Периферийные устройства Периферийные устройства условно разделяют на

Периферийные устройства

Периферийные устройства условно разделяют на устройства ввода и устройства вывода данных.

Клавиатура (keyboard) — основное устройство ввода данных. Клавиатура представляет собой совокупность датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих определенную электрическую цепь. Современные клавиатуры — мембранного типа. Переключатель представляет собой набор мембран: активная – верхняя, пассивная – нижняя, разделяющая. Внутри корпуса клавиатуры помимо датчиков расположены электронные платы дешифрации сигнала. Принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из переключателей соответствует уникальный цифровой код (scan code) размеров 1 байт. Подключение клавиатуры к системной плате производится с помощью разъема DIN. На системной плате прием и обработку сигналов от клавиатуры выполняет специальная микросхема — контроллер клавиатуры.

Мышь (mouse) — манипуляторное устройство ввода информации. Первая мышь создана в 1963 г. Основные системы мышей — Microsoft Mouse, Logitech Mouse, Genius Mouse, Mouse System. Мышь облегчает работу и обеспечивает удобство манипулирования в графическом пользовательском интерфейсе. В корпусе мыши размещена печатная плата 1, на которой находятся микропроцессор 2 и механизм манипулятора 3.

Манипулятор состоит из тяжелого резинового шарика 1; прижимного ролика 2; двух дисков с прорезями 3, и роликов 4, закрепленных на осях X и Y; оптических пар светодиод 5 – фотоприемник 6. Подключение мыши к компьютеру выполняется двумя способами: через порт COM 1 (9 -контактный разъем) или через порт PS/2 (6 контактный круглый разъем 6 mini. DIN). Работа мыши поддерживается специальной программой-драйвером.

Джойстик (joystick) — аналоговое координатное устройство ввода информации. Устройство джойстика можно представить как два реостатных датчика, определяющих перемещение координатам X и Y. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими сопротивление при ее перемещении. Адаптер джойстика преобразует изменение параметра сопротивления в соответствующий цифровой код. На корпусе джойстика и рукоятке расположены программируемые кнопки, функционально дублирующие клавиши клавиатуры, обычно используемые в компьютерных играх — Alt, Ctrl, Shift, Space и т. п.

Сканер (scaner) — устройство, позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий или другой графической информации. Классифифицируют сканеры по признакам: • степень прозрачности оригинала изображения • кинематический механизм • тип вводимого изображения • особенности программного и аппаратного обеспечения Прозрачность изображения. Выпускаются сканеры для непрозрачных оригиналов (сканирование в отраженном свете) и для прозрачных материалов (сканирование напросвет) — слайд-сканеры. Механизм движения. Определяющим фактором является способ перемещения считывающей головки сканера относительно бумаги. Основные типы — ручной, настольный. Среди настольных сканеров в свою очередь выделяют планшетные и барабанные. Тип изображения. По этому критерию сканеры подразделяют на черно-белые и цветные. Среди черно-белых — штриховые и полутоновые. Аппаратные и программные интерфейсы. Для связи с компьютером используются специальная 8 - или 16 -разрядная плата, устанавливаемая в разъем шины ISA, либо (чаще) стандартные интерфейсы SCSI, COM, LPT.

Основные типы • Ручной сканер основан на ручном перемещении считывающей головки по изображению. Размер изображения — до формата А 4. Стандартное разрешение — 200 dpi (точек на дюйм). Имеется возможность формирования изображения из отдельно вводимых частей. Достоинства — небольшие габариты, сравнительно низкая цена, питание от собственного источника. • У планшетных сканеров головка перемещается относительно бумаги с помощью механизма перемещения. Обеспечивается сканирование разнообразных материалов: от листов до журналов и книг. Формат изображения — до А 3. Разрешение — до 1800 dpi (с использованием программной интерполяции). • В барабанных сканерах в процессе сканирования лист протягивается над неподвижной головкой. Обеспечивается возможность сканирования только отдельных листов. Эти сканеры оснащаются устройством автоматической подачи страниц. Используются оси в основном в системах распознавания символов OCR (Optical Character Recognition). .

• Черно-белый сканер. Режимы работы сканера — штриховой и полутоновой. В штриховом режиме воспринимаются только черный и белый цвет. Используется этот режим для сканирования штриховых рисунков. В полутоновом режиме поддерживается 16, 64 или 256 оттенков серого цвета для 4 -, 6 - и 8 -разрядного кода. Сканируемое изображение освещается светом от флуоресцентной лампы. • Цветной сканер. Для сканирования цветных изображений используются разные технологии. Освещение через вращающийся трехцветный RGB-фильтр (Red-Green-Blue – красный-зеленый-синий) и последовательное считывание каждого из основных цветов. Сканирование выполняется за три прохода. (Технология Microtek) Использование трех источников света — для каждого цвета отдельный. Обеспечивается сканирование за один проход. Сложность — в подборе источников света со стабильными характеристиками. (Технология Epson-Sharp) Использование для считывания трех колонок фототранзисторов, каждая из которых считывает свой цвет. (Технология Seiko) Использование для считывания трехполосной ПЗС, освещаемой через систему светофильтров, разделяющих белый свет на компоненты RGB. (Технология HPRicoh) При всех технологиях выполняются предварительная обработка изображения, гамма-коррекция цветов, совмещение цветов, выравнивание пикселов.

Плоттер (plotter) предназначен для вывода на бумагу чертежей, крупноформатных графиков, рисунков. Виды плоттеров: перьевые и струйные. Перьевой плоттер выводит изображение, используя в качестве пишущего узла аналоги традиционных инструментов чертежников и художников: рапидограф, карандаш, фломастер и т. д. Язык управления этим устройством — векторный. Перьевые плоттеры условно разделяют на три группы: • плоттеры, использующие фрикционный прижим для перемещения бумаги в направлении одной оси и движения пера по другой; • барабанные или рулонные плоттеры, предназначенные для печати на рулонной бумаге • планшетные плоттеры, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по обеим осям. Струйный плоттер — устройство растровой печати, как и обычный струйный принтер. Их отличие от принтеров в поддержке векторных языков.

Принтер (printer) — наиболее широко используемое устройство вывода данных.

Матричный принтер (impact dot matrix printer) — последовательное ударное матричное печатающее устройство. Основные элементы конструкции: • механизм подачи бумаги, печатающая головка • Печатающая головка имеет два вертикальных ряда игл. Число игл — 9, 18, 24. • Формат бумаги — А 4, А 3. • Качество печати — черновое (draft), высокое (NLQ — Near Letter Quality, LQ — Letter Quality). • Скорость печати — до 380 знаков в секунду. • Разрешающая способность — 120– 240 dpi (точек на дюйм). Преимущества: приемлемое качество печати, невысокая цена расходных материалов, печать на любой бумаге, использование как форматной, так и рулонной бумаги. Недостатки: высокий уровень шума. Основные производители — Epson, Star Micronics, Okidata, Mannesmann, Samsung, Panasonic и др.

Струйный принтер (liquid ink jet printer) — последовательное матричное безударное печатающее устройство. Основные характеристики: • Технология печати — краситель (чернила) разбрызгивается через канальные отверстия в печатающей головке. Количество отверстий — от 12 до 64. • Разрешающая способность до 1440 dpi. • Качество печати зависит от используемой бумаги. Наиболее высокое качество, близкое к фотографическому, достигается на специальной бумаге для струйных принтеров. • Скорость печати — при высоком качестве обычно 2– 3 страницы в минуту, максимальная скорость — до 7 страниц в минуту (печать текста). При печати цветной графики (фотографии) время печати — до 5– 7 минут на лист формата А 4 • Стандартный ресурс картриджа (заправки чернилами) — при 10% заполнении (печать текста) от 500 до 1000 копий формата А 4, при полноцветной печати (фотографии) 50– 70 копий формата А 4

Принципы печати • Технология Canon–HP. В принтерах фирм Hewlett Paccard и Canon используется bubble-jet-метод печати ("пузырьковая" технология). В канале головки находится быстродействующий нагревательный элемент (тонкопленочный резистор). При пропускании тока он за несколько микросекунд нагревается до 500 градусов и отдает тепло окружающим чернилам. Образуется чернильный паровой пузырь, который выталкивает через отверстие сопла каплю. При отключении тока резистор остывает, паровой пузырь сокращается и за счет разрежения подсасывается новая порция чернил. • Технология Epson-Brother. В принтерах фирм Epson, Brother, Dataproducts, Tektronics используется метод piezo ink-jet (пьезоэлектрическая технология). В канале головки установлен пьезоэлектрический элемент. При пропускании тока происходит изменение размеров кристалла (обратный пьезоэффект). Кристалл связан с диафрагмой, с помощью которой производится выброс капли и подсасывание новой порции чернил.

Лазерный принтер относится к строчным безударным печатающим устройствам, использующим электрографический способ создания изображения. Основные характеристики: • Разрещающая способность — до 1200 dpi. Стандартное значение для офисных принтеров — 600 dpi • Скорость печати — 4– 6 страниц в минуту (принтеры малого быстродействия), 7– 11 стр/мин (принтеры среднего быстродействия), более 12 стр/мин (сетевые принтеры) • Формат бумаги — А 4, А 3 • Функциональные возможности: технология повышения разрешающей способности, встроенные масштабируемые шрифты, собственная оперативная память с возможностью ее расширения • Ресурс заправки — от 3000 до 5000 копий формата А 4 при 10% заполнении (печать текста). Основные компонентны устройства — фотопроводящий цилиндр (печатающий барабан), полупроводниковый лазер, оптикомеханическая система перемещения луча.

Технология печати • Для переноса изображения на бумагу используется специальный порошок — тонер. • На барабане создается электростатический заряд. Луч лазера с помощью вращающегося зеркала разворачивается по строке, формируемой на поверхности барабана. Мигание луча для получения изображения обеспечивается электроникой. В освешаемой зоне барабана заряд "стекает" с его поверхности. Таким образом, освещаемые и неосвещаемые участки поверхности барабана имеют разный заряд. В зависимости от заряда частицы тонера прилипают к барабану. После формирования строки барабан поворачивается шаговым двигателем на новую строку; это смещение соответствует разрешающей способности принтера. В результате на барабане построено изображение и он покрыт тонером. • Подаваемый лист бумаги заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана прилип к листу. При протягивании листа порошок переходит на бумагу. После этого изображение закрепляется путем нагрева порошка до температуры плавления. Окончательная фиксация изображения осуществляется прижимными резиновыми роликами. Основные производители лазерных принтеров — Hewlett Packard (HP), Lexmark, Canon, Epson.

LED-принтер (Light Emitting Diode) является аналогом лазерного принтера. Его отличие в том, что полупроводниковый лазер заменен гребенкой светодиодов. Поэтому в конструкции отсутствует и сложная оптическая система зеркал и линз. Основные производители LED-принтеров — фирмы Okidata и Fujitsu.