Устройства, подключаемые к ПК

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

клавиатура проекционный периферийный сканер

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение.

Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

В современном обществе основным техническим средством технологии переработки информации служит персональный компьютер, который существенно повлиял как на концепцию построения и использование технологических процессоров, так и на качество результатной информации. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этап развития информационной технологии и, как следствие, изменение ее названия за счет присоединения одного из символов: «новая», «компьютерная», или «современная». Прилагательное «компьютерная» подчеркивает, что основным техническим средством ее реализации является компьютер.

Компьютерная технология - это информационный процесс, в результате которого создается информационный продукт на базе компьютерной обработки данных.

Применение компьютера как инструмента для работы с информацией очень разнообразно и многогранно. С его помощью можно за несколько секунд просмотреть электронную библиотеку и найти требуемую информацию. Разработаны специальные компьютерные программы, позволяющие, например, обувщику экспериментировать с формой и фактурой создаваемой модели обуви. С помощью компьютера сейчас испытывают автомобили, изучают строение молекул, проектируют дома и запускают космические корабли. Чтобы вы не делали - рисовали, играли, считали, печатали компьютер, послушно выполняет ваши команды. Но сам компьютер не может производить все эти действия, для этого ему нужны специальные устройства, которые называют периферией.

Основное назначение ПУ - обеспечить поступление в ПК из окружающей среды программ и данных для обработки, а также выдачу результатов работы ПК в виде, пригодном для восприятия человека или для передачи на другую ЭВМ, или в иной, необходимой форме. ПУ в немалой степени определяют возможности применения ПК.

Периферийные устройства можно разделить на несколько групп по функциональному назначению:

Устройства ввода-вывода - предназначены для ввода информации в ПК, вывода в необходимом для оператора формате или обмена информацией с другими ПК. К такому типу ПУ можно отнести внешние накопители (ленточные, магнитооптические), модемы.

Устройства вывода - предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. К этому типу периферийных устройств относятся: принтер, монитор (дисплей), аудиосистема.

Устройства ввода - Устройствами ввода являются устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. К такому виду периферийных устройств относятся: клавиатура (входит в базовую конфигурацию ПК), сканер, графический планшет и т.д.

Дополнительные ПУ - такие как манипулятор «мышь», который лишь обеспечивает удобное управление графическим интерфейсом операционных систем ПК и не несет ярковыраженных функций ввода либо вывода информации; WEB-камеры, способствующие передаче видео и аудио информации в сети Internet, либо между другими ПК. Последние, правда, можно отнести и к устройствам ввода, благодаря возможности сохранения фото, видео и аудио информации на магнитных или магнитооптических носителях.

Каждые из перечисленных групп устройств выполняют определенные функции ограниченные их возможностями и назначением.

1. Устройства ввода информации

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на ПК. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии: от осязаемых до голосовых.

1.1 Клавиатура

Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизированной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним относится клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.

По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

1.2 Сканер

Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки.

Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

разрешающая способность;

производительность;

динамический диапазон;

максимальный размер сканируемого материала.

Разрешающая способность планшетного сканера зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейке, а также от точности механического позиционирования линейки при сканировании. Типичный показатель для офисного применения: 600-1200 dpi (dpi - dots per inch - количество точек на дюйм). Для профессионального применения характерны показатели 1200-3000 dpi.

Производительность сканера определяется продолжительностью сканирования листа бумаги стандартного формата и зависит как от совершенства механической части устройства, так и от типа интерфейса, использованного для сопряжения с компьютером.

Динамический диапазон определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Типовой показатель для сканеров офисного применения составляет 1,8-2,0, а для сканеров профессионального применения - от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т.п.)

Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.

Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

1.3 Графический планшет

Графические планшеты (дигитайзеры). Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь.

Первым графическим планшетом был «Телеавтограф», запатентованный Элишей Греем (Elisha Gray) в 1888 [1]. Элиша Грей более известен как современник изобретателя телефона - Александра Белла.

Первый графический планшет, похожий на современные, использовался для распознавания рукописного ввода компьютером Stylator[2] в 1957. Более известный и часто ошибочно именуемый первым, графический планшет RAND Tablet[3] также известен как «Графакон» (ГРАФический КОНвертер), представленный в 1964. RAND Tablet использовал сетку проводников под поверхностью планшета, которые кодировали горизонтальную и вертикальную координату в слабый магнитный сигнал. Перо принимало этот сигнал, который затем мог быть декодирован обратно в координаты.

Другой графический планшет известен как «акустический планшет», перо которого генерировало искры при помощи искрового промежутка. Щелчки триангулировались серией микрофонов для определения местонахождения пера[4]. Система была довольно сложной и дорогой, микрофоны были чувствительны к посторонним шумам.

Графические планшеты популяризовались коммерческим успехом в середине 70х - начале 80х ID (Intelligent Digitizer) и BitPad выпускаемых Summagraphics Corp. Эти планшеты использовались как устройство ввода для множества high-end CAD (Computer Aided Design) систем, соединенными с ПК и ПО вроде AutoCAD.

