Сенсорные экраны dst

Сенсорный экран DST (Dispersiv́e Signal Technology) реагирует на деформацию стекла. Возможно нажатие на экран рукой или любым предметом. Отличительной особенностью является высокая скорость реакции и возможность работы в условиях сильного загрязнения экрана.

Индукционные сенсорные экраны

Индукционный сенсорный экран — это графический планшет со встроенным экраном. Такие экраны реагируют только на специальное перо.

Применяются, когда требуется реакция именно на нажатия пером (а не рукой): художественные планшеты класса high-end, некоторые модели планшетных ПК.

Словосочетание сенсорный экран в последнее время всё чаще появляется на слуху. Устройства с этой функцией уже очень часто можно встретить в магазинах, и многие из них вполне доступны, так как цены на них стремительно снижаются. Вот уже и многие школьники хвастают перед одноклассниками телефонами с сенсорным экраном. А значит мобильник, содержащий эту технологию, уже не роскошь, а средство связи с миром!

Под понятие сенсорного экрана в сложившемся обиходе подходит любое устройство, позволяющее производить ввод и вывод информации путём нажатия на экран, или даже путём применения жестов - есть и такие системы. Суть применения подобных систем в том, чтобы обойтись при взаимодействии с гаджетом без мышей и клавиатур в классическом понятии этих неизменных атрибутов современного компьютера. Зачем это нужно? На текущий момент вопрос звучит как то странно. Время идёт быстро, а вот какой то десяток лет назад эта функция была диковинкой и многими воспринималась как причуда богатых людей - сенсорный экран! И совсем не верилось и не ожидалось, что уже скоро этот самый чувствительный к воздействию пальцем экран будет широко представлен буквально на каждом шагу нашей повседневности.

Преимущества сенсорных экранов

1. Судя по всему, наиболее весомой причиной лавинообразного распространения сенсорной технологии явилось столь же стремительная эволюция мобильных гаджетов. Они стали очень доступны широким массам. Появилась возможность не только звонить по телефону, но и использовать его по другим нуждам. Наш быт наводнили коммуникаторы, планшетники, смартфоны. Пользоваться этими благами цивилизации современному человеку приходится где угодно. Естественно, стандартная клавиатура для подобных нужд отпадает, а маленькой пользоваться не удобно. Про мышку и говорить не стоит. Но даже небольшая клавиатура отнимает место, столь дефицитное в мобильном устройстве. Всё место отводится экрану. И вполне естественно, что устройство ввода-вывода остаётся разместить непосредственно на самом экране. Сенсорный экран становится логичным и необходимым. Тем более, что современные технологии вполне отвечают необходимым требованиям. И вот сейчас даже уже можно скачать не только простенькие программы для тачскринов (touchscreen- это от английского:touch- трогать, ну иscreen- экран), но уже и игры, ориентированные для новых экранов!

2. Естественно, помимо повальной мобилизации есть и другие причины для распространения новой технологии касания экрана. Сенсорные экраны применяются почти во всех общественных местах в платёжных терминалах, информационных киосках, широко используются в промышленности и медицине для управления всевозможными процессами. Все мы регулярно наблюдаем, как в магазине на кассе нас быстро обслуживает оператор, пользуясь сенсорной панелью. Все эти устройства не мобильные, но ввод у них сенсорный. Здесь на первый план выходит практичность сенсорного экрана. Он не выйдет из строя, если на него пролить чашечку чая. На производстве такое устройство надёжно работает в жёстких условиях, там где много пыли, сырости. Стандартная клавиатура там долго не протянет. Сенсорные экраны делают и в специальном исполнении, антивандальном. Они стоят на улице и функционируют почти в любую погоду. Чувствительный дисплей в таком исполнении сложно разбить даже молотком - такое толстое сенсорное стекло там используется.

3. Но и это ещё не всё. На мой взгляд, самое большое преимущество в том, что сенсорный экран даёт возможность организовать виртуальную клавиатуру, обладающую поистине фантастической гибкостью, интерактивностью. Можно легко, простой сменой программного обеспечения организовать оптимальный и наиболее удобный ввод для любого интерфейса без лишних элементов, чтобы даже совсем не продвинутый пользователь в виде бабушки-одуваньчика не смог заплутать в виртуальных кнопках. Мы уже привыкли к такой возможности, используемой в терминалах оплаты, но по сути это прорыв.

Так что причин для распространения сенсорных экранов более чем достаточно. А значит есть весомая причина для того, чтобы поближе познакомиться с принципами работы новых экранов, послушно откликающихся на наше указание одним пальчиком.

