Периферийные устройства

Классификация компьютеров

Видеосистема компьютера

включает монитор и видеоадаптер.

Монитор или дисплей - предназначен для отображения текстовой или графической информации. Используются два типа мониторов

- на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)

- жидкокристаллические (LCD); их преимущество – компактность и отсутствие электромагнитного излучения.

Основные характеристики

- диагональ экрана (обычно 14-15’’, для графических работ 17-21”),

- разрешающая способность в графическом режиме (в текстовом - 25 строк по 80 символов),

- размер точки (или зерна) - обычно 0.22 мм,

- частота кадровой развертки - обычно не менее 75Гц (чем выше частота смены кадров, тем ниже усталость глаз).

Монитора подключается к компьютеру через видеоадаптер (видеокарту). Видеоадаптер – устройство для сопряжения компьютера с монитором. Основные характеристики

- объем видеопамяти (память, необходимая для формирования изображения), обычно несколько Мб,

- максимальное разрешение (например, 1280*1024 и др. - количество точек в строке * количество строк),

- максимальное количество цветов (16.7 млн).

Изображение на экране монитора представляет собой растр – прямоугольную сетку точек (пикселей). В простейшем случае каждый пиксель имеет одно из двух состояний – черное или белое, для хранения такой информации необходим 1 бит на каждый пиксель. Для кодирования цвета точки используют 8, 16, 24, 32 бита, соответствующее значение называется глубиной цвета и определяет количество цветов, например, 2²⁴ = 16777216 цветов. Информация о каждой точке хранится в видеопамяти. Необходимый объем видеопамяти для получения нужного изображения определяется как количество пикселей, умноженное на глубину цвета, например, 1280*1024*24 бит = 3 932 000 байт = 3840 Кбайт = 3,75 Мбайт.

По возможностям, которые предоставляют компьютеры пользователю, их можно разделить на следующие большие группы: суперкомпьютеры, мэйнфреймы, мини-компьютеры.

Суперкомпьютеры обладают самым высоким быстродействием и имеют огромные вычислительные мощности. Производство суперкомпьютеров — это штучное производство, в котором используются самые новейшие достижения во многих отраслях науки и техники. Суперкомпьютеры используются для сложных расчетов в аэродинамике, метеорологии, космических и физических исследованиях, экономике и финансовом управлении.

Мэйнфреймы обладают значительными ресурсами для решения сложных задач в финансовой области, в управлении регионами, отраслями, большими предприятиями, в том числе и предприятиями торговли, в военной области. Мэйнфреймы получили наибольшее развитие в 80-е годы. Однако и сейчас они с успехом выполняют задачи по интеграции больших неоднородных компьютерных комплексов.

Мини-компьютеры используются при управлении предприятиями и организациями. К ним относятся серверы старшего уровня, являющиеся центральными компьютерами в компьютерных сетях предприятия, которые выполняют функции управления локальными сетями. В качестве серверов среднего и младшего уровня используются микрокомпьютеры, имеющие меньшие возможности.

Микрокомпьютеры — это самые массовые модели вычислительных машин. К ним относятся персональные компьютеры настольного (desktop) и мобильного (notebook) исполнения. Можно выделить рабочие станции, персональные компьютеры, сетевые компьютеры. Рабочие станции используются в офисах, для работы с научными и инженерными приложениями, при моделировании производственных, финансово-экономических процессов, в типографском деле. Персональные компьютеры имеют более низкие характеристики и используются для офисных приложений: текстовых процессоров, электронных таблиц, ведения простейших баз данных. Сетевые компьютеры используются в локальных сетях как компонент архитектуры клиент — сервер. Сетевые компьютеры могут не иметь достаточных вычислительных мощностей для решения сложных задач. Недостаток мощности восполняется возможностями сетей, которые реализуются при использовании мощных компьютеров-серверов.

Современные компьютеры различаются по назначению, размерам, вычислительной мощности:

- суперЭВМ (быстродействие - десятки миллиардов операций в с, стоимость - до 10 млн $, используются в научных исследованиях, в частности - военных, н-р, Cray),

- сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам,

- профессиональная рабочая станция – высокопроизводительный компьютер, ориентированный на решение специализированных задач, со специальным оборудованием и программным обеспечением,

- персональный компьютер – предназначен для работы на предприятии или дома, может использоваться в качестве рабочей станции в компьютерной сети,

- ноутбук – переносной персональный компьютер,

- карманный компьютер – по размерам близкий к калькулятору, по возможностям – к ноутбуку.

Основными устройствами ввода информации являются клавиатура и мышь. В ноутбуках используется трэкбол – шар, встроенный в клавиатуру. Вместо трекболов часто используется тачпад – сенсорная панель, чувствительная к перемещению пальца и нажатию пальца.

Для ввода графической информации может быть использован графический планшет: с помощью специальной ручки рисунок или подпись выполняются на планшете и одновременно появляется на экране монитора.

Сканеры Текст или рисунок часто бывает нужно ввести в компьютер с листа бумаги. Сканер считывает (сканирует) изображение, а специальная программа преобразует изображение в компьютерный файл. Используются планшетные, барабанные или ручные сканеры. В планшетных лист укладывается на стекло, по которому движется считывающая головка (это сканеры с наибольшей разрешающей способностью, но и наиболее дорогие), в барабанных - лист протягивается мимо неподвижной головки, наконец в ручных - сканер плавно перемещают рукой по листу бумаги.

Цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты) позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в компьютерном (цифровом) формате. Цифровые камеры подключаются к компьютеру через порт USB для сохранения соответствующей информации и ее просмотра на компьютере.

Для ввода звуковой информации может быть использован микрофон. Аналоговый сигнал превращается в цифровой с помощью адаптера – звуковой карты. Производится временная дискретизация звукового сигнала – он разбивается на малые временные участки, каждому из них соответствует определенный код -уровень амплитуды электрического тока (обычно глубина кодирования – 16 бит, т.е. м.б. закодировано 2¹⁶ = 65536 различных уровней сигнала).

Принтеры - устройства, предназначенные для вывода информации с компьютера на бумагу (печать). Принтеры различаются по используемому формату бумаги - А3 или А4, по скорости печати, по возможности печатать цветные изображения, по разрешению (определяется количеством точек на дюйм), по объему буферной памяти (где хранится очередная порция информации для печати)

По принципу действия различают матричные, струйные и лазерные принтеры.

В матричных печать осуществляется с помощью головки с металлическими иглами, каждая игла управляется электромагнитом, при движении головки вдоль строки иглы ударяют по бумаге через красящую ленту, формируя изображение. Используются 9 и 24-игольчатые принтеры, обеспечивающие более высокое качество печати. Скорость печати - от 10 секунд на страницу формата А4. Это самые дешевые принтеры, красящую ленту можно заменять отдельно или целиком картридж, основные недостатки - шум и недостаточно высокая скорость качественной печати (когда каждая строка формируется в 3-4 прохода).

В струйных принтерах изображение формируется путем набрызгивания на бумагу специальных чернил через микросопла, качество и скорость печати выше, чем у матричных, отсутствует шум, легко реализуется цветная печать, цена их приближается к стоимости матричных принтеров, однако они более требовательны к бумаге, используются довольно дорогие чернила. Разрешающая способность 300*300, 600*300 dpi (точек на дюйм) и выше. Для цветной печати используют 3 и 4-хцветные принтеры. Остальные цвета получают напылением нескольких базовых цветов с различной интенсивностью.

Лазерные принтеры обеспечивают наивысшее качество - изображение переносится на бумагу с помощью специального барабана, к которому притягиваются частицы краски (тонера) за счет электризации от лазера по команде с компьютера. Когда барабан соприкасается с бумагой, тонер расплавляется и оставляет оттиск на бумаге. Разрешающая способность 600*600, 1200*1200 dpi. Лазерные принтеры менее прихотливы к бумаге, чем струйные, однако и сам принтер, и расходные материалы существенно дороже. Обычно в офисах используется встроенный в сеть лазерный принтер для черно-белой печати и струйный – при необходимости цветной печати: цветные лазерные принтеры исключительно дороги.

Принтеры могут выводить как текстовую, так и графическую информацию Однако для сложных графических работ используются графопостроители - плоттеры планшетного и барабанного типов.