Косарев В.П., Еремин Л.В. Экономическая информатика: Учебник

Подождите немного. Документ загружается.

Структурная организация персональных компьютеров 91

схеме чтения-записи информации, обеспечивающей высокую (650

Мбайт

выше) информационную емкость носителей и надежность

хранения информации. Запись производится относительно мед-

ленно, а считывание - быстро.

Накопители на магнитной

ленте.

Стриммер

- устройство для

записи и воспроизведения цифровой информации на кассету с

магнитной лентой. Стриммеры используются в ПК для резервно-

го архивирования информации и создаются как во внешнем, так

и во внутреннем исполнении. Их основными достоинствами яв-

ляются большие объемы хранимой информации (нескольких де-

сятков гбайтов) и низкая стоимость хранения данных.

2.2.3. ВИДЕОКОНТРОЛЛЕРЫ

И МОНИТОРЫ

Отображение информации на экране монитора ПК обеспечи-

вается видеоадаптерами (видеоконтроллерами).

Видеоконтроллер

- плата расширения, обеспечивающая фор-

мирование изображения на экране монитора на основе информа-

ции, передаваемой от процессора.

Видеоконтроллеры подключаются к ПК через локальные

шины PCI (Personal Computer Interface) или AGP (Advanced

Graphics Port). Интерфейс AGP разработан относительно недав-

но и используется специально для ускорения обмена данными

между процессором и видеоплатой. Поэтому практически все со-

временные видеоплаты рассчитаны на подключение к материнс-

кой плате через разъем AGP.

Информация может отображаться в текстовом или графичес-

ком режиме.

текстовом режиме осуществляется посимвольное изображе-

ние данных на экране монитора. Стандартным считается режим,

в котором на экране одновременно может отображаться 25 строк

по 80 символов в каждом. Возможны и нестандартные режимы

отображения информации 25x40, 43x80, 50x80.

Изображения отображаемых в текстовом режиме символов

хранятся в ПЗУ. После включения питания компьютера эти изоб-

ражения перезаписываются из ПЗУ в оперативную память, поэто-

му появляется возможность переопределить вид символов, ото-

бражаемых на экране. Большинство компьютеров не русифици-

Глава 2

ровано аппаратно, поэтому для возможности изображения сим-

волов кириллицы используются специальные программы, подме-

няющие изображение определенных символов с кодами свыше 128

на изображения русских букв.

При работе в графическом режиме осуществляется поточеч-

ное отображение информации на экране. За счет этого становит-

ся возможным отображение на экране монитора не только алфа-

витно-цифровых символов, но и произвольных изображений. В

современных операционных системах - Windows, OS/2 и других

используется графический режим отображения информации. Здесь

работа экрана в текстовом режиме представляется главным об-

разом при запуске старых программ, предназначенных для ис-

пользования в среде операционной системы DOS в полноэкран-

ном режиме, т. е. тогда, когда конкретная программа использует

для отображения своей информации весь экран, а не его отдель-

ную часть - окно.

При работе в графическом режиме каждая точка экрана моде-

лируется набором битов, характеризующим цвет конкретной ото-

бражаемой точки. В режиме VGA (Video Graphic Array - массив

графической информации) одна точка (пиксел) моделируется пос-

ледовательностью из черырех бит. За счет этого каждая точка

может отображаться в одном из 16 = 2

возможных цветов. В ре-

жимах Super VGA (SVGA) для отображения одной точки может

использоваться последовательность из 8 (256 цветов), 15 (32767

цветов), 16 (65536 цветов), 24 или 32 бит (16777216 цветов). Это

соответствует режимам High Color ("высокий"

15-

или 16-битный

цвет) и True Color

("истинный

цвет" - 24- или 32-битный цвет).

Использование 32-битного цвета реально не увеличивает количе-

ство отображаемых оттенков цветов, но ускоряет вывод на экран

видеоданных за счет более эффективного использования системы

команд 32-битных процессоров.

