Выдержка из текста работы
Общая схемаработы вычислительной машины, или компьютера: — компьютер может работать толькопо заранее разработанной программе, — программа представляет собойпоследовательность специальных команд, которые выполняются одна за другой, сначала первая, потом вторая, третья, и т. д., пока не выполнится последняя команда. —последовательностькомандможет быть изменена при помощи команд, передающих управление на выполнение других команд, не обязательно следующих за текущей командой.
Таким образом, некоторые последовательности команд могут выполняться неоднократно в течение нескольких циклов.
Для выполнения программа размещаетсяна устройстве, которое называется памятью, или основной,системной памятью.
Каждая команда размещаетсявотдельной ячейке памяти, имеющей свой адрес, по которому может быть осуществлен прямой непосредственный доступ.
Устройство управления, имея адрес ячейки памяти, в которой находится первая команда программы,извлекает эту команду и передает на выполнение в арифметическо-логическое устройство.
Набор команд, которые может выполнить арифметическо-логическое устройство, определяется при разработке и совершенствовании этого устройства
Последовательность команд выполнятся автоматически до выполнения последней.
. В общем случае команды могут задавать выполнение арифметических или логических операций, чтение данных из памяти, запись данных в память, чтение данных из внешних устройств, запись данных на внешние устройства.
В современных компьютерах устройство управления и арифметическо-логическое устройство объединены в одно, которое называетсяпроцессором (или центральным процессором).
В настоящее время процессоры производятся на отдельном кристалле (чипе) по специальным микротехнологиям, называютя центральными микропроцессорами(определяют тип компьютера).Он управляет работой компьютера,с помощью программы, которая может прерываться по специальным сигналам-прерываниям от внешних устройств для выполнения срочных действий.
3.2. Классы вычислительных машин их основные характеристики
По возможностям, которые предоставляют компьютеры пользователю, их можно разделить на следующие большиегруппы:мини-компьютеры, мэйнфреймы, суперкомпьютеры.
Суперкомпьютеры обладают самым высоким быстродействием и имеют огромные вычислительные мощности.
Производство суперкомпьютеров — это штучное производство, в котором используются самые новейшие достижения во многих отраслях науки и техники. Суперкомпьютеры используются для сложных расчетов в аэродинамике, метеорологии, космических и физических исследованиях, экономике и финансовом управлении.
Мэйнфреймы (большие компьютеры) обладают значительными ресурсами для решения сложных задач в финансовой области, в управлении регионами, отраслями, большими предприятиями, в том числе и предприятиями торговли, в военной области.
Мэйнфреймы получили наибольшее развитие в 80-е годы. Однако и сейчас они с успехом выполняют задачи по интеграции больших неоднородных компьютерных комплексов.
Мини-компьютерыиспользуются при управлении предприятиями и организациями. К ним относятсясерверы старшего уровня,являющиеся центральными компьютерами в компьютерных сетях предприятия, которые выполняют функции управления локальными сетями.
В качестве серверов среднего и младшегоуровня используютсямикрокомпьютеры, имеющие меньшие возможности.
Микрокомпьютеры — это самые массовые модели вычислительных машин. К ним относятсяперсональные компьютеры настольного и мобильного исполнения.
- Можно выделить:
- рабочие станции,
- персональные компьютеры,
- сетевые компьютеры.
Рабочие станциииспользуются в офисах, для работы с научными и инженерными приложениями, при моделировании производственных, финансово-экономических процессов, в типографском деле.
Персональные компьютерыимеют более низкие характеристики и используются для офисных приложений: текстовых процессоров, электронных таблиц, ведения простейших баз данных.
Сетевые компьютерыиспользуются в локальных сетях как компонент
архитектуры клиент-сервер.
Сетевые компьютеры могут не иметь достаточных вычислительных мощностей для решения сложных задач. Недостаток мощности восполняется возможностями сетей, которые реализуются при использовании мощных компьютеров-серверов.
Сервер и персональный компьютеротносятся к одному классумикрокомпьютеров.Отличие состоит в надежности работы.
От работы сервера зависит работа целого предприятия или подразделения, он должен обладать достаточной надежностью и устойчивостью к возможным сбоям системы.
Для обеспечения надежности работы серверамогут использоваться такие средства, как резервные источники питания, сдвоенная шина, сдвоенные контроллеры, зеркалирование (использование RAID-систем), использование алгоритмов для быстрого и полного восстановления данных.
