Лекции по «Информатике» 2 курс (стр. 14 )

Рассмотренные нами три устройства ввода (мышь, трекбол и джойстик) образуют группу устройств-манипуляторов.

Сканеры

Для ввода в компьютер изображений (рисунков, фотографий, текста и проч.) широко применяются сканеры. Термины «сканер», «сканировать» происходят от английского слова scan - просматривать, обозревать. Основной задачей сканера является преобразование изображения к цифровому коду для дальнейшей обработки компьютером.

Существует множество моделей сканеров, они различаются, прежде всего, по механизму движения считывающего устройства (сканирующей головки) относительно бумаги. Чтобы ввести в компьютер какой-либо документ с помощью самого простого - ручного сканера, нужно вручную провести сканирующую головку вдоль изображения. Перемещение ска­нирующей головки автоматизировано в более совершенных моделях сканеров: планшетных и барабанных. Планшетный сканер, называемый также настольным, располагается на столe. Вы кладете лист документа под крышку сканера, а сканирующая головка пере­мещается относительно листа с помощью специального двигателя. В сканерах барабанного (или рулонного) типа лист документа протягивается автоматически через устройство сканера, при этом считывание осуществляется неподвижной ска­нирующей головкой.

Первые модели сканеров были черно-белыми, то есть воспринимали только черный и белый цвета. Современные сканеры позволяют распознавать миллиарды  цветовых оттенков. Способность сканера различать цвета называется глубиной распознавания цвета. Измеряется глубина распознавания цвета в битах, например, черно-белые сканеры являются 1-битными. Сканеры 24-битные (обычно, планшетные и барабанные) распознают 16,7 миллиона возможных цветов, а 32-битные сканеры - 4,3 миллиарда цветов. Указанная связь между количеством распознаваемых цветов и глубиной цвета обусловлена тем, что изображение в сканере представляется в виде набора точек - пикселов, каждый из которых имеет свой цвет

Максимальная плотность точек, которую способен различить сканер, называется разрешающей способностью сканера.

Измеряется разрешающая способность в единицах dpi. Первые модели сканеров имели разрешаю­щую способность 200 - 300 dpi. Для современных планшетных сканеров эта величина составляет 600 -1200 dpi и более, а для сканеров барабанного типа она может быть 8000 dpi и выше.

Сканер в результате считывания документа формирует файл графического формата (например, BMP, TIFF, JPEG). Если исходный документ содержал текст, то файл, полученный в результате сканирования, не может быть прочитан программой текстового редактора. Необходимо выполнить преобразование файла в текстовый формат. Для этого существуют специальные программы, называемые программами оптического распознавания текста.

Сканеры применяются при работе с большими массивами текстовых документов, они незаменимы в деятельности художников и дизайнеров. Широкое применение сканеры находят в издательской деятельности.

Контрольные вопросы

1. Что такое драйвер?

2. Назовите основные группы клавиш на стандартной клавиатуре.

3. Как включается цифровая клавиатура?

4. Назовите клавиши специального назначения.

5. К какому порту подключается мышь?

6. Перечислите основные типы сканеров. По какому признаку они различаются?

7. Что такое разрешающая способность сканера? В каких единицах она измеряется?

8. Что понимается под глубиной распознавания цвета для сканеров?

9. Современные барабанные сканеры могут иметь глубину цвета 48 бит. Подсчитайте, какое количество оттенков цвета они могут различать.

Устройства вывода

План лекции:

- принцип работы и характеристики мониторов; - типы видеоадаптеров; - классификация и основные типы принтеров.

Мониторы

Основным устройством вывода информации в ПК является монитор. Монитор служит для отображения на экране графической и символьной информации. В подавляющем большинстве ПК используются мониторы на электроннолучевых трубках (ЭЛТ), напоминающие кинескопы обычных телевизоров. Исключение составляют портативные компьютеры, в которых для отображения информации применяются экраны на жидких кристаллах.

Принцип работы ЭЛТ заключается в следующем. В ЭЛТ имеется прозрачный экран, на внутреннюю поверхность которого нанесено люминофорное покрытие. Люминофор может светиться при попадании на него пучка свободных электронов. Электронная пушка излучает поток электронов, который проходит через отклоняющие электроды. Эти электроды могут изменять направление электронов и интенсивность их потока. В результате падения электронов на экран подсвечиваются с нужной интенсивностью определенные точки люминофора. Так формируется изображение на экране.

Электронный луч в ЭЛТ высвечивает на экране последовательно строку за строкой. Этот процесс прохождения электронного луча называется строчной разверткой, а набор строк, проходимых электронным лучом, - растром. Чем ближе расположены строки растра, тем четче и качественнее получаемое изображение. Однако строки не могут размещаться ближе, чем расстояние между соседними точками люминофора. Для характеристики качества изображения на экране монитора вводят разрешающую способность.

Разрешающая способность монитора - это число точек изображения, которые воспроизводятся по горизонтали и вертикали.

Например, значение разрешающей способности 640 х 480 отвечает 640 строкам растра, каждая из которых состоит из 480 точек. Возможны и другие стандартные значения разрешающей способности, например, 800 х 600, 1024 х 768.

Размер экрана характеризуется длиной его диагонали, которая обычно выражается в дюймах. Существуют несколько стандартных размеров экрана монитора, выражаемых в дюймах: 9', 14', 15', 17', 19', 20', 21' и др. Мониторы с небольшим экраном (до 15' включительно) используются для целей обучения, а также в домашних и некоторых офисных компьютерах. Для работы с графическими, издательскими системами требуется размер экрана не менее 17', а желателен 21'.

Поскольку люминофор плотно заполняет всю поверхность экрана, расстояние между точками люминофора примерно равно размеру точки. Размер точки люми­нофора в современных мониторах колеблется от 0,21 до 0,28 мкм. Чем меньше размер точки, тем более качественное изображение получается на экране.

Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные. В случае цветного монитора имеется уже не одна, а три электронные пушки, каждая из которых управляется своей системой электродов. На поверхность экрана нанесен люминофор из трех базовых цветов (красного, зеленого и синего), из которых формируется цветное изображение. Каждая из пушек «стреляет» только по точкам люминофора своего цвета. Свечение трех соседних точек разного цвета приводит к зрительному смешению трех базовых цветов.

Видеоадаптеры

Изображение, которое появляется на экране монитора, определяется видеосигналом, который поступает в монитор от специального устройства, называемого видеоадаптером. Видеоадаптер представляет собой, как правило, отдельную плату, которая вставляется в соответствующий разъем на материнской плате. Команды по формированию изображения поступают от микропроцессора в видеоадаптер, где согласно этим командам конструируется изображение. Это изобра­жение заносится во внутреннюю память видеоадаптера, называемую видеопамятью. На основе содержимого видеопамяти формируется выходной сигнал видеоадаптера (видеосигнал), который подается в монитор.

Зачем нужна видеопамять? Дело в том, что изображение на экране должно периодически обновляться (более 70 раз в секунду), и было бы неразумно при каждом обновлении формировать новый видеосигнал на основе команд МП. Поэтому в схему ПК введена видеопамять, которая хранит данные о предыдущем изображении, что особенно полезно в случае неподвижных или медленно меняющихся картинок на экране. Емкость видеопамяти в современных ПК составляет не менее 1 Мбайт, но может достигать 16 Мбайт и более. Видеопамять является оперативной памятью и входит в общий ресурс памяти ПК, хотя физически она расположена на плате видеоадаптера.

Рассмотрим существующие модели видеоадаптеров. Первым видеоадаптером в первом ПК (IBM PC) было устройство под названием MDA (Monochrome Display Adapter - монохромный дисплейный адаптер). Этот адаптер давал одноцветное негативное изображение и мог отображать только алфавитно-цифровую информацию. Возможности вывода графики или получения цвета вообще не было предусмотрено.

Всего лишь через несколько месяцев после выпуска первых компьютеров PC фирма IBM разработала видеоадаптер, который поддерживал не только графические изображения, но и цвета. Эти новшества нашли отражение в его названии: Color Graphics Adapter (цветной графический адаптер), или сокращенно CGA. Кстати, в это время появились первые игры для IBM PC, и очень скоро стало ясно, что графические и цветовые качества CGA далеки от совершенства. Основным недостатком CGA была низкая разрешающая способность.

Следующей новой разработкой фирмы IBM был улучшенный графический адаптер (Enhanced Graphics Adapter, или сокращенно EGA). Этот адаптер, появившийся в 1984г., мог одновременно воспроизводить 16 цветов из палитры в 64 цвета. Дальнейшее усовершенствование EGA выразилось в появлении новой модели: VGA (Video Graphics Array). Этот видеоадаптер хорошо совмещался с предшествующими моделями и позволял добиться одновременного воспроизведения 256 цветов из 4096 возможных и разрешающей способности 640 х 480.

Когда стало ясно, что стандарт VGA себя исчерпал, большинство независимых фирм-разработчиков принялись его улучшать. Результатом стало появление видеоадаптеров SVGA (что означает Super VGA). Новые SVGA-адаптеры позволяли достичь разрешающей способности 1024 х 768. В видеоадаптерах SVGA возможно воспроизведение до 16,7 миллиона цветов.

Принтеры

Наиболее популярными устройствами для вывода информации на бумагу являются принтеры. Эти устройства позволяют выводить при печати как символьную (тексты, числа), так и графическую (рисунки, диаграммы, графики) информацию. Все знаки, выводимые принтером на печать, представляются в виде набора отдельных точек. Способ нанесения этих точек на бумагу зависит от конструкции принтера. Возможны различные классификации принтеров: