Накопичувачі великої ємності

Дискети використовуються для зберігання невеликих обсягів інформації. А якщо потрібно перенести з одного комп’ютера на інший більшу кількість інформації?

Для цього було створено спеціальні накопичувачі на оптичних дисках, вони є сучасними носіями інформації з великою ємністю і високою надійністю. Оптичні диски (лазерні) володіють ємністю більше за 600 Мб, високою надійністю зберігання інформації, довговічністю. На оптичний диск можна записати більше 20 тисяч картинок, або близько 1000 книжок по 300 сторінок, для звукових файлів – це 1 година звучання.

Принцип запису і зчитування – оптичний, виконаний по лазерній технології, тому ці диски ще називають лазерними. Закодована інформація наноситься на диск лазерним променем, який створює на його поверхні мікроскопічні западини, що розділяються плоскими ділянками. Доріжка, по якій проведено запис має вигляд спіралі і вона всього одна. Цифрова інформація представляється чергуванням западин (не відбиваючих плям) і відбиваючих світло острівців. Зчитування інформації з оптичного диска відбувається за допомогою лазерного променя. Лазерний диск має пластикову основу з алюмінієвим покриттям, що відбиває промінь лазера при зчитуванні. Потрапляючи на відбиваючий світло острівець, промінь відхиляється на фотодетектор, що інтерпретує його як двійкову одиницю. Промінь лазера, що потрапляє у западину, розсіюється і поглинається – фотодетектор фіксує двійковий нуль.

Час доступу до даних на лазерному диску значно менший, ніж для магнітних дисків. Це дозволяє розробникам постійно збільшувати швидкість обертання дисків.

За принципом дії розрізняють диски лазерно-оптичні та магнітооптичні, а також одноразового або багаторазового запису.

Неперезаписувані лазерно-оптичні диски звичайно називають CD-ROM (Compact Disc Read — Only Memory - компакт диски тільки для читання). CD-ROM— це оптичний носій інформації, призначений для читання, на якому може зберігатися до 700 Мбайтів даних, що відповідає приблизно 358610 сторінкам тексту, або 80 хвилинам високоякісного звучання, або їх комбінації. Доступ до даних, що зберігаються на CD-ROM, здійснюється швидше, ніж до даних, записаних на дискетах, але все ж значно повільніше, ніж на сучасних жорстких магнітних дисках. Термін CD-ROM відноситься як до самих компакт-дисків, так і до приводів, у яких інформація зчитується з компакт-диска. Для компакт-дисків стандартні імена не визначені: вони можуть бути будь-якою латинською літерою по абетці після останньої застосованої. Наприклад, якщо остання застосована на жорсткому диску латинська літера — E:, тоді іменами для «компактів» можуть бути F: , G: і т. д.

Алгоритм роботи накопичувача CD-ROM такий:

1. Напівпровідниковий лазер генерує малопотужний інфрачервоний промінь, який падає на відображаюче дзеркало;

2. Серводвигун за командами, що надходять від вбудованого мікропроцесора, зміщує рухливу каретку з відображаючим дзеркалом до потрібної доріжки на компакт-диску;

3. Віддзеркалений від диску промінь фокусується лінзою, розташованою під диском, відображається від дзеркала і потрапляє на розділову призму;

4. Розділова призма направляє відображений промінь на іншу фокусуючу лінзу;

5. Ця лінза направляє відображений промінь на фотодатчик, який переробляє світлову енергію на електричні імпульси;

6. Сигнали з фотодатчика декодуються вбудованим мікропроцесором і передаються в комп’ютер у вигляді даних.

Види оптичних дисків:

Компакт-диск, або CD — перший оптичний диск, являє собою пластиковий диск діаметром близько 5′′ (12 мм), інформація на який записується за допомогою лазерного дисководу (до 800 Мбайтів).

Цифровий диск, або DVD служить для збереження великих обсягів інформації (до 17 Гб).

Blu-ray Disc, або BD — це наступне покоління формату оптичних дисків, що використовується для зберігання відео високої якості та даних із підвищеною щільністю. Окрім дискових накопичувачів, для зберігання інформації застосовують накопичувачі на магнітній стрічці. Носієм тут є картридж, пристрій для запису на магнітну стрічку – стример.

CD-R (Compact Disk Recordable – компакт-диск для запису) – інформацію можна записати лише один раз.

CD-RW (Compact Disk ReWritable – компакт-диск, який можна перезаписувати) – інформацію можна записати багато разів (до 1000). Для таких дисків використовуються спеціальні приводи, за допомогою яких можна не лише читати, а й записувати інформацію на диск. Їх також називають CD-RW. читування і запис у лазерно-оптичних накопичувачах здійснюється за допомогою лазерного променя. Ємність таких дисків до 1 Гбайта.

У магнітооптичних дисках, на відміну від лазерно-оптичних, запис інформації здійснюється магнітною головкою, а зчитування – лазерним променем.

Цифрові диски DVD (Digital Versatile Disk – цифровий диск) – призначений для зберігання великих

На сьогодні гнучкі магнітні диски майже виходять з ужитку, на зміну їм прийшли флеш-диски (flash-cadrs, «флешки») - це сучасний пристрій для перенесення даних між комп'ютерами, швидко витісняють гнучкі диски в якості основного знімного носія. Строго кажучи, флеш-диск - це зовсім не диск, а невелика карта енергонезалежній пам'яті. Проте операційна система працює з такими пристроями, як з дисками, звідси і назва. Сьогодні флеш-диски мають об'єм 1Гб, 4Гб, 32Г і тд, при цьому об'єми пристроїв швидко ростуть, а ціни помітно падають.

Обсяги стандартних зовнішніх запам’ятовуючих пристроїв:

• дискета (гнучкий диск, флоппі-диск): 1,44 Мбайта;

• флеш-пам’ять: 4–32 Гбайти;

• жорсткий диск (вінчестер): 350–1000 Гбайтів;

• лазерний диск: CD — 700 Мбайтів, DVD — 5 Гбайтів, BD — 50 Гбайтів.

У наш час жорсткий диск усе ще залишається пристроєм, на який можна записати найбільший обсяг даних.

ПЕРИФЕРІЙНІ АБО ЗОВНІШНІ ПРИСТРОЇ - це пристрої, розміщені поза системним блоком і задіяні на певному етапі обробки інформації. Передусім - це пристрої фіксації вихідних результатів: принтери, плотери, модеми, сканери і т.д. Поняття "периферійні пристрої" досить умовне. До їх числа може віднести, наприклад, накопичувач на компакт-дисках, якщо він виконаний у вигляді самостійного блоку і приєднується спеціальним кабелем до зовнішнього з'єднання системного блоку. І навпаки, модем може бути вбудованим, тобто конструктивно виконаний як плата розширення, і тоді немає підстав відносити його до периферійних пристроїв.

ПРИНТЕРИ

Принтер (друкарський пристрій) призначений для виведення інформації на тверді носії (папір або спеціальну плівку).

З вичайно принтери можуть виводити не тільки текст, а й малюнки та графіку. Одні принтери дозволяють друкувати тільки в одному кольорі (чорному), інші можуть виводити і кольорове зображення.

Матричні принтери (рис.18,а). Матричні (або точково-матричні) прин­тери раніше були найбільш розповсюдженими принтерами для персональних комп’ютерів. Зараз ці принтери не користуються попитом, тому що забезпечують значно гіршу швидкість та якість друку (порівняно з лазерними та струменевими принтерами), створюють сильний шум під час роботи і малопридатні для кольорового друку.

Струменеві принтери (рис.18,б). Струменеві принтери зараз є найбільш розповсюдженими принтерами. У струменевих принтерах зображення формується мікрокраплинами спеціального чорнила, що виприскується на папір через сопла друкарської головки. Як і в матричних принтерах, друкарська головка струменевого принтера рухається горизонтально, а по закінченні друкування кожної горизонтальної смуги зображення папір просувається вертикально.

Лазерні принтери (рис.18,в). Лазерні принтери забезпечують найвищу якість чорно-білого друку. У лазерних принтерах використовується метод ксерографії: зображення переноситься на папір зі спеціального барабана, до якого притягуються частинки фарби (тонера). Різниця між лазерним принтером і звичайним копіювальним апаратом полягає в тому, що друкуючий барабан електризується за допомогою лазера за командами з комп’ютера. Лазерні принтери мають найвищу швидкість друку серед усіх інших типів принтерів.

Термічні — монохромні принтери, що використовуються для друку етикеток, ярликів,чеків, штрих-кодів на складах або в магазинах, білетів для транспортних компаній, чеків у переносних касових апаратах тощо.

Плотери (рис.19) – широкоформатні принтери (cтруменеві). використовуються для друку креслень, ескізів, плакатів та інших зображень великих розмірів

Характеристика принтерів:

• роздільна здатність кількість dpi – кількість точок на дюйм;

• кількість сторінок за хвилину.

П РИСТРОЇ ВВЕДЕННЯ призначені для вводу (накопичення) інформації та управління роботою комп’ютера користувачем. До цих пристроїв відносяться: клавіатура, маніпулятор миша, сканер, джойстик, відео, фото- камери...

Основним пристроєм, за допомогою якого користувач вводить до комп'ютера текстову чи цифрову інформацію, є клавіатура (рис.20).

З а способом підключення до комп'ютера розрізняють проводові та безпровідні клавіатури. Проводові підключаються через порт USB чи спеціальний клавіатурний порт, а безпровідні містять батарейку та надсилають сигнали приймачу, підключеному до порту USB.

Мобільні й кишенькові пристрої можуть мати вбудовані або портативні зовнішні клавіатури.

М аніпулятори — це вказівні пристрої введення за допомогою яких якого можна вказати курсором на екрані монітора команду або місце введення даних («миша», трекбол, тачпад, джойстик, світлове перо).

Назву маніпулятору «миша» дали у Стенфордському дослідницькому інституті за подібність його сигнального проводу до хвоста миші (у ранніх моделей він виходив із задньої частини пристрою). Першим комп'ютером, який постачався з мишею, був міні-комп'ютер Xerox 8010 Star Information System (1981 рік). Маніпулятор мав три кнопки й коштував 400 доларів США (приблизно 900 доларів у цінах 2009 року з урахуванням інфляції).

П ереміщуючи його, користувач керує вказівником — спеціальним курсором, що відображується на моніторі. Миша передає дані про своє переміщення програмі, яка у відповідь переміщує зображення вказівника. Миша має кілька кнопок (дві-три або більше), ролик та інші додаткові елементи керування. За допомогою миші запускають програми, відкривають файли, переміщують фрагменти зображень тощо.

У 2001-2007 роках лідерами продажів були миші, що підключалися до комп'ютера через розніми типу PS/2 (від назви комп'ютера фірми IBM, у якому вони вперше з'явилися). Нині поширені миші, що підключаються через порт USB та без провідникові «миші».

Т акож гейм пади (рис.22) та джойстики (рис.23) відносяться до пристроїв вводу, їх використовують в іграх на ПК та для навчальних цілей в комп’ютерних тренажерах для водіння машини, літака і т.д.

Сканер - це пристрій, який дає змогу вводити в комп'ютер чорно-біле або кольорове зображення, прочитувати графічну та текстову інформацію. Сканер використовують у випадкові, коли виникає потреба ввести в комп'ютер із наявного оригіналу текст і/або графічне зображення для його подальшої обробки (редагування і т.д.). Введення такої інформації за допомогою стандартних пристроїв введення потребує багато часу і праці. Сканована інформація потім обробляється за допомогою спеціального програмного забезпечення (наприклад, програмою FineReader) і зберігається у вигляді текстового або графічного файлу.

Класифікація сканерів. Існує чимало моделей сканерів (рис.24), що різняться методом сканування, допустимим розміром оригіналу та якістю оптичної системи. За способом організації переміщення зчитуючого вузла відносно оригіналу сканери поділяються на планшетні, барабанні та ручні. У планшетних сканерах оригінал кладуть на скло, під яким рухається оптико-електронний зчитуючий пристрій. У барабанних сканерах оригінал через вхідну щілину втягується барабаном у транспортний тракт і пропускається повз нерухомий зчитуючий пристрій. Барабанні сканери не дають змоги сканувати книги, переплетені брошури тощо. Ручний сканер необхідно плавно переміщувати вручну по поверхні оригіналу, що не дуже зручно. При систематичному використанні краще мати, хоча і дорожчий, настільний планшетний сканер.

Принцип дії. Основним елементом сканера є CCD-матриця (Charge Coupled Device - пристрій із зарядовим зв'язком) або PMT (PhotoMultiplier Tube - фотомножник). Колби-фотомножники використовуються лише у складних і дорогих барабанних професійних сканерах, тому доцільніше розглядати принцип дії сканерів із CCD-матрицею. CCD-матриця - це набір діодів, що реагують на світло при дії зовнішньої напруги. Від якості матриці залежить якість розпізнавання зображення.

Дешеві моделі розпізнають наявність/відсутність кольору, складні моделі - відтінки сірого кольору, ще складніші - всі кольори. Аркуш, що сканується, освітлюється ксеноновою лампою або набором світлодіодів. Відбитий промінь за допомогою системи дзеркал або лінз проектується на CCD-матрицю. Під дією світла та зовнішньої напруги, матриця генерує аналоговий сигнал, що змінюється при переміщенні відносно неї аркуша та інтенсивності відображення різних елементарних фрагментів. Сигнал подається на аналогово-цифровий перетворювач, де він оцифровується (представляється у вигляді набору нулів та одиниць) і передається у пам'ять комп'ютера. Існує два способи сканування: переміщення аркуша відносно нерухомої CCD-матриці або переміщення світлочутливого елемента при нерухомому аркуші.

Графічний планшет (дигитайзер, діджітайзер) рис.24 - це пристій для введення малюнків, які малюються від руки безпосередньо в комп’ютер. Складається з пера і плоского планшета, чутливого до натискання абор близькості пера. Також буває в комплекті спеціальна миша.

З а допомогою сканера створюють цифрову копію зображення з паперових або інших носіїв. Процес отримання такої копії називають скануванням. Є планшетні сканери та ручні. Останні зазвичай використовують для читання штрих-кодів. Принцип дії планшетного сканера такий. Об'єкт, що сканується, розташовують на склі планшета, під яким міститься рухома лампа. Відображене від об'єкта світло крізь систему дзеркал потрапляє на світлочутливу матрицю — спеціальну мікросхему, що складається зі світлочутливих елементів (фотодіодів). Перетворена інформація передається в комп'ютер. За один рух лампи сканується кілька смуг на об'єкті, які потому об'єднуються програмним забезпеченням в одне зображення.

Засоби мультимедіа — це комплекс апаратних та програмних засобів, що дають змогу людині взаємодіяти з комп’ютером, використовуючи різні форми подавання інформації, а саме: звук, відео, графіку, тексти, анімацію тощо.

Д о мультимедійного обладнання належать: мікрофон та акустичні системи з підсилювачами, колонками або навушниками; сканери та цифрові фотоапарати; відеокамери, веб-камери; відеоадаптери та звукові плати; плати відеозахоплювання; TV-тюнери, мультимедійні дошки тощо.

Пристрої, що можуть входити до складу мультимедійного обладнання: мультимедійний проектор, мікрофон і звукові колонки, сканер.

Веб-камера — це цифрова фотокамера, що може в реальному часі фіксувати зображення, призначені для подальшого передавання через Інтернет (рис.25). Такі камери транслюють зображення міських вулиць, приміщень, де проходять конференції, тощо.

М ікрофон (рис.26) – призначений для введення звуку в комп’ютер. Також широко використовують для спілкування через Internet в реальному часі.

Д о комп’ютера можна підключити мікрофон, портативний музичний програвач або інший аудіопристрій за допомогою рознімів на передній, задній чи боковій панелі. Ці розніми з’єднані безпосередньо зі звуковою платою або звуковим процесором комп’ютера.

Більшість настільних комп’ютерів мають принаймні один лінійний вхід для підключення музичного програвача або іншого аудіопристрою та один лінійний вихід для підключення динаміків. Ці розніми зазвичай розташовані на задній панелі настільного комп’ютера (рис.27). Також багато настільних ПК також оснащено рознімом для мікрофона, який зазвичай розташовано на передній панелі.

Більшість ноутбуків не мають лінійного входу й лінійного виходу, але зазвичай мають розніми мікрофона та навушників, розташовані на передній або бокових панелях.

Цифрові фотоапарати та відеокамери - пристрої, що використовується для зйомки відео та створення фото-знімків або ж обох, в якому світлочутливим матеріалом є матриця або кілька матриць, що складаються з окремих пікселів, сигнал з яких представляється, обробляється і зберігається в самому апараті в цифровому вигляді. Більшість камер 21го сторіччя є цифровими.

Практично всі цифрові камери використовують flash-пам'ять (рис.28), але є також фотокамери, де використовуються оптичні диски або дискети як носії інформації. В багатьох цифрових камер є невеликий об'єм вбудованої флеш-пам'яті, якої вистачає для 2-30 знімків або ж декількох хвилин відео.

Н айпоширеніші на сьогоднішній день формати:

• CF (Compact Flash).

• SD (Secure Digital).

• MMC (Multimedia Card )

• MS (Memory Stick) фірми Sony

• XD (xD-Picture Card)

Застарілі носії інформації:

SM (SmartMedia)

MD (Microdrive)

Обсяг flash-карт зазвичай варіюється від 512 МБ до 64 ГБ, але постійно з'являються флеш-карти з все більшим об'ємом і тому 64 ГБ не є лімітом.

М ОДЕМИ

Для всіх користувачів, що бажають використовувати глобальну електронну мережу Internet, працювати з електронною поштою, мати зв’язок з локальною мережою своєї фірми, надсилати та отримувати факси за допомогою комп’ютера і т. ін., необхідно мати модем або факс-модем.

Модем — це пристрій для обміну інформацією з іншими ком­п’ютерами через телефонну мережу (рис.29). При передаванні цифрові дані перетворюються в звукові (аналогові), при прийомі — навпаки. Термін «модем» утворився як абревіатура слів МОдулятор/ДЕМодулятор. Основна властивість модема — швидкість передавання даних, тобто кількість бітів, що передані за секунду

Факс-модем — пристрій, що поєднує можливості модему із засобами для обміну факсимільного зображення з іншими факс-модемами та звичайними телефаксними апаратами (рис.30). Сучасні модеми для широкого кола користувачів мають вбудовані можливості відправлення і отримання факсимільних повідомлень. Також є можливість підтримки мовних функцій, за допомогою звукового адаптеру.

Н а вибір типу модему впливають наступні фактори:

• ціна: зовнішні модеми коштують дорожче, оскільки в ціну входить вартість корпусу та джерела живлення;

• наявність вільних портів/слотів: зовнішній модем під'єднується до послідовного порта. Внутрішній модем до слота на материнський платі. Якщо порти або слоти зайняті, потрібно вибрати один з пристроїв;

• зручність користування: на корпусі зовнішнього модему є індикатори, що відображають його стан, а також вимикач джерела живлення. Для встановлення зовнішнього модему не потрібно розбирати корпус комп'ютера.

Провайдер — це організація, що забезпечує зв’язок користувача з мережею Інтернет.

Контрольні запитання

1. Яким чином розміщується інформація на магнітному диску?

2. Що таке накопичувач інформації? Опишіть про структуру накопичувача (сектор, доріжки...)

3. Що є основним накопичувачем інформації в ПК? Опишіть про нього.

4. Яке призначення та принцип будови накопичувачів на гнучких магнітних дисках?

5. Які стандартні імена дисководів гнучких дисків?

6. Який принцип запису на лазерно-оптичні та магнітооптичні диски?

7. Як повністю записати абревіатуру CD-R? Призначення CD-R.

8. Як повністю записати абревіатуру CD-RW? Призначення CD-RW.

9. Як повністю записати абревіатуру DVD? Призначення DVD.

10. Які пристрої відносяться до периферійних? Які периферійні пристрої Ви знаєте?

11. Які є типи моніторів?

12. Яке призначення геймпадів та джойстиків?

13. Які принципи роботи різних типів принтерів? Що таке плотер?

14. Які принципи роботи різних типів сканерів?

15. Яке призначення графічного планшету?

16. Що таке засоби мультимедіа?

17. Яке призначення web- камери?

18. Яке призначення мікрофону?

19. Яке призначення цифрових фотоапаратів та цифрових відеокамер? Які найпоширеніші формати карт-пам’яті для них?

20. Яке призначення модему? Що таке факс-модем?

21. Що впливає на вибір модему?

Лекція 7