Особенности сенсорных экранов

На первый взгляд, все экраны, снабжённые функцией сенсорного ввода мало чем отличаются. С точки зрения пользователя, опробовавшего достаточно большое количество моделей, есть лишь небольшие различия в работе. Разве что, наиболее заметным моментом, бросающимся в глаза, будет наличие, либо отсутствие функции мультитач в сенсорном экране. Подробнее об этой функции можно почитать по вышеуказанной ссылке, на страничке описания мультитач.

Между тем, устройство и принципы работы сенсорных экранов могут существенно различаться. Их конструкции гораздо разнообразнее и интереснее, нежели то, что видит не искушённый пользователь. Разнообразие применяемых технологий, вполне естественно, породило такое понятие как тип сенсорного экрана. И для достижения определённых потребительских качеств применяются различные варианты исполнения сенсорного экрана. В каждом конкретном случае выбирается технология, наиболее уместная и конкурентоспособная. Выбор разновидности touchscreenдолжен быть экономически оправданным. Иначе производитель рискует потерять рынок сбыта.

На текущий момент уже существует немало вариантов исполнения экранов, чувствительных к воздействию. Наиболее подробно остановимся на самых распространённых вариантах сенсорных экранов.

Конструктивные особенности основных видов сенсорных экранов

Стоит подробнее задержаться на самом понятии словосочетания сенсорный экран. Это по сути дела обычный экран, снабжённый неким покрытием, придающим ему это самое сенсорное свойство. Вот именно это покрытие и придаёт экрану чувствительное свойство и, чаще всего, защищает экран от воздействия различных неблагоприятных факторов. Этот момент является важным для понимания особенностей этих экранов.

Чаще всего сенсорная технология реализована по одному из трёх принципов. А именно, это:

- резистивная технология

- ёмкостная технология

- проекционно-ёмкостная технология

Это основные технологии организации чувствительного слоя на поверхности экрана. Львиная доля всех тачскринов изготовлена по одному из этих принципов.

Резистивная технология

Сенсорные экраны, изготовленные по резистивной технологии, пожалуй являются самыми простыми по устройству. В общем случае резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на пластину и на мембрану нанесены токопроводящие слои. В исходном состоянии между мембраной и пластиной размещён слой микроизоляторов, которые надёжно изолируют эти самые токопроводящие слои. Нажимая на поверхность мембраны резистивного экрана, пользователь продавливает мембрану, и слои замыкаются. В этот момент контроллер, отслеживающий изменение сопротивления резистивного слоя, с помощью аналого-цифрового преобразователя определяет координаты касания. Далее, полученные координаты сверяются с элементами интерфейса, что и даёт возможность осуществлять сенсорный ввод. Более детально эта сенсорная технология изложена здесь.

Достоинства: Резистивные экраны широко распространены благодаря удачному сочетанию потребительских качеств. Основные преимущества резистивных экранов заключаются в том, что они наиболее дешёвые и в то же время неприхотливы. Производитель гаджетов прежде всего посчитает, сколько стоит сенсорный экран. Они устойчивы практически к любым видам загрязнений, сохраняя при этом работоспособность. На чувствительный слой экрана здесь можно воздействовать любым твёрдым предметом, пальцем, в том числе в перчатке, монетой ... .

Недостатки: Есть и недостатки. Резистивное покрытие сенсорного экрана достаточно сильно ослабляет световой поток. Пластиковую мембрану легко разрезать острым предметом, что может нарушить работу экрана. Число нажатий в одну точку достаточно велико, до 35 млн., однако по этому параметру резистивные тачскрины уступают другим своим сенсорным собратьям. На таких устройствах нельзя организовать полноценный мультитач, возможен разве что упрощённый вариант на два касания. В процессе эксплуатации приходится делать калибровку подобной сенсорной системы.

Несмотря на все недостатки, достоинства их уверенно перевешивают. И на текущий момент отображающие устройства, изготовленные по резистивной технологии побеждают своих конкурентов, особенно в бюджетном секторе мобильных гаджетов. Купить сенсорный мобильник в таком исполнении уже могут позволить себе многие граждане.

Емкостная технология

В соответствии с емкостной технологией экран представляет из себя стеклянную панель, снабжённую проводящим покрытием. В углах экрана расположены электроды, подающие на покрытие небольшое напряжение, безопасное для человека. Работа емкостного экрана основана на том факте, что организм человека обладает определённой ёмкостью и посему способен проводить электрический ток. Во время касания экрана пальцем происходит утечка переменного тока через тело человека. Контроллер в этот момент замеряет ток утечки по всем четырём углам экрана, и на основе этой информации вычисляет координаты касания. Ну и далее эти координаты используются для взаимодействия с интерфейсом системы. Подробнее указанный вариант сенсорной технологии освещён по этой ссылке.

