Периферийные устройства современного персонального компьютера

1.5.1 Монитор

1.5.2 Клавиатура

1.5.3 Манипуляторы

1.5.4 Принтеры

1.5.5 Модемы

1.5.6 Сканеры

1.5.7 Источники бесперебойного питания

1.5.8 Средства мультимедиа

Литература: 4, c. 74–100; 5, c. 56–67; 6, c. 35–56, 71–74, 76–78; 8; 9.

1.5.1 Монитор. Монитор (дисплей) компьютера предназначен для отображения текстовой и графической информации. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки - знакоместа (чаще всего на 25 строк по 80 символов). На каждом знакоместе может быть отображен один из 256 заранее определенных символов. В число этих символов входят заглавные и строчные буквы, цифры и т. д.

В графическом режиме экран монитора представляет собой, по существу, растр, состоящий из точек (пикселей). Количество точек по горизонтали и вертикали, которые монитор способен воспроизвести чётко и раздельно, называется разрешающей способностью монитора. Выражение «разрешающая способность 800 ´ 600» означает, что монитор может выводить 600 горизонтальных строк по 800 точек в каждой строке. Это свойство монитора определяется, в частности такой его характеристикой, как размер точки (зерна) экрана. Не следует думать, что потенциальная разрешающая способность монитора реализуется автоматически. Реальная разрешающая способность всего видеотракта зависит еще и от видеокарты.

Существуют два основных типа мониторов: жидкокристаллические и с электронно-лучевой трубкой. Мониторы подразделяются на монохромные и цветные. Жидкокристаллические мониторы имеют (при прочих равных условиях) на порядок меньший вес и геометрический объем, потребляют на два порядка меньше энергии, но в последние годы к достоинствам привыкли, а недостатки стали заметнее. Поэтому уже в ближайшие годы на смену ЖК-экранам придут новые, на основе органических светодиодов (OLED).

1.5.2 Клавиатура. Клавиатура предназначена для ввода в компьютер информации и команд управления. Клавиатура стационарного ПК представляет собой самостоятельный конструктивный блок. У переносных ПК клавиатура входит в корпус; число клавиш на ней значительно меньше, чем у стационарного ПК.

Клавиатуры на сегодня практически стандартизовались: они имеют по 101–103 клавиши, размещённые по стандарту QWERTY, и если различаются, то незначительными вариациями расположения и формы некоторых служебных клавиш, а также особенностями, которые обусловлены используемым языком (так, предназначенные для российского рынка клавиатуры имеют на буквенных клавишах двойную маркировку – латиницей и кириллицей).

Вся совокупность клавиш клавиатуры достаточно условно разбита на несколько групп. Основное назначение символьных клавиш – занесение (ввод) текста, то есть букв, цифр, специальных символов.

Группа цифровых клавиш в основном предназначена для ввода чисел. Поэтому клавиши размещены в порядке, наиболее удобном для этой работы. Однако они же могут дублировать клавиши управления курсором.

Назначение функциональных клавиш - подавать команды. Смысл команд целиком определяется активной в данный момент программой, так что жестко закрепленного значения у этих клавиш нет.

Клавиши управления курсором подают команды на передвижение курсора по экрану относительно текущего экранного изображения. Конкретное значение команд может в той или иной степени зависеть от выполняемой программы.

1.5.3 Манипуляторы. Во время работы компьютера на экран монитора выводится указатель - курсор (мигающая черточка или прямоугольное пятнышко, стрелка и т.д.), который играет важную роль в организации диалога пользователя и компьютера: курсор отмечает место на экране, куда попадет очередной введенный символ, указывает на программное окно, которое нужно активизировать, и пр. Пользователь может передвигать курсор в нужное место, используя клавиши управления курсором, в частности клавиши со стрелками. Однако это не всегда удобно, а если задействована графическая операционная среда - то неудобно совсем. Значительно эффективнее идет работа при использовании манипуляторов, то есть специальных устройств для управления курсором и подачи некоторых команд. Наиболее удачными оказались манипуляторы мышь и трекбол (второй распространен значительно реже).

1.5.4 Принтеры. Принтерами называют устройства, предназначенные для вывода на “твердые” носители (главным образом – на бумагу) результатов работы программ. Существует большое разнообразие моделей принтеров, различающихся принципом действия, интерфейсом, производительностью, функциональными возможностями. Производством принтеров заняты десятки известных фирм мира.

Основу принтера составляет сложный электромеханический агрегат, обеспечивающий формирование изображения, перемещение бумаги, подачу красителя и пр. Кроме того, в состав принтера входит еще и электронная часть, включающая схему управления (СУ) и буферное запоминающее устройство (БЗУ). СУ осуществляет интерпретацию команд, приходящих из компьютера, и управление локальными операциями (например, заправкой бумаги в печатный тракт), а БЗУ хранит очередную порцию подлежащей выводу информации.

По способу формирования изображений принтеры подразделяются на контурные (ударные) и растровые. В контурных изображение символа представляет собой непрерывную линию и формируется путём удара по бумаге (через красящую ленту) детали с рельефом соответствующей формы (как это происходит, например, в обычных пишущих машинках).

В растровых принтерах изображение складывается из множества мелких (0,1– 0,3 мм) точек, нанесенных на бумагу в необходимом порядке. В настоящее время в ПК применяются только растровые печатные устройства. По способу нанесения красящих точек их можно разделить на три основных вида: матричные, струйные, лазерные.

Матричные принтеры

Основной узел матричного принтера – печатающая головка – представляет собой обойму, несущую тонкие металлические стержни (иглы), которые размещены в вертикальной плоскости, перпендикулярно бумаге. Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. В дешевых моделях используется печатающая головка с 9 стержнями. Качество печати у таких принтеров посредственное. Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иглами (24-точечными принтерами). Бывают принтеры с 48 иглами, они обеспечивают еще более качественную печать. С эксплуатационной точки зрения матричные принтеры отличаются нетребовательностью к качеству бумаги и возможностью сразу получить несколько копий документа (прокладывая копировальную бумагу). В настоящее время не используются, потому что, у них плохое качество печати, очень шумный в работе и достаточно долгий процесс печати.

Струйные принтеры

В этих принтерах изображение формируется микро-каплями специальных чернил, выбрасываемых на бумагу через миниатюрные сопла. Этот способ печати обеспечивает высокое качество печати, в том числе позволяет реализовать цветную печать. Струйные принтеры практически бесшумны. Они значительно дешевле лазерных принтеров. Скорость печати струйных принтеров– от 10 до 60 секунд на страницу.

Лазерные принтеры

Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее (близкое к типографскому) качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение сперва формируется на специальном барабане в виде совокупности электронных зарядов. К заряженным точкам поверхности барабана прилипает тонкодисперсный краситель, и изображение становится видимым. Затем оно оттиском переносится на бумагу и закрепляется на ней мощным, но кратковременным прогревом.

Отличие от обычного ксерокопировального аппарата состоит в том, что электрический рельеф на печатающем барабане формируется с помощью лазера, луч которого модулируется по командам из компьютера.

Разрешающая способность лазерных принтеров – от 300 точек на дюйм (то есть размер точки – 0,08 мм) до 600 и более точек на дюйм. Скорость печати лазерных принтеров – от 5 до 15 секунд на страницу при выводе текстов. Страницы с рисунками могут выводиться значительно дольше: на вывод больших рисунков может потребоваться несколько минут.

Процесс печати

Сегодняшние принтеры могут использоваться в двух режимах – текстовом и графическом. Выбор режима осуществляется на уровне прикладной программы, которая выводит информацию на печать, и не требует каких-то переключений и наладок на самом принтере. Первый из режимов предназначен для вывода только текстов. Он отличается тем, что подлежащие выводу данные передаются в буферное устройство принтера в виде последовательности кодов символов, и принтер сам на основе каждого очередного кода формирует команды для печатной головки, заставляя ее в необходимой последовательности ударять по печатным иглам (выстреливать чернила и т. п.)

В графическом режиме принтер может наносить на бумагу и текст, и рисунки.

Каждый символ текста, помимо основного кода, который задает его значение (букву, цифру и т. п.), дополняется служебными данными о шрифте, его размере и виде, о положении на строке и пр. В процессе вывода специальная программ, называемая драйвером печати, преобразует основные коды документа с учетом служебных пометок в последовательность битов, которая и образует изображение будущего текста. Эта последовательность передается в буфер принтера и управляет нанесением на бумагу отдельных «точечных» элементов изображения.

1.5.5 Модемы. Модем – устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации.

Модулято рв модеме осуществляет модуляцию несущего сигнала при передаче данных, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор осуществляет обратный процесс при приёме данных из канала связи. Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Само формирование данных для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет терминальное оборудование (в его роли может выступать и персональный компьютер).

Модемы широко применяются для связи компьютеров через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных.

По конструктивному исполнению модемы бывают встроенными (вставляемыми в системный блок компьютера) и внешними (подключаемыми через коммуникационный порт).

1.5.6 Сканеры. Сканеры способны читать текст и преобразовывать его в «электронную картинку». Затем специальная программа (например, Fine Reader) дешифрует эту картинку и превращает ее в текстовый файл, где каждый байт соответствует какому-то символу.

Следует подчеркнуть, что результат работы сканера очень сильно зависит от качества оригинала.

1.5.7 Источники бесперебойного питания. Их назначение – ограждать вычислительные устройства, в частности ПК, от всякого рода сбоев электро-напряжения (повышение или чрезмерно низкое напряжение, высоковольтные импульсы, внезапное отключение). В состав источников бесперебойного питания (ИБП) обязательно входит аккумулятор, который сохраняет заряд, достаточный для питания ПК в течении некоторого времени в случае отказа электросети. За это время оператор ПК может нормально завершить работу программ и выключить ПК.