Устройства ввода-вывода данных, их разновидности и основные характеристики

К

омпьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную ЭВМ (внутреннее, машинное представление информации), после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку. К устройствам ввода-вывода информации можно отнести любое устройство, которое позволяет ввести данные в ЭВМ и/или вывести данные из ЭВМ в заданной форме. Обычно такие устройства специализируются либо только на вводе данных (клавиатура, мышь, сканер, веб-камера), либо только на выводе (монитор, принтер, аудиоколонки). В настоящее время появились многофункциональные устройства, например сенсорные дисплеи, которые позволяют и то, и другое. К многофункциональным устройствам можно отнести также сетевые устройства, обеспечивающие обмен информацией в обе стороны.

Устройства ввода данных

У

стройства ввода данных подразделяются на устройства ввода знаковых данных, устройства командного управления и устройства ввода графических данных. К устройствам ввода знаковых данных относятся устройства с клавиатурным вводом. К устройствам командного управления принадлежат манипуляторы: мышь, трекбол, пенмаусы, джойстики. К устройствам ввода графической информации относятся: сканеры, графические планшеты (дигитайзеры), цифровые фотокамеры. Разновидность периферийных устройств пользовательского интерфейса, обеспечивающих ввод пространственных координат (в одном, двух, трёх измерениях) получила название координатных устройств ввода. Примерами таких устройств могут служить: мышь, джойстик, трекбол, дигитайзер, сенсорная панель.

Клавиатура (keyboard) является основным устройством ввода знаковых данных, а также некоторой управляющей информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на системной плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. При нажатии пользователем клавиши на клавиатуре, контроллер клавиатуры преобразует код нажатой клавиши в соответствующую последовательность бит и передает их компьютеру. Отображение набранных на клавиатуре символов на экране компьютера называется эхом. Наиболее важными характеристиками клавиатуры являются чувствительность клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами. Долговечность клавиатуры определяется количеством нажатий, которые она может выдержать. Клавиатура проектируется таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 миллионов нажатий. Клавиатуры бывают обычные и специальные.

Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается изменением формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку. Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называются эргономичными клавиатурами (как бы «разломанными» надвое). Такие клавиатуры предназначены для ввода большого количества знаковой информации. Они повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня. Раскладка клавиш стандартной клавиатуры далека от оптимальной. В настоящее время существуют клавиатуры, например клавиатура Дворака, с оптимизированной раскладкой. Однако для работы на клавиатурах с нестандартной раскладкой необходимо специально учиться, поэтому на практике такими клавиатурами оборудуются только специальные рабочие места.

По методу подключения клавиатуры к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. В беспроводных моделях связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей. Источником сигнала является клавиатура. Управление такой клавиатурой – дистанционное. Радиус действия составляет несколько метров.

Манипуляторами являются координатно-указательные устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов, кроме мыши, выделяют: трекбол, пенмаус, джойстик, трекпойнт, тачпад, световое перо.

Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов на экране монитора с помощью специального указателя. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно мышь используется при работе с графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих командd:\Documents and Settings\Алла\Рабочий стол\Тест-Кисленко_дек_2009\Литература\Алексеев. Электронный учебник по информатике\text\IO.html - footnotes#footnotes. Мышь состоит из пластикового корпуса, сверху располагаются кнопки (клавиши), соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для увеличения сцепления шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и передает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые поступают по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер направляет обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. Разрешающая способность мыши обычно составляет 600 dpi. Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм=
2,54 см) указатель мыши перемещается на экране на 600 точек.

Имеющиеся сегодня на компьютерном рынке мыши подразделяются на четыре основные группы: 1) простейшие роликовые; 2) оснащенные колесиками для прокрутки содержимого на экране; 3) оптические; 4) с «обратной связью», позволяющие тактильно ощутить поверхность виртуального «рабочего стола». У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции. Оптические мыши - сложное и дорогое устройство, требующее специального планшета, но более надежное и долговечное. В них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола. Инфракрасная мышь - устройство, которое отличается от обычной наличием беспроводной связи с системным блоком.

Трекбол – манипулятор в форме шара. По функциям близок мыши, но шарик в нем бόльших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. По сравнению с мышью он занимает на столе меньше места. Большинство портативных ПК оснащаются встроенным трекболом.

Пенмаус (pen mouse) – аналог шариковой ручки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел для регистрации величины перемещения.

Джойстик – манипулятор рычажно-нажимного типа. Он представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране. Джойстикичаще всего используются для компьютерных игр. Аналогично им существуют: джойпады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Такие устройства подключаются к специальному порту на звуковой карте или к USB-порту.

Трекпойнт – маленький джойстик, который размещается обычно в центре клавиатуры и управляется нажатием пальца.

Тачпад (сенсорная панель) - указательное устройство координатного ввода. Начиная с 1994 года тачпад стал наиболее распространенным устройством управления курсором для ноутбуков. До тачпадов в ноутбуках применялись трекболы. Компания Apple традиционно использует для обозначения тачпада слово «трекпад» (trackpad). Сенсорную панель изобрел Джордж Герфид в 1988 году. Она представляет собой площадку (TouchPad - сенсорная площадка), чувствительную к нажатию пальца. Как и другие указательные устройства, тачпад управляет указателем с помощью перемещения пальца по поверхности площадки. Физически сенсорная площадка представляет собой сетку из металлических проводников, разделенных тонкой изолирующей прокладкой. Такая конструкция эквивалентна набору большого количества миниатюрных конденсаторов. Приближение руки пользователя к поверхности площадки вызывает изменение емкости этих конденсаторов. По изменению емкости можно точно определить координаты пальца на поверхности площадки. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превосходит 50 см². Они являются устройствами с довольно низким разрешением. Этого достаточно для использования их в повседневной работе за компьютером (офисные приложения, веб-браузеры, логические игры), но затрудняет работу в графических программах. Однако тачпад по сравнению с другими манипуляторами имеет следующие достоинства:

– не требует большого пространства;

– расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры (в отличие от мыши);

– для перемещения курсора достаточно лишь небольшого перемещения пальца;

– работа с ним не требует особого привыкания, как например, в случае с трекболом;

– с помощью тачпада (не прикасаясь к кнопкам) можно выполнять часть манипуляций, характерных для левой кнопки мыши:

· короткое касание - щелчок;

· двойное короткое касание - двойной щелчок;

· незавершённое двойное касание с последующим перемещением - перемещение объекта или выделение;

– отдельные участки тачпада (полоска справа и сверху/снизу) могут быть использованы для вертикальной и горизонтальной прокрутки.

Применение сенсорных панелей имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надежность, устойчивость к жестким внешним воздействиям, интуитивно понятный интерфейс.

Световое перо – светочувствительное устройство снятия координат точек экрана. В наконечнике светового пера установлен фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал. На основе этого вычисляются координаты точки, к которой поднесено световое перо в данный момент времени. Световое перо не требует специального экрана и используется для ввода данных в самых маленьких ПК – в карманных микрокомпьютерах.

Сканер – устройство для считывания в компьютер растровых (точечных) графических изображений. С помощью сканеров можно вводить и знаковую (текстовую) информацию, при этом исходный текст вводится в графическом виде, а затем обрабатывается программами распознавания образов. Принцип работы сканера заключается в следующем. В сканер закладывается лист бумаги с текстом или изображением. Во время сканирования вдоль листа плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. В цветных сканерах имеется три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал в цифровом виде передается на контроллер сканера. Главные характеристики сканеров - это с корость считывания, которая выражается количеством сканируемых страниц в минуту (pages per minute – ppm), и разрешающая способность (dots per inch – dpi), выражаемая числом точек, которые сканер может распознать на полоске изображения в 1 дюйм.

Различают сканеры планшетные, ручные, протягивающие, барабанные, сканеры форм и штрих-сканеры.

Планшетные сканеры –предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Они получили наибольшее распространение. Планшетные сканеры позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей. Принцип действия таких сканеров заключается в том, что луч света, отраженный от поверхности материала или прошедший через него, фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляются в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Основные потребительские параметры планшетных сканеров следующие:

– разрешающая способность – зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейке, от точности позиционирования линейки при сканировании. Для офисных сканеров разрешающая способность составляет 600-1200 dpi, для профессионального применения – 1200-3000 dpi;

– производительность –определяется продолжительностью сканирования листа бумаги и зависит от формата, механической части устройства и от типа интерфейса;

– динамический диапазон – определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Для офисного применения составляет 1,8-2,0 и для профессионального – от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

Протягивающие сканеры (страничные) –предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Такие сканеры занимают мало места и оснащаются автоподачей листов.

Ручные сканеры. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста.Принцип действия ручных сканеров соответствуетпланшетным сканерам. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом неудовлетворительная. Разрешающая способность составляет 150-300 dpi.

Барабанные сканеры. Исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройство такого типа обеспечивает наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Используется для сканирования исходных изображений высокого качества, но имеющих недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов
и т. п.).

Сканеры форм. Используется для сканирования стандартных форм, заполненных от руки (при переписи населения, обработки выборов и т.п.). Не требуется высокого качества сканирования, основным потребительским параметром является быстродействие.

Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров используется для чтения и ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Используются в розничной торговле.

Дигитайзер (диджитайзер, графический планшет)– это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша (пера). Принцип действия графических планшетов – это фиксация перемещения карандаша относительно планшета. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.Дигитайзеры широко используют художники, иллюстраторы, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (кисть, карандаш, перо). Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в lpi (lines per inch – линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера. В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 lpi, а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.

Цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты) формируют видеоизображения и фотоснимки сразу в компьютерном (цифровом) формате. Как и сканеры, они воспринимают графические данные с помощью ПЗС, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС.

Цифровые видеокамеры могут быть постоянно подключены к компьютеру и тем самым способны выполнять запись изображений на жесткий диск или их передачу по компьютерной сети. Для передачи «живого» видеоизображения по компьютерной сети используются недорогие Web-камеры с разрешающей способностью 640´480 точек.

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272×1704 точек. Для хранения изображений в цифровых фотоаппаратах используется флэш-память или маленький жесткий диск. При подключении фотокамеры к компьютеру можно осуществлять запись изображений на жесткий диск компьютера. Среди дополнительных возможностей цифровых фотокамер – встроенный жидкокристаллический экран для просмотра отснятых кадров и телевизионный выход.

Телевизионный тюнер (ТВ-тюнер) – специальная плата с телевизионным входом, которая может быть вставлена в компьютер. Если к этому входу подключить телевизионную антенну, то можно просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

Микрофон – для ввода звуковой информации. Микрофон подключается к звуковой карте, которая обеспечивает 16-битное кодирование звука.

Устройства вывода данных

П

осле ввода исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и посредством устройств вывода вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствами. Выводимая информация может отображаться в текстовом или графическом виде. Для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок (аудиоколонок) или головных телефонов (наушников), регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

Монитор (дисплей) является основным устройством отображения текстовой и графической информации на экране. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14-дюймовые,
15-дюймовые, 17-дюймовые, 19-дюймовые, 21-дюймовые. Чем больше диагональ монитора, тем он дороже. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL – элемент картинки). Пиксель – это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (Catode Ray Tube – CRT) и жидкокристаллические – (Liquid Crystal Display - LCD).

Возможности ПК по отображению информации определяются характеристиками монитора и видеоадаптера. Основными характеристиками мониторов, определяющими его разрешающую способность и четкость изображения, являются максимальное число отображаемых пикселей по вертикали и горизонтали, глубина цвета (количество воспроизводимых цветов), максимальная яркость и контрастность. Часто первую характеристику заменяют парой – размером экрана (диагонали) и размером зерна (элемента изображения точки). Размер мельчайших элементов изображения – это величина, обратная разрешению. Этой величиной характеризуют также максимальную четкость мониторов. Чем меньше зерно, тем выше четкость и тем меньше устает глаз. Величина зерна современных мониторов составляет от 0,25 до 0,28 мм. Максимальная контрастность показывает во сколько раз могут отличаться по яркости одновременно воспроизводимые объекты.