Первые планшеты для потребительского рынка назывались «КоалаПэд». Хотя изначально они были созданы для компьютера Apple II, со временем «Коала» распространилась и на другие персональные компьютеры. Потом другие фирмы стали выпускать свои модели планшетов.

Принцип действия. В современных планшетах основной рабочей частью также является сеть из проводов (или печатных проводников), подобная той, что была в «Графаконах». Эта сетка имеет достаточно большой шаг (3-6 мм), но механизм регистрации положения пера позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 200 линий на мм).

По принципу работы и технологии существуют различные типы планшетов. В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение электрическогопотенциала сетки под пером. В электромагнитных - перо излучает электромагнитные волны, а сетка служит приёмником. В обоих случаях на перо должно быть подано питание.

Существуют планшеты, в комплект которых входят перья, способные регистрировать силу нажатия. Как правило, в основе механизма регистрации лежит использованиеконденсатора переменной ёмкости. В частности, такой тип датчика используется в перьях к планшетам фирмы Wacom[5]. Также регистрация может осуществляться с помощью компонента с переменным сопротивлением[6] или переменной индуктивностью. Существуют реализации, в основе которых лежит пьезоэлектрический эффект. При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки. Такие планшеты вообще не требуют специального пера и позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертёжной доске.

Кроме координат пера, в современных графических планшетах также могут определяться давление пера на рабочую поверхность, наклон, направление поворота в плоскости планшета и сила сжатия пера рукой.

Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая, однако, работает не как обычная компьютерная мышь, а по тому же принципу, что и перо. Такая мышь может работать только на планшете. Поскольку разрешение планшета гораздо выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, то использование связки мышь+планшет позволяет достичь значительно более высокой точности при вводе.

Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).

Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Некоторые программы мгновенного обмена сообщениями (например, MSN Messenger (теперь Windows Live Messenger) и Skype) позволяют пользователю, имеющему графический планшет, интерактивно демонстрировать рисуемое абоненту на другом конце.

Некоторые такие приложения имеют функцию совместного редактирования изображений (англ. whiteboard) с использованием, например, протоколов Jabber. Среди них - IM клиент Coccinella (англ.), IM клиент Tkabber и графический редактор Inkscape. Ведётся разработка поддержки whiteboard и в клиенте Jabber Psi.

2. Устройства вывода информации

Периферийные устройства вывода предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. Среди них есть обязательные (входящие в базовую конфигурацию ПК) и необязательные устройства.

2.1 Монитор (дисплей) компьютера

Монитор (дисплей) компьютера - это устройство, предназначенное для вывода на экран текстовой и графической информации. Его можно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Монитор должен быть максимально безопасным для здоровья по уровню всевозможных излучений. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение. До пятидесятых годов компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства. В то время компьютеры часто оснащали осциллографами, которые, однако использовались не для вывода информации, а для проверки электронных цепей вычислительной машины. Впервые в 1950 году в Кембриджском университете (Англия) электронно-лучевая трубка осциллографа была использована для вывода графической информации на компьютере EDASC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Через полтора года английский ученый Кристофер Стретчи написал для компьютера «Марк 1» программу, игравшую в шашки и выводившую информацию на экран. Реальный прорыв в представлении графической информации на экране монитора произошел в Америке в рамках военного проекта на базе компьютера «Вихрь». Данный компьютер использовался для фиксации информации о вторжении самолетов в воздушное пространство США. Первая демонстрация «Вихря» прошла 20 апреля 1951 года - радиолокатор посылал информацию о положении самолета компьютеру, и тот передавал на экран положение самолета-цели, которая изображалась в виде точки и буквы T (target). Это был первый крупный проект, в котором электронно-лучевая трубка использовалась для отображения графической информации.

Электронно-лучевые мониторы

Существующие сегодня мониторы отличаются устройством, размером диагонали экрана, частотой обновления картинки, стандартами защиты и многим другим. Первые электронно-лучевые мониторы были векторными. В мониторах этого типа электронный пучок создает линии на экране, перемещаясь непосредственно от одного набора координат к другому. Из-за этого нет необходимости разбивать экран на пиксели. Позднее появились мониторы с растровым сканированием. В них электронный пучок сканирует экран слева направо и сверху вниз, пробегая каждый раз всю поверхность экрана. Следующим шагом в развитии электронно-лучевых мониторов стало цветное изображение, для получения которого необходимо было использовать не один, а три электронных пучка. Каждый из них высвечивал определенные точки на поверхности дисплея.

Именно эти мониторы получили наибольшее распространение.

Для электронно-лучевых (CRT) мониторов существуют свои характеристики, которые либо улучшают работу с компьютером, либо ухудшают ее. Одной из основных характеристик такого монитора является частота обновления экрана. Для электронно-лучевых мониторов достаточной частотой обновления экрана считается 85Гц. Эта величина показывает сколько раз в секунду будет обновляться картинка на экране. Если эта скорость маленькая, то глаза начинают улавливать мерцание экрана и из-за этого быстро устают. Самой лучшей частотой обновления экрана считается 100Гц, если она больше, то человеческий глаз уже не воспринимает разницы между 100Гц и 200Гц. Еще для работы с компьютером очень важно разрешение экрана. Ведь если разрешение слишком мало, то значки на экране очень большие и не умещаются на дисплее, а если слишком большое разрешение, то иконки и знаки слишком маленькие. Из-за этого глаза быстро устают. Ниже приводится таблица рекомендуемых и максимальных разрешений.

