ЛЕКЦИЯ № 7. ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Учебные вопросы. 1. Устройства ввода и отображения текстовой и графической информации. 2. Внешние запоминающие устройства персонального компьютера. 1 3. Печатающие устройства
1. Устройства ввода и отображения текстовой и графической информации. Компьютер поставляется минимум с тремя периферийными устройствами: дисплеем, накопителем на гибком диске и клавиатурой. Большинство ПК имеют накопитель на жестком диске. Имеется целый ряд дополнительных устройств. Все эти устройства предназначены для ввода и вывода информации и называются устройствами ввода-вывода. Для каждого устройства ввода-вывода требуется контроллер, который служит для управления устройством и связи с процессором. В некоторых контроллерах имеется свой специализированный процессор и своя память. Контроллер может размещаться на системной плате, входить в состав устройства или быть отдельным адаптером, который подключается к шине. Дополнительные устройства требуют программной поддержки. Для этого с помощью операционной системы подключаются программы - драйверы, обслуживающие устройства. 2
Мышь - это манипулятор для ввода информации в ПК. Некоторые программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ, использующих мышь, допускает ее замену командами, водимыми с клавиатуры. Сканер - устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. С помощью специального программного обеспечения ПК может распознавать символы во введенной через сканер картинке, что позволяет быстро вводить напечатанный (рукописный) текст в ПК. Сканеры бывают настольные (обрабатывают весь лист бумаги целиком) и ручные (их надо проводить над нужным рисунком или текстом), черно-белые и цветные. Сканеры отличаются друг от друга разрешающей способностью, количеством воспринимаемых цветов или оттенков серого цвета. Графический планшет - устройство для ввода графических изображений. Используется, как правило, в САПР для ввода чертежей в компьютер. Световое перо – устройство, со встроенным фоточувствительным элементом, похоже на авторучку. При поднесении к экрану световой поток, образуемый светящейся точкой на поверхности экрана, поступает к фоточувсвительному элементу. Совместная система синхронизации позволяет отслеживать положение светового пера на экране и тем самым с его помощью можно считывать координаты фигур, строить различные изображения и т. п. 3
Видеосистема ПК. Монитор (дисплей) ПК предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Монитор формируют изображение с помощью кинескопа (электронно-лучевой трубки). Мониторы могут показывать более четкое и детальное изображение, чем любые телевизоры, зато телевизоры значительно "интеллектуальнее" - они должны расшифровывать полученный от антенны сигнал, отфильтровывать помехи и т. д. , а монитор получает видеосигнал в готовом виде по кабелю от видеоконтроллера. Основной элемент дисплея — электронно-лучевая трубка. Её передняя, обращенная к зрителю часть с внутренней стороны покрыта люминофором — специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов . Стеклянная колба Электронные корпуса ЭЛТ пушки 4
Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями (в различных пропорциях) можно представить любой цвет спектра. Мониторы бывают: • цветные и монохромные. В цветных изображение формируется светящимися точками красного, зеленого и синего люминофора, а в монохромных - точками люминофора одного цвета (чаще всего белого, зеленого или коричневого); • различного размера - чаще всего от 14 до 21 дюйма; • с различным зерном, то есть расстоянием между центрами точек люминофора одного цвета. Размер зерна определяет качество монитора и четкость изображения. На качественных мониторах размер зерна 0. 25 - 0. 26 мм, на мониторах "среднего класса" - 0. 28 мм. На IBM PC используются, как правило, режимы с разрешением 640 х480, 800 х600, 1024 х768, 1280 х1024 и 1600 х1200 точек. Электронные схемы ПК, формирующие видеосигнал, называются видеоконтроллером. Видеоконтроллер получает от микропроцессора ПК команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей видеопамяти и одновременно преобразует ее содержимое в видеосигнал, подаваемый на монитор. На IBM PC-совместимых компьютерах видеоконтроллеры могут работать в различных режимах. Эти режимы бывают двух основных видов: текстовые и графические. 5
В графическом режиме работающая с монитором программа выводит изображение в виде прямоугольной сетки точек, цвет каждой из которых может задаваться отдельно. Работа в графическом режиме связана с обработкой очень больших объемов информации, поэтому необходим достаточно мощный микропроцессор и высокопроизводительный видеоконтроллер. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов. В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов клавиатуры. Для каждого знакоместа на экране работающая с экраном программа сообщает видеоконтроллеру всего два байта: байт с кодом символа и байт с кодом цвета символа и цвета фона. А видеоконтроллер по этим данным формирует изображение на экране. Текстовый режим работает быстро даже на самых медленных компьютерах. Наряду с традиционными ЭЛТ-мониторами используются плоские жидкокристаллические (ЖК) мониторы. Жидкие кристаллы — это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. 6
Жидкие кристаллы изменяют свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов и используя введённые в жидкокристаллический раствор вещества, способные излучать свет под воздействием электрического поля, можно создать высококачественные изображения, передающие более 15 миллионов цветовых оттенков. Большинство ЖК-мониторов использует тонкую плёнку из жидких кристаллов, помещённую между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так называемую пассивную матрицу — сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения (несколько размытого из-за того, что заряд проникают в соседние области жидкости). ЖК-мониторы занимают в 2 - 3 раза меньше места, чем мониторы с ЭЛТ и во столько же раз легче, потребляют гораздо меньше электроэнергии и не излучают электромагнитных волн, воздействующих на здоровье людей. Разновидность монитора — сенсорный экран. Здесь общение компьютером осуществляется путём прикосновения пальцем определённому месту чувствительного экрана. Этим выбирается необходимый режим из меню, показанного на экране монитора. 7
2. Внешние запоминающие устройства персонального компьютера. Гибкие диски (дискеты) позволяют переносить документы программы с одного компьютера на другой, а также хранить информацию, не используемую постоянно. Наиболее распространены дискеты размером 3. 5 и 5. 25 дюйма (89 и 133 мм). Трехдюймовые дискеты предпочтительнее, поскольку они обеспечивают более надежное хранение информации. Трехдюймовые дискеты имеют емкость 1. 44 Мбайта, пятидюймовые -1. 2 Мбайта. Перед первым использованием дискеты ее необходимо специальным образом разметить (обычно говорят – форматировать). Это делается с помощью специальных программ, например, программ Format в операционной системе DOS. При форматировании осуществляется проверка поверхности дискеты. Сбойные участки помечаются как дефектные, и в дальнейшем запись данных в эти участки не производится. Жесткие диски предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с ПК: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, баз данных и т. д. 8
Диск - это круглая металлическая пластина с идеально ровными поверхностями, покрытая тонким магниточувствительным слоем. Накопители содержат несколько дисков (от одного до десяти), смонтированных на одной оси пакет дисков. Иногда наружные поверхности крайних дисков не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя. Диски заключены в прочный герметичный корпус. Жесткие диски имеют характеристики: • емкость, то есть тем, сколько информации помещается на диске; • быстродействие, то есть время доступа к информации и скорость записи информации; • интерфейс, то есть тип контроллера, к которому должен подсоединяться жесткий диск. В качестве запоминающей среды используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два направления намагниченности. Каждому из этих состояний ставится в соответствие двоичная цифра - 0 или 1. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом. Информация на диске записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей - дорожек (треков). Совокупность дорожек, находящихся на одинаковом расстоянии от центра на всех рабочих поверхностях называется цилиндром. 9
Количество дорожек на жестком диске и их информационная емкость зависят от типа диска, конструкции дисковода, качества магнитных головок и магнитного покрытия. При записи и чтении информации магнитный диск вращается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к дорожке, выбранной для чтения или записи информации. Дискета содержит 80 дорожек на каждой рабочей поверхности. Данные на дисках хранятся в файлах. Файл - это поименованная область внешней памяти, выделенная для хранения массива данных. Память для создаваемого файла выделяете порциями - кластерами. Кластер состоит из одного или нескольких смежных секторов дорожки и представляет собой минимальную единицу размещения информации на диске, то есть файл может занимать только цело количество кластеров. Кластеры, выделенные одному файлу, могут находиться в любом свободном месте дисковой памяти и необязательно являются смежными. Файлы, хранящиеся в разбросанных по диску кластерах называются фрагментированными. Стример - устройство для быстрого сохранения информации, находящейся на жестком диске. Стример записывает информацию на кассеты магнитной лентой, похожие на кассеты для бытовых магнитофонов. Обыкновенная емкость кассеты стримера - от 150 Мбайт и более. 10
3. Печатающие устройства Принтеры - это печатающие устройства, обеспечивающие преобразование информации в ЭВМ в соответствующие ей графические символы фиксирующие эти символы на бумаге. Принтеры имеют до 1000 различных модификаций. По принципу действия их можно разделить на матричные, cтруйные, лазерные, литерные, термопринтеры и графопостроители (плоттеры). Матричные принтеры. Изображение в этих принтерах формируется из точек ударным способом. Данные принтеры работают в двух режимах: текстовом и графическом. В текстовом режиме на принтер посылаются коды символов, которые выбираются из знакогенератора принтера. В графическом режиме на принтер посылаются коды, определяющие месторасположение точек изображения. Печать в игольчатых принтерах осуществляется тонкими иглами, ударяющими через красящую ленту. Каждая игла управляется собственным электромагнитом. Быстродействие матричных принтеров находится в пределах 100 -ЗС символов/с. 11
Струйные принтеры обеспечивают более высокое качество печати по сравнению с матричными принтерами, удобны для цветной печати. Однако они дороже матричных и требуют более тщательного ухода и обслуживания. Изображение формируется с помощью специальных трубочек (сопел), через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки красителя (чернил). Матрица печатающего принтера содержит то 12 до 64 сопел. Скорость печати такого принтера составляет 500 зн/с. Литерные принтеры. Набор печатаемых символов у этих принтеров ограничен. У наиболее распространенных моделей количество символов в наборе недостаточно для печати текстов с русскими и латинскими буквами. Кроме того, такие принтеры не могут выводить графическую информацию. Скорость печати невысока - от 5 мин до 30 с. на страницу. Лазерные принтеры. Обеспечивают наилучшее (близкое к типографскому) качество печати. В них используется электрографический способ формирования изображений. Лазер вычерчивает световым лучом контур точечного электронного изображения на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана. Изображение проявляется с помощью электронного порошка красителя, налипающего на разряженные участки барабана, и печатается на бумагу. Краситель переносится на бумагу и разогревается до его расплавления, что обеспечивает закрепление изображения. Данные принтеры обеспечивают наилучшее качество печати и имеют высокую скорость печати до 1000 зн. /с. Многие быстродействующие принтеры имеют собственную память емкостью до нескольких сотен килобайт. 12
Термопринтеры. Данные принтеры имеют печатающую головку с термоматрицей и используют для печати специальную термобумагу или термокопирку, что является их недостатком и ограничением при использовании. Графопостроитель(плоттер). Плоттеры бывают барабанного типа (работают с рулоном бумаги) и планшетного типа (в них лист бумаги лежит на плоском столе). Как правило, плоттеры используются в системах автоматизированного проектирования (САПР) для вывода чертежей. 13
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 7 ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ Учебные вопросы
03090062МиИ-Лк08а(Ввол-Вывод инф).ppt