ТЕМА 5

АПАРАТНЕ І ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ РОБОЧОГО МІСЦЯ ЧИТАЧА

1.Вимоги та рекомендації до апаратного забезпечення

Для роботи з електронним виданням, інакше, для його читання, необхідне певне апаратне і програмне забезпечення робочого місця користувача. Основними компонентами апаратного забезпечення є тип використовуваного комп'ютера або склад його системного блока і тип і параметри засоби візуалізації інформації – монітора. У складі системного блока основну роль грають материнська плата і ядро ​​комп'ютера, що визначає його тип і швидкісні характеристики, а саме процесор, оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) і кеш-пам'ять першого і другого рівнів.

При оцінці продуктивності й інших споживчих якостей персонального комп'ютера значну роль відіграє тип накопичувача на магнітному диску, його інформаційний обсяг і швидкісні характеристики, а також наявність вільного простору на ньому для буферизації даних. Для роботи з виданнями важлива наявність дисководу для компакт-дисків та його характеристики. Якщо ж комп'ютер призначається для роботи з мережевими виданнями, то необхідна мережева карта (для роботи в локальній мережі) або модем і оплачений доступ в глобальну мережу Інтернет через спеціальну посередницьку фірму - провайдер.

1.1.Вимоги до центральної частини або ядра пк

Вимоги до центральної частини або ядра ПК повністю залежать від форматів електронних видань, для роботи з якими призначається цей комп'ютер. Для текстового підручника, в якому міститься лише незначна кількість простої графіки, цілком підходять навіть давно застарілі комп'ютери з процесорами типу 386DX або 486. Проте для роботи з якісною графікою і анімацією у форматі GIF краще поставити процесор Pentium 166 ММХ з мінімальним розміром пам'яті в 16 Мб. Якщо ж передбачається працювати з посібниками, що включають в себе аудіо- і відеофайли у форматах MPEG, то краще мати комп'ютер з процесором не менше, ніж Pentium II Celeron 300, причому з ОЗУ не менше 32 Мб (краще 64 Мб).

1.2.Монітори та вимоги до них

Монітор – один з небагатьох компонентів обчислювальної системи, з якими людина взаємодіє безпосередньо. Він значною мірою визначає, наскільки комп'ютер зручний в обігу. При цьому не слід забувати, що робота відеокарти і монітора тісно пов'язані один з одним, і для створення гармонійної системи візуалізації інформації однаково важлива продуктивність обох. Хоча ринок моніторів активно розвивається, з'являються нові технології, оновлюється асортимент моделей – критерії їх вибору, по суті, не змінилися. До монітора, як і колись, висувається єдина основна вимога – він повинен якісно відображати зображення, яке надходить у вигляді керуючих відеосигналів з відеокарти.

Монітор купується в розрахунку на конкретні сфери застосування – офісні завдання, настільно-видавничі роботи, ін. з урахуванням реальної тривалості його щоденної роботи. Ці вихідні умови зумовлюють вибір розміру екрану, вимоги до його частотних характеристик і роздільної здатності, а також необхідність відповідати певним стандартам ергономіки. Випадок електронного видання найближче до роботи у складі настільно-видавничої системи. Найбільш очевидними критеріями вибору монітора вважаються ціна і розмір діагоналі екрану. В даний час виробники пропонують покупцям моделі з діагоналями 15, 17,19, 20 і 21 дюймів (14-дюймові вже не задовольняють вимогам сучасності).

Від розміру екрану залежить роздільна здатність монітора, тобто повна кількість точок видимого зображення по горизонталі і по вертикалі. Якщо довжина діагоналі екрану не перевищує 15 дюймів, то розділення, що забезпечує прийнятну якість зображення, становитиме 800x600 пікселів; для 17-дюймового монітора цей показник дорівнює 1024x768, а для моделі з діагоналлю 20 або більше дюймів – 1280x1024 крапок. При завданні більш високих значень розділення відстані між точками наближаються до граничного значення, а чіткість і контрастність зображення знижуються. До того ж і букви стають менш розбірливими. Неприємний наслідок цього – головний біль через перенапруження очей.

