Пристрої виводу

Призначені для виводу інформації від комп'ютера. До пристроїв виведення відносяться монітор, друкуючі пристрої, графобудівники і т. д.

Монітор

Монітор PC є найважливішим пристроєм відображення текстової та графічної інформації. Монітори бувають кольоровими і монохромними. Вони можуть працювати в двох режимах: текстовому або графічному.

Цифрові (TTL) монітори

Термін TTL (Transistor Transistor Logic - транзисторних-транзисторна логіка) означає стандартну серію цифрових мікросхем, застосовуваних в електронній техніці. І як завжди, коли мова йде про цифрову техніку, читається, що сигнали мають тільки два стани: логічної 1 і логічного 0 ("так" і "ні").

Монохромні монітори

Коли мова йде про TTL-моніторах, то найчастіше мають на увазі монохромні монітори, сигнали управління якими формуються графічними картами стандартів MDA або Hercules. Вже з самого поняття монохромний ясно, що крапка на екрані може бути тільки світлою або темною. У кращому випадку точки можуть розрізнятися ще й своєю яскравістю. Hercules-монітор здатний відображати зображення тільки у вигляді світлих і темних точок з роздільною здатністю 728х348 і може працювати в комплексі з усією системою тільки при наявності відеокарти. Інші монітори формують зображення (аналогічно телевізорів) в результаті високої частоти зміни кадрів зображення при мінімальному його мерехтінні. Цей принцип не реалізований в моніторі типу Hercules. TTL-монітор можна відрізнити від аналогового також за кількістю контактів роз'єму для підключення до PC. Монітор Hercules має 9-контактний штекер типу D (вилка). Однак будьте уважні: такий же роз'єм має і описаний далі RGB-монітор.

RGB-монітори

Цифрові RGB-монітори (Red / Green / Blue - червоний / зелений / синій), в основному, призначені для підключення до карти стандарту EGA. Подібні пристрої підтримують і монохромний режим з дозволом, що дозволяє відображати 16 кольорів. RGB-монітори в порівнянні з моніторами Hercules мають менший дозвіл. Такі монітори можна дізнатися за характерною колірної маркування на передній панелі.

Аналогові монітори

У даному випадку мова піде про монітори, які працюють з відеокартами стандарту VGA і вище. Вони здатні підтримувати дозвіл стандарту VGA 640х480 пікселів і вище.
Назва "аналоговий" означає не можливість дозволу, а, на відміну від TTL-моніторів, спосіб передачі інформації про запропоновані квітах від відеокарти до монітора. При роботі в режимі True Color повинно бути відповідне число ліній для передачі палітри кольорів з 24 ступенями глибини. Тому на цифрових моніторах передача такої інформації не проводиться. Це єдина невелика область PC, де аналоговий принцип обробки інформації залишився до сьогоднішнього часу. Аналогова передача сигналів здійснюється у вигляді напруги різних рівнів. VGA-монітори можуть працювати не тільки в кольоровому, а й у монохромному режимі. В останньому випадку кольори і їх відтінки замінюються відтінками сірого кольору.
Принцип формування зображення в моніторах на базі електронно-променевої трубки (всі вище перераховані) мало чим відрізняється від принципу дії телевізора. Випускається електронною гарматою (катодом) пучок електронів, потрапляючи на екран, покритий люмінофором, викликає його світіння.

Рідкокристалічні дисплеї (LCD)

В кінці 80-х років були представлені перші моделі PC типу notebook (laptop). Основним чинником, що призвів зниження їх ваги, було, в першу чергу застосування в якості пристрою відображення інформації рідкокристалічних дисплеїв (Liquid Crystal Display, LCD). Екран такого дисплея складається з двох скляних пластин, між якими знаходиться маса, яка містить рідкі кристали, які можуть змінювати свою оптичну структуру і властивості в залежності від прикладеної до них електричного заряду. Це означає, що кристал під впливом електричного поля змінює свою орієнтацію, тим самим кристали по-різному відбивають світло і роблять можливим відображення інформації. Оскільки опір відносно велике, кристали можуть рухатися тільки з певною швидкістю. Це властивість яскраво проявлялося при переміщенні курсору миші по LCD-екрану перший дисплеїв. При швидкому переміщенні курсор просто зникав. Рідкі кристали отримували електричний імпульс, але не встигали зреагувати, коли курсор вже перемістився на інше місце. Для зменшення смазанності і збільшення контрастності зображення були розроблені рідкокристалічні дисплеї, виконані за технологією DSTN (Dual-scan Super-Twisted Nematic). Фірмою Toshiba був розроблений рідкокристалічний дисплей з активною матрицею на тонкоплівкових транзисторах, так звана технологія TFT (Thin Film Translator). У TFT-дисплеї, на відміну від DSTN-дисплея, немає ніякого уповільнення. Різновидом DSTN-технології стала технологія MLA (Multiline Addressing). Один з недоліків таких дисплеїв може бути вам знайомий за наручним годинником, калькуляторах і т. д., які працюють з LCD-індикаторами. Якщо подивитися на екран під кутом, то можна побачити тільки сріблясту поверхню. Зображення і різкість LCD-екранів залежать від кута спостереження. Хороша якість зображення досягається при куті спостереження 90 °. Рідкі кристали не світяться, тому подібні монітори потребують підсвічуванню або в зовнішньому освітленні.

Газоплазмове монітори

Для газоплазмове моніторів немає таких обмежень, як для LCD-дисплеїв. Вони також мають дві скляні пластини, між якими знаходяться не кристали, а газова суміш, яка висвітлюється у відповідних місцях під дією електричних імпульсів. Недоліком таких моніторів є неможливість їх використання в портативних комп'ютерах з акумуляторним і батарейним харчуванням через великого споживання струму.
Основні характеристики моніторів:
- Частота вертикальної (кадрової) і горизонтальної (рядкової) розгорнення
- Роздільна здатність екрану, тобто число точок (пікселів) відображених на екрані
- Діагональ екрану, тобто відстань між правим нижнім і верхнім лівим кутами
- Розмір зерна монітора, тобто розмір точки люмінофора на внутрішній поверхні екрану
- Тип електронно-променевої трубки, від якого залежить якість люмінофорного покриття
- Швидкість перемикання з текстового в графічний режим, тобто зміна роздільної здатності
- Наявність і якість антиблікового покриття (екран набуває блакитний відтінок)
- Рівень випромінювання (разом з монітором бажано придбати захисний екран)
Монітор є пристроєм для візуального відображення інформації. Сигнали, які отримує монітор (числа, символи, графічну інформацію і сигнали синхронізації), формуються відеокартою. Таким чином, монітор і відеокарта являють собою своєрідний тандем, який для оптимальної роботи повинен бути налаштований відповідним чином. З метою забезпечення ефективної роботи обидва компоненти повинні оптимальним чином підходити один до одного. В даний час налічується більше 30 модифікацій різних типів відеокарт, що розрізняються конструкцією, параметрами і стандартами. Природно, описати все різноманіття цих типів не представляється можливим. У зв'язку з цим вирішено класифікувати відеокарти за прийнятим стандартам. Можливо, при такому поділі будуть розглянуті стандарти, які більше не відіграють значної ролі в РС і морально застаріли, але про них варто згадати для повноти картини.
Позначення:
MDA - Monochrome Display Adapter (адаптер монохромного дисплея)
CGA - Color Graphics Adapter (адаптер колірної графіки)
HGC - Hercules Graphics Card (графічна карта Hercules)
EGA - Enhanced Graphics Adapter (вдосконалений графічний адаптер)
VGA - Video Graphics Adapter (відео графічний адаптер)
SVGA - Super Video Graphics Adapter (супер відео графічний адаптер)
В даний час монітори стандарту MDA, CGA, Hercules і EGA не використовуються, тому що вони не мають належної роздільною здатністю, що призводить до швидкого стомлення очей. Крім того, вони не мають можливості програмної завантаження шрифтів кирилиці (російських букв). Останнім часом найбільшого поширення набули монітори стандарту SVGA.