Достоинства: Преимущество технологии в увеличенном ресурсе, до 200 млн. нажатий. Покрытие более прозрачно, пропускает до 90% света. К загрязнению экран не чувствителен, но только если оно не проводящее. Проводящее загрязнение может нарушить работу емкостного экрана.

Недостатки: Существенным недостатком можно признать тот факт, что экран не реагирует на руку в перчатке. Не проводящий предмет не может воздействовать на сенсорное покрытие. Однако заметим, что для любителей гаджетов выпускают специальные перчатки для сенсорных экранов. Антивандальным экран так же признать нельзя.

Проекционно-ёмкостная технология

Сенсорный экран в этом варианте состоит из стеклянной пластины, на обратной стороне которой нанесена сетка, состоящая из электродов. Каждый электрод отслеживается контроллером. Если докоснуться до стекла, то палец вместе с ближайшим электродом образует конденсатор, диэлектриком которого является стеклянный слой. Этот конденсатор способен проводить переменный ток. Контроллер постоянно производит опрос электродов в импульсном режиме и по появившемуся току может замерить полученную ёмкость, определив параметры воздействия на сенсорный монитор. Более детально работа проекционно-емкостного сенсорного экрана изложена здесь.

Достоинства: Основные преимущества заключаются в высокой прозрачности экрана, долговечности - число нажатий в одну току теоретически не ограничено ( до выхода из строя электроники). Систему можно настроить так, что экран будет реагировать на руку в перчатке и даже только на поднесённый палец. Возможен антивандальный вариант исполнения с применением толстого стекла. Экран в этом исполнении сохраняет работоспособность в широком диапазоне температур, может работать на морозе. Ну и ещё одно большое преимущество заключается в возможности реализации полноценной функции мультитач. Преимуществ много у таких экранов.

Недостатки: Недостатков немного, но они существенны. Основной недостаток-цена. Они, к сожалению, дорогие. Посему используются чаще всего в дорогих устройствах. Такой вариант сенсорного экрана требует сложной электроники, что так же не добавляет надёжности гаджетам.

Другие разновидности сенсорных экранов

Помимо вышеперечисленных трёх разновидностей сенсорных экранов имеются и другие технологии изготовления чувствительных экранов. Они так же применяются в различных гаджетах, разве что не так широко, как вышеперечисленные сенсорные технологии. Причины ограничения в использовании этих сенсорных технологий разные, но в ряде случаев бывает не заменим именно этот сенсорный, не самый популярный экран. Как бы то ни было, но и с ними интересно будет ознакомиться.

Сенсорные экраны, основанные на ПАВ

Чувствительная поверхность такого экрана представляет собой стеклянную панель. На краях панели имеются пьезоэлектрические преобразователи, которые предназначены для распространения по стеклу поверхностно-акустических волн (сокращённо - ПАВ).

В системе имеется контроллер, способный формировать высокочастотный сигнал. Этот сигнал посылается на упомянутые преобразователи, а эти преобразователи преобразуют ВЧ-сигнал в ПАВ. Полученные волны распространяются по стеклу сенсорного экрана. Кроме преобразователей по краям экрана устанавливаются отражатели, формирующие определённую картину распространения поверхностных волн.

Пьезоэлектрические преобразователи могут так же преобразовывать волну обратно в сигнал. Это свойство используется для анализа характера распространения волны по сенсорному экрану. Контроллер периодически анализирует сигнал, полученный из отражённой волны.

Если прикоснуться пальцем к экрану, то часть энергии волны в этом месте будет поглощена пальцем. Соответственно, изменится картина распространения волны по экрану, что в итоге и будет зафиксировано контроллером. Вот по этому изменению контроллер и может достаточно точно вычислить координаты точки касания, что и нужно для реализации сенсорного ввода информации.

Достоинства: Очевидно, что прозрачность такого сенсорного экрана на высоте, волна распространяется по поверхности прозрачного стекла. Есть даже варианты, где используется непосредственно стекло самого экрана. Разумеется это возможно в том случае, если поверхность экрана стеклянная. Если же это, к примеру LCD, Дополнительная стеклянная панель будет обязательна. Эти экраны весьма долговечны, стекло не пластик. Теоретически число касаний не ограничено. Есть и вандалоустойчивые варианты. Ещё одно замечательное свойство: экран не прогибается, но может оценить силу нажатия. Как это возможно? Дело в том, что чем сильнее нажатие, тем больше пятно контакта (палец сильнее расплющивается). И это хорошо отслеживается контроллером по изменению характера распространения ПАВ. Указанное свойство можно использовать для повышения информативности воздействия на сенсорный экран.

Недостатки: основным недостатком считается повышенная чувствительность к вибрациям и акустическим шумам. Они могут быть причиной сбоев и нестабильной работы сенсорного экрана. Экран очень чувствителен к загрязнениям и посторонним предметам на экране. Это накладывает большие ограничения на использование экрана в общественных местах. Воздействовать на такую сенсорную поверхность можно только предметом, поглощающим волну. Подойдёт не всякий предмет.

Инфракрасные сенсорные экраны.

Ещё один тип тачскрина. Технология эта достаточно простая. Такой тип сенсорного экрана реализуется на основе оптических пар: светодиод и фотодиод. Само устройство состоит из рамки, на сторонах которой и размещены оптические пары. На двух сторонах этой рамки, вертикальной и горизонтальной, расположены по одному ряду светодиодов, способных работать в ИК диапазоне.

Соответственно, на противоположных сторонах рамки расположены ряды фотодиодов. Излучение светодиодов имеет узенькую диаграмму направленности. Это нужно для того, чтобы луч каждого светодиода попадал только на определённый фотодиод, и не задевал соседние. Это очень важно, поскольку шаг размещения оптических пар для обеспечения требуемой точности маленький, обычно он составляет 2,5 мм. Таким образом для нормальной работы сенсорного экрана необходимо, чтобы каждому светодиоду соответствовал свой фотодиод.

Такая рамка накладывается на экран, и подключается к специальному контроллеру. Работает эта сенсорная система следующим образом: в исходном состоянии на каждый фотодиод попадает луч своего светодиода. Если палец, либо другой непрозрачный предмет, касается сенсорного экрана, то поток излучения либо прерывается, либо существенно ослабляется.

Контроллер фиксирует этот факт и определяет координаты касания, что собственно говоря и нужно для реализации функции touchscreen.

Достоинства: основным достоинством инфракрасного сенсорного экрана является его абсолютная прозрачность. Рамка никоим образом не ослабляет световой поток. Именно это и является в ряде случаев решающим фактором. Устройство чаще всего необходимо там, где требуется высокое качество изображения. Прежде всего это необходимо для просмотра видео и

фото высокого качества, особенно на больших экранах. Благо, что такая сенсорная система не критична к большим размерам экранов. Помимо того устройство обладает хорошей ремонтопригодностью: сенсорную рамку можно быстро поменять без особых проблем - быстрый ремонт экранов, чувствительных к касаниям в ряде случаев просто необходим. На экранах этого типа можно реализовать функцию мультитач, хотя и с некоторыми ограничениями. Это последнее обстоятельство существенно расширяет функционал сенсорного устройства.

Недостатки: к сожалению, широкому распространению такого типа экрана препятствует ряд существенных недостатков. Экран имеет невысокую надёжность по сравнению с другими типами сенсорных экранов. Связано это с относительно низкой надёжностью оптических пар, работающих в ИК диапазоне. А ещё оптические пары плохо работают при наличии загрязнений, пыли, конденсата - устройство будет надёжно работать только в чистом помещении. Работу такого экрана может нарушать прямое попадание солнечного света. Поскольку рамка накладывается не в плотную к экрану, а с некоторым зазором, то может влиять на точность касания явление параллакса. Рамку нельзя применять непосредственно на жидкокристаллических экранах. Дело в том, что частое касание ЖК панели нежелательно, она на это не рассчитана: в результате такого воздействия могут появляться неработающие пиксели. В довершении картины упомянем высокую стоимость ИК сенсорных экранов.

38. Устройства вывода

Предназначены для вывода информации от компьютера. К устройствам вывода относятся монитор, печатающие устройства, графопостроители и т. д.

Монитор

Монитор PC является важнейшим устройством отображения текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в двух режимах: текстовом или графическом.

Цифровые (TTL) мониторы

Термин TTL (Transistor Transistor Logic - транзисторно-транзисторная логика) обозначает стандартную серию цифровых микросхем, применяемых в электронной технике. И как всегда, когда речь идет о цифровой технике, читается, что сигналы имеют только два состояния: логической 1 и логического 0 ("да" и "нет").

Монохромные мониторы

Когда речь идет о TTL-мониторах, то чаще всего подразумевают монохромные мониторы, сигналы управления которыми формируются графическими картами стандартов MDA или Hercules. Уже из самого понятия монохромный ясно, что точка на экране может быть только светлой или темной. В лучшем случае точки могут различаться еще и своей яркостью. Hercules-монитор способен отображать изображение только в виде светлых и темных точек с разрешением 728х348 и может работать в комплексе со всей системой только при наличии видеокарты. Другие мониторы формируют изображение (аналогично телевизорам) в результате высокой частоты смены кадров изображения при минимальном его мерцании. Этот принцип не реализован в мониторе типа Hercules. TTL-монитор можно отличить от аналогового также по количеству контактов разъема для подключения к PC. Монитор Hercules имеет 9-контактный штекер типа D (вилка). Однако будьте внимательны: такой же разъем имеет и описанный далее RGB-монитор.

