Аппаратное обеспечение ЭВМ: обзор и характеристика устройств вывода ПК.

Электро́нно-вычисли́тельная маши́на (сокращённо ЭВМ) — комплекс технических, аппаратных и программных средств, предназначенных для автоматической обработки информации, вычислений, автоматического управления. При этом основные функциональные элементы (логические, запоминающие, индикационные и др.) выполнены на электронных элементах.

Согласно Большому энциклопедическому словарю (2000) ЭВМ — то же, что компьютер.

Аппаратными средствами (Hard ware) называют совокупность всех устройств, которые составляют компьютер или могут к нему добавляться по мере необходимости.

Аппаратное обеспечение компьютера можно разделить на две части:

 основные устройства компьютера;

 дополнительные устройства компьютера.

К основным устройствам компьютера относятся:

 устройства вывода информации (монитор, принтер, колонки,…);

 устройства ввода информации (мышь, клавиатура, сканер,…);

 системный блок.

Устройства ввода : 1. клавиатура; 2. мышь, джойстик, трекбол; 3. сканер (для автоматического считывания графики и текстов).

Устройства вывода :

1. монитор;

Монитор

Монитор — устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты, разрешающая способность.

Размер монитора измеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения — дюймы. Стандартные размеры: 14"; 15"; 17"; 19"; 20"; 21". В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 15 и 17 дюймов, а для операций с графикой желательны мониторы размером 19-21 дюйм.

Часть мониторов оснащена маской из вертикальных проволочек, что усиливает яркость и насыщенность изображения. Чем меньше шаг между отверстиями или щелями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,25-0,27 мм. Устаревшие мониторы могут иметь шаг до 0,43 мм, что негативно сказывается на органах зрения при работе с компьютером. Модели повышенной стоимости могут иметь значение менее 0,25 мм.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера, хотя предельные возможности определяет все-таки монитор.

Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считают значение 75 Гц, нормативным — 85 Гц и комфортным — 100 Гц и более.

Разрешающая способность (определяет степень четкости изображения) определяется количеством строк на экране и количеством пикселов в строке. Стандартные разрешения: 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200 и др. Возможное разрешение зависит от фактического размера экрана.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности. В настоящее время общепризнанными считаются следующие международные стандарты: MPR-II, ТСО-92, ТСО-95, ТСО-99 (приведены в хронологическом порядке). Стандарт MPR-II ограничил уровни электромагнитного излучения пределами, безопасными для человека. В стан-дарте ТСО-92 эти нормы были сохранены, а в стандартах ТСО-95 и ТСО-99 ужесточены. Эргономические и экологические нормы впервые появились в стандарте ТСО-95, а стандарт ТСО-99 установил самые жесткие нормы по параметрам, определяющим качество изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовые свойства покрытия).

Экраны мониторов с ЭЛТ бывают выпуклыми и плоскими.

Позаимствовав технологию у изготовителей плоских индикационных панелей, некоторые компании разработали жидкокристаллические дисплеи, называемые также LCD-дисплеями (Liquid-Crystal Display). Для них характерен безбликовый плоский экран и низкая потребляемая мощность (модели таких дисплеев потребляют 5 Вт, в то время как мониторы с электронно - трубкой — порядка 100 Вт). По качеству цветопередачи жидкокристаллические панели с активной матрицей в настоящее время превосходят большинство моделей мониторов с электронно-лучевой трубкой.

В последнее время появились плазменные мониторы, обладающие высоким качеством формируемого изображения и значительными размерами (до 1 м по диагонали при толщине 10 см)

2. Принтер (англ. Printer, от print — печать) — это внешнее периферийное устройство компьютера, предназначенное для вывода текстовой или графической информации, хранящейся в компьютере, на твёрдый физический носитель, обычно бумагу или полимерную плёнку, малыми тиражами (от единиц до сотен) без создания печатной формы. Принтеры предназначены для вывода на бумагу (создания "твердой копии") числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.

В последние годы широкое распространение получили черно-белые и цветные струйные принтеры. В них используется чернильная печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу. Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения.

Типы принтеров

Матричные принтеры этопринтеры ударного действия. Печатающая головка матричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24), которые под воздействием магнитного поля "выталкиваются" из головки и ударяют по бумаге (через красящую ленту). Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество печати оставляет желать лучшего (соответствует примерно качеству пишущей машинки).

Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту) и производят мало шума. Качество печати (в том числе и цветной) определяется разрешающей способностью струйных принтеров, которая может достигать фотографического качества 2400 dpi. Это означает, что полоска изображения по горизонтали длиной в 1 дюйм формируется из 2400 точек (чернильных капель).

Лазерные принтеры обеспечивают практически бесшумную печать. Высокую скорость печати (до 30 страниц в минуту) лазерные принтеры достигают за счет постраничной печати, при которой страница печатается сразу целиком. Высокое типографское качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет высокой разрешающей способности, которая может достигать 1200 dpi и более.

