Основные устройства вывода информации (информатика, 8 класс)

Устройства вывода информации

Дигитайзер, или графический планшет, — устрой­ство для оцифровки графических изображений, позволяющее преобразовывать в векторный формат изображение, полученное в результате движения руки оператора.

Дигитайзеры используются в системах автоматизированного проектирования (САПР) для ввода в компьютер графической информации в виде чертежей и рисунков: проектировщик водит пером-курсором по планшету, а изображение фиксируется в виде графического файла.

Дигитайзер состоит из двух элементов: основания (планшета) и устройства указания (пера или курсора), перемещаемого по поверхности основания. При нажатии на кнопку курсора его положение на поверхности планшета фиксируется и координаты передаются в компьютер.

Дигитайзеры подразделяются на электростатические и элект­ромагнитные в зависимости от механизма определения местопо­ложения устройства указания.

Графические планшеты дигитайзеров выполняются на твердей (планшетные дигитайзеры) и гибкой основах (гибкие дигитайзе­ры). Дигитайзеры на гибкой основе имеют меньший вес, более компактны, удобны при транспортировке и более дешевые.

Устройства указания в дигитайзерах выполняются в виде кур­сора или пера.

Перо представляет собой указку, снабженную одной, двумя или тремя кнопками. Существуют перья, определяющие усилие, с которым наконечник пера прижимается к планшету, и имею­щие 256 градаций степени нажима. От степени нажима зависит толщина линии, цвет в палитре и его оттенок. Для реализации художественных возможностей необходимо программное обеспе­чение типа Adobe Photoshop, CorelDRAW и др.

Курсоры применяются в основном проектировщиками в САПР. Они выполняются 4-, 8-12-, 16-клавишными. Обычно используются от двух до четырех клавишей, остальные програм­мируются в программах-приложениях, например в Autocad. Од­ним из лучших считается 4-кнопочный курсор фирмы СаlСоmр.

Общее определение

Чтобы формально понять, какое устройство предназначено для вывода информации, можно обратиться к определению «сердца» компьютера, которое включает процессор и оперативную память. Однако фактическую классификацию подобной аппаратуры можно представить по типу вывода:

1. Звуковой.
2. Графический (визуальный).
3. Совмещённый с вводом.

Эти аппаратные средства представляют соответствующую информацию в форме, которую способен воспринимать человек. Они должны быть подключены к управляющему блоку кабелем, соответствующем типу адаптера. Помимо того, требуется установка драйвера — без этой управляющей программы операционная система не сможет корректно взаимодействовать с аппаратурой, в некоторых случаях она вовсе не будет работать. При присутствии необходимых компонентов и их совместимости пользователь получает корректный вывод (звук, графику или текст, например).

Обработка информации

Дело в том, что основные устройства ввода-вывода нельзя идентифицировать только на уровне того, что пользователь видит перед собой в процессе общения с компьютерной системой.

На самом деле следует принять во внимание процессы, при которых происходит обработка тех же запускаемых программ или сохранение информации. Так, например, устройства ввода и вывода компьютера могут идентифицировать даже начальные параметры установленных компонентов, что производится в первичной системе BIOS (об этом будет сказано несколько позже).

С другой стороны, функционирование ни одного «железного» устройства невозможно без специальных управляющих программ, называемых драйверами. Их тоже смело можно причислить к той категории, которую в данном случае принято характеризовать как программные устройства ввода и вывода данных. Те же графические карты отвечают за изображение на мониторе.

А если взять в расчет, что ранее данные нужно было вводить исключительно с перфокарт, когда начальные системы инициализации созданы еще не были, можно себе представить, какими были все эти процессы в плане начального ввода, выполнения операций и выдачи результата. На это требовалось не только время и вычислительные способности машины, а еще и специальные устройства, способные считывать информацию. Дискеты тоже оказались не наилучшими носителями в силу их слабой износостойкости, не говоря уже об ограниченном дисковом пространстве.

Устройства ввода-вывода

Эти устройства могут, как вводить информацию в компьютер, так и выводить. К этим устройствам принадлежат:

Флеш-накопитель (флешка) – устройство, которое хранит информацию. Этой информацией можно манипулировать. Например, копировать файлы с компьютера на флешку и наоборот.

Дисковод – позволяет записывать информацию с компьютера на носитель (диск), а после, копировать с носителя в компьютер (например, записали сотню любимых песен и подарили другу, он скопировал себе их в компьютер).

На этой оптимистической ноте заканчиваем экскурс по устройствам ввода и вывода. Что мы узнали в данном уроке? Мы узнали, какие бывают дополнительные устройства компьютера, что такое устройства ввода и вывода, рассмотрели на примерах, какими они могут быть и их предназначение. Желаю легкого обучения без мучения!

Устройство вывода информации – что это такое?

Как видите, на картинке представлено много различных устройств, однако далеко не все из них являются устройствами вывода. Так попробуем разобраться в том, что из них что. И начнем с определения.

Устройство вывода информации — это аппаратное средство компьютера, которое позволяет отобразить цифровую информацию понятным для человека образом. Простыми словами, основное назначение таких устройств, как и следует из названия, это вывести информацию таким образом, чтобы человек мог в ней разобраться.

Теперь, если посмотрите, то увидите, что только колонки, монитор, принтер и проектор являются устройствами вывода информации, так как остальные устройства информацию не выводят. Но, рассмотрим этот вопрос подробнее.

Примечание: Стоит понимать, что техническая составляющая не имеет роли в данном случае. Устройство может быть внутри компьютера, как например экран у ноутбука, или же вне, как например, плоттер.

Мониторы

Монитор — универсальное устройство визуального отображения всех видов информации состоящее из дисплея и устройств предназначенное для вывода текстовой, графической и видео информации на дисплей. Различают алфавитно-цифровые и графические мониторы, а также монохромные мониторы и мониторы цветного изображения — активно-матричные и пассивно-матричные ЖКМ.

По строению различают:

· ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT);

· ЖК — жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD);

· Плазменный — на основе плазменной панели ;

· Проекционный — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал);

· OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод).

Самое большое распростарнение получили жидкокристаллический мониторы (LCD TFT, рисунок 30) — разновидность жидкокристаллических дисплеев, в которых используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами. Усилитель TFT для каждого субпиксела применяется для повышения быстродействия, контрастности и чёткости изображения дисплея.

Рисунок 30– ЖК-монитор

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад.

Основные технологии при изготовлении ЖК дисплеев: TN+film, IPS и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, применённый в конкретных разработках.

Каждый пиксел ЖК-дисплея (рисунок 31) состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.

Рисунок 31 — Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.

Таким образом, полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Важнейшие характеристики ЖК-мониторов:

· Разрешение: Горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют одно фиксированное разрешение, остальные достигаются интерполяцией.

· Размер точки: расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением.

· Соотношение сторон экрана (формат): Отношение ширины к высоте, например: 5:4, 4:3, 5:3, 8:5, 16:9, 16:10.

· Видимая диагональ: размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: монитор с форматом 4:3 имеет большую площадь, чем с форматом 16:9 при одинаковой диагонали.

· Контрастность: отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению.

· Яркость: количество света, излучаемое дисплеем, обычно измеряется в канделах на квадратный метр.

· Время отклика: минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Методы измерения неоднозначны.

· Угол обзора: угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению.

· Тип матрицы: технология, по которой изготовлен ЖК-дисплей.

· Входы: например, DVI, D-Sub, HDMI и т. п.

Что такое устройство вывода

Устройства вывода — периферийные устройства, преобразующие результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для восприятия человеком или пригодную для воздействия на исполнительные органы объекта управления.

Устройства вывода достаточно медленные по сравнению с процессором компьютера. Поэтому они подключаются к процессору, также как и устройства ввода, к общей шине. Это позволяет устройствам вывода работать со своей скоростью, не замедляя тем самым работу процессора.

Для вывода текстовой и графической информации используется монитор компьютера. Монитор показывает абсолютно все, что может воспроизвести компьютер. Правда, не все мониторы могут воспроизводить звук. Для вывода звука обычно используют звуковые колонки или наушники. В ноутбуках, планшетах, смартфонах есть собственные встроенные динамики.

На экране монитора картинку или текстов можно только посмотреть. Чтобы иметь «твердую» копию текста или картинки, нужно вывести данные на печать. Для этого используют принтеры.

Современные принтеры без труда печатают тексты и картинки, но чаще всего в черно-белом варианте. Для печати цветных картинок и текстов применяют цветные принтеры – более дорогие по своему устройству и обслуживанию. Появились 3D принтеры.

Картинки большого размера или чертежи выводят на графопостроители и плоттеры, которые также бывают черно-белые или цветные. Данные устройства вывода позволяют печатать документы огромного формата, вплоть до формата А0 (обычный лист бумаги – это формат А4; вдвое больший формат – это А3; затем еще вдвое больший, чем А3 – это А2; потом А1 как два формата А2; и только потом идет формат А0 – два формата А1, соединенные вместе)

Чтобы демонстрировать тексты, картинки и видео для большой аудитории, применяют проекторы. Они проецируют изображение на экран или на стену, как в кинотеатре. Вместо монитора (или вместе с монитором) изображение транслируется на большой общий экран. В сочетании с хорошими звуковыми колонками можно получить отличный эффект демонстрации всего, что угодно с помощью компьютера.

Еще устройства вывода

Устройствами вывода являются и внешние жесткие диски, и магнито-оптические диски, стримерные магнитные ленты. Если быть более точным, данные устройства являются одновременно как устройствами вывода, так и устройствами ввода. Для них безразлично, хотим ли мы записать на них что-либо из компьютера, или хотим, наоборот, прочитать данные и отправить их в компьютер. Вот такие могут быть устройства ввода-вывода одновременно.

