Аппаратное обеспечение персонального компьютера

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Аппаратное обеспечение персонального компьютера

Содержание

Введение

Аппаратное обеспечение

Клавиатура

Дисплей

Видеокарта, видеоадаптер

Мышь

Сканер

Джойстик

Световое перо

Дигитайзер

Тачпад

Принтер

Плоттер или графопостроитель

Введение

Внутри системного блока находится процессор - главное устройство компьютера, обрабатывающее информацию. Память компьютера служит для хранения данных. Существуют два вида памяти: оперативная и постоянная. Устройство их реализующее, называются ОЗУ и ПЗУ. ОЗУ - оперативное запоминающее устройство. ПЗУ - постоянное запоминающее устройство. В ПЗУ хранятся инструкции, определяющие порядок работы при включении компьютера. Эти инструкции не удаляются даже при выключении компьютера. Все программы и данные, необходимые для работы компьютера помещаются в ОЗУ. Процессор может мгновенно обращаться к информации, находящейся в оперативной памяти. Электрические импульсы, в форме которых информация сохраняется в оперативной памяти, существуют только тогда, когда компьютер включен. После отключения источника питания вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, теряется. Для длительного хранения информации используется долговременная память: магнитные диски, оптические диски, другие устройства. Магнитные диски - это круглые диски из пластика или метала, покрытые магнитным веществом. Магнитные диски бывают жесткие и гибкие. Жесткие диски большой емкости встроены внутрь системного блока и постоянно там находятся. В системном блоке находятся и дисководы гибких магнитных дисков - дискет. Дискета вручную вставляется в дисковод через специальное отверстие в корпусе системного блока. С помощью дискет информацию можно переносить с одного компьютера на другой. В отличие от гибких дисков жесткие диски нельзя переносить. В последнее время широкое распространение получили оптические диски.

Аппаратное обеспечение

К персональному компьютеру могут подключаться дополнительные устройства:

Клавиатура (для ввода информации в память компьютера)

Монитор (для вывода информации на экран)

Принтер (для вывода информации на бумагу);

Мышь (для управления компьютером)

Акустические колонки (для вывода звуковой информации);

Джойстик (для управления компьютером во время игры);

Дисковод (для чтения данных с лазерных дисков);

Сканер (для ввода графических изображений в память компьютера непосредственно с бумажного оригинала);

Графопостроитель (для вывода графической информации, то есть чертежей на бумагу).

Существуют и другие устройства. Все они составляют аппаратное обеспечение компьютера.

Современные компьютеры могу обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию.

Клавиатура

Важнейшим устройством ввода в память компьютера является клавиатура. Клавиатура -- компьютерное устройство, которое располагается перед экраном дисплея и служит для набора текстов и управления компьютером с помощью клавиш, находящихся на клавиатуре.

Принцип работы. Клавиши клавиатуры подключены к матрице контактов. Каждой клавише или комбинации клавиш присвоен свой номер (код). Внутри клавиатуры находится отдельный микропроцессор. Каждое нажатие на клавишу замыкает контакт. При этом в соответствии с матрицей контактов микропроцессор генерирует код нажатой клавиши. Этот код запоминается в специальной области (буфере микропроцессора) и становится доступным для обработки программными средствами.

Клавиатуры бывают механические, полумеханические и мембранные. Одни клавиатуры при нажатии на клавишу издают механический щелчок, другие -- молчат.

Основные пользовательские характеристики (табл. 1):

количество нажатий каждой клавиши до ее отказа,

дизайн и удобство в работе (эргономичность).

Таблица 1. Характеристики клавиатур

Программная поддержка. Драйвер клавиатуры, как правило, поставляется вместе с операционной системой. Эта программа позволяет пользователю выбрать алфавит, осуществить раскладку клавиш.

Все клавиши можно условно разделить на несколько групп:

алфавитно-цифровые клавиши;

функциональные клавиши;

управляющие клавиши;

клавиши управления курсором;

цифровые клавиши.

Русские клавиатуры двуязычные, поэтому на их клавишах нарисованы символы как русского, так и английского алфавитов. В режиме русского языка набираются тексты на русском языке, английского -- на английском.

На рис.1 представлен один из видов алфавитно-цифровой клавиатуры.

Дисплей

Дисплей (анг. display -- показывать) относится к основным устройствам любого ПК, без которого невозможна эффективная работа. Наиболее важная отличительная особенность современных компьютеров заключается в возможности почти мгновенного взаимодействия (работа в режиме реального времени) между системой и пользователем. В большинстве систем это взаимодействие осуществляется при помощи клавиатуры (и/или манипуляторов) и экрана дисплея. В процессе работы на экране дисплея отображаются как вводимые пользователем команды и данные, так и реакция системы на них.

Назначение. Устройство визуального отображения информации или, более точно, устройство отображения информации, находящейся в оперативной памяти, позволяющее обеспечить взаимодействие пользователя с аппаратным и программным обеспечением компьютера. Дисплей -- это важнейший компонент пользовательского интерфейса.

Дисплей -- это общее название устройства, показывающего, отображающего информацию. Под управлением ЭВМ в качестве дисплея может работать даже бытовой телевизор. Казалось бы, проблема решена -- есть устройство, позволяющее быстро отображать состояние системы. Однако оказалось, что при продолжительной работе с ним пользователь быстро устаёт: это устройство существенно влияет на работоспособность, эмоциональный настрой, самочувствие и способно даже привести к потере зрения. Возникла необходимость оптимизировать характеристики экрана, добиться более чёткого и устойчивого изображения, чтобы избежать излишней утомляемости. Были разработаны специализированные устройства -- мониторы, контролирующие процесс отображения (англ. monitor -- староста в классе, наблюдающий за порядком; корректирующее или управляющее устройство).

Клавиатуру и монитор можно связать с компьютером как отдельные устройства или соединить их в терминал, связанный с компьютером как единое целое. Обычно терминалы используются в системах коллективного пользования, когда с одним и тем же центральным компьютером одновременно работают много пользователей. Это называется работой в режиме удаленного доступа.

Принцип работы. Так как информация бывает разной, то используются разнообразные устройства отображения информации. Краткая классификация дисплеев приведена на рисунке.

Отличие алфавитно-цифровых (иногда говорят «знакоместных») и графических дисплеев состоит в том, что:

первые способны воспроизводить только ограниченный набор символов, причём символы могут выводиться только в определенные позиции экрана (чаще всего на экран можно вывести 24 или 25 строк по 40 или 80 символов в строке);

вторые отображают как графическую, так и текстовую информацию, при этом экран разбит на множество точек (пикселей), каждая из которых может иметь тот или иной цвет. Из этих светящихся точек и формируется изображение.

Монохромные устройства способны воспроизводить информацию только в каком-либо одном цвете, возможно, с различными оттенками (градациями яркости). Встречаются чёрно-белые экраны, а также зелено-желтые. Многие специалисты признают, что для длительной работы за компьютером лучше использовать монохромный дисплей: глаза при этом устают намного меньше.

Цветные дисплеи обеспечивают отображение информации в нескольких оттенках цвета (от 16 оттенков до более чем 16 млн). Фактически, современные дисплеи могут отображать столько оттенков, сколько позволяет видеокарта, память которой хранит информацию о цветах точек экрана.

Как образуются цвета на экране современного дисплея?

Изображение состоит из отдельных зёрен экрана. Каждое зерно экрана состоит из трех пятнышек люминофора, одно из которых может светиться красным цветом (англ. Red), второе -- зелёным (англ. Green), третье -- синим (англ. Blue); каждое из этих пятнышек может и не светиться (быть темным). Комбинация красного и зелёного цветов дает жёлтый цвет, синего и зелёного -- голубой, синего и красного -- пурпурный, комбинация всех трёх цветов одной яркости дает белый цвет, отсутствие всех цветов дает чёрный цвет. Любой оттенок, различимый человеческим глазом, можно получить, «смешивая» эти три цвета в той или иной пропорции. Как такового смешения цветов не происходит -- физически каждое пятнышко располагается на определенном месте. Особенность зрения человека состоит в том, что на некотором расстоянии от экрана он воспринимает близко расположенные цветовые точки различной яркости как единый элемент -- пиксель. Цвет пикселя является результатом смешения в восприятии основных составляющих его цветов. Такая модель цветообразования называется RGB-моделью.

Наиболее распространены дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Большинство персональных компьютеров оснащено в основном ЭЛТ-дисплеями. Они работают подобно бытовому телевизору.

Под воздействием электрических полей в «электронной пушке» разгоняется поток электронов. Далее при помощи электромагнитных полей пучок отклоняется в нужную сторону. Затем, проходя через апертурную решётку, этот поток фокусируется, доходит до экрана и заставляет светиться маленькое пятнышко люминофора (зерно экрана) с яркостью, пропорциональной интенсивности пучка. Так работают монохромные устройства. В цветных мониторах зерно экрана составляют три пятнышка люминофора разного цвета (красного, зелёного и синего) и потоки электронов посылаются тремя «пушками», причём электронный луч для каждого цвета должен попадать на свой люминофор.

Преимущества: современные ЭЛТ-дисплеи имеют высокое качество изображения, достаточно дёшевы и надёжны.

Недостатки: такие дисплеи достаточно громоздки, потребляют много энергии, имеют более высокий уровень излучения, чем дисплеи других типов.

Жидкокристаллические дисплеи (Liquid-Crystal Display), или LCD-дисплеи. Их действие основано на эффекте потери жидкими кристаллами своей прозрачности при пропускании через них электрического тока. Применяются преимущественно в портативных компьютерах (notebook).

Преимущества: жидкокристаллические дисплеи не создают вредного для здоровья пользователя излучения, наиболее экономичны в потреблении энергии, обеспечивают хорошее качество изображения.

Недостатки: такие дисплеи достаточно дороги, небольшие (14") размеры экрана; если смотреть на экран сбоку, то почти ничего нельзя разглядеть.

Газо-плазменные дисплеи (plasma displays). Действие основано на свечении газа при пропускании через него электрического тока. Схема такова: имеются два листа, между ними инертный газ; один из листов прозрачный, а на втором расположены электроды, на которые подаётся напряжение. Обычно газо-плазменные индикаторы состоят из нескольких подобных элементарных ячеек, число точек в каждой из которых подобрано наиболее оптимальным образом для отображения одиночных символов. (Выглядит это примерно так же, как часы в метро.) Эти дисплеи применяются в основном в специализированных ЭВМ для отображения строк символов.

Светодиодные матрицы (LED-дисплеи). Обычно применяются во встроенных ЭВМ (используемых в автоматизированных линиях на промышленном производстве, в робототехнике и так далее) для отображения небольших объёмов текстовой информации.

Перспективная разработка -- панели на основе светящихся пластмасс (LEP-панели). Чем хороши LEP-элементы? Во-первых, они светятся сами, что снижает энергопотребление. Кусочки пластика, излучающего красный, синий, зелёный свет, наносятся на гибкую пластиковую основу точно так же, как люминофор на поверхность кинескопа, к ним подводятся проводники -- экран готов. Во-вторых, такие панели имеют небольшой вес при больших размерах. Например, гибкий пластиковый экран размером 1 м2 может весить несколько десятков грамм. В-третьих, LEP-элементы надёжны.

На протяжении многих лет механизмы (способы) связи между компьютером и дисплеем непрерывно видоизменялись, всё более совершенствуясь. Для подключения дисплея к компьютеру необходима соответствующая карта -- видеоадаптер.

Основные пользовательские характеристики:

Размер экрана по диагонали. Измеряется в дюймах. Имеются 14", 15", 17", 21" и др. мониторы.Следует помнить, что размер изображения, как правило, на дюйм меньше размера кинескопа. Считается, что 15" монитор отлично подходит для работы в домашних условиях; 17" монитор необходим для профессиональной работы с графикой; размеры экрана, большие 21" для персонального монитора на сегодняшний день не очень удобны для пользования, так как экран тяжело окинуть взглядом.

Размер зерна экрана -- расстояние в миллиметрах между двумя соседними люминофорами одного цвета. Меньший размер зерна соответствует более резкой и контрастной картинке, создавая общее впечатление чистоты цвета и чёткого контура изображения. У мониторов разного типа размер зерна экрана может находиться в пределах от 0,18 до 0,50 мм. Наиболее оптимальными для восприятия считаются мониторы с зерном экрана от 0,24 до 0,28 мм.

Разрешающая способность -- число пикселей (точек экрана) по горизонтали и вертикали. Эта характеристика определяет контрастность изображения. Она зависит от размера экрана и размера зерна экрана, но может изменяться (в определённых пределах) с помощью программной настройки.

В таблице приведены некоторые оптимальные с точки зрения эргономики разрешающие способности при различных размерах кинескопа и зерна экрана.

Взаимосвязь размера экрана, размера зерна, разрешения экрана

¦ Число передаваемых цветов. Начиная со стандарта VGA, любой монитор способен отображать столько цветов, сколько обеспечивает видеокарта, вернее, объём памяти видеокарты.

¦ Частота кадровой развёртки (скорость регенерации экрана, частота синхронизации) -- это число изображений на экране монитора, перерисовываемых лучом электронной трубки за единицу времени. Данный параметр показывает, с какой скоростью обновляется изображение на экране. Измеряется в герцах. При изменении изображения с частотой кадровой развёртки менее 50-60 Гц человеческий глаз успевает реагировать на изменение картины экрана, становится заметным мерцание экрана. При этом глаза устают, воспаляются, может появиться головная боль. Именно поэтому разработан европейский стандарт, определяющий минимальную допустимую частоту кадровой развёртки на уровне 70 Гц, а рекомендуемую -- не менее 85 Гц.

¦ Соответствие стандартам безопасности. Поскольку при работе за компьютером наибольшее внимание уделяется пользователем именно изображению на экране дисплея, а ЭЛТ-монитор, как любой телевизор, излучает электромагнитные волны во всех диапазонах -- от частоты развёртки кадров (50-100 Гц) до рентгеновского, то здоровья это не добавляет. И если от телевизора можно отодвинуться, то при работе с компьютером возникают проблемы. Поэтому были разработаны мониторы с внутренним экранированием и пониженным уровнем излучения (LR -- Low Radiation). Позже были приняты стандарты на допустимый уровень излучения монитора -- MPR II и ТСО'92. Глазу вредят и блики -- отражение от экрана постороннего света. Специальное антибликовое покрытие хороших мониторов поглощает отражённый свет. Снизить излучение и отражение можно, навесив на монитор специальный экран.

Кинескоп излучает мощные электромагнитные волны не только вперёд, но и вбок, и назад. Экран может защитить от излучений вас, но не ваших соседей по комнате. Ставьте монитор «спиной» к стене, поскольку наиболее опасной зоной в персональном компьютере являются задние панели системного блока и дисплея. И старайтесь не работать за мониторами, не соответствующими стандарту безопасности.

Видеокарта, видеоадаптер

Назначение. Видеокарта -- это устройство, управляющее дисплеем и обеспечивающее вывод изображений на экран. Она определяет разрешающую способность дисплея и количество отображаемых цветов.

Сигналы, которые получает дисплей (числа, символы, изображения и сигналы синхронизации) формируются именно видеокартой.

Возможности ПК по отображению информации определяются совокупностью (и совместимостью) технических характеристик дисплея и его видеокарты, то есть видеосистемы в целом.

Практически все современные видеокарты принадлежат к комбинированным устройствам и помимо главной своей функции -- формирования видеосигналов -- осуществляют ускорение выполнения графических операций. Для этого на видеокарте устанавливаются специальные процессоры, позволяющие выполнять многие операции с графическими данными без использования центрального процессора. Такие устройства называются видеоадаптерами или видеоакселераторами. Они значительно ускоряют вывод информации на экран дисплея при работе с графическими программными оболочками, трёхмерной графикой и при воспроизведении динамических изображений.

Видеокарта состоит из:

набора микросхем (или одной интегрированной микросхемы -- видеоакселератора);

цифроаналогового преобразователя данных, находящихся в видеопамяти, в видеосигнал;

видеопамяти;

самой платы с разъёмами.

Основные пользовательские характеристики.

В настоящее время насчитывается более 30 модификаций видеокарт, различающихся конструкцией, параметрами и стандартами. Классификация видеокарт по принятым стандартам приведена в таблице

Виды и основные пользовательские характеристики видеокарт

Мышь

Назначение: управление курсором (указателем) мыши, ввод управляющей информации.

С появлением графических оболочек мышь стала необходимой для эффективной работы на компьютере.