*Разрешение показывает, сколько точек располагается по вертикали и сколько по горизонтали. Здесь по горизонтали располагается 800 точек, а по вертикали - 600.

Так же существует еще один параметр монитора - это «шаг маски» или «зерно». Дело в том, что в цветных мониторах и телевизорах экран изнутри покрыт мельчайшими частицами люминофора трех цветов - красного, зеленого и синего свечения. Три расположенных рядом частицы образуют триаду. Если рассмотреть в лупу экран, светящийся белым светом, мы увидим, что на самом деле светятся частицы трех цветов, которые сливаются в белый. Все остальные цвета получаются за счет триады и интенсивности их свечения, например если светится только красный и зеленый элемент триады, то мы видим желтый цвет. Для управления свечением отдельных элементов триады используются три электронных луча, обегающие все триады с частотой развертки. Что бы каждый луч попадал точно на свой элемент триады, над люминофорным покрытием экрана помещается специальная сетка, попадая на которую луч отклоняется точно на свой элемент триады.

В результате мы видим, что экран цветного монитора, в отличие от монохромного, где покрытие люминофором сплошное и однородное, имеет зернистую структуру. Размер этих «зерен» отвечает за то, насколько четким будет изображение - чем меньше «зерно», тем изображение четче и наоборот. Первые цветные мониторы имели размер «зерна» - 0, 42 мм. С появлением графических режимов высокого разрешения использовать такие мониторы стало невозможно: мелкие детали, например, тонкие вертикальные полосы, стали рябить и переливаться всеми цветами радуги. Позже появились трубки с «зерном» 0,31 мм, а затем и 0,28 мм. Сегодня самое распространенное значение - 0,27 мм, но в более дорогих моделях применяют трубки с еще меньшей зернистостью - 0,2-0,24 мм.

Очень важным параметром монитора является безопасность. Если бы не применялись специальные меры безопасности, то монитор награждал бы нас различными вредными для здоровья излучениями. Электронно-лучевая трубка монитора создает, например, рентгеновское излучение. Но в современных мониторах оно незначительно, так как надежно экранируется. А ведь совсем недавно в продаже было очень много защитных экранов, что для старых мониторов вовсе не роскошь, а средство защиты. Как и любой электроприбор, монитор создает также электромагнитное излучение. Кроме того, он создает также электростатическое поле, которое способствует оседанию пыли на лице, шее, руках. Это может вызывать у человека аллергические реакции. К счастью, сейчас защита от этих вредных воздействий стала более совершенной, так как был принят ряд стандартов. Если на мониторе есть надпись или наклейка ТСО 95, ТСО 99, ТСО 03, то с ним можно работать, не опасаясь за своё здоровье (в разумных пределах). На сегодняшний день стандарты 1995-99 годов уже устарели, и наиболее безопасным является стандарт ТСО 03 (2003 год).

Впервые уровень электромагнитного излучения был ограничен пределами, безопасными для человека, в стандарте MPR II. В следующих стандартах они были ужесточены. Начиная со стандарта ТСО 95 к монитору предъявляются экологические и эргономические требования. Начиная со стандарта ТСО 99, также накладываются жесткие требования к качеству изображения по параметрам яркости, контрастности, мерцанию и свойствам антибликового покрытия экрана. Монитор должен иметь возможность регулировки параметров изображения. Кроме того, монитор также обязан соответствовать европейским стандартам пожарной и электрической безопасности. Еще одна характеристика ЭЛТ-мониторов - это несведение лучей. Этот термин означает отклонение электронных лучей красного и синего цвета от центрирующего зеленого. Такое отклонение препятствует получению чистых цветов и четкого изображения. Различают статическое и динамическое несведение. Статическое несведение это несведение трех цветов по всей поверхности экрана, которое обычно возникает из-за ошибки при сборке электронно-лучевой трубки. Динамическое несведение это несведение трех цветов по краям и четком изображении в центре. Так же в мониторе важно экранное покрытие и форма экрана (сферическая или плоская, которая меньше искажает изображение). Экраны электронно-лучевых мониторов могут иметь различные покрытия, улучшающие качество изображения и потребительские свойства монитора. Электронно-лучевые мониторы сегодня - довольно совершенные и недорогие устройства. У них отличная яркость и контрастность изображения, низкая цена, а, следовательно, и доступность. Но есть у них и минусы. Это довольно большие вес и габариты, значительное энергопотребление и вредное излучение.

Жидкокристалические мониторы

Еще один тип мониторов - жидко-кристалические (LCD). Первые жидкокристаллические материалы были открыты более 100 лет назад австрийским ученым Ф. Ренитцером. Со временем было обнаружено большое число материалов, которые можно использовать в качестве жидкокристаллических модуляторов, однако практическое использование технологии началось сравнительно недавно.

Технология LCD-дисплеев основана на уникальных свойствах жидких кристаллов, которые одновременно обладают определенными свойствами как жидкости (например, текучестью), так и твердых кристаллов (в частности анизотропией (от греч. anisos - неравный и tropos - направление - зависимость свойств среды от направления. Анизотропия характерна, напр., для механических, оптических, магнитных, электрических и др. свойств кристаллов). В LCD-панелях используют так называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют форму продолговатых пластин, объединенных в скрученные спирали. LCD-элемент, помимо кристаллов, включает в себя прозрачные электроды и поляризаторы. При приложении напряжения к электродам спирали распрямляются. Используя на входе и выходе поляризаторы, можно использовать такой эффект раскручивания спирали, как электрически управляемый вентиль, который то пропускает, то не пропускает свет. Экран LCD-дисплея состоит из матрицы LCD-элементов. Для того чтобы получить изображение, нужно адресовать отдельные LCD-элементы. Различают два основных метода адресации и соответственно два вида матриц: пассивную и активную. В пассивной матрице точка изображения активируется подачей напряжения на проводники-электроды строки и столбца. При этом электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных Активная матрица LCD проводников, но и на всем пути распространения тока, что препятствует достижению высокого контраста. В активной матрице каждой точкой изображения управляет свой электронный переключатель, что обеспечивает высокий уровень контрастности. Обычно активные матрицы реализованы на основе тонкопленочных полевых транзисторов (Thin Film Transistor, TFT). TFT-экраны, иначе называемые экранами с активной матрицей, обладают самым высоким среди плоскопанельных устройств разрешением, широко используются в ноутбуках, автомобильных навигационных устройствах и разнообразных цифровых приставках.

LCD-дисплей не излучает, а работает как оптический затвор. Поэтому для воспроизведения изображения ему требуется источник света, который располагается позади LCD-панели. Время жизни внутреннего источника света TFT LCD-монитора зависит от его типа. Как правило, источники света для 15-дюймовых мониторов теряют около 50% первоначальной яркости за 20 000 часов.

Газоразрядные или плазменные панели (PDP).

Принцип действия плазменной панели основан на свечении специальных люминофоров (фосфоресцирующие вещества) при воздействии на них ультрафиолетового излучения. В свою очередь это излучение возникает при электрическом разряде в среде сильно разреженного газа. При таком разряде между электродами с управляющим напряжением образуется проводящий «шнур», состоящий из ионизированных молекул газа (плазмы) (аналогичный принцип работы реализован в лампах дневного света - газ в колбе (стеклянной трубе) начинает светиться при пропускании напряжения через него). Поэтому-то газоразрядные панели, работающие на этом принципе, и получили название «газоразрядных» или «плазменных» панелей. Подавая управляющие сигналы на вертикальные и горизонтальные Плазменная панель проводники, нанесенные на внутренние поверхности стекол панели, схема управления панели осуществляет соответственно «строчную» и «кадровую» развертку растра телевизионного изображения. При этом яркость каждого элемента изображения определяется временем свечения соответствующей «ячейки» плазменной панели: самые яркие элементы «горят» постоянно, а в наиболее темных местах они вовсе не «поджигаются». Светлые участки изображения на PDP (Plasma Display Panel) светятся ровным светом, и поэтому изображение абсолютно не мерцает, чем выгодно отличается от «картинки» на экране традиционных кинескопов.

Плазменная панель

Плазменные панели создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом. Все пространство разделяется на множество пикселей (элементов изображения), каждый из которых состоит из трех подпикселей, соответствующих одному из трех цветов (красный, зеленый и синий) (см. рис.) Комбинируя эти три цвета можно воспроизвести любой другой цвет. В каждом подпикселе расположены маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения возникает электрический разряд. При взаимодействии плазмы газового разряда с частицами фосфора в каждом подпикселе возникает излучение соответствующего цвета (красного, зеленого или синего). Работа каждого подпикселя полностью контролируется электроникой, что позволяет каждому пикселю воспроизводить до 16 млн. различных цветов.

В настоящее время для создания плоских дисплеев (Flat Panel Display, FPD) используются различные технологии и решения, хотя на рынке до сих пор доминируют жидкокристаллические экраны. Как известно, технологии, которые применяются при создании современных дисплеев, условно могут быть разделены на две группы. К первой относятся устройства, основанные на излучении света, например традиционные, выполненные на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), и плазменные дисплеи PDP (Plasma Display Panel). Во вторую группу входят устройства трансляционного типа, в том числе и ЖК-мониторы. Устройства обеих групп имеют вполне определенные достоинства и недостатки. Если же говорить о будущем, то перспективные решения в области создания современных дисплеев действительно часто совмещают в себе особенности обеих технологий.

Так, сегодня большое внимание уделяется созданию дисплеев на базе автоэлектронной эмиссии (Field Emisson Display, FED). В отличие от ЖК-экранов, которые работают с отраженным светом, FED-панели сами генерируют свет, что роднит их с экранами на базе ЭЛТ и плазменными дисплеями. Однако если у ЭЛТ всего три электронные пушки, то в FED-устройствах для каждого пиксела предназначен свой электрод, благодаря чему толщина панели не превышает нескольких миллиметров. При этом каждый пиксел управляется напрямую, как и в ЖК-дисплеях с активной матрицей. Свою родословную FED-устройства ведут из разработок середины 1990-х годов, когда инженеры пытались создать по-настоящему плоский кинескоп.

Сенсорный монитор является одним из достижений прогресса, которое существенно облегчило взаимодействие компьютера и человека. На сегодняшний день популярность сенсорных мониторов только возрастает, все больше людей останавливаются в своем выборе именно на компьютере с сенсорным монитором, так как это подразумевает легкость и удобство управления. Сенсорные мониторы с легкостью вытесняют обычные мониторы.

При наличии сенсорного монитора полностью отпадает потребность в таких устройствах как клавиатура и мышка, здесь достаточно лиши дотронуться пальцем и компьютер принял вашу команду. Сферы применения сенсорных мониторов очень разнообразны, но стоит отметить, что удовольствие это является весьма дорогостоящим. Работа сенсорных мониторов заключается и лежит в следующих основополагающих принципах: резистивность, поверхностные акустические волны, емкостная технология и инфракрасная технология. Резистивные экраны это стеклянная панель, которая покрытая слоем пластика. На стекле и пластике при этом находится слой из проводящего материала. В основе инфракрасной технологии лежит прерывание инфракрасной сетки, которая расположена перед экраном, реагирует она при этом на любые касания. Мониторы, изготовленные по емкостной технологии, представляют собой панель из стекла, на которую нанесен проводящий слой, поверху которого размещается защитный слой. К важнейшим характеристикам сенсорных мониторов можно отнести следующие: диагональ, антибликовое покрытие, материал экрана, питание, контроллер, сопротивление царапинам, разрешение сенсора, распознавание касания, точность позиционирования, время распознавания, драйверы и некоторые другие. Модели с большим экраном, это 19 дюймов и больше, отлично подходят для ввода и просмотра информации, экраны поменьше удобны тем, что занимают очень мало места. Поэтому, вывод таков, что характеристики вашего монитора прямо пропорционально зависимы от того, для чего вы будете использовать сенсорное устройство. Стоит также отметить, что сенсорные мониторы имеют свои собственные особенности ухода. В этом нужно быть предельно внимательным и осторожным, чтобы не повредить монитор. К плюсам сенсорных мониторов можно отнести их безопасность, здесь вероятность того, что злоумышленники смогут воспользоваться вашей информацией или средствами очень мало.

2.2 Принтеры

Принтеры - устройства вывода текстовой и графической информации из персонального компьютера на бумажный носитель. В современных моделях принтеров существует возможность вывода информации на какой-либо другой носитель, например - синтетическая пленка.

Принтеры - довольно таки обширный класс устройств. Для того чтобы более полно объять этот класс устройств их нужно классифицировать.

Классифицировать принтеры можно по разным признакам, например, по скорости вывода текстовой информации (этот параметр измеряется в количестве выведенных символов за единицу времени. У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч символов в секунду), по разрешающей способности (этот параметр отражает возможность принтера выводить мелкие линии и точки и измеряется максимальным количеством линий, длина которых равна их ширине, на один квадратный сантиметр или дюйм. У современных принтеров этот параметр может достигать нескольких тысяч точек на один дюйм). Однако лучше всего (и проще) - классифицировать принтеры по принципу вывода графической и текстовой информации, т.е. по принципу их устройства.

По принципу вывода текстовой и графической информации принтеры делятся на:

o Лепестковые

o Матричные

o Струйные

o Лазерные

o 3D

В свою очередь каждый из этих классов устройств можно подразделить еще на несколько подклассов.

Исторически первым типом принтеров были лепестковые принтеры. Их устройство походило на устройство печатных машинок. То есть у принтеров были такие же литеры, закрепленные на рычагах, как и у простых печатных машинок. При механическом воздействии на рычаг литеры, они под действием пружин, ударяли по бумаге через копировальную бумагу или специальную красящую ленту и оставляли на бумаге отпечаток буквы. В отличие от печатных машинок в таких принтерах рычаги приводились в движение не при помощи кнопок, а при помощи электромагнитов, включением и выключением которых управляли компьютеры. Данные принтеры имели несколько недостатков:

o Они не могли выводить графическую информацию т.к. имели ограниченный набор символов.

· Низкая скорость вывода информации (около 100-200 знаков в минуту).

· Сильный шум при работе.

· Низкая механическая надежность, определяемая большим количеством элементов и большими ударными нагрузками, приходящимися на эти элементы.

· Низкая скорость вывода информации заставила ученых искать способы повышения скорости печати матричных принтеров. И этот способ был вскоре найден.

Было предложено использовать вместо отдельных рычагов с литерами один диск, с выгравированными по периметру на нем литерам символов букв и знаков. Этот диск при помощи шагового двигателя поворачивался на нужный угол (так, что бы печатаемая буква или символ находилась напротив электромагнита), затем этот электромагнит включался и ударял по выбранной литере. Литера ударяла по бумаге через специальную красящую ленту, и, таким образом, получался отпечаток требуемой буквы или символа на бумаге.

Такие принтеры были способны намного быстрее выводить информацию на бумажный носитель (200-300 знаков минуту) и обладали большей механической надежностью, по сравнению с предыдущим типом принтеров.

Но эти принтеры так же обладали еще и некоторыми недостатками:

· Невозможность вывода графической информации т.к. они тоже имели ограниченный набор символов.

· Сильный шум при работе.

Дальнейшей разновидностью таких принтеров были принтеры, у которых литеры располагались не на диске, а на сфере. Эта сфера имела форму булавы, на каждом выступе которой была выгравирована буква. Эта сфера приводилась в движение при помощи шагового двигателя, поворотом которого выбиралась требуемая литера в ряду, и рычагом, наклон которого выбирал нужный ряд букв. После выбора нужной буквы включался электромагнит и литера ударяла по бумаге через красящую ленту, оставляя на ней отпечаток необходимой буквы или символа. Такие принтеры обладали большой скоростью выводимых на бумагу символов, но им так же были присущи и недостатки предыдущего типа принтеров, а именно сильный шум и невозможность вывода графической информации.

Два последних типа принтеров не получили широкого распространения т.к. их вскоре вытеснили более производительные матричные принтеры.

Матричные принтеры

Любое изображение, будь то текст или какая-нибудь картинка, можно воспроизвести на бумаге по точкам. На этом и основан принцип работы матричных принтеров.

Печать на бумаге в матричных принтерах осуществляется при помощи блока иголочек, приводимых в движение электромагнитами. Иголочки, ударяя по бумаге через красящую ленту, оставляют на бумаге точки. Затем блок с иголочками перемешается на некоторое расстояние и процесс повторяется.

Так как расстояние между такими точками невелико, то в результате на бумаге получается изображение нужного символа или картинки.

Качество печати графической информации таких принтеров сравнимо с обыкновенными газетными фотографиями, однако, благодаря малой массе блока с иголочками, его можно довольно таки быстро перемещать по листу бумаги, что позволяет получить большие скорости вывода информации (у современных моделей матричных принтеров скорость печати достигает 1200 знаков в минуту).

Данный тип принтеров обладает следующими достоинствами:

· высокая скорость печати

· меньшие габариты и масса, чем у лепестковых принтеров

· возможность вывода разнообразной графической информации

· высокая надежность

Однако, несмотря на все эти достоинства, данные принтеры обладают следующими недостатками:

· низкая разрешающая способность (300 точек на дюйм), и, как следствие этого, невозможность применять такие принтеры для печати высококачественных изображений

· неприятный шум при работе

· невозможность или сложность печати многоцветных документов

Низкая скорость печати матричных принтеров определялась в первую очередь тем, что необходимо было иголочкой совершить сильный удар по красящей ленте. Этот недостаток был исправлен в следующем классе принтеров.

Капельные и струйные принтеры

В этих типах принтеров краска непосредственно переносится на бумагу.

Принцип работы каплеструйных принтеров похож на принцип работы электронно-лучевой трубки. В таких принтерах краска наливается в специальный сосуд, имеющий в дне настолько маленькое отверстие (это отверстие называется форсунка), что в нормальных условиях краска из сосуда не вытекает. Однако при кратковременной подаче разности потенциалов между форсункой и бумагой, краска начинает вытекать небольшими каплями, которые затем ускоряются в электрическом поле, отклоняются на определенный угол системой отклоняющих пластин и попадают на бумагу, оставляя на ней след. Изображение на листе бумаги, так же как и у матричных принтеров, формируется из точек, но за счет того, что точка у струйного принтера намного меньше, чем у матричного, изображение на листе бумаги получается лучшего качества.

Высокая скорость печати таких принтеров определяется тем, что нет необходимости перемещать громоздкие печатающие головки.

Достоинство таких принтеров заключается в том, что при использовании нескольких сосудов с разными красками можно получить цветное изображение.

Однако эти принтеры не нашли широкого применения за счет того, что в них используется высоковольтное напряжение. Сейчас такие принтеры можно встретить лишь где-нибудь на производстве. Они используются там, в основном, для нанесения даты изготовления (типичным примером может служить ликероводочное производство, где такими принтерами наносится дата изготовления и другая техническая информация непосредственно на бутылки с напитком).

Капельные принтеры (их еще зачастую называют струйными). В таких принтерах есть головка, нижняя часть которой находится на небольшом расстоянии (около 1 мм и даже меньше) от листа бумаги. В нижней части головки на небольшом расстоянии друг от друга находятся несколько форсунок (иногда до нескольких сотен и даже тысяч), объединенных в прямоугольную матрицу. Внутри корпуса, чуть выше этих форсунок находятся микроскопические резисторы (каждый над определенной форсункой). Сосуд с краской, нагревательные резисторы и форсунки зачастую объединяются в один блок, который носит название картридж.

Краска из специального сосуда стекает на резисторы и задерживается под ними т.к. не может просочиться через маленькие форсунки. При подаче напряжения на определенный резистор он нагревается, краска вскипает и под давлением выплескивается через форсунку. Т.к. расстояние между форсункой и бумагой невелико, то капля краски попадает в строго определенное место на листе бумаги. Затем печатающая головка перемещается на некоторое расстояние и процесс повторяется.

Большое количество форсунок обусловлено тем, что при большем количестве форсунок можно большее количество капель выплеснуть на бумагу одновременно. Это определяет скорость печати таких принтеров. Скорость печати принтеров такого типа может достигать нескольких десятков страниц формата А4 в минуту.

Разрешающая способность таких принтеров составляет до 1200 точек на дюйм.

Достоинствами этого типа принтеров являются:

· высокая скорость печати

· возможность цветной печати при использовании нескольких сосудов с разной краской

· высокая разрешающая способность принтеров, что позволяет получать

· распечатки фотографического качества

К недостаткам данных типов принтеров можно отнести:

· высокую стоимость расходных материалов, по сравнению с матричными принтерами

· низкую ремонтопригодность (ведь если засорилась форсунка или сгорел нагревательный резистор то проще будет купить новый картридж, чем починить сломанный)

Лазерные и светодиодные принтеры

Данный тип появился недавно. Из всех современных типов принтеров он наиболее перспективен т.к. обеспечивает высокую скорость вывода как графической, так и текстовой информации (десятки и сотни страниц формата А4 в минуту), имеет высокую разрешающую способность (от 1200 и более точек на дюйм) и может использоваться для цветной печати.

Устроен такой принтер следующим образом. Бумага, проходя через принтер, электризуется при помощи лазера или блока светодиодов в тех местах, где должно быть изображение. Затем на наэлектризованную бумагу наносится порошкообразная краска (ее называют тонером), которая прилипает к наэлектризованным участкам бумаги и затем прилипшая краска впекается в бумагу при помощи специальной, очень мощной лампы. Если последовательно применить несколько таких операций электризации-впекания, но разными красками, то в итоге получится цветное изображение.

К недостаткам такого типа принтеров можно отнести:

· дороговизна расходных материалов

· образование озона при длительной работе принтера

3D-принтер - устройство, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели.

3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта.

«В профессиональной среде все уже привыкли к 3д-печати, но широкие массы в большинстве просто не знают, что это такое. При этом применений для бизнеса, не относящегося к конструкторской или дизайнерской среде - масса - от архитектурных макетов до эксклюзивных сувениров. Думаю, в ближайшее время ситуация кардинально не изменится и единственный выход - точечно общаться с потенциальными клиентами», - говорит Александр Скрынник, генеральный директор рекламного агентства ItLooks, имеющего в Санкт-Петербурге свою компанию по 3D-печати. Он отмечает, что бум данной технологии уже не за горами: «Бум наступит тогда, когда технологии сделают еще 1-2 шага вперед, повысив качество, точность, «глянцевость» и снизив себестоимость продукции. Тогда 3д-принтеры действительно совершат революцию, произойдет это, полагаю, уже через 3-5 лет.»

Перспективы вроде бы очевидны, но пока я думаю вам далеко не все понятно. Что же, не пугайтесь, технология действительно достаточно сложна. Для начала давайте разберемся с тем, что такое эта самая пресловутая 3D-печать, и какие ее виды существуют на сегодняшний день. А потом уже посмотрим на сферы ее применения сегодня и заглянем в недалекое будущее.

На сегодняшний день основным применение 3D-принтеров является быстрое прототипирование. Уже давно установлено, что при разработке какой-то сложной модели ее прототип позволяет сократить вероятность появления ошибок в конечном продукте. Многие крупные компании имеют в своих конструкторских подразделениях 3D-принтеры для разработки быстрых прототипов. Так, в свое время Porsche при помощи прототипа изучала работу тока масла в трансмиссии новой модели автомобиля 911.

Преимуществ у быстрого прототипирования множество. В первую очередь это возможность изменения и доводки прототипов во время изготовления. Все это приводит к тому, что компании имеют возможность учесть все особенности товара еще во время разработки.

Кроме того, сегодня 3D-принтеры востребованы при производстве деталей для малосерийного производства, мелких объектов для домашнего использования, сувениров. Но все это мелочь по сравнению с беспилотным самолетом Polecat от компании Lockheed. Большая часть деталей данного летательного аппарата была изготовлена с применением технологии трехмерной печати.

До некоторого времени 3D-принтеры были очень дорогим удовольствием, которое мог позволить себе только крупный бизнес. Цены на них начинались со 100 тысяч долларов. Конечно, и сейчас такие продвинутые модели пользуются спросом, но постепенно появляются и более массовые изделия. В частности, одним из таких трехмерных принтеров является модель Desktop Factory, которая стоит всего лишь 5 тысяч долларов. Конечно, у нее есть целый ряд ограничений. Так, она может воспроизводить модели не более 12,7 х 12,7 х 12,7 см. Но это все равно большой шаг вперед. И заявка на то, что уже в ближайшие 10 лет в домах простых людей станут появляться личные 3D-принтеры.

