№1. Периферийные устройства. Назначение

Перифери́йное устро́йство — аппаратура, которая позволяет использовать вычислительные возможности процессора. 

Отдельно взятое устройство из класса периферийных устройств компьютера. Класс периферийных устройств появился в связи с разделением вычислительной машины на вычислительные (логические) блоки — процессор (ы) и память хранения выполняемой программы и внешние, по отношению к ним, устройства, вместе с подключающими их интерфейсами. Таким образом, периферийные устройства, расширяя возможности ЭВМ, не изменяют её архитектуру.  Периферийными устройствами также можно считать внешние по отношению к системному блоку компьютера устройства. 

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. 

№2.Периферийные устройства. Классификация

Периферийные устройства можно разделить на несколько групп по функциональному назначению:  1. 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. 

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

3. 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. 

4. Дополнительные ПУ – такие как манипулятор «мышь» , который лишь обеспечивает удобное управление графическим интерфейсом операционных систем ПК и не несет ярко выраженных 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. 

№3. Клавиатура. Типы клавиатур. Устройство

Компьютерная клавиатура — одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер. Представляет собой комплект расположенных в определенном порядке клавиш. Выделяют следующие типы клавиатур: механические, мембранные, резиновые, емкостные.

Мембранная клавиатура является самой распространенной из всех, по причине низкой стоимости изготовления и относительно невысокого уровня шума, издаваемого клавишами при наборе. Принцип действия довольно прост, при нажатии одной из клавиш замыкаются контактные мембраны в форме диска, расположенные на пластиковой пленке, сложенной как бы в два слоя (по одной мембране на каждый слой).

Механические переключатели

По сравнению с мембранными, механические клавиатуры намного быстрее реагируют на нажатия, и за счет того, что вам не приходится нажимать клавишу до упора вниз, получается, что печатаете вы быстрее, а энергии на это все тратите меньше. Вот такой вот профит получается. Но и это еще далеко не все.

Очень часто клавиатуры имеют так называемую "тактильную отдачу", это когда вы при нажатии ощущаете как кнопки нажимаются, не глядя чувствуете, на каком расстоянии от пальцев они находятся и с какой силой их надо нажимать - грубо говоря, просто "чувствуете" свою клавиатуру. Для "слепого" набора это очень важно. Так вот, в мембранной клавиатуре тактильная отдача со временем становится не такой же, как в начале, играет роль тот самый эффект "усталости" клавиш. А в механической - не изменится.

• механические клавиатуры самые надежные и долговечные — их ресурс рассчитан  на 50 (!!!) млн. нажатий, что в 10 раз больше, чем аналогичный показатель у мембранных клавиатур и в 5 раз больше, чем у ножничных;

• обеспечивают одинаковость тактильных ощущений на протяжении всего периода эксплуатации. Через 2 года клавиши будут нажиматься так же и с тем же усилием, что и на новой клавиатуре;

• помимо тактильного ощущения нажатия клавиши присутствует так же классический клавиатурный «клик», который к слову по-разному воспринимается людьми. некоторым он очень нравится. Другие же записывают его в минусы. Из-за этого нередко модели механических клавиатур выпускаются в 2 вариантах: стандартном и «тихом»;

• на сегодняшний день существует аж 4 механизма клавиш механического типа, каждый из которых отличается от других усилием нажатия, тактильными ощущениями нажатия, глубиной хода клавиши и звуком.

№4. Манипулятор мышь

Компьютерная мышь — механический манипулятор, преобразующий движение в управляющий сигнал. В частности, сигнал может быть использован для позиционирования курсора или прокрутки страниц.Получила широкое распространение в связи с появлением графического интерфейса пользователя на персональных компьютерах. Помимо мышек встречаются другие устройства ввода аналогичного назначения: трекболы, тачпады, графические планшеты, сенсорные экраны.

Принцип действия

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В разных интерфейсах с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором — указателем — манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью.В дополнение к датчику перемещения, мышь имеет одну и более кнопок, а также дополнительные детали управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т. п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора.Составляющие управления мыши во многом являются воплощением замыслов аккордной клавиатуры. Мышь, изначально создаваемая в качестве дополнения к аккордной клавиатуре, фактически её заменила.В некоторые мыши встраиваются дополнительные независимые устройства — часы, калькуляторы, телефоны.

Оптические мыши первого поколения

Оптические датчики призваны непосредственно отслеживать перемещение рабочей поверхности относительно мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надёжность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора.

Оптические лазерные мыши

В последние годы была разработана новая, более совершенная разновидность оптического датчика, использующего для подсветки полупроводниковый лазер.

О недостатках таких датчиков пока известно мало, но известно об их преимуществах:

более высоких надёжности и разрешении;

отсутствии заметного свечения (сенсору достаточно слабой подсветки лазером видимого или, возможно, инфракрасного диапазона);

низком энергопотреблении;

имеются полностью интегрированные решения, когда лазер подсветки выполняется на том же кристалле, что и сенсор.

