Kandaurova_N_Vychislitelnye_sistemy_seti_i_telekommunikatsii

(инфракрасный порт) не имеют «хвоста» и передают сигналы на приемник, подключенный к компьютеру, с помощью лучей инфракрасного диапазона.

7.4. Принтеры

Принтеры (печатающие устройства) – это устройства вывода данных из компьютера, преобразующие ASCII-коды и битовые последовательности в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге [6, 9, 10, 23].

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);

способу 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 и т.д.

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. Текстовая печать характеризуется различным качеством печати:

черновая печать (Draft);

печать, близкая к типографскому (NLQ – Near Letter Quality);

типографское качество печати (LQ – Letter Quality);

сверхкачественный режим (SLQ – Super Letter Quality).

Втекстовом режиме принтеры обычно поддерживают несколько шрифтов: прямой, мелкий, курсив, полужирный, растянутый, сжатый и др.

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 и др.;

многоцветную (до 100 различных цветов и оттенков) печать.

100

Основными характеристиками принтеров являются разрешение и скорость печати. Разрешение при печати чаще всего измеряется числом элементарных точек, которые размещаются на 1 дюйме или на 1 миллиметре бумаги. Единицей измерения скорости печати информации служит количество символов/сек, а при листовой печати – количество страниц/мин формата А4. Скорость печати у безударных лазерных принтеров до 20 страниц/мин, разрешающая способность до 30-40 точек/мм.

Матричные принтеры. В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом, поэтому их более правильно называть ударно-матричные принтеры. Их недостатки: очень низкое качество и скорость печати, а также шум при печати. В настоящее время почти не применяются.

Струйные принтеры в печатающей головке имеют тонкие трубочки – сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки красителя. 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 напр авленное взрывоподобное распыление капелек чернил на бумагу при помощи мельчайших сопел печатающей головки – так называемой «пузырьковой» технологии струйной печати.

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 – черный (ведущий). Сложные цвета образуются смешением базовых. Качество печати великолепное.

Основные достоинства струйных принтеров:

высокое качество печати;

высокая скорость печати;

использование обычной бумаги;

бесшумность работы.

Основными недостатками струйных принтеров являются:

опасность засыхания чернил внутри сопла;

высокая стоимость расходных материалов. Струйные принтеры на практике применяются редко.

Лазерные принтеры самые распространенные в настоящее время. Они

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

101

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. Используются и цветные лазерные принтеры. Цветная печать обеспечивается использованием разноцветного тонера по модели CMYK. На практике большинство производителей предпочитает лазерную технологию.

На лазерных принтерах устанавливается память большого объема, для того чтобы хранить задания в памяти. Важнейшим параметром лазерного принтера является объем его внутренней оперативной памяти. Изображение перед печатью должно быть загружено во внутреннюю память принтера в виде растрового представления. Для цветных принтеров требуемый объем внутренней памяти возрастает примерно в три раза.

Достоинства лазерных принтеров:

высокая скорость печати;

скорость печати не зависит от разрешения;

высокое качество печати;

низкая себестоимость копии;

бесшумность.

Недостатки лазерных принтеров:

высокая цена принтеров, особенно цветных;

большое потребление электроэнергии.

7.5.Сканеры

Сканер – это устройство ввода в компьютер информации непосредственно с бумажного документа. Можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другую графическую информацию. Сканер создает копию изображения бумажного документа в электронном виде [6, 9, 10, 23].

Сканеры весьма разнообразны и их можно классифицировать по целому ряду признаков. Они бывают черно-белые и цветные.

Черно-белые сканеры могут считывать штриховые изображения и полутоновые. Цветные сканеры работают и с черно-белыми, и с цветными оригиналами.

В цветных сканерах используется цветовая модель RGB (Red-Green- Blue). Сканируемое изображение освещается через вращающийся RGBсветофильтр или от последовательно зажигаемых трех цветных ламп.

102

Сигнал, соответствующий каждому основному цвету, обрабатывается отдельно.

Число передаваемых цветов колеблется от 256 до 65 536 (стандарт

High Color) и даже до 16,7 млн. (стандарт True Color).

Разрешающая способность сканеров измеряется в количестве различаемых точек на дюйм изображения и составляет от 75 до 1600 dpi.

По конструктивному исполнению сканеры делятся на ручные и настольные. Настольные, в свою очередь, делятся на планшетные, роликовые и проекционные.

Основные характеристики сканеров:

оптическое разрешение: точки/дюйм (достаточно 300 dpi);

интерполяционное разрешение (расчѐт недостающих точек);

разрядность – 8 бит на каждый цвет RGB даѐт 28=256 градаций, а в совокупности 2563=16,7 млн. оттенков.

способность различать близлежащие оттенки (разница между самым светлым оттенком и белым, самым темным и черным);

скорость сканирования (лист/мин или лист/сек).

Типы сканеров. Планшетные сканеры самые распространенные, они позволяют сканировать и листовые, и сброшюрованные документы (книги).

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. 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 А4).

Листовые сканеры наиболее автоматизированы; в них оригинал автоматически перемещается относительно неподвижной сканирующей головки, часто имеется автоматическая подача документов, но сканируемые документы только листовые.

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.

Проекционные сканеры внешне напоминают фотоувеличитель, но внизу лежит сканируемый документ, а наверху находится сканирующая

103

головка. Сканер оптическим образом сканирует информационный документ и вводит полученную информацию в виде файла в память компьютера.

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.

Литература

Список основной литературы

1.Бройдо В.Л., Ильина О.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. – 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008.

2.Истомин Е.П., Неклюдов С.В., Чертков А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник. – СПб.: Андреевский издательский дом, 2007.

3.Поветкин С.Н. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (краткий курс): учеб. пособие. – СПб.: Андреевский издательский дом,

2005.

4.Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко; под ред. А.П. Пятибратова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М, 2008.

Список дополнительной литературы

1.Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия / М. Гук. – СПб.: Питер, 2003.

2.Аппаратные средства и организация персонального компьютера: учеб. пособие / Г.А. Дудкин, Д.Д. Кондратьев, С.Ю. Неклюдов; под ред. С.Ю. Неклюдова. – СПб.: СПбГУВК, 2004.

3.Архитектура IBM-совместимых персональных компьютеров: учеб. пособие / Г.А. Дудкин, Д.Д. Кондратьев, С.Ю. Неклюдов; под ред. С.Ю. Неклюдова. – СПб.: СПбГУВК, 2001.

4.Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2005.

5.Информатика: учебник / под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2004.

6.Основы современных компьютерных технологий: учебник / под ред. проф. А.Д. Хомоненко. – СПб.: КОРОНА принт, 2005.

7.Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко; под ред. А.П. Пятибратова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика,

2005.

104

8.Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник / А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко; под ред. А.П. Пятибратова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика, 2002.

Лекция № 8. ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

8.1. Классификация внешних запоминающих устройств

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ), весьма разнообразны [6, 9, 10, 21, 23]. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т.д. Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 – Классификация ВЗУ

При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию. В зависимости от типа носителя все ВЗУ можно подразделить на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители.

Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной ленте и накопители на кассетной ленте (стримеры). В ПК используются только стримеры, сейчас довольно редко. Накопители на дисках более разнообразны:

накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) типа дискета;

накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) типа «винчестер»;

накопители на оптических компакт-дисках CD-ROM (Compact Disk ROM);

накопители на магнитооптических дисках (НМОД);

накопители на цифровых видеодисках DVD (Digital Versatile Disk) и

др.

Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информации. В качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса, позволяющие фиксировать два состояния намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1.

Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешними запоминающими устройствами в ПК. Они бывают жесткими и

106

гибкими, сменными и встроенными в ПК. Все диски и магнитные, и оптические, характеризуются своим диаметром в дюймах (форм-фактором).

8.2. Накопители на жестких магнитных дисках

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) представляют собой устройства, предназначенные для длительного хранения информации [6, 9, 10, 21, 23]. В этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов алюминия или из керамики и покрытых ферролаком. Они вместе с блоком магнитных головок считывания-записи помещены в герметический корпус. Под дисками расположен двигатель, обеспечивающий вращение дисков, а слева и справа поворотный позиционер с коромыслом, управляющим движением магнитных головок для их установки на нужный цилиндр (рисунок 8.2). Емкость винчестеров достигает сотен гигабайт; быстродействие их также высокое: время доступа от 5 мс.

Дорожки

Сектора

Рисунок 8.2 – Одна пластина НЖМД: а) вид сверху – дорожки, сектора, кластеры; б) вид сбоку – рабочие поверхности, головки записи/чтения

Внешние дорожки диска длиннее внутренних. Поэтому в современных винчестерах используется метод зонной записи. В этом случае все пространство диска делится на несколько зон, причем во внешних зонах секторов размещается больше данных, чем во внутренних. Это, в частности, позволило увеличить емкость жестких дисков примерно на 30 %.

Время доступа к информации на диске напрямую связано со скоростью вращения дисков. Стандартные скорости вращения для интерфейса IDE – 3600, 4500, 5400 и 7200 оборотов/мин; при интерфейсе SCSI используются скорости до 10000 и до 12000 оборотов/мин. При скорости 10000 оборотов/мин среднее время доступа составляет 5,5 мс. Для повышения скорости обмена данными процессора с дисками НЖМД следует кэшировать. Кэш-память служит быстродействующим буфером памяти для кратковременного хранения информации, считываемой или записываемой на диск. Емкость кэш-памяти диска обычно составляет 2 Мбайт, а скорость обмена данными процессора с кэш-памятью достигает 100 Мбайт/с.

107

Для того чтобы получить на магнитном носителе дорожки и секторы, необходимо выполнить физическое или низкоуровневое форматирование. В ходе выполнения этой процедуры контроллер записывает на нос итель служебную информацию, которая определяет разметку цилиндров диска на секторы и нумерует их. Форматирование низкого уровня предусматривает и маркировку дефектных секторов для исключения обращения к ним в процессе эксплуатации диска.

Существует и технология SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) – технология самотестирования и анализа, осуществляющая автоматическую проверку целостности данных, состояния поверхности дисков, перенос информации с критических участков на нормальные и другие операции без участия пользователя. Кроме того, при появлении и нарастании серьезных ошибок SMART своевременно выдает сообщение о необходимости принятия мер по спасению данных. В ПК имеется обычно один или несколько накопителей на жестких магнитных дисках.

Используются также съемные (сменные) накопители на жестких дисках. Съемные жесткие диски позволяют переносить большие массивы данных с одного компьютера на другой. Кроме того, в силу относительно высокой производительности эти диски можно использовать в тех же целях, что и обычные стационарные винчестеры. Такие устройства могут применяться и для резервного копирования информации.

8.3. Накопители на гибких магнитных дисках

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) – устройства, предназначенные для записи и чтения информации с гибких магнитных дисков (дискет). Дискеты позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, а также хранить данные, не используемые постоянно на компьютере [6, 9, 10, 21, 23].

Конструктивно дискеты диаметром 3,5" (89 мм) изготовляются из гибкого пластика (лавсана), покрытого износоустойчивым ферролаком с тефлоном, который предохраняет магнитное покрытие (ферролак) и записанную на нем информацию от грязи, пыли, воды, жира, отпечатков пальцев и растворителей типа ацетона. Всѐ это помещается в пластмассовую кассету для защиты от механических повреждений. Окно для чтения-записи информации в нерабочем состоянии закрыто пружинящей шторкой. Режим запрета записи устанавливается специальным переключателем, расположенным в одном из углов дискеты. Емкость 3,5" дискеты при 2-х сторонней записи – 2,88 Мбайт.

Основными компонентами 3,5-дюймового дисковода НГМД FDD (Floppy Disk Drive) являются: дискетная рама с дискетой; двигатель, обеспечивающий вращение дискеты со скоростью 300 оборотов/мин; блок головок с приводом и плата электроники.

108