Сервер не является лишь усиленным (с дублированием основных элементов) вариантом персонального компьютера.
Серверные решения предполагают использование новейших достижений в области компьютерной техники, которые позднее находят свое применение в персональных компьютерах.
3.3. Состав аппаратного обеспечения персонального компьютера,
характеристика основных периферийных устройств
3.3.1. Системный блок
Системный блок состоит из корпуса с блоком питания и системной платы.
Системная плата
Системная (материнская) платаявляется основной частью компьютера, при помощи которой части компьютера объединяются в одно целое.
Системная платапредставляет собой большую печатную плату,на которой располагаются основные электронные элементы компьютера:
— шины;
— микропроцессор;
— оперативная память;
— дополнительные микросхемы;
— разъемы (слоты) для дополнительных устройств.
Материнские платы унифицированы по типоразмерам (форм-факторам).
Почти все платы имеют последовательные и параллельные порты,
присоединяемые к материнской плате через соединительные планки. Разъем клавиатуры впаян на задней части платы.
Гнездо под процессор устанавливается на передней стороне платы.
- Шины – наборы проводников для обмена сигналами между внутренними устройствами ПК (адресная, данных, команд). Процессор связан с остальными устройствами компьютера.
Адресная шина передает 32-х разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек ОП, для копирования данных в регистры процессора.
Шинаданных обеспечивает копирование данных из ОП в регистры процессора и обратно.
Шина команд передает из ОП набор команд в процессор для обработки данных (32 р, 64-128 р).
Шины бывают — синхронными, когда данные передаются в соответствии с тактовой частотой, — и асинхронными, когда передача данных осуществляется в произвольные моменты времени. y Execute).
Микропроцессоры
Микропроцессорпредставляет собой сверхбольшую интегральную схему, реализованную на одном полупроводниковом кристалле.
Это программно управляемое устройство обработки информации. Иначе его называют центральным процессором — Central Processing Unit (CPU).
Микропроцессор получает информацию и команды по ее обработке и выдает обработанную информацию.
- процессор – основная мокросхема, выполняющая основные математические и логические операции.Основные параметры процессора – разрядность (количество бит, обрабатываемых за один такт), тактовая частота (количество тактов в единицу времени)
Быстродействие микропроцессора определяется тактовой частотой. Измеряется в герцах.
Использование встроенной кэш-памяти(8 Кбайт) ускоряет выполнение команд за счет промежуточного хранения часто используемых команд и данных.
Кэш-память имеет наименьшее время доступа по сравнению с другими видами памяти.
Развитие микропроцессоров идет не только по пути увеличения разрядности и, тактовой частоты, но и по пути улучшения декодирования команд.
Микропроцессоры могут работать только с целыми числами. Для удовлетворения всех требований, предъявляемых к компьютерам, дополнительно устанавливаются тематические сопроцессоры.
Оперативная память
- Оперативная память – ОЗУ, набор микросхем для временного хранения данных,энергозависима.
С физической точки зрения она делится на динамическую и статическую
Память динамического типа — память с произвольной выборкой (Dynamic Random AccessMemory,DRAM). Каждый бит такой памяти представляется в виде наличия (или отсутствия) заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла.
Другой, более дорогой тип памяти — статический (Static RAM, SRAM) в качестве элементарной ячейки использует так называемый статический триггер (схема которого состоит из нескольких транзисторов).
Статический тип памяти обладает более высоким быстродействием.
Память по способу доступа к данным может быть как асинхронной, так и синхронной.
Асинхронным называется доступ к данным, который можно осуществлять в произвольный момент времени.
Синхронная память обеспечивает доступ к данным не в произвольные моменты времени, а синхронно с тактовыми импульсами.
Видеопамять
В видеопамяти используется динамическая оперативная память, работа которой имеет ряд особенностей: доступ осуществляется достаточно крупными блоками, перезаписывание данных без прерывания процедуры считывания.
Используются и другие виды памяти.
ПЗУ и ВIOS.
- ПЗУ –постоянное запоминающее устройство, микросхема длительное время хранящая информацию даже при длительно выключенном компьютере. Эти программы называются зашитыми, их записывают туда в процессе изготовления микросхемы.