Принцип работы. Мышь -- небольшая коробочка с кнопками. В ней -- шарик, катающийся по поверхности стола. К шарику прижаты два взаимно перпендикулярных ролика, которые он вращает. Датчики поворота ролика передают сигналы в компьютер. «Хвост» из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству имя «мышь». Курсор мыши управляется перемещением мыши по столу. Управляющая информация вводится нажатием на кнопки мыши.

Мыши бывают одно-, двух-, трёхкнопочные. Они могут соединяться с компьютером проводом или при помощи радиопередатчиков (беспроводные). Существуют оптические мыши без шарика, оснащённые фотоэлементами, и оптомеханические мыши. Разновидностью мыши можно считать трэкбол (trackball), который можно сравнить с мышью, которая лежит на спине шарообразным брюшком вверх.

Основные пользовательские характеристики:

количество нажатий кнопки до её отказа;

реакция на движение руки или баллистический эффект;

разрешающий шаг (разрешение);

дизайн и удобство в работе (эргономичность).

Разрешение измеряется в dpi (dot per inch -- количество точек на дюйм). Если мышь имеет разрешение 900 dpi и её передвинули на 1 дюйм (2,53 см) вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 900 единиц вправо. Нормальное разрешение мыши -- от 200 до 900 dpi.

Баллистическим эффектом называется зависимость точности позиционирования мыши от скорости её перемещения.

Программная поддержка. Драйвер мыши поставляется вместе с устройством. Современные операционные системы содержат драйверы для большинства манипуляторов этого типа и автоматически при включении компьютера подбирают наиболее подходящий из них.

Сканер

Назначение. Сканер -- устройство для перевода графической информации в цифровую. Функция сканера -- получение электронной копии документа, созданного на бумаге.

Ввод данных в компьютер -- это одна из самых утомительных и подверженных ошибкам операций, сканеры облегчают эту работу.

Принцип работы. Лампа освещает сканируемый текст, отражённые лучи попадают на фотоэлемент, состоящий из множества светочувствительных ячеек. Каждая из них под действием света приобретает электрический заряд. Аналого-цифровой преобразователь ставит в соответствие каждой ячейке числовое значение, и эти данные передаются в компьютер.

Сканеры бывают ручные, портативно-страничные, планшетно-офисные, сетевые (скоростные), широкоформатные; они могут быть чёрно-белые (до 64 оттенков серого) и цветные (256 - 16 млн. цветов).

Ручные сканеры внешне напоминают «мышь» большого размера, которую пользователь двигает по сканируемому изображению. Однако ручное перемещение устройства по бумаге, небольшой размер охватываемой области сканирования не обеспечивают достаточной скорости и требуют тщательной состыковки отдельных участков изображения.

К настольным сканерам относятся планшетные, роликовые (портативно-страничные), барабанные и проекционные сканеры.

Основной отличительный признак планшетного сканера -- сканирующая головка перемещается относительно неподвижной бумаги. Они просты и удобны в эксплуатации, позволяют сканировать изображения как с отдельных листов, так и с книг, журналов.

У портативно-страничных сканеров бумага перемещается относительно сканирующей головки. Они довольно компактны, но отсканировать с их помощью рисунок из книги вряд ли получится. Этот тип сканеров используется для ввода страниц документов форматом от визитной карточки до А4, система автоматической подачи бумаги обеспечивает равномерное сканирование по всей ширине листа.

Основные пользовательские характеристики (табл. 2):

разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм (измеряется в ppi -- pixels per inch);

скорость сканирования -- показатель быстродействия, который равен времени, затрачиваемому на обработку одной строки изображения;

размеры сканируемого листа (область сканирования);

разрядность битового представления -- определяет максимальное число цветов или оттенков серого, которые может воспринимать сканер.

Таблица 2. Характеристики сканеров

Программная поддержка. Драйвер сканера предназначен для управления процессом сканирования и настройки основных параметров сканера. Иногда драйверы дополняются средствами манипулирования отсканированными изображениями (изменить яркость, контрастность и т. п.)- Сканеры могут использоваться для простого переноса картинок (фотографий, рисунков и пр.) в память компьютера или на экран дисплея, или же для быстрого ввода текстовых документов. Во втором случае из графического изображения необходимо выделить (распознать) буквы, цифры, пробелы, знаки табуляции, столбцы, то есть перевести изображение в текстовый формат.

Распознанный текст занимает гораздо меньше места на диске, чем его отсканированный оригинал. Для преобразования отсканированных текстов в текстовые коды предназначены программы оптического распознавания символов (OCR -- Optical Character Recognition).

Кроме того, к устройствам ввода информации относятся:

Джойстик

Джойстик (англ. Joystick = Joy + Stick) -- устройство управления в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях. На рычаге могут быть разного рода гашетки и переключатели. Также словом «джойстик» в обиходе называют рычажок управления, например, в мобильном телефоне.

В русском языке ручку управления промышленными механизмами и транспортными средствами (самолётом и т. д.) джойстиком не называют никогда (в отличие от английского joystick).

Световое перо

Световое перо (англ. light pen, также -- стило, англ. stylus) -- один из инструментов ввода графических данных в компьютер, разновидность манипуляторов.

Внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов ввода-вывода компьютера. Обычно на световом пере имеется одна или несколько кнопок, которые могут нажиматься рукой, удерживающей перо. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, «указываемую» пером на экране и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать её тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования. Кнопки используются аналогично кнопкам манипулятора типа «Мышь» -- для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов.

Световое перо было распространено во время распространения графических карт стандарта EGA, которые обычно имели разъем для подключения светового пера. Световое перо невозможно использовать с обычными ЖК-мониторами.

Дигитайзер

Дигитайзер (со световым пером) -- Графический планшет (или дигитайзер, диджитайзер, от англ. digitizer) -- это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера.

Основные пользовательские характеристики:

Рабочая площадь - Рабочая площадь обычно приравнивается к одному из стандартных бумажных форматов (А7-А0). Стоимость приблизительно пропорциональна площади планшета. На больших планшетах работать удобнее.

Разрешение -- Разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом точек на дюйм (англ. dots per inch, dpi). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч dpi.

Число степеней свободы - Количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы -- 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета.

Тачпад

Тачпад (англ. touchpad -- сенсорная площадка), сенсорная панель -- указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

Принцип работы. Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью.

Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов тачпад будет работать только при достаточной площади соприкосновения. (Попробуйте касаться тачпада пальцем лишь чуть-чуть). Влажные пальцы затрудняют работу тачпада.

СЕНСОРНЫЙ ЭКРАН - предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану. Сенсорные экраны зарекомендовали себя как наиболее удобный способ взаимодействия человека с машиной. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надёжность, устойчивость к жёстким внешним воздействиям (включая вандализм), интуитивно понятный интерфейс.

Сенсорные экраны используются в платежных терминалах, информационных киосках, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности.

Принцип работы. Сенсорный экран представляет собой стеклянную конструкцию, размещаемую на поверхности дисплея, отображающего систему навигации. Выбор необходимой функции системы происходит при прикосновении к соответствующему изображению на экране. Контроллер сенсорного экрана обрабатывает координаты точки прикосновения и передает их в компьютер. Специальное программное обеспечение запускает выбранную функцию.

Принтер

Назначение. Печатающее устройство для получения «твёрдой» копии документа.

Современные принтеры позволяют печатать на различной бумаге, на конвертах, специальных этикетках и ярлыках, особой полиграфической плёнке, ткани. Печать может быть как однотонной, так и цветной.

Принцип работы. Все печатающие устройства подразделяются:

по способу формирования изображений: на построчные, точечно-матричные, страничные;

по принципу работы: на ударные, игольчатые (ударно-матричные), струйные, лазерные, термографические.

Струйные принтеры чрезвычайно надёжны и весьма неприхотливы к качеству бумаги. Их производительность заметно выше, чем у матричных принтеров. Работают они настолько бесшумно, что фирма Canon в маркетинге своих струйных принтеров даже пользуется рекламным девизом «The Sound of Silence» -- «звучание тишины».

Лазерные принтеры работают очень тихо и значительно быстрее игольчатых и струйных принтеров и дают отпечатки замечательного качества -- очень чёткие, контрастные. Благодаря такому качеству печати, страницы, отпечатанные на лазерном принтере, могут служить полиграфическим макетом для изготовления печатных форм.

Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения с качеством, близким к фотографическому, используются термографические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса. Основу печати составляет нагрев красителя и перенос его на бумагу в жидкой или газообразной форме.

Основные пользовательские характеристики (табл. 1, 2):

Разрешающая способность -- число точек на дюйм (измеряется в dpi) или, для игольчатых принтеров, число символов на дюйм (cpi). Например, разрешение 600 dpi означает, что точка может быть помещена в любую из 600 позиций в пределах одного дюйма. При этом нельзя забывать, что разрешение зависит от качества бумаги;

Скорость печати определяется двумя факторами -- временем механической протяжки бумаги и скоростью обработки поступающих данных. Для матричных и струйных принтеров измеряется в знаках в секунду -- cps (characters per second), для струйных и лазерных -- в страницах в минуту.

Объём памяти. Принтеры, как правило, оборудованы процессором и внутренней памятью (буфером), которые принимают и обрабатывают данные. Действует правило: чем больше памяти, тем лучше;

Сроки службы печатающей головки, картриджа, барабана определяются в документации к конкретной модели принтера.

В построчных принтерах на печатающей планке формируется сразу вся строка. Каждый символ строки выбирается из готовых литер, которые запрессованы или отлиты на специальных пластинках (как в пишущих машинках).

В точечно-матричных устройствах печать осуществляется при помощи особой печатающей головки, которая имеет либо несколько игл (обычно 9 или 24) либо сопла для чернил. Головка передвигается горизонтально над бумагой и отдельные иглы или сопла, подчиняясь командам компьютера, наносят на поверхность листа краску (либо, ударяя по носителю через красящую ленту, либо «выстреливая» из сопла капельку чернил).

К страничным устройствам печати относятся в основном лазерные принтеры. Сначала они формируют образ полной страницы в своей памяти (именно поэтому им нужно так много памяти: от 0,5 Мб до десятков мегабайтов при цветной печати).

Изображение в лазерном принтере создается лазерным лучом на светочувствительном барабане внутри принтера. Там, где луч засвечивает поверхность барабана, возникает сильный электрический разряд и в результате электростатического взаимодействия в это место притягиваются пылинки сухой краски -- тонера. При прокатывании листа бумаги вдоль барабана рисунок переносится на бумагу, а затем фиксируется за счёт нагрева или давления. В некоторых моделях принтеров вместо лазера с успехом используются светодиоды, однако все принтеры, устроенные по такому принципу, принято называть лазерными.

Плоттер или графопостроитель

Назначение. Плоттер является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Он предназначен для вывода таких графических материалов, как чертежи, графики, схемы, диаграммы, входящие в комплект конструкторской или технологической документации. Принцип работы. Пишущий узел имеет несколько штифтов для закрепления специальных фломастеров. Штифты могут подниматься над бумагой (линия не рисуется) или опускаться для рисования. Узел перемещается вдоль бумаги по специальным направляющим. Плоттеры бывают планшетными и рулонными. В планшетных плоттерах пишущий узел перемещается (в плоскости) над неподвижной бумагой. Например, если необходимо провести линию, то печатающий узел перемещается в ее начальную точку, опускается штифт с пером, соответствующим толщине и цвету проводимой линии, и затем перо перемещается до конечной точки линии.

В рулонных (барабанных) плоттерах лист бумаги перемещается (в одном из направлений) с помощью роликовых прижимов, а пишущий узел перемещается не в плоскости, а по одной линии (в направлении, перпендикулярном к перемещению бумаги). Такие плоттеры могут создавать длинные (до нескольких метров) рисунки и чертежи. Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа, в котором используются специальные фломастеры. Кроме них могут применяться чернильные, шариковые «перья», рапидографы и др.

Таблица 1. Основные пользовательские характеристики принтеров

Таблица 2. Характеристики принтеров по расходным материалам

Программная поддержка. Драйверы принтеров непрерывно развиваются. Есть драйверы, поддерживающие работу целого класса принтеров; для некоторых принтеров используются только специальные драйверы. Как правило, при покупке принтера редко нужно заботиться о его драйвере, поскольку в настоящее время операционные системы имеют обширный набор драйверов принтеров.