| Меню сайта |
|
 |
| Ученикам |
|
|
| Учителю |
|
|
| Категории раздела |
|
|
| Наш опрос |
|
|
|
|
 | Устройства вывода |  |
Название: ДИСПЛЕИ, МОНИТОР.
Дисплей (анг. display — показывать) относится к основным устройствам любого ПК, без которого невозможна эффективная работа. Можно, конечно, выводить всю необходимую пользователю информацию о работе и состоянии системы на печатающее устройство (так оно и было в первых моделях ЭВМ), но это длительный и не очень наглядный процесс. Наиболее важная отличительная особенность современных компьютеров заключается в возможности почти мгновенного взаимодействия (работа в режиме реального времени) между системой и пользователем. В большинстве систем это взаимодействие осуществляется при помощи клавиатуры (и/или манипуляторов) и экрана дисплея. В процессе работы на экране дисплея отображаются как вводимые пользователем команды и данные, так и реакция системы на них.
Дисплей (анг. display — показывать) относится к основным устройствам любого ПК, без которого невозможна эффективная работа. Можно, конечно, выводить всю необходимую пользователю информацию о работе и состоянии системы на печатающее устройство (так оно и было в первых моделях ЭВМ), но это длительный и не очень наглядный процесс. Наиболее важная отличительная особенность современных компьютеров заключается в возможности почти мгновенного взаимодействия (работа в режиме реального времени) между системой и пользователем. В большинстве систем это взаимодействие осуществляется при помощи клавиатуры (и/или манипуляторов) и экрана дисплея. В процессе работы на экране дисплея отображаются как вводимые пользователем команды и данные, так и реакция системы на них Назначение. Устройство визуального отображения информации или, более точно, устройство отображения информации, находящейся в оперативной памяти, позволяющее обеспечить взаимодействие пользователя с аппаратным и программным обеспечением компьютера. Дисплей — это важнейший компонент пользовательского интерфейса.
Исторически сложилось так, что устройство отображения информации называют и дисплеем, и монитором (видеомонитором), и терминалом (видеотерминалом). Эти термины часто используются как синонимы, хотя каждое конкретное название используется, чтобы подчеркнуть, высветить требуемую особенность применения устройства.
Дисплей — это общее название устройства, показывающего, отображающего информацию. Под управлением ЭВМ в качестве дисплея может работать даже бытовой телевизор. Казалось бы, проблема решена — есть устройство, позволяющее быстро отображать состояние системы. Однако оказалось, что при продолжительной работе с ним пользователь быстро устаёт: это устройство существенно влияет на работоспособность, эмоциональный настрой, самочувствие и способно даже привести к потере зрения. Возникла необходимость оптимизировать характеристики экрана, добиться более чёткого и устойчивого изображения, чтобы избежать излишней утомляемости. Были разработаны специализированные устройства — мониторы, контролирующие процесс отображения (англ. monitor — староста в классе, наблюдающий за порядком; корректирующее или управляющее устройство).
Клавиатуру и монитор можно связать с компьютером как отдельные устройства или соединить их в терминал, связанный с компьютером как единое целое. Обычно терминалы используются в системах коллективного пользования, когда с одним и тем же центральным компьютером одновременно работают много пользователей. Это называется работой в режиме удаленного доступа.
Принцип работы.Так как информация бывает разной, то используются разнообразные устройства отображения информации. Краткая классификация дисплеев приведена на рисунке.
Отличие алфавитно-цифровых (иногда говорят «знакоместных») и графических дисплеев состоит в том, что:
- первые способны воспроизводить только ограниченный набор символов, причём символы могут выводиться только в определенные позиции экрана (чаще всего на экран можно вывести 24 или 25 строк по 40 или 80 символов в строке);
- вторые отображают как графическую, так и текстовую информацию, при этом экран разбит на множество точек (пикселей), каждая из которых может иметь тот или иной цвет. Из этих светящихся точек и формируется изображение.
