Реферат: Обзор технического обеспечения компьютера

Световое перо

Световое перо исполнено в виде шариковой ручки, в которую вместо шарика вмонтирован фотоэлемент. В зависимости от исполнения световое перо оснащается одной или более кнопками, которые выполняют функции сходные  с мышкой. Световое перо функционирует только совместно с монитором. При соприкосновении стержня с поверхностью монитора элемент излучения регистрируется фото сенсором светового пера, таким образом, световое перо может заменить мышь.

Другая область применения светового пера – это совместное использование с дигитайзером. В этом случае световое перо выполняет пишущую функцию, этот способ ввода информации поддерживается различным программным обеспечением. Например, чтобы превратить рукописный текст в цифровые коды.

Цифровые камеры

Цифровые камеры в настоящее время являются одним из лучших инструментов для качественного ввода изображения в РС. Такая камера имеет оптику аналогичную оптике фотоаппарата. Камера, сканируя изображение, принимает и преобразует его цифровую форму CCD-чип (Charge Coupled Device) – это прибор с зарядовой связью, который преобразует оптический сигнал в электрический сигнал, причем считываемый с ПЗС аналоговый сигнал перекодируется в цифровой при помощи аналогово-цифрового преобразователя и поэтому может непосредственно вводится в РС.

Дигитайзеры

Дигитайзеры (графические планшеты) - это устройство для ручного ввода изображения в компьютер. Дигитайзеры используются в системах автоматического конструирования САПР для ввода чертежей в компьютер, а также художниками для рисования с помощью компьютера. С помощью дигитайзера человек может указывать на элементы изображения (скажем, показывая на объекты чертежа или, рисуя рисунок), а дигитайзер автоматически вводит координаты точек, на которые указывает человек, в компьютер. Многие дигитайзеры позволяют вводить также и силу нажатия. В зависимости от областей применения используются размером от стандартного листа бумаги (21 на 29,7 см) до формата А0 (84 на 119 см).

Сканер

Сканер - это устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. Сканеры могут вводить в компьютер рисунки. С помощью специального программного обеспечения компьютер может распознавать символы во введенной через сканер картинке, это позволяет быстро вводить напечатанный (а иногда и рукописный) текст в компьютер. Сканеры бывают настольные (они обрабатывают весь лист бумаги целиком), барабанные (они пропускают лист бумаги сквозь себя) и ручные (их надо проводить над нужным рисунком или текстом. Сканеры отличаются друг от друга разрешающей способностью, количеством воспринимаемых цветов или оттенков.

Платы ЦАП и АЦП

Во многих технических, медицинских, биологических и иных приложениях требуется вводить сигналы от внешних датчиков, анализировать их и на основании этих данных управлять внешними устройствами. Например, в больнице может быть полезно подключить датчики к компьютеру, снимающие кардиограмму пациентов, чтобы он записывал кардиограммы, а при  тревожных изменениях кардиограммы какого либо из пациентов - вызывал врача. В теплице может быть полезно подключить датчики температуры, влажности, газового состава и т. д., что бы он на основе этих данных поддерживал оптимальный климат. Для ввода сигналов в компьютере должна находится специальная плата, преобразующая поступающие от датчиков аналоговые сигналы в воспринимаемые устройством цифровые сигналы. Эта плата называется платой аналогово-цифрового преобразователя - АЦП. Она периодически (скажем, 100 или 1000 раз в секунду) измеряет уровень входного сигнала и записывает его в память компьютера. Для управления внешними устройствами необходимо обратное преобразование - из цифровой формы в аналоговую форму, ее выполняет другая плата - ЦАП. Часто функции ЦАП и АЦП реализуются на одной плате - плате ЦАП/АЦП. Различные платы отличаются друг от друга числом каналов обработки сигналов, максимальной частотой вводимых сигналов, возможностью использования в медицине и т. д.

Устройства вывода

Матричные принтеры

Первое отличие матричных принтеров – это количество иголок в печатающей головке принтера. В дешевых моделях используются печатающая головка с 9 стержнями (поэтому они называются 9-точечными принтерами). Качество печати у таких принтеров – посредственное, его можно улучшить с помощью печати в несколько проходов (от двух до четырех), но это замедляет печать. Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иголками (24-точечными принтерами). Бывают принтеры с 48 иголками, они обеспечивают еще более качественную печать.

Еще одно отличие матричных принтеров это ширина каретки, то есть ширина листа бумаги или бумажной ленты, на которых может печатать принтер. Принтеры с узкой кареткой могут печатать на листах формата А4 (210 на 297 мм), вставленных узкой стороной. Модели с широкой кареткой могут печатать на бумажной ленте с шириной до 420 мм или на листах формата А3 (420 на 297 мм), вставленных узкой стороной, а также на листах формата А4, вставленных широкой стороной. Модели с широкой кареткой удобны для печати различных таблиц и бухгалтерских документов.

