Анализ и оценка аппаратных средств современных ПЭВМ

Видеоадаптер имеет свою собственную память – видеопамять, которая хранит код изображения, выводимого на дисплей.

Дисплей может работать в текстовом или графическом режиме. Текстовый режим работы – вывод на экран символов ASCII кодировки. Начертание этих символов постоянно запрограммировано в ПЗУ видеоадаптера. Каждый символ изображается на экране в виде набора отдельных точек – пикселей. И чем больше пикселей отводится под символьную позицию, тем выше качество отображаемых символов. Таким образом, экран разбит на отдельные  символьные позиции, в каждой из которых может выводиться один символ. Всего на экране размещается 80 колонок по 25 строк.

Информация о каждой символьной позиции хранится в видеопамяти. Для каждой символьной позиции отводится по два байта, причём первый (чётный) байт содержит код самого символа, а следующий (нечётный)  - его атрибуты. Атрибутами символа являются яркость, цвет, мерцание.

Графический режим работы – вывод на экран любого изображения, состоящего из пикселей. В этом режиме компьютер проделывает большую работу, чем в текстовом, так как нужно обрабатывать каждую отдельную точку изображения, а в видеопамяти хранится информация о каждом пикселе. Для каждого пикселя отводится от одного (монохромный режим0 до 32 бит (цветной режим).

Устройство визуального отображения информации называют монитором или дисплеем. Большинство мониторов сконструировано на базе электронно – лучевых трубок (ЭЛТ). Передняя часть ЭЛТ обращена к пользователю и покрыта специальным веществом – люминофором, состоящим из множества точек – зёрен. Люминофор излучает свет при попадании на него «быстрых» электронов. Пучок электронов, вызывающий свечение экрана, испускается электронной пушкой. На пути электронов расположена отклоняющая система, позволяющая изменять направление пучка, и модулятор, регулирующий яркость получаемого изображения.

Изображение на экране монитора компьютера состоит из множества отдельных точек – пикселей. Электронный луч пробегает поочерёдно все пиксели, строку за строкой, сверху донизу, а затем возвращается в начало верхней строки. Цветное изображение получается при нанесении на поверхность экрана люминофора трёх цветов: красного, зелёного, синего.

Важными характеристиками, определяющими чёткость изображения на экране, являются размер пикселя и плотность расположения пикселей на экране. Чем меньше зёрна люминофора экрана и больше плотность, тем выше чёткость изображения и меньше утомляемость глаз. Расстояние между пикселями зависит от размера экрана. Чем меньше экран, тем более чётким кажется изображение.

Кроме электронно- лучевых существуют и получают всё большее распространение другие виды мониторов: жидкокристаллические (ЖК), газоплазменные (ГП), LEP- мониторы.

Экран ЖК монитора представляет собой матрицу, каждый элемент которой- жидкий кристалл. Под действием электрических сигналов кристаллы меняют свои оптические свойства и, пропуская свет, моделируют элементы изображения. Компактные размеры, плоский экран, отсутствие излучений, вредных для здоровья человека, делают их всё более привлекательными. Именно такие мониторы используют в портативных компьютерах.

Экран ГП мониторов также содержит матрицу, но ячейки заполнены газовой смесью. Газ светится под воздействием электрического тока. Экран такого монитора очень тонкий и большой по площади. Используются в основном для показа изображения на расстоянии: в большой аудитории или домашних кинотеатрах.

В основе построения LEP – мониторов лежит использование светоизлучающих полимеров. Устройство очень простое: с одной стороны пластика расположены вертикальные электроды, с другой – горизонтальные. Пластик сам излучает свет и ему не нужна подсветка в отличии от жидких кристаллов. Это очень лёгкие, гибкие, с низким энергопотреблением устройства. Ожидается развитие их массового производства.