- ПЗУ – микросхема для длительного хранения данных, энергонезависима. В нее входит комплект программ, образующий базовую систему ввода/вывода – BIOS.
BIOS (Basic Input/Output System), выполненная на базе специальноймикросхемы, содержит набор программ ввода/вывода, благодаря которым операционная система и прикладные программы могут работать с устройствами компьютера на физическом уровне.
В набор программ BIOS входят — программа тестирования компьютера и его устройств, которая запускается при включении компьютера, — и программа setup, которая позволяет изменять параметры, определяющие конфигурацию компьютерной системы и необходимые для работы программ.
Тактовый генератор служит для выработки специальных импульсов для синхронизации, например, работы микропроцессора и системной шины.
- Разъемы для подключения доп. устройств (слоты)
3.3.2. Устройства хранения информации
Такие устройства называются накопителями. В основе их работы лежат разные принципы (в основном этомагнитные или оптические устройства), но используются они для одной цели — для хранения информации для последующего многократного использования.
Этот вид памяти, в отличие от оперативной памяти, является энергонезависимым.
Объем носителей, используемых в этих устройствах, значительно превосходит объем оперативной памяти.
Стоимость храненияединицы информации существеннониже.Накопители бывают
внешними (собственный корпус и источник питания) ивнутренними(встраиваются в корпус компьютера), со сменными и несменными носителями, с носителями разной формы (диски, ленты).Накопители имеютразные характеристики: — максимально возможный объем хранимой информации, — время доступа. — стоимость хранения информации.
Для интеграции накопителей в компьютер разработаны специальные интерфейсы.
Накопители на лентах
Накопители на магнитных лентахназываются стримерами.Стримеры используются, когда необходимо записать большие объемы информации при создании архивных копий. Современные стримеры используют специальные кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры, как правило, имеют собственные средства сжатия данных. Стримеры имеют равные стандарты, определяющие интерфейс с компьютером, формат магнитной ленты, методы кодирования и сжатия.
Накопители на дисках
Отличительной особенностью таких устройств является использование в качестве носителей информации круглых дисков разного диаметра, отличающихся форм-фактором. Выпускаются носители с форм-фактором (размером) 1,8″, 2,5″, 3,5″, 5,25″.
Накопители на жестких несъемных дисках
Эти накопители называются винчестерами.
Они представляют собой систему, состоящую из механического привода, головок чтения/записи, нескольких носителей и контроллера, обеспечивающего работу всего устройства и передачу данных.
Магнитная головка (несколько магнитных головок в специальном позиционере) является одной из наиболее важных частей устройства. Конструкция магнитных головок постоянно совершенствуется.
Различают следующие типы: монолитные, изготовленные из ферритов, композиционные, состоящие из нескольких видов материалов (стекло, сплавы, керамика), тонкопленочные, изготавливаемые методом фотолитографии, магниторезистивные, состоящие из двух — для записи и для чтения.
Носитель информации состоит из нескольких дисков, каждый из которых имеет две рабочих поверхности.
При записи информации используются магнитные свойства слоя, нанесенного на поверхность. Диски закреплены на 23 шпинделе двигателя. Скорость вращения дисков может быть 3600, 4500, 5400, 7200, 10000, 12000 об/мин.
Каждая поверхность любого из дисков разбивается на отдельные дорожки.
Дорожки на одной вертикали на всех поверхностях образуют цилиндр. Дорожка разбивается на секторы.
Доступ к необходимой информации осуществляется по номеру дорожки номеру цилиндра, номеру сектора.
Плотность записи на внешних секторах меньше, чем на внутренних секторах.
В современных винчестерах форм-фактора 3,5″, 5,25″ диск разбивают на зоны, в пределах которых количество секторов постоянно.
Чем зона дальше от центра, тем больше она содержит секторов.
Среди основных параметров, определяющих производительность винчестера, можно выделить следующие:
- среднее время доступа, которое определяется временем позиционирования магнитных головок на дорожке
- и временем ожидания сектора,
- и скорость обмена данными, которая в основном зависит от
используемого интерфейса.
Накопители на сменных дисках
Приводы для floppy-дисков появились уже на первых персональных компьютерах.
Форм-фактор этих дисков 5,25″.Емкость одного диска составляла 160 Кбайт.
Со временем емкость одного дискового носителя увеличилась до 1,2 Мбайт.