Графический экран может моделироваться разными набора-

ми точек по вертикали и горизонтали. Для режима VGA -

это

раз-

решение 640x480 точек, а для SVGA стандартными являются раз-

решения 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 или 1600x1280 то-

чек. Первое число соответствует числу точек по горизонтали, а

второе - по вертикали. Чем больше точек на экране, тем четче

изображение. Соответственно чем больше битов используется для

моделирования одной точки, тем более точно передаются цвето-

вые оттенки.

Структурная организация персональных компьютеров 93

Современные видеоадаптеры часто называют графическими

ускорителями (акселераторами), поскольку они имеют специаль-

ные микросхемы, ускоряющие обработку больших массивов ви-

деоданных. Они имеют свой специализированный микропроцес-

сор и память.

Объем памяти видеоадаптера имеет особое значение, посколь-

ку в ней моделируется полное графическое поточечное изображе-

ние экрана. Чем больше битов используется для представления

одной точки и чем выше разрешение, тем больше требуется памя-

ти видеоадаптеру для формирования изображения. Отметим, что

видеоадаптер использует собственную память, которую не следу-

ет путать с оперативной памятью.

Расчет потребности в памяти видеоадаптера можно произвес-

ти,

перемножив число битов, используемых для представления

одной точки, на число точек по вертикали и число точек по гори-

зонтали и поделив полученное значение на 8 (число битов в бай-

те).

Например, для того, чтобы представить графический экран с

разрешением 1024 х 768 точек с использованием 65536 цветовых

оттенков (High Color), требуется 16x1024 х 768/8 = 1572864 байт =

= 1500 Кбайт видеопамяти (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Требования к памяти видеоадаптера

для поддержки различных видеорежимов

Разрешение

экрана

640x480

800

х 600

1024 х 768

1280x1024

1600 х1280

Потребность в памяти (Кбайт)

с ''четом числа цветовых оттенков

150

234

384

640

937

256

300

469

786

1300

1900

65536

600

938

1500

2600

3800

16777216

900

1400

2300

3800

5600

Как правило, рекомендуется использовать видеоадаптеры с

объемом памяти не менее 2 Мбайт. Для некоторых приложений

мультимедиа, интенсивно использующих анимацию, требуется

видеоадаптер с объемом памяти 16-32 Мбайт.

Глава 2

Однако мало иметь видеопамять необходимого объема. Тре-

буется, чтобы монитор мог обеспечивать вывод в режимах с вы-

соким разрешением, а также чтобы программное обеспечение,

задающее формирование изображения (драйвер видеоадаптера),

могло поддерживать соответствующий видеорежим. С современ-

ными видеоадаптерами обычно поставляются драйверы, поддер-

живающие все из перечисленных выше видеорежимов при работе

в среде операционных систем Windows 95/98/NT/2000.

При работе в графических программных средах желательно

использование режимов разрешения 800 х 600 и 1024 х 768 точек.

При работе с издательскими системами бывает необходимо раз-

решение 1280 х 1024. Разрешение 1600 х 1280, как правило, приме-

няется только при профессиональной работе с системами автома-

тизированного проектирования или при изготовлении высокока-

чественных изображений.

Еще одной важной характеристикой видеоадаптеров являет-

ся обеспечиваемая ими частота регенерации изображения на эк-

ране монитора. Подробнее об этом далее.

Наиболее известными производителями видеоадаптеров явля-

ются фирмы ATI Technologies, Asus, Matrox, Diamond.

Мониторы.

настольных ПК используются мониторы на элек-

тронно-лучевых трубках.

Для работы в графических средах рекомендуется использова-

ние мониторов с диагональю экрана не ниже 15-17 дюймов, по-

скольку при высоком разрешении отдельные элементы изображе-

ния на мониторах с маленькой диагональю становятся трудно

различимыми. Именно поэтому для выполнения сложных графи-

ческих работ в издательских системах применяются мониторы с

длиной диагонали не ниже 17 дюймов.

Мониторы характеризуются следующими основными парамет-

рами:

• максимальным разрешением;

• длиной диагонали;

• расстоянием между пикселами (точками изображения);

• частотой кадровой развертки;

• степенью соответствия стандартам экологической безопас-

ности (режиму энергосбережения и пониженного излучения).