Трехмерную печать ждет серьезный скачок уже в ближайшее время. Упростятся 3д-редакторы, удешевится 3д-печать, сами принтеры станут компактнее, улучшатся свойства используемых материалов и каждый человек сможет изготовить себе, например, уникальный корпус для телефона или брелок, обладающий всеми необходимыми свойствами - прочность, влагостойкость, гибкость и т.д. без грязи, химии и каких-то специальных навыков, просто у себя дома на столе. Мне кажется это рано или поздно наступит.

Что же, это направление развивается уже достаточно давно. До некоторых пор оно было больше востребовано в промышленных и научных кругах. Но с 2008 года трехмерная печать начала активно внедряться и в повседневную жизнь людей. С легкой руки Philips и ряда других компаний данная технология стала интересна и физическим лицам. Сейчас о ней знают немногие, но это уже вопрос маркетинга и времени.

2.3 Аудиосистема

В персональных компьютерах применяются самые разнообразные схемы формирования звуковых сигналов - от простых до сложных.

Вроде бы проблема со звуком для персональных компьютеров решена окончательно. Редко встретишь материнские платы необорудованные аудиоконтроллером. Тем не менее, даже если считать вопрос с аудиоплатами закрытым, остается животрепещущей тема акустических систем.

Животрепещущим этот вопрос остается, потому что многие пользователи не ограничиваются просмотром видеофильмов и играми с объемным звучанием. Настоящие аудиофилы предпочитают качественный стереозвук с объемным звучанием и глубоким басом, не говоря уже об энтузиастах, которые занимаются созданием музыки при помощи своих персональных компьютеров. Для них вообще обязательным элементом домашней студии является качественная стереоакустика, даже если вся остальная роль возложена на компьютер со звуковой платой.

В наши дни на рынке очень много акустических систем, состоящих из двух активных колонок, и выполненных по системе 2.1. Подобные системы в народе называются «пищалками», потому что не способны обеспечить звук высокого качества даже на низком уровне громкости.

Совсем недавно идеалом в мире компьютерных (и не только) акустических систем была система 5.1 (пять сателлитов и один сабвуфер), но в последнее время производители акустики расширяют возможности своих систем, что привело сначала к появлению системы 6.1, а позднее и 8.1

Так же для выхода звука из ПК используются наушники.

Наушники - устройство для персонального прослушивания музыки, речи или иных звуковых сигналов. В комплекте с микрофоном могут служить головной гарнитурой - средством для ведения переговоров по телефону или иному средству голосовой связи. Кроме того, наушники используются в звукозаписывающих студиях для точного контроля записываемого трека музыкальной композиции.

Наименование «наушники» является разговорным синонимом термина «головные телефоны». Название «телефон» (telephone, от греч. tele - вдаль, далеко, и phone - звук) впервые применил Филипп Рейс (Philipp Reis) еще в 1861 году. А в 1899 году в одном из первых радиоприемников, созданных Поповым, преобразованные из радиосигналов колебания звуковой частоты, согласно описанию, прослушивались через головные телефоны. Так как приемники собирались не только в России и не только из российских комплектующих, именование наушников как «головные телефоны» возникло, скорее всего, при буквальном прочтении английского термина headphones (англ. head - голова, phone - телефон).

Классификация наушников:

· По способу передачи сигнала:

1) проводные - соединены с источником проводом, поэтому могут обеспечить максимальное качество звука (соответственно, имеющие профессиональную направленность наушники относятся исключительно к этому типу);

2) беспроводные - соединены с источником посредством беспроводного канала, того или иного типа - радио, инфракрасным, Bluetooth. Мобильны, но имеют привязанность к базе (излучателю) и ограниченный радиус действия, определяемый мощностью излучателя. Обладают более низким качеством звука по сравнению с проводными, в силу процесса модуляции при кодировании-декодировании, необходимых при передаче сигнала от излучателя к приёмнику в наушниках.

· По количеству каналов:

1) стереофонические - сигналы на каждый громкоговоритель передаются по отдельным каналам (наиболее распространенный тип);

2) монофонические - имеют два громкоговорителя (или телефонных капсюля) запитываемых общим сигналом, в редких случаях - один громкоговоритель, звук от которого передается как в стетофонендоскопе;

3) с дополнительными каналами - имеют более одного громкоговорителя для каждого уха, что позволяет имитировать объемное звучание или разделять каналы по частотным характеристикам.

· По типу конструкции (виду):

1) вставные (обиходное название - «вкладыши») - вставляются в ушную раковину;

2) внутриканальные (обиходное название - «затычки», «капельки», «беруши») - вставляются в ушной канал;

3) накладные - накладываются на ухо;

4) полноразмерные или мониторные (обиходное название - «лопухи» или «мониторы») - полностью обхватывают ухо.

· По типу крепления:

1) оголовье - наушники с вертикальной дужкой, которая соединяет две чашечки наушников;