. Да и проблемы с цветопередачей для PDP также актуальны, как и для всех прочих решений, отличных от ЭЛТ.

Электролюминесцентные мониторы

Электролюминесцентные мониторы (FED -- Field Emission Display) в качестве панели используют две тонкие стеклянные пластины с нанесенными на них прозрачными проводами. На одну из этих пластин нанесен слой люминофора. Пластины складываются так, что провода пластин пересекаются, образуя сетку. Между пересекающимися проводами образуются пикселы. На пару пересекающихся проводов подается напряжение, создающее электрическое поле, достаточное для возбуждения свечения люминофора в пикселе, находящемся в месте пересечения.

Самоизлучающие мониторы

Самоизлучающие мониторы (LEP -- Light Emission Plastics) используют в качестве панели полупроводниковую пластину, элементы которой под действием электрического тока начинают светиться. Конструкция панели примерно такая же, как панели FED, но через полупроводниковые пикселы пластины пропускается ток (а не создается электрическое поле). На сегодняшний день имеются монохромные (желтого свечения) LEP-дисплеи, приближающиеся по эффективности к дисплеям LCD, но уступающие им по сроку службы.

Удалось создать органический полупроводник, имеющий широкий спектр излучения -- в диапазоне от синего до инфракрасного с эффективностью (коэффициентом полезного действия по мощности) излучения порядка 1 %. Фирмы СДТ и Seiko-Epson планируют в ближайшее время на основе этого материала создать полноразмерный цветной дисплей.

Достоинства LEP-панелей:

* пластик сам излучает свет, поэтому не нужна подсветка как в LCD-мониторе;

* LEP-монитор обеспечивает 180-градусный угол обзора;

* LEP-дисплей работает при низком напряжении питания (менее 3 В) и имеет малый вес, поэтому их можно использовать в портативных ПК.

LЕР-дисплей обладает крайне малым временем переключения (менее 1 мс), его можно использовать для воспроизведения видеоинформации.

6. Принтеры

Печатающие устройства (принтеры) -- это устройства вывода данных из компьютера, преобразующие ASCII-коды и битовые последовательности в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге.

Принтеры являются наиболее развитой группой ВУ ПК, насчитывающей до 1000 различных модификаций. Принтеры различаются между собой по следующим показателям:

* цветности (черно-белые и цветные);

* способу формирования символов (знакопечатающие и знакосинтезирующие);

* принципу действия (матричные, струйные, лазерные, термические);

* способами печати (ударные, безударные) и формирования строк (последовательные, параллельные);

* ширине каретки (с широкой 375-450 мм и узкой 250 мм кареткой);

* длине печатной строки (80 и 132-136 символов);

* набору символов (вплоть до полного набора символов ASCII);

* скорости печати;

* разрешающей способностью

Внутри ряда групп можно выделить по несколько разновидностей принтеров; например, широко применяемые в ПК матричные знакосинтезирующие принтеры по принципу действия могут быть ударными, термографическими, электрографическими, электростатическими, магнитографическими; собственно говоря, и струйные принтеры также являются матричными.

Среди ударных принтеров наиболее распространены игольчатые (матричные), но в локальном варианте, без компьютера, еще встречаются и литерные, шаровидные, лепестковые (типа «ромашка») и т. д.

Печать у принтеров может быть посимвольная, построчная, постраничная. Скорость печати варьируется от 10-300 зн/с (ударные принтеры) до 500-1000 зн/с и даже до нескольких десятков (до 20) страниц в минуту (безударные лазерные принтеры); разрешающая способность -- от 3-5 точек на мм до 30-40 точек на мм (лазерные принтеры).

Принтеры могут работать в двух режимах -- текстовом и графическом.

* в текстовом режиме на принтер посылаются коды символов, которые следует распечатать, причем контуры символов выбираются из знакогенератора принтера;

* в графическом режиме на принтер пересылаются коды, определяющие последовательность и местоположение точек изображения.

Для текстовой печати в общем случае имеются следующие режимы, характеризующиеся различным качеством печати:

* режим черновой печати (Draft);

* режим печати, близкий к типографскому (NLQ -- Near Letter Quality);

* режим с типографским качеством печати (LQ -- Letter Quality);

* сверхкачественный режим (SLQ -- Super Letter Quality).

В текстовом режиме принтеры обычно поддерживают несколько шрифтов и их разновидностей, среди которых получили широкое распространение roman (мелкий шрифт пишущей машинки), italic (курсив), bold-face (полужирный), expanded (растянутый), elite (полусжатый), condenced (сжатый), pica (прямой шрифт -- цицеро), courier (курьер), san serif (рубленый шрифт сенсериф), serif (сериф), prestige elite (престиж-элита) и пропорциональный шрифт (ширина поля, отводимого под символ, зависит от ширины символа).

Желательно, чтобы принтер был русифицированным, то есть своими средствами обеспечивал печать русских букв -- кириллицы; в противном случае в текстовом режиме потребуется подключение в ПК специальных драйверов.

Многие принтеры позволяют реализовать:

* эффективный вывод графической информации (с помощью символов псевдографики);

* сервисные режимы печати: плотная печать, печать с двойной шириной, с подчеркиванием, с верхними и нижними индексами, выделенная печать (каждый символ печатается дважды) и печать за два прохода (второй раз символ печатается с незначительным сдвигом);

* многоцветную (до 100 различных цветов и оттенков) печать. Основными характеристиками принтеров являются:

* Разрешающая способность или просто разрешение. Разрешение при печати чаще всего измеряется числом элементарных точек (dots), которые размещаются на одном дюйме -- dpi -- dots per inch (inch -- дюйм равен примерно 2,54 см) или на одном миллиметре -- точек на миллиметр бумаги. Например, разрешение 1440 dpi означает, что на длине одного дюйма бумаги размещается 1440 точек. Чем больше число разрешения, тем точнее воспроизводятся детали изображения. Однако при этом соответственно возрастает и время печати (исключение, лазерные принтеры).

