Устройства ввода и отображения текстовой и графической информации мониторы, сканеры, графопостро
СОДЕРЖАНИЕ: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский Государственный Технологический Университет Кафедра ИнформатикиГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Кубанский Государственный Технологический Университет
Кафедра Информатики
Контрольная работа
По дисциплине «Информатика»
УСТРОЙСТВА ВВОДА И ОТОБРАЖЕНИЯ ТЕКСТОВОЙ И ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (МОНИТОРЫ, СКАНЕРЫ, ГРАФОПОСТРОИТЕЛИ)
Выполнил
Студент 1 курса МИППС
Челидзе О.С.
Проверил: к.т.н., Дьяченко Р. А.
Краснодар-2011 г.
Введение
Персональный компьютер (ПК) – это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Часто употребляемый термин «конфигурация ПК» означает, что конкретный компьютер может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и т. д. Эффективность использования ПК в большей степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПК. Широкая номенклатура внешних устройств, разнообразие их технико-эксплуатационных и экономических характеристик дают возможность пользователю выбрать такие конфигурации ПК, которые в наибольшей степени соответствуют его потребностям и обеспечивают рациональное решение его задачи. В данной контрольной работе предполагается рассмотреть наиболее известные периферийные устройства, а именно устройства ввода и отображения текстовой и графической информации, а также показать область их применения.
Периферийные устройства
Компьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Скорость работы внешних устройств от быстродействия процессора не зависит. Наиболее распространенные периферийные устройства приведены на рисунке 1:
Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку.
Классификации устройства ввода-вывода информации
Рукописная информация для автоматического ввода в ЭВМ с документа должна быть закодирована в нормализованном, стилизованном или кодированном шрифтах. Оптические читающие автоматы обеспечивают считывание данных в виде графических меток с формализованных документов, кодированных, нормализованных и стилизованных письменных знаков; печатных, машинописных и рукописных знаков.
Устройства ввода графической информации (УВГИ) выполняют: поиск изображения на носителе информации, выделение элементов изображения, подлежащих кодированию, преобразование координат точек кодируемого изображения в цифровую форму и передачу цифрового описания элементов изображения в ЭВМ для дальнейшей обработки.
Для вывода информации из ЭВМ наиболее часто используются быстродействующие печатающие устройства. Главными параметрами при выборе типа печатающих устройств являются скорость, качество печати и стоимость.
В современных ЭВМ применяется матричные, литерные, термографические, струйные и лазерные печатающие устройства (ПУ). По методу нанесения печатных знаков на носитель информации ПУ делятся на устройства ударного и безударного действия.
В печатающих устройствах ударного действия изображение-оттиск символа цифровой или символьной информации формируется в результате механического удара печатающего молоточка на шрифтоноситель с одновременным нанесением красящего вещества. На шрифтоноситель наносятся все символы алфавита. Такое ПУ называется знакопечатающим. Однако чаще используется так называемое матричное ПУ.
В матричных ПУ печатающая головка содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней. Головка движется вдоль строки бумагоносителя, в нужный момент стержни ударяют по бумаге через красящую ленту. Это обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений. Печатающие головки могут содержать 9, 24 и 48 стержней. Чем больше в головке стержней, тем выше качество печати. С помощью матричных ПУ можно печатать не только текст, но и рисунки, так как движением стержней и бумаги может управлять программа. Скорость печати в матричных ПУ колеблется в зависимости от качества печати в пределах от 30 до 200 зн./с.
В литерных ПУ используются сменные шрифтоносители в виде дисков с нанесенными литерами какого-либо алфавита. Они обеспечивают довольно высокое качество печати. Литерные ПУ применяют только для печати текстов. Скорость печати достигает 60 зн./с. В безударных печатающих устройствах для нанесения символьной и цифровой информации используют термографические, струйные, лазерные ПУ.
Термографические ПУ воздействуют теплом на термочувствительную бумагу или растапливают красящий состав, который затем ложится на бумагу. Они компактны, дешевы, бесшумны. Возможно получение хорошего качества, однако требуется специальная светочувствительная бумага.
В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формирует капельная струя красящей жидкости. Широкое распространение получили пьезоструйные головки, которые имеют почти неограниченный срок службы: по мере расходования красящей жидкости, например, чернил, заменяют баллончик с красящими чернилами. Струйный способ позволяет реализовать не только одноцветную, но и многоцветную печать. При этом в блоке головок располагаются четыре группы сопел, каждое из которых связано с емкостью, заполненной чернилами одного из четырех цветов: черного, синего, пурпурного и желтого, что позволяет получить семицветное изображение.
Лазерные печатающие устройства осуществляют печать с очень высокой скоростью и качеством печати, вполне сравнимым с качеством высокой печати. Они используют только листовую бумагу различного формата (A3 или А4). Многие лазерные ПУ позволяют масштабировать шрифты. Буквы одного и того же по начертанию шрифта могут печататься с разной высотой и соответствующей шириной.
Лазерные ПУ сравнительно дороги, поэтому могут использоваться в вычислительных системах или профессиональных ПЭВМ. Наиболее выгодно применять их для изготовления оригинал-макетов изданий (книг и брошюр). Дорого само печатающее устройство, его программное обеспечение, а также предварительная подготовка текста, которая должна быть выполнена введением его с клавиатуры или при помощи сканера.
В ЭВМ используется вывод алфавитно-цифровой и графической информации на микрофильм. Применение фотопленки в качестве носителя позволяет значительно повысить скорость вывода информации (1500-2700 строк/мин), ускорить процесс создания копий, повысить плотность записи информации на носителе. Микрофильм гораздо удобнее для хранения, чем любой бумажный носитель. Однако для чтения записанной на микрофильм информации необходимы специальные устройства. Устройства вывода на микрофильм сравнительно дороги. Вывод графической информации осуществляется с помощью графопостроителей.
Рассмотрим устройства ввода информации
Самым известным устройством ввода информации является:
1. Клавиатура является основным устройством ввода информации в ПК. Это первое из внешних устройств ввода, с которыми сталкивается пользователь.
История создания
Со времен появления персонального компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид, и устройство клавиатуры оставались, практически, неизменными.
В 1995 году после выхода ОС Windows 95 привычные 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104 клавишами.
Три новые клавиши были добавлены специально, чтобы реализовать некоторые возможности ОС. Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, то есть с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было замечено, что при каждодневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у операторов ЭВМ начинало развиваться профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому сейчас на рынке появилось множество новых, эргономичных клавиатур самых причудливых форм: как бы разломанных надвое, изогнутых, снабжённых подставками для кистей рук и т. д.
Всё более популярными становятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу аналогичному (дистанционному) управлению. Самое главное изменение, однако, не коснулось ни устройства, ни формы клавиатуры - изменилась её роль в ПК. Сегодня круг обязанностей клавиатуры едва ли не целиком и полностью ограничивается вводом текста и цифр. А все функции по управлению, отданию команд с приходом графического интерфейса успешно выполняет мышь.
При нажатии на любую клавишу клавиатуры срабатывает миниатюрный переключатель, сигнал от которого отслеживается специальным микропроцессором, посылающим соответствующие сообщения в компьютер, где они обрабатываются операционной системой.
Клавиши на клавиатуре можно разделить на блоки. Большинство клавиш служит для ввода букв, цифр, различных символов и знаков препинания – основная группа символов. Двенадцать функциональных клавиш: от F1 до F12, имеют специальное назначение, зависящее от конкретной программы.
Дополнительная клавиатура расположена справа. Она предназначена как для ввода чисел, так и для дублирования клавиш управления курсором. Если нажата клавиша NumLock (горит индикатор), то вводятся цифры. При повторном нажатии на эту клавишу индикатор гасится, и дополнительная клавиатура дублирует управляющие клавиши.
Рассмотрим более подробно служебные клавиши на примере таблицы 1:
Таблица 1
| Название клавиши | Функция клавиши |
| Esc (Escape) | Обычно служит для отмены какого-либо действия или для выхода из программы. |
| Enter | Служит для завершения ввода строки и перехода на следующую строку, принятия положительного ответа на вопрос и т.д. |
| Tab | Предназначена для формирования отступов в тексте, переключения между различными альтернативами в диалогах. |
| Shift | Клавиша переключения регистра. Если нажать эту клавишу и, не отпуская её, нажать клавишу с буквой, то введётся заглавная буква. Кроме того, некоторые клавиши (например, цифровые) имеют два символа. Простое нажатие клавиши вводит символ, указанный на клавише снизу. Нажатие с клавишей Shift вводит символ, указанный сверху. На клавиатуре, для удобства, имеется две клавиши Shift. Как правило, они идентичны, хотя в некоторых программах они могут иметь различные функции. |
| Caps Lock | Фиксированное переключение регистра в режим ввода прописных букв. Горит индикатор. |
| Ctrl | Управляющая клавиша, расширяет возможности клавиатуры. Используется в комбинации с другими клавишами. Какую именно клавишу необходимо нажать для той или иной команды – зависит от конкретной программы. |
| Alt | Альтернативная управляющая клавиша. Её назначение сходно с клавишей Ctrl, однако они не идентичны. Комбинации с клавишей Alt и с клавишей Ctrl, как правило, запускают разные программы. |
| Backspace | Стирает последний введённый символ или символ, стоящий слева от курсора. |
| Insert (сокр.: Ins) | Служит для переключения режимов вставки/замены символов при редактировании текста, для добавления нового элемента в список. |
| Delete (сокр.: Del) | Служит для удаления чего-либо, например, выделенного фрагмента текста, символа справа от курсора, элемента списка и т.д. |
| Home | Предназначена для перехода в начало (строки, списка и т.п.) |
| End | Предназначена для перехода в конец (строки, списка и т.п.) |
| PageUp (сокр.: PgUp) | Предназначена для перехода на предыдущую страницу или прокрутки изображения на экране вверх. |
| PageDown (сокр.: PgDn) | Предназначена для перемещения изображения на экране вниз. |
| Стрелки | При редактировании текста позволяют перемещать курсор в соответствующим направлении. |
| Scroll Lock | В далёком прошлом служила для включения/отключения режима прокрутки экрана, однако давно уже утратила своё первоначальное назначение. Сейчас её назначение зависит от конкретной программы, но используется она крайне редко. |
| Print Screen (сокр.: PrnScr) | Ранее использовалась для того, чтобы напечатать содержимое экрана на принтере. Иногда и в наши дни она используется таким или подобным образом. |
| Pause/ Break | Имеет два назначения: простое нажатие этой клавиши включает режим паузы, и нажатие вместе с клавишей Ctrl служит для того, чтобы прервать выполняемое действие. |
Специально для работы с MicrosoftWindows 95/98/2000/NT4/XP на клавиатуре появились две клавиши вызова системного меню с изображением логотипа Windows и клавиша вызова контекстного меню с изображением меню.
Для полноценной работы с клавиатурой требуется определённый навык, на развитие которого потребуется время. Существуют специальные программы – клавиатурные тренажёры, позволяющие ускорить приобретение навыка.
Местоуказания (манипуляторы)
Для управления работой современных программ используются различные манипуляторы. Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором-указателем на экране монитора команду или место ввода данных.
2. Мышь это устройство, предназначенное для обеспечения удобства работы с современным программным обеспечением.
Мышь представляет собой электронно-механическое устройство, с помощью которого осуществляется дистанционное управление курсором на экране монитора. Внутри мыши помещен шарик, покрытый мягкой резиной. При движении мыши по гладкой поверхности шарик вращается. Его вращение передается двум валикам (перфорированные колесики), оси которых перпендикулярны между собой. На валиках установлены диски с прорезями. С одной стороны от диска стоит небольшой источник света (светодиод), а с другой стороны - приемник света (фототранзистор). При вращении дисков луч света, идущий от светодиода к фототранзистору, прерывается, в результате чего на фототранзисторе возникают импульсы (сигналы). Эти сигналы по проводам передаются в компьютер, где и обрабатываются.
Основной характеристикой мыши является разрешающая способность, которая измеряется в точках на дюйм (dpi). Эта характеристика показывает, какое минимальное перемещение мыши по плоскости фиксируется следящей системой. Некоторые модели имеют динамическое разрешение более 100 dpi. Это означает, что механика фиксирует перемещение мыши менее чем 1/40 миллиметра. На самом деле, динамическое разрешение - величина не постоянная для данной модели. Ее можно регулировать при перемещении указателя по экрану. Если разрешение порядка 400 dpi, то очень трудно установить курсор в нужное место. Он будет прыгать из стороны в сторону как бы по невидимым квадратикам.