В мониторах с электронно-лучевой трубкой изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется смешением свечения трех разноцветных точек (триады), отвечающих за данный пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку. Электронный пучок формируется с помощью электронной пушки. Электронная пушка состоит из нагреваемого при прохождении электрического тока проводника с высоким удельным электрическим сопротивлением, эмитирующего электроны покрытия, фокусирующей и отклоняющей систем. При прохождении электрического тока через нагревательный элемент электронной пушки, эмитирующее покрытие, нагреваясь, начинает испускать электроны. Под действием ускоряющего напряжения электроны разгоняются и достигают поверхности экрана, покрытой люминофором, который начинает светиться. Управление пучком электронов осуществляется отклоняющей и фокусирующей системами, которые состоят из набора катушек и пластин, воздействующих на электронный пучок с помощью магнитного и электрического полей. В соответствии с сигналами развертки, подаваемыми на электронную пушку, электронный луч пробегает по каждой строчке экрана, последовательно высвечивая соответствующие точки люминофора. Дойдя до последней точки, луч возвращается к началу экрана. Таким образом, в течение определенного периода времени изображение перерисовывается. Частоту смены изображений определяет частота горизонтальной синхронизации. Это один из наиболее важных параметров монитора, определяющий степень его вредного воздействия на глаза. В настоящее время гигиенически допустимый минимум частоты горизонтальной синхронизации составляет 80 Гц, у профессиональных мониторов она составляет 150 Гц. Современные мониторы с электронно-лучевой трубкой имеют специальное антибликовое покрытие, уменьшающее отраженный свет окон и осветительных приборов. Кроме того, монитор покрывают антистатическим покрытием и пленкой, защищающей от электромагнитного излучения. Дополнительно на монитор можно установить защитный экран, который необходимо подсоединить к заземляющему проводу, что также защитит от электромагнитного излучения и бликов. Уровни излучения мониторов нормируются в соответствии со стандартами LR, MPR и MPR-II. Главным недостатком мониторов с ЭЛТ является их относительная громоздкость, особенно при больших экранах.

Жидкокристаллические мониторы (LCD – Liquid Crystal Display) имеют меньшие размеры, потребляют меньше электроэнергии, обеспечивают более четкое статическое изображение. В них отсутствуют типичные для мониторов с электронно-лучевой трубкой искажения. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения. Принцип отображения в жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей в нужную цветовую палитру. Среди недостатков можно отметить меньшее, чем у ЭЛТ, быстродействие, ограниченный угол обзора по горизонтали и вертикали.

Принтеры – печатающие устройства вывода графической и текстовой информации на бумагу или на специальную прозрачную пленку. Ширина каретки обычно соответствует бумажному формату А3 или А4. Принтеры классифицируются:

· по принципу действия: матричные, струйные, лазерные и светодиодные принтеры;

· по способу формирования изображения: последовательные, строчные, страничные;

· по способу печати: ударные, безударные;

· по цветности: чёрно-белые, цветные.

Наиболее распространены три типа принтеров: матричные, струйные и лазерные. Для ускорения работы, принтеры имеют собственную память, в которой хранится образ информации, подготовленной к печати. Основными характеристиками принтеров, обеспечивающими качество печати, являются следующие.

– Разрешающая способность - определяет четкость изображения. Измеряется в dpi (числом точек на дюйм). Для большинства недорогих принтеров составляет 600 dpi.

– Скорость печати - измеряется количеством листов, печатаемых в минуту. Недорогие принтеры печатают 3-6 листов в минуту.

– Цвет - является важной характеристикой при печати изображений с различным количеством оттенков. Различают цветную печать с ограниченным количеством оттенков (например, в цветной газете) и полноцветную печать (в журнале). Цветные принтеры могут печатать и черно-белые материалы.

– Память используется в момент приема поступающей на печать информации. Большая память повышает скорость печати, особенно графических изображений. Объем памяти принтеров составляет 1 Мбайт и более.

Матричные принтеры (ударные) - схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками (цилиндрическими стержнями) по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Основное достоинство матричных принтеров - низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.Качество таких принтеров зависит от количества иголок в печатающей головке. Самые распространенные - 9-игольчатые и 24-игольчатые принтеры. Производительность работы матричных принтеров оценивается по количеству печатаемых знаков в секунду (cps – characters second). Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров, низкое. Они шумны во время работы. В настоящее время матричные принтеры считаются устаревшими и практически не выпускаются.

Струйные принтеры - относятся к безударным принтерам. Изображение формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Печатающая головка струйного принтера имеет микросопла, через которые на прокручивающую бумагу под давлением производится выброс микрокапель красителя (черных или цветных быстросохнущих чернил). В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта. Качество печати зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. Особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги. Положительные свойства струйных принтеров – это более качественная печать, небольшое количество движущихся механических частей, простота и надежность в эксплуатации, низкая стоимость. По четкости изображения струйные принтеры приближаются к лазерным принтерам (разрешение может достигать 600 dpi). Разрешающая способность цветных струйных принтеров может достигать 2400 dpi. Основные недостатки – нестабильность получаемого разрешения, требовательность к качеству бумаги, частая замена картриджей. Струйные принтеры нашли широкое применение в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они превосходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена.

Лазерные принтеры - относятся к безударным принтерам. Они формируют изображение из отдельных точек постранично. В лазерных принтерах используется принцип ксерографии: Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество – тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге. К основным параметрам лазерных принтеров относятся: разрешающая способность (dpi), производительность (страниц в минуту), формат бумаги, объем собственной оперативной памяти. Достоинства лазерных принтеров – наилучшее качество печати, высокая скорость печати (до 30 страниц в минуту). Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi, а профессиональные модели – до 1800 dpi. Недостатки - высокая стоимость и высокая себестоимость печати. При выборе лазерного принтера необходимо учитывать стоимость оттиска и стоимость расходных материалов (тонер и барабан).

Светодиодные принтеры – имеют такой же принцип действия, как и лазерные принтеры. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка, состоящая из большого числа светодиодов (более 10 тысяч), которая расположена по всей ширине печатаемой страницы. При этом отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки. Величина разрешения светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi.

Плоттер (графопостроитель) – это устройство для отображения сложных и широкоформатных графических изображений (плакатов, чертежей, схем и т. п.) на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.

Аудиоколонки (динамики) и наушники – используются в компьютере для прослушивания звука. Они подключаются к выходу звуковой карты.

Синтезаторы звука – электронные генераторы звука, синтезаторы речи. Возможность синтезировать звук обеспечивает звуковая карта. В ее памяти хранятся звуки 128 различных музыкальных инструментов. Звуковая карта может одновременно воспроизвести 32 и более инструмента.

Многофункциональные устройства

М

ногофункциональные устройства в настоящее время приобретают все бόльшую популярность. Наибольшее распространение получили многофункциональные устройства (МФУ), обеспечивающие возможность использования различных функций по обработке бумажных и электронных документов. Благодаря широкому распространению мобильных устройств, а также различной потребительской электроники, в частности карманных персональных компьютеров, переносных навигаторов и игровых приставок, все более уверенно занимают собственную нишу во многих сторонах нашей жизни сенсорные дисплеи.

Многофункциональные устройства (МФУ) представляют собой органичное соединение бумажного и цифрового миров. Широкие возможности по обработке бумажных и цифровых документов - печать, сканирование, копирование, а также легкая интеграция в любую компьютерную сеть и систему документооборота, сделают эти аппараты незаменимыми помощниками. По своему назначению МФУ подразделяются на персональные и офисные. Назначение персональных многофункциональных устройств следует из их названия: они ориентированы на индивидуальное использование и сочетают в себе все необходимые функции для работы с бумажными и электронными документами с максимальной эффективностью. Многофункциональные офисные устройства позволяют легко управлять потоками документов в офисе. В настоящее время существует широкий спектр МФУ с различными принципами работы и функциональными возможностями.

Многофункциональные устройства Xerox и Epson – сочетают в одном устройстве функции принтера, сканера и копира. Позволяют печатать четкие тексты и яркие фотографии, которые обладают повышенной стойкостью к воде и свету. Имеют исполнение в черно-белом и цветном варианте. Являются универсальным решением для удобной и экономичной работы дома и в малом офисе.

Большой набор моделей МФУ представлено компанией Brother:

Высокоскоростное монохромное лазерное МФУ DCP-8070DN – с функцией автоматической двусторонней печати. Обеспечивает высококачественную печать, копирование и сканирование.

Высокоскоростное чёрно-белое лазерное МФУ MFC-8370DN – с автоматической двусторонней печатью и встроенным сетевым интерфейсом. Выполняет функции принтера, сканера и факс-модема (со скоростью 33,6 Кбита/с).

Цветное струйное МФУ DCP-195C – принтер, сканер и копир.

Беспроводное цветное струйное МФУ DCP-375CW –с кард-ридером (устройством для чтения карт памяти) и интерфейсом Wi-Fi. Выполняет функции принтера, сканера, копира. Обеспечивает возможность подключения к проводной и беспроводной сети.

Сенсорные дисплеи. Среди различных сенсорных дисплеев можно выделить два типа: проекционно-емкостные дисплеи (iPhone-дисплеи), а также сенсорно-сканирующие дисплеи.

Проекционно-емкостные дисплеи. Данная технология первоначально была применена в таких моделях, как сотовые телефоны iPhone и LG Prada. При этом сенсор располагался под слоем минерального стекла, дававшего ему дополнительную защиту от царапин, а, следовательно, повышавшим его надежность. Электрические свойства проводников претерпевают изменение уже в момент приближения пальца к дисплею. Именно поэтому iPhone великолепно откликается даже на легкие касания. Проекционно-емкостные дисплеи позволяют в одно и то же время фиксировать несколько нажатий. К примеру, в iPhone для зумирования применяют двухпальцевые жесты. Экран iPhone отличается великолепным разрешением пикселей (320х480). Картинка на дисплее живая и яркая, с большим углом обзора и к тому же безупречным поведением на солнце. Подсветка экрана быстро меняется в зависимости от степени освещенности. Дисплей iPhone также снабжен датчиками, реагирующими на движение, что дает возможность автоматически изменять его ориентацию при повороте телефона. iPhone удобен, прежде всего, для работы с Интернетом.

Сенсорно-сканирующие дисплеи. Из новинок в области сенсорных дисплеев заслуживает внимание новшество, разработанное компанией Sharp. Это сенсорный дисплей, способный сканировать изображения. Новый тип дисплеев получил название «сенсорно-сканирующий дисплей». В дисплее данного типа оптический сенсор добавлен в каждую точку, что дает возможность регистрировать изменения буквально до пикселя. Такая технология позволила осуществить сложный многоточечный порядок ввода в стиле iPhone, а также оборудовать устройство специальной сканирующей функцией. Для сканирования достаточно всего лишь приложить к экрану визитную карточку, которая будет сначала отсканирована, а затем распознана при помощи соответствующего программного обеспечения. Помимо этого технология дает возможность производить дисплеи малой толщины – всего 1 мм. Данное оптическое решение также позволяет применять специальные защитные слои, предохраняющие экран от царапин и иных повреждений. На сегодняшний день сенсорно-сканирующие дисплеи могут использоваться в цифровых камерах и смартфонах. Однако будущие разработки будут проводиться с целью увеличить диагональ экрана до 12,1 дюйма (сейчас диагональ составляет 3,5 дюйма), что даст возможность применять данную технологию в ноутбуках.

Тесты

№ п/п	Вопрос	Варианты ответов
	К устройствам только вывода информации относятся….	1. Дисплей, сканер, принтер, аудиоколонки. 2. Мышь, манипулятор, сканер, принтер, аудиоколонки. 3. Дисплей, принтер, плоттер, аудиоколонки. 4. Плоттер, дисплей, стример, принтер, аудиоколонки.
	Сканер – это устройство, предназначенное для ввода…	1. Рукописного текста как обычного текста. 2. Объектных (векторных) изображений. 3. Печатного текста как обычного текста для текстового редактора. 4. Точечных (растровых) изображений.
	К устройствам координатного ввода данных относятся….	1. Мышь, принтер, аудиоколонки. 2. Мышь, джойстик, трекбол. 3. Трекбол, дисплей, стример. 4. Дисплей, сканер, джойстик.
	К основным характеристикам монитора или проектора не относятся …	1. Максимальная контрастность. 2. Число точек на дюйм. 3. Максимальная яркость. 4. Максимальные размеры изображения в пикселях.
	Характеристикой сканера, определяющей качество получаемых цифровых изображений, служит(-ат) …	1. Планшетный метод сканирования. 2. Число точек на дюйм. 3. Максимальные размеры документа. 4. Размеры цифрового изображения.
	Регистрацию растровых изображений способны обеспечить …	1. Сканеры. 2. Трекболы. 3. Сенсорные экраны. 4. Стример.
	Устройствами вывода данных являются: а) привод CD-ROM; б) жёсткий диск; в) монитор; г) сканер; д) лазерный принтер.	1. б, в, г 2. a, в, д 3. г, д 4. в, д
	При печати на струйном принтере …	1. Капля чернил впрыскивается на бумагу через сопло. 2. Иголочки ударяют по красящей ленте, оставляя следы. 3. Порошок наносится на бумагу. 4. Следы оставляются специальными наборными пластинами.
	Из приведенных утверждений верными являются:	1. При выключении компьютера содержимое памяти CMOS не сохраняется. 2. Сетевая плата является устройством приема-передачи данных. 3. Кэш-память относится к внутренней памяти. 4. Джойстик является устройством вывода данных.
	Входные сообщения для компьютеров создаются человеком с помощью: а) клавиатуры; б) манипуляторов; в) сенсорного монитора; г) принтера; д) графопостроителя; е) синтезатора речи.	1. в, д, е 2. а, б, в 3. г,д,е 4. в,г,д
	Укажите, какие устройства из предложенного списка являются устройствами вывода данных: а) плоттер; б) процессор; в) блок питания; г) монитор; д) сканер.	1. в, г, д 2. б, г, д 3. в, г 4. а, г
	Принтеры классифицируют по…	1. Способу подключения. 2. Механизму выполнения печати. 3. Алгоритму формирования изображения. 4. Механизм считывания изображения.
	Разрешающей способностью (разрешением) монитора является...	1. Количество отображаемых цветов. 2. Размер диагонали экрана. 3. Количество точек (пикселей) изображения по горизонтали и вертикали экрана. 4. Количество точек (пикселей) на см2.
	Свойство компьютерной видеосистемы и операционной системы, определяющее размер изображения, которое может быть размещено на экране целиком, называется...	1. Физическим размером изображения. 2. Разрешением экрана. 3. Разрешением изображения. 4. Разрешением принтера.
	Устройствами ввода данных являются: а) жёсткий диск; б) джойстик; в) мышь; г) регистры; д) привод CD-ROM.	1. г, д 2. а, г 3. а, д 4. б, в
	Характеристиками LCD мониторов персонального компьютера являются: a) физический размер экрана; b) угол обзора; c) объем хранимых данных; d) размер точки.	1. a, d 2. a, b, c 3. a, b 4. b, c, d
	К устройствам вывода НЕ ОТНОСИТСЯ…	1. Принтер. 2. Монитор. 3. Плоттер. 4. Мышь.
	Выберите устройство ввода.	1. Принтер. 2. Монитор. 3. Винчестер. 4. Мышь.
	Какое устройство из ниже перечисленных входит в базовую аппаратную конфигурацию компьютера?	1. Принтер. 2. Клавиатура. 3. Звуковые колонки. 4. Сканер.
	Что такое сканер?	1. Устройство ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. 2. Устройство для печати документов. 3. Устройство для чтения компакт-дисков. 4. Устройство для связи с удаленным компьютером.
	Какая клавиша на клавиатуре используется для подтверждения ввода информации?	1. Delete 2. Escape 3. Ctrl 4. Enter
	Что не относится к устройствам ввода-вывода?	1. Монитор. 2. Принтер. 3. Мышь. 4. Модем.
	Для чего предназначена клавиша Shift?	1. Для ввода данных. 2. Для переключения регистра. 3. Для отмены ввода. 4. Для удаления данных.
	Какие размеры мониторов относятся к стандартным?	1. 14" 2. 15" 3. 16" 4. 17" 5. 18"
	Какие типы принтеров, классифицирующиеся по принципу действия, существуют?	1. Монохромные. 2. Матричные. 3. Струйные. 4. Лазерные. 5. Светодиодные. 6. Цветные.
	Специализированный принтер для вывода на печать чертежей - …	1. Лазерный принтер. 2. Плоттер. 3. Струйный принтер. 4. Матричный принтер.
	Какие из перечисленных устройств относятся к устройствам ввода информации?	1. Сканер. 2. Принтер. 3. Колонки. 4. Монитор. 5. Микрофон. 6. Клавиатура.
	Какие из перечисленных ниже устройств относятся к устройствам вывода информации? А. Сканер. Б. Принтер. В. Плоттер. Г. Монитор. Д. Микрофон. Е. Колонки.	1. БВГД 2. АБВГД 3. БВГЕ 4. АБГД
	Какое устройство нельзя отнести к устройствам ввода информации?	1. Световое перо. 2. Клавиатура. 3. Трекбол. 4. Дискета.
	Какое из перечисленных устройств вывода можно использовать для ввода информации?	1. Монитор с сенсорным экраном. 2. Принтер-копир. 3. Плоттер. 4. Звуковые колонки.
	Какое устройство позволяет получить электронную копию изображения с бумажного прототипа?	1. Графопостроитель. 2. Сканер. 3. Копировальное устройство. 4. Принтер.
	Установите соответствие между устройством и его назначением.   Устройство   Назначение   Джойстик А Устройство ввода   Сканер Б Устройство вывода   Графопостроитель В Устройство сопряжения   Планшет со световым пером       Звуковые колонки	1. ААБАБ 2. ААБВБ 3. БААБА 4. ВББАБ
	К основным характеристикам монитора относятся: А. Разрешающая способность экрана. Б. Размер по диагонали. В. Цветность. Г. Тип видеокарты. Д. Способ формирования изображения. Е. Дизайн.	1. АБВГ 2. АБВД 3. АБВЕ 4. БВГД
	К основным характеристикам принтера относятся: А. Качество печати. Б.Число печатаемых копий документа. В. Цветность. Г. Скорость печати. Д. Возможность печати фотографий.	1. БВГ 2. АВГ 3. АБВ 4. ВГД
	Установите соответствие между периферийными устройствами и их разновидность в классификации.   Устройство   Разновидность   Сканер. А Устройство ввода   Плоттер. Б Устройство вывода   Световое перо.       Джойстик.       Колонки.       Микрофон.     Введите для каждого устройства соответствующую букву.	Ответ:             А Б А А Б А
	Как называется устройство для вывода на печать конструкторских документов (чертежей)?	1. Сканер. 2. Факс. 3. Плоттер. 4. Модем.
	Сканер – это устройство для…	1. Ввода в компьютер текста и графики. 2. Рисования. 3. Записи звуков. 4. Диагностики неисправностей в компьютерной технике.
	Какие из перечисленных устройств предназначены для вывода информации?	1. Плоттер. 2. Пойнтер. 3. Принтер. 4. Трекбол. 5. Диджитайзер.
	Плоттер – это…	1. Устройство для выполнения технических чертежей, построения графиков и рисования плакатов с использованием бумаги больших форматов. 2. Программа для выполнения сложных инженерных расчетов. 3. Устройство для печатания цветных наклеек. 4. Уплотнитель данных на диске.
	К координатным манипуляторам относятся:	1. Сканер. 2. Мышь. 3. Сенсорный экран. 4. Трекбол. 5. Трекпойнт. 6. Клавиатура.
	Мониторы на ЭЛТ характеризуются такими параметрами, как…	1. Длина диагонали. 2. Число дорожек. 3. Информационная емкость. 4. Разрешающая способность. 5. Частота кадровой развертки.
	Для LCD-мониторов существенные характеристики – это…	1. Разрешение. 2. Частота обновления экрана. 3. Низкое энергопотребление. 4. Практически отсутствие искажений.
	Диджитайзер – это…	1. Программа распознавания текста. 2. Устройство для согласования параметров входных сигналов ПК. 3. Устройство поточечного координатного ввода графических изображений. 4. Средство разработки ПО.
	Разрешение монитора – это…	1. Количество точек, отображаемое на экране по горизонтали и вертикали. 2. Число цветовых оттенков, воспроизводимых на экране. 3. Частота обновления картинки монитора.

