- •«Национальный исследовательский томский политехнический университет» а.Н. Осокин периферийные устройства
- •Часть 1
- •Оглавление
- •Тема 1 Интерфейсы для подключения периферийных устройств 10
- •Тема 2 Устройства ввода 61
- •Тема 3 Общие сведения о формировании изображений 110
- •Тема 4 Видеосистема 119
- •Введение
- •Тема 1 Интерфейсы для подключения периферийных устройств
- •1.1. Общая характеристика интерфейсов информационных систем
- •1.1.1. Понятие интерфейса
- •1.1.2. Стандартизация интерфейсов
- •1.1.3. Классификация аппаратных интерфейсов
- •1.1.4. Принцип обмена данными
- •1.1.5. Режимы передачи данных
- •1.2. Интерфейс rs-232
- •1.2.1. Общие сведения об интерфейсе
- •1.2.2. Порты асинхронного адаптера персонального компьютера
- •1.3. Интерфейс ieee 1284
- •1.3.1. Общие сведения об интерфейсе
- •1.3.2. Параллельные порты пк
- •1.4.1. Общие сведения
- •1.4.2. Составляющие usb
- •1.4.3. Физическая архитектура шины usb
- •1.4.4. Аппаратное обеспечение usb
- •1.4.5. Физический интерфейс
- •1.4.6. Ограничения usb 1.1 и usb 2.0
- •1.5. Интерфейс 1394 (FireWire)
- •1.5.1. Общие сведения
- •1.5.2. Спецификации интерфейса FireWire
- •1.5.3. Разъёмы и кабель
- •1.5.4. Преимущества интерфейса ieee 1394 и его использование
- •1.6. Беспроводные интерфейсы
- •Тема 2 Устройства ввода
- •2.1. Клавиатура
- •2.1.1. Принцип действия клавиатуры
- •2.1.2. Взаимодействие клавиатуры с системами персонального компьютера
- •2.1.3. Стандартная раскладка и назначение клавиш
- •2.2. Манипулятор «мышь»
- •2.2.1.Общие сведения о мыши. Принцип работы мыши
- •2.2.2. Кнопки мыши
- •2.2.3. Интерфейс подключения
- •2.2.4. Характеристики мыши
- •2.2.5. Эргономические проблемы использования мыши
- •2.3. Графические планшеты (дигитайзеры)
- •2.3.1. Назначение и принцип действия графических планшетов
- •2.3.2. Характеристики планшетов
- •2.4. Джойстики
- •2.4.1. Назначение джойстиков
- •2.4.2. Джойстики с плавным регулированием
- •2.4.3. Оптические и потенциометрические джойстики
- •2.4.4. Оси плавного регулирования
- •2.4.5. Функция обратной силовой связи
- •2.5. Сканеры
- •2.5.1. Назначение и принцип работы сканера
- •2.5.2. Классификация сканеров
- •2.5.3. Параметры сканеров
- •2.5.4. Программы оптического распознавания символов (ocr)
- •2.6. Цифровые фотоаппараты
- •2.6.1. Общие принципы работы цифровых фотоаппаратов
- •2.6.2. Классификация цифровых фотоаппаратов
- •2.7. Устройства естественного взаимодействия
- •2.8. Нейрокомпьютерный интерфейс
- •Тема 3 Общие сведения о формировании изображений
- •3.1. Методы вывода изображений
- •3.2. Формирование цветных изображений в визуализаторах
- •3.3. Формирование цветных изображений при печати
- •Тема 4 Видеосистема
- •4.1. Состав видеосистемы pc-совместимого компьютера
- •4.2. Мониторы
- •4.2.1. Структура монитора и виды мониторов
- •4.2.2. Жидкокристаллические мониторы
- •4.2.3. Плазменные панели
- •4.2.4. Органические светодиодные мониторы (oled)
- •4.2.5. Pled-мониторы
- •4.2.7. Энергосберегающие устройства отображения информации
- •4.3. Мультимедиапроекторы
- •4.3.1. Принцип действия и классификация компьютерных проекторов
- •4.3.2. Основные характеристики мультимедийных проекторов
- •4.3.3. Мультимедийные tft-проекторы
- •4.3.4. Полисиликоновые проекторы
- •4.3.5. Dmd/dlp-проекторы
- •4.3.6. Lcos-проекторы (d-ila-проекторы)
- •4.3.8. Светодиодные проекторы
- •4.4. Устройства отображения объемных изображений
- •4.4.1. Особенности восприятия человеком объемных изображений
- •4.4.2. Двухэкранные устройства отображения объемных изображений
- •4.4.3. Одноэкранные устройства отображения объемных изображений
- •4.5. Интерактивные доски
- •4.5.1. Функции и виды интерактивных досок
- •4.5.2. Интерактивные доски прямой проекции
- •4.5.3. Интерактивные доски обратной проекции
- •4.5.4. Интерактивные насадки на плазменные и lcd-дисплеи
- •4.5.5. Интерактивные жк-доски
- •4.6. Электронные книги
- •4.7. Видеоадаптеры
- •4.7.1. Назначение и принцип работы видеоадаптера
- •4.7.2. Устройство современного видеоадаптера
- •4.7.3. Технологии повышения реалистичности трехмерного изображения
- •4.7.4. Интерфейс прикладного программирования (api)
- •4.8. Интерфейсы видеосистемы
- •4.8.1. Назначение интерфейсов и их виды
- •4.8.2. Цифровые интерфейсы подключения мониторов к видеоадаптеру
- •Список источников
- •Периферийные устройства
- •Часть 1
- •Зарегистрировано в Издательстве тпу Размещено на корпоративном портале тпу в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета
Тема 3 Общие сведения о формировании изображений 110
