Косарев_Экомическая информатика

схеме чтения-записи информации, обеспечивающей высокую (650 Мбайт и выше) информационную емкость носителей и надежность хранения информации. Запись производится относительно мед­ ленно, а считывание - быстро.

Накопители на магнитной ленте. Стриммер - устройство для записи и воспроизведения цифровой информации на кассету с магнитной лентой. Стриммеры используются в ПК для резервно­ го архивирования информации и создаются как во внешнем, так и во внутреннем исполнении. Их основными достоинствами яв­ ляются большие объемы хранимой информации (нескольких де­ сятков гбайтов) и низкая стоимость хранения данных.

2.2.3. ВИДЕОКОНТРОЛЛЕРЫ И МОНИТОРЫ

Отображение информации на экране монитора ПК обеспечи­ вается видеоадаптерами (видеоконтроллерами).

Видеоконтроллер - плата расширения, обеспечивающая фор­ мирование изображения на экране монитора на основе информа­ ции, передаваемой от процессора.

Видеоконтроллеры подключаются к ПК через локальные шины PCI (Personal Computer Interface) или AGP (Advanced Graphics Port). Интерфейс AGP разработан относительно недав­ но и используется специально для ускорения обмена данными между процессором и видеоплатой. Поэтому практически все со­ временные видеоплаты рассчитаны на подключение к материнс­ кой плате через разъем AGP.

Информация может отображаться в текстовом или графичес­ ком режиме.

В текстовом режиме осуществляется посимвольное изображе­ ние данных на экране монитора. Стандартным считается режим, в котором на экране одновременно может отображаться 25 строк по 80 символов в каждом. Возможны и нестандартные режимы отображения информации 25x40, 43x80, 50x80.

Изображения отображаемых в текстовом режиме символов хранятся в ПЗУ. После включения питания компьютера эти изоб­ ражения перезаписываются из ПЗУ в оперативную память, поэто­ му появляется возможность переопределить вид символов, ото­ бражаемых на экране. Большинство компьютеров не русифици-

ровано аппаратно, поэтому для возможности изображения сим­ волов кириллицы используются специальные программы, подме­ няющие изображение определенных символов с кодами свыше 128 на изображения русских букв.

При работе в графическом режиме осуществляется поточеч­ ное отображение информации на экране. За счет этого становит­ ся возможным отображение на экране монитора не только алфа­ витно-цифровых символов, но и произвольных изображений. В современных операционных системах - Windows, OS/2 и других используется графический режим отображения информации. Здесь работа экрана в текстовом режиме представляется главным об­ разом при запуске старых программ, предназначенных для ис­ пользования в среде операционной системы DOS в полноэкран­ ном режиме, т. е. тогда, когда конкретная программа использует для отображения своей информации весь экран, а не его отдель­ ную часть - окно.

При работе в графическом режиме каждая точка экрана моде­ лируется набором битов, характеризующим цвет конкретной ото­ бражаемой точки. В режиме VGA (Video Graphic Array - массив графической информации) одна точка (пиксел) моделируется пос­ ледовательностью из черырех бит. За счет этого каждая точка может отображаться в одном из 16 = 24 возможных цветов. В ре­ жимах Super VGA (SVGA) для отображения одной точки может использоваться последовательность из 8 (256 цветов), 15 (32767 цветов), 16 (65536 цветов), 24 или 32 бит (16777216 цветов). Это соответствует режимам High Color ("высокий" 15или 16-битный цвет) и True Color ("истинный цвет" - 24или 32-битный цвет). Использование 32-битного цвета реально не увеличивает количе­ ство отображаемых оттенков цветов, но ускоряет вывод на экран видеоданных за счет более эффективного использования системы команд 32-битных процессоров.

Графический экран может моделироваться разными набора­ ми точек по вертикали и горизонтали. Для режима VGA - это раз­ решение 640x480 точек, а для SVGA стандартными являются раз­ решения 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 или 1600x1280 то­ чек. Первое число соответствует числу точек по горизонтали, а второе - по вертикали. Чем больше точек на экране, тем четче изображение. Соответственно чем больше битов используется для моделирования одной точки, тем более точно передаются цвето­ вые оттенки.

Современные видеоадаптеры часто называют графическими ускорителями (акселераторами), поскольку они имеют специаль­ ные микросхемы, ускоряющие обработку больших массивов ви­ деоданных. Они имеют свой специализированный микропроцес­ сор и память.

Объем памяти видеоадаптера имеет особое значение, посколь­ ку в ней моделируется полное графическое поточечное изображе­ ние экрана. Чем больше битов используется для представления одной точки и чем выше разрешение, тем больше требуется памя­ ти видеоадаптеру для формирования изображения. Отметим, что видеоадаптер использует собственную память, которую не следу­ ет путать с оперативной памятью.

Расчет потребности в памяти видеоадаптера можно произвес­ ти, перемножив число битов, используемых для представления одной точки, на число точек по вертикали и число точек по гори­ зонтали и поделив полученное значение на 8 (число битов в бай­ те). Например, для того, чтобы представить графический экран с разрешением 1024 х 768 точек с использованием 65536 цветовых оттенков (High Color), требуется 16x1024 х 768/8 = 1572864 байт = = 1500 Кбайт видеопамяти (табл. 2.1).

Как правило, рекомендуется использовать видеоадаптеры с объемом памяти не менее 2 Мбайт. Для некоторых приложений мультимедиа, интенсивно использующих анимацию, требуется видеоадаптер с объемом памяти 16-32 Мбайт.

даже если видеоадаптер поддерживает более высокое разрешение. Многие 15-дюймовые мониторы, а также все мониторы с длиной диагонали от 17 дюймов поддерживают режим 1280x1024 точек. Режим 1600x1280 обеспечивается только достаточно дорогими и высококачественными мониторами.

Расстояния между пикселами могут быть 0,39, 0,28, 0,27, 0,26, 0,25 и 0,22 мм. Чем меньше расстояние, тем качественнее изобра­ жение. Расстояние 0,25 мм и меньше обеспечивается только при применении специальных трубок (Super Trinitron, Diamond Tron, SonicTron и др.). Все 14- и большинство 15-дюймовых мониторов имеют расстояние 0,28 мм. Расстояние 0,39 мм используется толь­ ко в крайне дешевых моделях мониторов. Приобретать такие мо­ ниторы настоятельно не рекомендуется.

Частота кадровой развертки определяет качество и устойчи­ вость изображения. Чем она выше, тем лучше. Считается, что минимальным уровнем комфортности изображения для глаза яв­ ляется частота не менее 75 Гц. Современные европейские стан­ дарты предусматривают частоту 85 Гц. Идеальной можно считать частоту строчной развертки порядка ПО Гц. При такой частоте изображение воспринимается полностью неподвижным. Следует иметь в виду, что частота кадровой развертки - величина непос­ тоянная, и при работе с большей разрешающей способностью один и тот же монитор использует меньшую частоту. Кроме того, име­ ет значение используемый видеоадаптер: недорогие модели мо­ гут не поддерживать соответствующую частоту. В этом случае возможности качественного монитора не смогут быть использо­ ваны в полной мере.

Относительно соответствия стандартам экологической безо­ пасности следует выделять мониторы, удовлетворяющие требо­ ваниям стандарта MPR-2 и более строгих шведских стандартов ТСО'95 и ТСО'99. Следует иметь в виду, что маркировка LR - Low Radiation (мониторы с пониженной радиацией) не всегда оз­ начает соответствие указанным стандартам.

В портативных ПК используются LCD- и TFT-дисплеи, а так­ же дисплеи с двойным сканированием экрана. TFT-дисплеи (ак­ тивная матрица) наиболее перспективны, но пока довольно до­ рогие. Разрешающая способность большинства TFT-дисплеев со­ ставляет 640x480. В более дорогих портативных ПК она составляет 800x600 точек и значительно реже 1024x768.

В последнее время LCD-дисплеи все чаще используются и с настольными ПК. Однако стоимость их до сих достаточно вели­ ка, и потому большинство пользователей продолжает применять мониторы на электронно-лучевых трубках.

2.2.4. УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

Клавиатура - основное стандартное устройство ввода инфор­ мации в ПК. Внутри корпуса клавиатуры расположены датчики клавиш, схемы дешифрации и микроконтроллер клавиатуры.

Каждая клавиша имеет свой порядковый номер. При нажатии на клавишу происходит передача процессору ее кода, который интерпретируется специальной программой - драйвером, прини­ мающей вводимые с клавиатуры символы.

За счет возможности программной интерпретации вводимых с клавиатуры символов обеспечивается поддержка национальных языков, отличных от английского. Для этого в память компьюте­ ра должны быть загружены специальные программы. В операци­ онных системах Windows и OS/2 драйверы клавиатуры стандар­ тизованы.

Существуют клавиши, которые не посылают процессору ни­ какого кода. К ним относятся клавиши [Shift], [Ctrl], [Alt], [Caps Lock], [NumLock] и некоторые другие. Их назначение состоит в переключении состояния специальных признаков статуса клави­ атуры. Например, [Shift], [Ctrl], [Alt], как правило, используются совместно с алфавитно-цифровыми и функциональными клави­ шами для передачи процессору специального набора кодов, ко­ торые могут использоваться конкретной программой для соб­ ственных нужд.

С начала 90-х годов повсеместно используется расширенная 101или 102-клавишная клавиатура. Помимо клавиатуры тради­ ционной прямой формы применяются и более изощренные фор­ мы клавиатур, которые более удобны при продолжительной пе­ чати слепым десятипальцевым методом. В портативных и карман­ ных ПК для экономии места используются клавиатуры с меньшим числом клавиш.

Расположение клавиш на клавиатуре соответствует стандар­ ту латинских печатающих машинок, называемому QWERTY по расположению первых букв в верхнем ряду слева. Им соответству-

ют русские буквы ЙЦУКЕН. Такое расположение клавиш несколь­ ко отличается от традиционно принятого на печатных машинках отечественного производства.

Координатные манипуляторы. Под термином «координатные манипуляторы» понимаются устройства покоординатного ввода: мыши, трэкболы и пойнтеры.

Мышь подключается к ПК через последовательный порт. При перемещении мыши информация передается специальной програм­ ме - драйверу, которая изменяет местоположение курсора мыши на экране и может сообщать прикладной программе текущие значе­ ния его координат, которые та использует в своих целях.

Устройство типа «мышь» незаменимо при работе с графичес­ кой информацией в графических редакторах, системах автомати­ зированного проектирования и т.п. и значительно облегчает ра­ боту пользователей с программными приложениями Windows (Word, Excel...). В графических многопрограммных оболочках - Windows, OS/2 и других мышь является основным средством за­ дания команд.

Существуют оптикомеханические, оптические, а также двух- и трехкнопочные устройства типа «мышь». В большинстве про­ грамм используются только левая и правая кнопки (рис. 2.8). Как правило, программы отслеживают одно- и двухкратное нажатие левой клавиши мыши, однократное нажатие правой, а также пе­ ремещение мыши при нажатой левой или правой клавиши для вы­ полнения функции «переместить и положить» («drag & drop»).

Помимо традиционных устройств данного типа, соединенных

сПК кабелем, используются и беспроводные мыши, связываемые

сПК посредством инфракрасного излучения, подобно дистанци­ онным пультам управления радиоэлектронной аппаратурой.

Трэкбол - шар, встроенный в клавиатуру. Его отличием от мыши является то, что мышь необходимо перемещать по рабочей поверхности, а шар можно крутить, добиваясь перемещения гра­ фического курсора мыши в нужную точку.

Пойнтер, так же как и трэкбол, размещается на клавиатуре и является аналогом джойстика. Трэкболы и пойнтеры обычно ис­ пользуются в портативных компьютерах.

В карманных компьютерах в качестве устройства покоорди­ натного ввода используется сенсорный экран. Для того чтобы указать на конкретный объект, достаточно коснуться экрана в нужном месте специальным пером.

Корпус

Шарик, который вращается при перемещении мыши

Рис. 2.8. Структурная схема устройства типа «мышь»

Сканеры. Сканер - устройство ввода графической информа­ ции в компьютер. Выпускаются ручные, планшетные и рулонные сканеры. Существуют черно-белые и цветные сканеры.

Ввод информации ручным сканером осуществляется путем его перемещения вдоль поверхности листа, с которого снимается изоб­ ражение. Отдельные элементы изображения могут вводиться по частям, а потом с помощью специальных программ объединяться в единое целое.

Планшетные сканеры проще в эксплуатации и производитель­ нее, но и дороже. Здесь лист или книга в развернутом виде кладется на планшет сканера, и он производит считывание самостоятельно всего листа в целом. Планшетные сканеры обладают высокой раз­ решающей способностью, что позволяет успешно вводить в ПК с их помощью фотографии и сложные иллюстрации.

При сканировании текст вводится в графической форме, т.е. с неразличимыми с точки зрения компьютера символами. Преоб­ разование введенной информации в текст осуществляется специ­ альными программами распознавания символов (OCR - Optical Character Recognition - оптическое распознавание символов). Эти программы основаны на сложных алгоритмах распознавания об-

разов. В России наиболее распространенными являются отече­ ственные OCR-программы CuneiForm и FineReader.

Дигитайзеры. Дигитайзер (аналого-цифровой преобразова­ тель) - устройство поточечного координатного ввода графичес­ ких изображений.

Дигитайзеры применяются в системах автоматического про­ ектирования, в компьютерной графике и анимации. Позволяют достаточно точно вводить сложные изображения - чертежи, кар­ ты и т.д.

Конструктивно дигитайзер представляет собой планшет (рис. 2.9), содержащий рабочую плоскость, на которую нанесены координатная сетка, панель управления и специальное световое перо, соединенное с планшетом. Дигитайзер подключается к ком­ пьютеру кабелем через порт.

При вводе изображения пером отмечаются точки на рабочей плоскости дигитайзера, их координаты вводятся в компьютер и с помощью специального ПО отображаются на экране. Разрешаю­ щая способность дигитайзеров от 100 до 400 dpi (точек на дюйм).

Рис. 2.9. Дигитайзер

2.2.5. УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ

Печатающие устройства. Печатающие устройства (принте­ ры) позволяют осуществлять вывод текста и графических изоб­ ражений на бумагу, пленку и другие носители информации. Прин-

100 Глава 2

теры подключаются к компьютеру через параллельный порт. К компьютеру может быть подключено несколько принтеров одно­ временно. В связи с развитием локальных вычислительных сетей получили широкое распространение так называемые сетевые принтеры. Это принтеры повышенной производительности, ко­ торые одновременно в порядке общей очереди могут обслуживать несколько подключенных к нему компьютеров.

Различают точечно-матричные, струйные, лазерные, лепест­ ковые, термические и специальные (промышленные) типы прин­ теров.

Лепестковые и термические принтеры в настоящее время ис­ пользуются редко. Специальные (промышленные) принтеры ис­ пользуются для печати на поверхностях деталей, пластмассе, тка­ ни, стекле, коробках, банках и т.д.

В основном применяются точечно-матричные, струйные и ла­ зерные принтеры.

Точечно-матричные принтеры. В точечно-матричных принте­ рах имеется печатающая головка, которая перемещается вдоль бумаги. В головке находятся тонкие стержни, которые приводят­ ся в действие электромагнитом. «Выброс» той или иной комбина­ ции стержней (иголок) ударяет по красящей ленте, которая отпе­ чатывает на бумаге изображение определенного набора точек. Последовательность наборов пропечатанных точек образует на­ чертание того или иного символа. Представление символов точ­ ками, как правило, хорошо заметно на оттиске.

Существуют 9-, 18- и 24-точечные матричные принтеры. Мат­ ричные принтеры различаются также шириной каретки. «Широ­ кие» принтеры позволяют печатать на бумаге формата A3, а «уз­ кие» - на бумаге формата А4.

Точечно-матричные принтеры могут печатать в нескольких режимах:

•draft - низкокачественная (черновая) печать;

•NLQ - Near Letter Quality - высококачественная печать;

•графическая печать.

Печать качества (draft) выполняется всеми матричными прин­ терами достаточно быстро. Быстрое выполнение качественной печати (NLQ) возможно только на 24-игольчатых принтерах. Ка­ чество NLQ на 9-игольчатом принтере достигается только при печати за несколько проходов.