Скорость печати

У дешевых моделей принтеров скорость печати ниже, а у более дорогих – выше. В текстовом режиме, то есть при встроенными в принтер шрифтами, скорость печати измеряется символами в секунду (cps, characters per socond). В черновом режиме обычно она составляет от 60 до 300 cps, в режиме качественной печати – раза в два-три меньше. Иначе говоря, скорость печати, содержащего около 3000 символов, в черновом режиме, получается, от 10 до 50 с, в режиме качественной печати от 25 до 100 с. При печати графики (в страницу формата А4) – типичная скорость печати от 30 с до 3 мин за страницу.

Поддержка шрифтов

Матричные принтеры обычно обеспечивают очень ограниченные возможности по использованию шрифтов. Эти принтеры, как правило, могут хранить только шрифты фиксированного размера, причем количество этих обычно не велико.

Возможность цветной печати

Некоторые матричные принтеры обеспечивают возможность цветной печати. Это делается также как и на печатающей машинке – с помощью красящей ленты, состоящей из горизонтальных полос разного цвета. Цветная печать позволяет выделить некоторые слова в печатаемом тексте, однако печать рисунков выполняется крайне некачественно.

Струйные принтеры. 

 Основные разновидности струйных принтеров таковы:

n  Недорогие черно-белые и цветные принтеры, рассчитанные в основном на индивидуальных пользователей;

n  Принтеры, обеспечивающие высококачественную цветную печать;

n  Быстродействующие, предназначенные для интенсивной печати и для обслуживания группы пользователей;

 Небольшие портативные (переносные) принтеры, снабженные аккумуляторами и предназначенные для использования с портативными компьютерами;

 Важнейшее преимущество метода струйной печати состоит в том, что с его помощью легко получать цветные изображения. Производителю достаточно добавить в печатающую систему принтера баллончики или кассеты с цветными чернилами и подвод этих чернил к соплам печатающей головки, чтобы обеспечить возможность цветной печати.

 Струйные принтеры, позволяющие печатать в цвете, можно разделить на два вида - трехкрасочные и четырех красочные.

Пои монохромной (черно–белой) печати струйные принтеры могут обеспечивать качество, приближающее к качеству дешевых принтеров. Однако при неотрегулированности или низком качестве печатающего механизма на печатаемых полутоновых картинках могут появляться светлые горизонтальные или темные  полосы, разрывы или сдвиги при выводе вертикальных линий.

Качество цветной печати струйных принтеров на обычной бумаге, как правило, весьма среднее, оно достаточно лишь для офисных применений - печати графиков, линий, диаграмм, цветного текста и т.д. Часто цвета выводятся малонасыщенными, белесыми. При печати на специальной глянцевой бумаге и на прозрачных пленках можно получить значительно более насыщенные цвета.

Большинство струйных принтеров может печатать только на отдельных листах бумаги формата А4 (210*297мм). Однако встречаются модели, которые могут печатать на листах А3(420*297мм) и даже А2 (420*594мм). Бывают принтеры способные печатать на непрерывной печатной ленте. Некоторые принтеры позволяют печатать на конвертах и специальных прозрачных пленках.

Лазерные принтеры.

Лазерные принтеры можно условно разделить на следующие группы:

 недорогие принтеры с невысокой производительностью (4-5 страниц в минуту), рассчитанные на индивидуальное применение и небольшие объемы печати (5-10 тыс. страниц в месяц);

принтеры среднего класса (8-12 страниц в минуту и средние объемы печати); высокопроизводительные принтеры, предназначенные для работы в локальной сети (16-30 и более страниц в минуту и нагрузка 50 тыс. страниц в месяц и более);

высококачественные лазерные принтеры предназначены для издательских целей, и цветные лазерные принтеры.

Качество печати лазерных принтеров зависит, в основном, от разрешающей способности принтера, то есть количества точек, печатаемых на каждый дюйм:

300 точек на дюйм-большинство деловых документов получаются вполне удовлетворительными, но мелкие буквы и полутоновые изображения печатаются плохо;

600точек на дюйм-качество достаточно для деловых документов и даже (хотя и с натяжкой) для издательских нужд - при черно-белой полиграфии и невысоких требованиях к печати полутоновых изображений;

1200 точек на дюйм - такие принтеры печатают документы с высоким качеством, и даже полутоновые изображения получаются вполне удовлетворительными;

1800 точек на дюйм - такие принтеры используются для издательских нужд при подготовке высококачественных изданий.

У лазерных принтеров "персонального" применения скорость печати обычно составляет 4-5 страниц в минуту, у офисных принтеров-8-12 страниц в минуту, а у "сетевых" принтеров, рассчитанных на совместное использование несколькими пользователями - от 16 страниц в минуту и выше.

 Лазерные принтеры могут печатать только на отдельных листах бумаги. Большинство лазерных принтеров поддерживает форматы бумаги до А4 (210*297 мм) или несколько больше. Выпускаются принтеры, которые могут печатать на листах формата А3 (420*297мм) или несколько большого формата. Практически все лазерные принтеры позволяют печатать  на почтовых конвертах и на прозрачных пленках.

К качеству бумаги лазерные принтеры не особо придирчивы, но низкосортная (неплотная и рыхлая) бумага часто застревает.

Лазерные принтеры не печатают получаемые от компьютера данные сразу, а формируют изображение печатаемой страницы в содержащейся в них оперативной памяти и лишь затем, по специальной команде, печатают его

Такой метод удобен во многих отношениях, но требует наличия в принтере достаточного количества оперативной памяти. Оперативная память в лазерных принтерах используется также и для хранения используемых при печати шрифтов.

Требуемый объем оперативной памяти зависит от разрешения и максимального формата бумаги. Обычно принтеры формата А4 с разрешением 300 точек на дюйм поставляются с1Мбайтом оперативной памяти, а с расширением 600 точек на дюйм-с 2 Мбайтами. Однако этой памяти хватает лишь для печати простых офисных документов.

 Особая разновидность лазерных принтеров - цветные принтеры. Они значительно дороже обычных, так как цветной лазерный принтер по существу содержит в себе четыре обычных, действующих согласованно. Большинство лазерных принтеров обеспечивают неплохую разрешающую способность (до 600 и даже 1200 точек на дюйм), насыщенные, яркие краски и приемлемую цветопередачу. Однако на многих принтерах смешанные цвета изображаются комбинациями точек основных цветов, что  заметно при отпечатке, особенно для принтеров с разрешением 300 и 600 точек на дюйм. Кроме того, на некоторых принтерах различные красители накладываются с некоторым смещением  от правильного положения, что приводит к цветным ореолам вокруг деталей изображения. Тем не менее, качество цветных принтеров постоянно улучшается, а цены на них снижаются, так что в недалеком будущем возможно значительно более широкое их использование в деловых применениях.

Термические принтеры

Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения с качеством близким к фотографическому или изготовления допечатных цветных проб используют термические принтеры или как их еще называют - цветные принтеры высокого класса.

В настоящее время распространение получили три технологии цветной печати.

Струйный перенос расплавленного красителя (термопластическая печать).

Контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать).

Термоперенос красителя (сублимационная печать).

Общим для последних двух технологий является нагрев красителя и перенос его на бумагу в жидкой или газообразной форме. Многойветный краситель, как правило, нанесен на тонкую лавсановую пленку. Пленка перемещается с помощью лентопротяжного механизма, который конструктивно схож с аналогичным узлом игольчатого принтера. Матрица нагревательных элементов за к-4 прохода формирует цветное изображение.

Для печати изображения, почти не отличающего от фотографии, и изготовления допечатных проб лучше всего использовать сублимационные принтеры. По принципу работы они аналогичны термовосковым, но переносят с ленты на бумагу только краситель (не имеющий восковой основы).

Принтеры, использующие струйный перенос расплавленного красителя,  называют еще восковыми принтерами с твердым красителем. При печати блоки воска расплавляются и выбрасываются на носитель, создавая яркие насыщенные цвета на любой поверхности. Получнные таким образом ”фотографии” выглядят слегка зернистыми, но удовлетворяют всем критериям фотографического качества. Этот принтер не годится для изготовления деапозитов, так как капли воска после высыхания имеют полусферическую форму и создают сферический эффект. Имеются термические принтеры, которые совмещают в себе технологию сублимационной и термовосковой печати. Такие принтеры позволяют печатать на одном устройстве как черновые, так и чистовые оттиски.

Скорость термических принтеров невысокая. Для сублимационных прнетров от 0,1 до 0,8 страниц в минуту, а для термовосковых – 0,5 – 2 страниц в минуту   

Графопостроитель (плоттер)

Графопостроитель или плоттер - это устройство для вывода чертежей на бумагу. Как правило, плоттеры используются в системах конструирования САПР. Плоттеры бывают барабанного типа (работают с рулоном бумаги) и планшетного типа (в них лист бумаги лежит на плоском столе).

Для нанесения изображения на бумагу в плоттерах применяются различные технологии. Традиционно использовались перьевые или карандашно-перьевые плоттеры, в которых изображение наносилось специальными с чернилами или карандашами. Но в последнее время большое распространение получили струйные плоттеры, в которых нанесение изображений осуществляется микро каплями специальных чернил (смотри струйные_принтеры). Струйные плоттеры позволяют рисовать также растровые изображения. В плоттерах используются и другие технологии нанесения изображений (технологии термопереноса, лазерные технологии и т. д.)

Список используемой литературы

“IBM PC для пользователя“ Фигурнов В.Э.

“Аппаратные средства РС