3.1. Методы вывода изображений 110
3.2. Формирование цветных изображений в визуализаторах 113
3.3. Формирование цветных изображений при печати 118
Тема 4 Видеосистема 119
4.1. Состав видеосистемы PC-совместимого компьютера 119
4.2. Мониторы 119
4.2.1. Структура монитора и виды мониторов 119
4.2.2. Жидкокристаллические мониторы 121
4.2.3. Плазменные панели 133
4.2.4. Органические светодиодные мониторы (OLED) 138
4.2.5. PLED-мониторы 139
4.2.6. FED-мониторы 141
4.2.7. Энергосберегающие устройства отображения информации 144
4.3. Мультимедиапроекторы 151
4.3.1. Принцип действия и классификация компьютерных проекторов 151
4.3.2. Основные характеристики мультимедийных проекторов 153
4.3.3. Мультимедийные TFT-проекторы 155
4.3.4. Полисиликоновые проекторы 155
4.3.5. DMD/DLP-проекторы 158
4.3.6. LCOS-проекторы (D-ILA-проекторы) 164
4.3.7. LDT-проекторы 167
4.3.8. Светодиодные проекторы 168
4.4. Устройства отображения объемных изображений 170
4.4.1. Особенности восприятия человеком объемных изображений 170
4.4.2. Двухэкранные устройства отображения объемных изображений 172
4.4.3. Одноэкранные устройства отображения объемных изображений 174
4.5. Интерактивные доски 176
4.5.1. Функции и виды интерактивных досок 176
4.5.2. Интерактивные доски прямой проекции 177
4.5.3. Интерактивные доски обратной проекции 178
4.5.4. Интерактивные насадки на плазменные и LCD-дисплеи 179
4.5.5. Интерактивные ЖК-доски 179
4.6. Электронные книги 179
4.7. Видеоадаптеры 182
4.7.1. Назначение и принцип работы видеоадаптера 182
4.7.2. Устройство современного видеоадаптера 185
4.7.3. Технологии повышения реалистичности трехмерного изображения 188
4.7.4. Интерфейс прикладного программирования (API) 191
4.8. Интерфейсы видеосистемы 193
4.8.1. Назначение интерфейсов и их виды 193
4.8.2. Цифровые интерфейсы подключения мониторов к видеоадаптеру 195
4.8.3. HDMI 201
Список источников 206
Введение
Периферийные устройства компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения сервисных операций человеко-машинного взаимодействия. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность, позволяет значительно расширить сферу применения компьютеров.
Опыт развития компьютерных систем показывает, что их основные функциональные, параметрические и эргономические характеристики компьютеров определяются входящими в их состав периферийными устройствами и интерфейсами (шинами) различных типов (системными, локальными, интерфейсами для подключения периферийных устройств). Вместе с совершенствованием центрального процессора большое внимание уделяется разработке новой периферийной аппаратуры с использованием новых физических принципов и технологий, улучшающих их технические и эксплуатационные параметры, причем наивысшие технологические достижения, номенклатура и типы выпускаемых периферийных устройств меняются каждый год. Например, появились устройства, обеспечивающие нейрокомпьютерный интерфейс, устройства с датчиками движения с соответствующим программным обеспечением типа Kinect компании Microsoft, систем Nintendo Wii U, Sony Play Station 4 (данные устройства еще называют устройствами естественного взаимодействия). Наряду с традиционными средствами отображения информации всё шире применяются средства, создающие виртуальные объемные изображения (3D-визуализаторы), реальные объёмные изделия (3D-принтеры), средства речевого ввода (например, игровая консоль Xbox One корпорации Microsoft). Интенсивно разрабатываются энергосберегающие мониторы («электронная» бумага).
По назначению периферийные устройства принято подразделять на устройства ввода данных, устройства вывода данных, устройства хранения данных.
К устройствам ввода данных относятся клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, сканер, дигитайзер, цифровой фотоаппарат, устройства естественного взаимодействия, устройства нейроввода.
К устройствам вывода данных относятся мониторы, мультимедиапроекторы, принтеры, плоттеры, аудиосистема.
К устройствам хранения данных (УХД) относятся УХД, использующие электронный принцип записи/чтения; УХД, использующие магнитный принцип записи/чтения; УХД, использующие оптический принцип записи/чтения; УХД, использующие комбинированные принципы записи/чтения. В иностранной литературе их называют гибридными.
Технические параметры устройств, приведенные в данном пособии, устаревают очень быстро в связи с бурным развитием периферийных устройств.
Автор выражет благодарность доценту кафедры ВТ А.Н. Мальчукову за большую помощь в оформлении данного пособия.