И вообще, любое устройство можно подключить к портам компьютера, если, конечно, это позволяет делать само устройство. Далее, для такого устройства в компьютере должны быть записаны драйверы – программы обработки данные для отправки на устройство. После чего данные будут отправляться из компьютера в это устройство вывода. Например, автомобильный компьютер может отправлять данные на блоки управления двигателем, системой охлаждения и прочим. Эти блоки и будут для автомобильного компьютера устройствами вывода информации.

Но все же, когда мы говорим о компьютерных устройствах вывода, мы в первую очередь имеем в виду универсальные домашние и офисные компьютера, которые не управляют умным домом, разными системами безопасности, автомобилями и прочим. Мы имеем в виду прежде всего обычные компьютеры, где обрабатывается текстовая, графическая, звуковая и видео информация.

А вот специализированные компьютеры обрабатывают сигналы от разных устройств, например, от датчиков. И выдают свои сигналы на различные исполнительные механизмы. Таким образом датчики для таких специализированных компьютеров есть устройства ввода, а исполнительные механизмы (выключатели, заслонки, регуляторы и прочее) являются устройствами вывода информации.

Глава 2. Периферийные устройства ввода информации

2.1 Внешние накопители

Ленточные (магнитные) накопители – стримеры. Благодаря достаточно большому объему и довольно высокой надежности чаще всего используются в рамках устройств резервного копирования данных на предприятиях и в крупных компаниях (хранят резервные копии баз данных и другой важной информации). На ленточный накопитель не просто сохраняется резервная копия данных, но также создается образ накопителя данных. Это позволяет пользователю восстанавливать определенное состояние или использовать этот образ как эталонный банк данных, например, когда данные были изменены. Принцип записи на магнитных носителях основан на изменении намагниченности отдельных участков магнитного слоя носителя. Запись осуществляется при помощи магнитной головки, которая создает магнитное поле. При считывании информации намагниченные участки создают в магнитной головке слабые токи, которые превращаются в двоичный код, соответствующий записанному.

2.2 Флэш-карты

Стоило компьютерам научиться обрабатывать массивы данных, появилась проблема, где и как хранить и переносить эти данные. Решений нашлось много – от бумажных перфокарт до магнитных лент и дисков. У каждой из технологий было множество своих плюсов и, как водится еще больше минусов. Все мы склонны к лени, ищем наиболее приятные и комфортные условия, и не готовы идти на жертвы, если этого не требует мода. И поэтому, как только персональный компьютер потерял статус престижной и дорогой игрушки, пользователи все в более требовательной форме стали намекать производителям на неудобства обращения с ними. Сегодня предмет нашего разговора – сменная память. К этой разновидности памяти пользователи предъявляют несколько скромных требований:

Энергонезависимость – т.е. не нуждаться в батарейках, неожиданная разрядка которых приведет к потере информации.

2.3 Модемы

В настоящее время существуют два вида модемов: аналоговые и цифровые (технология xDSL).

Аналоговые модемы более популярны из-за своей дешевизны и используются в основном для выхода в сеть Internet, и только иногда (из-за невысокой (до 56 Кбит/с) скорости передачи данных) для связи с другими ПК. Цифровые же модемы довольно дорогие и используются для высокоскоростных соединений с сетью Internet, либо для организации локальной сети на больших расстояниях (xDSL модемы позволяют передавать и принимать информацию со скоростью до 5Мбит/с на расстоянии 5-7 км).

Модемы имеют несколько типов соединений с ПК: COM, USB или (для цифровых модемов) посредством сетевой карты. Модем, соединение которого идет через COM-порт, требует дополнительного источника (блока) питания, а при соединении при помощи USB-порта потребность в блоке питания отпадает. xDSL-модемы также требуют дополнительного источника питания.

Использование звуковой информации

Сейчас нельзя представить ни одну сферу без использования звука, начиная с образовательной (чтение, музыка) и заканчивая профессиональной (прослушивание шумов сердца, деятельность радиотелеграфистов). К устройствам вывода звуковой информации относятся колонки, наушники, динамики.

Акустическая система воспроизводит звук, полученный с компьютера и выведенный на две колонки. Они трансформируют электрический сигнал в звуковые волны. Колонки бывают:

• Однополосными — в них вмонтирована одна динамическая головка.
• Многополосными — в них установлены две или большее количество головок, которые работают в своей частоте.
• Активными — обладают встроенным усилителем, регулятором уровня громкости и частоты, дополнительным источником питания.
• Пассивные — требуют подключения к внешнему усилителю.

В последнее время особенно популярным устройством для вывода звука считаются наушники, предназначенные для персонального использования. Они могут быть проводными и беспроводными, подключаемыми через инфракрасный порт или блютуз. Такие наушники считаются мобильными, но у них выходные параметры хуже, чем у проводных.

К самым простым устройствам воспроизведения звука относятся динамики. Обычно они обладают малой мощностью и низким качеством звучания. Производители снабжают штатными динамиками практически все ноутбуки и некоторые мониторы для стационарных компьютеров.