RGB-мониторы

Цифровые RGB-мониторы (Red/Green/Blue — красный/зеленый/синий), в основном, предназначены для подключения к карте стандарта EGA. Подобные устройства поддерживают и монохромный режим с разрешением, позволяющим отображать 16 цветов. RGB-мониторы по сравнению с мониторами Hercules имеют меньшее разрешение. Такие мониторы можно узнать по характерной цветовой маркировке на передней панели.

Аналоговые мониторы

В данном случае речь пойдет о мониторах, которые работают с видеокартами стандарта VGA и выше. Они способны поддерживать разрешение стандарта VGA 640х480 пикселов и более высокое.

Название "аналоговый" означает не возможности разрешения, а, в отличие от TTL-мониторов, способ передачи информации о представляемых цветах от видеокарты к монитору. При работе в режиме True Color должно иметься соответствующее число линий для передачи палитры цветов с 24 степенями глубины. Поэтому на цифровых мониторах передача подобной информации не производится. Это единственная небольшая область PC, где аналоговый принцип обработки информации остался до сегодняшнего времени. Аналоговая передача сигналов осуществляется в виде напряжения различных уровней. VGA-мониторы могут работать не только в цветном, но и в монохромном режиме. В последнем случае цвета и их оттенки заменяются оттенками серого цвета.

Принцип формирования изображения в мониторах на базе электронно-лучевой трубки (все выше перечисленные) мало чем отличается от принципа действия телевизора. Испускаемый электронной пушкой (катодом) пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение.

Жидкокристаллические дисплеи (LCD)

В конце 80-х годов были представлены первые модели PC типа notebook (laptop). Основным фактором, повлекшим снижение их веса, было, в первую очередь применение в качестве устройства отображения информации жидкокристаллических дисплеев (Liquid Crystal Display, LCD). Экран такого дисплея состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от приложенного к ним электрического заряда. Это означает, что кристалл под воздействием электрического поля изменяет свою ориентацию, тем самым кристаллы по-разному отражают свет и делают возможным отображение информации. Поскольку сопротивление относительно велико, кристаллы могут двигаться только с определенной скоростью. Это свойство ярко проявлялось при перемещении курсора мыши по LCD-экрану первых дисплеев. При быстром перемещении курсор просто исчезал. Жидкие кристаллы получали электрический импульс, но не успевали среагировать, когда курсор уже переместился на другое место. Для уменьшения смазанности и увеличения контрастности изображения были разработаны жидкокристаллические дисплеи, выполненные по технологии DSTN (Dual-scan Super-Twisted Nematic). Фирмой Toshiba был разработан жидкокристаллический дисплей с активной матрицей на тонкопленочных транзисторах, так называемая технология TFT (Thin Film Translator). В TFT-дисплее, в отличие от DSTN-дисплея, нет никакого замедления. Разновидностью DSTN-технологии явилась технология MLA (Multiline Addressing). Один из недостатков таких дисплеев может быть вам знаком по наручным часам, калькуляторам и т. д., которые работают с LCD-индикаторами. Если посмотреть на экран под углом, то можно увидеть только серебристую поверхность. Изображение и резкость LCD-экранов зависят от угла наблюдения. Хорошее качество изображения достигается при угле наблюдения 90°. Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому подобные мониторы нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.

Газоплазменные мониторы

Для газоплазменных мониторов нет таких ограничений, как для LCD-дисплеев. Они также имеют две стеклянные пластины, между которыми находятся не кристаллы, а газовая смесь, которая высвечивается в соответствующих местах под действием электрических импульсов. Недостатком таких мониторов является невозможность их использования в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием из-за большого потребления тока.

Основные характеристики мониторов:

- частота вертикальной (кадровой) и горизонтальной (строчной) развертки

- разрешающая способность экрана, т.е. число точек (пикселов) отраженных на экране

- диагональ экрана, т.е. расстояние между правым нижним и верхним левым углами

- размер зерна монитора, т.е. размер точки люминофора на внутренней поверхности экрана

- тип электронно-лучевой трубки, от которого зависит качество люминофорного покрытия

- скорость переключения из текстового в графический режим, т.е. смена разрешения

- наличие и качество антибликового покрытия (экран приобретает голубой оттенок)

- уровень излучения (вместе с монитором желательно приобрести защитный экран)

Монитор является устройством для визуального отображения информации. Сигналы, которые получает монитор (числа, символы, графическую информацию и сигналы синхронизации), формируются видеокартой. Таким образом, монитор и видеокарта представляют собой своеобразный тандем, который для оптимальной работы должен быть настроен соответствующим образом. В целях обеспечения эффективной работы оба компонента должны оптимальным образом подходить друг к другу. В настоящее время насчитывается более 30 модификаций различных типов видеокарт, различающихся конструкцией, параметрами и стандартами. Естественно, описать все многообразие этих типов не представляется возможным. В связи с этим решено классифицировать видеокарты по принятым стандартам. Возможно, при таком разделении будут рассмотрены стандарты, которые больше не играют значительной роли в РС и морально устарели, но о них стоит упомянуть для полноты картины.Стандарт Цвет Текстовой режим Графический режим

MDA Монохромный 80*25, 2 цвета Не поддерживается

CGA Цветной 80*25, 16 цветов 640*200, 2 цвета 320*200, 4 цвета

HGC Монохромный 80*25, 2 цвета 720*348, 2 цвета

EGA Цветной 80*25, 16 цветов 640*350, 16 цветов

VGA Цветной 80*25, 16 цветов 640*480, 256 цветов

SVGA Цветной 80*25, 16 цветов 1600*1200, True color (32 бита)

Обозначения:

MDA - Monochrome Display Adapter (адаптер монохромного дисплея)

CGA - Color Graphics Adapter (адаптер цветовой графики)

HGC - Hercules Graphics Card (графическая карта Hercules)

EGA - Enhanced Graphics Adapter (усовершенствованный графический адаптер)

VGA - Video Graphics Adapter (видео графический адаптер)

SVGA - Super Video Graphics Adapter (супер видео графический адаптер)

В настоящее время мониторы стандарта MDA, CGA, Hercules и EGA не используются, т.к. они не обладают надлежащей разрешающей способностью, что приводит к быстрому утомлению глаз. Кроме того, они не имеют возможности программной загрузки шрифтов кириллицы (русских букв). В последнее время наибольшее распространение получили мониторы стандарта SVGA.

Принтер

Принтер (или печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Все принтеры могут выводить также рисунки и графики, цветные или черно-белые изображения. Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с IBM PC. Рассмотрим основные типы.

Матричные (игольчатые) принтеры

Игольчатый принтер (Dot-matrix-Printer, он же матричный) долгое время являлся стандартным устройством вывода для РС. В недавнем прошлом, когда струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была достаточно высока, повсеместно использовались игольчатые принтеры. Они еще часто применяются и сегодня. Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь скоростью печати и их универсальностью, которая заключается в способности работать с любой бумагой, а также низкой стоимостью печати. При выборе принтера вы всегда должны исходить из задач, которые будут перед ним поставлены. Если необходим принтер, который должен целый день без перерыва печатать различные формуляры, или скорость печати важнее, чем качество, то дешевле использовать игольчатый принтер. Если вы хотите получать на бумаге качественное изображение, то используйте струйный или лазерный принтер, однако при этом, естественно, себестоимость каждого листа существенно возрастет. Игольчатые принтеры имеют существенное преимущество – возможность печатать сразу несколько копий документа “под копирку”. А недостатком таких принтеров является, производимый ими при работе, шум. Принцип, которым игольчатый принтер печатает знаки на бумаге, очень прост. Игольчатый принтер формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Механика подачи бумаги проста: бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте на бумаге остается закрашенный след. Иголки, расположенные внутри головки, обычно активизируются электромагнитным методом. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Существуют головки: 9*9 иголок, 9*18, 18*18, 24*37. Иголки расположены в один или два ряда. С помощью многоцветной красящей ленты реализована возможность цветной печати.

Струйные принтеры

Первой фирмой, изготовившей струйный принтер, является Hewlett Packard. Основной принцип работы струйных принтеров чем-то напоминает работу игольчатых принтеров, только вместо иголок здесь применяются сопла (очень маленькие отверстия), которые находятся в головке принтера. В этой головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла, как микрочастицы, переносятся на материал носителя. Число сопел зависят от модели принтера и изготовителя.

Методы подачи чернил:

- головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки

- используется отдельный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера; замена головки связана только с её износом

Цветная печать с помощью струйных принтеров является достаточно качественной, что и привело к широкому распространению струйных принтеров. Обычно цветное изображение формируется при печати наложением друг на друга трех основных цветов: циан (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Хотя теоретически наложение этих трех цветов должно в итоге давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый, и поэтому в качестве четвертого основного цвета добавляют черный (Black). На основании этого такую цветовую модель называют CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black).