Монохромные устройства способны воспроизводить информацию только в каком-либо одном цвете, возможно, с различными оттенками (градациями яркости). Встречаются чёрно-белые экраны, а также зелено-желтые. Многие специалисты признают, что для длительной работы за компьютером лучше использовать монохромный дисплей: глаза при этом устают намного меньше.
Цветные дисплеи обеспечивают отображение информации в нескольких оттенках цвета (от 16 оттенков до более чем 16 млн). Фактически, современные дисплеи могут отображать столько оттенков, сколько позволяет видеокарта, память которой хранит информацию о цветах точек экрана.
Как образуются цвета на экране современного дисплея?
Изображение состоит из отдельных зёрен экрана. Каждое зерно экрана состоит из трех пятнышек люминофора, одно из которых может светиться красным цветом (англ. Red), второе — зелёным (англ. Green), третье — синим (англ. Blue); каждое из этих пятнышек может и не светиться (быть темным). Комбинация красного и зелёного цветов дает жёлтый цвет, синего и зелёного — голубой, синего и красного — пурпурный, комбинация всех трёх цветов одной яркости дает белый цвет, отсутствие всех цветов дает чёрный цвет. Любой оттенок, различимый человеческим глазом, можно получить, «смешивая» эти три цвета в той или иной пропорции. Как такового смешения цветов не происходит — физически каждое пятнышко располагается на определенном месте. Особенность зрения человека состоит в том, что на некотором расстоянии от экрана он воспринимает близко расположенные цветовые точки различной яркости как единый элемент — пиксель. Цвет пикселя является результатом смешения в восприятии основных составляющих его цветов. Такая модель цветообразования называется RGB-моделью.
Наиболее распространены дисплеи на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Большинство персональных компьютеров оснащено в основном ЭЛТ-дисплеями. Они работают подобно бытовому телевизору.
Под воздействием электрических полей в «электронной пушке» разгоняется поток электронов. Далее при помощи электромагнитных полей пучок отклоняется в нужную сторону. Затем, проходя через апертурную решётку, этот поток фокусируется, доходит до экрана и заставляет светиться маленькое пятнышко люминофора (зерно экрана) с яркостью, пропорциональной интенсивности пучка. Так работают монохромные устройства. В цветных мониторах зерно экрана составляют три пятнышка люминофора разного цвета (красного, зелёного и синего) и потоки электронов посылаются тремя «пушками», причём электронный луч для каждого цвета должен попадать на свой люминофор.
Преимущества: современные ЭЛТ-дисплеи имеют высокое качество изображения, достаточно дёшевы и надёжны.
Недостатки: такие дисплеи достаточно громоздки, потребляют много энергии, имеют более высокий уровень излучения, чем дисплеи других типов.
Жидкокристаллические дисплеи (Liquid-Crystal Display), или LCD-дисплеи. Их действие основано на эффекте потери жидкими кристаллами своей прозрачности при пропускании через них электрического тока. Применяются преимущественно в портативных компьютерах (notebook).
Преимущества: жидкокристаллические дисплеи не создают вредного для здоровья пользователя излучения, наиболее экономичны в потреблении энергии, обеспечивают хорошее качество изображения.
Недостатки: такие дисплеи достаточно дороги, небольшие (14") размеры экрана; если смотреть на экран сбоку, то почти ничего нельзя разглядеть.
Газо-плазменные дисплеи (plasma displays). Действие основано на свечении газа при пропускании через него электрического тока. Схема такова: имеются два листа, между ними инертный газ; один из листов прозрачный, а на втором расположены электроды, на которые подаётся напряжение. Обычно газо-плазменные индикаторы состоят из нескольких подобных элементарных ячеек, число точек в каждой из которых подобрано наиболее оптимальным образом для отображения одиночных символов. (Выглядит это примерно так же, как часы в метро.) Эти дисплеи применяются в основном в специализированных ЭВМ для отображения строк символов.