Розмір екрана сам по собі не гарантує якості. Основні споживчі властивості монітора – розділення і частота зміни кадрів – залежать від його головних технічних характеристик: максимальної рядкової частоти і частотного діапазону відеопідсилювача. Щоб очі не втомлювалися, рекомендується монітор з частотою кадрів не менше 75 Гц, що забезпечує немерехтливе зображення і відповідний міжнародним стандартом в області ергономіки ISO 9241-3. Згідно з результатами випробувань, при цій частоті 90% користувачів не помічають мерехтіння екрану, а при 80 ~ 90 Гц його не відчуває практично ніхто.

Не має вирішального впливу на вибір монітора і те, що знаходиться усередині електронно-променевої трубки - тіньова маска, апертурна решітка (Sony Trinitron, Mitsubishi DiamondTron) або гібридна щілинна маска (NEC ChromaClear). Кожна з цих технологій має свої переваги і недоліки, і вибір тієї чи іншої технології, взагалі кажучи, справа смаку.

Широкому колу споживачів призначаються монітори з діагоналями в 15 і 17 дюймів. Хоча рекламні проспекти рясніють твердженнями про підтримку ними розділення 1280x1024 точок, це технічно нереально. «Пятнадцатидюймовики» мають мінімальні необхідні властивості – здатність 800x600 пікселів. Однак багато сучасних програми розроблені в розрахунку на більш високу роздільну здатність. На 15-дюймовому моніторі працювати з ними незручно, оскільки значну частину часу займає «прокрутка» зображень (особливо дратує будь-якого користувача горизонтальний скролінг).

На наступному, більш високому рівні знаходяться 17-дюймові монітори, які вже встигли стати офісним стандартом. Тому, хто проводить за комп'ютером по кілька годин на день, доцільно вибрати саме таку модель. Монітори з тонкими 0,24-мм масками здатні представляти картинку з роздільною здатністю 1152x864. При цьому шрифти невеликого розміру ще цілком розбірливі, і фрагменти текстів можна переглядати і у вікнах, що займають лише частину екрана.

Сервісні функції для монітора не головна, хоча й бажана умова. Сучасним плоским кінескопам необхідна велика кількість електроніки для автоматичної корекції спотворень. Мікропроцесорні засоби управління, сьогодні стали стандартною приналежністю практично будь-якої моделі, і забезпечують користувачеві більш-менш широкі можливості налаштування монітора. Вони запам'ятовують параметри настройки при різних розділеннях. Таким чином, при зміні режимів картинка завжди залишається чіткою, і необхідність у додатковій регулюванню відпадає.

Директиви міжнародного стандарту ТСО'95 і більш актуальна їх версія ТСО'99 визначають максимальні значення інтенсивності випромінювань і функції енергозбереження для моніторів, а також параметри якості зображення (мерехтіння, чіткість, що відображає здатність, лінійність і розподіл яскравості). Рекомендації ТСО'99 також регламентують тепловиділення і рівень шуму.

Для споживача важливий не тільки рівень випромінювань монітора, але і його енергоспоживання. Завдяки затемненню екрана енергія економиться лише незначно – приблизно на 20%. Функції управління витратою потужності гарантують зниження витрати потужності: у режимі готовності – до 30 Вт і менше, в режимі відключення – до 8 Вт і менше

У продажу є монітори з вбудованими динаміками і навіть відеокамерами, призначені для мультимедійних додатків. При їх купівлі слід перевіряти якість не тільки картинки, але і звуку. У деяких випадках зображення страждає від електромагнітних полів, створюваних динаміками. Цікаві моделі мультимедіа-моніторів пропонують, зокрема, фірми Nokia і NEC.