Максимальное разрешение, обеспечиваемое большинством 14-

и частью 15-дюймовых мониторов, не превышает 1024x768 точек,

Структурная организация персональных компьютеров 95

даже если видеоадаптер поддерживает более высокое разрешение.

Многие 15-дюймовые мониторы, а также все мониторы с длиной

диагонали от 17 дюймов поддерживают режим 1280x1024 точек.

Режим 1600x1280 обеспечивается только достаточно дорогими и

высококачественными мониторами.

Расстояния между пикселами могут быть 0,39, 0,28, 0,27, 0,26,

0,25 и 0,22 мм. Чем меньше расстояние, тем качественнее изобра-

жение. Расстояние 0,25 мм и меньше обеспечивается только при

применении специальных трубок (Super Trinitron, Diamond Tron,

SonicTron и

др.).

Все 14- и большинство 15-дюймовых мониторов

имеют расстояние 0,28 мм. Расстояние 0,39 мм используется толь-

ко в крайне дешевых моделях мониторов. Приобретать такие мо-

ниторы настоятельно не рекомендуется.

Частота кадровой развертки определяет качество и устойчи-

вость изображения. Чем она выше, тем лучше. Считается, что

минимальным уровнем комфортности изображения для глаза яв-

ляется частота не менее 75 Гц. Современные европейские стан-

дарты предусматривают частоту

Гц. Идеальной можно считать

частоту строчной развертки порядка ПО Гц. При такой частоте

изображение воспринимается полностью неподвижным. Следует

иметь в виду, что частота кадровой развертки - величина непос-

тоянная, и при работе

большей разрешающей способностью один

и тот же монитор использует меньшую частоту. Кроме того, име-

ет значение используемый видеоадаптер: недорогие модели мо-

гут не поддерживать соответствующую частоту. В этом случае

возможности качественного монитора не смогут быть использо-

ваны в полной мере.

Относительно соответствия стандартам экологической безо-

пасности следует выделять мониторы, удовлетворяющие требо-

ваниям стандарта MPR-2 и более строгих шведских стандартов

ТСО'95 и ТСО'99. Следует иметь в виду, что маркировка LR -

Low Radiation (мониторы с пониженной радиацией) не всегда оз-

начает соответствие указанным стандартам.

В портативных ПК используются LCD- и TFT-дисплеи, а так-

же дисплеи с двойным сканированием экрана. TFT-дисплеи (ак-

тивная матрица) наиболее перспективны, но пока довольно до-

рогие. Разрешающая способность большинства TFT-дисплеев со-

ставляет

640x480.

более дорогих портативных ПК она составляет

800x600 точек и значительно реже 1024x768.

Глава 2

В последнее время LCD-дисплеи все чаще используются и с

настольными ПК. Однако стоимость их до сих достаточно вели-

ка, и потому большинство пользователей продолжает применять

мониторы на электронно-лучевых трубках.

2.2.4. УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

Клавиатура - основное стандартное устройство ввода инфор-

мации в ПК. Внутри корпуса клавиатуры расположены датчики

клавиш, схемы дешифрации и микроконтроллер клавиатуры.

Каждая клавиша имеет свой порядковый номер. При нажатии

на клавишу происходит передача процессору ее кода, который

интерпретируется специальной программой -

драйвером,

прини-

мающей вводимые с клавиатуры символы.

За счет возможности программной интерпретации вводимых

с клавиатуры символов обеспечивается поддержка национальных

языков, отличных от английского. Для этого в память компьюте-

ра должны быть загружены специальные программы. В операци-

онных системах Windows и OS/2 драйверы клавиатуры стандар-

тизованы.

Существуют клавиши, которые не посылают процессору ни-

какого кода. К ним относятся клавиши [Shift],

[Ctrl],

[Alt],

[Caps

Lock],

[NumLock] и некоторые другие. Их назначение состоит в

переключении состояния специальных признаков статуса клави-

атуры. Например, [Shift],

[Ctrl],

[Alt],

как правило, используются

совместно с алфавитно-цифровыми и функциональными клави-

шами для передачи процессору специального набора кодов, ко-

торые могут использоваться конкретной программой для соб-

ственных нужд.

С начала 90-х годов повсеместно используется расширенная

101-

или 102-клавишная клавиатура. Помимо клавиатуры тради-

ционной прямой формы применяются и более изощренные фор-

мы клавиатур, которые более удобны при продолжительной пе-

чати слепым десятипальцевым методом.

портативных и карман-

ных ПК для экономии места используются клавиатуры

меньшим

числом клавиш.

Расположение клавиш на клавиатуре соответствует стандар-

ту латинских печатающих машинок, называемому QWERTY по

расположению первых букв в верхнем ряду слева. Им соответству-

Структурная организация персональных компьютеров 97

ют русские буквы ЙЦУКЕН. Такое расположение клавиш несколь-

ко отличается от традиционно принятого на печатных машинках

отечественного производства.

Координатные

манипуляторы.

Под термином «координатные

манипуляторы» понимаются устройства покоординатного ввода:

мыши, трэкболы и пойнтеры.

Мышь подключается к ПК через последовательный порт. При

перемещении мыши информация передается специальной програм-

ме

драйверу,

которая изменяет местоположение курсора мыши на

экране и может сообщать прикладной программе текущие значе-

ния его координат, которые та использует в своих целях.

Устройство типа «мышь» незаменимо при работе с графичес-

кой информацией в графических редакторах, системах автомати-

зированного проектирования и т.п. и значительно облегчает ра-

боту пользователей с программными приложениями Windows

(Word, Excel...). В графических многопрограммных оболочках -

Windows, OS/2 и других мышь является основным средством за-

дания команд.

Существуют оптикомеханические, оптические, а также двух-

и трехкнопочные устройства типа «мышь». В большинстве про-

грамм используются только левая и правая кнопки (рис. 2.8). Как

правило, программы отслеживают одно- и двухкратное нажатие

левой клавиши мыши, однократное нажатие правой, а также пе-

ремещение мыши при нажатой левой или правой клавиши для вы-

полнения функции «переместить и положить» («drag & drop»).

Помимо традиционных устройств данного типа, соединенных

с ПК кабелем, используются и беспроводные мыши, связываемые

с ПК посредством инфракрасного излучения, подобно дистанци-

онным пультам управления радиоэлектронной аппаратурой.

Трэкбол - шар, встроенный в клавиатуру. Его отличием от

мыши является то, что мышь необходимо перемещать по рабочей

поверхности, а шар можно крутить, добиваясь перемещения гра-

фического курсора мыши в нужную точку.

Пойнтер, так же как и трэкбол, размещается на клавиатуре и

является аналогом джойстика. Трэкболы и пойнтеры обычно ис-

пользуются в портативных компьютерах.

В карманных компьютерах в качестве устройства покоорди-

натного ввода используется сенсорный экран. Для того чтобы

указать на конкретный объект, достаточно коснуться экрана в

нужном месте специальным пером.

Глава 2

,, Переключатели кнопок

Схема, которая передает

компьютеру информацию

о вращении роликов

и нажатии переключателей X ^Г^^. У>^ К компьютеру

Корпус

Шарик, который вращается

при перемещении мыши

Два ролика, смонтированные

Детектор у ^

под

углом 90° друг к другу

вращения ролика (вращаются при перемещении шарика)

Рис.

2.8. Структурная схема устройства типа «мышь»

Сканеры. Сканер - устройство ввода графической информа-

ции в компьютер. Выпускаются ручные, планшетные и рулонные

сканеры. Существуют черно-белые и цветные сканеры.

Ввод информации ручным сканером осуществляется путем его

перемещения вдоль поверхности

листа,

с которого снимается изоб-

ражение. Отдельные элементы изображения могут вводиться по

частям, а потом с помощью специальных программ объединяться

в единое целое.

Планшетные сканеры проще в эксплуатации и производитель-

нее,

но

дороже.