Светодиодные матрицы (LED-дисплеи). Обычно применяются во встроенных ЭВМ (используемых в автоматизированных линиях на промышленном производстве, в робототехнике и так далее) для отображения небольших объёмов текстовой информации.
Перспективная разработка — панели на основе светящихся пластмасс (LEP-панели). Чем хороши LEP-элементы? Во-первых, они светятся сами, что снижает энергопотребление. Кусочки пластика, излучающего красный, синий, зелёный свет, наносятся на гибкую пластиковую основу точно так же, как люминофор на поверхность кинескопа, к ним подводятся проводники — экран готов. Во-вторых, такие панели имеют небольшой вес при больших размерах. Например, гибкий пластиковый экран размером 1 м2 может весить несколько десятков грамм. В-третьих, LEP-элементы надёжны.
На протяжении многих лет механизмы (способы) связи между компьютером и дисплеем непрерывно видоизменялись, всё более совершенствуясь. Для подключения дисплея к компьютеру необходима соответствующая карта — видеоадаптер.
Основные пользовательские характеристики:
- Размер экрана по диагонали. Измеряется в дюймах. Имеются 14", 15", 17", 21" и др. мониторы.Следует помнить, что размер изображения, как правило, на дюйм меньше размера кинескопа. Считается, что 15" монитор отлично подходит для работы в домашних условиях; 17" монитор необходим для профессиональной работы с графикой; размеры экрана, большие 21" для персонального монитора на сегодняшний день не очень удобны для пользования, так как экран тяжело окинуть взглядом.
- Размер зерна экрана — расстояние в миллиметрах между двумя соседними люминофорами одного цвета. Меньший размер зерна соответствует более резкой и контрастной картинке, создавая общее впечатление чистоты цвета и чёткого контура изображения. У мониторов разного типа размер зерна экрана может находиться в пределах от 0,18 до 0,50 мм. Наиболее оптимальными для восприятия считаются мониторы с зерном экрана от 0,24 до 0,28 мм.
- Разрешающая способность — число пикселей (точек экрана) по горизонтали и вертикали. Эта характеристика определяет контрастность изображения. Она зависит от размера экрана и размера зерна экрана, но может изменяться (в определённых пределах) с помощью программной настройки.
В таблице приведены некоторые оптимальные с точки зрения эргономики разрешающие способности при различных размерах кинескопа и зерна экрана.
Взаимосвязь размера экрана, размера зерна, разрешения экрана
| Размер экрана |
Размер зерна экрана |
| Разрешение 640x480 |
Разрешение 800x600 |
Разрешение 1024x768 |
Разрешение 1280x1024 |
Разрешение 1600x1200 |
| 14" |
0,35 |
0,28 |
0,22 |
0,18 |
0,16 |
| 17" |
0,43 |
0,34 |
0,27 |
0,22 |
0,19 |
| 21" |
0,50 |
0,40 |
0,31 |
0,25 |
0,22 |
- Число передаваемых цветов. Начиная со стандарта VGA, любой монитор способен отображать столько цветов, сколько обеспечивает видеокарта, вернее, объём памяти видеокарты.
Пример. Монитор вашего компьютера имеет размер 14". По паспортным данным вы определили, что размер зерна экрана равен 0,24. Объём памяти видеокарты — 512 Кб. Как определить, какую разрешающую способность и какую цветность вы можете установить на своём мониторе?
Определим, какое максимальное разрешение возможно. Длина диагонали экрана 14 дюймов к 14 • 2,54 • 10 мм = 355,6 мм. Длина стороны экрана: диагональ /√ 2 ≈ 250,42 мм.
Максимальное количество точек по одной из размерностей определяется как отношение длины стороны экрана к размеру зерна и составляет 250,42/0,24 ≈ 1044. Таким образом, на вашем экране можно установить максимальную разрешающую способность 1024x768. Конечно же, можно установить разрешение и 800x600, и 640x480.Рассмотрим сначала возможность установления разрешения 640x480. Разделим 512000 байтов ( ≈ 512 Кб видеокарты) на (640x480) точек экрана. Получим, что на одну точку у нас будет приходиться и 1,67 байта. Для хранения информации о цвете одной точки обычно используется либо 4 бита, либо 8 битов (1 байт), либо 16 битов (2 байта), либо 24 бита (3 байта) — эта характеристика называется глубина цвета. В нашем случае, для хранения кода цвета будет использоваться 8 битов (так как 8 битов < 1,67 байта < 16 битов) и всего можно установить 2 =256 цветов.
Рассмотрим возможность установления разрешения 800x600. 512000 байтов/(800х600) = 1,07 байта. Значит, можно установить 256-цветный режим работы. Рассмотрим возможность установления разрешения 1024x768. 512000/(1024х768) = 0,65 байта. Значит, можно установить только 24 = 16-цветный режим работы. Если же для работы вам требуется экран с наилучшими на сегодня параметрами, то для установки фотореалистичной цветовой палитры (16 777 216 оттенков) (глубина цвета равна при этом 24 бита) и высокой разрешающей способности (1600x1280) вам потребуется: 1600x1280x24 ~ 6 Мб видеопамяти и 21-дюймовый монитор с зерном экрана не выше 0,24 или 17-дюймовый монитор с зерном экрана 0,19.
- Частота кадровой развёртки (скорость регенерации экрана, частота синхронизации) — это число изображений на экране монитора, перерисовываемых лучом электронной трубки за единицу времени. Данный параметр показывает, с какой скоростью обновляется изображение на экране. Измеряется в герцах.При изменении изображения с частотой кадровой развёртки менее 50-60 Гц человеческий глаз успевает реагировать на изменение картины экрана, становится заметным мерцание экрана. При этом глаза устают, воспаляются, может появиться головная боль. Именно поэтому разработан европейский стандарт, определяющий минимальную допустимую частоту кадровой развёртки на уровне 70 Гц, а рекомендуемую — не менее 85 Гц.
- Соответствие стандартам безопасности. Поскольку при работе за компьютером наибольшее внимание уделяется пользователем именно изображению на экране дисплея, а ЭЛТ-монитор, как любой телевизор, излучает электромагнитные волны во всех диапазонах — от частоты развёртки кадров (50-100 Гц) до рентгеновского, то здоровья это не добавляет. И если от телевизора можно отодвинуться, то при работе с компьютером возникают проблемы. Поэтому были разработаны мониторы с внутренним экранированием и пониженным уровнем излучения (LR — Low Radiation). Позже были приняты стандарты на допустимый уровень излучения монитора — MPR II и ТСО'92. Глазу вредят и блики — отражение от экрана постороннего света. Специальное антибликовое покрытие хороших мониторов поглощает отражённый свет. Снизить излучение и отражение можно, навесив на монитор специальный экран.
Кинескоп излучает мощные электромагнитные волны не только вперёд, но и вбок, и назад. Экран может защитить от излучений вас, но не ваших соседей по комнате. Ставьте монитор «спиной» к стене, поскольку наиболее опасной зоной в персональном компьютере являются задние панели системного блока и дисплея. И старайтесь не работать за мониторами, не соответствующими стандарту безопасности.Название: ВИДЕОКАРТА, ВИДЕОАДАПТЕР. Назначение. Видеокарта — это устройство, управляющее дисплеем и обеспечивающее вывод изображений на экран. Она определяет разрешающую способность дисплея и количество отображаемых цветов.
Принцип работы. Сигналы, которые получает дисплей (числа, символы, изображения и сигналы синхронизации) формируются именно видеокартой. Возможности ПК по отображению информации определяются совокупностью (и совместимостью) технических характеристик дисплея и его видеокарты, то есть видеосистемы в целом. Практически все современные видеокарты принадлежат к комбинированным устройствам и помимо главной своей функции — формирования видеосигналов — осуществляют ускорение выполнения графических операций. Для этого на видеокарте устанавливаются специальные процессоры, позволяющие выполнять многие операции с графическими данными без использования центрального процессора. Такие устройства называются видеоадаптерами или видеоакселераторами. Они значительно ускоряют вывод информации на экран дисплея при работе с графическими программными оболочками, трёхмерной графикой и при воспроизведении динамических изображений.
Видеокарта состоит из: - набора микросхем (или одной интегрированной микросхемы — видеоакселератора);
- цифроаналогового преобразователя данных, находящихся в видеопамяти, в видеосигнал;
- видеопамяти;
- самой платы с разъёмами.
Основные пользовательские характеристики.
В настоящее время насчитывается более 30 модификаций видеокарт, различающихся конструкцией, параметрами и стандартами. Классификация видеокарт по принятым стандартам приведена в таблице
Виды и основные пользовательские характеристики видеокарт
| Название видеокарты |
Название монитора |
Разрешение |
Объём видеопамяти |
Количество отображаемых цветов |
| MDA — Monochrome Display Adapter |
MD |
720x350 |
64 бита - 128 Кб |
2 |
| CGA — Color Graphics Adapter |
CD |
640x200 |
128 Кб |
16 |
| HGC — Hercules Graphics Card |
MD + |
720x348 |
128 Кб |
2 |
| EGA (1984)-Enhanced Graphics Adapter |
ECD |
640x350 |
128 битов - 512Кб |
16-64 |
| VGA (1987) — Video Graphics Array |
BCD |
640x480 |
256 - 512 Кб |
256 |
| SVGA — Super VGA |
BCD |
800x600 |
256 Кб - 1 Мб |
256 - 16 млн. |
| XGA — extended Graphics Array |
ECD |
1600x1200 |
1 - 4 Мб |
16 млн. |
Название: ПРИНТЕР.  Назначение. Печатающее устройство для получения «твёрдой» копии документа. Современные принтеры позволяют печатать на различной бумаге, на конвертах, специальных этикетках и ярлыках, особой полиграфической плёнке, ткани. Печать может быть как однотонной, так и цветной. Принцип работы. Все печатающие устройства подразделяются: - по способу формирования изображений на построчные, точечно-матричные, страничные;
- по принципу работы на ударные, игольчатые (ударно-матричные), струйные, лазерные, термографические.
Струйные принтеры чрезвычайно надёжны и весьма неприхотливы к качеству бумаги. Их производительность заметно выше, чем у матричных принтеров. Работают они настолько бесшумно, что фирма Canon в маркетинге своих струйных принтеров даже пользуется рекламным девизом «The Sound of Silence» — «звучание тишины». Лазерные принтеры работают очень тихо и значительно быстрее игольчатых и струйных принтеров и дают отпечатки замечательного качества — очень чёткие, контрастные. Благодаря такому качеству печати, страницы, отпечатанные на лазерном принтере, могут служить полиграфическим макетом для изготовления печатных форм. Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения с качеством, близким к фотографическому, используются термографические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса. Основу печати составляет нагрев красителя и перенос его на бумагу в жидкой или газообразной форме. Основные пользовательские характеристики (табл. 1, 2): Разрешающая способность — число точек на дюйм (измеряется в dpi) или, для игольчатых принтеров, число символов на дюйм (cpi). Например, разрешение 600 dpi означает, что точка может быть помещена в любую из 600 позиций в пределах одного дюйма. При этом нельзя забывать, что разрешение зависит от качества бумаги; Скорость печати определяется двумя факторами — временем механической протяжки бумаги и скоростью обработки поступающих данных. Для матричных и струйных принтеров измеряется в знаках в секунду — cps (characters per second), для струйных и лазерных — в страницах в минуту; Объём памяти. Принтеры, как правило, оборудованы процессором и внутренней памятью (буфером), которые принимают и обрабатывают данные. Действует правило: чем больше памяти, тем лучше; Сроки службы печатающей головки, картриджа, барабана определяются в документации к конкретной модели принтера. В построчных принтерах на печатающей планке формируется сразу вся строка. Каждый символ строки выбирается из готовых литер, которые запрессованы или отлиты на специальных пластинках (как в пишущих