4.4. Устройства вывода информации
Устройства вывода информации предназначены для представления результатов работы компьютера в «человеческом» виде: кроме видеомонитора, о котором шла речь выше, это принтер, предназначенный для бумажной печати текстовой и графической информации, плоттер (или графопостроитель), предназначенный для печати графиков и чертежей, и звуковые колонки.
Управление работой большинства устройств ввода-вывода компьютера осуществляется при помощи портов. Напомним, что портом называется виртуальная ячейка, соответствующая внешнему входу (или выходу) в компьютере. Конкретному устройству приписывается несколько портов, каждый из которых описывает один из элементов управления устройством. Для процессора операция ввода-вывода представляет собой просто пересылку данных в порт или получение данных из порта. Для внешнего устройства любой блок данных, переданный процессором в порт, является некоторой командой или данными, которые надо использовать по назначению (по назначению данного устройства). Посылая в нужные порты определенные данные, можно опросить устройство или перевести его в то или иное состояние. Например, посылая определенные числа в порты, приписанные принтеру, можно узнать, подключен ли он, готов ли к печати, есть ли в нем бумага. Из другого порта читаются ответы принтера или сообщения, например о том, что замята бумага. Еще один порт предназначен для непосредственной передачи данных для печати.
Принтер является основным средством бумажного вывода. Принтеры бывают последовательные, строчные и страничные. То принципу действия различают принтеры ударного и безударного действия. По способу печати принтеры делятся на матричные и символьные.
Матричные принтеры ударного действия содержат вертикальный ряд (иногда два ряда) игл или молоточков, которые вколачивают краситель с ленты прямо в бумагу, формируя последовательно символ за символом.
Игольчатые принтеры имеют приемлемое качество печати, невысокую цену самого устройства, а также расходных материалов и бумаги. Для этих принтеров обычно возможно использование как форматной, так и рулонной бумаги. Головка принтера может быть оснащена 9, 18 или 24 иголками. Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл, при этом достигается скорость порядка 1500 строк в минуту. Матричные ударные печатающие устройства создают много шума, что является существенным недостатком.
Струйные принтеры относятся к безударным печатающим устройствам и работают практически бесшумно. Струйные чернильные принтеры относятся к классу последовательных матричных безударных печатающих устройств. Они же, в свою очередь, подразделяются на устройства непрерывного и дискретного действия. Последние могут использовать л ибо пузырьковую технологию, либо пьезоэффект. При печати высокого качества скорость вывода не превосходит обычно 2—3 страниц в минуту (около 200 знаков в секунду), хотя максимальные значения могут достигать даже 7 страниц в минуту. Как правило, струйные принтеры позволяют эмулировать работу наиболее популярных моделей ударных устройств и поддерживать соответствующее программное обеспечение.
В лазерных принтерах используется электрографический способ создания изображения — примерно такой же, как и в ксероксах. Кроме лазерных существуют LED-принтеры, которые получили свое название из-за того, что полупроводниковый лазер в них был заменен «гребенкой» мельчайших светодиодов.
Плоттер — это фактически большой принтер, предназначенный для построения чертежей. Он ориентирован на работу со специальными программами, например при печати чертежей в системах проектирования (системах автоматизации проектирования — САПР). Принципы его действия те же, что и у принтера.
Почти любой персональный компьютер имеет сейчас в своем составе специальную звуковую плату (аудиоадаптер или «саунд-бластер»). Аудиоадаптер представляет собой преобразователь цифровой информации в сигналы, которые генерируют звук в системе воспроизведения, и содержит аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи. Аналого-цифровой преобразователь измеряет через определенные промежутки времени частоту и уровень звукового сигнала и превращает их в цифровой код, который записывается на внешний носитель.
Цифровые коды реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера. Поданный на цифроаналоговый преобразователь цифровой сигнал преобразуется в аналоговые сигналы. После фильтрации их можно усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения.
Важными параметрами аудиоадаптера являются частота квантования звуковых сигналов и разрядность квантования. Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки сигнала для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах от 4-5 кГц до 45-48 кГц. Разрядность квантования характеризует число кодируемых уровней звукового сигнала и измеряется степенью числа 2. Сейчас применяются в основном 16-разрядные аудиоадаптеры, имеющие 216 = 65 536 ступеней квантования, — как у звукового компакт-диска.