Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебное пособие по курсу «Информатика». Ч.2. Учебное пособие
.pdf
3.8. Устройства вывода. Принтеры
51
необходимость специальной термочувствительной бумаги;
недолговечность распечатки.
Струйные принтеры
По принципу действия струйные принтеры (рис. 22) похожи на матричные принтеры (изображение на бумаге тоже формируется из точек).
Подача
чернил
Чернила
Емкость
Пузырь
Сопла
Печать
Вакуум
Чернила
Подложка
Нагревательный элемент
Но, в отличие от матричного принтера, где используется головка с
иголками, в струйных принтерах применяется матрица, которая печатает
жидкими красками.
Существует два основных подхода, которые используют производители струйных принтеров:
картриджи с красками содержат печатающую головку;
картриджи содержат только краситель, а печатающая головка яв-
ляется деталью принтера.
В случае длительного простоя принтера (больше недели) остатки
краски засохнут на соплах печатающей головки. Современные принтеры
имеют автоматический режим самоочистки головки, но это не всегда помогает справиться со сложившейся ситуацией. Здесь в выигрыше оказываются принтеры первого типа, в которых картридж заменяется вместе с печатающей головкой. В случае, если печатающая головка является деталью
Рис. 22. Схема подачи краски в струйных принтерах
3. Внешние устройства компьютера
52
принтера, а не картриджа, то приходится сдавать принтер в ремонтную мастерскую.
Надо отметить, что по сравнению с лазерными принтерами струйные принтеры обладают меньшей скоростью печати, зато отличаются хорошим качеством печати полутоновых изображений. При этом скорость
печати струйных принтеров выше, чем матричных.
Особенности струйных принтеров:
печать текстовой и графической информации в графическом ре-
жиме;
цветная печать;
низкая скорость печати (до 4 стр./мин.);
высокое качество печати;
необходимость качественной бумаги;
недолговечность распечатки: невлагостойкость, выгорание;
высокая стоимость печати.
Лазерные принтеры
Для лазерных принтеров характерно формирование изображения посредством освещения фоточувствительных элементов лазерным лучом
(рис. 23).
Лазер
Зеркало
Магнитный вал
Ролик первичного заряда
Фотобарабан
Рис. 23. Схема работы лазерного принтера
Особенности лазерных принтеров:
печать текстовой и графической информации в графическом ре-
жиме;
возможности цветной печати;
3.9. Средства связи и телекоммуникации
53
высокая скорость печати:
для графических изображений скорость печати составляет до
6 страниц в минуту,
цветной текст печатается со скоростью около 30 страниц в ми-
нуту;
высокое качество печати;
распечатка:
не боится влаги,
устойчива к истиранию и выцветанию;
невысокая стоимость печати.
3.8.3. Многофункциональные устройства
Многофункциональное устройство (МФУ) – устройство с допол-
нительными функциями принтера, сканера, факсимильного устройства и
копировального модуля.
Различают МФУ:
по технологии: струйные, светодиодные, лазерные;
по цветности: цветные и монохромные;
по входящим в состав компонентам.
3.8.4. Плоттеры
Графопостроитель (плоттер) – устройство для автоматического вы-
черчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт
и другой графической информации на бумаге размером до А0 или кальке.
Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего
блока).
Типы плоттеров:
рулонные и планшетные;
перьевые, струйные и электростатические;
векторные и растровые.
3.9. Средства связи и телекоммуникации
Средства связи и телекоммуникации используются для подклю-
чения компьютера к каналам связи, другим компьютерам и компьютерным сетям.
Вопросы для самоконтроля
54
К этой группе, прежде всего, относятся сетевые адаптеры. В качестве сетевого адаптера чаще всего используются модемы (модулятор-демодулятор).
Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе – средствам мультимедиа.
Средства мультимедиа – это комплекс аппаратных и программных
средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты,
анимацию и др.
Сетевая карта, сетевой адаптер – дополнительное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети.
По конструктивной реализации сетевые платы делятся:
на внутренние – отдельные платы, вставляющиеся в ISA, PCI или
PCI-E слот;
внешние, подключающиеся через LPT, USB или PCMCIA-интер-
фейс, преимущественно использующиеся в ноутбуках;
встроенные в материнскую плату.
Bluetooth – спецификация беспроводных персональных сетей, обеспечивает обмен информацией между ПК, мобильными телефонами, принтерами, цифровыми фотоаппаратами, мышкой, клавиатурой, джойстиком,
наушниками на радиочастоте для ближней связи (до 100 м).
WiFi – стандарт передачи цифровых потоков данных по радиоканалам, используемый для подключения ПК к локальным компьютерным сетям через точки доступа (до 300 м).
WiMAX – телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях (до 80 км) для широкого спектра устройств (от рабочих станций
и портативных компьютеров до мобильных телефонов).
Подключение по всем стандартам может быть реализовано как с помощью встроенных модулей, так и с помощью USB-модемов.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите состав внешних устройств компьютера.
2. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК.
Вопросы для самоконтроля
55
3. Диалоговые средства пользователя.
4. Какие устройства можно отнести к устройствам ввода и вывода ин-
формации?
5. Принцип действия клавиатуры.
6. Какие устройства предназначены для ввода видеоинформации?
7. Какие устройства предназначены для ввода звуковой информации?
8. Классификация мониторов.
9. Какие разновидности принтеров Вам известны?
10. Для какого типа принтера характерно использование чернил?
11. Принцип действия лазерного принтера.
12. Средства связи и телекоммуникаций.
13. Конструктивное исполнение сетевых плат.
Вопросы для самоконтроля
56
4. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ
СИСТЕМЫ
В последнее время широкое распространение получили вычисли-
тельные системы [14, 15, 16, 17]. Их использование обусловлено растущими требованиями к быстродействию обработки информации.
Вычислительная система (ВС) – это совокупность аппаратных и про-
граммных средств вычислительной техники, предназначенная для обработки информации.
Виды вычислительных систем:
однопрограммные и многопрограммные (классификация Флинна);
индивидуального и коллективного пользования;
с пакетной обработкой и разделением времени (в зависимости от
организации и обработки заданий);
однопроцессорные, многопроцессорные и многомашинные;
сосредоточенные, распределенные (вычислительные сети) и ВС с
теледоступом (в зависимости от территориального расположения);
работающие в режиме реального времени или нет;
универсальные, специализированные и проблемно-ориентирован-
ные (в зависимости от назначения).
4.1. Многомашинная вычислительная система
В случае многомашинной конфигурации вычислительная система
содержит несколько процессоров. При этом для каждого процессора предназначена своя локальная память. Обычно каждый отдельный компьютер в
такой системе имеет классическую архитектуру. Этим обусловлено широкое применение многомашинных вычислительных систем.
В то же время следует отметить, что эффект от применения таких
систем возможен только в случае, если решаемые задачи имеют специальную структуру (задача должна иметь возможность разбиваться на несколько слабосвязанных подзадач по количеству компьютеров, входящих
в состав системы).
4.2. Многопроцессорная архитектура
57
4.2. Многопроцессорная архитектура
Если компьютер содержит несколько процессоров, то это позволяет
параллельно организовать несколько потоков данных и несколько потоков
команд. Благодаря этому, несколько фрагментов одной и той же задачи могут выполняться параллельно. Структура компьютера, который содержит общую оперативную память и несколько процессоров, представлена на рис. 24.
Процессор 1 Процессор 2 Процессор N
Оперативное запоминающее устройство
...
Рис. 24. Архитектура многопроцессорного компьютера
4.3. Архитектура с параллельными процессорами
Для архитектуры с параллельными процессорами характерно использование нескольких АЛУ, которые работают под управлением одного УУ. Это позволяет обрабатывать множество данных одной программой (один поток команд).
Недостаток такой архитектуры: достичь высокого быстродействия возможно только для определенного круга задач. Должна быть возможность одновременного выполнения одинаковых вычислительных операций для различных, но однотипных наборов данных. Такая структура представлена на рис. 25.
Очевидно преимущество многопроцессорных и многомашинных вычис-
лительных систем по сравнению с однопроцессорными компьютерами и заключается в быстродействии.
АЛУ 1 АЛУ 2 АЛУ N
Оперативное запоминающее устройство
...
Устройство управления
Рис. 25. Архитектура с параллельными процессорами
Вопросы для самоконтроля
58
Вопросы для самоконтроля
1. Понятие и классификация вычислительных систем.
2. Приведите структуру многомашинной вычислительной системы.
3. Архитектура с параллельными процессорами.
4. Приведите структуру многопроцессорной вычислительной си-
стемы.
5. Область применения многопроцессорных вычислительных си-
стем.
6. Область применения многомашинных вычислительных систем.
7. Назначение вычислительных систем.
5.1. Арифметические операции над двоичными числами с фиксированной запятой
59
5. ВЫПОЛНЕНИЕ АРИФМЕТИЧЕСКИХ
ОПЕРАЦИЙ В ЭВМ
5.1. Арифметические операции над двоичными числами
с фиксированной запятой
5.1.1. Сложение и вычитание двоичных чисел
Операция сложения двух чисел (целых иди дробных) с фиксиро-
ванной запятой выполняется в ЭВМ:
‒ в прямых кодах (для положительных чисел);
‒ в обратном или дополнительном кодах для отрицательных чисел.
При алгебраическом сложении чисел с фиксированной запятой по-
ложительные числа остаются в прямом коде, а отрицательные числа преобразуются в обратный или дополнительный код.
При сложении чисел в процессоре используют правила сложения
двоичной арифметики:
0 + 0 = 0; 1 + 0 = 1; 0 + 1 = 1; 1 + 1 = 10.
Знаковый разряд участвует в суммировании, как и значащие.
Единица переноса из знакового разряда:
‒ для дополнительных кодов отбрасывается;
‒ для обратных кодов прибавляется к младшему разряду суммы
(циклический перенос Рц).
Сложение целых отрицательных чисел в обратном коде осуществля-
ется по формуле:
A1обр + A2обр + Рц = (A1+A2)обр. (1)
Необходимость подсуммирования к полученной сумме чисел в об-
ратных кодах циклического переноса усложняет операцию алгебраического сложения двух чисел. Поэтому в ЭВМ принято использование дополнительного кода для представления слагаемых с отрицательным знаком.
Сложение двух чисел с произвольными знаками, первое из которых
положительное, а второе – отрицательное, осуществляется по формуле:
[A1]пр + [A2]
доп
= [A1+A2]
пр или доп.
(2)
5. Выполнение арифметических операций в ЭВМ
60
Положительная сумма получается в прямом коде, а отрицательная –
в коде представления слагаемых (в обратном или дополнительном коде).
При выполнении операции арифметического сложения чисел с фик-
сированной запятой может получиться результат, превышающий максимально возможное число для заданной разрядной сетки, т.е. происходит
выход полученного результата за пределы разрядной сетки в сторону знакового разряда, называемый «переполнением» (знаковый разряд становится значащим, результат операции неверный).
Пример: найти сумму двух отрицательных чисел с фиксированной
запятой в формате n = 6 (шесть двоичных разрядов со знаком) по формуле
(A1+A2)
доп
= A
1 доп
+ A
2 доп
.
А
1 доп
= 101001 (целое десятичное число «-23»).
А
2 доп
= 101110 (целое десятичное число «-18»).
Суммируем числа в дополнительном коде:
Зн
24
23
22
21
2
0
+
1 0 1 0 0
1
доп
1 0 1 1 1 0
доп
1 0 1 0 1 1 1
Единица переноса из знакового разряда игнорируется. Результат ма-
шиной ошибочно воспринимается как положительное число. Для n = 6 результат операции выглядит так:
Зн
24
23
22
21
2
0
0 1 0 1 1
1пр
Для определения переполнения разрядной сетки используются не-
сколько способов [18], рассмотрим два из них:
1. Анализируются два переноса – из старшего значащего разряда в
знаковый (p1) и из знакового разряда (p2).
Переполнение имеет место, если присутствует только один из переносов. Если же присутствуют два переноса или нет ни одного переноса, то
переполнение отсутствует.
При этом сигнал («Останов») будет вырабатываться по формуле
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]