1-2

Принтеры(от англ. printer - печатник) - устройства, предназначенные для вывода на бумагу или пленку подготовленной на ПК текстовой или графической информации.

Основные характеристики принтеров: Технология печати.

Разрешение (качество печати) - максимальное количество точек на дюйм, которое способен напечатать принтер (например 1200 х 2400 dpi).

Скорость печати - измеряется в основном количеством напечатанных страниц в минуту.

Поддерживаемые форматы бумаги. Чаще всего печатать приходится на бумаге формата A4, поэтому практически все принтеры имеют его поддержку.

Тип подключения(интерфейс) - LPT, USB и др.

Расходные материалы - чернильные ленты, картриджи с чернилами, порошковые тонеры и т.д.

Рассмотрим несколько подробнее существующие технологии печати. Прежде всего, различают принтеры по количеству цветов, которые они способны воспроизводить (обычно это черно-белые и цветные принтеры).

Рассмотрим технологии цветопередачи печатающих устройств.

При использовании RGB-модели цветообразования – красный, зеленый и синий – указанные цвета называются первичными, поскольку путем сложе-

ния соответствующего их количества можно получить любой другой цвет вплоть до белого. RGB-модель цветообразования используется во всех мониторах ПК и называется также аддитивной (addition – сложение).

Печатающие устройства работают с другими первичными цветами и используют соответственно иную модель цветообразования– так называемую субтрактивную (subtraction – вычитание). Первичными цветами для принтеров являются зелено-голубой(Cyan), светло-пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Наложение двух из этих первичных цветов дает красный, зеленый и голубой цвет. Смешение всех трех – черный. В некоторых принтерах для получения истинно черного цвета используется отдельный черный краситель (blacK), поэтому данная модель цветообразования называется так-

же CMY или CMYK.

Основными технологиями печати являются:

матричная Принцип действия: матричный принтер печатает с помощью красящей ленты; краска с ленты переносится на носитель с помощью выдвигающихся штырьков, находящихся в матрице. Вертикальный ряд (или два ряда) игл, или молоточков, «вколачивает» краситель с ленты прямо в бумагу. Штырьков обычно бывает9, 18 или 24. Скорость печати 25-150 знак/с.

Для этих принтеров обычно возможно использование как форматной, так и рулонной бумаги. Матричные принтеры бывают с узкой (формат А4) и широкой (формат А3) кареткой, могут делать несколько копий с помощью копировальной бумаги. Высокое качество бумаги достигается в режимах

31

NLQ (Near Letter Quality) для 9-игольчатых (почти машинописное) и LQ (Letter Quality) - для 24-игольчатых принтеров.

Для улучшения качества каждую строку принтер пропечатывает два раза, при этом отдельные точки, составляющие знаки, несколько смещаются при втором проходе печати. Одним из серьезных недостатков является шум при работе и низкое качество печати. Сейчас слабо распространены и практически не производятся.

Струйные принтеры относятся к безударным печатающим устройствам. У струйных принтеров печатающая головка движется только в горизонтальной плоскости, а бумага подается вертикально. Сопла (канальные отверстия) на печатающей головке, через которые разбрызгиваются чернила, соответствуют «ударным» иглам. Количество сопел у разных моделей принтеров, как правило, может варьироваться от 12 до 64. Максимальная разрешающая способность, как правило, достигает значения около 360 точек на дюйм.

Принцип действия: имеется форсунка, разбрызгивающая чернила по контуру символа. При резком нагревании образуется чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую порцию (каплю) жидких чернил.

