Файл: Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 177

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Общие сведения об информационных процессах

Кодирование информации

Кодирование изображений Изображение – некоторая двумерную область, свойства каждой точ- ки (pixel, пиксель) которой могут быть описаны (координаты, цвет, про- зрачность…).Множество точек называется растром (bit map, dot matrix, raster) (см. рис. 1.12), а изображение, которое формируется на основе растра, называются растровым. На экране монитора всегда формируется растро- вое изображение, однако, для хранения может использоваться и векторное представление информация, где изображение представлено в виде набора графических объектов с их координатами и свойствами (линия, овал, пря- моугольник, текст и т. п.). Рис. 1.12. Растровое изображение на экране монитораНа мониторе и в растровых изображениях число пикселей по гори- зонтали и по вертикали называют разрешением(resolution). Наиболее ча- сто используются 1024×768 или 1280×800, 1280×1024 (для 15, 17 19), 720×576 (качество обычных DVD-фильмов), 1920×1080 и 1920×720 (теле- видение высокой четкости HDTV – стандарты 1080i и 720p). Каждый пик- сель изображения нумеруется, начиная с нуля слева направо и сверху вниз. Для представления цвета используются цветовые модели. Цветоваямодель(color model) – это правило, по которому может быть определен цвет. Самая простая двухцветная модель – битовая. В ней для описанияцвета каждого пикселя (чёрного или белого) используется всего один бит. Для представления полноцветных изображений используются не-сколько более сложных моделей. Известно, что любой цвет может быть представлен как сумма трёх основных цветов: красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого цвета представить числом, то любой цвет бу- дет выражаться через набор из трёх чисел. Так определяется наиболее из- вестная цветовая RGB-модель (Red-Green-Blue). На каждое число отводит- ся один байт. Так можно представить 224 цвета, то есть примерно 16,7 млн. цветов. Белый цвет в этой модели представляется как (1,1,1), чёрный – (0,0,0), красный (1,0,0), синий (0,0,1). Жёлтый цвет является комбинацией красного и зелёного и потому представляется как (1,1,0).Цветовая модель RGB была стандартизирована в 1931 г. и впервые использована в цветном телевидении. Модель RGB является аддитивноймоделью, то есть цвет получается в результате сложения базовых цветов. Существуют и другие цветовые модели, которые для ряда задач оказыва- ются более предпочтительными, чем RGB-модель. Например, для пред- ставления цвета в принтерах используется субтрактивная CMYK-модель (Cyan-Magenta-Yellow-blacK), цвет в которой получается в результате вы- читания базовых цветов из белого цвета. Белому цвету в этой модели соот- ветствует (0,0,0,0), чёрному - (0,0,0,1), голубому - (1,0,0,0), сиреневому - (0,1,0,0), жёлтому - (0,0,1,0). В цветовой модели HSV(Hue-Saturation- Value) цвет представляется через цвет, насыщенность и значение, а в мо- дели HLS(Hue-Lightness-Saturation) через оттенок, яркость и насыщен- ность. Современные графические редакторы, как правило, могут работать с несколькими цветовыми моделями.Кроме растрового изображения на экране монитора существуют гра- фические форматы файлов, сохраняющие растровую или векторную гра- фическую информацию. С такой информацией работают специальные про- граммы, которые преобразуют векторные изображения в растровые, отоб- ражаемые на мониторе. Кодирование звуковой информации Звук можно описать в виде совокупности синусоидальных волн определённых частоты и амплитуды. Частота волны определяет высоту звукового тона, амплитуда – громкость звука. Частота измеряется в герцах (Гц, Hz). Диапазон слышимости для человека составляет от 20 Гц до 17000 Гц (или 17 кГц).Задача цифрового представления звука сводится измерению интен- сивности звука через заданный интервал времени (например, 48 раз за 0,001 секунды). Принцип такого представления изображён на рис. 1.13.

Законодательство Российской Федерации о защите компьютерной информации

Требования к организации рабочих мест пользователей ПК

Контрольные вопросы к главе 1

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Процессор

Чипсет

Материнская плата

Оперативная память

Устройства хранения информации

Устройства ввода информации

Устройства вывода информации

2.8 Оборудование компьютерных сетей

2.9 Оборудование беспроводных сетей

2.10. Дополнительное оборудование

Контрольные вопросы к главе 2

Глава 3. Программное обеспечение

Операционные системы

ет, благодаря своему заряду, частички тонера нанесенные ранее на бара- бан. Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой около 180oС. После окончания процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц, тем самым готовясь для нового процесса печати.

Цветные лазерные принтеры делятся на однопроходные и четырёх- проходные. В однопроходных все 4 картриджа (цветовая схема CMYK Cyan, Magenta, Yellow, blacK) расположены последовательно по ходу движения бумаги, у каждого картриджа имеется свой фотобарабан и свой источник лазер.

Основные характеристики лазерного принтера следующие.

Качество печати зависит от многих факторов. Основной параметр, по которому можно судить о качестве печати, – это разрешение принтера (измеряется в точках на дюйм – dpi). Современные лазерные принтеры пе- чатают с разрешением от 600 dpi до 2400 dpi. Помимо физического разре- шения существуют технологии, улучшающие качество печати, например, ImageRET у НР, Color RIT у Epson, FinePoint у XEROX и т.д. Рядом с названием технологии пишется число, показывающее, к какому разреше- нию пытаются приблизиться производители – например, Epson описывает свой принтер, имеющий физическое разрешение 600×600 т/д, как печата- ющий с разрешением 2400 dpi использованием технологии RITech

2400). Конечно, качество изображения от применения таких технологий несколько улучшается, но качество печати все же хуже, чем у принтеров с разрешением 1200 dpi. Скорость печати лазерного принтера измеряется в страницах в минуту и для обычных принтеров находится в диапазоне от 10 – 14 страниц в минуту. При печати сложных графических изображений скорость печати лазерного принтера может снижаться. Высокопроизводи- тельные сетевые принтеры обеспечивают скорость печати более 20 стра- ниц в минуту. Скорость печати лазерного принтера зависит от скорости обработки данных, поступающих
от ЭВМ и формирования растровой страницы для печати. Как правило, лазерный принтер оснащен собствен- ным процессором. Скорость печати определяется не только работой про- цессора, но и существенно зависит от объема памяти, которую имеет принтер.

Память лазерного принтера, который обрабатывает информацию постранично, должна обеспечивать большое количество вычислений. Например, при разрешении 300×300 dpi на странице формата А4 насчиты- вается почти 9 млн. точек, а при разрешении 1200x1200 - более 140 млн. Минимальной величиной памяти лазерного принтера считается 1 МБайт, а в основном используют память от 2 до 4 МБайт, причем цветные лазерные принтеры обладают еще большей памятью. Сетевой лазерный принтер может иметь и внешнюю память (винчестер).

Интерфейс подключения самый распространенный – USB. И здесь есть несколько нюансов: существует две версии USB 1.1 и USB 2.0 (HiSpeed USB). Интерфейс USB 2.0 намного быстрее первой версии, и же- лательно, чтобы компьютер поддерживал именно последнюю версию. Второй нюанс: для подключения по USB нужен качественный кабель, так как некоторые принтеры выдают при работе со слабеньким кабелем труд- нолокализуемые ошибки. Старые принтеры подключаются по параллель- ному интерфейсу (LPT). Многие принтеры основном для рабочих групп) поддерживают подключение по сетевому кабелю через Ethernet- карту – в названии таких принтеров присутствует буква «N». Принтеры, подключаемые через сеть, поставляются с развитыми средствами админи- стрирования. В дополнение к этим распространённым интерфейсам под- ключения для многих принтеров опционально предлагаются средства бес- проводной связи.

Формат бумаги – в основном лазерные принтеры используют для печати бумагу формата А4 и только некоторые модели обеспечивают пе- чать на листах формата A3. Некоторые модели лазерных принтеров ис- пользуют для работы бумагу
в рулоне, выполняют двухстороннюю печать


или имеют возможность выборки листов из нескольких лотков и расклад- ки напечатанных листов по нескольким приемным карманам.

Языки управления принтером и драйверы. Принтер – устройство растровое, и чтобы превратить отправленный на печать документ в образ, понятный принтеру, нужна программа, которая выполнит все преобразо- вания (масштабирование, растрирование и т.д.). Этим занимаются драйве- ры с помощью языка описания страниц. На вершине иерархии находится язык Postscript – аппаратно независимый язык, гарантирующий, что распе- чатки, полученные на разных принтерах от разных производителей, будут выглядеть одинаково. Посередине находится многочисленная группа принтеров, печатающих под управлением языка PCL, разработанного компанией НР. В отличие от Postscript’а, драйвер PCL загружает работой как компьютер пользователя, так и процессор принтера, разделяя нагрузку между ними. Ещё одно отличие от Postscript’а заключается в сильной оп- тимизации страниц, отправленных на печать, в результате точность выво- да снижается, но увеличивается скорость печати. Поэтому для точной пе- чати (дизайн, верстка) нужно пользоваться Postscript’ом, а когда важна скорость, можно воспользоваться PCL-драйвером. Самый низ иерархии – это GDI-принтеры, в этом случае всю задачу по формированию образа страницы для принтера берёт на себя компьютер пользователя. Отличи- тельные особенности GDI-принтеров – это небольшой объём памяти, не- быстрый процессор и, часто, печать только из Windows. Обычно к принте- ру идёт несколько драйверов: Postscript, PCL-драйвер для цветных прин- теров, цветные и монохромные версии Postscript и PCL-драйверов.

  • Струйные принтеры имеют печатающую головку, перемещающу- юся поперек листа бумаги, имеющую набор тонких сопел, через которые выбрасываются чернила. Диаметр сопел составляют десятые доли милли- метра. В основном число сопел в моделях различных изготовителей со- ставляет от 16 до 64. Хранения чернил обеспечивается двумя конструк- тивными решениями. В одном из них головка принтера объединена с ре- зервуаром (картриджем) для чернил, причем замена резервуара с чернила- ми одновременно связана с заменой головки. Другое предусматривает ис- пользование отдельного картриджа, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера.


В струйных принтерах в основном используют следующие методы нанесения чернил: термическая струйная (пузырьковая) технология и пье- зоэлектрический метод.

Термическая струйная печать разработана фирмами Hewlett- Packard и Canon. Успех принтеров этой технологии был обусловлен тем,

что они обеспечивали качество печати близкое к лазерным принтерам при значительно меньшей цене. Качество печати таких устройств зависит от размера точки от капельки чернил, а он очень маленький. Конструкция печатающей головки позволяет достичь разрешения до 9600 × 2400 точек на дюйм (Canon PIXMA iP4500).

Hewlett-Packard называет свою струйную технологию drop-on-demand (см. рисунок 2.34), а Canon – пузырьковая технология (bubble-jet – рисунок 2.35).





Рисунок 2.34. Принцип технологии drop-on-demandфирмы Hewlett-Packard







Рисунок 2.35. Принцип пузырьковой технологии (bubble-jet) фирмы Canon

В печатающих системах, использующих струйную пузырьковую технологию, текст и графика получаются при попадании на бумагу капе- лек чернил, вылетевших из очень тонких сопел.

Принцип работы термического струйного печатающего устройства заключается в следующем.

В стенку сопла печатающей головки встроен нагревательный эле- мент в виде тонкопленочного резистора. который при пропускании через него тока за 7-10 микросекунд нагревается до высокой температуры. Тем- пература, необходимая для испарения чернил, например, фирмы Hewlett-
Packard, достигает 650°С. Возникающий при резком нагревании черниль- ный паровой пузырь, стремится вытолкнуть через выходное отверстие сопла каплю жидких чернил диаметром менее 0,16 мм, которая перено- сится на бумагу. При отключении тока тонкопленочный резистор быстро остывает, паровой пузырь уменьшается в размерах, что приводит к разре- жению в сопле, куда и поступает новая порция чернил.


Важной конструктивной особенностью такого печатающего устрой- ства является простая конструкция сопел. Причем кроме низкой стоимо- сти изготовления, такая конструкция устройства имеет ряд других пре- имуществ:

  • высокая надежность каждого сопла;

  • сопла можно располагать близко друг к другу, что позволяет получить высокое разрешение при печати;

  • отсутствует шум от работы печатающей головки.

Пьезоэлектрический метод, разработанный фирмой Epson, основан на управлении выбрызгиванием чернил с использованием обратного пье- зоэффекта, который заключается в деформации пьезокристалла под дей- ствием электрического поля. Для реализации этого метода каждое сопло имеет свой плоский пьезокристалл, который является одной из стенок ка- меры печатающей головки с чернилами.

Под действием электрического напряжения пьезокристалл вы- гибается и уменьшает объем камеры, под действием избыточного дав- ления жидкие чернила вылетают из сопла в виде капли и образуют на бу- маге точку (см. рисунок 2.36).



Рисунок 2.36. Принцип пьезоэлектрической технологии фирмы Epson

Пионер пьезоэлектрической технологии – фирма Epson не смогла успешно соревноваться в объеме продаж со своими конкурентами Canon и Hewlett-Packard из-за сравнительно высокой технологической стоимости пьезоэлектрических печатающих головок – они дороже и сложнее, чем пу-