Лазерные принтеры

Несмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных принтеров лазерные принтеры позволяют достигать значительно более высокого качества печати. Качество получаемого с их помощью изображения приближается к фотографическому. Таким образом, для получения высококачественной черно-белой или цветной распечатки следует отдавать предпочтение лазерному принтеру по сравнению со струйным. Большинством изготовителей лазерных принтеров используется механизм печати, который применяется в ксероксах. Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся барабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Барабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Для этого служит тонкая проволока или сетка, называемая коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, приходя на барабан, изменяет его электрический заряд в точке прикосновения. Таким образом, на барабане возникает скрытая копия изображения. На следующем рабочем шаге на фотонаборный барабан наносится тонер - мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда эти мелкие частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изображение. Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает, благодаря своему заряду, частички тонера от барабана. Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой около 180° С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц готов для нового процесса печати. Лазерные принтеры этого класса оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере располагаются разнообразные шрифты и специальные программы, которые управляют работой, контролируют состоянием оптимизируют производительность принтера.

Термические принтеры

Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения фотографического качества используются термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса. Существуют три технологии цветной термопечати:

- струйный перенос расплавленного красителя (термопластичная печать)

- контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать)

- термоперенос красителя (сублимационная печать)

Общим для последних двух технологий является нагрев красителя и перенос его на бумагу (пленку) в жидкой или газообразной фазе. Многоцветный краситель, как правило, нанесен на тонкую лавсановую пленку (толщиной 5 мкм). Пленка перемещается с помощью лентопротяжного механизма, который конструктивно схож с аналогичным узлом игольчатого принтера. Матрица нагревательных элементов за 3—4 прохода формирует цветное изображение. Принтеры, использующие струйный перенос расплавленного красителя, называют еще восковыми принтерами с твердым красителем. При печати блоки цветного воска расплавляются и выбрызгиваются на носитель, создавая яркие насыщенные цвета на любой поверхности. Перечислим основные качества принтеров, определяющие их сравнительные достоинства с точки зрения пользователя.

- Качество и скорость печати - обеспечивает ли принтер необходимое качество печати, и если да, то с какой скоростью.

- Надежность - какова надежность принтера при печати типичных документов и при работе с имеющейся у пользователя бумагой

- Смена красящих элементов - какова продолжительность работы принтера с данным красящим элементом.

- Совместимость с имеющимися программами.

Принтеры практически всегда подключаются к параллельному порт у LPT (Line Printer, 25-ти контактный Sub-D разъем). Редко встречаются беспроводные инфракрасные принтеры, которые применяются в основном пользователями PC типа notebook.

Плоттер (графопостроитель)

Плоттер является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Плоттеры обычно используются совместно с программами САПР. Результат работы практически любой такой программы — это комплект конструкторской или технологической документации, в которой значительную часть составляют графические материалы. Таким образом, вотчиной плоттера являются чертежи, схемы, графики, диаграммы и т. п. Для этого плоттер оборудован специальными вспомогательными средствами. Поле для черчения у плоттеров соответствует форматы А4 - А0. Все современные плоттеры можно отнести к двум большим классам;

- планшетные для форматов АЗ—А2 (реже А1—А0) с фиксацией листа электрическим, реже магнитным или механическим способом

- барабанные (рулонные) плоттеры для печати на бумаге формата А1 или А0, с роликовой подачей листа, механическим или вакуумным прижимом барабанные плоттеры используют рулоны бумаги длиной до нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные чертежи и рисунки. В настоящее время подготовка машинных носителей информации требует больших затрат ручного труда. Их применение эффективно в пакетном режиме. Ранее широко использовались машинные перфоносители информации. Процесс подготовки данных на перфокартах и перфолентах в вычислительных центрах разбивался на три этапа. Заполнение первичного документа, проверку и кодирование исходных данных выполнял пользователь. Оператор осуществлял запись и верификацию с помощью клавиатур: дублирование перфокарт и сравнение их на контрольнике. Логический и арифметический контроль записанной информации производился на ЭВМ. В настоящее время осуществляется переход на "безбумажную" технологию, поэтому прекращены разработка и выпуск новых устройств ввода-вывода с перфоносителей. Использование бумажных носителей неэффективно, так как устройства ввода-вывода, работающие с такими носителями, имеют низкую производительность. Рассмотрим классификацию устройств ввода-вывода документов. Основными признаками классификации являются: тип информации (текстовый или графический), функциональное назначение устройства (ввода или вывода), степень автоматизации процесса ввода-вывода и тип носителя информации.

Рукописная информация для автоматического ввода в ЭВМ с документа должна быть закодирована в нормализованном, стилизованном или кодированном шрифтах. Оптические читающие автоматы обеспечивают считывание данных в виде графических меток с формализованных документов, кодированных, нормализованных и стилизованных письменных знаков; печатных, машинописных и рукописных знаков. Например, автомат "Бланк 2" считывает со скоростью до 400 бланков/мин. документы четырех форматов, на которых данные представлены стилизованным шрифтом. Ввод информации вручную осуществляется с помощью клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода в ПЭВМ. Типичная клавиатура похожа на клавиатуру пишущей машинки. Она содержит клавиши букв русского и латинского алфавитов. Иногда для удобства пользования выделяется специальное цифровое поле, которое содержит помимо цифр некоторые символы арифметических операций. На клавиатуре могут размещаться от 70 до 101 клавиши. Многие клавиши имеют двойное и даже тройное значения, их переключение осуществляется с помощью специальных клавиш (переключение с нижнего на верхний регистр или наоборот). В состав клавиатуры включается набор функциональных клавиш, которые облегчают и ускоряют ввод данных и формируют некоторые управляющие команды. Устройства ввода графической информации (УВГИ) выполняют: поиск изображения на носителе информации, выделение элементов изображения, подлежащих кодированию, преобразование координат точек кодируемого изображения в цифровую форму и передачу цифрового описания элементов изображения в ЭВМ для дальнейшей обработки. Для вывода информации из ЭВМ наиболее часто используются быстродействующие печатающие устройства. Главными параметрами при выборе типа печатающих устройств являются скорость, качество печати и стоимость. В современных ЭВМ применяется матричные, литерные, термографические, струйные и лазерные печатающие устройства (ПУ). По методу нанесения печатных знаков на носитель информации ПУ делятся на устройства ударного и безударного действия. В печатающих устройствах ударного действия изображение - оттиск символа цифровой или символьной информации -формируется в результате механического удара печатающего молоточка на шрифтоноситель с одновременным нанесением красящего вещества. На шрифтоноситель наносятся все символы алфавита. Такое ПУ называется знакопечатающим. Однако чаще используется так называемое матричное ПУ. В матричных ПУ печатающая головка содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней. Головка движется вдоль строки бумагоносителя, в нужный момент стержни ударяют по бумаге через красящую ленту. Это обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений. Печатающие головки могут содержать 9, 24 и 48 стержней. Чем больше в головке стержней, тем выше качество печати. С помощью матричных ПУ можно печатать не только текст, но и рисунки, так как движением стержней и бумаги может управлять программа. Скорость печати в матричных ПУ колеблется в зависимости от качества печати в пределах от 30 до 200 зн./с. В литерных ПУ используются сменные шрифтоносители в виде дисков с нанесенными литерами какого-либо алфавита. Они обеспечивают довольно высокое качество печати. Литерные ПУ применяют только для печати текстов. Скорость печати достигает 60 зн./с. В безударных печатающих устройствах для нанесения символьной и цифровой информации используют термографические, струйные, лазерные ПУ. Термографические ПУ воздействуют теплом на термочувствительную бумагу или растапливают красящий состав, который затем ложится на бумагу. Они компактны, дешевы, бесшумны. Возможно получение хорошего качества, однако требуется специальная светочувствительная бумага. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формирует капельная струя красящей жидкости. Широкое распространение получили пьезоструйные головки, которые имеют почти неограниченный срок службы: по мере расходования красящей жидкости, например чернил, заменяют баллончик с красящими чернилами. Струйный способ позволяет реализовать не только одноцветную, но и многоцветную печать. При этом в блоке головок располагаются четыре группы сопел, каждое из которых связано с емкостью, заполненной чернилами одного из четырех цветов: черного, синего, пурпурного и желтого, что позволяет получить семицветное изображение. Лазерные печатающие устройства осуществляют печать с очень высокой скоростью и качеством печати, вполне сравнимым с качеством высокой печати. Они используют только листовую бумагу различного формата (A3 или А4). Многие лазерные ПУ позволяют масштабировать шрифты. Буквы одного и того же по начертанию шрифта могут печататься с разной высотой и соответствующей шириной. Лазерные ПУ сравнительно дороги, поэтому могут использоваться в вычислительных системах или профессиональных ПЭВМ. Наиболее выгодно применять их для изготовления оригинал-макетов изданий (книг и брошюр). Дорого само печатающее устройство, его программное обеспечение, а также предварительная подготовка текста, которая должна быть выполнена введением его с клавиатуры или при помощи сканера. В ЭВМ используется вывод алфавитно-цифровой и графической информации на микрофильм. Применение фотопленки в качестве носителя позволяет значительно повысить скорость вывода информации (1500-2700 строк/мин), ускорить процесс создания копий, повысить плотность записи информации на носителе. Микрофильм гораздо удобнее для хранения, чем любой бумажный носитель. Однако для чтения записанной на микрофильм информации необходимы специальные устройства. Устройства вывода на микрофильм сравнительно дороги. Вывод графической информации осуществляется с помощью графопостроителей.