Литература по теме

Основная литература

1. Информатика. Базовый курс.2-е издание / Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2008. – 640 с.: ил.

2. Кисленко Н.П. Основы компьютерных технологий: учеб. пособие / Н.П. Кисленко; Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Новосибирск: НГАСУ, 2003. – 88 с.

3. Информатика: Учебное пособие. Под ред. проф. А.Н. Супруна / М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006 – 336 с.

Дополнительная литература

4. Колесниченко О.В. Аппаратные средства PC. / Колесниченко О.В., Шишигин И.В. – 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. – 1024 с.: ил.

5. Косарев В.П. Информатика: практикум для экономистов: учеб. пособие / В.П. Косарев, Е.А. Мамонтова; под ред. В.П. Косарева. – М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М. – 2009. – 544 с.: ил.

6. Информатика для экономистов: Учебник / Под общ. Ред. В.М. Матюшка. – М.: ИНФРА-М, 2006. – 880 с.

7. Агальцов В.П. Информатика для экономистов: учеб. / В.П. Агальцов, В.М. Титов. – М.: ИД «Форум»: ИНФРА-М, 2006. – 448 с.: ил. – (Высшее образование).

8. Информатика: учебник / под ред. Н.В. Макаровой. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика, 2008.

9. Акулов О.А. Информатика: базовый курс: учеб. Для студентов вузов, бакалавров, магистров, обучающихся по направлению 552800, 654600 «Информатика и вычисл. техника» / О.А. Акулов, Н.В. Медведев. – 4-е изд., стер. – Москва: Омега-Л, 2007.- 560с.

10.Гаврилов М.В. Информатика и информационные технологии: учебник для студентов вузов / М.В. Гаврилов. – М: Гардарики, 2006. – 655с.: ил.

 

 

Ответы к тестам

Тема 1. Основные понятия и методы теории информации и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации