ТСвИС / (х) архитектура устройства компьютера.ассемблер
.pdf
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Принтер. Технологии печати
Светодиодная (LED) технология
По сути, это одно из ответвлений предыдущей, «лазерной» технологии. Основное отличие заключается в источнике света. Вместо одиночного лазерного диода используется целая «линейка» светодиодов, количество которых определяет горизонтальное разрешение принтера.
Преимущества светодиодных принтеров перед лазерными:
+отсутствие механического управления источником света (он не движется) - выше надѐжность;
+более высокая скорость, ведь механическое управление имеет вполне конкретные пределы быстродействия;
+отсутствие краевых искажений и, как следствие, более высокое и равномерное качество.
Недостатки:
- более высокая стоимость изза сложности изготовления светодиодной линейки с высокой плотностью расположения диодов.
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Принтер. Технологии печати
3D-прототипирование
Fused Deposition Modeling (FDM). Идея FDM очень проста - раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика (в качестве материала может использоваться практически любой промышленный термопластик). Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта (печать здесь тоже ведется по слоям). Техпроцесс FDM позволяет с достаточно высокой точностью (минимальная толщина слоя 0.12 мм) изготовлять полностью готовые к использованию детали довольно большого размера (до 600 x 600 x 500 мм). Основы этой технологии были разработаны еще 1988 Скоттом Крампом (Scott Crump). Основным производителем оборудования для FDM является компания Stratasys.
Polyjet компании Objet Geometries. Здесь струйная головка используется для печати фотополимерным пластиком. Модель, как обычно, печатается слой за слоем, причем разрешение в слое составляет 600 x 300 dpi, а толщина слоя может быть доведена всего до 16 микрон. Каждый отпечатанный слой полимеризируется в твердый пластик под действием ультрафиолетовой лампы. При этом цена на принтеры Objet находится на уровне 60K$.
Аналогичную систему под названием InVison производит и компания 3D Systems, так что отец-основатель стереолитографии тоже не стоит на месте. Ценник на эту машину установлен около 40K$. Системы быстрого прототипирования в последние годы явно дешевеют.
Порошковая технология. Разработана в Массачусетском Технологическом Институте. Специальная струйная головка (кстати, адаптированная из струйных принтеров Hewlett-Packard) набрызгивает на порошковый материал клеящее вещество. В качестве порошка используется обычный гипс или крахмал. В "забрызганных" местах порошок склеивается и формирует модель. Печать, как и в предыдущих случаях, идет послойно, а лишний порошок в конце стряхивается. Однако есть и существенная разница - этот принтер может использовать клеящую жидкость с добавление пигментных красителей - а значит, печатать цветные модели.
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Сканеры
Сканер (англ. scanner) — устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаѐт цифровую копию изображения объекта.
Виды сканеров
Планшетные — наиболее распространѐнный вид сканеров, поскольку обеспечивает
максимальное удобство для пользователя — высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.
Ручные — в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и
мобильность, при этом он имеет некоторые недостатки: низкое разрешение,
малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.
Листопротяжные — лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.
Планетарные сканеры — применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Сканеры
Виды сканеров
Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Книжные сканеры с V-образной колыбелью на основе цифровых фотоаппаратов
являются подвидом планетарных сканеров, однако имеют ряд отличий, среди
которых - V-образная колыбель, позволяющая сканировать книгу не раскрывая ее полностью, в режиме бережного сканирования, поэтому часто используется библиотеками. Прижимное стекло, входящее в состав конструкции, обеспечивает выпрямление страниц книги, и, следовательно, изображения без искажений.
Барабанные сканеры — применяются в полиграфии, имеют большое разрешение
(около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или
внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).
Слайд-сканеры — служат для сканирования плѐночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.
Сканеры штрих-кода — небольшие, компактные модели для сканирования штрихкодов товара в магазинах.
3D сканер — устройство, анализирующее физический объект и на основе полученных данных создающее его 3D модель.
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Сканеры
Методы сканирования
Контактный - основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом.
Неконтактный – отсутствует непосредственный контакт сканера с исследуемым объектом. Подразделяются на:
Активные - сканеры излучают некоторую радиацию на объект и обнаруживают ее отражение для его анализа. Возможные типы используемой радиации включают свет, ультразвук или рентгеновские лучи.
Пассивные - сканеры не излучают никакой радиации на объект, а вместо этого
полагаются на обнаружение отраженной окружающей радиации.
Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет — легкодоступная окружающая радиация.
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Сканеры
Характеристики сканеров
Оптическое разрешение, измеряется в точках на дюйм (англ. dots per inch — dpi). Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется
оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на
дюйм — dpi (dots per inch).
Интерполированное разрешение - искусственное разрешение сканера достигается при помощи программного обеспечения. Его практически не применяют, потому что лучшие результаты можно получить, увеличив разрешение с помощью графических программ после сканирования. Может быть использовано производителями в рекламных целях.
Скорость работы - указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.
Глубина цвета - определяется качеством светочувствительной матрицы и разрядностью АЦП. Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Сканеры
Принцип работы Планшетного сканера
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Тенденция развития шин передачи данных
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Сравнение последовательных и параллельных шин
Параллельные шины
+ обеспечивают лучшую производительность при меньшей частоте
-тяжело масштабируются на высокие частоты, т.к. сильно повышаются требования к физической разводке шины, заметно возрастает латентность (чтобы синхронизировать "одновременные" сигналы во всех проводах шины)
-занимают много места - сравните, например, шлейфы IDE (UltraATA) и SerialATA
Последовательные шины
+дешевле делать более сложный кристалл контроллера шины, чем плодить золотые контакты и многочисленные проводники на печатной плате
+гораздо проще заставить работать на повышенных тактовых частотах
+отличная масштабируемость относительно легко достигается путем как повышения частоты работы, так и добавлением нескольких последовательных линий к шине
+пониженное затухание в линиях передачи и повышенная чувствительность приемников данных, что позволяет снизить требования к импедансу входных цепей и увеличить длину проводников шины на платах
Архитектура ЭВМ и систем К.т.н., доц. каф. ИСТ Кислицын Д.И. – ННГАСУ, 2010г.
Примеры архитектур параллельных и последовательных шин
Архитектура компьютера с шиной PCI-Express