Следующий этап — форм-фактор 3,5″. Емкость одного носителя 720 Кбайт, 1,44 Кбайт.
Операции чтения/записи осуществляются контактным способом, когда магнитная головка устройства соприкасается с поверхностью носителя.
У таких устройств невысокая плотность записи, скорость обмена, значительное время доступа.
Современные разработки floppy-устройств позволяют улучшить показатели подобных устройств, используя гибкие диски форм-фактора 3,5″, на которых можно хранить до 100-200 Мбайт информации.
MOD (Magneto-Optical Disk) —магнитооптические диски имеют различную емкость от 128 Мбайт до 640 Мбайт.
Запись производится магнитным способом после нагревания лазером магнитного слоя до определенной температурной точки (точка Кюри).
Надежность хранения информации обеспечивается тем, что при обычной температуре информация не подвержена действию внешних магнитных полей.
Устройства CD-ROMиспользуют носители, емкостью до 650 Мбайт. Носитель представляет собой диск со светоотражающим слоем на одной стороне, на которой хранится информация.
На диск нанесена дорожка спираль от центра к краю диска, состоящая из отражающих и не отражающих свет точек.
Считывание производится лазерным лучом.
Скорость считывания информации определяется в сравнении со стандартом Audio CD — 150 Кбайт/с.
Низкоскоростные приводы использовали линейную скорость считывания информации.
При этом угловая скорость увеличивалась при чтении на внешней стороне диска. В высокоскоростных приводах стали использовать постоянную угловую скорость.
В маркировках таких приводов указывается максимально достижимая скорость считывания информации.
Скорость чтения неполного диска никогда не достигнет максимального значения.
Накопители CD-R с возможностью записи позволяют однократно записывать информацию на диски диаметром 120 и 80 мм.
Луч лазера прожигает пленку на поверхности диска, меняя его отражательную способность.
Перезапись невозможна.
Такие диски читаются на любом приводе CD-ROM.
Накопители CD-RWпозволяют делать многократную запись на диск. Здесь используется свойство рабочего слоя переходить под действием лазерного луча в кристаллическое или аморфное состояние, имеющие разную отражательную способность.
Такие диски могут не читаться на некоторых, особенно устаревших приводах CD-ROM.
Накопители DVD(Digital Versatile Disc) — цифровой универсальный диск, предназначен для хранения видео, аудио высокого качества, компьютерной информации большого объема.
На рис. 3.14 изображено устройство DVD.
Односторонние однослойные DVD имеют емкость 4,7 Гбайт информации, двухслойные — 8,5 Гбайт; двухсторонние однослойные вмещают 9,4 Гбайт, двухслойные — 17 Гбайт.
Плотность записи выше, чем у обычных CD-ROM.
Накопители DVD могут читать обычные CD-ROM-диски. Двухскоростные накопители DVD могут читать и CD-R, и CD-RW-диски.
Накопители DVD-RAM позволяют записывать и перезаписывать информацию.
На одностороннем однослойном диске можно разместить 2,58 Гбайт данных, на двухстороннем — 5,2 Гбайт. Конкурирующий стандарт DVD-R позволяет хранить 3,95 Гбайт информации.
Накопители па сменных жестких дисках используют технологию винчестеров.
Параметры таких устройств приближаются к параметрам устройств с жесткими несъемными дисками.
Как правило, используется форм-фактор 3,5″. Емкость одного носителя варьируется от 230 Мбайт до 2 Гбайт.
RAID
RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)массив — устройство, состоящее из нескольких винчестеров и RAID-контроллера.
Такое устройство обладает большим объемом дискового пространства, повышенной скоростью обмена данными, значительной надежностью хранения информации.
RAID level 0 обеспечивает высокую скорость обмена данными за счет параллельной записи на несколько дисков.
Скорость обмена находится в прямой пропорции от количества используемых винчестеров.
Надежность такого RAID-массива невелика. RAID level 1 обеспечивает надежность хранения информации за счет дублирования информации на несколько дисков. RAID level 3 и 5 являются промежуточными вариантами, где надежность обеспечивается не простым дублированием информации, а дополнительной избыточной информацией, необходимой для восстановления информации при сбоях системы.
RAID-массивы допускают замену винчестера без отключения питания и останова компьютерной системы, без потерь информации.
3.3.3. Устройства ввода информации Клавиатура
Клавиатура является основным устройством ввода информации в персональный компьютер.