1.6 Устройства ввода информации

Основным устройством ввода информации в ПК является клавиатура. При нажатии на любую клавишу срабатывает миниатюрный переключатель, сигнал от которого отслеживается специальным микропроцессором, посылающим соответствующие сообщения в компьютер, где они обрабатываются ОС. В настоящее время широко применяются клавиатуры, у которых более 101 клавиши.

Клавиши на клавиатуре можно разделить на блоки: функциональные, индикаторы, управляющие, алфавитно – цифровые клавиши, дополнительная клавиатура. Большинство клавиш служит для ввода букв, цифр, различных символов и знаков препинания – основная группа символов. Двенадцать функциональных клавиш: от <F1> до <F12>, имеют специальное назначение, зависящее от конкретной программы.

Дополнительная клавиатура расположена справа. Она предназначена как для ввода чисел, так и для дублирования клавиш управления курсором. Если нажата клавиша «Num Lock» (горит индикатор), то вводятся цифры. При повторном нажатии на эту клавишу индикатор гасится, и дополнительная клавиатура дублирует управляющие клавиши.

Клавиша «Esc» («Escape») обычно служит для отмены какого – либо действия или для выхода из программы.

Клавиша «Enter» (иногда «Return») служит для завершения ввода строки и перехода на следующую строку, принятия положительного ответа на вопрос.

Клавиша «Tab» предназначена для формирования отступов в тексте, переключения между различными альтернативами в диалогах.

Shift – клавиша переключения регистра. Если её нажать и, не отпуская, нажать клавишу с буквой, то введётся заглавная буква. Кроме того, некоторые клавиши имеют два символа. Нажатие их с клавишей «Shift» вводит символ, указанный сверху. На клавиатуре для удобства, имеется две клавиши «Shift». Как правило, они идентичны, хотя в некоторых программах могут иметь различные функции.

«Caps Lock» - фиксированное переключение регистра в режим ввода прописных букв. Горит индикатор.

«Ctrl» - управляющая клавиша, расширяет возможности клавиатуры, используется в комбинации с другими клавишами.

«Alt» - альтернативная управляющая клавиша. Её назначение сходно с клавишей «Ctrl», однако они не идентичны. Комбинация с этими клавишами запускают разные команды.

«Backspase» стирает последний введённый символ или символ, стоящий слева от курсора.

«Insert» служит для переключения режимов вставки/замены символов при редактировании текста, для добавления нового элемента в список.

«Delete» служит для удаления чего – либо, например, выделенного фрагмента текста, символа справа от курсора, элемента списка.

«Home» предназначена для перехода в начало строки, списка.

«End» предназначена для перехода в конец строки, списка.

«PageUp» предназначена для перехода на предыдущую страницу или прокрутки изображения на экране вверх.

«PageDown» предназначена для перемещения изображения на экране вниз.

«←», «↑», «→», «↓»  при редактировании текста позволяют перемещать курсор в соответствующем направлении.

«Scroll Lock» раньше служила для включения/отключения режима прокрутки экрана, однако давно уже утратила своё первоначальное значение. Сейчас её назначение зависит от конкретной программы, однако стоит заметить, что эта кнопка используется крайне редко.

«Print Screen» ранее использовалась для того, чтобы напечатать содержимое экрана на принтере. Иногда и в наши дни она используется таким или подобным образом

«Pause/Break» имеет два назначения. Простое нажатие этой клавиши включает режим паузы. Нажатие вместе с клавишей «Ctrl» служит для того. Чтобы прервать выполняемое действие.

Специально для работы с Microsoft Windows 95/98/2000/ NT4/ XP на клавиатуре появились две клавиши вызова системного меню с изображением логотипа Windows и клавиша вызова контекстного меню с изображением меню.

Для полноценной работы с клавиатурой требуется определённый навык, на развитие которого потребуется время. Существуют специальные программы – клавиатурные тренажёры, позволяющие ускорить приобретение навыка.

Для управления работой современных программ используются различные манипуляторы. Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором – указателем на экране монитора команду или место ввода данных.

Мышь -  наиболее распространённый вид манипулятора. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением её указателя. Качество мыши определяется её разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм – dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800dpi.

Мыши различаются по свойствам: способ считывания информации (механические, оптические, оптико – механические), количество кнопок, способ соединения (проводные, беспроводные).

Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещением курсора по экрану. Призваны усилить реалистичность во время игры – симулятора машины, самолёта, космического корабля.

Трекбол (шаровой манипулятор) – это шар, расположенный вместе с кнопками на поверхности клавиатуры (перевёрнутая мышь). Для него не требуется коврик и пространство для перемещения манипулятора. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара. Применяется в портативных компьютерах.

Существуют также сенсорные устройства ввода информации. Такие устройства ещё называют тактильными, поскольку ввод информации в них выполняется через прикосновение к светочувствительной поверхности устройства. Сенсорный манипулятор представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику.

Сенсорный экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство даёт возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Очень удобен в использовании, когда необходим быстрый доступ к информации.

Световое перо – имеет светочувствительный элемент на своём кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает электрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Перемещая перо по экрану можно рисовать или писать. Применяются такие устройства в дизайнерских работах. Часто используются в карманных микрокомпьютерах.

Дигитайзер (графический планшет) позволяет создавать или копировать рисунки. Рисунок выполняется на поверхности дигитайзера специальным пером или пальцем. Результаты работы воспроизводятся на экране монитора.

В сканерах изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора. Сканер распознаёт изображение, автоматически создаёт его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера. Характеристики сканеров: глубина распознавания цвета (чёрно – белые, с градацией серого, цветные); оптическое разрешение, измеряющееся в точках на дюйм и определяющее количество точек на каждом дюйме; стандартные разрешения (200, 300, 600, 1200, 2400 точек на дюйм); скорость сканирования; максимальный размер сканируемого документа.

Виды сканеров: ручные, страничные и планшетные. Существуют не только двумерные сканеры, но и трёхмерные, позволяющие формировать реалистичные объёмные изображения.

Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации, а также при создании иллюстративных материалов для презентаций, докладов, рекламы. Трёхмерное сканирование позволяет моделировать возможности аэродинамической трубы, избегая дорогостоящих испытаний.

Специальные сканеры, оснащённые разнообразными устройствами считывания штрих –кодов, специальных символов и меток продаваемого товара, устанавливаются на кассах магазинов. Считанная информация преобразуется, выводится на экран или бумажный чек и по линиям связи передаётся на главный, более мощный компьютер.

Парк периферийных устройств очень разнообразен и непрерывно расширяется по мере развития вычислительной техники.

Цифровая видеокамера – устройство ввода, передающее динамическое видеоизображение в компьютер в реальном масштабе времени. Зачастую используется для видеоконференций по сети Интернет. Для подключения видеокамеры необходимо, чтобы графический  адаптер компьютера имел соответствующий разъём.

Микрофон – устройство ввода звуковой информации: голоса или музыки. Существуют системы распознавания речи, настроенные на особенности человеческого голоса, которые находят применение при изучении иностранных языков.

1.7 Устройства вывода информации

Современные принтеры позволяют выводить на печать текстовую информацию, а также рисунки и графики. Существует множество моделей принтеров, различающихся по качеству печати, производительности и другим характеристикам.

Основными характеристиками принтеров являются: количество игл или сопел, определяющее качество печати; скорость печати, определяющая производительность принтера; количество встроенных шрифтов; формат бумаги и вид подачи листов (автоматическая или полуавтоматическая).

По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, термические, литерные. Рассмотрим основные виды принтеров.

Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам. Изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Головка движется вдоль печатаемой строки, а иглы ударяют в нужный момент через красящую ленту по бумаге.

Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила. Головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек – сопел выбрасываются тонкие струйки чернил. Количество сопел колеблется от 12 до 64. чем меньше диаметр сопел, тем выше качество печати. В отличие от матричных струйные принтеры работают почти бесшумно и обеспечивают лучшее качество печати, особенно цветной.