Теоретическая Информатика

Количество пикселей матрицы изображения по горизонта- ли и вертикали чаще всего относятся как 4 : 3 соответственно.

Геометрия экрана (geometry) — группа параметров, опреде-

ляющих размер и смещение матрицы изображения.

Размер изображения (size) — величина изображения на мони-

торе. Имеет два значения: размер по горизонтали и по вертикали.

Смещение изображения (position) — позиция изображения на мониторе относительно рамок экрана. Имеет два значения:

смещение по горизонтали и по вертикали.

Смещение и размер измеряются в условных единицах от 0 до 100%, и их правильное значение подбирается на глаз.

Эти параметры приходится подбирать, например, иногда после переключения разрешения экрана.

Размер изображения подбирается так, чтобы все его пиксе- ли были видны, а матрица была немного меньше экрана, в кото- ром видно изображение, как на рис. 1.7. Размер меняется толь- ко на ЭЛТ-мониторах,— на ЖК-мониторах он фиксирован!

Корпус монитора

Рамки экрана Матрица изображения

Рис. 1.7. Схема правильного расположения матрицы изображения

относительно рамок экрана

Рассмотрим параметры изображения, определяемые на- стройками видеокарты в системном блоке (к которой подклю- чен монитор) и изменяемые только с помощью программ.

Разрешение изображения на мониторе — количество пикселей по горизонтали и вертикали матрицы изображения на экране.

Разрешение изображения на мониторе также называют раз-

решением монитора, или областью экрана.

Связано это с тем, что на мониторе трудно определить ре- альные размеры изображения в дюймах или иных метриче- ских единицах. К тому же они зависят от настройки монитора.

196 Глава 1. Персональный компьютер

Разрешение в пикселях на дюйм можно получить, взяв раз- мер монитора по диагонали (минус один для ЭЛТ-мониторов), его разрешение и учесть, что, по теореме Пифагора, количество пикселей по диагонали, горизонтали и вертикали относятся как 5 : 4 : 3. Например, для диагонали 17" и разрешением 1024 × 768 получаем истинное разрешение 1280/16 = 80 dpi.

Стандартными разрешениями монитора являются: 640 × 480, 800 × 600, 1024 × 768, 1152 × 864, 1280 × 960, 1600 × 1200.

Компьютерные программы не позволяют изменять величину надписей своих меню на экране. Кроме того, медицинские нормы ограничивают величину букв. По- этому для мониторов 14" и 15" рекомендуется разреше-

ние 800 × 600, а для мониторов 17" и 19" — 1024 × 768.

Частота обновления имеет место только на ЭЛТ-мониторах.

Частота обновления экрана — количество обновлений изо-

бражения на экране за одну секунду. Как и любая частота, из- меряется в герцах: Гц.

Частоту обновления экрана называют также частотой об-

новления, или частотой монитора.

При малой частоте обновления глаз видит мерцание экрана, что приводит к быстрой его утомляемости. Минимальная час- тота экрана, при которой не видно мерцания, 85 Гц, но лучше выставлять большую величину частоты обновления.

Перечислим стандартные частоты обновления: 50 Гц, 60 Гц, 70 Гц, 85 Гц, 100 Гц, 120 Гц, 140 Гц.

3°. У п р а ж н е н и я

1.Один из первых цветных мониторов имел разрешение 320 × 200 при глубине цвета 16 бит. Предполагая, что частота обновления экрана равна 50 Гц, вычислите количество ин- формации, проходящее через экран за секунду.

2.Современный монитор имеет разрешение 1024 × 768 при глубине цвета 24 бита и частоте обновления экрана 100 Гц. Вычислите количество информации, которое проходит по эк- рану за секунду.

2. Сканер и принтер

1°. В и д ы с к а н е р о в Изучим материалы, на которых хранится изображение.

Твердый носитель — материал, на который наносится изо- бражение. Например, бумага или пленка.

Твердая копия — твердый носитель с нанесенным изображе- нием.

Электронная копия — копия изображения, занесенная в компьютерную память, изображение в электронной форме.

Проще всего для пользователя освоить процесс перевода изображения с одной твердой копии в другую.

Ксерокопирование — процесс автоматического перевода изо- бражения с одной твердой копии на другую.

Ксерокс — оборудование, аппарат для ксерокопирования. Ксерокопирование называют просто копированием.

В Литве ксерокопирование называли по-русски раз-

множением.

Процесс ксерокопирования состоит из двух шагов:

1)сканирование исходного изображения;

2)нанесение копии изображения на бумагу или пленку. Твердая копия изображения кладется на специальное стек-

ло ксерокса. Эта твердая копия может быть любого качества, оно может быть нанесено на бумагу или пленку любого каче- ства.