В настоящее время существует большое количество видов клавиатур, отличающихся в основном эргономическими качествами.
В клавиатуру встраиваются дополнительные устройства, такие как микрофон, акустическая система, тачпад и др.
Клавиатура может оснащаться дополнительными клавишами, например Старт, для использования на компьютерах с операционной системой Windows.
Несмотря на эти новшества, основное назначение клавиатуры — ввод символьной информации.
Клавиатура содержит 101 и более клавиш (у мобильных компьютеров количество клавиш существенно меньше).
Мышь
Мышь — манипулятор, созданный для удобства ввода информации в компьютер.
Мышь не заменяет клавиатуру. Мышь получила распространение на компьютеpax, на которых используются графические программные оболочки.
Мышь имеет две или три кнопки.
Двухкнопочная мыть может иметь специальное колесико между клавишами для быстрого просмотра многостраничной информации.
Такое же назначение имеет качающаяся средняя кнопка.
Механические мыши используют шарик, передающий перемещение мыши на специальные датчики.
Более точного позиционирования позволяет достичь оптическая мышь, для работы которой используется специальный коврик с мельчайшей сеткой темных и светлых полос.
Мышь может быть подключена к компьютеру через последовательный СОМ-порт, порт PS/2, порт USB. Последний вариант предпочтительней. Используются и беспроводные мыши, работающие в инфракрасном диапазоне или на радиочастотах.
Другие координатные устройства ввода информации
Джойстик (joystick) — рычажный манипулятор для ввода координатной информации.
Следующие устройства нашли свое первое применение в мобильных компьютерах.
Трекбол (trackball) — перевернутая мышь с увеличенным шариком, который необходимо вращать пальцем.
Трекпойнт (trackpoint)- маленький джойстик, который размещается обычно в центре клавиатуры.
Управляется нажатием пальца.
Тачпад (tonchpad)- площадка, чувствительная к нажатию пальца.
Сканер
Сканер — устройство ввода в компьютер информации с бумажного или другого немашинного носителя.
Сканер (рис. 3.15) используется для ввода текста, графических изображений.
Отраженный от сканируемого изображения свет попадает на матрицу или линейку светочувствительных элементов на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), которые преобразуют аналоговый сигнал в цифровой.
Ручные сканеры необходимо перемещать рукой, стараясь выдерживать определенную скорость и равномерность перемещения.
Они имеют небольшую ширину захвата и невысокое разрешение.
В планшетных сканерах сканирующая головка перемещается относительно изображения с помощью шагового двигателя.
Рулонные сканеры протягивают сканируемые изображения через сканирующее устройство.
Барабанные сканеры в качестве светочувствительного элемента используют фотоэлектронный умножитель, что позволяет получать высококачественный результат.
В однопроходных сканерах используются три параллельных линейки ПЗС для получения информации о трех основных цветах.
В трехпроходных устройствах используется только одна линейка ПЗС. За один проход получается информация об одном цвете.
Оптическое разрешение сканера определяет размер самых мелких деталей, которые сканер может передать без искажения.
Разрешение сканера зависит от количества используемых элементов на единицу длины в линейке ПЗС и шага перемещения сканирующего устройства.
Измеряется в dpi (dot per inch), количестве точек на дюйм.
Разрешение современных сканеров может быть от 200 dpi для ручных сканеров до 1200 dpi для планшетных.
Цветовая разрядность сканера определяется количеством битов, используемых для хранения информации о цвете. Современные сканеры используют не менее 24 бит, но 8 бит на каждый цвет.
В высококачественных сканерах используется 30 или 36 бит.
Графическая информация имеет большие объемы. Поэтому для коммутирования с компьютером необходимо отдавать предпочтение быстрым интерфейсам.
Важной характеристикой сканера является количество и качество программного обеспечения сканера, которое должно обеспечивать определенный сервис:
- предварительный просмотр сканируемого изображения с выбором необходимой части,
- простейшие операции с изображением (поворот, инверсия),
- автоматическую и ручную коррекцию цветопередачи и контраста,
- режим копира.
Сканер может вводить изображение, в том числе изображение текста, однако оно не может непосредственно использоваться как текст, введенный, например, с клавиатуры.
Для распознавания текстов используются специальные программы OCR (Optical Character Recognition) оптического распознавания текста.
