Мониторы (С электронно-лучевой трубкой)

Монитор представляет собой коробку, содержащую электронно-лучевую трубку и ее источники питания. Электронно-лучевая трубка включает в себя электронную пушку, которая выстреливает пучок электронов на фосфоресцентный экран в передней части трубки, как показано на рис. 2.26, а. (Цветные мониторы содержат три электронные пушки: одну для красного, вторую для зеленого и третью для синего цвета.) При горизонтальной развертке пучок электронов (луч) развертывается по экрану примерно за 50 мкс, образуя почти горизонтальную полосу на экране. Затем луч совершает горизонтальный обратный ход к левому краю, чтобы начать следующую развертку. Устройство, которое так, линия за линией, создает изображение, называется устройством растровой развертки.

ЖК мониторы.

Электронно-лучевые трубки слишком громоздкие и тяжелые для использования в портативных компьютерах, поэтому для таких экранов необходима совершенно другая технология. В таких случаях чаще всего используются жидкокристаллические дисплеи. Эта технология чрезвычайно сложна, имеет несколько вариантов воплощения и быстро меняется, поэтому мы из необходимости сделаем ее описание по возможности кратким и простым.

Жидкие кристаллы представляют собой вязкие органические молекулы, которые двигаются, как молекулы жидкостей, но при этом имеют структуру, как у кристалла. Когда молекулы расположены в одну линию, оптические качества кристалла зависят от направления и поляризации воздействующего света. При использовании электрического поля линия молекул, а следовательно, и оптические свойства могут изменяться. Если воздействовать лучом света на жидкий кристалл, интенсивность света, исходящего из самого жидкого кристалла, может контролироваться с помощью электричества. Это свойство используется при создании индикаторных дисплеев.

Экран жидкокристаллического дисплея состоит из двух стеклянных параллельно расположенных пластин, между которыми находится герметичное пространство с жидким кристаллом. К обеим пластинам подсоединяются прозрачные электроды. Искусственный или естественный свет за задней пластиной освещает экран изнутри. Электроды, подведенные к пластинам, используются для того, чтобы создать электрические поля в жидком кристалле. На различные части экрана воздействует разное напряжение, и таким образом можно контролировать изображение. К передней и задней пластинам экрана приклеиваются поляроиды, поскольку технология дисплея требует использования поляризованного света.

СКАНЕР:

Ска́нер (scanner) — устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта.

Принцип действия

Рассмотрим принцип действия планшетных сканеров, как наиболее распространенных моделей. Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем. Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (CCD — Couple-Charged Device), далее на АЦП и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

Изображение всегда сканируется в формат RAW - а затем конвертируется в обычный графический формат с применением текущих настроек яркости, контрастности, и т.д. Эта конвертация осуществляется либо в самом сканере, либо в компьютере - в зависимости от модели конкретного сканера. На параметры и качество RAW-данных влияют такие аппаратные настройки сканера, как время экспозиции матрицы, уровни калибровки белого и чёрного, и т.п.

Виды сканеров:

1.Планшетные — представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

2.Ручные — в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность.

3.Листопротяжные — лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы.

4.Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Современные технологии, используемые при сканировании книг и сшитых документов, позволяют добиваться высоких результатов.

5.Книжные сканеры с V-образной колыбелью на основе цифровых фотоаппаратов. Являются подвидом планетарных сканеров, однако имеют ряд отличий, среди которых - V-образная колыбель, позволяющая сканировать книгу не раскрывая ее полностью, в режиме бережного сканирования, поэтому часто используется библиотеками.

23. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕКУРСИИ В ПРОЛОГ-ПРОГРАММАХ.[65]

24. ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ LAN. ТЕХНОЛОГИЯ ETHERNET - ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ. ВЕРСИИ И СТАНДАРТЫ. ОСНОВНЫЕ ТОПОЛОГИИ LAN. [52]

Локальные сети LAN

Локальными сетями называют частные сети, размещающиеся, как правило, в од­ном здании или на территории какой-либо организации площадью до нескольких квадратных километров. Их часто используют для объединения компьютеров и рабочих станций в офисах компании или предприятия для предоставления со­вместного доступа к ресурсам (например, принтерам) и обмена информацией. Локальные сети отличаются от других сетей тремя характеристиками: размера­ми, технологией передачи данных и топологией.

Локальные сети ограничены в размерах — это означает, что время пересылки пакета ограничено сверху и этот предел заранее известен.

