Устройства вывода.

Монитор (дисплей) - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации

Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также  монохромные мониторы и мониторы цветного изображения - активно-матричные и пассивно-матричные жкм.

 Разрешающая способность выражается количеством элементов изображения по горизонтали и вертикали. Элементами графического изображения считаются точки – пиксели (picture element). Элементами текстового режима также являются символы. Современные видеоадаптеры (SuperVGA) обеспечивают высокие разрешения и отображают 16536 цветов при max разрешении.

Существуют: 1) мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT).

2) жидкокристаллические мониторы (LCD) на базе жидких кристаллов. Жидкие кристаллы – особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под воздействием электрического напряжения.

Принтеры.

Под принтером обычно подразумевают устройство вывода данных, преобразующее информацию в удобную для чтения форму на бумаге. 

Принтеры классифицируются:

• по способу получения изображения: литерные, матричные, струйные, лазерные и термические;

• по способу формирования изображения: последовательные, строчные, страничные;

• по способу печати: ударные, безударные;

• по цветности: чёрно-белые, цветные.

Наиболее распространены принтеры матричные, лазерные и струйные принтеры. Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Соответствующие точки в месте удара иголок отпечатываются на бумаге, расположенной под красящей лентой. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров низкое и они шумны во время работы. Основное достоинство матричных принтеров - низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.

Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки.

Лазерный принтер также относится к безударным принтерам. Он формирует изображение постранично. Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество – тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге.

Для ускорения работы, принтеры имеют собственную память, в которой они хранят образ информации, подготовленной к печати.

К основным характеристикам принтеров можно относятся:

• ширина каретки, которая обычно соответствую бумажному формату А3 или А4;

• скорость печати, измеряемая количеством листов, печатаемы в минуту

• качество печати, определяемое разрешающей способностью принтера - количеством точек на дюйм линейного изображения. Чем разрешение выше, тем лучше качество печати.

• расход материалов: лазерным принтером - порошка, струйным принтером - чернил, матричным принтером - красящих лент.

Плоттер (графопостроитель) – это устройство для отображения векторных изображений на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.

Интерфейсы подключения периферийных устройств.

Большинство периферийных устройств подключаются через промежуточные периферийные интерфейсы, находящиеся на нижних уровнях иерархии подключений (на верхнем уровне — системная шина). Периферийные интерфейсы — самые разнообразные из всех аппаратных интерфейсов. К периферии, подключаемой через промежуточные интерфейсы, относятся большинство устройств хранения (дисковые, ленточные), устройств ввода-вывода (дисплеи, клавиатуры, мыши, принтеры, плоттеры), ряд коммуникационных устройств (внешние модемы). По назначению периферийные интерфейсы можно разделить на специализированные и универсальные, выделенные и разделяемые:

• Специализированные интерфейсы ориентированы на подключение устройств определенного узкого класса, и в них используются сугубо специфические протоколы передачи информации. Примеры — популярнейший интерфейс мониторов VGA, интерфейс накопителя на гибких дисках, традиционные интерфейсы клавиатуры и мыши, IDE/ATA и ряд других.

• Универсальные интерфейсы имеют более широкое назначение, их протоколы обеспечивают доставку данных, не привязываясь к специфике передаваемой информации. Примеры — коммуникационные порты (СОМ), интерфейс SCSI, шины USB и FireWire.

• Выделенные интерфейсы позволяют подключить к одному порту (точке подключения) адаптера (контроллера) лишь одно устройство; число подключаемых устройств ограничено числом портов. Примеры — СОМ-порт, интерфейс VGA-монитора, порт AGP, интерфейс Serial SCSI.

Разделяемые интерфейсы позволяют подключить к одному порту адаптера множество устройств. Варианты физического подключения разнообразны: шина (жесткая, как ISA или PCI; кабельная шина SCSI и IDE/ATA), цепочка (daisy chain) устройств (SCSI, IEEE 1284.3), логическая шина на хабах (USB) или встроенных повторителях (IEEE 1394 FireWire).

Накопители на гибких магнитных дисках. Накопители на жестких дисках. Конфигурирование и форматирование дисков.

Выпускаемые накопители информации представляют собой гамму запоминающих устройств с различным принципом действия физическими и технически эксплуатационными характеристиками. Основным свойством и назначением накопителей информации является ее хранение и воспроизведение. Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации различают: электронные, дисковые и ленточные устройства.

Накопители на гибких магнитных дисках.

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД или FDD – Floppy Disk Drive) — это устройства, позволяющие компьютеру считывать и записывать информацию на гибки магнитные диски (дискеты), предназначенные для хранения сравнительно небольших объемов информации. Это старейшие периферийные устройства ПК. Гибкие диски используются для переноса программ и данных между ПК, для создания небольших архивов данных.

Дискеты — ненадежные средства для резервного хранения данных. Основа гибких дисков разрушается при воздействии климатических условий, поэтому после длительного хранения даже совершенно новые дискеты могут не читаться дисководом.

Для записи и чтения информации необходимо разбиение дискеты на определенные участки – создать логическую структуру. Это выполняется путем форматирования с помощью специальной команды. Таким образом, дискета разбивается на дорожки и сектора.

В ПК используются в основном дискеты размером 3,5 дюйма , емкостью 1,44 и 2,88 Мбайт. Они содержат в секторе 512 байт, соответственно 18 и 36 секторов на дорожку, и по 80 дорожек на сторону. Скорость вращения дисков невысока — 300 об/мин.

В настоящее время разработана новая технология записи на гибкий диск — HiFD (High Capacity Floppy Disk — гибкий диск высокой емкости). В дисководах, по- строенных по этой технологии, головки не касаются носителя, а "парят" над ним. Скорость вращения дисков увеличена до 3600 об/мин. Дискеты HiFD совместимы с традиционными дискетами 1,44 Мбайт и имеют емкость 200 Мбайт.

Информация на дискете запоминается путем изменения ее намагниченности. Изменение поля ориентирует магнитные частицы дискеты в направлении север — юг или юг — север. Так представляются логические состояния «1» или «0».

Принцип действия

Конструктивно FDD состоит из большого числа механических элементов и малого числа электронных, поэтому для надежной работы дисковода в значительной степени необходима устойчивая работа механики привода.

В дисководе имеются четыре основных элемента:

- Рабочий двигатель

- Рабочие головки

- Шаговые двигатели

- Управляющая электроника

Рабочий двигатель

Двигатель включается только тогда, когда в дисковод вставлена дискета и задвижка дисковода защелкнута (для 5,25" FDD). Двигатель обеспечивает постоянную скорость вращения дискеты. Для запуска двигателю необходимо в среднем 400 мс.

Рабочие головки

Для записи и чтения данных дисковод оснащается двумя комбинированными головками (для чтения и записи каждая), которые располагаются над рабочей поверхностью дискеты. Так как обычно дискеты являются двусторонними, то есть имеют две рабочие поверхности, то одна головка предназначена для верхней, а другая для нижней поверхности дискеты.

Шаговые двигатели

Движение и позиционирование головок выполняется при помощи двух двигателей. Они издают характерный звук («крякают») уже при включении ПК. Это шаговые двигатели перемещают головки для проверки работоспособности привода при их позиционировании.

Управляющая электроника

Электронные схемы дисковода чаще всего размещаются с его нижней стороны. Они выполняют функции передачи сигналов к контроллеру, то есть отвечают за преобразование информации, которую считывают или записывают головки.

Чтобы не нарушалась постоянная скорость вращения привода, он всегда должен работать только в горизонтальном или вертикальном положении. Самым настоящим врагом для дисководов является пыль.

Подключение кабелей

На всех дисководах есть два разъема для подключения. Первый из них (информационный) предназначен для подключения 34-жильным плоским кабелем к контроллеру. Другой разъем (питающий) предназначен для подключения кабеля питания дисковода. Вы не сможете неправильно подключить питание к FDD. Штекера имеет соответствующие направляющие, которые предотвращают ошибочное подключение.

При подключении информационного кабеля возможны ошибки. Различны не только разъемы, но и сам кабель может быть подключен различными способами, но только один из них является правильным.

Корректное подключение дисководов важно не только для обеспечения их функционирования, но также для определения приоритета.

Накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры)

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестеры, — это устройства внешней памяти, позволяющие, в отличие от оперативной памяти, сохранять информацию продолжительное время внутри ПК. В принципе жесткие диски подобны дискетам. В них информация также записывается на магнитный слой диска. Однако этот диск, в отличие от дискет, сделан из жесткого материала (отсюда и название Hard Disk Drive - HDD). НЖМД содержат внутри металлического корпуса несколько нанизанных на одну ось жестко закрепленных металлических или керамических пластин, покрытых магнитным слоем. В корпусе объединены такие элементы винчестера, как управляющий двигатель, носитель информации (диски), головки записи-чтения и электроника. Корпус защищает дисковод от внешних воздействий (пыли, электромагнитных полей). Внутри корпуса винчестера находится воздушная щель, которая снабжена микрофильтром для того, чтобы защитить материал дисков от пыли и частиц грязи. Через эту воздушную щель выравнивается давление воздуха между дисководом и окружающей средой.

Жесткий диск вращается непрерывно даже тогда, когда к нему не происходит обращения, поэтому винчестер должен быть установлен только вертикально или горизонтально. Могут ли жесткие диски работать "вниз головой", зависит от конкретной модели. Винчестеры всегда должны надежно устанавливаться в корпусе ПК и не располагаться под косым углом.

Размеры НЖМД определяются его форм-фактором. От форм-фактора зависит, в корпусе какого системного блока можно разместить тот или иной дисковод. Бывают дисководы с горизонтальными размерами 1,8, 2,5, 3,5, 5,25 дюйма. Винчестер с полной высотой (full height) имеют вертикальный размер 3,25 дюйма, с половинной высотой (half height) — 1,63 дюйма, а низкопрофильные (low-profile) 1дюйм.

Автопарковка

Парковкой головок называют процесс их перемещения в безопасное положение. То есть при включении и выключении ПК головки устанавливаются, по мере необходимости на определенный, чаще всего последний, цилиндр. Это - так называемая "посадочная зона" (Landing Zone), где не записано никакой информации. Для фиксации привода головок в этом положении в большинстве НЖМД используется маленький постоянный магнит, когда головки принимают парковочное положение - этот магнит соприкасается с основанием корпуса и удерживает позиционер головок от ненужных колебаний. При запуске накопителя схема управления линейным двигателем "отрывает" фиксатор, подавая на двигатель, позиционирующий головки, усиленный импульс тока. В запаркованном состоянии накопитель можно транспортировать при достаточно плохих физических условиях (вибрация, удары, сотрясения), т.к. нет опасности повреждения поверхности носителя головками. В настоящее время на всех современных устройствах парковка головок накопителей производится автоматически внутренними схемами контроллера при отключении питания и не требует для этого никаких дополнительных программных операций, как это было с первыми моделями.

Основные параметры жестких дисков.

Среднее время доступа к данным (average access time) – время, проходящее с момента получения запроса на операцию чтения/записи от контроллера до физического осуществления операции - результат сложения среднего время поиска и среднего времени ожидания. Среднее время доступа зависит от того, как организовано хранение данных и насколько быстро позиционируются головки чтения записи на требуемую дорожку. Среднее время доступа – усредненный показатель от многочисленных тестовых проходов, и обычно, оно составляет от 10 до 18 миллисекунд и используется как базовый показатель при сравнительной оценке скорости накопителей различных производителей.

Частота вращения шпинделя (rotational speed или spindle speed) – определяет, сколько времени будет затрачено на последовательное считывание одной дорожки или цилиндра. Частота вращения измеряется в оборотах в минуту (rpm). Для дисков емкостью до 1 гигабайта она обычно равна 5,400 оборотов в минуту, а у более вместительных достигает 7,200 и 10000 rpm.

Размер кэш-буфера контроллера (internal cash size). Встроенный в накопитель буфер выполняет функцию упреждающего кэширования и призван сгладить громадную разницу в быстродействии между дисковой и оперативной памятью компьютера. Выпускаются накопители с 128, 256 и 512 килобайтным буфером. Чем больше объем буфера, тем потенциально выше производительность при произвольном "длинном" чтении/записи. Также, более емкий буфер обеспечивает рост производительности дисковой подсистемы, во-первых, при работе с объемными упорядоченными (записанными на диски последовательно) данными, а во-вторых - при одновременном обращении к диску множества приложений или пользователей, как это происходит в многозадачных сетевых ОС.

Физический и логический объем накопителей. Носители жестких дисков, в отличие от гибких, имеют постоянное число дорожек и секторов, изменить которое невозможно. Эти числа определяются типом модели и производителем устройства. Поэтому, физический объем жестких дисков определен изначально и состоит из объема, занятого служебной информацией (разметка диска на дорожки и сектора) и объема, доступного пользовательским данным. Физический объем жесткого диска, также, зависит от типа интерфейса, метода кодирования данных, используемого физического формата и др. Производители накопителей указывают объемы дисков в миллионах байт, предполагая, исходя из десятичной системы исчисления, что в одном мегабайте 1000000 байт. Однако, ПО оперирует не десятичной, а двоичной системами, полагая, что в одном килобайте не 1000 байт, а 1024. Такие несложные разногласия в системах исчисления приводят к несоответствиям при оценке объема накопителей, данном в описании и - выдаваемом различными программными тестами.

Накопители на сменных магнитных дисках

Накопители на сменных магнитных дисках представляют собой устройства внешней памяти, в которых в качестве носителей используются пластины с магнитным покрытием, сохраняемые от внешних воздействий в специальных контейнерах — картриджах. Это устройства высокой емкости, позволяющие переносить с компьютера на компьютер большие массивы информации и создавать архивы данных. Сменные магнитные носители не теряют информацию при всевозможных ударных воздействиях. Они переносят испытания электромагнитным излучением дисплея, выдерживают прогрев до 60' С.

Мобильный накопитель ZIV Drive.

На смену 3,5-дюймовому гибкому диску приходит большое количество различных устройств. Одним из них стал мобильный накопитель ZIV Drive. Это удобное и надежное средство для хранения и переноски данных.

В условиях, когда совершенствование и усложнение системного и прикладного ПО, а также архитектуры компьютеров и их комплектующих требует все большей емкости носителей, уже сравнительно давно появились новые устройства для передачи данных. Такие носители, как CD-Р/RW-диски, DVD-диски с возможностью записи, дисководы ZIP, карты памяти, по отдельности не могут решить проблему надежной и комфортной переноски данных большого объема. При использовании данных устройств возникает ряд проблем, препятствующих обмену информацией, таких, как отсутствие устройства считывания на другом компьютере, сложность подключения, малая емкость носителя, сложность записи, ненадежность, высокая стоимость носителя и т. д. Для каждого из вышеперечисленных устройств характерны только некоторые из недостатков, но, пожалуй, нет ни одного, лишенного их полностью.

Благодаря низкой стоимости хранения информации, сравнительно малым габаритам и удобству подключения, а также высокой надежности объясняется интерес компьютерных фирм к устройствам, основанным на использовании в их составе жестких дисков.

Согласно техническому описанию, ZIV Drivе относится к классу малогабаритных внешних мобильных накопителей данных, подключаемых посредством одного из портов USB.

Основные технические характеристики мобильных накопителей данных ZIV Drive:

- подключение посредством USB 1.1, через который осуществляется передача данных и электропитание устройства;

- линейка накопителей ZIV Drive включает модели емкостью 6, 10, 15, 20, 30 Гбайт;

- ZIV Drive выдерживает вибрации и падения — динамические нагрузки до 300 G, статические — до 9,99 G;

- размеры — 118х72х11 мм;

- вес устройства — 127 г.

Разъем подключения, выключатель и светодиод индикации режимов работы ZIV Drive расположены в торце устройства. При этом светодиод обеспечивает индикацию семи состояний его работы.

В приводах ZIV используются традиционные малогабаритные (2,5-дюймовые) жесткие диски IDE, предназначенные для компьютеров типа Notebook. Жесткие диски, составляющие основу мобильного накопителя ZIV Drive, подсоединяются посредством специально разработанных контроллеров USB, удовлетворяющих спецификации шины USB 1.1. Данные комплектующие — 2,5-дюймовые жесткие диски и контроллеры помещены в алюминиевые корпуса устройств.

Из особенностей инсталляции драйверов следует отметить их сравнительно простую и быструю установку, а также последующее распознавание устройств распространенными операционными системами Windows 98/2000/XP. Обычно на все указанные подготовительные операции уходит менее минуты.

Дисководы компакт-дисков

Дисководы компакт-дисков — это устройства, основанные на оптической и лазерной технологиях и используемые для считывания информации с компакт-дисков, называемых также дисками CD-ROM (Compact Disc-Read Оnlу Memory — компакт-диск, предназначенный только для чтения). ). Компакт-диски являются устройствами однократной записи и многократного считывания и относятся к числу основных "переносчиков" программных продуктов. Стандартная емкость компакт-диска составляет 650 Мбайт.

Компьютерные компакт-диски разрабатывались по аналогии с аудиодисками. В 1982 году в качестве стандарта был выбран формат диска 4,72 дюйма, который используется и поныне.

Основной характеристикой CD-ROM является скорость чтения. Её принято измерять в кратность превышения скорости передачи данных музыкального диск (150 КБайт в секунду). В n-скоростных дисководах скорость 150 Кбайт/с пропорционально увеличивается в n раз. Кратность скорости принято обозначать величиной Х-рейтинга. Например, CD-ROM 50-х скоростной способен передавать данные в 50 раз быстрее музыкального диска. Это примерно 7,5 Мб за секунду или 10400 оборотов в минуту. Раньше приводы работали с постоянной линейной скоростью, скорость вращения менялась в зависимости от, того, где считывается информация – на внешней или внутренней дорожке диска. Этот метод получил название CLV (Constant Linear Velocity). Сейчас используется метод CAV (Constant Angular Velocity) - с постоянной угловой скоростью. На внешних дорожках информация считываться будет быстрее, чем на внутренних. С переходами на постоянную угловую скорость удалось значительно улучшить время доступа, т.к. теперь нет необходимости выжидать, когда диск наберёт определённую скорость вращения.

Типы Дисков.

CD-ROM - диск, отштампованный на заводе. Вся информация на нем предназначена только для чтения. Ёмкость 650 Мб.

CD-R – диск предназначен для однократной записи информации при помощи записывающих приводов. Информация записывается один раз. Ёмкость 650 Мб.

CD-RW - диск, предназначен для многократной записи на него. Записываемая информация может стираться и записывается новая. Не все приводы CD-ROM способны считать

Принципиально новое поколение перезаписываемых компакт-дисков разработано на базе технологии универсального цифрового диска DVD (Digital Versatile Disk — цифровой универсальный диск). Стандарт DVD объединяет подмножества оптических технологий для хранения информации любого типа.

DVD-ROM - диск с данными ёмкостью до 17 Гб (для чтения в приводах DVD). По внешнему виду они не отличаются от дисков CD.

DVD-R - однократно записываемые диски. Ёмкость до 3,9 Гб.

DVD-RАM – диск, с возможностью многократной перезаписи ёмкость до 2,6 Гб.

Устройство компакт-диска

CD - диск состоит из трех слоёв: подложка – содержит непосредственно информацию, которая располагается в виде углубления (их называют «питы»), расположенных по спирали от центра к внешней стороне диска; отражающее покрытие из алюминия, золота, серебра и др., нанесённый на подложку и защитный слой из прозрачного лака.

CD-R-диск имеет похожую структуру. Отражающий слой выполнен, как правило, из золота. К нему прилегает прозрачный пластик, который при нагревании теряет эту прозрачность и тем самым создает информационную поверхность.

CD-RW-диск содержит промежуточный слой, который способен под действием определённых температур изменять своё состояние из аморфного в кристаллическое и обратно, тем самым изменяется прозрачность слоя. Количество перезаписи диска может доходить до 1000 раз.

Устройство привода.

Привод состоит из платы электроники, шпиндельного двигателя, системы оптической головки, механизма запуска. На задней панели привода располагается интерфейс IDE, разъём питания, аналоговый и цифровой выход, перемычка для определения способа подключения.

На передней панели - гнездо для наушников, регулятор громкости, кнопка извлечения и запуска диска, отверстие для аварийного извлечения диска.

Виды DVD-дисков.

DVD-диски можно разделить на четыре вида. Для увеличения вместимости на DVD-дисках информация может находиться как с двух сторон, так и в два слоя на одной стороне. Наружный слой прозрачен и одновременно несёт информацию. Луч читает верхний или нижний слой за счёт своей фокусировки на внутренний или внешний слой.

Ёмкость DVD-дисков.

Количество сторон	Односторонний	Двусторонний
Одна	4,7ГБ	8,5ГБ
Две	9,4ГБ	17ГБ

Любой накопитель DVD имеет обратную совместимость с существующими дисководами CD-ROM и способен считывать данные с обычных компакт-дисков.