Ein Computergerät zum Anzeigen von Informationen. Ein- und Ausgabe von Informationen - abstrakt. Kontrollfragen und -aufgaben
Der PC-Monitor ist das wichtigste Gerät zur Darstellung von Text- und Grafikinformationen. Monitore sind Farbe und Monochrom. Sie können in zwei Modi arbeiten: Text oder Grafik.
Digital (TTL) überwacht
Der Begriff TTL (Transistor Transistor Logic) bezieht sich auf eine Standardreihe von digitalen Mikroschaltungen, die in der Elektronik verwendet werden. Und wie immer in der Digitaltechnik liest man, dass Signale nur zwei Zustände haben: logisch 1 und logisch 0 („ja“ und „nein“).
Monochrome Monitore
Bei TTL-Monitoren sind meist Monochrom-Monitore gemeint, deren Steuersignale von Grafikkarten des MDA- oder Hercules-Standards erzeugt werden. Schon beim Monochrom-Konzept ist klar, dass ein Punkt auf dem Bildschirm nur hell oder dunkel sein kann. Im besten Fall können sich die Punkte auch in ihrer Helligkeit unterscheiden. Der Hercules-Monitor ist in der Lage, Bilder nur in Form von hellen und dunklen Punkten mit einer Auflösung von 728x348 darzustellen und kann nur mit einer Grafikkarte in Verbindung mit dem gesamten System arbeiten. Andere Monitore erzeugen Bilder (ähnlich wie bei Fernsehern) durch hohe Bildraten mit minimalem Flimmern. Dieses Prinzip ist bei einem Hercules-Monitor nicht implementiert. Ein TTL-Monitor kann auch durch die Anzahl der Pins im Anschluss zum Anschluss an einen PC von einem analogen Monitor unterschieden werden. Der Hercules-Monitor verfügt über einen 9-poligen D-Stecker. Aber Vorsicht: Der unten beschriebene RGB-Monitor hat den gleichen Anschluss.
RGB-Monitore
Digitale RGB-Monitore (Rot / Grün / Blau - Rot / Grün / Blau) sind hauptsächlich für den Anschluss an eine EGA-Karte gedacht. Solche Geräte unterstützen auch den Monochrom-Modus mit einer Auflösung, die 16 Farben darstellen kann. RGB-Monitore haben im Vergleich zu Hercules-Monitoren eine geringere Auflösung. Diese Monitore sind an der markanten Farbcodierung auf der Frontplatte zu erkennen.
Analoge Monitore
In diesem Fall konzentrieren wir uns auf Monitore, die mit Grafikkarten des VGA-Standards und höher funktionieren. Sie unterstützen eine VGA-Auflösung von 640 x 480 Pixeln oder höher.
Der Name "analog" bedeutet nicht Auflösungsvermögen, sondern im Gegensatz zu TTL-Monitoren eine Methode zur Übertragung von Informationen über die von der Grafikkarte dargestellten Farben an den Monitor. Beim Arbeiten im True Color-Modus muss eine angemessene Anzahl von Linien vorhanden sein, um eine Farbpalette mit 24 Tiefengraden darzustellen. Daher werden solche Informationen nicht auf digitalen Monitoren übertragen. Dies ist der einzige kleine Bereich des PCs, in dem das analoge Prinzip der Informationsverarbeitung bis heute geblieben ist. Die analoge Signalübertragung erfolgt in Form von Spannungen unterschiedlicher Höhe. VGA-Monitore können nicht nur in Farbe, sondern auch in Monochrom arbeiten. Im letzteren Fall werden die Farben und deren Schattierungen durch Graustufen ersetzt.
Das Prinzip der Bilderzeugung bei Monitoren auf der Grundlage einer Kathodenstrahlröhre (alle oben genannten) unterscheidet sich nicht wesentlich vom Funktionsprinzip eines Fernsehgeräts. Ein von einer Elektronenkanone (Kathode) emittierter Elektronenstrahl, der auf einen mit Phosphor bedeckten Schirm fällt, bringt diesen zum Leuchten.
Flüssigkristallanzeigen (LCD)
In den späten 1980er Jahren wurden die ersten Notebook-PCs eingeführt. Der Hauptgrund für die Gewichtsabnahme war vor allem die Verwendung von Flüssigkristallanzeigen (LCDs) als Informationsanzeigegeräte. Der Bildschirm eines solchen Displays besteht aus zwei Glasplatten, zwischen denen sich eine Masse mit Flüssigkristallen befindet, die ihre optische Struktur und ihre Eigenschaften in Abhängigkeit von der auf sie aufgebrachten elektrischen Ladung ändern können. Das bedeutet, dass der Kristall unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes seine Orientierung ändert, dadurch reflektieren die Kristalle Licht auf unterschiedliche Weise und ermöglichen die Anzeige von Informationen. Da der Widerstand relativ hoch ist, können sich Kristalle nur mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen. Diese Eigenschaft zeigte sich deutlich, wenn man den Mauszeiger über den LCD-Bildschirm der ersten Displays bewegte. Bei schneller Bewegung ist der Cursor einfach verschwunden. Flüssigkristalle erhielten einen elektrischen Impuls, hatten aber keine Zeit zu reagieren, wenn sich der Cursor bereits an eine andere Stelle bewegt hatte. Um Unschärfen zu reduzieren und den Kontrast des Bildes zu erhöhen, wurden Flüssigkristallanzeigen mit DSTN-Technologie (Dual-Scan Super-Twisted Nematic) entwickelt. Toshiba hat eine Dünnschichttransistor-Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige namens TFT-Technologie (Thin Film Translator) entwickelt. Beim TFT-Display gibt es im Gegensatz zum DSTN-Display keine Verlangsamung. Eine Vielzahl von DSTN-Technologien ist die MLA-Technologie (Multiline Addressing). Einer der Nachteile solcher Displays kennen Sie vielleicht von Armbanduhren, Taschenrechnern etc., die mit LCD-Anzeigen arbeiten. Schaut man schräg auf den Bildschirm, sieht man nur die silbrige Oberfläche. Bild und Schärfe von LCD-Bildschirmen hängen vom Betrachtungswinkel ab. Eine gute Bildqualität wird mit einem Betrachtungswinkel von 90° erreicht. Flüssigkristalle selbst leuchten nicht, daher benötigen solche Monitore eine Hintergrund- oder Umgebungsbeleuchtung.
Gasplasmamonitore
Bei Gasplasmamonitoren gibt es keine Einschränkungen wie bei LCD-Displays. Sie haben auch zwei Glasplatten, zwischen denen sich keine Kristalle befinden, sondern ein Gasgemisch, das an geeigneten Stellen unter Einwirkung elektrischer Impulse beleuchtet wird. Der Nachteil solcher Monitore ist die Unmöglichkeit, sie in tragbaren Computern mit Akku- und Batteriestromversorgung aufgrund der hohen Stromaufnahme zu verwenden.
Hauptmerkmale von Monitoren:
Vertikale (vertikal) und horizontale (horizontale) Frequenz
Bildschirmauflösung, d.h. die Anzahl der Punkte (Pixel), die auf dem Bildschirm reflektiert werden
Bildschirmdiagonale, d.h. Abstand zwischen unterer rechter und oberer linker Ecke
Korngröße überwachen, d.h. die Größe des Leuchtstoffpunktes auf der Innenfläche des Bildschirms
Von der Art der Kathodenstrahlröhre, von der die Qualität der Leuchtstoffbeschichtung abhängt
Die Geschwindigkeit beim Umschalten vom Text- in den Grafikmodus, d.h. Änderung der Erlaubnis
Das Vorhandensein und die Qualität der Antireflexbeschichtung (der Bildschirm wird blau)
Strahlungspegel (es ist ratsam, zusammen mit dem Monitor eine Schutzscheibe zu kaufen)
Ein Monitor ist ein Gerät zur visuellen Anzeige von Informationen. Die vom Monitor empfangenen Signale (Zahlen, Symbole, Grafiken und Zeitsignale) werden von der Grafikkarte generiert. Somit sind Monitor und Grafikkarte eine Art Tandem, das für eine optimale Performance entsprechend konfiguriert werden muss. Um effizient zu arbeiten, müssen beide Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sein. Derzeit gibt es mehr als 30 Modifikationen verschiedener Arten von Grafikkarten, die sich in Design, Parametern und Standards unterscheiden. Natürlich ist es nicht möglich, die ganze Vielfalt dieser Typen zu beschreiben. In diesem Zusammenhang wurde beschlossen, Grafikkarten nach anerkannten Standards zu klassifizieren. Vielleicht werden bei einer solchen Aufteilung Standards berücksichtigt, die bei MS keine wesentliche Rolle mehr spielen und moralisch veraltet sind, aber der Vollständigkeit halber erwähnenswert sind.
| Standard | Farbe | Textmodus | Grafikmodus |
| MDA | Einfarbig | 80 * 25, 2 Farben | Nicht unterstützt |
| CGA | Farbe | 80 * 25, 16 Farben | 640 * 200, 2 Farben 320 * 200, 4 Farben |
| HGC | Einfarbig | 80 * 25, 2 Farben | 720 * 348, 2 Farben |
| EGA | Farbe | 80 * 25, 16 Farben | 640 * 350, 16 Farben |
| VGA | Farbe | 80 * 25, 16 Farben | 640 * 480, 256 Farben |
| SVGA | Farbe | 80 * 25, 16 Farben | 1600 * 1200, Echtfarben (32 Bit) |
Legende:
MDA - Monochrom-Display-Adapter
CGA - Farb-Grafikkarte
HGC - Hercules-Grafikkarte
EGA - Erweiterter Grafikadapter
VGA - Video-Grafikadapter
SVGA - Super-Video-Grafikadapter
Derzeit werden keine Monitore der Standards MDA, CGA, Hercules und EGA verwendet, da sie haben nicht die richtige Auflösung, was zu einer schnellen Ermüdung der Augen führt. Darüber hinaus haben sie nicht die Möglichkeit, kyrillische (russische Buchstaben) Schriftarten programmgesteuert herunterzuladen. Am weitesten verbreitet sind in letzter Zeit Monitore des SVGA-Standards.
ein Drucker
Ein Drucker (oder Druckgerät) ist dafür ausgelegt, Informationen auf Papier auszugeben. Alle Drucker können auch Grafiken und Grafiken, Farb- oder Schwarzweißbilder ausgeben. Es gibt mehrere tausend Druckermodelle, die mit dem IBM PC verwendet werden können. Betrachten wir die Haupttypen.
Punktmatrix-(Nadel-)Drucker
Ein Nadeldrucker (Dot-Matrix-Printer, auch bekannt als Dot-Matrix) ist seit langem das Standardausgabegerät für PCs. In der jüngsten Vergangenheit, als Tintenstrahldrucker noch unbefriedigend waren und der Preis für Laser recht hoch war, wurden Nadeldrucker weit verbreitet verwendet. Sie werden auch heute noch oft verwendet. Die Vorteile dieser Drucker werden vor allem durch die Druckgeschwindigkeit und ihre Vielseitigkeit bestimmt, dh die Fähigkeit, mit jedem Papier zu arbeiten, sowie die geringen Druckkosten. Bei der Auswahl eines Druckers sollten Sie immer von den Aufgaben ausgehen, die ihm zugewiesen werden. Wenn Sie einen Drucker benötigen, der den ganzen Tag ohne Unterbrechung verschiedene Formulare drucken muss oder die Druckgeschwindigkeit wichtiger ist als die Qualität, dann ist es günstiger, einen Nadeldrucker zu verwenden. Wenn Sie ein qualitativ hochwertiges Bild auf Papier erhalten möchten, verwenden Sie einen Tintenstrahl- oder Laserdrucker, aber natürlich steigen die Kosten für jedes Blatt erheblich. Nadeldrucker haben einen erheblichen Vorteil - die Möglichkeit, mehrere Kopien eines Dokuments auf einmal "Kohlepapier" zu drucken. Und der Nachteil solcher Drucker ist der Lärm, den sie während des Betriebs erzeugen. Das Prinzip, nach dem ein Nadeldrucker Zeichen auf Papier druckt, ist sehr einfach. Ein Nadeldrucker bildet Zeichen mit mehreren Nadeln, die sich im Kopf des Druckers befinden. Die Mechanik des Papiereinzugs ist einfach: Das Papier wird von der Walze eingezogen und das Farbband befindet sich zwischen Papier und Druckkopf. Wenn die Nadel auf dieses Band trifft, bleibt eine übermalte Spur auf dem Papier zurück. Die im Kopf befindlichen Nadeln werden in der Regel elektromagnetisch aktiviert. Der Kopf bewegt sich entlang einer horizontalen Führung und wird von einem Schrittmotor gesteuert. Es gibt Köpfe: 9 * 9 Nadeln, 9 * 18, 18 * 18, 24 * 37. Die Nadeln sind ein- oder zweireihig angeordnet. Mit Hilfe eines mehrfarbigen Farbbandes wird die Möglichkeit des Farbdrucks realisiert.
Monitor
Der Monitor ist ein Gerät zur visuellen Anzeige aller Arten von Informationen, das an die PC-Videokarte angeschlossen ist.
Unterscheiden Sie zwischen Monochrom- und Farbmonitoren, alphanumerischen und grafischen Monitoren, Kathodenstrahlröhrenmonitoren und Flüssigkristallmonitoren.
Kathodenstrahlmonitore ($ CRT $)
Das Bild wird mit einem Elektronenstrahl erzeugt, der von einer Elektronenkanone freigesetzt wird. Eine hohe elektrische Spannung beschleunigt einen Elektronenstrahl, der auf die Innenfläche des Bildschirms fällt, der mit einem Phosphor (einer Substanz, die unter der Einwirkung eines Elektronenstrahls leuchtet) bedeckt ist. Das Strahlsteuerungssystem fährt es zeilenweise über den gesamten Bildschirm (erzeugt ein Raster) und passt seine Intensität (die Helligkeit des Lumineszenzpunktes des Leuchtstoffs) an.
$ CRT $ -monitor sendet elektromagnetische Wellen und Röntgenstrahlen aus, ein hohes statisches elektrisches Potenzial, die sich nachteilig auf die menschliche Gesundheit auswirken.
Abbildung 1. Kathodenstrahlmonitor
Flüssigkristallmonitore ($ LCD $) basierend auf Flüssigkristallen
Flüssigkristallmonitore (LCDs) werden aus einer flüssigen Substanz hergestellt, die einige der Eigenschaften von kristallinen Körpern aufweist. Wenn sie einer elektrischen Spannung ausgesetzt werden, können Flüssigkristallmoleküle ihre Orientierung ändern und die Eigenschaften des durch sie hindurchtretenden Lichtstrahls ändern.
Der Vorteil von Flüssigkristallmonitoren gegenüber $CRT$-Monitoren ist die Abwesenheit schädlicher elektromagnetischer Strahlung und die Kompaktheit.
Das digitale Bild wird im Videospeicher gespeichert, der sich auf der Grafikkarte befindet. Das Bild auf dem Monitorbildschirm wird angezeigt, nachdem der Inhalt des Videospeichers gelesen und auf dem Bildschirm angezeigt wurde.
Die Stabilität des Bildes auf dem Monitorbildschirm hängt von der Frequenz ab, mit der das Bild gelesen wird. Die Bildwiederholrate moderner Monitore beträgt 75 US-Dollar oder mehr pro Sekunde, wodurch das Bildflimmern unsichtbar wird.
Abbildung 2. Flüssigkristallmonitor
ein Drucker
Definition 2
ein Drucker- ein Peripheriegerät zur Ausgabe numerischer, textlicher und grafischer Informationen auf Papier. Nach dem Funktionsprinzip unterscheidet man Laser-, Tintenstrahl- und Nadeldrucker.
Bietet praktisch geräuschloses Drucken, das durch die Auswirkungen der Xerographie entsteht. Die gesamte Seite wird auf einmal gedruckt, was eine hohe Druckgeschwindigkeit bietet (bis zu 30 US-Dollar pro Minute). Die hohe Druckqualität von Laserdruckern wird durch die hohe Auflösung des Druckers gewährleistet.
Abbildung 3. Laserdrucker
Bietet praktisch geräuschloses Drucken mit relativ hoher Geschwindigkeit (bis zu mehreren Seiten pro Minute). Bei Tintenstrahldruckern wird das Drucken von einem Tintendruckkopf ausgeführt, der Tinte unter Druck aus winzigen Löchern auf das Papier ausstößt. Der Druckkopf bewegt sich entlang des Papiers und hinterlässt eine Zeichenzeile oder einen Bildstreifen. Die Druckqualität eines Tintenstrahldruckers hängt von der Auflösung ab, die fotografische Qualität erreichen kann.
Abbildung 4. Tintenstrahldrucker
Es handelt sich um einen Anschlagdrucker, der mit mehreren im Druckkopf befindlichen Nadeln Zeichen bildet. Das Papier wird von einer sich drehenden Walze eingezogen und ein Farbband läuft zwischen Papier und Druckkopf.
Auf dem Druckkopf eines Nadeldruckers befindet sich eine vertikale Säule aus kleinen Stäbchen (meist 9 oder 24 Dollar), die das Magnetfeld aus dem Kopf "drückt" und auf das Papier (durch das Farbband) trifft. Der Druckkopf bewegt sich und hinterlässt eine Zeichenfolge auf dem Papier.
Die Druckgeschwindigkeit von Nadeldruckern ist langsam, macht viel Lärm und die Druckqualität ist nicht hoch.
Abbildung 5. Nadeldrucker
Plotter (Plotter)
Definition 3
Ein Gerät für komplexe und großformatige grafische Objekte (Poster, Zeichnungen, elektrische und elektronische Schaltungen usw.) unter PC-Steuerung.
Das Bild wird mit einem Stift aufgetragen. Es wird verwendet, um komplexe Konstruktionszeichnungen, Architekturpläne, geografische und meteorologische Karten, Geschäftsdiagramme zu erhalten.
Abbildung 6. Plotter
Beamer
Definition 4
Multimedia-Projektor(Multimedia-Projektor) - ein eigenständiges Gerät, das die Übertragung (Projektion) von Informationen auf einen großen Bildschirm von einer externen Quelle ermöglicht, die ein Computer (Laptop), Videorecorder, DVD-Player, Videokamera, Dokumentenkamera, TV-Tuner sein kann , etc.
$ LCD $ -Projektoren. Das Bild wird unter Verwendung einer transmissiven Flüssigkristallmatrix erzeugt, von denen 3LCD-Modelle drei haben (eine für jede der drei Primärfarben). $ LCD $ -Technologie ist relativ kostengünstig und wird daher häufig in Modellen verschiedener Klassen und Zwecke verwendet.
Abbildung 7. LCD-Projektor
$ DLP $ -Projektoren. Das Bild wird durch eine reflektierende Matrix und ein Farbrad gebildet, wodurch eine Matrix verwendet werden kann, um alle drei Grundfarben konsistent anzuzeigen.
Abbildung 8. DLP-Projektor
$ CRT $ -Projektoren. Das Bild wird unter Verwendung von drei grundlegenden Farbkathodenstrahlröhren erzeugt. Jetzt werden sie praktisch nicht mehr verwendet.
Abbildung 9. CRT-Projektor
$ LED $ -Projektoren. Das Bild wird unter Verwendung eines LED-Lichtsenders erzeugt. Zu den Vorteilen gehören eine lange Lebensdauer, die um ein Vielfaches länger ist als die von Projektoren mit Lampe, die Möglichkeit, ultraportable Modelle zu schaffen, die sogar in eine Hosentasche passen.
Abbildung 10. LED-Projektor
$ LDT $ -Projektoren. Die Modelle verwenden mehrere Laserlichtgeneratoren. Die Technologie ermöglicht kompakte Projektoren mit sehr hoher Helligkeit.
Audioausgabegeräte
Eingebauter Lautsprecher
Definition 5
Eingebauter Lautsprecher- das einfachste Gerät zum Abspielen von Ton in einem PC. Der eingebaute Lautsprecher war das wichtigste Audiowiedergabegerät, bis billige Soundkarten auf den Markt kamen.
In modernen PCs dient der Lautsprecher zur Signalisierung von Fehlern, insbesondere bei laufendem POST-Programm. Einige Programme (z. B. Skype) duplizieren immer das Rufsignal auf dem Lautsprecher, geben aber den Gesprächston nicht darüber aus.
64-Bit-Windows unterstützt den eingebauten Lautsprecher nicht, was auf einen Konflikt zwischen den Rehabilitations- und Energieverwaltungstools der Soundkarte zurückzuführen ist.
Geräte zur Ausgabe von Audioinformationen, die an den Ausgang der Soundkarte angeschlossen sind.
Abbildung 11. Lautsprecher und Kopfhörer
Nach dem Studium dieses Themas lernen Sie:
Zur Klassifizierung und zum Zweck von Ausgabegeräten;
- Hauptmerkmale von Monitoren;
- die wichtigsten Druckertypen und ihre Eigenschaften;
- die wichtigsten Plottertypen und ihre Eigenschaften,
- Was ist der Zweck von Audioausgabegeräten.
Klassifizierung der Ausgabegeräte
Die in den Computer eingegebenen Informationen werden mit Hilfe von Programmen in ein bestimmtes Endergebnis umgewandelt, das für eine Person notwendig ist. In einem Computer wird dieses Verarbeitungsergebnis jedoch im Binärcode gespeichert und ist für den Menschen völlig unverständlich. Um Binärcodes in eine für Menschen lesbare Form umzuwandeln, wird spezielle Hardware benötigt, die als Ausgabegeräte bezeichnet werden.
Ausgabegeräte sind Hardware zum Umwandeln einer Computer-(Maschinen-)Darstellung von Informationen in eine für Menschen verständliche Form.
Für den normalen Betrieb des Ausgabegeräts sowie des Eingabegeräts benötigen Sie eine Steuereinheit (Controller oder Adapter), spezielle Stecker und elektrische Kabel und natürlich ein Steuerungsprogramm (Treiber). Nur wenn diese Bedingungen erfüllt sind, stellt das Ausgabegerät eine Form der Darstellung der für eine Person notwendigen Ausgabeergebnisse in Form von Text, Bild, Ton etc. bereit. Die Vielfalt der Ausgabegeräte wird durch verschiedene physikalische Prinzipien bestimmt, die ihrer Arbeit zugrunde liegen .
Bei den Ausgabegeräten lassen sich nach der Form der Informationsdarstellung mehrere Klassen unterscheiden (Abbildung 20.1): Monitore, Drucker, Plotter, Audioausgabegeräte.
Reis. 20.1. Klassifizierung der Ausgabegeräte
Monitore
allgemeine Eigenschaften
Der Monitor dient zur Anzeige symbolischer und grafischer Informationen.
Monitore können auf der Basis von Kathodenstrahlröhren oder Flüssigkristalltafeln hergestellt werden.
In Laptop-Computern werden Monitore in Form von Flüssigkristalltafeln hergestellt. Die kompakte Größe von Flüssigkristallmonitoren, bei denen es sich um Flachbildschirme handelt, sowie das Fehlen schädlicher Faktoren, die die menschliche Gesundheit beeinträchtigen, machen diese Art von Monitoren für stationäre Computer immer beliebter.
Die Hauptmerkmale von Monitoren auf Basis einer Kathodenstrahlröhre sind:
Bildschirmauflösung,
- Abstand zwischen Punkten auf dem Bildschirm,
- die Länge der Bildschirmdiagonale.
Bildschirmauflösung
Jedes Bild auf dem Bildschirm wird durch eine Reihe von Punkten dargestellt, die Pixel (von dem englischen Picture "s ELement - Bildelement) genannt werden. Die Anzahl der horizontalen und vertikalen Punkte auf dem Bildschirm bestimmt die Auflösung des Monitors. Die Standardbetriebsart von a moderner Monitor unterstützt eine Auflösung von 800x600, 1024x768 Pixel ua Modi Je höher die Auflösung des Monitors, desto besser das Bild.
Im Textmodus werden nur dem Computer bekannte Symbole auf dem Bildschirm angezeigt, im Grafikmodus werden alle aus Punkten bestehenden Bilder angezeigt. Eine feste Anzahl von Pixeln wird verwendet, um jedes Zeichen im Textmodus darzustellen, z. B. 8x8 oder 8x14.
Monitore sind schwarz-weiß (monochrom) und Farbe. Farbbilder werden durch Mischen von drei Grundfarben erhalten: Rot, Grün, Blau. Grundfarben werden durch drei Elektronenstrahlen erzeugt, von denen jeder für eine andere Farbe verantwortlich ist. Die ganze Farbvielfalt erklärt sich aus der Summation der Grundfarben in unterschiedlichen Proportionen.
Denken Sie an eine Zeichenstunde, in der Sie Farben mischen mussten, um den gewünschten Farbton zu erhalten. Um eine türkisfarbene Farbe zu erhalten, reicht es aus, grüne und blaue Farben zu mischen, und eine karminrote Farbe wird durch Hinzufügen von Blau zu Rot erhalten.
Abstand zwischen Punkten auf dem Bildschirm
Die Schärfe des Bildes auf dem Monitor wird durch den Abstand der Punkte auf dem Bildschirm bzw. die Größe der Stufe („Korngröße“) bestimmt. Der Wert dieses Parameters reicht von 0,22 bis 0,43 mm. Je kleiner dieser Wert ist, desto besser ist die Bildqualität.
Bildschirmdiagonale Länge
Dieser Parameter wird in Zoll gemessen und reicht von 9 "bis 41". Die Wahl der Monitorgröße hängt vom Einsatzbereich des Personal Computers ab. Für Bildungs- und Haushaltszwecke sind Monitore mit einer Diagonale von 14 und 15 Zoll am beliebtesten. Die Arbeit mit speziellen Grafikpaketen erfordert den Einsatz von Monitoren mit einer größeren Diagonale, beispielsweise 17 Zoll. In computergestützten Designsystemen, bei denen es erforderlich ist, gleichzeitig eine große Menge an grafischen Informationen anzuzeigen, ist es für ein effektives Arbeiten wünschenswert, Monitore mit einer Diagonale von 21 Zoll oder mehr zu verwenden.
Die Bildschirmauflösung wird maßgeblich durch das Verhältnis von Diagonallänge und Schrittweite bestimmt (Tabelle 20.1). Mit einer Diagonale von 14 Zoll und einer Schrittweite von 0,28 mm ist beispielsweise die optimale Bedienung des Monitors bei einer Auflösung von 800 x 600 Bildpunkten gewährleistet.
Tabelle 20.1. Das Verhältnis zwischen Diagonale, Schrittweite und Bildschirmauflösung
Grafikkarte
Die tatsächlich erhaltenen Betriebsmodi des Monitors hängen vom Typ der Videokarte ab, die die Steuerung und Interaktion des Monitors mit einem Personalcomputer ermöglicht. Auf dem Motherboard in der Computersystemeinheit ist eine Videokarte oder ein Videoadapter installiert und wird mit einem Satz Treibersoftware geliefert. Der Monitor, der Videoadapter und eine Reihe von Treiberprogrammen bilden das Videosystem eines Personal Computers.
Um die Möglichkeit zu bieten, einen Fernseher oder Videorecorder an einen Computer anzuschließen, ist der Computer mit einem Videokonverter ausgestattet. Mit dem TV-Konverter können Sie ein Computerbild auf einem Fernsehbildschirm anzeigen oder auf einem Videorecorder aufzeichnen. PC-Konverter führen die inverse Konvertierung durch, bei der das Bild vom Fernsehbildschirm auf dem Monitor angezeigt wird.
Alle Monitore unterliegen obligatorischen Gesundheitsprüfungen. Daher müssen Sie beim Kauf ein Sicherheitszertifikat anfordern, das die Qualität des gekauften Monitors und die geringe Strahlung (Low Radiation) bestätigt.
Drucker
allgemeine Eigenschaften
Drucker sind darauf ausgelegt, Ergebnisse auf Papier auszugeben. Dabei erfolgt die Transformation der maschinellen Darstellung von Informationen in Symbole (Buchstaben, Zahlen, Zeichen). Jedes Zeichen wird als eine Reihe von Punkten gedruckt. Die Bilderzeugung erfolgt durch den Kopf der Druckvorrichtung. Jede Zeile wird in zwei Richtungen gedruckt: Der Druckkopf bewegt sich von links nach rechts und von rechts nach links. Der Übergang zur Ausgabe der nächsten Zeile erfolgt über einen speziellen Mechanismus zum Ziehen von Papier zwischen den Walzen des Druckers. Die Funktionalität moderner Drucker ermöglicht es Ihnen, verschiedene Texte, Zeichnungen, Grafiken nicht nur auf Papier, sondern auch auf speziellem Film anzuzeigen, um beispielsweise Dias zu erstellen.
An eine Systemeinheit können ein bis drei Drucker beliebiger Art angeschlossen werden.
Durch das Verfahren zum Generieren der Ausgabeinformationen Drucker sind unterteilt in:
Aufeinanderfolgend, wenn das Dokument Zeichen für Zeichen gebildet wird;
- Kleinbuchstaben, wenn die gesamte Zeile auf einmal gebildet wird;
- paged, wenn das Bild der ganzen Seite gebildet wird.
Nach der Anzahl der beim Drucken eines Dokuments verwendeten Farben, unterscheiden zwischen Schwarzweiß- und Farbdruckern.
Nach Druckmethode Drucker sind schock- und stoßfrei.
Die wichtigsten Eigenschaften von Druckern sind:
Die Breite des Druckerschlittens, die die maximal mögliche Dokumentengröße bestimmt: A4 oder A3;
- Druckgeschwindigkeit, die die Anzahl der Zeichen oder die Anzahl der vom Drucker gedruckten Seiten pro Sekunde oder Minute bestimmt;
- die Auflösung des Druckers, die die Druckqualität als Anzahl der Punkte pro Zoll bestimmt - dpi (Punkte pro Zoll) bei der Anzeige eines Zeichens.
Durch die Methode, das Bild auf Papier zu erhalten, die Methode zum Auftragen des Farbmaterials (Toner) Drucker sind: Matrix, Inkjet, Laser, Thermo, Beschriftung... Betrachten wir die wichtigsten Druckertypen.
Nadeldrucker
Nadeldrucker beziehen sich auf Schockdruckgeräte, da das Bild mit einem Satz Nadeln (Matrix) erzeugt wird, die durch ein Farbband in einem speziellen Fall - einer Patrone - auf das Papier treffen.
Als Ergebnis verbleibt ein Abdruck des Bildes des angezeigten Zeichens auf dem Papier.
Die Bewegung jeder Nadel, um das erforderliche Bild zu erhalten, wird durch einen Elektromagneten gesteuert, der sich im Kopf des Nadeldruckers befindet.
Je mehr Nadeln im Kopf sind, desto höher ist die Druckqualität.
Nadeldrucker gibt es als 9-, 18- und 24-Nadel-Drucker.
Tintenstrahldrucker
Tintenstrahldrucker sind stoßfrei, da der Druckkopf das Papier nicht berührt. Dadurch ist ihre Arbeit praktisch geräuschlos.
Um ein Bild zu erhalten, wird spezielle Tinte verwendet und anstelle eines Druckkopfs wird eine Patrone installiert, die wie ein umgekehrter Tintentank aussieht, in dem dünne Tintenstrahlen aus den Löchern (Düsen) ausgestoßen werden. Ihre kleinsten Tröpfchen werden unter der Wirkung von Steuerelektromagneten abgelenkt und erzeugen beim Erreichen des Papiers das gewünschte Bild. Die Anzahl der Düsen reicht von 12 bis 64. Je mehr Düsen, desto höher die Druckqualität. Tintenstrahldrucker bieten eine typografische Bildqualität, die den breiten Einsatzbereich von Tintenstrahldruckern zum Erstellen verschiedener Dokumente bestimmt.
Die Druckgeschwindigkeit von Tintenstrahldruckern ist viel höher als die von Nadeldruckern. Leider sind auch die Kosten beim Drucken mit Tintenstrahldruckern deutlich höher. Beachten Sie bei der Arbeit mit einem Tintenstrahldrucker, dass Tinte dazu neigt, sich zu verteilen, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommt. Daher kann dieser Druckertyp nur in trockenen Räumen verwendet werden. Aus dem gleichen Grund verwendet der Tintenstrahldrucker nur hochwertiges glattes Papier.
Laserdrucker
Laserdrucker verwenden Laserstrahl.
Mit einem Linsensystem erzeugt ein dünner Laserstrahl ein elektronisches Bild auf einer lichtempfindlichen Trommel.
Partikel von Farbstoffpulver (Toner) werden von den geladenen Bereichen des elektronischen Bildes angezogen, das dann auf das Papier übertragen wird.
Laserdrucker liefern hochwertige Drucke und beeindruckende Ausgabegeschwindigkeiten von wenigen Seiten pro Minute in Farbe bis zu über einem Dutzend Seiten pro Minute in Schwarzweiß.
Diese Eigenschaften eines Laserdruckers bestimmen seine Verwendung als Netzwerkdrucker mit freigegebenen Modi. Laserdrucker sind im Verlagswesen weit verbreitet.
Plotter
Plotter, auch Plotter genannt, sind für die Anzeige von grafischen Informationen vorgesehen, Erstellung von Diagrammen, komplexen Architekturzeichnungen, künstlerischen und illustrativen Grafiken, Karten, dreidimensionalen Bildern. Plotter dienen zur Erstellung hochwertiger Farbdokumentationen und sind für Künstler, Designer, Dekorateure, Ingenieure, Planer unverzichtbar.
Die Größe der ausgegebenen Dokumente auf dem Plotter überschreitet die Größe der Dokumente, die mit dem Drucker erstellt werden können. Die maximale Länge des bedruckten Materials wird in der Regel durch die Länge der Papierrolle und nicht durch das Plotterdesign begrenzt.
Das Bild auf dem Papier wird mit dem Druckkopf erzeugt. Punkt für Punkt wird das Bild auf Papier (Pauspapier, Folie) aufgetragen, daher der Name des Plotters - ein Plotter (aus dem Englischen zu plot - eine Zeichnung zeichnen).
Die Hauptmerkmale von Plottern sind:
Die Geschwindigkeit, mit der das Bild gezeichnet wird, gemessen in Millimetern pro Sekunde;
- Ausgabegeschwindigkeit, bestimmt durch die Anzahl der pro Minute gedruckten bedingten Blätter;
- Auflösung, gemessen, ähnlich einem Drucker, in dpi (dots per inch).