Можно даже положить на стекло ксерокса не твер- дую копию изображения, а любой предмет. Правда, в

этом случае вопрос о качестве получающейся твердой копии требует отдельного рассмотрения.

Материал — бумага или пленка,— на который наносится копия изображения, должен находиться в специальных по- дающих устройствах ксерокса. Этот материал, как бумага, так и пленка, во избежание поломки ксерокса, должны быть высо- кого качества.

Сканирование можно рассматривать как первый шаг процес- са ксерокопирования, т. е. перевод изображения в электрон- ную форму.

Сканер — устройство ввода графической информации пу- тем превращения ее в матрицу пикселей.

Сканирование — процесс ввода информации сканером.

При сканировании в памяти компьютера создается матри- ца пикселей, кодирующая реальную картинку. Если на изо- бражении присутствовал текст, то компьютерной программой

распознавания текстов можно его прочитать.

Распознавание текста — перевод текста из графического пиксельного представления в текстовое, т. е. в коды символов из кодовых таблиц.

Сканеры можно разделить на два класса.

Автономный сканер — это сканер, в котором сканируемое изображение освещается только собственным светом сканера.

Проекционный сканер — это сканер, который может сканиро- вать изображение при естественном освещении.

В автономных сканерах свет, освещающий изображение, испускается специальной лампой.

Опишем три вида автономных сканеров. Самый распро- страненный и качественный из них — планшетный.

Планшетный сканер располагается на столе и, как и ксерокс, имеет стекло, на которое кладется сканируемый объект.

Рулонный сканер протягивает твердую копию с изображени- ем через специальное устройство, как матричный принтер.

Ручной сканер берется в руку и проводится по изображению.

Проекционный сканер может иметь автономную вспышку для дополнительного освещения сканируемого объекта.

Самый распространенный проекционный сканер — цифро-

вой фотоаппарат, или цифровая фотокамера — конструктивно является фотоаппаратом, но изображение проецируется не на пленку, как у обычного фотоаппарата, а на светочувствитель- ную электронную матрицу.

Веб-камера — упрощенная по конструкции и качеству изо- бражения цифровая фотокамера, подключенная к компьютеру.

Цифровая фотокамера автономна и независима от компь- ютера. Веб-камера так или иначе обязательно подключается к компьютеру и обычно питается тоже от компьютера.

2°. В и д ы п р и н т е р о в 3. Печать можно рассматривать как второй шаг ксерокопи-

рования, т. е. перевод электронную формы изображения в твердую.

Принтер — устройство вывода графической информации

путем превращения матрицы пикселей в изображение на твердом носителе.

Печать — процесс вывода информации принтером. Другие устройства вывода графической информации —

графопостроители, или плоттеры — выводят графическую ин-

формацию не в пиксельной, а в векторной форме, рисуя по твердому носителю специальными цветными перьями.

С точки зрения цвета принтеры бывают трех видов. Черно-белый принтер печатает только черные изображения. Монохромный принтер печатает изображения одного цвета. Цветной принтер печатает изображения любых цветов. Поскольку принтер имеет дело с матрицей пикселей, то и

печатает он также пикселями, т. е. точками. Разумеется, все принтеры печатать тексты точками. Все принтеры печатают изображение в виде матрицы и могут называться «матричны- ми».

Рассмотрим три самых распространенных вида принтеров. Первые принтеры присвоили себе название «матричные». Матричный принтер печатает изображение с помощью стальных игл, которые бьют по красящей ленте и переносят

краску на бумагу.

Конструктивно матричный принтер, как и рулонный ска- нер, имеет резиновый вал, к которому прижимается протяги- ваемый твердый носитель и по которому бьют иглы принтера.

Матричный принтер даже объединяют с рулонным сканером в одном корпусе, только для печати нужно устанавливать пе- чатающую головку, для сканирования — сканирующую.

Матричный принтер имеет самое низкое качество печати,

но незаменим для некоторых видов работ и для печати через копирку. Обычно матричный принтер черно-белый, но из не- го легко сделать монохромный, поставив ленту нужного цвета.

Потом появились лазерные и светодиодные принтеры, имею- щие самое высокое качество печати.

Лазерный принтер формирует точки для печати с помощью ла- зера, фотодиодный принтер — с помощью линейки фотодиодов.

Технология печати у этих принтеров одинаковая и совпа- дает с ксероксной. Сначала на светочувствительный вал нано- сится точечными световыми лучами изображение. Затем на вал наносится тонкий одноцветный порошок, прилипающий к валу в местах засветки. Наконец, порошок с вала переносит- ся на твердый носитель и вплавляется в него, пройдя через нагревательное устройство.

Цветные лазерные и фотодиодные принтеры имеют сразу несколько порошков минимум четырех цветов с отдельными валами, но нагревательное устройство при этом одно.

Обычно лазерные и фотодиодные принтеры черно-белые, но их легко превратить в монохромные, поставив порошок нужного цвета.

Струйный принтер печатает, разбрызгивая капельки краски. Черно-белые струйные принтеры печатают только черной краской; самые дешевые цветные — красками только трех ос- новных цветов печати; просто дешевые имеют четвертый до- полнительный цвет — черный; у качественных цветных прин- теров добавляются еще два цвета: светло-голубой и светло-фио-

летовый (а желтый и так светлый).

3°. У п р а ж н е н и я

1.При печати на черно-белом лазерном принтере на одну страницу расходуется порошка в среднем 0,25‰ емкости кар- триджа (‰ — проми´ лле, тысячная доля). Сколько в среднем страниц будет напечатано на одном картридже?

2.При печати на цветном принтере на одну цветную стра- ницу некто расходует голубой краски 0,25‰, фиолетовой — 1‰ и желтой — 0,5‰. Сколько в среднем цветных страниц напечатает пользователь на одном трехцветном картридже?

Глава 2

Память

данных Текущий

спомощью фрагмент Программа команд программы

1. Дорожка и сектор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 1°. Дорожка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 2°. Сектор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 3°. Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 2. Кластер и форматирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 1°. Кластер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 2°. Форматирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 3°. Упражнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

§ 1. Классификация памяти

1. Виды памяти и ее расположение

1°. В и д ы п а м я т и Компьютерные данные хранятся в компьютерной памяти в

закодированном цифровом виде из нулей и единиц.

Компьютерная память, или память — 1) устройство и

2) материал для хранения данных в закодированном виде. Носитель памяти — материал устройства памяти.

Логическая организация памяти — структура памяти как она представляется для программиста, который с ней работает.

Носитель памяти часто держат отдельно от устройства, которое читает и пишет данные на носитель.

Логическую организацию памяти представляют в виде последовательности байтов, как показано на рис. 2.1.

… Байт Байт Байт Байт Байт Байт Байт Байт …

Рис. 2.1. Логическая организация памяти

Память классифицируется по трем разным критериям. Первый критерий — это механический способ, с помощью

которого компьютер добирается до нужного участка памяти.

Память прямого, или произвольного, доступа организована так,

что производится доступ сразу к требуемой единице данных.

Память последовательного доступа содержит данные, распо-

ложенную последовательно, поэтому, чтобы добраться до нужных данных, нужно пролистать все предыдущие данные.

В качестве примера материала, хранящего информацию с прямым доступом, можно привести грампластинку. При ее прослушивании на проигрывателе можно поставить иглу сразу на нужное место.

Пример устройств с памятью последовательного доступа — это аудио- и видеокассеты с магнитной пленкой. Для доступа к нужной записи магнитофону приходится перематывать пленку до соответствующего места.

Память классифицируется также по способу хранения информации, т. е. по материалу носителя памяти.

Электронная память имеет носитель в виде микросхемы. Магнитная память имеет носителем магнитный материал,

сохраняющий данные при его намагничивании.

Оптическая память имеет носитель, хранящий данные в виде неоднородностей, по-разному отражающих луч света.

Материал магнитной памяти требует для своего намагничивания магнитных головок. Магнитная память прямого доступа — это магнитные диски, последовательного доступа — магнитная лента.

Жесткий диск (hard disk, HD, читается «эйч-ди») — устройст-

во магнитной памяти в виде магнитных дисков, запаянных в вакуумную коробку вместе с устройством доступа. Поэтому винчестер также называется устройством доступа к жесткому диску (hard disk drive, HDD, читается «эйч-ди-ди»).

Гибкий магнитный диск (floppy disk, FD, читается «эф-ди») —

плоская квадратная коробочка с магнитным диском. В компьютере почти всегда находится устройство для работы с диске-

тами — дисковод гибких магнитных дисков, или флоппи-драйв

(floppy disk drive, FDD, читается «эф-ди-ди»).

Жесткий диск называют еще винчестером (по названию английского города), гибкий — дискетой, или флоппи.

Жесткий диск обычно находится в корпусе компьютера и хранит данные, обрабатываемые компьютером. Объем памяти современного обычного винчестера составляет 20—100 Гб.

Дискета предназначена для переноса данных между компьютерами. Современные дискеты имеют объем памяти 1,44 Мб и размер, т. е. диаметр магнитного диска, 3,5 дюйма (1 дюйм равен примерно 2,5 см).

Вся память (кроме магнитных лент) имеет прямой доступ. Последний и главный способ классификации памяти — по

ее функциональному назначению.

Память может использоваться двумя разными способами:

1)память, в которой выполняется программа;

2)память для хранения данных.