Устройства вывода информации

Дисплеи. Дисплей (монитор) - это основное устройство, служащее для отображения выводимой компьютером информации. Независимо от физических принципов формирования изображения дисплей состоит из двух основных частей - экрана и электронного блока, размещенных в одном корпусе.

По функциональным возможностям дисплеи подразделяются на алфавитно-цифровые и графические. Алфавитно-цифровые способны воспроизводить только ограниченный набор символов. Графические в состоянии отображать как графическую так и символьную информацию.

По количеству воспроизводимых цветов различают монохромные и цветные дисплеи. Монохромные устройства способны воспроизводить информацию только в каком-либо одном цвете, возможно, с различными градациями яркости. Цветные дисплеи обеспечивают выдачу на экран информации одновременно в нескольких цветах.

По физическим принципам формирования изображения распространение получили дисплеи на базе электронно-лучевой трубки и жидкокристаллические дисплеи.

Принцип работы дисплея на базе электронно-лучевой трубки аналогичен телевизору. В электронно-лучевой трубке формируется электронный луч, управляя перемещением и интенсивностью которого можно получить изображение на люминофорном экране. Широкое распространение получили растровые дисплеи, в которых изображение формируется с помощью матрицы точек. Электронный луч пробегает по строкам экрана подсвечивая требуемые точки люминофора. Цветные экраны имеют зерна трех цветов: красного, зеленого и синего, собранные в триады. Каждый из трех электронных лучей отвечает за свой цвет, подсвечивая при необходимости свои зерна. Изменяя яркость зерен можно сформировать точку любого цвета.

Жидкокристаллический экран представляет собой матрицу элементов, состоящих из двух прозрачных электродов, между которыми находится анизотропная жидкость, меняющая свою прозрачность в зависимости от приложенного к электродам напряжения. В результате, отдельно взятый элемент пропускает свет от источника, находящегося за экраном, по-разному, за счет чего и формируется изображение на экране.

В цветных жидкокристаллических дисплеях за каждой точкой изображения закрепляется три элемента снабженные красным, зеленым и синим фильтром.

Возможности компьютера по отображению информации определяются совокупностью и совместимостью технических характеристик дисплея и его адаптера. Всякий адаптер содержит видеопамять, хранящую воспроизводимую на экране информацию, объемом до нескольких Мбайт. Каждой точке экрана соответствует поле видеопамяти (несколько бит или байт), в котором хранится элемент изображения, определяющий режим высвечивания и цвет точки либо символа. В настоящее время повсеместно используются видеоадаптеры типа Super VGA с разрешением 1024x768 точек при 256 цветах одновременно.

Печатающие устройства. Печатающие устройства, или принтеры предназначены для вывода алфавитно-цифровой и графической информации на бумагу. Наибольшее распространение получили матричные, лазерные и струйные принтеры.

Матричные принтеры. До недавнего времени являлись самыми распространенными устройствами вывода информации, поскольку лазерные были дорогими, а струйные малонадежными. Основным преимуществом является низкая цена и универсальность, то есть возможность печатать на бумаге любого качества.

Печать происходит при помощи встроенной в печатающий узел матрицы, состоящей из нескольких иголок, обычно 9, 18 или 24 иголки. Между бумагой и печатающим узлом располагается красящая лента. При ударе иголки по ленте, на бумаге появляются точки. Иголки, расположенные в печатающем узле управляются электромагнитом. Сам печатающий узел передвигается по горизонтали и управляется шаговым двигателем. Во время продвижения печатающего узла по строке, на бумаге появляются отпечатки символов, состоящие из точек. В памяти принтера хранятся коды отдельных букв, знаков и т.п.. Эти коды определяют, какие иголки и в какой момент следует активизировать для печати определенного символа.

Матричные принтеры разрешают печатать сразу несколько копий документа. Для этого листы перекладывают копировальной калькой.

Струйные принтеры. Первые струйные принтеры выпустила фирма Hewlett Packard. Принцип действия похож на принцип действия матричных принтеров, но вместо иголок в печатающем узле расположены капиллярные распылители и резервуар с чернилами. В среднем, число распылителей от 16 до 64, но существуют модели, где количество распылителей для черных чернил до 300, а для цветных до 416. Резервуар с чернилами может располагаться отдельно и через капилляры соединяться с печатающим узлом, а может быть встроенным в печатающий узел и заменяться вместе с ним. Каждая конструкция имеет свои недостатки и преимущества. Встроенный в печатающий узел резервуар представляет собой конструктивно отдельное устройство (картридж), его очень легко заменить. Большинство современных струйных принтеров разрешают использовать картриджи для черно-белой и цветной печати.

Цветная печать выполняется путем смешивания разных цветов в определенных пропорциях. Преимущественно, в струйных принтерах реализуется цветовая модель CMYK (Cyan-Magenta-Yellow). Смешивание цветов не может дать чистый черный цвет и потому в составную модели входит черный цвет (Black). При цветной печати картридж имеет 3 или 4 резервуара с чернилами. Печатающий узел проходит по одному месту листа несколько раз, нанося нужное количество чернил разного цвета. После смешивания чернил, на листе появляется участок нужного цвета.

Характеристики струйных принтеров:

Скорость печатания. Печать в режиме нормального качества составляет 3-4 страницы в минуту. Цветная печать немного дольше.

Качество печатания. Дорогие модели струйных принтеров с большим количеством распылителей обеспечивают высокое качество изображения. Но большое значение имеет качество и толщина бумаги. Чтобы избавиться эффекта растекания чернил, некоторые принтеры применяют подогрев бумаги.

Разрешающая способность. Для печати графических изображений разрешающая способность составляет от 300 до 720 dpi.

Основным недостатком является засыхание чернил в распылителях. Устранить это можно лишь заменой картриджа. Чтобы не допустить засыхания, принтеры оборудованы устройствами очищения распылителей. По цене и качеству струйные принтеры идеально подходят для домашнего пользования. Заправка чернилами не является дорогой и банки чернил хватает на несколько лет.

Лазерные принтеры. Современные лазерные принтеры позволяют получить качество печати близкое к фотографии.

У большинства лазерных принтеров используется механизм печати, как в копировальных аппаратах. Основным узлом является подвижный барабан, который наносит изображения на бумагу. Барабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый слоем полупроводника. Поверхность барабана статически заряжается разрядом. Луч лазера, направленный на барабан, изменяет электростатический заряд в точке попадания и создает на поверхности барабана электростатическую копию изображения. После этого, на барабан наносится слой красящего порошка (тонера). Частицы тонера притягиваются лишь к электрически заряженным точкам. Лист втягивается с лотка и ему передается электрический заряд. При наложении на барабан, лист притягивает на себя частицы тонера с барабана. Для фиксации тонера, лист снова заряжается и проходит между валами, нагретыми до 180 градусов. По окончании, барабан разряжается, очищается от тонера и снова используется.

При цветной печати изображение формируется смешиванием тонеров разного цвета за 4 прохода листа через механизм. При каждом проходе на бумагу наносится определенное количество тонера одного цвета. Цветной лазерный принтер является сложным электронным устройством с 4 резервуарами для тонера, оперативной памятью, процессором и жестким диском, что соответственно увеличивает его габариты и цену.

Основные характеристики лазерных принтеров:

Скорость печатания. Определяется скоростью механического протягивания листа и скоростью обработки данных, поступающих с компьютера. Средняя скорость печати 4-16 страниц за минуту.

Разрешающая способность. В современных лазерных принтерах достигает 2400 dpi. Стандартным считается значение в 300 dpi.

Память. Работа лазерного принтера связана с огромными вычислениями. Например, при разрешающей способности 300 dpi, на странице формата А4 будет почти 9 млн. точек, и нужно рассчитать координаты каждой из них. Скорость обработки информации зависит от тактовой частоты процессора и объема оперативной памяти принтера. Объем оперативной памяти черно-белого лазерного принтера составляет не меньше 1 Мбайт, в цветных лазерных принтерах значительно больше.