В локальных сетях часто применяется технология передачи данных, состоя­щая из единственного кабеля, к которому присоединены все машины. Обычные локальные сети имеют пропускную способность канала связи от 10 до 100 Мбит/с, невысокую задержку (десятые доли микросекунды) и очень мало ошибок.

В широковещательных локальных сетях могут применяться различные топологические структуры. В сети с общей шиной (линейный кабель) в каждый момент одна из машин является хозяином шины (master) и имеет право на передачу.

Все остальные машины должны в этот момент воздержаться от передачи. Ес­ли две машины захотят что-нибудь передавать одновременно, то возникнет кон­фликт, для разрешения которого требуется специальный механизм. Этот меха­низм может быть централизованным или распределенным. Например, стандарт IEEE 802.3, называемый Ethernet, описывает широковещательную сеть с топо­логией общей шины с децентрализованным управлением, работающую на скоро­стях от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с. Компьютеры в сети Ethernet могут выполнять передачу в любое время. При столкновении двух или более пакетов каждый ком­пьютер просто ждет в течение случайного интервала времени, после которого сно­ва пытается передать пакет.

Технология – Ethernet:

IEEE разработал серию стандартов IEEE 802, описывающих локальные и региональные сети. Некоторые стандарты выжили, некоторые — нет.

Наиболее важны стандарты: 802.3 (Ethernet) и 802.11 (беспроводные ЛВС). О 802.15 (Bluetooth) и 802.16 (беспроводные региональные сети) говорить всерь­ез пока не приходится.

В стандартах 802.3 и 802.11 физические уровни и уровни управления доступом к среде (MAC) различаются. Однако уже подуровни управления логическим соединением (LLC, определен стандартом 802.2) схожи, что позволяет организовать единое сопряжение с сетевым уровнем.

Кабели Ethernet: само слово Ethernet связано с кабелем (ether - эфир, среда распро­странения сигнала). В сетях Ethernet обычно используются четыре типа кабеля, показанные приведенные в таблице:

Название	Тип	Максималь-ная длина сегмента	Узлов на сегмент	Преимущества
10Base5	Толстый коаксиальный	500 м		Первый кабель; ныне устарел
10Base2	Тонкий коаксиальный	185 м		Не нужны концентраторы
10Base-T	Витая пара	100 м		Низкая цена
10Base-F	Оптоволокно	2000 м		Лучший вариант при прокладке между зданиями

Исторически сложилось так, что кабель 10Base5 («толстый Ethernet») стал первым носителем данных в сетях 802.3. Обозначение 10Base5 говорит о следующем: скорость работы — 10 Мбит/с, сигнал смодулированный (BASE-band signaling), максимальная длина сегмента — 500 м.

На смену толстому Ethernet пришел кабель типа 10Base2 («тонкий Ether­net»), который, в отличие от шлангоподобиого 10Base5, замечательно сгибается. Недостатком является меньшая, чем у 10Base5 максимальная длина сегмента — 185 м, то есть на сегмент можно «посадить» не более 30 машин.

Задачи поиска обрывов кабеля привели к созданию систем с измененной схе­мой подключения, в которой от каждой станции кабель идет к центральному концентратору (хабу), где станции соединяются друг с другом электроникой.

Обычно при этом используются традиционные для телефонии витые пары, глав­ным образом потому, что большинство офисных помещений уже оборудовано соответствующей проводкой с большим запасом. Такая схема называется 10Base-T. Концентраторы не буферизуют входящий трафик.

Существует всего 5 основных типов топологии локальных сетей:

1. Топология “ Общая Шина ”. В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной:

Общая шина является очень распространенной топологией для локальных сетей. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки и унифицирует подключение различных модулей. Основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети.

2. Топология “ Звезда ”. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети:

В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной - большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть.

К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.

3. Топология “ Кольцо ”. В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении:

Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии - простота управления, недостаток - возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.

4. Ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами:

В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы.

5. Смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией:

Физическая топология (то есть схема расположения компьютеров и прокладки кабелей). В этом смысле, например, пассивная звезда ничем не отличается от активной звезды, поэтому ее нередко называют просто «звездой».

Логическая топология (то есть структура связей, характер распространения сигналов по сети). Это, наверное, наиболее правильное определение топологии.

Например, сеть с физической и логической топологией «шина» может в качестве метода управления использовать эстафетную передачу права захвата сети (то есть быть в этом смысле кольцом) и одновременно передавать всю информацию через один выделенный компьютер (быть в этом смысле звездой). Сеть с логической топологией «шина» может иметь физическую топологию «звезда» (пассивная) или «дерево» (пассивное).

25. ИНФОРМАЦИЯ. ПРИНЦИПЫ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ПАМЯТИ ЭВМ (ЦЕЛЫХ, ВЕЩЕСТВЕННЫХ ЧИСЕЛ И СИМВОЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН). [6]

Все числовые данные характеризуются в ЭВМ в двоичном виде, то есть в виде последовательности нулей и единиц.

Разрядная сетка – фиксированная группа разрядов, отведенная в оперативной памяти для представления машинного слова, полуслова, двойного слова. Число разрядов в разрядной сетке ограничено и зависит от конструктивных особенностей компьютера.

Представление целых чисел в памяти:

Использование целых чисел имеет ряд преимуществ:

1. Эффективное использование памяти.

2. Высокое быстродействие.

3. Введение операций деления нацело с остатком (в Basic и Paskal - mod), что увеличивает точность расчетов по сравнению с вещественными числами.

Диапазон значений целых чисел, представленных в ЭВМ ограничен и зависит от размера разрядной сетки, используемой для их хранения. Для целых чисел существует два представления: беззнаковое и со знаком.

В k-разрядной ячейке может храниться различных значений целых чисел. Целые числа представляются с помощью специально предназначенных для них типов данных, отличающихся друг от друга количеством разрядов и наличием или отсутствием знакового разряда.

Размер числа	Вasic	Pascal	C++
1 байт (8 бит), k=8	Byte: 0…255	Byte: 0…255 -128…127	Short_Int: -128…127
2 байта (16 бит), k=16	Integer: -32768…32767	Integer: -32768…32767 Word: 0…65535	Int: -32768…32767
4 байта (32 бита), к=32	Long: -2147486648…	LongInt: -2147486648…	Long_Int: -2147486648…

Целые числа в беззнаковых типах:

Все разряды отводятся для записи двоичного представления числа (левый бит для старшего разряда, правый для младшего).

Нижняя граница диапазона значений всегда равна нулю, а верхняя рассчитывается исходя из k (количества разрядов) занимаемых элементами данного типа по формуле: 2^k-1.

Чтобы получить внутренние представление целого положительного числа N, хранящегося в k-разрядной сетке, необходимо:

1. Перевести число N в двоичную систему счисления.

2. Полученный результат дополнить слева незначащими нулями до k разрядов.

Пример: получить внутреннее представление целого “+” числа 1607 в двухбайтовой системе:

1607₁₀ k = 2 байта = 16 бит

1. Переведем число в двоичную систему счисления 1607₁₀ → 11001000111₂

2. Дополним слева незначащими нулями - 0000011001000111₂

Целые числа в знаковых целых типах:

Крайний левый разряд отводим на запись знака (если 0 то “+”, если 1 то “-”). Остальные разряды числа заняты его двоичным представлением.

При наличии одинакового числа разрядов в знаковых и беззнаковых типах наибольшее значение допустимого диапазона для знаковых типов будет в 2 раза меньше, чем у беззнаковых: -2^k-1...2^k-1-1.

Пример: Для хранения целого числа используются 16-ти разрядная сетка. Определить каков диапазон хранимых чисел:

1. Если используются только положительные числа.

2. Если используются и положительны и отрицательные числа в равном количестве.

Решение: 1. 2^л = 2¹⁶ = 65536 0…65535

2. -2^k-1…2^k-1-1, -2¹⁵…2¹⁵-1 -32768…32767

Для записи внутреннего представления целого отрицательного числа необходимо:

1. Получить внутреннее представление модуля этого числа.

2. Получить обратный код этого числа (“1” заменить на “0”, а “0” заменить на “1”).

3. Получить дополнительный код (+1 в младшем разряде).

Пример:

Записать внутреннее представление в двухбайтовой ячейке числа: -1607₁₀ .

1. 0000 0110 0100 0111 – модуль числа.

2. 1111 1001 1011 1000 – обратный код.

3. 1111 1001 1011 1001 – Младший разряд устанавливается в еденицу.

При операциях над целочисленными типами могут возникать труднопределяемые ошибки в результатах счета программы, а именно значение результата может быть обрзано типом объявленной переменной.