Принтер

Принтер (або друкуючий пристрій) призначений для виведення інформації на папір. Всі принтери можуть виводити також малюнки і графіки, кольорові або чорно-білі зображення. Існує кілька тисяч моделей принтерів, які можуть використовуватися з IBM PC. Розглянемо основні типи.

Матричні (голчаті) принтери

Голчастий принтер (Dot-matrix-Printer, він же матричний) довгий час був стандартним пристроєм висновку для РС. У недавньому минулому, коли струминні принтери працювали ще незадовільно, а ціна лазерних була досить висока, повсюдно використовувалися голчасті принтери. Вони ще часто застосовуються і сьогодні. Переваги цих принтерів визначаються, в першу чергу швидкістю друку і їх універсальністю, що полягає в здатності працювати з будь-яким папером, а також низькою вартістю друку. При виборі принтера ви завжди повинні виходити із завдань, які будуть перед ним поставлені. Якщо необхідний принтер, що повинний цілий день без перерви друкувати різні формуляри, чи швидкість друку важливіше, ніж якість, то дешевше використовувати голчастий принтер. Якщо ви хочете отримувати на папері якісне зображення, то використовуйте струменевий або лазерний принтер, однак при цьому, природно, собівартість кожного аркуша істотно зросте. Голчасті принтери мають суттєву перевагу - можливість друкувати відразу кілька копій документа "під копірку". А недоліком таких принтерів є, вироблюваний ними при роботі, шум. Принцип, яким голчастий принтер друкує знаки на папері, дуже простий. Голчастий принтер формує знаки декількома голками, розташованими в головці принтера. Механіка подачі паперу проста: папір втягується з допомогою вала, а між папером і голівкою принтера розташовується барвна стрічка. При ударі голки по цій стрічці на папері залишається зафарбований слід. Голки, розташовані усередині головки, зазвичай активізуються електромагнітним методом. Головка рухається по горизонтальній направляючої і керується кроковим двигуном. Існують головки: 9 * 9 голок, 9 * 18, 18 * 18, 24 * 37. Голки розташовані в один або два ряди. За допомогою багатобарвної фарбувальної стрічки реалізована можливість кольорового друку.

Струминні принтери

Першою фірмою, що виготовила струменевий принтер, є Hewlett Packard. Основний принцип роботи струменевих принтерів чимось нагадує роботу голчастих принтерів, тільки замість голок тут застосовуються сопла (дуже маленькі отвори), які знаходяться в головці принтера. У цій головці встановлений резервуар з рідкими чорнилом, які через сопла, як мікрочастинки, переносяться на матеріал носія. Число сопел залежать від моделі принтера і виробника.
Методи подачі чорнила:
- Головка принтера об'єднана з резервуаром для чорнила; заміна резервуара з чорнилом одночасно пов'язана з заміною головки
- Використовується окремий резервуар, який через систему капілярів забезпечує чорнилом головку принтера; заміна головки пов'язана тільки з її зносом
Кольоровий друк за допомогою струменевих принтерів є досить якісною, що і призвело до широкого поширення струменевих принтерів. Зазвичай кольорове зображення формується при друці накладенням один на одного трьох основних кольорів: ціан (Cyan), пурпурний (Magenta) і жовтий (Yellow). Хоча теоретично накладення цих трьох кольорів має у результаті давати чорний колір, на практиці в більшості випадків виходить сірий або коричневий, і тому в якості четвертого основного кольору додають чорний (Black). На підставі цього таку кольорову модель називають CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black).

Лазерні принтери

Незважаючи на сильну конкуренцію з боку струминних принтерів лазерні принтери дозволяють досягати значно більш високої якості друку. Якість одержуваного з їх допомогою зображення наближається до фотографічного. Таким чином, для отримання високоякісного чорно-білої або кольорової роздруківки варто віддавати перевагу лазерному принтеру в порівнянні зі струминним. Більшістю виготовлювачів лазерних принтерів використовується механізм друку, який застосовується в ксероксах. Найважливішим конструктивним елементом лазерного принтера є обертовий барабан, за допомогою якого виробляється перенос зображення на папір. Барабан являє собою металевий циліндр, покритий тонкою плівкою фотопровідного напівпровідника. По поверхні барабана рівномірно розподіляється статичний заряд. Для цього служить тонкий чи дріт сітка, називаний коронирующим проводом. На цей провід подається висока напруга, що викликає виникнення навколо нього світної іонізованої області, званої короною. Лазер, керований мікроконтролером, генерує тонкий світловий промінь, що відбивається від обертового дзеркала. Цей промінь, приходячи на барабан, змінює його електричний заряд у точці дотику. Таким чином, на барабані виникає прихована копія зображення. На наступному робочому кроці на фотоскладальний барабан наноситься тонер - найдрібніша барвна пил. Під дією статичного заряду ці дрібні частинки легко притягуються до поверхні барабана в точках, які зазнали експозиції, і формують зображення. Папір втягується з лотка і за допомогою системи валиків переміщається до барабана. Перед самим барабаном паперу повідомляється статичний заряд. Потім папір стикається з барабаном і притягає, завдяки своєму заряду, частинки тонера від барабана. Для фіксації тонера папір знову заряджається і пропускається між двома роликами з температурою близько 180 ° С. Після власне процесу друку барабан повністю розряджається, очищується від прилиплих зайвих часток готовий для нового процесу друку. Лазерні принтери цього класу обладнані великим обсягом пам'яті, процесором і, як правило, власним вінчестером. На вінчестері розташовуються різноманітні шрифти і спеціальні програми, які керують роботою, контролюють станом оптимізують продуктивність принтера.

Термічні принтери

Кольорові лазерні принтери поки не ідеальні. Для отримання кольорового зображення фотографічної якості використовуються термічні принтери або, як їх ще називають, кольорові принтери високого класу. Існують три технології кольорового термодруку:
- Струменевий перенесення розплавленого барвника (термопластичная друк)
- Контактний перенесення розплавленого барвника (термовосковая друк)
- Термоперенос барвника (друк сублімації)
Спільним для останніх двох технологій є нагрівання барвника й перенесення його на папір (плівку) в рідкій або газоподібній фазі. Багатобарвний барвник, як правило, нанесений на тонку лавсанову плівку (завтовшки 5 мкм). Плівка переміщається за допомогою механізму протягування стрічки, який конструктивно схожий з аналогічним вузлом голчастого принтера. Матриця нагрівальних елементів за 3-4 проходи формує кольорове зображення. Принтери, що використовують струменевий перенесення розплавленого барвника, називають ще восковими принтерами з твердим барвником. При друку блоки кольорового воску розплавляються і вибризгіваются на носій, створюючи яскраві насичені кольори на будь-якій поверхні. Перерахуємо основні якості принтерів, що визначають їх порівняльні переваги з точки зору користувача.
- Якість та швидкість друку - чи забезпечує принтер необхідну якість друку, і якщо так, то з якою швидкістю.
- Надійність - яка надійність принтера при друці типових документів і при роботі з наявною у користувача папером
- Зміна фарбувальних елементів - яка тривалість роботи принтера з даними барвним елементом.
- Сумісність з наявними програмами.
Принтери практично завжди підключаються до паралельного порт у LPT (Line Printer, 25-ти контактний Sub-D роз'єм). Рідко зустрічаються бездротові інфрачервоні принтери, які застосовуються в основному користувачами PC типу notebook.

Плоттер (графобудівник)

Плоттер є пристроєм виведення, що застосовується тільки в спеціальних областях. Плоттери зазвичай використовуються спільно з програмами САПР. Результат роботи практично будь-який такий програми - це комплект конструкторської або технологічної документації, в якій значну частину складають графічні матеріали. Таким чином, вотчиною плоттера є креслення, схеми, графіки, діаграми і т. п. Для цього плоттер обладнаний спеціальними допоміжними засобами. Поле для креслення у плотерів відповідає формати А4 - А0. Всі сучасні плоттери можна віднести до двох великих класів;
- Планшетні для форматів АЗ-А2 (рідше А1-А0) з фіксацією листа електричним, рідше магнітним або механічним способом
- Барабанні (рулонні) плотери для друку на папері формату А1 або А0, з роликовою подачею листа, механічним або вакуумним притиском барабанні плоттери використовують рулони паперу довжиною до декількох десятків метрів і дозволяють створювати довгі креслення та малюнки. В даний час підготовка машинних носіїв інформації вимагає великих затрат ручної праці. Їх застосування ефективно в пакетному режимі. Раніше широко використовувалися машинні перфоносители інформації. Процес підготовки даних на перфокартах і перфострічках в обчислювальних центрах розбивався на три етапи. Заповнення первинного документа, перевірку та кодування вихідних даних виконував користувач. Оператор здійснював запис і верифікацію за допомогою клавіатур: дублювання перфокарт і порівняння їх на контрольніке. Логічний і арифметичний контроль записаної інформації проводився на ЕОМ. В даний час здійснюється перехід на "безпаперову" технологію, тому припинені розробка і випуск нових пристроїв введення-виведення з перфоносители. Використання паперових носіїв неефективно, так як пристрої введення-виведення, що працюють з такими носіями, мають низьку продуктивність. Розглянемо класифікацію пристроїв введення-виведення документів. Основними ознаками класифікації є: тип інформації (текстовий чи графічний), функціональне призначення пристрою (введення або виведення), ступінь автоматизації процесу введення-виведення і тип носія інформації.
Рукописна інформація для автоматичного введення в ЕОМ з документа повинна бути закодована в нормалізованому, стилізованому або кодованому шрифти. Оптичні читають автомати забезпечують зчитування даних у вигляді графічних позначок з формалізованих документів, кодованих, нормалізованих і стилізованих письмових знаків; друкованих, машинописних і рукописних знаків. Наприклад, автомат "Бланк 2" зчитує зі швидкістю до 400 бланків / хв. документи чотирьох форматів, на яких дані представлені стилізованим шрифтом. Введення інформації вручну здійснюється за допомогою клавіатури. Клавіатура є основним пристроєм введення в ПЕОМ. Типова клавіатура схожа на клавіатуру друкарської машинки. Вона містить клавіші букв російського і латинського алфавітів. Іноді для зручності користування виділяється спеціальне цифрове поле, яке містить крім цифр деякі символи арифметичних операцій. На клавіатурі можуть розміщуватися від 70 до 101 клавіші. Багато клавіші мають подвійне і навіть потрійне значення, їх перемикання здійснюється за допомогою спеціальних клавіш (перемикання з нижнього на верхній регістр або навпаки). До складу клавіатури включається набір функціональних клавіш, які полегшують і прискорюють введення даних і формують деякі керуючі команди. Пристрої введення графічної інформації (УВГІ) виконують: пошук зображення на носії інформації, виділення елементів зображення, що підлягають кодуванню, перетворення координат точок кодованого зображення в цифрову форму і передачу цифрового опису елементів зображення в ЕОМ для подальшої обробки. Для виведення інформації з ЕОМ найбільш часто використовуються швидкодіючі друкуючі пристрої. Головними параметрами при виборі типу друкуючих пристроїв є швидкість, якість друку і вартість. У сучасних ЕОМ застосовується матричні, літерні, термографічні, струменеві та лазерні друкуючі пристрої (ПУ). За методом нанесення друкованих знаків на носій інформації ПУ діляться на пристрої ударного і ненаголошеного дії. У друкувальних пристроях ударної дії зображення - відтиск символу цифровий або символьної інформації-формується в результаті механічного удару друкуючого молоточка на шрифтоносителя з одночасним нанесенням барвника. На шрифтоносителя наносяться всі символи алфавіту. Таке ПУ називається знакопечатающім. Однак частіше використовується так зване матричне ПУ. У матричних ПУ друкуюча головка містить вертикальний ряд тонких металевих стрижнів. Головка рухається уздовж рядка бумагоносітеля, в потрібний момент стрижні вдаряють по паперу через фарбувальну стрічку. Це забезпечує формування на папері символів і зображень. Друкуючі головки можуть містити 9, 24 і 48 стрижнів. Чим більше в головці стрижнів, тим вища якість друку. За допомогою матричних ПУ можна друкувати не тільки текст, але й малюнки, так як рухом стрижнів і паперу може керувати програма. Швидкість друку в матричних ПУ коливається в залежності від якості друку в межах від 30 до 200 зн. / С. У літерних ПУ використовуються змінні шрифтоносителя у вигляді дисків з нанесеними літерами будь-якого алфавіту. Вони забезпечують досить високу якість друку. Літерні ПУ застосовують тільки для друку текстів. Швидкість друку досягає 60 зн. / С. У ненаголошених друкувальних пристроях для нанесення символьної і цифрової інформації використовують термографічні, струменеві, лазерні ПУ. Термографічні ПУ впливають теплом на термочутливих папір або розтоплюють фарбувальний склад, який потім лягає на папір. Вони компактні, дешеві, безшумні. Можливе отримання хорошої якості, однак потрібна спеціальна світлочутливий папір. У струминних друкувальних пристроях зображення на папері формує крапельна струмінь фарбувальної рідини. Широке поширення отримали п'єзоструйного головки, які мають майже необмежений термін служби: у міру витрачання фарбувальної рідини, наприклад чорнила, замінюють балончик з фарбувальними чорнилом. Струменевий спосіб дозволяє реалізувати не тільки одноколірну, але і багатоколірний друк. При цьому в блоці головок розташовуються чотири групи сопів, кожне з яких пов'язане з ємністю, заповненої чорнилом одного з чотирьох кольорів: чорного, синього, пурпурного і жовтого, що дозволяє отримати семицвітні зображення. Лазерні друкуючі пристрої здійснюють друк з дуже високою швидкістю і якістю друку, цілком можна порівняти з якістю високого друку. Вони використовують тільки листову папір різного формату (A3 або А4). Багато лазерні ПУ дозволяють масштабувати шрифти. Літери одного і того ж по зображенню шрифту можуть друкуватися з різною висотою і відповідної шириною. Лазерні ПУ порівняно дорогі, тому можуть використовуватися в обчислювальних системах або професійних ПЕОМ. Найбільш вигідно застосовувати їх для виготовлення оригінал-макетів видань (книг і брошур). Дорого саме друкуючий пристрій, його програмне забезпечення, а також попередня підготовка тексту, яка повинна бути виконана введенням його з клавіатури або за допомогою сканера. У ЕОМ використовується висновок алфавітно-цифрової і графічної інформації на мікрофільм. Застосування фотоплівки в якості носія дозволяє значно підвищити швидкість виведення інформації (1500-2700 рядків / хв), прискорити процес створення копій, підвищити щільність запису інформації на носії. Мікрофільм набагато зручніше для зберігання, ніж будь-який паперовий носій. Однак для читання записаної на мікрофільм інформації необхідні спеціальні пристрої. Пристрої виводу на мікрофільм порівняно дороги. Висновок графічної інформації здійснюється за допомогою графопостроителей.