Характеристики принтеров различаются по их типам:

Игольчатые обладают разрешающей способностью в 10-20 cpi, скоростью печати 2-4 страниц в минуту, а также объёмом памяти в 4-64 кб.

У струйных принтеров разрешающая способность в 360-720 dpi, скоростью печати 2-8 страниц в минуту и объёму памяти также как у игольчатых 4-64 кб.

Лазерные имеют разрешающую способность в 300-600 dpi, скорость печати 4-24 страниц в минуту, объёмом памяти 1-8мб.

Термографические принтеры обладают разрешающей способностью в 300-600 dpi, малой скоростью печати, всего в 0,1-0,7 страниц в минуту, но большем объёмом памяти 1-16мб.

Потребление расходных материалов для принтеров зависит от принципа действия принтера, а также объёма его работы: для расхода печатающей головки 9-48 игл можно использовать 100-300 млн. символов, красящей ленты 3 миллиона символов. Черный картридж для струйного принтера выводит 500-1100 страниц, а при использовании цветных картриджей 250-700 страниц. Картридж для лазерного принтера способен распечатать около 3000-20000 страниц.

3. Колонки – периферийное устройство вывода, которое служит для воспроизведения звука.

В основном используется акустическая система состоящая их двух колонок, но существуют варианты и с большим числом. Колонки различаются габаритными размерами, формой и мощностью звучания. Помимо использования в персональных компьютерах используются в автомобилях, а также для домашнего «прослушивания» через музыкальные центры. Колонки, они же акустическая система преобразуют электрический сигнал в звуковое давление. Колонки бывают однополосными с одним широкополосным излучателем и многополосными с двумя и большим количеством головок, которые создают звуковое давление в своей частотной полосе. Также колонки разделяют на: активные, имеющие встроенный усилитель, регулятор громкости, а также тембра, таким колонкам требуются дополнительные источники питания; пассивные обладающие малой мощности.

Наушники являются устройством для персонального прослушивания звуковой информации. В основном используется повседневно молодежью.

Благодаря современным технологиям наушники могут передавать звук не только через провода, но и по беспроводным каналам такими как bluetooth, радио- или инфракрасный. Такой тип устройства очень мобильно, но имеют ограниченную дальность приема передачи звука. Также обеспечивают низкое качество звука по сравнению с проводными.

Конструкция наушников делятся на: вставные они же вкладыши, которые устанавливаются в ушную раковину; канальные/внутриканальные или затычки – устанавливаются в ушной канал; накладные, которые «накладываются» на ухо; полноразмерные или мониторные – охватывают все ухо.

Акустическое оформление наушников разделяют на: наушники открытого типа которые частично пропускают внешние звуки в котором достигается более-менее естественное звучание. Такие наушники не давят на внутреннее ухо; наушники полуоткрытого типа, преимущество такого типа в том, что они обеспечивают частичную звукоизоляцию; наушники закрытого типа позволяют обеспечить полную звукоизоляцию.

Для подключения наушников используют типы соединения такие как: jack, mini jack, micro jack.

Основными характеристиками наушников являются:

Частотная характеристика - она влияет на качество звуков. В среднем частота достигает от 18гц до 20000гц. Для профессиональных наушников используется интервал частот от 5гц до 60000 гц.

Чувствительность влияет непосредственно на громкость наушников. В среднем наушники обеспечивают громкость звука не менее 100дб.

По сопротивлению наушники на высокоомные и низкоомные (это разделение уже зависит непосредственно от типа наушников). Полу размерные наушники обладают сопротивлением до 100 ом, их считают низкоомными. Наушники вертикального типа чье сопротивление сопротивления выше 32 ом являются высокоомными. Большинство современных наушников обладают сопротивлением в 32ома. Наушники, обладающие 16ом сопротивлением, имеют повышенное излучаемой акустической мощью.

Максимальная входная мощность влияет непосредственно на громкость звучания.

Уровень искажения. Он определяется в процентах. Чем меньше уровень, тем вышке качество звучания. С частотой от 100гц до 2000гц является приемлемым искажение до 1%, а для частот ниже 100гц до 10%.

4. Плоттеры (графопостроители). Это устройство применяется только в определенных областях: чертежи, схемы, графики, диаграммы и т. п. Широкое применение нашли плоттеры совместно с программами систем автоматического проектирования, где частью результатов работы программы становится конструкторская или технологическая документация. Незаменимы плоттеры и при разработках архитектурных проектов. Поле черчения плоттера соответствует форматам А0-А4, хотя есть устройства, работающие с рулоном не ограничивающие длину выводимого чертежа (он может иметь длину несколько метров).

То есть различают планшетные и барабанные плоттеры: Планшетные плоттеры, в основном для форматов А2-А3, фиксируют лист и наносят чертеж с помощью пишущего узла, перемещающегося в двух координатах. Они обеспечивают более высокую по сравнению с барабанным точность печати рисунков и графиков.

Рулонный ( барабанный) плоттер – остается фактически единственным развивающимся видом плоттера с роликовой подачей листа и пишущим узлом, перемещающимся по одной координате (по другой координате перемещается бумага). Распространены режущие плоттеры для вывода чертежа на пленку, вместо пишущего узла они имеют резак. Связь с компьютером плоттеры, как правило, осуществляют через последовательный (COM), параллельный (LPT) или SCSI-интерфейс. Некоторые модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и более). В настоящее время стандартом де-факто для планшетных графопостроителей являются устройства фирмы Hewlett-Packard. Кроме того, графический язык HP-GL (Hewlett-Packard Graphics Language) также стал фактическим стандартом в промышленности. Неплохими плоттерами считаются модели DXY от фирмы Roland. Помимо того, что все они совместимы с HP и HP-GL, данные модели используют и собственный графический язык DXY-GL.

В плоттерах могут использоваться как специальные технологии (например, в электростатических), так и технологии, хорошо знакомые по принтерам (термо-, лазерная, LED, струйная). В настоящее время струйные устройства получают все большее распространение. Например, плоттеры Hewlett-Packard семейства DesignJet формата А0 и А1 работают в 4-5 раз быстрее, нежели их перьевые собратья. Используя два струйных чернильных картриджа, струйный плоттер работает с разрешением не хуже 300dpi и имеет два режима: чистовой и эскизный. Применяемый в эскизном (черном) режиме алгоритм позволяет почти вдвое сократить расход чернил. Обычно струйные плоттеры могут эмулировать наиболее известные принтеры, например Epson 1050 и IBM ProPrinter XL24E.

5. Проекционная техника

Мультимедиа-проекторы – прочно вошли в нашу жизнь в конце XX столетия, и сейчас без них невозможно представить многие сферы человеческой деятельности. Это учебный процесс, презентации, шоу-бизнес и домашнее кино. Мультимедиа-проектор позволяет воспроизводить на большом экране информацию, получаемую от самых разнообразных источников сигнала: компьютера, видеомагнитофона, видеокамеры, фотокамеры, DVD-проигрывателя, игровой приставки.

Современный проектор – наиболее совершенное звено в цепи эволюции проекционного оборудования, начало которой положили слайдпроекторы, позволяющие демонстрировать на большом экране фотографические диапозитивы. Им на смену пришли так называемые оверхед-проекторы, проецирующие изображения с просвечиваемых материалов больших размеров. Возможности современных мультимедиа-проекторов поистине безграничны по сравнению с их предшественниками. Изображение в мультимедиа-проекторе формируется несколькими основными способами: с помощью жидкокристаллических панелей (LCD-технология) и с помощью микрозеркальных чипов DMD (DLP-технология).

В LCD-проекторах свет от лампы проходит через жидкокристаллическую панель, на которой как на обычной пленке, но с помощью цифровой электронной схемы создается картинка. Свет проходит через панель и объектив, и в результате на экран проецируется увеличенное во много раз изображение.

В DLP-проекторах свет от лампы отражается от множества управляемых электроникой микрозеркал и также через объектив попадает на экран. Основная характеристика мультимедиа-проектора — его яркость, или световой поток. Чем мощней световой поток, тем больший размер изображения можно получить при заданных освещенности и качестве материала экрана. Световой поток (измеряемый в ANSI-люменах) зависит от конструкции проектора, качества LCD-панелей, мощности и типа лампы. Разрешение LCD-панели или DMD-чипа — следующий важный параметр, влияющий на выбор проектора. Большинство панелей и чипов разрабатывается с учетом стандартных разрешений, принятых для компьютеров: 640×480 (VGA), 800×600 (SVGA), 1024×768 (XGA), 1280×1024 (SXGA). Если же разрешение проецируемого изображения будет отличаться от базового разрешения проектора (разрешения его LCD-панели или DMD-чипа), оно будет пересчитано при воспроизведении с помощью специального алгоритма практически без потери качества. В последнее время стали появляться мультимедиа-проекторы с LCD-панелями стандарта Wide XGA с разрешением 1366×768, предназначенные в основном для просмотра видеоизображений. Их появление обусловлено популярностью «широких» экранов с соотношением сторон 16:9, вместо традиционного 4:3.

Мультимедиа-проектор — современное и высокотехнологичное устройство. Надежность большинства выпускаемых моделей велика, и пользователю вряд ли придется обращаться в сервисный центр с просьбой о ремонте. Единственная заменяемая деталь проектора — его лампа. В большинстве проекторов используются дуговые лампы с высокой яркостью и более ровным по сравнению с лампами накаливания спектром. Средний срок их службы — 2000 часов работы. Иногда бывает полезно применять функцию экономного режима работы лампы, вдвое продлевающего ее ресурс.