Внешние запоминающие устройства

Накопители на магнитных дисках в качестве запоминающей среды используют магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два состояния. Различают накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер) с емкостью до 2 Тбайт и накопители на гибких магнитных дисках (НГМД, дискета) с емкостью 1,44 – 2,88 Мбайт. НГМД являются сменными, для чтения-записи информации с них необходимо специальное устройство – дисковод.

Информация на магнитном диске записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей – дорожек (треков). Каждая дорожка магнитного диска разбита на сектора. При записи и чтении информации диски вращаются вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к дорожке, выбранной для записи или чтения информации. В отличие от дискеты жесткий диск вращается непрерывно.

Оптические диски (компакт-диски) используют для считывания или записи данных лазерный луч. Компакт-диск (CD) представляет собой две плотно соединенные пластиковые пластины с тонким оптическим информационным слоем между ними. На информационном слое располагается спиральная дорожка, состоящая из чередующихся темных (поглощающих свет) и светлых (отражающих свет) точек. Каждая такая точка – это 1 бит данных.

При считывании и записи данных оптический диск раскручивается до скорости 10 тыс.оборотов в мин. При считывании информации лазер освещает диск, а датчики воспринимают отраженный луч и распознают темные и светлые участки диска.

По способу организации записи и считывания диски могут быть подразделены на 3 класса: только для чтения (CD-ROM), с однократной записью (CD-R) и многократным считыванием и многократной перезаписью (CD-RW).

Компакт-диски выпускаются с различными объемами памяти. В среднем емкость компакт-диска составляет 700 Мбайт.

DVD – цифровые оптические диски с высокой плотностью записи. Информация на этих дисках размещается либо на обеих сторонах диска, либо в нескольких слоях. Двух сторонние и двухслойные диски позволяют хранить 17 Гбайт информации.

Стримеры используют для записи и хранения информации магнитные ленты. В отличие от большинства других запоминающих устройств, имеющих прямой доступ к данным, стримеры являются устройствами последовательного доступа. Файлы записываются на магнитную ленту последовательно. Для того, чтобы прочитать какой-либо файл, кроме первого, нужно сначала прочитать все предыдущие файлы. Стримеры применяются для резервного хранения большого объема данных и позволяют хранить от 40 до 800 Гбайт.

Флэш-память представляет собой микросхему перепрограммируемого запоминающего устройства с большим числом циклов перезаписи. Конструктивно выполняется в виде отдельного блока, содержащего микросхему флэш-памяти и контроллер для подключения к USB-порту. Скорость считывания информации сопоставима со скоростью считывания жестких дисков. Емкость флэш-памяти достигает 64 Гбайт.

Устройства ввода-вывода данных

Устройства ввода

Устройства ввода данных служат для преобразования в цифровой вид информации, поступающей от периферийных устройств.

Клавиатурой называется устройство для ручного ввода информации в компьютер. Современная клавиатура имеет, как правило, 101-104 клавиши, среди которых выделяют: алфавитно-цифровые клавиши, необходимые для ввода текста; клавиши управления курсором и ряд специальных и управляющих клавиш.

Мышью называют устройство, которое обеспечивает преобразование своего положения на плоскости стола в позицию указателя мыши или курсора на экране дисплея.

По своему устройству мыши подразделяются на механические и оптические. Движение механической мыши передает шарик, который соприкасается с поверхностью стола или коврика. Движение оптической мыши передает световой луч, который отражается от поверхности стола и воспринимается оптическим приемником.

В настоящее время появились беспроводных клавиатуры и мыши, которые работают на расстоянии до 1,5 м от ПК.

Трекбол представляет собой устройство, в котором перемещение курсора осуществляется вращением шарика, выступающего над плоской поверхностью.

Джойстик (ручка управления) имеет то же самое назначение, что и клавиши управления курсором, но перемещение по экрану осуществляется быстрее и в восьми направлениях, а не в четырех. Джойстик применяется для компьютерных игр.

Сенсорная панель (Touchpad) представляет собой поверхность прямоугольной формы, чувствительную к нажатию пальцев. Прикосновение пальца к поверхности панели и его перемещение управляет курсором так же, как и соответствующие воздействия манипуляторов мыши и трекбола. Сенсорная панель применяется в современных портативных ПК.

Световое перо – устройство, напоминающее обычное перо, на кончике которого имеется сверхчувствительный детектор. Если прикоснуться таким пером к экрану дисплея, то в этом месте появится система прямоугольных координат с началом в точке прикосновения. Перемещение пера по экрану вызовет появление рисунка.

Сенсорный экран служит для управления компьютером при помощи касания экрана пальцами. Сенсорный экран применяется в справочных компьютерах в музеях, на выставках, на вокзалах и в аэропортах.

Сенсорный экран может быть встроен в обычный монитор или перемещаться поверх экрана монитора, в этом случае он соединяется с одним из портов компьютера.

Графический планшет (дигитайзер) – это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи и схемы. Он состоит из планшета и соединенного с ним специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.

Сканер – устройство, преобразующее изображение, расположенное на листе бумаги или другом носителе, к электронному виду. Основная характеристика сканера – разрешающая способность, которая измеряется в dpi (dot per inch - точках на дюйм). Это число показывает, сколько точек, составляющих изображение, проставляется на отрезке длиной в один дюйм. Стандартная разрешающая способность сканирования 200 dpi позволяет обеспечить полиграфическое качество, т.е. полученные изображения будут достаточно четкими.

Сканеры бывают нескольких видов: ручные, планшетные, барабанные.

И в планшетных, и в ручных сканерах лист бумаги остается неподвижным, при этом перемещение оптического устройства по поверхности листа в ручных сканерах производится пользователем, в планшетных сканерах – автоматически. В настоящее время ручные сканеры применяются для ввода штрих-кода в кассовых аппаратах.

Барабанные сканеры используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество и небольшие размеры (фотонегативы, слайды и т.п.). в сканерах этого типа считывающая головка является неподвижной, а исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью.

Устройства вывода

Мониторы (дисплеи) предназначены для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторы различаются по принципу действия, размеру, техническим характеристикам и стандарту безопасности.

На экране монитора любого типа изображение формируется в виде набора цветных точек, называемых пикселями. В зависимости от принципа действия монитора пиксели формируются по-разному.

По принципу действия мониторы разделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (CRT), жидкокристаллические (LCD) и плазменные.

В мониторах CRT изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. В мониторах LCD принцип отображения информации основан на поляризации света. Плазменные мониторы используются в качестве больших выносных экранов для показа изображения большой аудитории. По сравнению с CRT-мониторами плазменные и LCD-мониторы имеют малую толщину (всего несколько сантиметров).

Основными техническими характеристиками мониторов являются размер экрана, размер зерна, максимальное разрешение и частота обновления экрана.

Размер экрана – это длина диагонали экрана, выраженная в дюймах (1” = 2,54 см). Наиболее распространенными размерами для экрана монитора являются 15”, 17”, 19”, 20”, 21”.

Размер зерна – это размер цветной точки, т.е. минимальный размер пикселя. Чем меньше размер зерна, тем более четкое и контрастное изображение можно получить на мониторе.

Максимальное разрешение – это общее число цветных точек, которые можно разместить на экране. Например, разрешение 1024х768 означает, что изображение формируется из 1024х768=786432 пикселей. Для реализации очень высокого разрешения необходим не только высококачественный монитор, но и соответствующий контроллер монитора – видеокарта.

Частота обновления экрана выражается в герцах (Гц, Hz) и обозначает количество прорисовок экрана в секунду. Чем выше частота, тем меньше мерцание экрана, меньше устают глаза и тем комфортнее пользователю. Стандартом предусмотрена частота 80 Гц. В LCD-мониторах допустимо чуть более низкое значение этого параметра.

Принтеры – это устройства для вывода информации на бумагу. В зависимости от способа различают матричные, струйные, лазерные, термографические принтеры.

Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Качество изображение матричных принтеров невысокое. Основное достоинство – низкая цена расходных материалов. Матричные принтеры используются сейчас в кассовых аппаратах и в других аналогичных устройствах.

Струйные принтеры формируют изображение с помощью, которые распыляются через капилляры печатающей головки. Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до несколько страниц в минуту), обеспечивая высокое качество печати, в том числе цветных изображений. Разрешающая способность струйных принтеров составляет 300 dpi и более.

Лазерные принтеры при работе используют принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски.

Высокая скорость печати (до 20 страниц в минуту) достигается за счет постраничной печати, при которой страница печатается сразу целиком. Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество печати. Разрешающая способность принтеров может достигать 1200 dpi.

Термографические принтеры для передачи на бумагу изображения используют нагрев. Имеются два типа термографических принтеров – с прямым нагревом и с теплопередачей.

Для принтеров с прямым нагревом используется бумага со специальным химическим покрытием. В месте контакта нагретой точки и бумаги происходит химическая реакция, и цвет точки меняется.

В принтерах с теплопередачей используется специальная красящая лента, краситель которой, расплавляясь, переносится на бумагу.

В настоящее время термографические принтеры выпускаются в карманном исполнении (они имеют небольшой размер) для портативных (notebook) и карманных (palmtop) ПК. Основным недостатком термографических принтеров является использование термографической бумаги, которая является недолговечным и дорогим расходным материалом.

Плоттер (графопостроитель) – устройство для вывода чертежей на бумагу. Работает плоттер по принципу струйного принтера. Различают плоттеры барабанного типа, которые работают с рулоном бумаги, и планшетного типа (лист бумаги лежит на плоском столе).