Механические

Подавляющее число компьютерных мышек используют оптико-механический принцип кодирования перемещения. С поверхностью стола соприкасается тяжелый, покрытый резиной шарик сравнительно большого диаметра. Ролики, прижатые к поверхности шарика, установлены на перпендикулярных друг другу осях с двумя датчиками. Датчики, представляющие собой оптопары (светодиод-фотодиод), располагаются по разные стороны дисков с прорезями. Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы, определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих от них импульсов - скорость. Хороший механический контакт с поверхностью обеспечивает специальный коврик.

№5. Конструкция и параметры работы мыши

Принцип работы мыши

При нажитии кнопки мыши контроллер обрабатывает это событие и посылает в компьютер информацию о совершенном действии.При перемещении мыши по поверхности шарик крутится, и его вращение передается двум взаимно перпендикулярным вращающимся валикам, которые генерируют сигналы перемещения "влево-вправо", "вверх-вниз". Каждый из двух вращающихся валиков имеет диск с прорезями. При вращении валика вращающийся диск с прорезями, пропускает или задерживает луч, который излучает фотоизлучатель и принимает фотоприемник.Сигнал от фотоприемника обрабатывается контроллером и отсылается в компьютер. Таким образом, механическое вращение шарика мыши преобразуется в электрический сигнал ее перемещения, а вращение валиков воспринимается и передается в компьютер.

Мышь - это устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мышки по поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта, который называется курсор мышки, по экрану монитора.

Компьютером руководят перемещения мышки и кратковременные нажатия ее клавиш (эти нажатия называются кликами). Мышка не может непосредственно использоваться для ввода знаковой информации, ее принцип управления базируется на механизме событий. С точки зрения драйвера, все перемещения мышки и клики ее клавиш рассматриваются как события, анализируя которые, драйвер устанавливает, состоялось ли событие и в каком месте экрану находится в настоящее время курсор мышки. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь, и по ним программа может определить, какую команду имел в виду пользователь и приступить к ее выполнению.

К числу параметров мышки, которыми может настроить пользователь, относят:

чувствительность (характеризует величину перемещения курсора мышки по экрану при заданном перемещении мышки);

функции левой и правой клавиш;

чувствительность к двойному клику (определяет максимальный промежуток времени, на протяжении которого два отдельных клика клавиши рассматриваются как один двойной клик).

№ 6 Устройства ввода/вывода графической информации. Сканер. Цифровая камера

Устройства ввода графической информации находят широкое распространение благодаря компактности и наглядности способа представления информации для человека. Основной областью применения устройств ввода графической информации являются системы автоматизированого проектирования, обработки изображений, обучения, управление процессами, мультипликации и др. К этим устройствам относятся сканеры, кодирующие планшеты (дигитайзеры), цифровые камеры.

Сканер(scaner), устройство ввода в компьютер графических изображений (текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей). В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС) (англ. Charge-Coupled Device, CCD).

По способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на ручные (англ. Handheld), рулонные (англ. Sheet-Feed), планшетные (англ. Flatbed) и проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайдсканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Цифровые камеры тоже являются устройствами ввода графической информации.

По внешне­му виду цифровой фотоаппарат не слишком отличается от обычного, пленочного. Раз­ница — внутри: вместо пленки «цифровик» использует специаль­ный элемент памяти, который сохраняет переданную с объектива картинку в виде несжатого (TIFF) или сжатого с некоторой поте­рей качества файла (JPEG-компрессия). Позднее получившийся файл передается в компьютер, а затем его можно обработать в любом графическом редакторе и, если нужно, от­печатать, как обычную фотографию, на специальном принтере, либо на обычном струйном принтере, снаб­женном фотокартриджем.

Это автоматические устройства, не требующие ручной настройки. Загрузка изображений в ПК не вызывает затруднений и требует только подключения соединительного кабеля к камере и порту компьютера, открытия файлов поставляемого с фотокамерой программного обеспечения и выбора изображений, которые будут автоматически переданы и запомнены на жёстком диске. Существует и другой вариант — подключить к компьютеру сами карты памяти. (карты CompactFlash или SmartMedia).

№7. Устройства ввода/вывода графической информации. Дигитайзеры

Устройства ввода графической информации находят широкое распространение благодаря компактности и наглядности способа представления информации для человека. Основной областью применения устройств ввода графической информации являются системы автоматизированого проектирования, обработки изображений, обучения, управление процессами, мультипликации и др. К этим устройствам относятся сканеры, кодирующие планшеты (дигитайзеры), цифровые камеры.

Дигитайзер - это устройство ввода графической информации, имеющее пока сравнительно узкое применение для некоторых специальных целей. Свое название дигитайзеры получили от английского digit - цифра. То есть по-русски их можно назвать просто "оцифровыватели".

Впрочем, есть и более благозвучное название - англо-цифровые преобразователи.

Обычно дигитайзеры выполняются в виде планшета. Поэтому такие устройства часто называют графическими планшетами. Применяется такой дигитайзер для поточечного координатного ввода графических изображений в системах автоматического проектирования, в компьютерной графике и анимации. Надо отметить, что это далеко не самый быстрый и удобный способ построения рисунков и чертежей, особенно в случае сложной геометрии. Но зато графический планшет обеспечивает наиболее точный ввод графической информации в компьютер.

№8. Печатающие устройства

Печатающие устройства – это все виды оборудования, разработанные для нанесения текста и графических изображений (как чёрно-белых, так и цветных) на бумаге любого размера и толщины, а также рулонах, этикетках, плакатах и т.д.

К печатающим устройствам относятся:

• все виды принтеров

• факсимильные аппараты (на основе лазерной и струйной печати)

• копировальные аппараты (или ксероксы, копиры)

• плоттеры

• многофункциональные устройства (МФУ)

Принтеры по технологии печати разделяют на матричные, струйные, лазерные, светодиодные, сублимационные и твердочернильные, а по цвету печати – монохромные и полноцветные.

9. Классификация принтеров

Ма́тричный принтер—компьютерный принтер, создающий изображение на бумаге из отдельных маленьких точек ударным способом.

В матричном принтере изображение формируется на носителе печатающей головкой, представляющей из себя набор иголок, приводимых в действие электромагнитами.

В зависимости от модели, матричные принтеры могут поддерживать все или некоторые из следующих режимов:

• графический режим;

• алфавитно-цифровой режим:.

• Для печати на матричном принтере преимущественно используется рулонная или перфорированная фальцованная бумага.

Струйный принтер— Обладает малой скоростью печати по сравнению с лазерным принтером, но отличается высоким качеством печати полутоновых изображений.

Принцип действия струйных принтеров похож на матричные принтеры тем, что изображение на носителе формируется из точек. Но вместо головок с иголками в струйных принтерах используется матрица, печатающая жидкими красителями.

Ла́зерный при́нтер— один из видов принтеров, позволяющий быстро изготавливать высококачественные отпечатки текста и графики на обычной бумаге. Формирование изображения происходит путём непосредственной экспозиции лазерным лучом фоточувствительных элементов принтера. Отпечатки, сделанные таким способом, не боятся влаги, устойчивы к истиранию и выцветанию. Качество такого изображения очень высокое.

10. Устройство лазерного принтера

В основе работы любого современного лазерного принтера лежит фотоэлектрический принцип ксерографии. Исходя из этогометода все лазерные принтера конструктивно состоят из трех основных частей (узлов):

- Блока лазерного санирования.

- Узел переноса изображения.

- Узел закрепления изображения.

Под узлом переноса изображения обычно понимают картридж лазерного принтера и ролик переноса заряда (Transfer roller)в самом принтере. За отправку в «жерло» принтера отвечает — узел подачи бумаги. В своем составе он имеет:

- Ролик захвата бумаги — нужен для затягивания бумаги в принтер,

- Блока тормозной площадки и сепаратора, необходимого для разделения и захвата только одного листа бумаги.

Непосредственно в формировании изображения участвуют картридж принтера и блок лазерного сканирования.

Картридж для лазерных принтеров состоит из трех основных элементов (см. рис. 4):

- Фотоцилиндра,

- Вала предварительного заряда,

- Магнитного вала.

Фотоцилиндр

Фотоцилиндр (ОРС- organic photoconductive drum), или также фотобарабан, представляет собой алюминиевый вал с нанесеннымна него тонким слоем фоточуствительного материала, который дополнительно покрыт защитным слоем.

Основное свойство фотоцилиндра – изменять проводимость под действием света

Рис. 4 Картридж лазерного принтера в разобранном состоянии.

1- Фотоцилиндр; 2- Вал предварительного заряда; 3- Магнитный вал.

Фотоцилиндр с помощью вала предварительного заряда (PCR) получает начальный заряд (положительный или отрицательный).Сама величина заряда определяется настройками печати принтера. После того как фотоцилиндр зарядился, луч лазера проходит по поверхности вращающегося фотоцилиндра, и места засвети фотоцилиндра становится нейтрально заряженными. Эти нейтральныеобласти соответствуют требуемому изображению.

Тонер представляет собой мелко дисперсный порошок, состоящий из полимерныхшариков покрытых слоем магнитного материала. В состав цветного тюнера также входят красящие вещества. Каждая фирма в своихмоделях принтеров, МФУ и копиров использует оригинальные тонера, отличающиеся дисперсностью, магнитностью и физическимисвойствами. Поэтому не в коем случаи нельзя заправлять картриджи случайными тонерами, иначе можно очень быстро загубить принтер или МФУ (проверено опытом).