Здесь лист или книга в развернутом виде кладется

на планшет сканера, и он производит считывание самостоятельно

всего листа в целом. Планшетные сканеры обладают высокой раз-

решающей способностью, что позволяет успешно вводить в ПК с

их помощью фотографии и сложные иллюстрации.

При сканировании текст вводится в графической форме, т.е. с

неразличимыми с точки зрения компьютера символами. Преоб-

разование введенной информации в текст осуществляется специ-

альными программами распознавания символов (OCR - Optical

Character Recognition - оптическое распознавание

символов).

Эти

программы основаны на сложных алгоритмах распознавания об-

Структурная организация персональных компьютеров 99

разов. В России наиболее распространенными являются отече-

ственные OCR-программы CuneiForm и FineReader.

Дигитайзеры. Дигитайзер (аналого-цифровой преобразова-

тель) - устройство поточечного координатного ввода графичес-

ких изображений.

Дигитайзеры применяются в системах автоматического про-

ектирования, в компьютерной графике и анимации. Позволяют

достаточно точно вводить сложные изображения - чертежи, кар-

ты и т.д.

Конструктивно дигитайзер представляет собой планшет

(рис.

2.9), содержащий рабочую плоскость, на которую нанесены

координатная сетка, панель управления и специальное световое

перо,

соединенное с планшетом. Дигитайзер подключается к ком-

пьютеру кабелем через порт.

При вводе изображения пером отмечаются точки на рабочей

плоскости дигитайзера, их координаты вводятся в компьютер и с

помощью специального ПО отображаются на экране. Разрешаю-

щая способность дигитайзеров от

100

до 400 dpi (точек на дюйм).

Рис.

2.9.

Дигитайзер

2.2.5. УСТРОЙСТВА ВЫВОДА

ИНФОРМАЦИИ

Печатающие устройства. Печатающие устройства (принте-

ры) позволяют осуществлять вывод текста и графических изоб-

ражений на бумагу, пленку

другие носители информации. Прин-

100

Глава 2

теры подключаются к компьютеру через параллельный порт. К

компьютеру может быть подключено несколько принтеров одно-

временно. В связи с развитием локальных вычислительных сетей

получили широкое распространение так называемые сетевые

принтеры. Это принтеры повышенной производительности, ко-

торые одновременно в порядке общей очереди могут обслуживать

несколько подключенных к нему компьютеров.

Различают точечно-матричные, струйные, лазерные, лепест-

ковые, термические и специальные (промышленные) типы прин-

теров.

Лепестковые и термические

принтеры

в настоящее время ис-

пользуются редко. Специальные (промышленные) принтеры ис-

пользуются для печати на поверхностях деталей, пластмассе, тка-

ни,

стекле, коробках, банках и т.д.

основном применяются точечно-матричные, струйные и ла-

зерные принтеры.

Точечно-матричные

принтеры.

В точечно-матричных принте-

рах имеется печатающая головка, которая перемещается вдоль

бумаги. В головке находятся тонкие стержни, которые приводят-

ся в действие электромагнитом. «Выброс» той или иной комбина-

ции стержней (иголок) ударяет по красящей ленте, которая отпе-

чатывает на бумаге изображение определенного набора точек.

Последовательность наборов пропечатанных точек образует на-

чертание того или иного символа. Представление символов точ-

ками, как правило, хорошо заметно на оттиске.

Существуют 9-,

18-

и 24-точечные матричные принтеры. Мат-

ричные принтеры различаются также шириной каретки. «Широ-

кие» принтеры позволяют печатать на бумаге формата

A3,

а «уз-

кие» - на бумаге формата А4.

Точечно-матричные принтеры могут печатать в нескольких

режимах:

• draft - низкокачественная (черновая) печать;

• NLQ - Near Letter Quality - высококачественная печать;

• графическая печать.

Печать качества (draft) выполняется всеми матричными прин-

терами достаточно быстро. Быстрое выполнение качественной

печати (NLQ) возможно только на 24-игольчатых принтерах. Ка-

чество NLQ на

9-игольчатом

принтере достигается только при

печати за несколько проходов.