* Скорость печати. Единицей измерения скорости печати информации служит величина количество символов в секунду -- cps (characters per second), а при листовой печати -- страниц в минуту -- ррт (pages per minute,). Матричные принтеры

В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом, поэтому их более правильно называт ударно-матричные принтеры, тем более что и прочие типы знакосинтезирующих принтеров тоже чаще всего используют матричное формирование символов, но безударным способом. Тем не менее «матричные принтеры» -- это их общепринятое название, поэтому и будем его придерживаться.

В игольчатых (ударных) матричных принтерах печать точек осуществляется тонкими иглами, ударяющими бумагу через красящую ленту. Каждая игла управляется собственным электромагнитом. Печатающий узел перемещается в горизонтальном направлении, и знаки в строке печатаются последовательно. Многие принтеры выполняют печать, как при прямом, так и при обратном ходе. Количество иголок в печатающей головке определяет качество печати. Недорогие принтеры имеют 9 иголок. Матрица символов в таких принтерах имеет размерность 7x9 или 9x9 точек. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 и даже 24 иглы.

Качество печати матричных принтеров определяется также возможностью вывода точек в процессе печати с частичным перекрытием за несколько проходов печатающей головки.

В принтерах с различным числом иголок разные режимы печати реализуются по-разному. В 9-игольчатых принтерах печать в режиме Draft выполняется за один проход печатающей головки по строке. Это самый быстрый режим печати, но зато имеет самое низкое качество. Режим NLQ реализуется за два прохода: после первого прохода головки бумага протягивается на расстояние, соответствующее половинному размеру точки; затем совершается второй проход с частичным перекрытием точек. При этом скорость печати уменьшается вдвое.

Переключение режимов работы матричных принтеров и смена шрифтов может осуществляться как программно, так и аппаратно путем нажатия имеющихся на устройствах клавиши и/или соответствующей установки переключателей.

Быстродействие матричных принтеров при печати текста в режиме Draft находится в пределах от 100 до 500 cps, что соответствует примерно двум страницам в минуту (с учетом смены листов). У специальных, дорогих принтеров доходит и до 1000 cps.

Разрешающая способность до 360 х 360 dpi (первая цифра по вертикали, вторая - по горизонтали).

Достоинства матричных принтеров: низкая стоимость как самого принтера, так и

расходных материалов для него; возможность одновременной печати нескольких

копий.

Недостатки: невысокие качество и скорость печати, а также шум при печати.

Струйные принтеры

Это самые распространенные в настоящее время принтеры. Струйные принтеры в печатающей головке вместо иголок имеют тонкие трубочки -- сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки красителя (чернил). Это безударные печатающие устройства. Матрица печатающей головки обычно содержит от 12 до 64 сопел.

В последние годы в их совершенствовании достигнут существенный прогресс: при формировании изображения используют направленное взрывоподобное распыление капелек чернил на бумагу при помощи мельчайших сопел печатающей головки - так называемой «пузырьковой» технологии струйной печати. Технически процесс распыления выглядит следующим образом. В стенку сопла встроен электрический нагревательный элемент, температура которого при подаче электрического импульса резко возрастает за 5-10 мкс. Все чернила, находящиеся в контакте с нагревательным элементом, мгновенно испаряются, что вызывает резкое повышение давления, под действием которого чернила выстреливаются из сопла на бумагу. После «выстрела» чернильные пары конденсируются, в сопле образуется зона пониженного давления и в него всасывается новая порция чернил. Эта новая технология произвела переворот в мире струйных принтеров, позволив почти на порядок увеличить их разрешающую способность (до 600-1440 dpi).

В настоящее время на рынке струйных принтеров доминируют изделия фирм Epson, Hewlett Packard, Canon, Lexmark. Технологии термической пузырьковой печати придерживается большинство фирм производителей принтеров, в том числе Canon, Hewlett Packard, Lexmark .

Фирма Epson разработала и применяет несколько модифицированный вариант этой печати: используется оригинальная пьезоэлектрическая технология MicroPiezo, в основе которой лежат свойства пьезокристалла. Печатающая головка принтера содержит многочисленные маленькие пьезокристаллы, размещенные у оснований сопел головки. Под действием электрического тока кристалл может изменять форму с большой скоростью, создавая механическое давление в сопле и тем самым, заставляя чернила выстреливать на поверхность бумаги. Данная технология позволяет управлять процессом формирования точки (форма и размер) и позиционированием ее на листе. Технология MicroPiezo обеспечивает разрешение печати также до 1440 dpi.

Струйные принтеры, используя большее количество сопел в пишущей головке, выполняют и цветную печать, но разрешающая способность при этом по сравнению с черно-белыми уменьшается примерно в два раза. Для создания цветного изображения используется обычно принятая в полиграфии цветовая схема CMYK, включающая четыре базовых цвета: Cyan -- голубой, Magenta -- пурпурный, Yellow -- желтый, Key -ведущий (черный). Сложные цвета образуются смешением базовых. Качество печати великолепное -- полноцветный плакат практически неотличим от типографского.

Основные достоинства струйных принтеров:

* высокое качество печати, для принтеров с большим количеством сопел -- до 720 х 1440 dpi (у лучших принтеров до 1200 х 2880 dpi, величина, характерная для лазерных принтеров);

* высокая скорость печати -- до 10 ррт;

* использование обычной бумаги, хотя и хорошей плотности, чтобы не растекались чернила;

* бесшумность работы.

Основными недостатками струйных принтеров являются:

* опасность засыхания чернил внутри сопла, что иногда приводит к необходимости замены печатающей головки;

* высокая стоимость расходных материалов, в частности, баллончика для чернил, особенно если он объединен с печатающей головкой и заменяется совместно с ней (такая конструкция характерна для термоструйных головок).