3.3.4. Устройства вывода информации
Монитор
Монитор – устройство визуального представления данных.
Цифровые (TTL) мониторы
Под цифровыми мониторами понимаются устройства отображения зрительной информации на основе электронно-лучевой трубки, управляемой цифровыми схемами.
Аналоговые мониторы
Электронно-лучевая трубка мониторов данного типа управляется аналоговыми сигналами, поступающими от видеокарты.
Характеристики мониторов:
размер по диагонали – расстояние от левого нижнего до правого верхнего угла экрана, приводится в дюймах. Наиболее распространены мониторы с диагональю 14″, 15”, 17”, 19”, 20”, 21”.
•разрешение измеряется в пикселах (точках), помещающихся по горизонтали и вертикали видимой части экрана. В настоящее время необходимо выбирать мониторы с разрешением не менее 1024´768;
•тип кинескопа. Наиболее предпочтительны следующие типы кинескопов: Black, Black Planar. Данные кинескопы очень контрастны дают отличное изображение;
•потребляемая мощность. У мониторов с диагональю 14″ потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт, иначе повышается вероятность теплового перегрева монитора, что сокращает срок его службы. У более крупных мониторов потребляемая мощность соответственно выше;
•антибликовое покрытие. Для дешевых мониторов используют при напылении обработку поверхности экрана воздушным пистолетом, содержащим частицы песка. При этом качество изображения ухудшается. В дорогих мониторах на поверхность экрана наносится специальное химическое вещество, обладающее антибликовыми свойствами;
•защитные свойства монитора. Все стандарты безопасности для мониторов регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей, создаваемых монитором при работе.
Жидкокристаллические дисплеи (LCD)
Экран подобного LCD (Liquid Crystal Display) состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые изменяют свои оптические свойства в зависимости от прилагаемого электрического заряда.
Тема 3 технические средства обр.инф — Стр 2
Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому LCD нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.
Основным достоинством LCD являются их габариты (экран плоский). К недостаткам можно отнести недостаточное быстродействие при изменении изображения на экране, что особенно заметно при перемещении курсора мыши, а также зависимость резкости и яркости изображения от угла зрения.
Сегодня самый распространенный тип мониторов — это CRT (Cathode Ray Tube) мониторы.
В основе этих мониторов лежит электронно-лучевая трубка (ЭЛТ).
С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (Luminofor).
Люминофор — это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами.
Для создания изображения в CRT-мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками.
Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему. Светящиеся точки люминофора формируют изображение.
Как правило, в цветном CRT-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах.
Глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) — и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов.
Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофора, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом.
Изображение на экране воспроизводится в результате процесса, в ходе которого свечение люминофорных элементов инициируется электронным лучом, проходящим последовательно по строкам в следующем порядке: слева направо и вниз на экране монитора.
Этот процесс происходит очень быстро, поэтому кажется, что экран светится постоянно.
В сетчатке наших глаз изображение хранится около 1/20 с. Если луч последовательно пробегает по всем горизонтальным линиям сверху вниз за время, меньшее 1/25 с, мы увидим равномерно освещенный экран с небольшим мерцанием.
Чем быстрее электронный луч проходит по всему экрану, тем меньше будет заметно мерцание картинки.
Считается, такое мерцание становится практически незаметным при
частоте повторения кадров (проходов луча по всем элемента изображения) примерно 75 в секунду. Однако эта величина в некоторой степени зависит от размера монитора.
Мерцание мониторов с большими углами обзора становится
заметным при больших частотах кадров.
LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Экран LCD-монитора представляет собой две прозрачные пластины с тонким слоем жидких кристаллов между ними.
При появлении электрического поля свет, проходящий через жидкокристаллическую панель или отражающийся от нее, меняет плоскость поляризации.
Для того чтобы человеческий глаз мог различать изменения в поляризации светового потока, добавляются два поляризационных фильтра.
Экран разделен на отдельные элементы (ячейки), к которым подведены электроды, создающие электрическое поле. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади так, чтобы свет порождался в задней части LCD-дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой.
Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основных компонента.
Комбинируя три основных цвета для каждой точки или пиксела экрана, можно воспроизвести любой цвет.
Видеокарта (Видеоадаптер)
(видеоадаптер) — отдельная дочерняя плата, выполняющий функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
Видеоадаптер представляет собой специальное устройство, сконструированное в виде отдельной платы расширения, управляет выводом информации на монитор.
Характеристики видеосистемы зависят как от параметров используемого монитора, так и от установленного в компьютере видеоадаптера.
Принтер
Принтеры — устройства для вывода информации на бумажный носитель (в настоящее время используются и прозрачные пленки).
По технологии печати можно выделить принтеры: матричные, струйные, лазерные, LED и др.
Матричный принтер
Печатающим элементом является головка с 9, 18 или 24 иголками, удар которых через красящую ленту формирует выводимый символ на бумаге. Используется бумага формата А4 или A3. Возможно использование рулонной бумаги.
Струйный принтер
Струйные принтеры — это безударные устройства, работающие практически бесшумно. Печатающая головка разбрызгивает специальные чернила через сопла, Количество которых может достигать 256, на бумагу. Толщина струи меньше толщины иглы матричного принтера, поэтому качество печати выше. Печатающие головки могут быть совмещенными с чернильницей или нет.
Лазерный принтер
В лазерных принтерах используется лазерный луч, которыйформирует изображение на специальном фотопроводящем барабане.
Перед печатью поверхность барабана электрически заряжается. Луч лазера изменяет потенциал в зависимости от выводимого изображения.
Формирование печатаемой страницы на барабане принтера похоже на формирование изображение на экране монитора.
После формирования страницы каждый участок барабана имеет свой потенциал, благодаря которому притягиваются заряженные частицы порошкообразного тонера.
Барабан покрывается тонером, после чего тонер переносится на заряженный лист бумаги и закрепляется специальными резиновыми валиками за счет разогрева тонера до температуры расплава.
LED-принтер
В LED-принтерах(Light Emmiting Diode) вместо полупроводникового лазера используются мельчайшие светодиоды.
Принтеры с другими принципами работы. Печатающая головка термопринтера состоит из мельчайших нагревательных элементов, которые переносят специальное красящее вещество на бумагу именно в том месте, где обеспечивается необходимая температура. Различаются принтеры с переносом специальной красящей мастики и принтеры, в которых перенос вещества осуществляется в газообразном состоянии. Эти устройства имеют отличные показатели печати почти фотографического качества.
Основные характеристики принтера
Разрешение принтера характеризует, насколько мелкие детали изображения может передавать принтер. Этот показатель измеряется в dpi (dot per inch),в точках на дюйм. Современные принтеры имеют разрешение от 600 до 1200 dpi. Этот показатель приводится для черно-белых изображений.
Для цветных и полутоновых изображений этот показатель ниже. Многие принтеры используют специальные алгоритмы, улучшающие разрешение.
На качество получаемого изображения большое влияние оказывает используемая бумага.
Качество бумаги особенно актуально для струйных принтеров, использующих чернила, которые могут расплываться, ухудшая качество печати.
Количество цветов имеет важное значение. Обычно используются три основных цвета, смешением которых получается любой цвет. Черный цвет получить трудно, поэтому он добавляется к другим.
При использовании трех цветов достаточно сложно получить приемлемый результат при печати изображений светлых тонов.
Поэтому некоторые модели принтеров используют 6 цветов: три основных цвета и дополнительно три светлых.
В основном это относится к струйным принтерам.
Качество драйверов и используемые алгоритмы цветоделения играют немаловажную роль для получения качественной печати.
Скорость печати измеряется количеством страниц в единицу времени, обычно в минуту.
Современные принтеры имеют скорость печати от 1-2 до 10-12 страниц в минуту.
Ресурс принтера определяется временем непрерывной эксплуатации и измеряется количеством страниц в единицу времени, обычно в месяц.
Превышение ресурса существенно повышает вероятность поломки принтера.
Ресурс одной заправки вместе с ее стоимостью определяет стоимость
эксплуатации принтера.
Лазерные принтеры обычно стоят дороже струйных, но эксплуатация последних несколько дороже.
Принтер – устройство для вывода на бумагу текстов и графических изображений.
Типы принтеров:
•матричные принтеры (дешёвые, качество печати невысокое, скорость печати 1 страница/мин., не цветные);
•струйные принтеры (средние цены, качество печати высокое, скорость печати 1страница/мин., цветные и монохромные);
•лазерные принтеры (высокие цены, качество печати высокое, скорость печати 4–15 страниц/мин., цветные и монохромные).