Манипулятор мышь - как правило, самый дешевый из компонентов компьютера, поэтому и отношение к нему соответствующее: очень часто почти безразличное (лишь бы была). В то же время, очевидно, что мышь - крайне важное устройство в составе ПК, поскольку вместе с клавиатурой постоянно используется для ввода информации и управления ею внутри компьютера.
Мыши различаются по свойствам:
· способ считывания информации (механические, оптические, оптико-механические);
· количество кнопок;
· способ соединения (проводные и беспроводные).
Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.
3. Световое перо-это светочувствительное устройство, предназначенное для снятия координат точек экрана, ввода данных в информационную систему.
Световое перо, по форме напоминающее пишущую ручку, именуемое также пером предназначено для взаимодействия с экраном монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера, и момент этой реакции сообщается системе.
Здесь сопоставляется время появления сигнала с синхросигналом развертки изображения. В результате, определяется положение светового пера на экране (то есть световое перо фиксирует момент, когда электрон, вылетевший из ЭЛТ, достиг назначенного пикселя, затем возникает импульс в момент регенерации именно этого участка картинки на мониторе, это возможно потому, что изображение формируется построчно). Не работает с LCD мониторами. Световое перо не требует создания специального экрана или его покрытия, как у сенсорного устройства. Сказанное позволяет выделять точку, указываемую пользователем, и благодаря этому вводить информацию в систему.
Световое перо относится к полуавтоматическим устройствам, осуществляющим непосредственный контакт с экраном, и работает по принципу временного совпадения. Пером это устройство названо условно, так как никакого воздействия на экран оно не оказывает, а само воспринимает его световое излучение. Конструктивно световое перо состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого размещен светочувствительный элемент. На заостренном конце пера имеется отверстие, в котором закреплена линза, фокусирующая попадающий на нее свет и направляющая его на светочувствительный элемент. Последний связан с усилителями, воздействующими на пороговую схему. Все эти элементы обычно собраны в одном корпусе. Для исключения воздействия окружающего света перо включается лишь после прижатия его конца к поверхности экрана. Световое перо может использоваться как альтернативный сенсорному экрану способ без клавиатурного ввода, как устройство для более точного ввода графической информации.
Параметры световых перьев:
· Максимальное расстояние до монитора (около 5 см)
· Разрешающая способность (600x600 dpi)
· Эргономичность
4. Трекбол (шаровой манипулятор) – это шар, расположенный вместе с кнопками на поверхности клавиатуры (перевёрнутая мышь). Для него не требуется коврик и пространство для перемещения манипулятора. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара. Применяется в портативных компьютерах.
5. Графические планшеты (дигитайзеры). Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).К техническим характеристикам планшетам относятся: разрешающая способность (линий/мм), площадь рабочей области и количество уровней чувствительности к нажатию пера.
6. Джойстик — устройство ввода информации, которое представляет собой манипулятор, посредством которого можно задавать экранные координаты графического объекта; также может выполнять функции клавиатуры.
Джойстик представляет собой ручку, наклоном которой, можно задавать направление в двумерной плоскости. На ручке, а также в платформе, на которой она крепится, обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения. Помимо координатных осей X и Y, возможно также изменение координаты Z, за счет вращения рукояти вокруг оси, наличия второй ручки, дополнительного колёсика и т. п.
Широкое применение джойстик получил в компьютерных играх, но также может использоваться в других целях. По аналогии с этим устройством, джойстиком шутливо называют ручку управления промышленными механизмами и транспортными средствами (самолётом и др.). По количеству степеней свободы и, соответственно, плоскостей, в которых возможно изменение положения контролируемого объекта, джойстики подразделяются на:
· одномерные (управление перемещением объекта либо вверх-вниз, либо влево-вправо)
· двухмерные (управление объектом в двух плоскостях)
· трёхмерные (управление объектом во всех трёх плоскостях)
7. Тачпад (англ. touchpad — сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках. Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства. Тачпады являются устройствами с довольно низким разрешением. Это позволяет использовать их в повседневной работе за компьютером (офисные приложения, веб-браузеры, логические игры), однако делает очень сложной работу в графических редакторах.
Однако у тачпадов есть и ряд преимуществ, по сравнению с другими манипуляторами:
· не требуют ровной поверхности (в отличие от мыши);
· не требуют большого пространства (в отличие от мыши или графического планшета) расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры (в отличие от мыши);
· для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца (в отличие мыши или крупного графического планшета);
· работа с ними не требует особого привыкания, как например, в случае с трекболом.
8. Пенмаус-устройство управления манипуляторного типа, представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.
9. Сканер - устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта.
В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:
1) Планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя — высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.
2) Ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков — низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.
3) Листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.
4) Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).
5) Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Современные технологии, используемые при сканировании книг и сшитых документов, позволяют добиваться высоких результатов. Сканирование производится лицевой стороной вверх - таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования. Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией устранения перегиба книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.
6) Барабанные сканеры — применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).
7) Слайд-сканеры - как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.
8) Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.
Принцип действия планшетных сканеров:
· Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.
· Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (англ. CCD — Couple-ChargedDevice), далее на аналого-цифровой преобразователь и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.
Характеристики сканеров:
- Оптическое решение- сканер снимает изображение, не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по
- количеству точек на дюйм — dpi (dotsperinch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.
- Скорость работы - В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.
- Глубина цвета - Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.
10. Цифровая фотокамера, цифровая камера [digital camera ] - мобильное устройство, которое может быть подключено к ПК для сохранения и обработки изображения Фотографическая камера, являющаяся разновидностью фотоаппарата и предназначенная для регистрации фотографического изображения на машиночитаемый носитель (например, флэш-карточку или на диски) с использованием средств его цифрового кодирования. Процессы съёмки цифровой камерой аналогичны работе с зеркальным фотоаппаратом. Они характеризуются также: малыми габаритами и весом, высоким качеством изображения и быстродействием (например, 10 кадров за 4 сек), разрешением 640х480 dpi и выше. В камерах более позднего выпуска становится вполне распространённой разрешающая способность 2048х1536 dpi (и выше), время перезаписи одного кадра на ЭВМ от 5 до 30 сек. Цифровые фотокамеры допускают возможность просмотра результатов съемки через несколько секунд после ее завершения.
11. Микрофон (от микро- и phn — звук) — электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Служит первичным звеном в цепочке звукозаписывающего тракта или звукоусиления
Любой микрофон состоит из двух систем: акустико-механической и механоэлектрической.
Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть.
12. Магнитофон, другие бытовые электронные приборы, служащие для записи звука, могут рассматриваться как внешние устройства ввода информации в ПК, если они подключены к звуковой карте.
13. Веб-камера (также вебкамера) — цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).
Веб-камеры, доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой. Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, — это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger. Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (такими, как детекторы движения, подключение внешних датчиков и т. п.) После ввода пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствам посредством устройств вывода.
Рассмотрим устройства вывода информации
Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов устройства автоматики, передаваться в виде электрических сигналов по сети.
1. Монитор (дисплей) является основным устройством вывода графической информации. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14-дюймовые, 15-дюймовые, 17-дюймовые, 19-дюймовые, 21-дюймовые. Чем больше диагональ монитора, тем он дороже. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICtureCELL - элемент картинки). Пиксель – это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (CatodeRayTube - CRT) и жидкокристаллические - (LiquidCrystalDisplay - LCD).
В мониторах с электронно-лучевой трубкой изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется смешением свечения трех разноцветных точек (триады), отвечающих за данный пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку. Электронный пучок формируется с помощью электронной пушки. Электронная пушка состоит из нагреваемого при прохождении электрического тока проводника с высоким удельным электрическим сопротивлением, эмитирующего электроны покрытия, фокусирующей и отклоняющей системы.
При прохождении электрического тока через нагревательный элемент электронной пушки, эмитирующее покрытие, нагреваясь, начинает испускать электроны. Под действием ускоряющего напряжения электроны разгоняются и достигают поверхности экрана, покрытой люминофором, который начинает светиться. Управление пучком электронов осуществляется отклоняющей и фокусирующей системой, которые состоят из набора катушек и пластин, воздействующих на электронный пучок с помощью магнитного и электрического полей. В соответствии с сигналами развертки, подаваемыми на электронную пушку, электронный луч побегает по каждой строчке экрана, последовательно высвечивая соответствующие точки люминофора. Дойдя до последней точки, луч возвращается к началу экрана. Таким образом, в течение определенного периода времени изображение перерисовывается. Частоту смены изображений определяет частота горизонтальной синхронизации. Это один из наиболее важных параметров монитора, определяющих степень его вредного воздействия на глаза. В настоящее время гигиенически допустимый минимум частоты горизонтальной синхронизации составляет 80 Гц, у профессиональных мониторов она составляет 150 Гц.
Современные мониторы с электронно-лучевой трубкой имеют специальное антибликовое покрытие, уменьшающее отраженный свет окон и осветительных приборов. Кроме того, монитор покрывают антистатическим покрытием и пленкой, защищающей от электромагнитного излучения. Дополнительно на монитор можно установить защитный экран, который необходимо подсоединить к заземляющему проводу, что также защитит от электромагнитного излучения и бликов. Уровни излучения мониторов нормируются в соответствии со стандартами LR, MPR и MPR-II.
Жидкокристаллические мониторы имеют меньшие размеры, потребляют меньше электроэнергии, обеспечивают более четкое статическое изображение. В них отсутствуют типичные для мониторов с электронно-лучевой трубкой искажения. Принцип отображения на жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей в нужную цветовую палитру. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения.
2. Принтеры. Компьютерный принтер (англ. printer — печатник) — устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.
Современные принтеры позволяют выводить на печать текстовую информацию, а также рисунки и графики. Существует множество моделей принтеров, различающихся по качеству печати, производительности и другим характеристикам.
Основными характеристиками принтеров являются:
- количество игл или сопел (за исключением лазерных), определяющее качество печати;
- скорость печати, определяющая производительность принтера;
- количество встроенных шрифтов;
- формат бумаги и вид подачи листов (автоматическая или полуавтоматическая).
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала принтеры бывают:
- матричные
- струйные
- лазерные
- светодиодные.
- Матричные принтеры. Это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные принтеры. Последние позволяют получать оттиски документов, не уступающие по качеству документам, исполненным на пишущей машинке.
- Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ррт – pageperminute). Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек.
Принцип действия лазерных принтеров следующий:
• в соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана;
• горизонтальная развертка изображения выполняется вращением зеркала; участки поверхности светочувствительного барабана, получившие световой импульс, приобретают статический заряд;
• барабан при вращении проходит через контейнер, наполненный красящим составом (тонером), и тонер закрепляется на участках, имеющих статический заряд; при дальнейшем вращении барабана происходит контакт его поверхности с бумажным листом, в результате чего происходит перенос тонера на бумагу;
• лист бумаги с нанесенным на него тонером протягивается через нагревательный элемент, в результате чего частицы тонера спекаются и закрепляются на бумаге.
К основным параметрам лазерных принтеров относятся:
• разрешающая способность, dpi (dotsperinch – точек на дюйм);
• производительность (страниц в минуту);
• формат используемой бумаги;
Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi, а профессиональные модели – до 1200 dpi.
- Светодиодные принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Поскольку эта линейка расположена по всей ширине печатаемой страницы, отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки и вся конструкция получается проще, надежнее и дешевле. Типичная величина разрешения печати для светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi.
- Струйные принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования. В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта – этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической. Качество печати изображения во многом зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. В этих условиях особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги.
К положительным свойствам струйных печатающих устройств следует отнести относительно небольшое количество движущихся механических частей и, соответственно, простоту и надежность механической части устройства и его относительно низкую стоимость.
Основным недостатком, по сравнению с лазерными принтерами, является нестабильность получаемого разрешения, что ограничивает возможность их применения в черно-белой полутоновой печати. В то же время, сегодня струйные принтеры нашли очень широкое применение в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они намного превосходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена. При разрешении выше 600 dpi они позволяют получать цветные оттиски, превосходящие по качеству цветные отпечатки, получаемые фотохимическими методами.
Основные технологии печати (сравнение)
периферийный монитор принтер компьютерный
Таблица 2. Основные технологии печати (сравнение)
| Название | Основные плюсы | Основные минусы | Сфера применения |
| Лазерная | Высокая скорость печати, хорошее качество, низкая стоимость отпечатков | Принтеры достаточно дорогие | Офисная печать |
| Светодиодная | Безвредная технология, очень низкая стоимость отпечатков и самих принтеров, высокая скорость цветной печати | Качество печати немного хуже, чем у лазерных принтеров, ниже скорость черно-белой печати | Офисная и домашняя печать |
| Струйная | Очень высокое качество цветных распечаток (фотографий), низкая стоимость принтера | Низкая скорость печати, высокая цена расходных материалов | Домашняя печать, дизайнерская деятельность |
| Матричная | Очень низкая стоимость отпечатков, малотребовательны к обслуживанию | Высокая цена принтеров, высокий уровень шума во время печати | Специализированное применение |
3. Плоттер (графопостроитель) - устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.
Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока). Назначение графопостроителей - высококачественное документирование чертежно-графической информации.
Графопостроители можно классифицировать следующим образом:
· по способу формирования чертежа - с произвольным сканированием и растровые;
· по способу перемещения носителя - планшетные, барабанные и смешанные (фрикционные, с абразивной головкой).
· по используемому инструменту (типу чертежной головки) - перьевые, фотопостроители, со скрайбирующей головкой, с фрезерной головкой.
Плоттеры классифицируются на инженерные широкоформатные и для наружной/внутренней рекламы.
Инженерные применяются на машиностроительных предприятиях, в исследовательских институтах, проектных организациях.
Также плоттерами называют широкоформатные принтеры (сами производители этих устройств).
Плоттеры для рекламы печатают изображения шириной 1—5 м для выставок, рекламных щитов, афиш, а также рекламу, которая клеится на транспортные средства.
4. Наушники или головные телефоны (англ. headphone) — устройство для персонального прослушивания музыки, речи или иных звуковых сигналов. В комплекте с микрофоном могут служить головной гарнитурой — средством для ведения переговоров по телефону или иному средству голосовой связи. Кроме того, наушники используются в звукозаписывающих студиях для точного контроля записываемого трека музыкальной композиции.
5. Колонки, или акустическая система - ещё одно устройство вывода информации, которое подключается к компьютеру (с задней части на материнской плате есть гнездо входа) и служит для воспроизведения звуковых эффектов, музыки, фильмов и т. д. В настоящее время имеется два принципа работы акустической системы: активная и пассивная.
6. Видеокамера - электронный киносъёмочный аппарат, устройство для получения оптических образов снимаемых объектов на светочувствительном элементе, приспособленное для записи или передачи в телевизионный эфир движущихся изображений. Обычно оснащается микрофоном для параллельной записи звука.
Через видоискатель определяется изображаемое в кадре и производится фокусировка изображения объективом, который формирует оптическое изображение объекта на светочувствительной матрице, видиконе, диске Нипкова или другом элементе, трансформирующим изображение в сигнал, который может передаваться в эфир онлайн или записываться для последующего воспроизведения на аналоговом (не дискретном) или цифровом носителе.
7. Видеомагнитофон — устройство для записи видеосигнала и звука на магнитную ленту с целью последующего воспроизведения.
Видеомагнитофоны классифицируются по форматам видеозаписи, стандартам телевещания и видам использования.
Список использованной литературы
1. Информатика: Учеб. для вузов/под ред. Острейковский В. А. – М.: Высш. Шк., 2000.-511 с.: ил.
2. Информатика. Базовый курс. Учебник для Вузов/под ред. С.В. Симоновича, - СПб.: Питер, 2000.
3. Новейший самоучитель работы на персональном компьютере. – Ростов-на-Дону: Изд. Дом «Владис», 2006.- 608 с.
4. Информатика. Мультимедийный электронный учебник./под ред. Алексеев Е.Г., Богатырев С.Д.