Характеристики некоторых струйных принтеров

Параметр	Технология печати	Разрешение, точек на дюйм	Скорость печати, страниц в минуту	Форматы носителей
HP DeskJet 695C \	Струйная термическая печать	Наилучший режим ч/б печати 600 х 600. Наилучший режим цветной печати 300 х 300 на обычной бумаге	Режим ч/б печати -- 3, режим цветной печати -- 0,8	А;, А5, В5, конверты и др.
Canon BJC-1000	Струйная термическая печать	720 х 360	Одноцветный текст -- до 4. Цветная графика -- до 0,6	А;, В5, карточки 4" х 6", конверты и др.
Epson Stylus 440	Пьезоэлектрическая струйная печать	Максимально 720 х 720	До 4 для черного текст, до 3 для цветного текста	А;, В5, конверты и др.
Lexmark ColorJet1100	Струйная термическая печать	600 х 600	3,5 -- монохромный черновой, 1,5 -- цветная черновая печать	А;, В5
Xerox XJ6C	Струйная термическая печать	600 х 600 на обычной бумаге, 1200x600 на глянцевой бумаге для струйной печати	До 5 черно-белых. До 2,5 цветных	А;, А5, В5, конверты и др.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры обеспечивают наиболее качественную печать с наивысшим разрешением и скоростью. В них применяется электрографический способ формирования изображений, используемый в одноименных копировальных аппаратах. Выпускаются лазерные принтеры двух основных модификаций: лазерные и светодиодные. В лазерных принтерах для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения, служит лазер. В светодиодных принтерах -- LED-принтерах (LED -- Light Emitting Diode) -- роль лазерного луча выполняет светодиодная панель. С засвеченных на поверхности барабана лучом лазера или светодиодами точек стекает электрический заряд. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать -- перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления. Широко используются и цветные лазерные принтеры. Цветная печать обеспечивается использованием разноцветного тонера по модели CMYK. Если сравнить лазерные и светодиодные принтеры между собой, то можно сказать следующее. Теоретически светодиодная технология более надежна, поскольку является более простой. Ведь недаром фирма OKI дает на светодиодные панели в своих принтерах пожизненную гарантию. Кроме того, принтеры со светодиодной панелью более компактны. Однако на практике большинство производителей предпочитает лазерную технологию: светодиодную технологию используют только фирмы OKI и Panasonic. Лазерные принтеры работают быстрее, а светодиодные более дешевы.Лазерные принтеры кроме механической части включают в себя достаточно серьезную электронику. В частности, на принтерах устанавливается память большого объема, для того чтобы не загружать компьютер и хранить задания в памяти. И одним из важных параметров лазерного принтера является объем его внутренней оперативной памяти. Изображение перед печатью должно быть загружено во внутреннюю память принтера в виде растрового (bit map) представления. Для цветных принтеров требуемый объем внутренней памяти возрастает примерно в три раза. Еще больше возрастает объем необходимой памяти при печати полутоновых картинок: в 8 раз для монохромного изображения и в 24 раза -- для полноцветного. Правда, сжатие данных может снизить требования к оперативной памяти принтера.

Следует также отметить, что встроенные шрифты позволяют генерировать принтеру растровое представление прямо по мере надобности, и тогда неважно, сколько у принтера внутренней памяти. Помимо модулей оперативной памяти, на многих моделях лазерных принтеров устанавливаются и винчестеры.

Достоинства лазерных принтеров:

* высокая скорость печати (от 4 до 40 и выше страниц в минуту);

* скорость печати не зависит от разрешения;

* высокое качество печати до 2880 dpi (но 700 dpi лазерного цветного принтера сравнимо с 1400 dpi струйного);

* низкая себестоимость копии (на втором месте после матричных принтеров);

* бесшумность.

Недостатки лазерных принтеров:

* высокая цена принтеров, особенно цветных;

* большое потребление электроэнергии.

Термопринтеры

Термопринтеры относятся также к группе матричных принтеров. В них используется термоматрица и специальная термобумага или термокопирка. Принцип действия термопринтера весьма прост. Печатающий элемент представляет собой панель с нагреваемыми элементами -- термоматрицу. В зависимости от подаваемого изображения нагреваются те или иные элементы, которые заставляют темнеть специальную термобумагу в месте нагрева. Достоинством данного типа принтеров является то, что им не нужны никакие расходные материалы, кроме специальной бумаги. Недостатки: необходимость использования дорогостоящей специальной бумаги (или копирки); невысокая скорость печати, недолговечность отпечатанных документов (темнеют со временем).

Твердочернильные принтеры

Твердочернильная технология используется фирмой Tektronix, являющейся частью фирмы Xerox. Красители, используемые в твердочернильном принтере, представляют собой твердые кубики цветов CMYK. Добавлять их можно даже во время печати. Кубики каждого цвета имеют собственное отделение. Чернила расплавляются и подаются в широкую печатающую головку. Головка создает изображение на алюминиевом барабане, с которого оно полностью переносится на бумагу. Для того чтобы чернила не застывали на барабане, их подогревают. Ширина печатающей головки равна ширине листа. Наиболее интересной в данном принтере является печатающая головка, представляющая собой блок сопел (по 112 на каждый цвет), снабженных пьезоэлементами. При срабатывании пьезоэлемента капля расплавленных чернил попадает на барабан. Скорость печати в цвете доходит до 14 ррм.

7. Сканеры

Сканер -- это устройство ввода в компьютер информации непосредственно с бумажного документа. Можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другую графическую информацию. Сканер, подобно копировальному аппарату, создает копию изображения бумажного документа, но не на бумаге, а в электронном виде -- создается электронная копия изображения.

Сканеры являются важнейшим звеном электронных систем обработки документов и необходимым элементом любого «электронного стола». Записывая результаты своей деятельности в файлы и вводя информацию с бумажных документов в ПК с помощью сканера с системой автоматического распознавания образов, можно сделать реальный шаг к созданию систем безбумажного делопроизводства.

Сканеры весьма разнообразны и их можно классифицировать по целому ряду признаков. Прежде всего, сканеры бывают черно-белые и цветные.

Черно-белые сканеры могут считывать штриховые изображения и полутоновые. Штриховые изображения не передают полутонов, или, иначе, уровней серого. Полутоновые позволяют распознать и передать 16, 64 или 256 уровней серого.

Цветные сканеры работают и с черно-белыми, и с цветными оригиналами. В первом случае они могут использоваться для считывания и штриховых, и полутоновых изображений.

В цветных сканерах используется цветовая модель RGB (Red-Green-Blue): сканируемое изображение освещается через вращающийся RGB-светофильтр или от последовательно зажигаемых трех цветных ламп; сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно.

Число передаваемых цветов колеблется от 256 до 65 536 (стандарт High Color) и даже до 16,8 млн. (стандарт True Color).

Разрешающая способность сканеров измеряется в количестве различаемых точек на дюйм изображения и составляет от 75 до 1600 dpi (dot per inch).

По конструктивному исполнению сканеры делятся на ручные и настольные. Настольные, в свою очередь, делятся на планшетные, роликовые и проекционные. Особняком стоят слайд-сканеры, считывающие изображение с прозрачных носителей. Основные характеристики сканеров.

1. Оптическое разрешение определяется как количество светочувствительных элементов в сканирующей головке, поделенное на ширину рабочей области. Выражается в точках на дюйм (dots per inch, dpi). Высокое разрешение необходимо, как правило, только для комфортного визуального восприятия. Для нормальной работы программ распознавания образов вполне достаточно величины 300 dpi, а для публикации картинок на web-сайтах Интернета и того меньше -- 80 dpi.

2.Интерполяционное (программное, логическое) разрешение -- произвольно выбранное разрешение, для получения которого драйвер сканера рассчитывает недостающие точки.

3 Разрядность (глубина цвета) -- определяет степень подробности информации об отсканированной точке изображения. Чем больше разрядов (бит) используется для представления отдельной точки изображения, тем более подробна информация о ней. Так, например, глубине цвета в один бит соответствует два цвета -- черный и белый, и, соответственно, точка может быть или черной, или белой. Восьми битам соответствует 256 цветов (как правило, это градации серого). Достаточной глубиной цвета является 24 бита, когда на каждый компонент цвета -- красный, синий, зеленый -- отводится 8 бит и, соответственно, 256 градаций. В совокупности это дает 16,7 млн. возможных комбинаций цветов. Более тонкие оттенки человеческий глаз не различает.

4. Динамический диапазон сканера характеризует его способность различать близлежащие оттенки (прежде всего, это касается темных областей оригинала). Динамический диапазон можно определить как разницу между самым светлым оттенком, который сканер отличает от белого, и самым темным, но отличимым от черного.

5.Измеряется динамический диапазон в специальных единицах, именуемых D. Теоретически 24-разрядный сканер может иметь диапазон 2,4 D, а 36-разрядный -- 3,2 D. Для повседневной работы вполне достаточна величина и 2,4 D и лишь для художественных цветных и полутоновых изображений требуется 3,0 D.

6.Скорость сканирования может определяться по-разному: и в миллиметрах в секунду, и в листах в минуту, но чаще в количестве секунд, затрачиваемых на сканирование одной страницы. Следует иметь в виду, что связь между скоростью сканирования и качеством получаемого изображения в большинстве случаев отсутствует. Равно как и связь между скоростью сканирования цветного и черно-белого изображений.

Типы сканеров

Ручные сканеры конструктивно самые простые: они состоят из линейки светодиодов и источника света, помещенных в единый корпус. Перемещение по изображению такого сканера выполняется вручную.

С их помощью за один проход вводится лишь небольшое количество строчек изображения (их захват обычно не превышает 105 мм). У ручных сканеров имеется индикатор, предупреждающий оператора о превышении допустимой скорости сканирования. Эти сканеры имеют малые габариты и низкую стоимость. Скорость сканирования 5-50 мм в секунду (зависит от разрешающей способности).

Например, сканеры Mustek: GS-400L -- черно-белый полутоновый, CG-8400T -цветной.

Планшетные сканеры самые распространенные; в них сканирующая головка (линейка светодиодов) перемещается относительно оригинала автоматически; они позволяют сканировать и листовые, и сброшюрованные (книги) документы.

Принцип работы сканеров заключается в следующем. Сканируемый оригинал помещается на прозрачном неподвижном стекле. Вдоль него передвигается сканирующая головка с источником света. Оптическая система планшетного сканера проецирует световой поток от сканируемого оригинала на сканирующую головку, состоящую из трех параллельных линеек светочувствительных элементов (CCD-матрица). Каждая линейка принимает информацию о своем цвете -- красном (Red), зеленом (Green), синем (Blue). В сканирующей головке уровни освещенности преобразуются в уровни напряжения (аналоговый сигнал). Затем, после коррекции и обработки, аналоговый сигнал преобразуется в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя. Цифровой сигнал поступает в компьютер, где данные, соответствующие изображению оригинала, обрабатываются и преобразовываются под управлением драйвера сканера.

Скорость сканирования: 2-10 с на страницу (формат А;).

Примером могут служить цветные сканеры: Mustek Paragon 1200, Epson ES1200, HP ScanJet 5 S и P, HP ScanJet 11CX (следует заметить, что подавляющее количество продаж сканеров на российском рынке в последние годы приходится на продукцию фирмы Hewlett-Packard).

Среди сканеров, работающих с документами большого формата, следует выделить популярные сканеры фирмы Agfa, например Agfa Argus II, имеющий физическое разрешение 600 х 1200 dpi (логическое разрешение при использовании интерполирующей технологии Ultra View 2400 х 2400 dpi), передающий 4096 оттенков и масштабирующий изображение в 7-9 раз.

Листовые сканеры (их также называют страничными, протяжными, роликовыми) наиболее автоматизированы; в них оригинал автоматически перемещается относительно неподвижной сканирующей головки, часто имеется автоматическая подача документов, но сканируемые документы только листовые.

Достоинствами листовых сканеров являются низкая стоимость и более высокое, по сравнению с ручными сканерами, качество получаемого изображения. К недостаткам относятся проблемы выравнивания листов и сложности работы с нестандартными листами. Примером может служить сканер Mustek SF-630, скорость 10 с на страницу.

Барабанные сканеры чаще всего содержат один датчик, в качестве которого используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Сканируемый оригинал закрепляется на поверхности прозрачного цилиндра, который вращается с большой скоростью. Датчик последовательно, пиксел за пикселом считывает оригинал. Достоинством барабанного сканера является самое высокое качество получаемого изображения, основным недостатком -- высокая стоимость. Проекционные сканеры внешне напоминают фотоувеличитель, но внизу лежит сканируемый документ, а наверху находится сканирующая головка. Сканер оптическим образом сканирует информационный документ и вводит полученную информацию в виде файла в память компьютера.

Особую группу составляют слайд-сканеры. Они конструктивно также бывают разные: планшетные, барабанные, проекционные и т. д. Прозрачный оригинал представляет собой пленку с линейным размером стороны прямоугольника от 35 до 300 мм. По характеристикам слайд-сканеры самые качественные: их разрешающая способность обычно лежит в пределах от 2000 до 5000 dpi.

Примером слайд-сканера являются барабанные сканеры, у которых прозрачный оригинал (слайд) обычно размером примерно 200 х 300 мм крепится на вращающийся барабан. У сканера Howtek Scan Master разрешение 4000 dpi, у Scan View ScanMate Magic разрешение 2000 dpi при передаче 4096 оттенков. Наибольшее разрешение имеют сканеры, работающие с малогабаритными слайдами (сторона до 120 мм). У сканера Scitex Leaf Scan 45 разрешающая способность 5080 dpi при передаче 654 000 оттенков.

Некоторые характеристики типовых сканеров

Модель	Тип	Оптическое разрешение, dpi	Логическое разрешение, dpi	Разрядность, бит	Область сканирования, мм	Интерфейс
Mustek 1200СР	Планшетный, цветной	600x1200	19200x19200	36	216x297	LPT
HP ScanJet 4100С	Планшетный, цветной	600	1200	36	216x297	USB
Agfa SnapScan E20	Планшетный, цветной	600x1200	9600	36	216x297	USB
Aser ScanPrisa 640P	Планшетный, цветной	600x1200	19200	48	216x297	LPT
Primax Colorado 600P	Планшетный, - цветной	300 х 600	9600	36	216x297	LPT

8. Дигитайзеры

Дигитайзер (digitaizer), или графический планшет, -- это устройство, главным назначением которого является оцифровка изображений. Он состоит из двух частей: основания (планшета) и устройства указания (пера или курсора), перемещаемого по поверхности основания. При нажатии на кнопку курсора его положение на поверхности планшета фиксируется, и координаты передаются в компьютер.

Дигитайзер может быть использован для ввода рисунка, создаваемого пользователем в компьютер: пользователь водит пером-курсором по планшету, но изображение появляется не на бумаге, а фиксируется в графическом файле.

Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки тоненьких проводников с довольно большим шагом между соседними проводниками (от 3 до б мм). Механизм регистрации позволяет получить логический шаг считывания информации, намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм).

Внешние запоминающие устройства большой ёмкости

9. Накопители на оптических дисках

Появившийся в 1982 году благодаря фирмам Philips и Sony оптический компакт-диск произвел кардинальный поворот в областях персональных компьютеров и индустрии развлечений. Компакт-диски инициировали появление целого набора областей использования, они оказались тем ранее недостающим звеном, которое соединило информационную технологию с потребительской электроникой. На сегодняшний день компакт-диск -- недорогой, массово воспроизводимый, надежный,

одним словом, лучший носитель для звуковых записей, компьютерных игр и мультимедийных программ, дистрибутивов и наборов фотографий.

Сегодня накопители на оптических дисках (НОД) -- едва ли не обязательный атрибут любого персонального компьютера. Большая их емкость в сочетании с весьма высокой надежностью и невысокой стоимостью, как дисководов, так и дисков делает НОД незаменимыми для сохранения и распространения программ (дистрибутивов), а также для долговременного хранения больших объемов информации, баз данных, например. Основными достоинствами НОД являются:

* сменяемость и компактность носителей; * большая информационная емкость;

* высокая надежность и долговечность дисков и головок чтения/записи (до 50 лет);

* меньшая (по сравнению с НМД) чувствительность к загрязнениям и вибрациям;

* нечувствительность к электромагнитным полям.

Оптические накопители выпускаются в нескольких модификациях.

1. Классические компакт-диски:

* CD-ROM -- Compact Disk Read Only Memory, неперезаписываемые лазер-но-оптические диски или компакт-диски ПЗУ;

* CD-R -- Compact Disk Recordable, компакт-диски с однократной записью (их иногда называют также CD-WORM -- CD Write Once, Read Many и CD-WO - CD Write Once);

* CD-RW -- CD Rewritable, компакт-диски перезаписываемые, с многократной записью (их раньше называли CD-E -- CD Erasable -- стираемые).

2.Цифровые универсальные диски:

* DVD-ROM -- Digital Versatile Disk Read Only Memory, неперезаписываемые цифровые универсальные диски;

* DVD-R -- DVD Recordable, цифровые универсальные диски с однократной записью;

* DVD-RW - DVD Rewritable или DVD-RAM - DVD Read Access Memory, цифровые перезаписываемые универсальные диски.

3.Неперезаписываемые лазерно-оптические диски CD-ROM:

Массовое распространение получили CD-ROM. CD представляет собой пластиковый поликарбонатный диск диаметром 4, 72" (встречаются компакт-диски и диаметром 3, 5", 5, 25", 12" и 14") и толщиной 0, 05", с отверстием в центре диаметром 0, 6", и имеет двухслойное покрытие: тончайший отражающий металлический (обычно алюминиевый) слой и лаковое покрытие. Эти диски поставляются фирмой-изготовителем с уже записанной на них информацией (в частности, с программным обеспечением). Запись информации на них возможна только, вне ПК, в лабораторных условиях, лазерным лучом большой мощности, который оставляет на поликарбонатной основе CD след -- дорожку с микроскопическими впадинами (питами, pits). Питы, имеют ширину около 0,5 микрон и следуют друг за другом, образуя единую спиральную дорожку с шагом 1,6 микрона (для сравнения: тонкий человеческий волос имеет диаметр 75 микрон). Каждый пит, в зависимости от своей длины, может кодировать несколько бит информации. Таким образом, создается первичный «мастер-диск». Процесс массового тиражирования CD-ROM по «мастер-диску» выполняется путем литья под давлением.

Дорожка на CD, в отличие от магнитных дисков, спиральная и очень узкая. Впадины имеют глубину примерно 5 миллиардных долей дюйма и ширину 24 миллиардных долей дюйма; плотность дорожек -- 16 000 дорожек на дюйм. Длина всей спиральной дорожки около 5 км. В оптическом дисководе ПК информация с дорожки читается лазерным лучом существенно меньшей мощности. Лазерный луч фокусируется на дорожке диска и отражается от выпуклостей питов, меняя свою интенсивность. Отраженный луч улавливается фотоприемником (фотодиодом) оптической читающей головки.

CD-ROM ввиду весьма плотной записи информации имеют емкость от 250 Мбайт до 1,5 Гбайт (наиболее распространенная емкость 650 Мбайт), время доступа (access time) в разных оптических дисках колеблется от 50 до 350 мс, скорость считывания информации от 150 до 6000 Кбайт/ с. CD-ROM существенно отличаются по скорости передачи данных. Скорость передачи зависит от двух факторов: плотности записи информации на поверхности диска и скорости вращения диска. Последняя является параметром, указываемым в марке дисковода в виде

Nx-коэффициента кратности (data-transfer rate), сообщающего, во сколько раз линейная скорость дисковода превышает так называемую «единичную» скорость, равную 150 Кбайт/с. Сейчас имеются модели с любыми четными значениями этого коэффициента от двух (2х) до 56 (56х), последние обеспечивают трансфер более 6 Мбайт/с. Следует заметить, что прямой линейной зависимости между коэффициентом кратности и трансфером нет, например, реальная скорость CD-ROM с кратностью 50х оказывается обычно намного ниже теоретической -- часто соответствующей 40х. Дисководы CD-ROM менее чем с двадцатикратным увеличением скорости не позволят качественно реализовать многие современные технологии мультимедиа, да и многие программные приложения вообще, поэтому они сейчас не выпускаются.

Дисковод обеспечивает считывание информации «из глубины» диска, для этого лазер фокусируется не на внешней поверхности, а непосредственно на информационном слое. Грязь и царапины на покрытии, таким образом, оказываются не в фокусе и до определенного предела игнорируются. Кроме того, для обеспечения надежной работы информация на CD кодируется с большой избыточностью с использованием корректирующего кода Рида-Соломона (Reed-Solomon code), обеспечивающего возможность восстановления исходной информации при значительном числе ошибок ее считывания. мультимедиа компьютерный звуковой видеотехнология

К первым, не очень скоростным накопителям предъявлялось требование обеспечения минимальной постоянной линейной скорости считывания данных: CD используются для хранения аудио- и видеоинформации, а для нормального прослушивания аудиоданных скорость считывания должна быть не менее 150 Кбайт/с. Это обусловливало переменную угловую скорость. При считывании информации с внутренней части диска она должна быть 500 оборотов/мин, против 200 оборотов/мин при считывании с внешней, то есть должна меняться в 2,5 раза. Таким образом, для обеспечения быстрого переключения между областями диска двигатель должен обладать хорошей динамикой. Скоростные CD-ROM, начиная с коэффициента кратности 12х, обеспечивают трафик нужной минимальной величины в любом месте диска даже при постоянной угловой скорости вращения. Поэтому современные высокоскоростные накопители имеют постоянную угловую скорость и тем самым непостоянную линейную.

Таким образом, в низкоскоростных накопителях при считывании (записи) угловая скорость CD меняется в зависимости от местонахождения считываемого (записываемого) участка дорожки с целью обеспечить постоянную линейную скорость носителя под головкой -- этим обусловливается возможность работы с постоянной оптимальной плотностью записываемых данных и высокая емкость дисков. Высокоскоростные устройства лишены этой благоприятной особенности, но высокая емкость дисков обеспечивается в них иными технологическими приемами, в частности благодаря внедрению технологии CAV (Constant Angular Velocity -- постоянная угловая скорость). В этом режиме частота оборотов диска остается постоянной, соответственно, на периферийных участках данные считываются с большей скоростью (4-7,8 Мбайт/с). Средняя скорость считывания при этом гораздо ближе к минимальным значениям, поскольку запись на диске начинается с внутренних областей.

При выполнении реальных задач разница в производительности приводов, имеющих скорости в диапазоне 24х-50х, для пользователя практически не ощутима и может быть измерена только специальными тестами. Более скоростные приводы обладают преимуществом лишь в случае считывания большого объема непрерывно расположенных данных, например при установке программного обеспечения. В настоящее время максимальная достигнутая скорость составляет 56х, то есть при мерно 8000 Кбайт/с. Эта величина соответствует частоте вращения 12 000 оборотов/мин. На таких скоростях начинают сильно сказываться дефекты производства дисков -- искажения геометрии, неравномерность массы. Чтобы уменьшить паразитные биения, производители прибегают к различным ухищрениям, например, оборудуют приводы CD-ROM специальными демпфирующими устройствами.

Следует отметить, что большинство дисководов способно автоматически снижать скорость вращения при появлении большого количества ошибок считывания данных (и не все модели, кстати, способны в дальнейшем при уменьшении числа ошибок ее повышать). Номинальная же скорость, указываемая на дисководе, определяется на эталонном, безошибочном диске, не требующем снижения оборотов. Снижение скорости частично компенсируется наличием в устройствах большого кэша, который, кроме того, хорошо помогает при работе с большим количеством мелких файлов, требующим многократного позиционирования головки считывания/записи. Размер внутренней кэш-памяти, в который считываются данные перед их передачей, в современных накопителях достигает 1 Мбайт, но удовлетворительной величиной является и кэш емкостью 128 Кбайт.

Устройство позиционирования оптической системы ориентируется на специальные метки диска и не требует прецизионной механики, что делает это весьма высокотехнологичное устройство достаточно дешевым в производстве. Изначально приводы CD-ROM имели свой интерфейс, обычно устанавливаемый на звуковой карте, и могли работать только с ним. Современные дисководы CD-ROM имеют IDE-ATAPI- или SCSI-интерфейсы и могут подключаться непосредственно к разъему на материнской плате как IDE-или SCSI устройства. IDE-ATAPI -- более распространенный интерфейс. Большинство современных приводов CD-ROM с данным интерфейсом поддерживает протокол Ultra DMA/33 (UDMA), имеющий скорость передачи 33 Мбайт/с. SCSI-интерфейс обеспечивает скорости передачи данных до 80 Мбайт/с (для спецификации SCSI-3) и подключение максимум до 16 устройств. Область применения дисководов CD-ROM с интерфейсом SCSI -графические станции, серверы и другие мощные системы. Пока только SCSI способен поддержать надежное функционирование систем с подключением нескольких дисководов CD-ROM и их работу в многозадачном режиме.