Плоттер (графопостроитель) – устройство для вывода на бумагу чертежей. Обычный плоттер использует листы форматом А1. Скорость печати примерно 1 лист/час.
3.3.5. Периферийные устройства Стандартные порты ввода/вывода
Различные устройства ввода, вывода, хранения информации и другие
периферийные устройства могут и подключаются через устройства сопряжения или адаптеры, реализующие различные интерфейсы. Последовательный интерфейс предполагает передачу данных последовательно бит за битом.
Параллельный интерфейс позволяет передавать несколько битов данных одновременно. В современных компьютерах многие подобные устройства стали стандартными устройствами, интегрированными на материнской плате.
Стандартные последовательный и параллельный интерфейсы называются портами ввода/вывода.
Параллельный портчаще используется для подключенияпринтера. Современные стандарты параллельных интерфейсов поддерживают скорость передачи данных на уровне 2-5 Мбит/с.
Подключаемые устройства должны располагаться в непосредственной близости от компьютера.
Последовательный портиспользуется для многих устройств, таких какмышь, внешний модеми др. Скорость обмена данными не превышает 9600 бит/с, но данные могут передаваться на значительное расстояние.
Инфракрасный портиспользуется для подключения устройств кпортативным компьютерам, а также дляподключения принтеров. Стандарты инфракрасного порта основываются на стандарте последовательного порта.
Это беспроводное соединение, основанное на инфракрасном излучении, обеспечивает скорость передачи данных до 4 Мбит/с.
Модем
Модем — это устройство,необходимое для организации связи между компьютерами, обычно с использованием телефонных каналов.
Оно выполняет функции модуляции и демодуляции (МОдуляция-ДЕМодуляция) информационных сигналов, то есть преобразования входных аналоговых сигналов телефонной линии в цифровые биты, и наоборот.
Модемы различаются методами модуляции: частотная, фазовая модуляция или их сочетание.
Основной характеристикой модема является скорость передачи несжатых данных без коррекции, которая измеряется в битах в секунду.
Для увеличения фактической скорости передачи данных используется сжатие данных, которое осуществляет модем.
Телефонная линия является не самым надежным способом соединения между компьютерами.
Во время передачи данных возникают помехи, ошибки в данных, данные теряются.
Модем исправляет ошибки, возникшие при передаче данных.
Для организации соединения между двумя компьютерами необходимы два модема, которые «понимают» друг друга.
Разработкой стандартов и протоколов работы модемов занимается Международный союз электросвязи. Модемы могут быть как во внешнем, так и во внутреннем исполнении.
Звуковая карта
Звуковая карта используется для воспроизведения и записи звуковых сигналов.
При записи аналоговый сигнал преобразуется в цифровой (оцифровка). Глубина оцифровки определяется количеством используемых битов (8,16 бит или больше).
При воспроизведении звука используется несколько способов. Цифровой сигнал преобразуется в аналоговый, который подается на акустическую систему.
Синтез звука — другой способ. Управляющая последовательность поступает на синтезатор, который формирует звук либо на основе использования частотной модуляции (FM. Frequency Modulation), либо с использованием таблицы волн (WT, Wave Table).
Использование WT-синтезаторов дает более естественное звучание.
Образцы звучания для WT-синтеза хранятся в специальных микросхемах на звуковой плате.
Сетевая карта
Сетевая карта(рис. 3.20) используется для объединения компьютеров в локальную сеть.
Сетевые карты используют высокоскоростные интерфейсы сопряжения с компьютером.
Основной характеристикой является скорость передачи данных.
Контрольные вопросы
1. Классификация компьютеров по функциональному назначению.
2. Основные компоненты персонального компьютера.
3. Основные характеристики видеосистемы персонального компьютера.
4. Назначение сканера.
5. Основные типы принтеров.
6. Что такое винчестер?
7. Основные интерфейсы накопителей на дисках.
Литература1. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. СПб.: Питер, 1999. 2. Нортон П., Гудман Дж. Персональный компьютер. Аппаратно-программная организация. Книга 1. Наиболее полное руководство в подлиннике. СПб.: BHV, 1999. Источники в Интернете 1. iXBT Hardware- http://ixbt.stack.net 2.HardFactory — http://hard.net.ru 3. A complete illustrated Guide to the PC Hardware — http://www.mkdata.dk