машинках). В точечно-матричных устройствах печать осуществляется при помощи особой печатающей головки, которая имеет либо несколько игл (обычно 9 или 24) либо сопла для чернил. Головка передвигается горизонтально над бумагой и отдельные иглы или сопла, подчиняясь командам компьютера, наносят на поверхность листа краску (либо, ударяя по носителю через красящую ленту, либо «выстреливая» из сопла капельку чернил). К страничным устройствам печати относятся в основном лазерные принтеры. Сначала они формируют образ полной страницы в своей памяти (именно поэтому им нужно так много памяти: от 0,5 Мб до десятков мегабайтов при цветной печати). Изображение в лазерном принтере создается лазерным лучом на светочувствительном барабане внутри принтера. Там, где луч засвечивает поверхность барабана, возникает сильный электрический разряд и в результате электростатического взаимодействия в это место притягиваются пылинки сухой краски — тонера. При прокатывании листа бумаги вдоль барабана рисунок переносится на бумагу, а затем фиксируется за счёт нагрева или давления. В некоторых моделях принтеров вместо лазера с успехом используются светодиоды, однако все принтеры, устроенные по такому принципу, принято называть лазерными.
Название: ПЛОТТЕР или ГРАФОПОСТРОИТЕЛЬ. 
Назначение. Плоттер является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Он предназначен для вывода таких графических материалов, как чертежи, графики, схемы, диаграммы, входящие в комплект конструкторской или технологической документации. Принцип работы. Пишущий узел имеет несколько штифтов для закрепления специальных фломастеров. Штифты могут подниматься над бумагой (линия не рисуется) или опускаться для рисования. Узел перемещается вдоль бумаги по специальным направляющим. Плоттеры бывают планшетными и рулонными.
В планшетных плоттерах пишущий узел перемещается (в плоскости) над неподвижной бумагой. Например, если необходимо провести линию, то печатающий узел перемещается в ее начальную точку, опускается штифт с пером, соответствующим толщине и цвету проводимой линии, и затем перо перемещается до конечной точки линии.
В рулонных (барабанных) плоттерах лист бумаги перемещается (в одном из направлений) с помощью роликовых прижимов, а пишущий узел перемещается не в плоскости, а по одной линии (в направлении, перпендикулярном к перемещению бумаги). Такие плоттеры могут создавать длинные (до нескольких метров) рисунки и чертежи.Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа, в котором используются специальные фломастеры. Кроме них могут применяться чернильные, шариковые «перья», рапидографы и др.
Таблица 1. Основные пользовательские характеристики принтеров
| |
Типы принтеров |
| Игольчатые |
Струйные |
Лазерные |
Термографические |
| Разрешающая способность |
10-20 cpi |
360-720 dpi |
300-600 dpi |
300-600 dpi |
| Скорость печати |
200-400 cps |
200-800 cps; 2-8 страницы в минуту |
4-24 страницы в минуту |
0,1-0,7 страниц/мин |
| Объём памяти |
4-64 Кб |
4-64 Кб |
1-8 Мб |
1-16 Мб |
Таблица 2. Xарактеристики принтеров по расходным материалам
| Наименование |
Ресурс |
| Печатающая головка 9-48 игл |
100-300 млн. символов |
| Красящая лента |
3 млн. символов |
| Чёрный картридж (струйный |
500-1100 страниц |
| Цветной картридж (струйный) |
250-700 страниц |
| Чёрный картридж (лазерный) |
3000-20 000 страниц | Программная поддержка. Драйверы принтеров непрерывно развиваются. Есть драйверы, поддерживающие работу целого класса принтеров; для некоторых принтеров используются только специальные драйверы. Как правило, при покупке принтера редко нужно заботиться о его драйвере, поскольку в настоящее время операционные системы имеют обширный набор драйверов принтеров.
|
|
|