Типовой дисковод состоит из блока электроники, шпиндельного двигателя, системы оптической считывающей головки и системы загрузки диска. В блоке электроники размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контроллером компьютера, разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала. Шпиндельный двигатель служит для приведения диска во вращение с постоянной или переменной угловой скоростью. Система оптической головки состоит из самой головки и устройства ее перемещения. В головке размещены лазерный излучатель на основе инфракрасного лазерного светодиода, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель. Лазер имеет длину волны 780 нм (nm).

Конструкции дисководов предусматривают возможность загрузки как одной, так одновременно и нескольких компактных дисков. Последний вариант иногда более удобен, но рекомендовать его безоговорочно нельзя: часто в этом случае снижается качество воспроизведения записи и надежность устройства.

Наконец, следует иметь в виду, что все современные модели CD-ROM позволяют качественно воспроизводить и музыкальные записи. Для обеспечения этой возможности следует установить в ПК необходимые драйверы (при работе в среде MS-DOS, например, это специальная, резидентно устанавливаемая TSR-утилита; при работе под Windows -- драйвер CD Audio). В ряде моделей есть кнопка Play для запуска проигрывания аудиодисков. Чаще эта кнопка является двухфункцио-нальной (например, Play/Next) и служит также для перехода между звуковыми дорожками. Другая кнопка Eject при проигрывании аудиодисков обычно используется для остановки проигрывания без выбрасывания диска. В обычном режиме кнопка Eject служит для загрузки/выгрузки диска. Слушать диски можно как через выход для наушников на передней панели CD-ROM, так и через внешнюю акустическую систему. В последнем случае необходима звуковая карта (аудиобластер) с усилителем.

Оптические диски с однократной записью

Накопители CD-R позволяют однократно записывать информацию на диски с форм-фактором 4,72" и 3,5". Для записи используются специальные заготовки дисков, иногда называемые мишенями (target). На поверхность заготовок нанесено три слоя покрытия: непосредственно на основу диска из поликарбоната нанесен активный слой из пластика (metal azo, цианина, фталоцианина или наиболее перспективного adv цианина); на активный слой нанесена тончайшая отражающая пленка из золота (использовалась в первых моделях, а сейчас в особо надежных моделях) или серебра (дешевле и обладает лучшим светоотражением); сверху все покрыто слоем защитного лака. Заготовки также имеют нанесенную спиральную дорожку, на которой позиционируется записывающая головка.

При записи лазерный луч непосредственно в дисководе компьютера прожигает необратимые микроскопические углубления -- питы (pits) в активном слое. Ввиду разницы отражения от ямок и от не выжженных участков поверхности при считывании происходит модуляция интенсивности отраженного луча, воспринимаемого головкой чтения. Запись в современных CD-R может выполняться на скорости до 12х. Чтение записи выполняется лазерным лучом так же, как и у CD-ROM. Дисководы CD-R совместимы с обычными CD, естественно, при совпадении формата диска.

Оптические диски с многократной записью

Накопители CD-RW позволяют многократно записывать информацию на диски с отражающей поверхностью, под которую нанесен слой пластика типа Ag-In-Sb-Те (содержащего silver, indium, antinomy, tellurium) с изменяемой фазой состояния. Фаза этого пластика, кристаллическая или аморфная, изменяется в зависимости от скорости остывания после разогрева поверхности лазерным лучом в процессе записи, выполняемой непосредственно в дисководе ПК. При медленном остывании пластик переходит в кристаллическое состояние, и информация стирается (записывается «0»); при быстром остывании (если разогрета только микроскопическая точка) элемент пластика переходит в аморфное состояние (записывается «1»). Ввиду разницы коэффициентов отражения от кристаллических

и аморфных микроскопических точек активного слоя при считывании происходит модуляция интенсивности отраженного луча, воспринимаемого головкой чтения. Лучшие образцы дисков CD-RW выдерживают несколько сотен циклов перезаписи. Коэффициент кратности скорости при записи информации у современных моделей не превосходит 10х. Читать CD-RW могут только высокочувствительные дисководы (чтение записи выполняется лазерным лучом), поскольку отраженный луч у них значительно слабее (отражающая способность их активного слоя составляет 25-30 % от уровня обычного CD), нежели у CD-ROM и CD-R. Перезаписываемые диски целесообразно использовать для хранения больших объемов обновляющихся данных (например, для создания резервных копий важной информации) и для обмена данными с другими ПК.

Цифровые диски DVD

Настоящий переворот в технике внешних запоминающих устройств готовы совершить новые, впервые появившиеся в 1996 году цифровые видеодиски, имеющие габариты обычных CD-ROM, но значительно большей емкости, которая у них достигает 24 Гбайт.

Следует отметить, что консорциум 10 фирм, стоящих у истоков разработки DVD (теперь этот консорциум именуется DVD Forum), решил с целью защиты этих дисков от несанкционированного копирования ввести «антипиратское» региональное кодирование информации на DVD. Такое кодирование позволило бы выпускать разные DVD для разных частей света и даже для отдельных стран: весь мир поделен на 6 зон -- к 1-й зоне отнесены США и Япония; Россия, Индия и Африка отнесены к 5-й зоне. Но практика показала, что в России находится в обращении масса пиратских приводов и дисков DVD, закодированных для первой зоны. Даже больше, существуют и так называемые Zone-Free приводы, то есть приводы, работающие с дисками, закодированными для любой зоны.

DVD -- Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск (иногда его называют Digital Video Disk, цифровой видеодиск). Физически DVD -- это тот же привычный диск диаметром 4,72" (существует стандарт также на 3,5") и толщиной 0,05". Так же как и CD, он не изнашивается (или почти не изнашивается) со временем, не чувствителен к магнитному и инфракрасному излучениям и мало чувствителен к повышенным температурам.

Но в DVD используется однослойная и двухслойная, односторонняя и двухсторонняя уплотненная запись. Уплотнение записи данных на DVD было достигнуто путем уменьшения диаметра пишущего/читающего луча (зелено-голубой лазер) в два раза, при этом уменьшаются сами точки (питы), уменьшается расстояние между соседними точками на дорожке и увеличивается количество дорожек. Только за счет увеличения плотности записи удалось достичь более чем четырехкратного увеличения емкости. А за счет других ресурсов, таких как большая область данных, более эффективная битовая модуляция каналов, более эффективное исправление ошибок, меньшее перекрытие секторов, емкость по сравнению с CD увеличилась в семь раз: стандартный однослойный односторонний диск DVD может хранить 4,7 Гбайт данных, двухслойный накопитель имеет емкость в 8,5 Гбайт (относительное уменьшение емкости по сравнению с двукратной однослойной связано с необходимостью снижения помех, наводимых верхним слоем при считывании нижнего).

Кроме увеличения физической плотности размещения информации на диске, произошли изменения и в способах ее представления. Дело в том, что комбинация нулей и единиц двоичного кода записывается на носитель не в виде точек на ровной поверхности, но в виде выемок различной длины, преобразуемых уже системой демодуляции в определенное количество единиц или нулей. Использовавшаяся в CD EFM-модуляция (Eight-To-Fourteen Modulation, модуляция 8/14) была признана устаревшей, и ей на смену пришел несколько модифицированный алгоритм EFM Plus. Опуская подробности, отметим лишь, что подобная модуляция, помимо большей устойчивости к сбоям, дает дополнительный бит экономии на каждые два байта информации. Использующийся при этом метод коррекции ошибок дает, по некоторым оценкам, десятикратное увеличение надежности, что немаловажно при том же десятикратном увеличении емкости и потока данных. Данные на дисках DVD организованы иначе, чем на CD. У обычных дисков все данные находятся на одной непрерывной дорожке, в то время как у DVD информация делится на два типа: навигационную и содержательную.

Скорость чтения (трансфер) у DVD лежит в пределах 1,4-2,7 Мбайт/с. Наличие более сложной оптической системы увеличивает время доступа к нужной информации на диске от 100 мс у современных CD-ROM до 170 мс -- у DVD-ROM. Ситуацию, впрочем, несколько выправляет увеличенный до 512 Кбайт кэш, сохраняющий теперь больше считанной в процессе работы информации.

Сегодня, согласно договору между членами DVD Forum, распространены следующие типы DVD:

* DVD-5 (4,72", односторонний/однослойный, это односторонний диск с одним слоем записи -- подобие одностороннего CD-ROM, но с уплотненной записью) -- 4,7 Гбайт;

* DVD-9 (4,72", односторонний/двухслойный, это односторонний диск с двумя слоями записи; верхний слой полупрозрачный для лазерного луча -- считывание с нижнего слоя выполняется вторым лазером с отличной от первого длиной волны) -- 8,5 Гбайт;

* DVD-10 (4,72", двусторонний/однослойный, это двухсторонний диск с одним слоем записи) -- 9,4 Гбайт;

* DVD-18 (4,72", двусторонний/двухслойный, это двусторонний диск с двумя слоями записи) -- 17 Гбайт;

* DVD-1 (3,5", односторонний/однослойный) -- 1,4 Гбайт;

* DVD-2 (3,5", односторонний/двухслойный) -- 2,7 Гбайт;

* DVD-3 (3,5", двусторонний/однослойный) -- 2,9 Гбайт;

* DVD-4 (3,5", двусторонний/двухслойный) -- 5,3 Гбайт;

* DVD-R (4,72", односторонний/однослойный) -- 3,95 Гбайт;

* DVD-R (4,72", двусторонний/однослойный) -- 7,9 Гбайт;

* DVD-R (3,5", односторонний/однослойный) -- 1,23 Гбайт;

* DVD-R (3,5", двусторонний/однослойный) -- 2,46 Гбайт;

* DVD-RAM (4,72", односторонний/однослойный) -- 2,58 Гбайт;

* DVD-RAM (4,72", двусторонний/однослойный) -- 5,16 Гбайт.

Реально на рынке представлены DVD четырех типов: 5, 9, 10 и 18.

Фирма SONY, нарушив договор, заключенный между членами DVD Forum, выпустила двусторонний, двухслойный DVD с голубым лазером емкостью 24 Гбайт.

Самый простой тип записываемого DVD -- это DVD-R, который предусматривает однократную запись информации на носитель с последующим многократным чтением. В DVD-R используется органическая полимерная технология, в основном подобная той, что используется в CD-R, и этот формат совместим практически со всеми дисководами DVD. На сегодняшний день емкость подобных дисков еще не достигла значений, присущих DVD-ROM, однако принципиальных проблем нет, и в обозримом будущем емкости сравняются. Во всяком случае, формат 4,7 Гб DVD-R уже объявлен фирмами Matsushita, Mitsubishi и Hitachi (Maxell).

Среди перезаписываемых DVD сегодня конкурируют два равновесомых формата -- DVD-RAM и DVD-RW. Первый формат, продвигаемый фирмами Hitachi, Matsushita и Toshiba, поддержан большинством членов DVD Forum (конвенции фирм, стоящих у истоков создания DVD) и, таким образом, официально им одобрен. Второй продвигается компаниями Hewlett-Packard, Philips, Ricoh и Sony.

В основе обоих стандартов лежит одна и та же технология изменения фазы. Диск покрыт слоем специального материала, который может находиться в аморфном или кристаллическом состоянии. При этом светоотражающая способность материала в разных фазах различается примерно на 20 %, что позволяет кодировать информацию. Основное различие стандартов в том, каким образом головка накопителя считывает данные с диска. В устройствах DVD-RAM считывающую головку необходимо переключать между режимами чтения канавки и площадки (пространства между канавками) при каждом обороте диска, в то время как в накопителях DVD-RW информация считывается только с канавки диска так же, как это делается в стандартных дисководах для чтения DVD-ROM.

...