Устройство персонального компьютера

1.2 Устройство ввода  - вывода

Устройства ввода знаковых данных

   Специальные клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

   Клавиатуры  имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний.

   Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизированной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним относится клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.

   По  методу подключения к системному блоку различают проводные и  беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Устройства  командного управления

   Специальные манипуляторы. Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

   Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение, в портативных персональных компьютерах.

   Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

   Инфракрасная  мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

   для компьютерных игр и в некоторых  специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джойпады, геймпады и штурвально-педалъные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Устройства ввода графических данных

   для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно  отметать, что с помощью сканера  можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами.

   Планшетные  сканеры. Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установке линейки. Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

• разрешающая способность;
• производительность;
• динамический диапазон;
• . максимальный размер сканируемого материала.

   Ручные  сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

   Барабанные  сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)

   Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

   Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

   Графические планшеты (дигитайзеры). Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации. Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения Специального пера относительно планшета. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).

   Цифровые  фотокамеры. Как и сканеры, эти устройства воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице. Наилучшие потребительские модели в настоящее время имеют до 1 млн. ячеек ПЗС и, соответственно, обеспечивают разрешение изображения до 800х 1200 точек. У профессиональных моделей эти параметры выше.

Устройства  вывода данных

   В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют

   печатающие  устройства (принтеры), позволяющие  получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.

   Матричные принтеры. Это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24- игольчатые матричные принтеры. Последние позволяют получать оттиски документов, не уступающие по качеству документам, исполненным на пишущей машинке.

   Производительность  работы матричных принтеров оценивают  по количеству печатаемых знаков в секунду (cps-characters per second). Обычными режимами работы у матричных принтеров являются:draft — режим черновой печати, normal — режим обычной печати и режим NLQ (Near Letter Quality), который обеспечивает качество печати, близкое к качеству пишущей машинки.

   Лазерные  принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ppm — page per minute), Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек.

   К основным параметрам лазерных принтеров относятся:

• разрешающая способность, dpi (Dots per inch — точек на дюйм)]
• производительность (страниц в минуту);
• формат используемой бумаги;
• объем собственной оперативной памяти.

   При выборе лазерного принтера необходимо также учитывать параметр стоимости, оттиска, то есть стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа стандартного формата А4. К расходным материалам относится тонер и барабан, который после печати определенного количества оттисков утрачивает свои свойства. В качестве единицы измерения используют цент на страницу (имеются в виду центы США). В настоящее время теоретический предел по этому показателю составляет порядка 1,0-1,5. На практике лазерные принтеры массового применения обеспечивают значения от 2,0 до 6,0.

   Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dрi, а профессиональные модели — до 1200 dрi.

   Светодиодные  принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Поскольку эта линейка расположена по всей ширине печатаемой страницы, отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки и вcя конструкция получается проще. надежнее и дешевле. Типичная величина разрешения печати , для светодиодных принтеров составляет порядка 600dpi.

   Струйные  принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования, В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта — этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической.

                                    II. Программное обеспечение ПК 

  Любой персональный компьютер, даже самый современный, без наличия установленного на него необходимого программного обеспечения является грудой железа. В таком состоянии ни один компьютер не способен выполнить даже самые элементарные операции.

    Программное обеспечение – набор программ, которые обеспечивают выполнение задач, решаемых на компьютере. Всё программное обеспечение поставляется на флоппи-дисках, лазерных дисках (CD, DVD) или через международную сеть Интернет. Отслеживая рынок всего программного обеспечения, можно составить его схему классификации:  
 

                     2.1 СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

    Системное ПО обеспечивает функционирование компьютера. Базовое ПО обеспечивает управление всеми программами, установленными на компьютере. Из них операционная система является резидентной.

      Операционная система – программа, которая загружается при включении компьютера. Она осуществляет диалог с пользователем, управление компьютером, его ресурсами, запускает другие программы на выполнение. Современная операционная система обеспечивает пользователю и другим программам удобный способ общения (интерфейс). Самая первая операционная система - DOS (Disk Operation System) фирмы Microsoft выпущена в 1981г. Эта 16-разрядная однозадачная операционная система могла общаться с пользователем посредством безликой «командной строки» - никаких роскошеств типа графического интерфейса не было.  На сегодняшний день данную операционную систему на компьютеры не устанавливают, хотя до сих пор выпускают модифицированные её версии, такие как PC-DOS 2000 фирмы IBM.  Вышли из моды и самые первые версии графических операционных систем, такие как Windows 3.x (конец 80-х годов), Windows 95 (или другое её название Chicago), появление которых ознаменовало новый этап в развитии всей компьютерной индустрии. В наши дни на компьютеры устанавливаются, в основном, операционные системы фирмы Microsoft, такие как Windows 98 или Memphis, Windows 2000, Windows Millennium Edition, Windows Vista. Однако некоторые пользователи предпочитают альтернативные операционные системы Linux, Unix, OS\2 разработанные другими фирмами.

    ФАЙЛОВАЯ  СТРУКТУРА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.

     Файл – программа или документ, записанная на диск и имеющая имя. Имя файла 32 разрядных операционных систем фирмы Microsoft может содержать до 255 символов.

    Папка – файл, в котором зарегистрированы (находятся) другие файлы или папки.

    В 32 разрядных операционных системах Windows существует иерархическая файловая структура диска. Структура – организация хранения папок и файлов на диске, обеспечивающая быстрый доступ к ним. Программные средства, обеспечивающие файловые операции называются файловой системой. В Windows для файловых операций имеется специальная программа – Проводник. На рисунке изображено дерево папок. Дерево папок отображает путь к нужной на данный момент папке. В нужную папку можно попасть, последовательно открывая папки нижних уровней. По такому же принципу работает и другая интегрированная программа Windows – Мой компьютер. Но здесь процедура поиска нужной папки или файла занимает больше времени. Кроме данных интегрированных программ на компьютеры отдельно устанавливаются более удобные программы называемые операционными оболочками.