Материал: Информатика Лекции 27.03.02

области (кармане) полупроводниковой структуры. С электрической стороны флэш-память выдерживает примерно миллион циклов перезаписи.

Тема 16. Периферийные устройства.

и безударные; на знакопечатающие и знакосинтезирующие; на посимвольные, построчные и постраничные.

Наиболее распространенными в настоящее время являются матричные, струйные, лазерные и термические принтеры.

Матричные принтеры являются ударными, посимвольными и знакосинтезирующими. Каждый символ, выводимый на печать представляется матрицей точек (например, 7х9 точек). Печатающая головка состоит из одного или двух рядов специальных иголок, каждая из которых может независимо от других выдвигаться и ударять по красящей ленте. Печатающая головка движется горизонтально. Фактически каждый символ печатается за несколько ударов, а не за один.

В лазерном печатающем устройстве луч лазера под управлением ЭВМ вырисовывает текст на электрически заряженном вращающемся барабане или же на специальной ленте. Частички красителя прилипают к заряженным участкам, затем все изображение переносится на бумагу, которая подогревается, в результате чего красящие частички спекаются вместе. Этот принтер является построчным, безударным и знакопечатающим.

Термический принтер относится к безударным посимвольным знакосинтезирующим печатающим устройствам. Принцип действия аналогичен тому, который используется в матричных принтерах, только проволочки разогреты и в тем местах, где они практически касаются бумаги, эта бумага меняет цвет. В термических принтерах должна использоваться специальная бумага.

Кбезударным посимвольным знакосинтезирующим печатающим

устройствам относятся также и струйные принтеры, причем они могут основаны на использовании двух разных технологий. В пусковых капельных системах капельки чернил под давлением выбрызгиваются из специальных форсунок, которые открываются по специальным электрическим импульсам. Головка передвигается горизонтально, формируя изображение символ за символом, причем

непрерывно, причем поток чернил аналогичен потоку электронов из

электронно-лучевой трубки. В те моменты, когда вырисовывать символ не нужно, чернильная струя не долетает до бумаги, а направляется в резервуар, из которого повторно попадает на разбрызгивание.

В настоящее время, когда любое печатающее устройство способно выводить как тексты, так и различные графические изображения, деление на принтеры и графопостроители является довольно условным. Тем не менее, принято считать, что к графопостроителям (плоттерам) относятся устройства, использующие формат бумаги А2, А1 или А0.

По способу перемещения носителя (бумаги или другого материала) графопостроители подразделяют на планшетные (бумага неподвижна, пишущий узел движется в двух направлениях), рулонные (пишущий узел и бумага движутся по взаимно перпендикулярным направлениям, причем бумага может продвигаться в обе стороны) и растровые (изображение выводится по строкам).

Изображение может наноситься электростатическим способом, а может прорисовываться печатающим узлом, который может быть одноперьевым, а может быть многоперьевым и допускать вывод цветных изображений.

Устройства ввода.

К основным устройства ввода относятся манипулятор «мышь»,

сигналы для ЭВМ. На сегодняшний день существую два основных типа мыши – оптомеханическая и чисто оптическая. В оптомеханических манипуляторах движение шарика отслеживается при помощи двух валиков с прорезями и двух оптических пар светодиод-фотодиод. В результате на оптопаре образуются импульсы, которые затем при помощи счетчиков преобразуются в числовые величины, обозначающие величину относительного перемещения мыши по горизонтальной и вертикальной осям.

Оптические манипуляторы основаны на явлении отражения светового луча от поверхности специального коврика (У него должен быть небольшой коэффициент отражения). Излучатель света мыши посылает сигнал, который, отражаясь от коврика, под определенным углом попадает в фотоприемник, расположенный на манипуляторе. По величине этого угла и его изменениям при перемещении мыши вычисляется относительное перемещение по каждой из осей.

Как разновидность мыши можно рассматривать трекбол, представляющий собой перевернутую шариком вверх мышь. Здесь вручную перемещается сам шарик.

Основным устройством ввода информации в компьютер и управления им является клавиатура (keyboard). В настоящее время используются в основном мембранные (пленочные) клавиатуры.

В таких клавиатурах при нажатии на клавишу замыкаются две мембраны. Обычно мембраны для всех клавиш напаиваются на одну пленку и разделяются промежуточной пленкой с отверстиями. Получившаяся трехслойная конструкция помещается под клавишами: при нажатии мембраны замыкаются, при отжатии – размыкаются, а клавиша возвращается назад при помощи резинового купола.

