63. Принтеры: матричные, струйные, лазерные, твердочернильные и термосублимационные.

матричные принтеры печатающая головка последовательно проходит каждую строку печати. Головка содержит от 7 до 24 игл, возбуждаемых электромагнитным полем. Дешевые матричные прин-

теры имеют 7 игл для печати, скажем, 80 символов в строке в матрице 5x7. в результате строка состоит из 7 горизонтальных линий, а каждая из этих линий состоит из 5 х 80 = 400 точек. Каждая точка может печататься или не печататься в зависимости от того, какая должна получиться буква.

Качество печати можно повышать двумя способами: использовать большее

количество игл или реализовать наложение точек. Для получения такого наложения обычно требуется несколько проходов по одной строке печати, поэтому чем выше качество печати, тем медленнее работает принтер. Большинство принтеров можно настраивать, добиваясь различных сочетаний качества и скорости. Матричные принтеры дешевы и очень надежны, но работают медленно, шумно, и качество печати очень низкое. Тем не менее они широко распространены по крайней мере в трех областях. Во-первых, они очень популярны для печати на больших листах. Во-вторых, ими очень удобно пользоваться при печати на маленьких отрезках бумаги (например, кассовые чеки). В-третьих, они годятся дляраспечатки одновременно нескольких листов с вложенной между ними копировальной бумагой, и эта технология — самая дешевая

струйные принтеры. подвижная печатающая головка содержит картридж с чернилами. Она двигается горизонтально над бумагой, а чернила в это время выпрыскиваются из крошечных сопел. Объем одной порции чернил приблизительно равен одному пиколитру.

Струйные принтеры бывают двух типов: пьезоэлектрические (производятся

Epson) и термографические (производятся Canon, HP и Lexmark). В пьезоэлек-

трических струйных принтерах рядом с чернильной камерой устанавливается

специальный кристалл. При подаче на этот кристалл напряжения он деформиру-

ется, в результате из форсунки выпускаются чернила. Чем выше напряжение,

тем больше выходная порция чернил.

В термографических (пузырьковых) струйных принтерах в каждой форсунке

устанавливается небольшой резистор. При подаче напряжения резистор нагревается, доводит температуру чернил до точки кипения, в результате они превращаются в пузырьки газа. Поскольку объем пузырька больше объема

чистых чернил, в форсунке создается повышенное давление, под влиянием кото-

рого чернила распыляются на бумагу. Затем форсунка охлаждается, и в резуль-

тате снижения давления внутри форсунки в нее из картриджа подается новая

порция чернил. Скорость работы принтера по этой схеме ограничена временны-

ми рамками цикла кипения/охлаждения.

Струйные принтеры обычно имеют разрешающую способность от 1200 dpi

(точек на дюйм) до 4800 dpi. Они достаточно дешевы, работают бесшумно, однако отличаются низкой скоростью печати и дороговизной картриджей. Качество печати хорошее

Существует два вида чернил. Чернила на основе красителя состоят из красителей, растворенных в жидкой среде. Они дают яркие цвета и легко вытекают из картриджа. Главным недостатком таких чернил является то, что

они быстро выгорают под воздействием ультрафиолетовых лучей. Чернила на основе пигмента содержат твердые частицы пигмента, погруженные в жидкость. Жидкость испаряется с бумаги, а пигмент остается. Чернила не выгорают, но зато дают не такие яркие краски, как чернила на основе красителя. Кроме того, частицы пигмента часто засоряют выпускные отверстия картриджей, поэтому их нужно периодически чистить.

лазерный принтер. Главной частью этого принтера является вращающийся барабан (в некоторых более дорогостоящих системах вместо барабана используется лента). Перед печатью каждого листа барабан получает напряжение около 1000 В и окружается фоточувствительным материалом. Свет лазера проходит вдоль барабана, почти как пучок электронов в электронно-лучевой трубке, только вместо напряжения для сканирования барабана используется вращающееся восьмиугольное зеркало. Луч света модулируется, в результате получается набор темных и светлых участков. Участки, на которые воздействует луч, теряют свой электрический заряд.

Рис. 2.31. Схема работы лазерного принтера

После того как нарисована строка точек, барабан поворачивается для

создания следующей строки. В итоге первая строка точек достигает резервуара с

тонером (электростатическим черным порошком). Тонер притягивается к заря-

женным точкам, и так формируется визуальное изображение строки. Через не-

которое время барабан с тонером прижимается к бумаге, оставляя на ней отпеча-

ток изображения. Затем лист проходит через нагретые валики, и изображение

закрепляется. После этого барабан разряжается и остатки тонера счищаются

с него. После этого он готов к печати следующей страницы.

Электроника лазерных принтеров состоит из быстродействующего процессора и нескольких мегабайтов памяти для хранения полного изображения в битовой форме и различных шрифтов.

цветные лазерные принтеры работают так же, как их монохромные только составляют четыре отдельных изображения (голубого, желтого, сиреневого и черного цветов) и используют четыре разных тонера для изображения с разрешающей способностью 1200 х 1200 dpi на листе в 80 квадратных дюймов нужно 115 млн пикселов. Так как каждый пиксел состоит из 4 бит, принтеру нужно 55 Мбайт памяти только для хранения изображения в битовой форме, не считая памяти, требующейся для внутренних процессоров, шрифтов и т. п. Это требование делает цветные лазерные принтеры очень дорогими, но зато они очень быстро работают и дают высокое качество печати.

принтеры с твердыми чернилами. В этих принтерах содержится 4 твердых блока специальных восковых чернил, которые затем расплавляются.

Брикеты чернил загружаются в принтер. Брикеты разных цветов отличаются по форме, что позволяет избежать ошибки при загрузке чернил. Расходные материалы можно подгружать без прерывания печатного процесса.[1]

После включения принтер расплавляет часть чернил, которые затем поступают в неподвижную печатающую головку. Головка наносит изображение на вращающийся барабан из анодированного алюминия, покрытый силиконовой смазкой. Затем в трей подается слегка подогретый лист бумаги, который прижимается к барабану специальным роликом. Изображение переносится на бумагу в один проход, благодаря чему печать может осуществляться с высокой скоростью.[2]

Поскольку конструкция твердочернильных принтеров проще конструкции лазерных, и количество подвижных элементов в ней сведено к минимуму, надежность такого устройства существенно выше, а необходимость в техническом обслуживании возникает реже. Время работы твердочернильного принтера до замены барабана в среднем составляет 5 лет.[3]

Преимущества твёрдочернильных принтеров

Твёрдочернильные принтеры устойчивы к износу за счет простоты конструкции. Качество печати остается стабильным, не деградирует с течением времени.

Использование твердых чернил на основе воска обеспечивает яркость, насыщенность цветов, равномерность нанесения изображения,[4] придает отпечатку глянец.

Твёрдочернильные аппараты способны печатать на широком диапазоне носителей, в том числе и бумаге различной плотности, картоне, пленке и т. д. без потери качества.

При длительной эксплуатации твёрдочернильного принтера стоимость владения заметно снижается. Ряд моделей позволяют добиться снижения себестоимости цветной печати до уровня монохромной.[5]

Недостатки твёрдочернильных принтеров

Необходимость постоянного подключения к электросети и, как следствие, расход электроэнергии.

Расход чернил при перезапуске принтера.

Неустойчивость отпечатков к высоким температурам (более 125 °C). На твёрдочернильной распечатке запрещено допечатывать лазерным принтером.

технологии сублимации переход твердых веществ в газообразное состояние минуя стадию жидкости. В принтере, работающем на основе процесса сублимации, контейнер с красителями CYMK двигается над термической печатающей головкой, которая содержит тысячи программируемых нагревательных элементов. Красители мгновенно испаряются и впитываются специальной бумагой. Каждый нагревательный элемент может производить 256 различных температур. Чем выше температура, тем больше красителя осаждается и тем интенсивнее получается цвет. В отличие от всех других цветных принтеров, данный принтер способен воспроизводить цвета

практически сплошного спектра, поэтому процедура обработки полутонов не

нужна. Процесс сублимации часто используется при изготовлении так называе-

мых моментальных снимков на специальной дорогостоящей бумаге.

Преимущества и недостатки

Сублимационный принтер печатает очень долговечные изображения за счет того, что краска — твердая, и находится под поверхностью бумаги. Защитный слой препятствует испарению краски из-под поверхности.

Сублимационные принтеры печатают более качественное изображение, чем струйные принтеры при том же уровне разрешения. Это обусловлено тем, что пиксель не имеет четкой границы, поэтому даже под микроскопом не видны «капли». Также качество повышается за счет возможности смешивать на носителе изображения цвета в достаточно широком диапазоне (до 6 бит каждого из базовых цветов). Наиболее светлые тона формируются в облачке красителя так же естественно, как и более тёмные.

Сублимационный принтер достаточно дорог, так же, как и расходные материалы к нему.

К серьёзным проблемам сублимационной печати можно отнести крайне медленный вывод фотографий (фото 10×15 см печатается более 1 минуты) и чувствительность применяемых чернил к ультрафиолету. Однако сейчас вводятся новые типы защитной краски, обеспечивающей защиту от ультрафиолета.

63. Мобильные компьютеры и устройства. Особенности устройства и характеристики.

1. Ноутбуки и их ближайшие родственники нетбуки

Ноутбуки - это компьютеры, которые можно без труда переносить, имеют возможность автономной работы, которая возможна именно благодаря батареи, как и у других видов портативных компьютеров. Кроме этого отличительной чертой от стационарных компьютеров делает наличие совмещённых комплектующих, дисплея клавиатуры в одном корпусе. А способность складываться делает их ещё компактнее.

Нетбуки же, это всё те же ноутбуки, имеющие не только меньшие размеры и больше времени работы от аккумуляторной батареи, но и менее высокую производительность, что не даёт возможности ими использовать ресурсоёмкие приложения.

Эти наколенные виды компьютеров, основанные на книжном принципе закрытия и открытия, предоставляют хоть и не высокую, но достаточную производительность для выполнения нужд пользователя. Что такое ноутбук - эта статья сможет создать общее представление о ноутбуке, нетбуке и других раскладных компьютерах.

2. Планшеты и планшетные ноутбуки

Планшеты, это переносные компьютеры, разделившие потребности пользователей в КПК со смартфонами, в одном корпусе вычислительный потенциал для просмотра интернет страниц, видео и прослушивания музыки, основой тут является такое устройство ввода, как сенсорный дисплей - Touchscreen (тачскрин), являются настоящими помощниками, а в некоторых ситуациях удобнее ноутбука за счёт меньших размеров.

У планшетных ноутбуков кроме тачскрина так же, как и у ноутбука, имеются клавиатура и в зависимости от модели может или складываться, или же выдвигаться.

Основной задачей данного вида портативного устройства является именно выход и использование интернета, хоть и присутствуют основные мультимедийные возможности. Для таких мини компьютеров время автономной работы важнее производительности, если сравнивать со всё тем же Desktop.

3. Карманные типы компьютеров и смартфоны

Если раньше отличия между смартфонами и КПК (карманными персональными компьютерами) были действительно заметны, то сейчас средне статистический смартфон выполняет те же функции, а популярность КПК уже не та, что ранее, но все же своих пользователей данный вид компьютера имеет.

Так же, как и другие виды компьютеров, являющиеся представителями портативных устройств, зависимы от времени работы аккумулятора. Обладают, довольно небольшими размерами, что благоприятно сказывается на возможности их иметь всегда под рукой, что противоположно производительности. Благодаря более низкому разрешению есть возможность использовать такие устройства для просмотра видео и фото, пусть они ни лучшие плееры, но такой возможности не лишены, а функции фото и видео съёмки являются хорошим плюсом.

Эти устройства работают от батареи, а их размеры благоприятствуют возможности иметь их постоянно при себе. Главное отличие между сегодняшними моделями смартфонов и КПК, в том, что первый выполнят кроме вычислительной функции, функцию телефона. Современные модели в обязательном порядке имеют такое устройство ввода, как сенсорный дисплей. В отличие от настольных ПК, которые подразделяются на несколько крупных классов и в остальном достаточно универсальны, карманные компьютеры более жёстко привязаны к собственным операционным системам (ОС).На сегодняшний день основными ОС для КПК являются:  Windows Mobile (ранее Pocket PC и Windows CE) фирмы Майкрософт;  Palm OS фирмы PalmSource;  BlackBerry фирмы Research In Motion;  Symbian OS (ранее EPOC);  GNU/Linux;  Mac OS X (iPhone OS). В настоящее время получили большое распространение коммуникаторы и смартфоны, которые совмещают в себе функции КПК с функциями мобильного телефона. Коммуникаторы обладают рядом недостатков по сравнению с КПК, основной из которых –меньшее время автономной работы, однако, к началу 2008 года КПК были практически вытеснены смартфонами и коммуникаторами

63. Встроенное ПО.

Встроенная программа ( микропрограммные средства, также иногда микропрограмма, «прошивка») англ. firmware - программное обеспечение, встроенное («вшиты») в аппаратное устройство, термин, иногда используется для обозначения фиксированных, как правило, достаточно небольших, встроенных программ, контролируют различные электронные устройства. Чаще физический носитель микропрограммы - микросхема, постоянное запоминающее устройство, флеш-память.

