Архитектура компьютера

    Наиболее  важными техническими характеристиками дисплеев являются: принцип действия, размер экрана по диагонали, разрешающая способность, размер «зерна» экрана, частота регенерации.

    По  принципу действия основными на сегодняшний  день являются мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), CRT (Cathode Ray Terminal) – монитор на катодно-лучевой трубке), и жидкокристаллические (ЖК), или LCD-дисплеи (Liquid-Crystal Display – жидкокристаллический дисплей). Принцип действия мониторов с электронно-лучевой трубкой в точности такой же, как в бытовых телевизорах. Эти мониторы отличаются сравнительно большими габаритами, прекрасной цветопередачей и невысокой стоимостью. Жидкокристаллические мониторы отличаются малой толщиной и плоским экраном. Но стоимость их пока выше, чем у мониторов с электронно-лучевой трубкой. Различают жидкокристаллические мониторы с так называемой активной матрицей – более качественные и более дорогие и мониторы с пассивной матрицей – с более бледным изображением и с более заметными следами от смены кадров, но примерно на треть более дешёвыми, чем с активной матрицей. В последнее время появились так называемые плазменные мониторы, обладающие высоким качеством формируемого изображения и значительными размерами – до 1 м и более по диагонали при толщине всего 10 см.

    Большое значение имеет размер экрана по диагонали (в сантиметрах или дюймах). В настоящее время выпускаются мониторы с экранами от 9 до 42 дюймов (от 23 до 107 см). Наиболее распространенными являются экраны с размером 15, 17, 19 и 21 дюймов. Естественно, что чем больше размер экрана, тем выше стоимость дисплея. Для стандартных целей достаточно 17-дюймового экрана. При большом объеме работы с графикой желательно выбирать 19- или 21-дюймовые мониторы.

    Важной  характеристикой дисплеев является рассмотренная ранее разрешающая  способность экрана, определяющая степень четкости изображения. Она зависит от количества строк на весь экран и количества пикселов в строке. В настоящее время существует несколько стандартных разрешений, которые существенно зависят от фактического размера экрана. Например, для 17-дюймового монитора стандартным считается разрешение 1024 х 768, а максимальным может быть растр 1600 х 1200. Здесь первое число указывает количество пикселов в строке, а второе – количество строк на экран. Отметим, что у мониторов на электроннолучевой трубке разрешающая способность выше и может достигать 2048 х 1536. в то время как у лучших жидкокристаллических мониторов она пока значительно ниже – до 1280 х 1024.

    Качество  изображения определяется не только разрешающей способностью. но и так называемой зернистостью экрана, которая определяется как фактический линейный размер пиксела или же как расстояние между двумя соседними пикселами. Этот параметр у большинства мониторов равен 0,24 - 0,28 мм. Чем меньше зернистость, тем лучше, но и дороже монитор.

    Следующей характеристикой дисплеев является частота регенерации (обновления), или частота кадров, которая показывает, сколько раз в секунду обновляется изображение на экране. Если частота кадров меньше 60 Гц, то есть если обновление происходит менее чем 60 раз в секунду, то появляется мерцание изображения, что отрицательно сказывается на зрении. В настоящее время частота регенерации большинства мониторов составляет от 60 до 100 Гц, а стандартной считается частота 85 Гц.

    С точки зрения техники безопасности работы с мониторами, необходимо учитывать класс защиты монитора, который определяется международными стандартами. В настоящее время действует стандарт ТСО-99, выдвигающий самке жесткие требования к безопасному для человека уровню электромагнитных излучений; эргономическим и экологическим параметрам, а также к параметрам, определяющим качество изображения – яркости, контрастности, мерцанию, антибликовым и антистатическим свойствам покрытия экрана монитора.

    В современных компьютерах для  создания изображения на экране дисплея необходим ещё один компонент, который называют видеоплатой, видеокартой ilt. видеоадаптером.

    Видеоадаптер  вместе с монитором образуют видеоподсистему компьютера. Именно видеоадаптер определяет разрешающую способность монитора и количество передаваемых цветовых оттенков. Существует несколько стандартных типов aдаптеров. В настоящее время в основном используются дисплеи SVGA (Super Video Graphics Array — супервидеографический массив), способные передавать 16,7 миллиона цветовых оттенков. Для обеспечения такого количества цветов, а также хорошего разрешения видеоадаптеры содержат собственную видеопамять довольно большого объема (16 – 32 Мбайт).

    b. Клавиатура

    Для ввода первичной информации в компьютер, а также для управления его работой используется клавиатура.

    В настоящее время клавиатуры подавляющего большинства персональных компьютеров унифицированы и выполнены в стандартах 101/102-, 104/105- или 108-клавишных клавиатур.

    Клавиатура компьютера может работать в одном из нескольких режимов, которые называют регистрами. Различают следующие режимы: ввода прописных (заглавных)/строчных (маленьких) букв; ввода русских/латинских букв; вставки/замены; цифрового ввода/управления из цифровой клавиатуры. Режимы ввода русских/латинских букв называют раскладкой клавиатуры.

    Все клавиши клавиатуры можно разделить на четыре группы: алфавитно-цифровые, цифровые, функциональные и управляющие. Клавиши алфавитно-цифровой группы служат для ввода первичной текстовой информации. Цифровая группа находится на правом участке клавиатуры. Клавиши этой группы удобно использовать для ввода больших массивов числовой информации. Функциональные клавиши F1 – F12 занимают самый верхний ряд клавиатуры. Значение каждой из них определяется выполняющейся в момент нажатия клавиши программой и, как правило, связывается с выполнением некоторой последовательности действий. Например, во многих программах нажатие клавиши F1 приводит к выдаче оперативной подсказки. Последнюю, четвертую группу, образуют клавиши управления. Они размещены по периметру алфавитно-цифровой группы, а также между алфавитно-цифровой и цифровой группами.

    Для объяснения назначения некоторых клавиш потребуются понятия текстового курсора (или просто курсора) и прокрутки. При вводе нажатие клавиши алфавитно-цифровой или цифровой клавиатур приводит не только к записи кода символа, соответствующего нажатой клавише, в оперативную память машины. Одновременно с записью в память с целью визуального контроля правильности ввода на экране в текущем знакоместе появляется изображение данного символа. Это знакоместо отмечается значком специальной формы – курсором.

    Текстовым курсором называется значок, отмечающий позицию вывода на экран дисплея очередного символа текста.

    После размещения изображения введённого символа в текущей позиции экрана курсор автоматически перемещается в соседнюю позицию. При достижении конца строки курсор перемещается в начало следующей. После заполнения последней позиции последней строки экран оказывается полностью заполненным текстом. Если после этого продолжить процесс ввода текста, начнется прокрутка содержимого экрана. Это значит, что самая верхняя строка текста будет вытеснена за пределы экрана и станет невидимой. На ее место переместится текст, находившийся до этого на второй сверху строке. Место второй строки займет третья и т.д., до самой последней строки. После перемещения текста последней строки на предпоследнюю позицию нижняя строка освободится от старого текста и будет готова к приему новых символов текста. Вытеснение изображения первой строки с экрана не означает, что происходит уничтожение соответствующего текста в памяти машины. В общем случае обрабатываемый текст может целиком не помещаться в выделенной для его просмотра области экрана либо на всем экране. При необходимости просмотра других участков текста, находящихся за пределами экрана или области, производится перемещение текста вверх, вниз, вправо или влево таким образом, чтобы нужный участок попал на экран или в нужную область экрана. Прокрутка может осуществляться автоматически или по указаниям пользователя

    Прокруткой  называется такое перемещение изображения, при котором место видимого на экране участка занимают другие, ранее не видимые его участки.

    Сочетанием клавиш, или клавиатурной комбинацией, называется одновременное нажатие двух или более клавиш клавиатуры.

    Сочетание клавиш обозначается знаком + между нажимаемыми одновременно клавишами, например, Shift+F4. Вначале нажимается и удерживается клавиша, указанная первой.

    c. Мышь

    Это очень простое и удобное устройство ввода служит для управления работой программ и для ввода простейших видов графической информации – рисунков, чертежей и т.д. Мышь имеет плоское дно и обычно овальную, по форме руки, веррхнюю крышку с двумя или тремя кнопками. Кроме кнопок, на верхней крышке иногда располагается ролик, который можно легко вращаться одним пальцем.

    Манипулятор обычно подсоединяется к компьютеру с помощью провода. Довольно часто можно встретить и беспроводные мыши, использующие для передачи управляющих сигналов инфракрасные лучи Исполнительный механизм мыши преобразует перемещения ее корпуса в электрические сигналы, которые передаются в машину и определяют текущее положение на экране дисплея специального значка, который назыввют указателем мыши. Перемещая мышь по поверхности стола, можно совместить указатель мыши с любой точкой на поверхности экрана. Нажатие на одну из кнопок мыши, а также некоторые другие приемы работы с кнопками позволяют задавать выполнение тех или иных действий или вычерчивать какие-либо рисунки. Вращение ролика (если он есть) позволяет прокручивать содержимое экрана. В большинстве случаев работа с мышью значительно эффективнее, проще и нагляднее управления с помощью клавиатуры.

    d. Принтер

    Обычно  результаты выполнения программ выводятся  на экран дисплея, однако такая форма  вывода результатов обладает серьезным  недостатком – недолговечностью хранения изображения на экране. Для получения результатов работы программ на бумаге служит печатающее устройство – принтер. Наиболее важные характеристики принтеров:

            - тип принтера  – матричный, струйный или лазерный;

            - возможность работы с цветом;

            - ширина каретки;

            - разрешение при печати;

            - скорость печати;

            - эксплуатационные расходы.

    Существенной  характеристикой любого принтера является ширина каретки, определяющая максимальные размеры – формат документа, который может быть напечатан на данном принтере. Документы форматов А2 и A3 могут быть подготовлены только на принтера с широкой кареткой. Документы формата А4 и меньше могут быть напечатана и на принтере с узкой кареткой

    При печати графики важной характеристикой  является разрешение при печати, которое измеряется числом точек, печатаемых на одном дюйме, — dpi (dots per inch – точки на дюйм). Скорость печати определяется как количество полностью отпечатанных листов в единицу времени, обычно в минуту.

    Весьма  важной характеристикой принтера является стоимость его эксплуатации – эксплуатационные расходы. Современные принтеры обычно используют для выполнения печати специальное съемное устройство — картридж. Внутри него размещается красящая лента или расходуемое при печати вещество: чернила или специальный порошок – тонер (tone — тон, оттенок). Используемые при печати красящие ленты, чернила, тонеры, бумагу и т. д. называют расходными материалами. Эксплуатационные расходы включают в себя: стоимость картриджа, стоимость печати одного листа и стоимость заправки картриджа тонером (или замены ленты в картридже). Кроме того, обычно указывается количество листов, которые можно напечатать с одной заправки картриджа.

    Используемые  в настоящее время принтеры по принципу действия можно разбить на три группы – матричные, струйные и лазерные.

    Печатающие  головки матричных принтеров содержат группу (матрицу) иголок, которые, выдвигаясь из головки в определенных комбинациях и ударяя по красящей ленте, оставляют на бумаге изображение символа. Принтеры этой группы могут печатать со скоростью (при черновой печати) от 180 до 400 и выше символов в секунду. Они могут печатать не только текст, но и графику. При этом характерным является разрешение 360 х 360 dpi. Некоторые модели позволяют печатать в цвете, а также сразу несколько копий документа, однако качество цветной печати невысокое. Кроме того, матричные принтеры обладают высокой шумностью при печати. Матричные принтеры имеют сравнительно низкую собственную цену и невысокую стоимость расходных материалов – красящих лент, картриджей, бумаги.

    Печатающие головки струйных принтеров имеют несколько форсунок, капиллярных сопел, через которые на бумагу выстреливаются мельчайшие капельки чернил разных цветов. Количество сопел может быть большим – 64 и выше. Таким образом, на бумаге получается цветное точечное изображение высокого качества. Струйные принтеры обладают хорошим качеством вывода цветных графических изображений. Разрешение при печати достигает 720 х 720 dpi. Однако скорость печати у струйных принтеров невысокая – от нескольких десятков секунд до двух минут на печатаемую страницу. Принтеры этой группы достаточно дороги и сложны в эксплуатации, так как требуют специального ухода за соплами, засыхание чернил в которых приводит к полному выходу из строя пишущего узла принтера. Вместе с тем стоимость самих струйных принтеров относительно невысока.