Важным параметром для клавиатур является их эргономичность, именно на нее делают упор производители. На общую эргономичность клавиатуры влияет расположение клавиш, размер и положение наиболее важных из них, общая компоновка основных клавиатурных блоков, наличие или отсутствие регулировки высоты и наклона клавиатуры, а также подставки для рук.

Джойстик наиболее часто используется для компьютерных игр. Он состоит из подставки с некоторым количеством кнопок и подвижного рычага, который, собственно, и осуществляет перемещение.

Световое перо на вид напоминает обычную шариковую ручку и

TouchScreen, совмещающими в себе функции монитора и светового пера: указывание здесь производится путем простого касания нужной точки экрана пальцем.

Современные модели планшетов оснащены специальным пером. Поверхность планшета обладает чувствительностью, основанной на принципе пьезоэлектрического эффекта. При нажатии пером на точку, расположенную в пределах рабочей поверхности планшета, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов. Координаты этой точки отслеживаются и передаются в компьютер вместе с такими параметрами, как сила нажима, наклон, вращение пера и т.д. Затем с помощью специальной программы отображение точки либо отрезка выводится на экран монитора.

Сканеры предназначены для ввода в компьютер изображений. Их основным классифицирующим признаком является тип активного элемента.

По типу активных элементов различают сканеры на основе приборов с зарядовой связью и сканеры на основе фотоэлектронных умножителей. Приборы с зарядовой связью основаны на явлении увеличения проводимости полупроводникового p-n перехода под действием света. Эти приборы состоят из большого количества датчиков, преобразующих световую энергию в аналогичную по

интенсивности электрическую. Фотоэлектронные умножители по свойствам похожи на электронные лампы. Сканируемый оригинал освещается мощной галогенной лампой, отраженный от него свет попадает на катод ФЭУ, выбивая из него электроны и вызывая слабый электрический ток. Затем этот ток после усиления снимается с анода, числовые значения напряжения квантуются, преобразуются в цифровой вид и выдаются как результаты сканирования.

Физическое разрешение сканера – это то, которое определяется исключительно его механическими способностями: шагом датчиков в ПЗЛ-линейке, дискретностью, с которой двигатель способен сдвигать сканирующую каретку и т.д. Достаточным для сканирования непрозрачных оригиналов в масштабе 1:1 является разрешение порядка 300-350 dpi.

Глубина цветаэто количество бит квантования на один пиксель. Этот параметр определяет число промежуточных градаций между самым светлым и самым темным тоном, воспроизводимым сканером. При этом битность (от 8 до 16 бит на пиксель) относится к каждому каналу (то есть к каждому цвету в модели

RedGreenBlue).

Тема 17. Основные тенденции развития компьютеров и вычислительных систем.

Согласно закону Гордона Мура примерно каждый год число транзисторов в микросхеме удваивается. Так, в 1971 году на микропроцессоре Intel 4004 содержалось 2300 транзисторов, а в

2003 году на микропроцессоре Intel Itanium 2 processor – 410

миллионов транзисторов. При этом увеличение количества транзисторов на одном микропроцессоре при сохранении размеров самой платы должно вести к уменьшению размера транзисторов. «Технологический тупик» по современным прогнозам ожидается к 2017 году. Поиск новых путей в микроэлектронике сводится к созданию «нетранзисторных» компьютеров – устройств, основанных на химических, биологических или световых процессах. Кроме геометрических размеров существует проблема теплоотдачи.

Основные тенденции:

повышение количества ядер (на одном кремниевом кристалле создается не один процессор, а несколько; при этом эти несколько процессоров могут совместно использовать общие ресурсы или, напротив, могут быть независимыми друг от друга и на каждом из них может быть запущена своя операционная система);

увеличение разрядности;

автонастройка (снабжение встроенными механизмами

регулирования производительности, контроля температурного режима, энергопотребления и производительности в зависимости от загруженности процессора);

многопоточность ядра (ядра получают возможность образовывать внутри себя несколько независимых потоков команд).

На сегодняшний день основными тенденциями развития компьютерных технологий кажутся:

усиление роли интернета, в том числе реализация концепции виртуального офиса;

постепенное усиление роли дистанционного образования вплоть до вытеснения отдельных форм традиционного учебного процесса;

миниатюризация элементов компьютера (проецируемые мышь, клавиатура и экран);

интеллектуализация компьютеров (нейронные сети, ситемы искусственного интеллекта);

выход в пограничные области знаний.