1. Периферийные устройства ввода-вывода 8

1.1. Классификация 8

1.1.1. Принтеры 9

1.1.2. Графопостроитель 12

1.1.3. Модемы 13

1.1.4. Мышь 17

1.1.5. Трэкболл 20

1.1.6. Джойстики 20

1.1.7. Световое перо 21

1.1.8. Дигитайзеры 22

1.1.9. Цифровые камеры 23

1.1.10. Сканеры 23

1.2. Контроллеры внешних устройств

Периферийные устройства ввода-вывода

1.1. Классификация

Вопросы организации ввода/вывода в вычислительной системе иногда оказываются вне внимания потребителей. Это привело к тому, что при оценке производительности системы часто используются оценки только производительности процессора. Такое отношение к системам ввода/вывода, как к некоторым не очень важным понятиям, проистекает также из термина “периферия”, который к ним применяется.

Однако, очевидно, что одной из наиболее правильных оценок производительности системы является время ответа (время между моментом ввода пользователем задания и получения им результата), которое учитывает все накладные расходы, связанные с выполнением задания в системе, включая ввод/вывод.

Существует множество видов периферийных устройств. Периферийное устройство – устройство, которое не относится к системе компьютер-дисплей-клавиатура, подключается через порт. Среди них можно выделить два больших класса: устройства ввода информации в ЭВМ и устройства вывода.

Устройства ввода предназначены для ввода данных и программ, а также для внесения исправлений в программу и данные, хранящиеся в памяти ЭВМ; подразделяются на неавтоматические (ручные) и автоматические. Автоматические характеризуются тем, что в них информация вводится автоматически: с перфолент, перфокарт, магнитных носителей, с напечатанных текстов и графиков. Их быстродействие выше, чем у ручных. Ручные устройства отличаются меньшим быстродействием, но позволяют корректировать информацию в процессе ввода. К ним относятся различные пульты управления.

Устройства вывода служат для вывода из ЭВМ информации, результатов обработки данных в текстовой, графической, мультимедийной или цифро-аналоговой форме. Они разделяются на следующие виды:

• устройства вывода на промежуточный или машинный носитель (магнитные носители);

• устройства для вывода и фиксации информации в виде текстов, графиков, таблиц (печатающее устройство, графопостроитель);

• устройства вывода информации во внешнюю среду (ЦАП, вывод на линию связи).

Наиболее распространенными устройствами вывода являются: принтеры; графопостроители; стриммеры.

К устройствам ввода относятся: мыши; трэкболлы; джойстики; световые перья; дигитайзеры; цифровые камеры; сканеры.

Модем может служить как для ввода, так и для вывода информации.

Рассмотрим основные виды периферийных устройств.

1.1.1. Принтеры

Принтер – устройство для отображения информации на бумаге.

Первичное разделение принтеров на классы обычно произ­водят по механизму нанесения отпечатков.

Матричные принтеры

Это самый старый из применяемых тип принтеров. Строка формируется за счет прохода по ней головки с вертикальным рядом иго­лок (точнее, тонких цилиндров), которые бьют по крася­щей ленте и оставляют отпечаток, как пишущая машинка. Любой символ формируется на базе матрицы точек размером m x n (рис. 1).

Символ в строке печатается за один проход печатающей головки при низком качестве печати – режим Draft (черновик), и за несколько проходов – при нормальном и высоком качестве печати. Этой особенностью матричных принтеров объясняется низкое быстродействие.

Достоинства матричных принтеров:

• низкая стоимость отпечатка (в силу дешевизны крася­щей ленты);

• нетребовательность к бумаге.

Недостатки:

• отсутствие цветности (иногда применяют двухцветные ленты);

• шумность;

• медлительность;

• относительно низкое качество печати.

Матричные принтеры выходят из употребления. Фактически, наследниками матричных принтеров являются струйные.

Лазерные принтеры

В данных принтерах луч лазера создает изображение в по­ловину страницы или целую страницу в виде наэлектризо­ванных точек на специальном барабане (аналогично дей­ствию электронной пушки в ЭЛТ-дисплее). Эти точки притягивают красящий порошок, который потом перено­сится на бумагу при прокатывании барабана по листу. Затем лист нагревается, чтобы порошок въелся в бумагу, а бара­бан очищается для следующего листа.

Достоинства лазерных принтеров:

• высокая скорость печати;

• большой ресурс работы;

• высокое качество печати.

Заметим, что растровый характер изоб­ражения, получаемого на таком принтере, меньше, чем у матричных, но больше, чем у сублимационных.

К недостаткам лазерных принтеров можно отнести:

• большой расход энергии (поэтому принтер нельзя пи­тать через источник бесперебойного питания в силу не­достаточной мощности последнего);

• дороговизну;

• громоздкость;

• большую электризацию воздуха.

Эти принтеры наилучшим образом подходят для офисной работы, где их недостатки не имеют большого значения.

Принтеры на светодиодах

Принтеры на светодиодах

В данных принтерах метод нанесения отпечатков схож с методом, используемым в лазерных, только единицей обра­ботки является строка, чей наэлектризованный образ создает ряд светодиодов. По сравнению с лазерными принтерами, эти принтеры более простые и дешевые, так как не нужна слож­ная оптическая система для управления лазерным лучом. Кроме того, они существенно меньше электризуют воздух.

К недостаткам относится трудность реализации цвета.

Принтеры разработаны сравнительно недавно японской компанией Oki.

Струйные принтеры

Принтеры по принципу печати похожи на матричные, толь­ко точки получаются не с помощью ударов иголок, а за счет “выстрелов” каплями чернил из вертикального ряда сопел в головке. Используются две головки — для черно-белой и для цветной печати.

Достоинства:

• бесшумность;

• компактность;

• высокая цветность.

Недостатки:

• высокая стоимость чернил;

• быстрый их расход;

• высокая стоимость бумаги для распечатки фотографий;

• светлые участки воспроизводятся редкими каплями, по­этому выглядят не слишком естественно.

В некоторых моделях принтеров используются капли раз­ных размеров, что несколько сглаживает растровый харак­тер изображения.

Используются различ­ные технологии выталкивания капли:

• пьезокристаллическая, где импульс давления создает пьезокристалл. Камера, создающая каплю, имеет очень малый размер (всего 3 пиколитра), а все капли одинако­вы. Используется только в принтерах компании Epson;

• термоструйная, где импульс давления создается испа­рением части красителя (при пропускании электриче­ского тока). Используется в принтерах других рассмат­риваемых нами компаний.

Сублимационные принтеры

Эти принтеры специально используются для распечатки фотографий и обычно имеют небольшие размеры, поэтому не могут использоваться как универсальные.

Изображение наносится на бумагу за счет испарения (суб­лимации) красителя со специальной пленки.

Красителем непрерывно покрывается вся рабочая часть бу­маги (в отличие от дискретных красящих кружочков у дру­гих классов принтеров), что повышает качество отпечатков. Особенно заметна разница на светлых участках, где субли­мационная печать обеспечивает и плавность переходов, и хорошую проработку деталей. У других классов принтеров в таких местах будут только редкие точки (для осветления) и, соответственно, плохая проработка мелких деталей.

Достоинством принтеров является высокое качество, осо­бенно на светлых участках изображения.

К недостаткам следует отнести:

• невозможность печатать текстовые документы (из-за ограниченых размеров бумаги и ее дороговизны);

• высокую цену принтера (за счет сложности конструк­ции) и расходных материалов.

Особенности офисных принтеров

Другое деление принтеров — домашние (home) и офисные (bisness), причем эту грань проводят и сами производители.

Офисные принтеры имеют следующие особенности:

• Высокая скорость печати. Она пропорционально по­вышает стоимость принтера. Скорость обычно состав­ляет 8, 12, 16 стр/мин, поэтому для офиса обычно вы­бирают лазерные принтеры – тяжелые, громоздкие и дорогие. Типичными пред­ставителями таких принтеров являются надежные и широко известные принтеры серии LazerJet фирмы Hewlett-Packard (HP).

• Сетевые возможности. Принтер обычно подключается к файл-серверу или даже к локальной сети как сетевое устройство.

• Увеличенный формат листа (A3 или даже А2), а также возможность печатать на конвер­тах.

• Несколько больших лотков для бумаги обеспечивают возможность, например, загружать каждый бумагой соответствующего размера.