Зараз рідкокристалічні екрани практично витіснили монітори з електронно-променевими трубками. Ціни на великоформатні рідкокристалічні (РК) монітори знизилися до розумних меж. Однак сучасна TFT-технологія плоских екранів на рідких кристалах в даний час ще далека від досконалості: колірні відтінки і контрастність помітно змінюються в залежності від кута огляду. Для боротьби з цими недоліками розробляються всі нові більш-менш ефективні способи. Крім того, для РК-дисплеїв необхідні спеціальні відеокарти, які здатні генерувати цифровий відеосигнал. Кілька великих виробників відеокарт, наприклад ATI, Elsa, Matrox і STB, поставляють на ринок такі моделі.

Сучасні монітори з РК-дисплеями мають ряд переваг у порівнянні зі своїми конкурентами на електронно-променевих трубках (ЕПТ):

1. У них відсутнє шкідливе для здоров'я рентгенівське випромінювання, вони не випромінюють електромагнітного поля, і самі нечутливі до впливу таких полів.

2. У плоских РК-моделях, на відміну від моніторів з ЕПТ, видима поверхня екрана використовується практично повністю. Наприклад, діагональ корисної поверхні екрана 13,8-дюймового РК-монітора дорівнює 350 мм – як у 15-дюймового ЕПТ-монітора, а 15-дюймова РК-модель має ту ж корисну екранну площа (діагональ 381 мм), що і 17-дюймова модель з ЕПТ.

3. Для ЖК-моделей завдання зведення променів неактуальне. Картинка залишається однаково чіткою не тільки в центрі екрана, але і по краях, і відрізняється високою контрастністю, у десятки разів перевищує показники ЕПТ-моніторів, а також значно більшою світловіддачею.

4. РК-монітори споживають значно менше електроенергії (в середньому на 40-50%).

5. Вони відрізняються компактністю і малою вагою.

Недоліки РК-моніторів також добре відомі. Це досить значна вартість і більш вузький діапазон кольоровості, оскільки всі основні кольори виходять з білого світу, пропущеного через колірні фільтри (по одному на кожну з RGB-складових).

Незважаючи на ці недоліки, фахівці в галузі освіти та електронних засобів навчання вважають найбільш перспективним для роботи з електронним виданнями переносний комп'ютер з РК-монітором достатнього формату (діагональ не менше 13,8 дюймів).

1.3. CD-ROM-накопичувачі для роботи з переносними виданнями

Компакт-диски є важливим засобом поширення електронних видань. CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory) – це оптичний накопичувач, що являє собою пам'ять тільки зі зчитуванням інформації. Інформація на такий диск заноситься шляхом перенесення з так званого майстер-диска за допомогою спеціального штампа. Аналогічно виготовляються й аудіо компакт-диски. Подібним же способом з початку XX століття виготовлялися грамплатівки, що використовувалися в механічних, а пізніше - в електромеханічних грамофона.

З технологічної точки зору CD-ROM являє собою диск діаметром близько 120 мм і товщиною близько 1,2 мм. Основна його частина – це підкладка, що виготовляється на основі полікарбонатного пластику, на яку за допомогою пресу наноситься рельєф або інформаційний зміст диска. Після пресування на лицьову (інформаційну) сторону диска наноситься дзеркальне покриття (зазвичай це алюмінієва плівка завтовшки в декілька мікрон), на яке зверху напилюється захисний шар лаку, що охороняє інформаційний і береже шари від ушкодження.

Інформація нанесена на компакт-диск не у вигляді набору концентричних доріжок, як це виконано в накопичувачах на магнітних дисках, а у формі спіральної доріжки, що розгортається від внутрішньої області диска до периферії. Сама інформація міститься на цій доріжці у вигляді так званих «питів», тобто мікроскопічних поглиблень і проміжків між ними. Ширина інформаційної доріжки і лінійний розмір, що відповідає одному біту інформації, близький до 0,6 мкм.

Накопичувачі інформації на магнітних дисках використовують привід з постійною кутовою швидкістю обертання. У результаті розміри інформаційних областей, що зберігають постійну кількість інформації (наприклад, секторів), змінюється залежно від положення доріжки, на якій ця область розміщується: на мінімальній відстані від осі обертання розмір такої області також мінімальний, а на периферії диска довжина цієї області найбільша.

У компакт-дисків кожен біт займає строго певний простір, відповідно, протяжність інформаційного сектора також повинна бути постійною, тобто не може залежати від розташування цього сектора на спіральній доріжці. Внаслідок цього швидкість переміщення голівки, що зчитує, вздовж інформаційної доріжки, також повинна бути постійною. Компакт-диск, на відміну від магнітних дисків, відноситься до пристроїв з постійною лінійною швидкістю. Отже, кутова швидкість обертання компакт-диска повинна зменшуватися при читанні інформації з периферійних ділянок диска і, навпаки, збільшуватися при читанні витків спіралі, розташованих ближче до осі обертання.

Дисковод для компакт-дисків являє собою досить складну конструкцію, що містить електронні, оптичні та електромеханічні вузли. Привід обертання оптичного диска складніший, ніж магнітного, адже крім стабілізації швидкості обертання є ще вузол ступеневої зміни швидкості обертання диска відповідно до того, на якому витку спіралі знаходиться головка зчитування інформації. Звичайно є 8-10 таких ступенів, кожна з яких відповідає певному діапазону витків спіралі. Швидкість на верхньому щаблі (для внутрішніх витків спіралі) приблизно вдвічі більша, ніж на самій нижньому.

Три інші електромеханічні підсистеми здійснюють різні види автоматичного регулювання параметрів. Зокрема, система позиціонування головки зчитування інформації переводить її на потрібний виток спіралі. Система автоматичного спостереження за інформаційної доріжкою за допомогою спеціального оптичного датчика у вигляді багатосегментного фотоприймача, підсилювача сигналу неузгодженості та виконавчого механізму у вигляді поворотного дзеркальця з гальванометричних підвісом утримує світлову пляму на доріжці. Система автофокусування здійснює переміщення головки зчитування вздовж осі обертання оптичного диска, забезпечуючи точне фокусування в тій площині, в якій розміщується інформація на диску. До речі, датчиком системи автофокусування служить той же багатосегментний фотоприймач, окремі елементи якого включені з диференціальної схеми, а виконавчим механізмом є так званий «лінійний двигун». Останній виконаний у вигляді тонкої електричної котушки з током, всередині якої знаходиться намагнічений сердечник. Зміна величини і полярності струму в котушці призводить до її переміщення в ту чи іншу сторону вздовж сердечника (така система багато років використовується для перетворення електричних коливань на звукові в гучномовцях або динаміках). Особливість усіх цих трьох систем полягає в їх високій точності і швидкості переміщення.

Головна з оптичних підсистем - оптична головка. Вона складається з напівпровідникового лазера, фокусуючого об'єктива, який перетворює випромінювання лазера на світлову пляму діаметром менше 1 мкм, яка повинна знаходитися на відповідному витку спіральної інформаційної доріжки, оптичного розщеплювача, який направляє відбитий від диска світловий промінь на фотоприймач системи зчитування інформації. Фокусуючий об'єктив жорстко пов'язаний з електричною котушкою системи автофокусування. Зміна положення об'єктиву компенсує вібрацію та інші неконтрольовані переміщення оптичного диска, підтримуючи точне фокусування світла на інформаційній доріжці.

Позиціонер оптичної головки на потрібний виток спіралі двоступінчастий: перший ступінь з кроковим двигуном здійснює грубе позиціонування, точність якого 10-20 витків спіралі від необхідної позиції, друга ступінь реалізує точне позиціювання за допомогою легкого дзеркальця, закріпленого на гальванометричні підвісі. Воно ж використовується для згадуваного раніше спостереження за доріжкою.

Швидкість інформаційного обміну з оптичним диском при номінальній швидкості обертання диска (приблизно від 250 до 500 об / с) становить близько 150 Кб / с.