Микропрограммой также называют образ ( ISO-образ ) прошивки, что может загружаться в аппаратном обеспечении ( флэш-память ) (процедура обновления прошивки (версии прошивки)).

Типичные примеры - от конечных продуктов для пользователя, таких как телевизор, до компьютерных частей и устройств, например BIOS, модем, жесткий диск и клавиатура, TFT экран и карта памяти, в научных приборов и промышленных роботов.

нет четко определенной границы между встроенными программами и просто программным обеспечением, поскольку оба термина - обозначают довольно гибкие понятия. Вместе с тем, микропрограммные средства всегда, связаны с достаточно низким базовым уровнем операций в устройстве, без которого устройство абсолютно нефункциональным.

Простые прошивки, как правило, располагается в памяти только для чтения или PROM, в то время как более сложные встроенные программы часто используют флэш-память, что позволяет их обновление. 

Компьютерная периферия

Большинство компьютерных периферийных устройств являются сами по себе специальными компьютерами. Хотя внешние устройства сохраняют встроенные программы внутри, современные компьютерные периферийные карты, как правило, требуют загрузки достаточно большой части встроенной программы из главного компьютера при запуске, поскольку такая процедура является более гибкой. Часто это делается с помощью конкретного драйвера устройства (или, если точнее, подсистемой внутри драйвера). 

Проблемы встроенных программ на ПК

Во многих случаях, компоненты прошивки так же важны, как и операционная система в компьютере. Однако, в отличие от большинства современных операционных систем, встроенные программы редко имеет хорошо развитый механизм для обновления и устранения проблем функционирования, которые были обнаружены после поставки оборудования.

BIOS можно достаточно просто обновить в современных ПК; такие устройства как видеокарты или модемы часто зависят от динамической загрузки встроенных приложений с помощью драйвера и таким образом, обновление может быть сделано прозрачно через механизм обновления операционной системы. В отличие от этого, программы, встроенные в устройствах накопления информации, обновляются редко; механизмы для выявления версии прошивки и ее обновления не стандартизировано. Поэтому эти устройства, как правило, имеют более высокий уровень функциональных проблем, по сравнению с другими частями современной компьютерной системы.

 Примеры

Примеры встроенных программ:

• Системы управления и отсчета времени для стиральных машин

• BIOS в IBM-совместимых персональных компьютерах

• Код платформы на системах с Mac OS X на базе Intel Itanium, также много плат для ПК на базе Intel имеют прошивки, совместимые с EFI

• Open Firmware, используемой в компьютерах Sun Microsystems и Apple Computer

• ARCS, используемой в компьютерах Silicon Graphics

• RTAS (службы абстрагирования для времени выполнения), используемых в компьютерах IBM

• Чипы EPROM, используемых в серии цифровых музыкальных процессоров Eventide H-3000.

• Cisco IOS.

ВСТРОЕННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 Компьютерные программы, заложенные вкомпьютер и автоматически вызываемые при его включении.

Прошивкой (англ. Firmware, fw) называют содержимое энергонезависимой памяти компьютера или любого цифрового вычислительного устройства — микрокалькулятора, сотового телефона, GPS-навигатора и т. д., в которой содержится его микропрограмма.

63. Сетевые топологии и платы. Уровни модели OSI. Стандарты сетевого соединения и протоколы.

Топология сетиэто логическая схема соединения каналами связи компьютеров (узлов сети). Чаще всего в локальной сети используется одна из трех основных топологий: моноканальная, кольцевая или звездная. Большинство других топологий являются производными от перечисленных.

Метод доступаэто набор правил, определяющий использование канала передачи данных, соединяющего узлы сети на физическом уровне. На каждом компьютере устанавливается сетевая плата (адаптер), которая является физическим устройством, обеспечивающим передачу и прием информации по каналам сети.

Сетевая топология может быть

• физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

• логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

• информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.

• управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Существует множество способов соединения сетевых устройств. Выделяют 3 базовых топологии:

• Шина Сеть моноканальной топологии использует один канал связи, объединяющий все компьютеры сети. Моноканальная топология обеспечивает эффективное использование пропускной способности канала, устойчивость к неисправности отдельных узлов, простоту реконфигурации и наращивания сети.

• Кольцо Сеть кольцевой топологии использует в качестве канала связи замкнутое кольцо из приемо-передатчиков, соединенных коаксиальным или оптическим кабелем. В такой сети информация передается от узла к узлу, поэтому неисправность в одном узле разрывает всю сеть.

• Звезда Сеть звездообразной топологии имеет активный центр (АЦ) компьютер (или иное сетевое устройство), объединяющий все компьютеры сети. АЦ полностью управляет компьютерами, подключенными к нему через концентратор, который выполняет функции распределения и усиления сигналов. От надежности АЦ полностью зависит работоспособность сети.

• И дополнительные (производные):

Двойное кольцо

Ячеистая топология

Решётка

Дерево

Fat Tree

Сеть Клоза

Снежинка

Полносвязная

A — линия; B — полносвязная; C — звезда; D — кольцо; E — шина; F — дерево.

Дополнительные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например «Дерево».

Смешанная топология — топология, преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Программное обеспечение локальной сети

Сетевое программное обеспечение реализует различные варианты предоставления услуг и работы в локальной сети. В одноранговых сетях все компьютеры сети равноправны. Они работают в сети как обособленные рабочие места, но при этом им предоставляется возможность совместно использовать дисковое пространство любого из компьютеров сети, печатающие устройства передавать сообщения.

Широко распространенный вариант работы в локальной сети использует концепцию файлового сервера, реализуемого программным обеспечением центрального, наиболее мощного компьютера сети. Файловый сервер управляет ресурсами сети и обеспечивает доступ к ним рабочих станций.

Каталоги и файлы диска файлового сервера являются объектами, доступ к которым может быть ограничен. Для того чтобы пользователь мог работать в каталоге, он должен иметь в нем права доступа.

Лекция 2. Техническое и программное обеспечение сетей

Кратко рассмотрим состав и характеристики сетевого оборудования.

Терминаторустройство, которое подсоединяется к любому свободномунеподключенномуконцу кабеля (например, в топологии “шина”) для предотвращения отражения электрических сигналов.

Репитер служит для соединения двух отрезков кабеля. В отличие от коннектора он усиливает сигнал перед передачей его в следующий сегмент.

Концентратор  центральный компонент, к которому с помощью сегментов кабеля подключаются все компьютеры в топологии “звезда”. Среди концентраторов выделяются активные и пассивные. Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же, как это делают репитеры.

Сетевой кабельфизическая среда передачи. В большинстве сетей применяются три основные группы кабелей:

• коаксиальный кабель;

• витая пара;

  • неэкранированная;

  • экранированная;

• оптоволоконный кабель.

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии узкополосную и широкополосную передачу.

Узкополосные системыпередают данные в виде цифрового сигнала одной частоты. Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы

Широкополосные системыпередают данные в виде аналогового сигнала, который использует некоторый диапазон частот.

Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса, или соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Платы вставляются в слоты расширения всех сетевых компьютеров и серверов.

Назначение платы сетевого адаптера:

• подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;

• передача данных другому компьютеру;

• управление потоком данных между компьютером и кабельной системой.

Плата сетевого адаптера, кроме того, принимает данные из кабеля и переводит их в форму, понятную центральному процессору компьютера.

Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ.

Плата сетевого адаптера принимает параллельные данные из 32- разрядной шины компьютера и организует их для последовательной, побитовой, передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям. Отвечает за это преобразование трансивер.

Помимо преобразования данных, плата сетевого адаптера должна указать свое местонахождение, или адрес, чтобы ее могли отличить от остальных плат.

Сетевые адреса определены (network address) комитетом IEEE. Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов. Производители “зашивают” свои адреса в микросхемы. Благодаря этому каждая плата и, следовательно, каждый компьютер имеют уникальный адрес в сети.

Перед тем как послать данные по сети, плата сетевого адаптера проводит электронный диалог с принимающей платой. Каждая плата оповещает другую о своих параметрах, принимая “чужие” параметры и подстраиваясь к ним. После того как все детали определены, платы начинают обмен данными.

Сетевая модель OSI (англ. open systems interconnection basic reference model — базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, сокр. ЭМВОС; 1978 год) — сетевая модель стека сетевых протоколов OSI/ISO

в настоящее время основным используемым стеком протоколов является TCP/IP, он был разработан ещё до принятия модели OSI и вне связи с ней.

Модель OSI
Тип данных	Уровень (layer)	Функции
Данные	7. Прикладной (application)	Доступ к сетевым службам
Поток	6. Представительский (presentation)	Представление и шифрование данных
Сеансы	5. Сеансовый (session)	Управление сеансом связи
Сегменты / Дейтаграммы	4. Транспортный (transport)	Прямая связь между конечными пунктами и надежность
Пакеты	3. Сетевой (network)	Определение маршрута и логическая адресация
Кадры	2. Канальный (data link)	Физическая адресация
Биты	1. Физический (physical)	Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными