Файл: Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 189

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

зырьковые печатающие головки.

      1. Плоттер






До недавнего времени использовались различные типы перьевых плоттеров, однако в настоящее время в основном используются широко-

форматные струйные плоттеры (см. рисунок 2.37) с термической и пье- зоэлектрической технологиями печати, лазерные и LED-плоттеры.

Принцип действия лазерных плоттеров аналогичен описанному для принтеров. LED-плоттеры вместо лазера и системы призм используют ли- нейку точечных светоизлучающих полупроводниковых светодиодов (light emitted diod – LED). Общий принцип создания изображения тот же, что и в лазерных принтерах изображение

формируется на заряженном барабане с селеновом или органическим фото- чувствительным покрытием, к которо- му притягивается сухой тонер, кото- рый затем переносится на проходящую под барабаном бумагу. LED-плоттеры относятся к классу растровых, каждой точке строки изображения соответ- ствует свой светодиод (например, при разрешении 400 точек на дюйм, ли-

нейка для формата А1 (24") состоит из 9600 диодов).

Рисунок 2.37. Плоттер

К плоттерам для различных видов использования предъявляются следующие требования:

  • САПР (системы автоматизированного проектирования) – вывод черно-белых и цветных чертежей; воспроизведение тонких линий и мелких объектов; достаточно высокая скорость вывода; воз- можность печати на бумаге низкого качества;

  • ГИС (геоинформационные системы) высокая точность –мак- симально допустимая ошибка вычерчивания карт равна 0,2 мм;

  • полноцветная широкоформатная печать изображений воз- можность печати как на бумаге, так и на синтетических мате- риалах с использованием водных чернил или чернил на орга- нических растворителях (сольвентная печать).

В свою очередь, третий тип плоттеров можно по сферам ис- пользования:

    • печать художественных изображений,

    • профессиональная полиграфия,

    • фотопечать,

    • рекламная и оперативная печать.

Основные технические характеристики плоттеров:

  • размер бумаги;



  • разрешение при печати, точек на дюйм;

  • скорость печати, м/ч или м2/ч;

  • память плоттера;

  • наличие винчестера у плоттера и его объем;

  • интерфейс подключения (USB 2.0, IEEE-1284, IEEE-1394a, Ethernet 10/100/1000).

В таблице 2.18 приведены некоторые модели плоттеров различного назначения и их краткая характеристика.

Таблица 2.18. Характеристика различных типов плоттеров



Назна- чение


Модель (ширина бумаги)

Cкорость печати, м2

Макси- мальное разреше- ние, dpi


Точность


Технология печати

САПР

HP DesignJet 800

(610 мм)

7,9

2400

±0,2% или

0,25 мм

Тер- моструйная

САПР

OCE 9555

(904 мм)

65

400




LED

ГИС

Mutoh Falcon RJ- 800/801 (914 мм)

3

720

±0,1% или

0,25 мм

Пьезоэлек- трическая

ГИС

Mutoh Falcon RJ- 4100 (935 мм)

3

1440

±0,1% или

0,25 мм

Пьезоэлек- трическая

Плакаты

HP DesignJet Z6100ps (107 см)


105


2400


± 0,1%

Тер- моструйная

Наружная реклама

Mimaki JV3- 160SP (160 см)


30


1440




Пьезоэлек- трическая



      1. Мультимедиапроектор







Размер изображения начинается со ста дюймов и практически не имеет предела. Разрешение 1024×768 (или его широкоформатные вариа- ции) является уже стандартным и идеально подходит как для компьютер- ного сигнала, так и для кино высокой четкости; сами проекторы постоянно

бьют рекорды по компактности и яркости (2000 ANSI-лм позволяют рабо- тать даже при дневном свете). Благодаря системам коррекции изображе- ния проектор можно установить под любым углом к экрану при сохране- нии прямоугольного изображения.

Наиболее популярные технологии мультимедийных проекторов на сегодня LCD и DLP.

Принципиальное различие технологий заключается в элементах, с помощью которых формируется изображение. В случае LCD – это жидко- кристаллическая матрица, через которую пропускается свет от источника, в случае DLP матрица микро-

скопических подвижных зеркал.


LCD-проекторы

В LCD технологии ис- пользуется свойство жид- кокристаллического вещества менять пространственную ориен- тацию молекул под воздействием электрического поля и оказывать поляризующий эффект на све- товые лучи. Упрощенная схема LCD-проектора показан на ри- сунке 2.38. Свет от лампы прохо- дит последовательно через три поляризатора, отсекающие по- следовательно из всего цветового спектра красный, зеленый и си- ний цвета. Таким образом, воссо- здается цветовая палитра RGB, необходимая при передаче изоб-

Рисунок 2.38. Принципиальная схема LCD-проектора

ражения с компьютера или любого другого источника с RGB-выходом.

В современных проекторах используется полисиликоновая тех- нология модуляции изображения. После разделения светового потока на три составляющие, пучки цвета проходят каждый через свою полиси- ликоновую матрицу, каждая из которых формируют только одну цветовую составляющую изображения. Затем три цветовых компонента изображе- ния – красный, зеленый и синий – смешиваются системой призм (цве- тосмесительным призматическим блоком). Тот же блок передает уже пол-



ноцветное изображение на оптическую систему, которая формирует и фо- кусирует готовую картинку.

Цена LCD-проектора зависит от яркости светового потока, для 1500 лм составляет около 20 000 руб., для 6000 лм до 200 000 руб. При этом

показатели контрастности от 500:1 до 2500:1.

Пример проектора наименьшей цены: Epson EMP-S42, LCD, SVGA (800x600), 1500 lm, 500:1, 2.6 кг, 200 50 руб.; более мощный проектор:

Sony VPL-FX52, LCD, XGA, 6000 lm, 1000:1, 10,5 кг, 2105 36 руб.
DLP-проекторы

DLP технология расшифровывается как Digital Light Processing, то есть цифровая обработка света. Ключевым элементом служит DMD- матрица, уникальная разработка компании Texas Instruments. DMD – Digi- tal Micromirror Device цифровое микрозеркальное устройство. DMD- матрица состоит из тысяч микроскопических зеркал квадратной формы, с ребром 16 микрометров, которые, в зависимости от наличия или отсут- ствия сигнала, принимают одно из двух стационарных положений, тем са- мым либо направляя свет в

оптическую систему, либо отклоняя его (см. рисунок 2.39).

По количеству DMD- матриц DLP-проекторы бывают одноматричные и трехматричные.

В первом случае между матрицей и источ- ником света располагается трехцветный светофильтр, своим вращением последо-


Рисунок 2.39. Зеркала DMD-матрицы

вательно выделяющий цвета палитры RGB. На выходе оптической систе- мы мы получаем последовательно сменяющиеся три составляющие изо- бражения, которые чередуются настолько быстро, что человеческий глаз аппроксимирует их и получает полноцветное яркое изображение.

В случае с трехкристальной системой свет от источника с помощью дихроичных призм расщепляется на три составляющих RGB, после чего каждый пучок попадает на свой кристалл, откуда отражается на оптиче- скую систему синхронизированно с двумя другими. Таким образом, каж-




дая составляющая изображения проецируется отдельной матрицей, что положительно сказывается на качестве получаемой картинки.

DLP-проекторы, пожалуй, самые миниатюрные представители свое- го класса аппаратуры – есть модели, которые без труда уместятся в дам- ской сумочке. К недостаткам можно отнести порой заметный «эффект ра- дуги» – наличие радужного ореола вокруг объектов изображения. Также, при длительном просмотре фильмов на однокристальном проекторе неко- торые отмечают утомление глаз. По сравнению с аналогичными моделями LCD, этот тип проекторов обладает меньшей четкостью тонких деталей картинки. Однако, при всем этом надо заметить, что более 70% всего рын- ка профессиональной проекционной техники принадлежит трехкристаль- ным DLP-проекторам.

Цена DLP-проекторов от 180 00 руб. при яркости 1800 лм и кон- трастности 2200:1 (Acer XD1150) до 430 00 руб. при ярости 5500 лм, кон- трастности 7500:1 и разрешении 1920x1080 (Projectiondesign F3).

      1. Устройства вывода звука


Для обеспечения воспроизведения звука на ПК (аудио- и видео- файлов, радио и телевещания Интернета и пр.) необходимо иметь звуко- вой адаптер и колонки, подключенные к нему (или наушники).

В связи с продвижением ведущими разработчиками аппаратных компонентов ПК (и, прежде всего, фирмой Intel) концепции ПК – домаш- него медиацентра и технологии Intel Viiv (программно-аппаратная плат- форма, позволяющая создавать ПК с расширенными мультимедиа- возможностями как компонента

цифрового дома) современные чипсеты и материнские платы имеют интегрированные аудио- подсистемы с достаточно хоро- шим качеством воспроизведения многоканального (7.1) звука (High