Скорость печати текста5-150 знак/с (1-3 стр./мин.). Бывают одноцветные, трехцветные и четырехцветные. Качество печати высокое, сравнимо с лазерным, а стоимость печати значительно ниже, особенно цветной. К недостаткам можно отнести то, что качество зависит от бумаги, а также достаточно дорогостоящие расходные материалы. Струйный принтер не может использовать бумагу в рулонах. Основным недостатком струйного принтера является относительно большая опасность засыхания чернил внутри сопла. В этом случае, к сожалению, поможет только одно - заменить печатающую головку (что является еще большей потерей, если резервуар с чернилами встроен прямо в головку печати). Отдельные типы принтеров нельзя выключать во время эксплуатации, так как в этом случае головка останется стоять в промежуточной позиции, что приведет к более быстрому высыханию сопел. Большинство принтеров имеют так называемый режим парковки, при котором печатающая головка возвращается в исходное положение внутри принтера, что предотвращает высыхание чернил. Некоторые струйные принтеры оборудованы устройством очистки сопел.

Лазерные принтеры

Принцип действия: лазер генерирует тонкий световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, формирует электронное изображение на светочувствительном фотоприемном барабане, способном менять электрический заряд точки под действием попавшего на него лазерного луча. Барабану предварительно сообщается статический заряд. Высвеченные лазером участки разряжаются. Когда изображение на барабане построено, и он покрыт тонером, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончатель-

32

ную фиксацию изображения осуществляют специальные резиновые валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.

В цветном принтере электронное изображение формируется последовательно для каждого цвета тонера. То есть в несколько раз(по количеству цветов) уменьшается скорость печати.Скорость печати достаточно высока(в среднем 8-10 стр./мин.). Качество печати всегда высокое(1200-2400 dpi).

Из недостатков стоит выделить достаточно высокую стоимость как самого принтера, так и расходных материалов, но между тем данные принтеры становятся самыми востребованными как в офисе, так и в домашних условиях.

Сканер

Сканер (от англ. Scan – пристально разглядывать) - устройство ввода изображения с двухмерной поверхности в компьютер.

Принцип действия: Планшетный сканер(они на сегодняшний день являются самыми распространенными) представляет собой устройство с предметным стеклом, на которое кладется сканируемый оригинал, после чего оптическая схема перемещается вдоль оригинала и осуществляется сканирование. Планшетные сканеры могут быть предназначены для сканирования, как в отраженном свете, так и на просвет. Сканер освещает оригинал, а его све-

точувствительный датчик с определенной частотой производит замеры -ин тенсивности отраженного оригиналом света. В процессе сканирования устройство выполняет преобразование величины интенсивности в двоичный код, который передается в память компьютера для дальнейшей обработки.

Типы сканирования.

Программное обеспечение, управляющее работой основных типов сканеров, предоставляет возможность выбора одного из трех типов сканирования. Это сканирование «штрихового рисунка», «полутонового изображения» и «шкалы яркости» (или «серой шкалы»).

Изображение, содержащее простейшую информацию и требующее минимального объема памяти, представляет собой «штриховой рисунок», который может быть обработан однобитовым сканированием. Такое изображение содержит только черные или белые участки. Больше всего подходит для считывания изображений, выполненных отдельными линиями.

Если поближе посмотреть иллюстрацию в газете, то можно увидеть, что она не содержит непрерывных полутоновых переходов, а представляет собой множество точек. Именно это и называется“полутоновым изображением”. Точки полутонового изображения сливаются вместе и создают имитацию оттенков. Расстояние между точками (т.е. между условными центрами точек) остается постоянным и измеряется количеством линий на дюйм(по вертикали), а размеры точек изменяются, причем более крупные точки создают впечатление черного цвета, а точки с меньшими размерами делают изображение более светлым. Подобное “растровое” представление для газетных фотографий составляет обычно 65 линий на дюйм. Для журналов с хорошим качеством иллюстративного материала этот показатель составляет133 или 150 линий. Полутоновое сканирование изображения представляет собой фак-

33

тически однобитовые черно–белые конфигурации, которые подвергаются процедуре фильтрования с целью образования“смазанного” изображения. Термин “смазанное” обозначает в данном случае метод имитации промежуточных оттенков серого цвета посредством группирования точек черного цвета с разной плотностью (это делает программное обеспечение).

Для получения более высококачественных результатов следуетвы брать вариант с использованием“шкалы яркости” (серой шкалы), который отличается от метода “смазанного” полутонового изображения двумя ключевыми моментами. Во-первых, данный вариант использует многобитовое сканирование изображения. Каждый элемент изображения фактически описывается некоторой группой битов, кодирующий конкретный оттенок серого цвета. Во-вторых, полутоновый растр накладывается на изображение с большим количеством градаций яркости в тот момент, когда осуществляется вывод на печать, а при получении “смазанных” полутоновых изображений происходит их наложение во время сканирования. Человеческий глаз не в состоянии различить более 256 оттенков серого. При обеспечении такого уровня переходы между участками изображения с различной яркостью становятся плавными и выглядят вполне естественно. При понижении разрешающей способности различие между уровнями яркости или оттенками становится более заметным. При использовании всех 256 уровней шкалы яркости процесс сканирования фотографии 8х10 может потребовать 5 Мбайт дисковой памяти. Работа с файлами такого размера требует большего объема ОЗУ и мощного процессора. Процесс сканирования с 16 или 32 оттенками или уровнями шкалы яркости требует значительно меньших ресурсов, но качество изображения снижается.

Таким образом, выбор описанных выше вариантов сканирования определяется компромиссом между качеством и стоимостью соответствующего оборудования и программного обеспечения.

Всоответствии с функциональными возможностями и устройством сканеры разделяются на ручные и настольные.

Ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, причем качество изображения напрямую зависит от хорошего и равномерного проката сканера, что достаточно трудно. Поэтому они сейчас используются в основном для ноутбуков.

ВПК в основном используются настольные сканеры. Настольные сканеров бывают нескольких видов:

планшетные. Планшетные сканеры на сегодняшний день являются самыми распространеными. Для сканирования изображения необходимо -от крыть крышку сканера, положить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление

процессом сканирования осуществляется компьютером – при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером.

- страничные. Работа страничных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование.

34

-проекционные. Проекционные сканеры, которые больше всего напоминают несколько своеобразныйoverhead-проектор. Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится также вверху.

-барабанные. Барабанный сканер представляет собой барабан, на котором закрепляется оригинал, вращающийся со значительной скоростью. Считывающее устройство располагается очень близко к оригиналу, чем достигается высокое качество сканирования. Эти сканеры предназначены для профессионального использования.

Основные производители сканеров- Hewlett-Packard, Epson, Canon, Mustek.

Модем

Модем (образовано от слов МОДулятор/ДЕМодулятор) - это устройство приема и передачи информации по телефонным линиям связи.

Принцип действия: Как нам известно, данные в компьютере хранятся в цифровом виде. А телефонные линии, по которым происходит обмен данными в большинстве своем являются аналоговыми. Таким образом, чтобы преобразовать цифровые данные в аналоговые модем использует специальные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи(модуляторы/демодуляторы). Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексным (half duplex) . Оба компьютера могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны. Этот режим работы называется полным дуплексом, или просто дуплексом

(full duplex).

Все современные модемы строятся по одной функционально похожей схеме. Они состоят из основного процессора, оперативного запоминающего устройства, постоянного запоминающего устройства, модулятора/ демодулятора, схемы согласования с телефонной линией и встроенного динамика.

Кроме скорости модуляции и количества переданной информации еще одна важная характеристика модема- форм-фактор. Существуют внешние и внутренние модемы.

Внутренний модем(софт-модем) – это плата, вставляемая внутрь системного блока и располагающаяся в слотахISA, PCI, AMR, CNR. Внутренний модем питается от системной платы компьютера и использует ресурсы компьютера(процессор, память и т.д.), поэтому он стоит дешевле внешнего модема. Внутренние модемы делятся на WinModem, где функции контроллера выполняются специальным драйвером иSoftModem, в котором помимо контроллера отсутствует и цифровой сигнальный процессор.

Внешний модем – периферийное устройство, которое подключается к COM или USB-порту. Такие модемы имеют собственный источник питания,

атакже различные регуляторы и индикаторы. Подавляющее большинство внешних модемов подключается к компьютеру через последовательный интерфейс, называемый RS-232C или USB. Для этого нужно подсоединить кабель к последовательному порту (COM-порт) компьютера.

35

Еще один немаловажный момент, на котором стоит заострить внимание при выборе модема, — возможность его подключения параллельно телефонному аппарату. Многие модели как внутренних, так и внешних модемов имеют по два гнезда типаRJ-11: одно, называемое LINE (линия), предназначено для подключения модема к телефонной линии, а другое используется для подключения телефонного аппарата к модему. Второй способ подключения телефона является предпочтительным, так как в этом случае модем во время работы блокирует телефонный аппарат с помощью реле. Конечно, модем и телефон можно подключить параллельно друг другу, используя для этого специальную телефонную розетку, но гарантировать хорошее качество связи в этом случае сложно. Проблема заключается в том, что телефонный аппарат имеет определенное сопротивление, которое может негативно отразиться на работе модема.

Также многие современные модемы имеют встроенные голосовые функции. Такие модемы позволяют записывать голос из линии в файл и проигрывать в линию заданные звуковые файлы. Это дает возможность, например, организовать автоответчик. Модем с голосовыми функциями может оцифровывать голос, который поступает через подключаемый микрофон или телефонную трубку, а также воспроизводить звуковые файлы в телефонную трубку или на линейный выход.

Кроме обычных модемов сейчас достаточно распространены и факсмодемы, которые помимо основных функций выполняют также прием и отправку факсов, т.е. передачу или прием графических и текстовых чернобелых изображений по телефонным линиям

Устройства мультимедиа

Термин “мультимедиа” образован из слов“мульти” — много, и “медиа” — среда, носитель, средства сообщения, и в первом приближении его можно перевести как “многосредность”

Мультимедиа — это собирательное понятие для различных компьютерных технологий, при которых используется несколько информационных сред, таких, как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение.

К устройствам мультимедиа относят:

графические акселераторы (ускорители). Современные видеокарты все являются графическими ускорителями.

приводы CD-ROM/RW, DVD-ROM/RW и др.

звуковые карты.

Колонки - небольшие громкоговорители, через которые проигрывается звук. Колонки бывают пассивные и активные. Пассивные колонки работают за счет мощности встроенного усилителя звуковой карты, а активные сами содержат усилитель. Звучание активных колонок обычно лучше.

Микрофон. В зависимости от физических принципов действия подразделяются на угольные, динамические, электромагнитные, пьезоэлектриче-

36

ские, конденсаторные. Сферы применения в ПК самые разнообразные: реализация возможностей телефона, автоответчика, работа с мультимедийными программами, переговоры по сети(видеоконференции) и т.д..

Акустические системы - это совокупность излучателей, каждому из которых отводится воспроизведение своей части звукового частотного диапазона.

Тюнер - это плата расширения (иногда тюнер объединяется с видеокартами или аудиокартами) или внешнее устройство, с помощью которого на ПК возможен прием, просмотр и оцифровка телевизионного сигнала и сигнала с видеомагнитофона (TV-тюнеры), радиосигнала (FM-тюнеры).

MIDI-клавиатуры. Для создания музыки в стандарте MIDI через специальный разъем практически ко всем звуковым картам может быть подключена MIDI-клавиатура. Это устройство аналогично клавиатуре синтезатора, но вместо того, чтобы самостоятельно синтезировать музыку, MIDI-клавиатура преобразует ее в сигналы ПК.

Цифровые фотоаппараты. В отличие от обычных фотоаппаратов имеют корректирующие фильтры, отвечающие за цветное изображение. Информация о цветовых составляющих изображения направляетсяCCD- с матрицы(прибор с зарядовой связью, который реагирует на лучи света и трансформирует их в последовательность импульсов) через корректирующие фильтры на микропроцессор камеры, где подвергается обработке, в результате которой происходит восстановление полной картинки. До обработки процессором электрические сигналы поступают на аналогово-цифровой преобразователь, переводящий информацию об объекте съемки в цифровую форму.

Цифровые видеокамеры. Цифровая видеокамера отличается от своей аналоговой предшественницы только способом записи на ленту и возможностью легко сбросить отснятое видео на компьютер. Так что в цифровой видеокамере все та же магнитная лента, на которую записываются данные в цифровой, а не аналоговой форме. Оптическая часть цифровой видеокамеры, ПЗС для приема изображения, управление съемкой и т. п. та же, что и в аналоговой.

Виртуальная реальность - искусственно созданный мир со своими законами и объектами, подчиняющимися этим законам. Компьютерная виртуальная реальность сейчас, главным образом, создается с помощью шлема и очков виртуальной реальности. Наиболее простой способ виртуальной реальности - поочередно формировать изображение на дисплее для правого и левого глаза. Для того чтобы каждый глаз видел свое изображение, необходимо синхронизировать изображение с устройством, которое заслоняет поочередно то левый, то правый глаз, в тот момент, когда на экране нужное изображение. Обычно для этой цели используется скоростная LCD-затворная линза, управляемая платой синхронизации.

Информационные ресурсы ПК

Понятие информации является основополагающим понятием информатики. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и

37

переработки информации, принятия на ее основе решении и их выполнения.

С появлением современных средств вычислительной техники информация

игазет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т. д. Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной системы. Передаваемая информация обычно касается каких-то предметов или нас самих и связана с событиями, происходящими в окружающем нас мире.

Врамках науки информация является первичным и неопределяемым понятием. Оно предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и приемником. Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной науки, цели исследования или просто от наших представлений.

Термин «информация» происходит от латинскогоinformatio — разъяснение, изложение, осведомленность. Энциклопедический словарь (М.: Сов. энциклопедия, 1990) определяет информацию в исторической эволюции: первоначально — сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т. д.); с середины XX века — общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, обмен сигналами в животном

ирастительном мире (передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму).

Более узкое определение дается в технике, где это понятие включает в себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования.

Наиболее общее определение имеет место в философии, где под информацией понимается отражение реального мира. Информацию как философскую категорию рассматривают как один из атрибутов материи, отражающий ее структуру.

Вэволюционном ряду вещество -> энергия -> информация каждое по-

следующее проявление материи отличается от предыдущего тем, что людям было труднее его распознать, выделить и использовать в чистом виде. Именно сложность выделения различных проявлений материи обусловила, наверное, указанную последовательность познания природы человечеством.

Спонятием информации связаны такие понятия, как сигнал, сообщение

иданные.

Сигнал (от латинского signum — знак) представляет собой любой процесс, несущий информацию.

Сообщение — это информация, представленная в определенной форме и предназначенная для передачи.

38

Данные — это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ЭВМ.

Различают две формы представления информации— непрерывную и дискретную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в качестве последних могут использоваться физические процессы различной природы. Например, процесс протекания электрического тока в цепи, процесс механического перемещения тела, процесс распространения света и т. д. Информация представляется (отражается) значением одного или нескольких параметров физического процесса (сигнала), либо комбинацией нескольких параметров.

Сигнал называется непрерывным, если его параметр в заданных пределах может принимать любые промежуточные значения. Сигнал называется дискретным, если его параметр в заданных пределах может принимать - от дельные фиксированные значения.

Наконец, все многообразие окружающей нас информации можно сгруппировать по различным признакам, т. е. классифицировать по видам. Например, в зависимости от области возникновения информацию, отражающую процессы и явления неодушевленной природы, называют элементарной, процессы животного и растительного мира— биологической, человеческого общества — социальной.

По способу передачи и восприятия различают следующие видыин формации: визуальную — передаваемую видимыми образами и символами, аудиальную — звуками, тактильную — ощущениями, органолептическую — запахами и вкусом, машинную — выдаваемую и воспринимаемую средствами вычислительной техники, и т. д.

Понятие количества информации Количеством информации называют числовую характеристику сиг-

нала, отражающую ту степень неопределенности (неполноту знаний), которая исчезает после получения сообщения в виде данного сигнала. Эту меру неопределенности в теории информации называютэнтропией. Если в результате получения сообщения достигается полная ясность в каком-то вопросе, говорят, что была получена полная или исчерпывающая информация и необходимости в получении дополнительной информации нет. И, наоборот, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней, значит, информации получено не было (нулевая информация).

Приведенные рассуждения показывают, что между понятиями информация, неопределенность и возможность выбора существует тесная связь. Так, любая неопределенность предполагает возможность выбора, а любая информация, уменьшая неопределенность, уменьшает и возможность выбора. При полной информации выбора нет. Частичная информация уменьшает число вариантов выбора, сокращая тем самым неопределенность.

Пример. Человек бросает монету и наблюдает, какой стороной она упадет. Обе стороны монеты равноправны, поэтому одинаково вероятно, что выпадет одна или другая сторона. Такой ситуации приписывается начальная

39

неопределенность, характеризуемая двумя возможностями. После того, как монета упадет, достигается полная ясность и неопределенность исчезает (становится равной нулю).

Приведенный пример относится к группе событий, применительно к которым может быть поставлен вопрос типа«да-нет». Количество информации, которое можно получить при ответе на вопрос типа«да-нет», называется битом (англ. bit — сокращенное от binary digit — двоичная единица). Бит

— минимальная единица количества информации, ибо получить информацию меньшую, чем 1 бит, невозможно. При получении информации в1 бит неопределенность уменьшается в2 раза. Таким образом, каждое бросание монеты дает нам информацию в 1 бит.

В качестве других моделей получения такого же количества информации могут выступать электрическая лампочка, двухпозиционный выключатель, магнитный сердечник, диод и т. п. Включенное состояние этих объектов обычно обозначают цифрой 1, а выключенное — цифрой 0.

Рассмотрим систему из двух электрических лампочек, которые независимо друг от друга могут быть включены или выключены. Для такой системы возможны следующие состояния:

Лампа А 0 0 1 1 Лампа В 0 1 0 1

Чтобы получить полную информацию о состоянии системы, необходимо задать два вопроса типа «да-нет» — по лампочке А и лампочке В соответственно. В этом случае количество информации, содержащейся в данной системе, определяется уже в 2 бита, а число возможных состояний системы

— 4. Если взять три лампочки, то необходимо задать уже три вопроса и получить 3 бита информации. Количество состояний такой системы равно 8 и т. д.

Группа из 8 битов информации называется байтом. Если бит — минимальная единица информации, то байт ее основная единица. Существуют производные единицы информации: килобайт (кбайт, кб), мегабайт (Мбайт, Мб) и гигабайт (Гбайт, Гб).

1 кб =1024 байта - 210 (1024) байтов.

1 Мб = 1024 кбайта = 220(1024 x 1024) байтов.

1 Гб = 1024 Мбайта - 230 (1024х1024 х 1024)байтов.

Эти единицы чаще всего используют для указания объема памяти

ЭВМ.

Файловая система компьютера. Папки. Файлы (имя, тип, путь доступа). Операции с файлами и папками в среде операционной системы.

Любая информация (текст, изображение, программа, видеофильм и т.д.) на внешнем носителе хранится в виде файла. Файл (file) — это поименованная область на диске, в которой хранится отдельный экземпляр информации определенного типа.

Файл характеризуется набором параметров(имя, расширение, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами, используемыми

40