Plotter sind konstruktionsbedingt in Flachbett- und Trommelplotter unterteilt. Bei Flachbettplottern steht das Papier still und der Druckkopf bewegt sich in zwei Richtungen. In der Trommel bewegt sich der Kopf entlang einer der Koordinaten und das Papier bewegt sich mit Hilfe des Klemmsystems entlang der anderen.
Nach dem Funktionsprinzip werden Plotter in Stift, Inkjet, Elektrostatik, Thermotransfer, Bleistift unterteilt.
Stiftplotter verwenden normale Stifte, um ein Bild zu erstellen. Um ein Farbbild zu erhalten, werden mehrere Stifte unterschiedlicher Farben verwendet.
Tintenstrahldrucker erzeugen ähnliche Bilder wie Tintenstrahldrucker, indem Tintentröpfchen auf Papier gesprüht werden. Die höhere Qualität des Farbdrucks im Vergleich zu Stiftplottern bestimmt die weit verbreitete Verwendung von Tintenstrahlplottern in verschiedenen Bereichen menschlicher Tätigkeit, einschließlich computergestützter Konstruktion, Konstruktionsdesign.
Elektrostatische Plotter erzeugen ein Bild, indem sie beim Ziehen von Papier eine elektrische Ladung verwenden. Elektrostatische Plotter sind sehr teuer und werden verwendet, wenn eine Ausgabe hoher Qualität erforderlich ist.
Thermotransferplotter erzeugen ein zweifarbiges Bild mit wärmeempfindlichem Papier und elektrisch beheizten Stiften.
Bleistiftplotter verwenden eine normale Mine, um ein Bild zu erstellen. Sie sind die billigsten und arbeiten mit den billigsten Verbrauchsmaterialien.
Audioausgabegeräte
Es ist schwer vorstellbar, dass ein moderner Computer leise ist, ohne verschiedene Geräusche hören zu können - Signale, Musik, menschliche Sprache. Schließen Sie dazu Lautsprecher oder Kopfhörer an den Computer an, die die Binärdaten in Ton umwandeln.
Sprachausgabegeräte können mit der entsprechenden Software im Computer Klänge ähnlich der menschlichen Sprache wiedergeben. Beispiele für den Einsatz von Sprachausgabe finden wir in modernen Supermärkten an der Kasse zur Kaufbestätigung, in Telefongeräten, in Fahrzeugausstattungen. Diese Geräte werden auch häufig im Bildungsbereich für den Fremdsprachenunterricht eingesetzt.
Kontrollfragen und -aufgaben
1. Wozu dienen Ausgabegeräte?
2. Nennen Sie die Hauptmerkmale des Monitors.
3. Wie verstehen Sie den Begriff "Bildschirmauflösung"?
4. Was bedeutet das Wort "Pixel"?
5. Was ist ein PC-Videosystem?
6. Nennen Sie die wichtigsten Drucktechnologien.
7. Was ist das Grundprinzip eines Nadeldruckers?
8. Was ist das Grundprinzip eines Tintenstrahldruckers?
9. Geben Sie eine vergleichende Bewertung von Tintenstrahl- und Laserdruckern ab.
10. Beschreiben Sie das Funktionsprinzip von Plottern und deren Typen.
11. Wofür werden Audioausgabegeräte verwendet?
1. Überwachen (Anzeige) bezieht sich auf die Hauptgeräte eines jeden PCs, ohne die ein effektives Arbeiten unmöglich ist. Während des Betriebs zeigt der Bildschirm sowohl vom Benutzer eingegebene Befehle und Daten als auch die Reaktion des Systems darauf an.
Monitore können in zwei Modi arbeiten: Text und Grafik. Im Testmodus können Monitore nur einen begrenzten Satz von Zeichen wiedergeben und Zeichen können nur an bestimmten Positionen des Bildschirms angezeigt werden (meistens können 24 oder 25 Zeilen mit 40 oder 80 Zeichen pro Zeile auf dem Bildschirm angezeigt werden) ; in der Grafik werden sowohl Grafik- als auch Textinformationen angezeigt, während der Bildschirm in viele Punkte (Pixel) unterteilt ist, von denen jeder die eine oder andere Farbe haben kann. Aus diesen Leuchtpunkten entsteht das Bild.
In Bezug auf die Anzahl der reproduzierbaren Farben sind Monitore monochrom und farbig. Monochrome Geräte sind in der Lage, Informationen nur in einer beliebigen Farbe wiederzugeben, möglicherweise mit unterschiedlichen Schattierungen (Helligkeitsabstufungen). Farbdisplays bieten Informationsdarstellung in mehreren Farbtönen (von 16 Farbtönen bis über 16 Millionen). Tatsächlich können moderne Displays so viele Schattierungen darstellen, wie es die Grafikkarte zulässt, deren Speicher Informationen über die Farben der Bildschirmpunkte speichert.
Nach den Prinzipien der Bilderzeugung werden Displays auf Basis von Kathodenstrahlröhre, Flüssigkristall, Plasma, LED unterschieden.
Kathodenstrahlröhren (CRT)-Displays funktionieren wie ein Fernseher. Unter dem Einfluss elektrischer Felder in der „Elektronenkanone“ wird der Elektronenfluss beschleunigt. Außerdem wird der Strahl mit Hilfe elektromagnetischer Felder in die gewünschte Richtung abgelenkt. Dann wird dieser Strom fokussiert, erreicht den Bildschirm und lässt einen kleinen Phosphorfleck (Bildschirmkorn) mit einer Helligkeit proportional zur Strahlintensität leuchten. So funktionieren monochrome Geräte. Bei Farbmonitoren besteht das Bildschirmkorn aus drei Leuchtstoffpunkten unterschiedlicher Farben (rot, grün und blau) und Elektronenstrahlen werden von drei "Kanonen" gesendet, und ein Elektronenstrahl für jede Farbe muss seinen eigenen Leuchtstoff treffen. Vorteile: Moderne CRT-Displays haben eine hohe Bildqualität, sind recht günstig und zuverlässig. Nachteile: Solche Displays sind ziemlich sperrig, verbrauchen viel Energie und haben eine höhere Strahlungsleistung als andere Display-Typen.
Flüssigkristallanzeigen oder LCD-Anzeigen. Ihre Wirkung beruht auf dem Effekt des Transparenzverlustes von Flüssigkristallen, wenn ein elektrischer Strom durch sie geleitet wird. Vorteile: LCD-Displays emittieren keine gesundheitsschädliche Strahlung, sind am sparsamsten im Energieverbrauch und bieten eine gute Bildqualität. Nachteile: Schaut man von der Seite auf den Bildschirm, sieht man kaum etwas.
Gas-Plasma-Anzeigen. Die Wirkung basiert auf dem Glühen eines Gases, wenn ein elektrischer Strom durch es geleitet wird. Das Schema ist wie folgt: Es gibt zwei Blätter, dazwischen ein Inertgas; Eine der Platten ist transparent, und auf der zweiten befinden sich Elektroden, an die Spannung angelegt wird. Üblicherweise bestehen Gas-Plasma-Indikatoren aus mehreren gleichartigen Elementarzellen, deren Punktzahl jeweils optimal für die Darstellung einzelner Symbole gewählt wird.
LED-Matrizen (LED-Anzeigen). Sie werden normalerweise in Embedded Computern (verwendet in automatisierten Linien in der industriellen Produktion, in der Robotik usw.) verwendet, um kleine Mengen von Textinformationen anzuzeigen.
Diagonale Bildschirmgröße;
Schirmkorngröße - Abstand in Millimetern zwischen zwei benachbarten Leuchtstoffen derselben Farbe;
Auflösung - die Anzahl der Pixel (Bildschirmpunkte) horizontal und vertikal. Sie ist abhängig von Siebgröße und Siebkörnung, kann aber (in gewissen Grenzen) über die Softwareeinstellung verändert werden;
Die Anzahl der übertragenen Farben (hängt von der Speicherkapazität der Grafikkarte ab);
Die vertikale Abtastrate (Sync-Frequenz) ist die Anzahl der Bilder auf dem Bildschirm, die pro Zeiteinheit durch den Elektronenröhrenstrahl neu gezeichnet werden. Gemessen in Hertz.
Einhaltung der Sicherheitsstandards: intern abgeschirmte und strahlungsreduzierte Monitore, akzeptables Strahlungsniveau des Monitors, Antireflexbeschichtung usw.
2. Grafikkarte Ist ein Gerät, das eine Anzeige steuert und eine Ausgabe von Bildern auf dem Bildschirm bereitstellt. Er bestimmt die Bildschirmauflösung und die Anzahl der angezeigten Farben. Die Signale, die das Display empfängt, werden von der Grafikkarte erzeugt.
Die Fähigkeit eines PCs, Informationen anzuzeigen, wird durch die Gesamtheit (und Kompatibilität) der technischen Eigenschaften des Displays und seiner Videokarte, dh des Videosystems als Ganzes, bestimmt. Fast alle modernen Grafikkarten gehören zu kombinierten Geräten und beschleunigen neben ihrer Hauptfunktion - der Bildung von Videosignalen - die Leistung von Grafikoperationen. Dazu sind auf der Grafikkarte spezielle Prozessoren installiert, die es ermöglichen, viele Operationen mit Grafikdaten ohne Verwendung eines Zentralprozessors durchzuführen. Solche Geräte werden als Videoadapter bezeichnet. Sie beschleunigen die Ausgabe von Informationen auf dem Bildschirm beim Arbeiten mit grafischen Software-Shells, dreidimensionalen Grafiken und beim Abspielen dynamischer Bilder erheblich.
3. Drucker- eine Druckvorrichtung zum Erhalten einer "Hard"-Kopie des Dokuments. Alle Druckgeräte sind nach dem Funktionsprinzip in Matrix, Inkjet, Laser unterteilt.
Das Funktionsprinzip von Nadeldruckern besteht darin, dass der Kopf mit Nadeln, der auf das Farbband trifft, ein aus einer Reihe von Punkten gebildetes Symbol auf dem Papier hinterlässt. Die Vorteile dieser Art von Druckern sind hohe Zuverlässigkeit und niedrige Verbrauchsmaterialkosten. Nachteile: lautes Geräusch, schlechte Druckqualität und Geschwindigkeit, kein automatischer Papiereinzug.
Bei Tintenstrahldruckern wird durch spezielle Löcher – Düsen – Tinte unter Druck ausgeblasen und dadurch ein Bild erzeugt. Ihre Leistung ist deutlich höher als die von Nadeldruckern. Sie arbeiten geräuschlos, haben eine recht hohe Druckqualität und einen automatischen Papiereinzug. Der Hauptvorteil ist der kostengünstige Farbdruck. Nachteile: hohe Kosten für Verbrauchsmaterialien, wenn Feuchtigkeit auf das Bild gelangt, führt dies zur Ausbreitung.
Die Arbeit von Laserdruckern basiert auf dem Prinzip der Xerographie - das Bild wird von einer speziellen Trommel auf Papier übertragen, von der Partikel spezieller Tinte (Toner) elektrisch angezogen werden. Wenn ein Blatt Papier entlang der Trommel gerollt wird, wird das Muster auf das Papier übertragen und dann durch Erhitzen oder Druck fixiert. Laserdrucker arbeiten sehr leise und viel schneller als Nadel- und Tintenstrahldrucker und produzieren qualitativ hochwertige Drucke - sehr klar, kontrastreich. Nachteile: Erfordert sehr hochwertiges Papier, teurer Farbdruck.
Grundlegende Benutzereigenschaften:
Auflösung;
Die Druckgeschwindigkeit wird durch zwei Faktoren bestimmt - die Zeit des mechanischen Papiereinzugs und die Geschwindigkeit der Verarbeitung eingehender Daten;
Speicher; Drucker sind normalerweise mit einem Prozessor und einem internen Speicher (Puffer) ausgestattet, der Daten empfängt und verarbeitet.
4. Plotter oder Plotter. Ein Plotter ist ein Ausgabegerät, das nur in speziellen Bereichen verwendet wird. Es wurde entwickelt, um grafisches Material wie Zeichnungen, Grafiken, Diagramme, Diagramme, die in der Konstruktions- oder Technologiedokumentation enthalten sind, anzuzeigen. Die Schreibeinheit verfügt über mehrere Pins zum Anbringen spezieller Marker. Die Stifte können zum Zeichnen über das Papier angehoben (es wird keine Linie gezeichnet) oder abgesenkt werden. Die Einheit bewegt sich entlang spezieller Führungen entlang des Papiers. Plotter sind im Flachbett- und Rollenformat erhältlich.
5. Videoprojektoren- Geräte zur Ausgabe von Informationen auf eine helle vertikale Fläche (Bildschirm, Wand).
6. Lautsprecher, Kopfhörer- Audioausgabegeräte.
Nachdem der Benutzer die Anfangsdaten eingegeben hat, muss der Computer diese gemäß dem verfügbaren Programm verarbeiten und die erhaltenen Ergebnisse zur Wahrnehmung durch den Bediener oder zur Verwendung durch automatische Geräte anzeigen. Die angezeigten Informationen können auf einem Bildschirm angezeigt, auf Papier gedruckt (mit einem Drucker oder Plotter), in Form von Tönen (mit Lautsprechern oder Kopfhörern) wiedergegeben, als taktile Empfindungen aufgezeichnet (Virtual-Reality-Technologie) in Form von Steuersignale ( Automatisierungsgeräte), die in Form von elektrischen Signalen über das Netzwerk übertragen werden.
Die gängigsten Ausgabegeräte sind Monitore (Anzeigen)... Die überwiegende Mehrheit der Monitore verwendet Kathodenstrahlröhren (CRTs) oder Flüssigkristall-Arrays, um ein Bild zu erzeugen. Und jetzt gibt es einen schrittweisen Ersatz von Monitoren durch CRT-Monitore mit Flüssigkristallen.
Es gibt Monitore, die auf anderen physikalischen Prinzipien basieren: Plasma, Fluoreszenz usw.
Beispielsweise basieren Monitore, die mit der FED-Technologie (Field Emission Display) hergestellt werden, auf dem Effekt der Emission über die gesamte Oberfläche des Bildschirms. Anders als bei einer CRT ist die Elektronenquelle kein einzelner Punkt (Elektronenkanone), sondern eine ganze emittierende Oberfläche. Die Bestrahlung erfolgt durch eine Maske, in der die Anzahl der Löcher gleich der Anzahl der Pixel ist. Aufgrund dieses Designs ist es möglich, die gleiche Bildhelligkeit wie bei Monitoren mit CRT und die Abmessungen (Dicke) wie bei Flüssigkristallmonitoren zu erhalten.
Eine neue Technologie zur Herstellung von Monitoren – OLED (Organic Light Emitting Diodes) – gilt als vielversprechend. Ihr Design basiert auf der Verwendung organischer Leuchtdioden.
Drucker werden in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Bilderzeugung in sequentiell, zeilen- und seitenweise unterteilt. Die Zugehörigkeit eines Druckers zu der einen oder anderen Gruppe hängt davon ab, ob er Zeichen für Zeichen oder eine ganze Zeile auf einmal oder sogar eine ganze Seite auf dem Papier bildet.
Nach dem physikalischen Funktionsprinzip werden Drucker in folgende Typen unterteilt: Thermografie, Blütenblatt (Kamille), Matrix (Nadel), Tintenstrahl und Laser.
Das Design der ersten beiden Druckertypen ist veraltet und wird praktisch nicht mehr verwendet.
V Nadeldrucker das bild wird aus punkten gebildet, indem mit nadeln auf das farbband geschlagen wird. Unter dem Einfluss von Steuersignalen, die den Elektromagneten zugeführt werden, "schlagen" die Nadeln die Farbe vom Band und hinterlassen Spuren auf dem Papier. Je nach Ausführung kann der Druckkopf des Nadeldruckers 9, 18 oder 24 Nadeln aufweisen. Alle Symbole werden aus separaten Punkten gebildet.
Druckköpfe Tintenstrahldrucker statt Nadeln enthalten sie dünne Röhrchen – Düsen, durch die Tintentröpfchen auf das Papier geschleudert werden. Der Druckkopf eines Tintenstrahldruckers enthält 12 bis 64 Düsen, die dünner als ein menschliches Haar sind.
Mehrere Funktionsprinzipien von Tintenstrahldruckköpfen sind bekannt.
In einer Ausgestaltung befindet sich am Einlassende jeder Düse ein kleiner Tintenbehälter. Hinter dem Tank befindet sich eine Heizung (Dünnschichtwiderstand). Wenn der Widerstand durch den durch ihn fließenden Strom auf eine Temperatur von 500 ° C erhitzt wird, kocht die umgebende Tinte und bildet eine Dampfblase. Diese expandierende Blase stößt Tintentröpfchen mit einem Durchmesser von 50 ... 85 µm mit einer Geschwindigkeit von etwa 700 km/h aus der Düse aus.
Bei einer anderen Druckkopfkonstruktion ist die Druckquelle eine Membran, die von einem piezoelektrischen Element angetrieben wird. Das Anlegen einer elektrischen Spannung an das piezoelektrische Element verursacht seine Verformung, die zum Sprühen von Tinte verwendet wird.
Bei allen Druckerdesigns bewegen elektromechanische Geräte die Druckköpfe und das Papier, damit sie an der richtigen Stelle drucken.
V Laserdrucker Dabei kommt das elektrografische Prinzip der Bilderzeugung zum Einsatz. Der Druckprozess beinhaltet die Bildung eines unsichtbaren Reliefs des elektrostatischen Potentials in der Halbleiterschicht, gefolgt von seiner Visualisierung. Die Visualisierung (Entwicklung) erfolgt mit trockenen Pulverpartikeln - Toner, der auf Papier aufgetragen wird. Toner ist ein mit Kunststoff beschichtetes Stück Eisen. Die wichtigsten Teile eines Laserdruckers sind die Halbleitertrommel, der Laser und ein optomechanisches Präzisionssystem, das den Strahl bewegt (Abbildung 10.5).
Der Laser erzeugt einen dünnen Lichtstrahl, der von einem rotierenden Spiegel reflektiert wird, um ein elektronisches Bild auf einer lichtempfindlichen Halbleitertrommel zu erzeugen.
Vorläufig wird der Trommeloberfläche eine gewisse statische Aufladung verliehen. Ein Netz oder ein dünner Draht wird verwendet, um eine elektrostatische Aufladung zu erzeugen. Wenn an den Draht eine Hochspannung angelegt wird, tritt eine Koronaentladung auf, wodurch um den Draht herum ein leuchtender ionisierter Raumbereich erscheint. Die Koronaentladung lädt die Trommeloberfläche gleichmäßig auf. Um ein Bild auf der Trommel zu erhalten, muss der Laser entsprechend dem erzeugten Bild, das von der Steuerschaltung geliefert wird, ein- und ausgeschaltet werden. Die Steuersignale werden vom Computer in Übereinstimmung mit dem im Speicher gespeicherten Bild empfangen. Der rotierende Spiegel wird verwendet, um den Laserstrahl in eine auf der Oberfläche der Trommel gebildete Linie umzuwandeln.
Trifft ein Laserstrahl auf eine vorgeladene Trommel, wird die Ladung von der beleuchteten Oberfläche "entwässert". Somit haben die vom Laser beleuchteten und nicht beleuchteten Bereiche der Trommel eine unterschiedliche Ladung. Durch das Abtasten der gesamten Oberfläche der Halbleitertrommel entsteht auf dieser ein latentes (elektronisches, für den Menschen unsichtbares) Bild.
Die Trommel dreht sich zu einer neuen Linie durch einen Präzisionsschrittmotor. Dieser Versatz bestimmt die Auflösung des Druckers und kann beispielsweise 1/300, 1/600 oder 1/1200 Zoll betragen. Das Scannen eines Bildes auf einer Trommel ähnelt in vielerlei Hinsicht dem Erstellen eines Bildes auf einem Bildschirm (Erstellen eines Rasters).
Reis. 10.5. Druckverfahren mit Laserdrucker
In der nächsten Stufe des Druckerbetriebs wird das Bild entwickelt, dh das latente elektronische Bild wird in ein sichtbares umgewandelt. Beim Entwickeln eines Bildes wird das folgende physikalische Phänomen verwendet: Geladene Tonerteilchen werden nur von den Teilen der Trommel angezogen, die eine entgegengesetzte Ladung wie der Toner haben.
Wenn das sichtbare Bild auf der Trommel entsprechend dem Original aufgebaut und mit Toner bedeckt ist, wird das zugeführte Blatt Papier so aufgeladen, dass der Toner von der Trommel vom Papier angezogen wird. Auf dem Papier haftendes Pulver wird durch Erhitzen der Tonerteilchen auf ihren Schmelzpunkt auf dem Papier fixiert. Als Ergebnis wird ein wasserdichter Abdruck gebildet. Farblaserdrucker erzeugen ein Bild, indem sie nacheinander Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarztoner auf die lichtempfindliche Trommel aufbringen.
Bei einem Farbdrucker mit vier Durchgängen ist die Druckgeschwindigkeit deutlich geringer als bei einem Schwarzweißdrucker. Bei einem Single-Pass-Farbdrucker sind vier Tonerkartuschen in derselben Ebene hintereinander installiert, jede neben einem eigenen Stößel. Alle Farben werden in einem statt in vier Durchgängen aufgetragen, wodurch die Belichtungsgeschwindigkeit erhöht wird.
Neben Laserdruckern gibt es sogenannte LED-Drucker (Light Emitting Diode), die ihren Namen dadurch erhielten, dass der Halbleiterlaser in ihnen durch einen "Kamm" (Linie) aus LEDs ersetzt wird. In diesem Fall ist kein komplexes mechanisches Spiegeldrehsystem erforderlich. Gleichzeitig wird das Bild einer Zeile auf der Halbleitertrommel erzeugt.
Tisch 10.1. die Eigenschaften von Druckern verschiedener Bauarten werden angegeben.
Tabelle 10.1. Druckerspezifikationen
Plotter (oder Plotter) sind grafische Informationsausgabegeräte, die bei der Gestaltung von großen Postern, Zeichnungen, geografischen Karten, Skizzen von Leiterplatten, Diagrammen und Histogrammen verwendet werden.
Die Arbeit des Plotters basiert auf mechanischen und nicht-mechanischen Methoden zur Anzeige von grafischen Informationen. Bei der mechanischen Methode werden Bleistifte, Kugelschreiber mit Tinte verwendet. Ähnlich wie Drucker verwenden nichtmechanische Plotter Thermo-, Punktmatrix-, Tintenstrahl- und Laserdruckverfahren.
Als Geräte, die die Funktionen der Eingabe und Ausgabe von Informationen ausführen können, Kommunikationsadapter... Mit ihrer Hilfe erfolgt die Kommunikation zwischen Computern über eine Telefonleitung. Da Telefonnetze immer noch häufiger nicht mit digitalen, sondern mit analogen elektrischen Signalen des Audiobereichs arbeiten, ist es erforderlich, von einem Computer kommende digitale Signale in analoge Signale umzuwandeln und in das Telefonnetz zu übertragen. Das andere Ende der Telefonleitung muss umgekehrt werden. Diese Transformationen werden von einem speziellen Gerät durchgeführt - einem Modem (von den Worten MODULATOR - DEModulator).
Das Modem ist entweder als externes Gerät implementiert, das mit einem Ausgang an eine Telefonleitung und mit dem anderen an einen Standard-Computerport angeschlossen wird, oder als gewöhnliche Karte (Karte), die auf dem Systembus des Computers installiert wird ( internes Modem).
Die Ausgabe der Audioinformationen erfolgt über Lautsprecher und Kopfhörer (Abb. 10.6), die über einen speziellen Adapter (Controller, Soundkarte) verbunden sind.
Reis. 10.6. Kopfhörer
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Klänge (insbesondere Musik) abzuspielen. Das Frequenzverfahren (FM-Synthese) der Klangwiedergabe basiert auf der Nachahmung des Klangs realer Instrumente, und das tabellarische Verfahren (Wave-Table-Synthese) arbeitet mit den im Speicher aufgezeichneten Klängen realer Instrumente.
Die Frequenzsynthese basiert darauf, dass zur Gewinnung eines beliebigen Klangs mathematische Formeln (Modelle) verwendet werden, die das Frequenzspektrum eines bestimmten Musikinstruments beschreiben. Die mit dieser Technologie erzeugten Klänge zeichnen sich durch einen metallischen Farbton aus.
Die Wellensynthese basiert auf der Nutzung der digitalen Aufnahme von echten Instrumenten, den sogenannten Samples. Samples sind Samples der Klänge verschiedener echter Instrumente, die im Speicher der Soundkarte gespeichert sind. Beim Abspielen von Klängen mit Wave-Synthese-Technologie hört der Benutzer die Klänge echter Instrumente, sodass das erstellte Klangbild dem natürlichen Klang von Instrumenten näher kommt.
Samples können auf zwei Arten gespeichert werden: entweder permanent im ROM oder vor der Verwendung in den RAM der Soundkarte geladen. Es steht eine große Auswahl an verschiedenen Samples zur Verfügung, mit denen Sie eine fast endlose Vielfalt an Sounds erstellen können.
Anzeige (Monitor) ist das beliebteste Ausgabegerät. Es gibt Monochrom- (Schwarzweiß) und Farbdisplays. Schauen wir uns zunächst das Funktionsprinzip von Schwarzweißmonitoren an.
Reis. 10.7. Kathodenstrahlröhre
Die Hauptanzeigeeinheit ist Kathodenstrahlröhre (CRT)... Manchmal wird die Abkürzung CRT verwendet, um sich auf CRT - Kathodenstrahlröhre zu beziehen. Eine der möglichen Bauformen einer CRT ist in Abb. 10.7.
Lassen Sie uns die Hauptbestandteile einer CRT auflisten: Kathode, Anode, Modulator, horizontale Ablenkplatten, vertikale Ablenkplatten, Sieb, Kolben.
Kathode, Anode und Modulator bilden eine Elektronenkanone, die manchmal als Elektronenkanone bezeichnet wird. Die horizontalen und vertikalen Leitbleche bilden ein Leitsystem. Dieses Ablenksystem wird als elektrostatisch bezeichnet. Es gibt magnetische Ablenksysteme, bei denen Spulen anstelle von Platten verwendet werden, um die Flugbahn des Elektronenflusses zu verändern.
Eine Kathodenstrahlröhre verwendet einen Elektronenstrom, der in einen schmalen Strahl fokussiert wird, dessen Intensität und Position im Raum kontrolliert wird und der mit dem Röhrenschirm interagiert. Ein Elektronenstrahl wird von einem Elektronenprojektor (genauer gesagt einer Kathode) emittiert und die Position des Strahls auf dem Bildschirm wird durch ein Ablenksystem verändert.
Die Bewegung eines Elektronenstrahls über den CRT-Bildschirm gemäß einem bestimmten Gesetz wird als Durchlauf bezeichnet, und das Muster, das durch die Spur des Elektronenstrahls auf dem Bildschirm gezeichnet wird, wird als Raster bezeichnet. Der Durchlauf erfolgt durch Anlegen periodisch variierender Spannungen an das Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre. Während des Scannens läuft der Elektronenstrahl sequentiell entlang der Linien entlang der Oberfläche des CRT-Bildschirms.
Beim Bilden eines Rasters bewegt sich der Elektronenfluss entlang eines Zickzack-Pfades von der oberen linken Ecke des Bildschirms zur unteren rechten Ecke. In Abb. 10.8 durchgezogene Linien zeigen das Raster, gestrichelte Linien - die Flugbahn des Elektronenstrahls, auf der er "ausgelöscht" (unsichtbar gemacht) wird.
Reis. 10.8. Raster und Flugbahn des Elektronenstrahls
Der Bildschirm ist mit einem Phosphor bedeckt, daher erscheint an den Stellen, an denen der Elektronenstrahl fällt, ein Glühen, dessen Helligkeit proportional zur Intensität des Strahls ist. Die Intensität des Elektronenflusses ändert sich in Übereinstimmung mit den Signalen, die an den Steuerelektroden-Modulator geliefert werden. Es sind diese Signale, die das erforderliche Bild auf dem Bildschirm bilden.
Reis. 10.9. Das Bild des Buchstabens "I"
In Abb. 10.9 zeigt in großem Maßstab das Bild des Buchstabens "I". In diesem Fall dauerte es acht Rasterzeilen, um es anzuzeigen. In Abb. 10.10. zeigt die Zeitdiagramme für die dem Modulator zugeführten Steuersignale. Hohes Potential entspricht weißen Bereichen des Bildschirms, niedriges Potential Schwarz. Mit Hilfe eines Ablenksystems wird der modulierte Elektronenstrahl zeilenweise rasterartig auf dem Bildschirm abgetastet und so das Bild Bild für Bild wiedergegeben. Aufgrund der Trägheit des Sehens sieht eine Person ein kontinuierliches, oft dynamisches Bild auf dem Bildschirm.
Reis. 10.10. Zeitdiagramme für Steuersignale
Jedes Bild auf einem Bildschirm besteht aus vielen diskreten Punkten, die Pixel (Pixel - Bildelement) genannt werden.
Das Display interagiert mit seinem Adapter, der auch als Grafikkarte, Videoadapter oder Controller bezeichnet werden kann. Das Display und der Adapter sind sehr eng miteinander verwandt und bestimmen gemeinsam die Bildqualität - Auflösung, die Anzahl der darstellbaren Farben, die Bildwiederholfrequenz (die Anzahl der Bilder pro Zeiteinheit).
Die Auflösung hängt von der Bildschirmgröße und dem minimalen Bildelement (der sogenannten "Korn", gleich 0,24 ... 0,28 mm für die besten Monitore) ab. Bei 14-Zoll-Monitoren beträgt die Auflösung normalerweise nicht mehr als 800 × 600 Elementarpunkte (Pixel), für 15-Zoll - 1024 × 768, für 21-Zoll - 1280 × 1024 Punkte.
Die Fähigkeit des Adapters, ein Bild mit einer bestimmten Auflösung und Farbtiefe (d. h. der Anzahl von Farbtönen) auf dem Bildschirm anzuzeigen, wird durch die Größe des auf der Adapterplatine installierten RAM bestimmt. Zur Darstellung von 16,7 Millionen Farbtönen (24 Bit pro Pixel) müssen im Adapter mindestens 1,37 MB Speicher bei einer Auflösung von 800 × 600 Elementary Dots, 3,75 MB bei einer Auflösung von 1280 × 1024 und 5,49 MB bei a . installiert werden Auflösung von 1600 × 1200.
Für eine angenehme Bildwahrnehmung ohne flimmernde müde Augen benötigen Sie eine ausreichend hohe Bildfrequenz (empfohlen mindestens 85 Hz).
Das Funktionsprinzip eines Farbmonitors ähnelt dem eines Monochrommonitors, der Aufbau eines Farbmonitors ist jedoch wesentlich komplexer. Das Farbdisplay enthält drei Elektronenkanonen mit separaten Steuerkreisen. Der Bildschirm besteht aus einer Mosaikstruktur (rechteckige Matrix), bestehend aus Phosphorkörnern in drei Lumineszenzfarben: Rot (Rot), Grün (Grün) und Blau (Blau). Die Körner sind in Tripletts (Triaden) angeordnet, sodass die Elektronen jeder der drei Kanonen nur auf die Körner ihrer „eigenen“ Farbe fallen. Um dies zu gewährleisten, werden Masken auf dem Weg der Elektronen installiert.
Das Funktionsprinzip eines Farbdisplays basiert auf den physiologischen Merkmalen des menschlichen Sehens. Bei gleicher Lumineszenzintensität von drei verschiedenfarbigen kleinen benachbarten Körnern wird dieser Bereich des Bildschirms also als Weißpunkt wahrgenommen. Das Leuchten der benachbarten roten und grünen Körner wird als gelber Punkt wahrgenommen, und das Leuchten der blauen und grünen Körner ergibt einen blauen Punkt usw. Durch Ändern der Intensität des Leuchtens der drei Primärfarben (RGB) können Sie erhalten Sie jede Farbe oder Schattierung. Dieses Verfahren zum Erhalten einer beliebigen Farbe ist eines der Farbwiedergabesysteme und wird RGB-System genannt (nach den ersten Buchstaben der entsprechenden englischen Wörter).
Flüssigkristallmonitore (LCD) haben folgende Vorteile: geringer Stromverbrauch (2-3 mal weniger als bei einer CRT), keine Röntgenstrahlung, statische Aufladung, geometrische Verzerrungen. LCDs haben ein geringes Gewicht und geringe Abmessungen: die Dicke des Monitors überschreitet nicht 5 ... 6 cm Die Nachteile von LCDs sind begrenzter Betrachtungswinkel, niedriger als der von CRTs, Kontrast und Farbtiefe, erhebliche ungleichmäßige Helligkeit in verschiedenen Teilen des Bildschirm. LCDs weisen einen großen Prozentsatz von Fehlern bei ihrer Herstellung auf (das Vorhandensein von "toten" Pixeln). Dies wird derzeit als Hauptgrund für die höheren Kosten von LCDs im Vergleich zu CRT-Monitoren angesehen.
Bei Kathodenstrahlröhren wird der Leuchtstoff an bestimmten Stellen auf dem Bildschirm platziert und bildet eine Matrix. Der Elektronenfluss wird unter Verwendung kontinuierlicher (analoger) Steuersignale an das Ablenksystem zu diesen Punkten geleitet. Der Elektronenstrahl "läuft" sequentiell, Zeile für Zeile, um alle Punkte (Pixel) des Bildschirms und ändert abwechselnd die Intensität ihres Leuchtens.
Das vollständige Bild auf einem CRT-Bildschirm, das unter Beteiligung aller Pixel erhalten wird, wird als Frame bezeichnet. Um die Illusion eines bewegten Bildes zu erhalten, müssen sich die nächsten Frames schnell gegenseitig ersetzen (nicht weniger als 25 ... 30 Mal in 1 s). Bei einer Kathodenstrahlröhre hat das Leuchten der ersten angeregten Elemente der Matrix (Phosphor) während der Bewegung des Elektronenstrahls vom Anfang des Bildes bis zu seinem Ende Zeit, etwas abzuschwächen. Um das Bildschirmflimmern zu reduzieren, müssen Sie die Wechselfrequenz (Aktualisierung) der nächsten Bilder erhöhen (sie sagen: Erhöhen Sie die Bildrate). Die Vertikalfrequenz der CRT muss mindestens 85 Hz betragen.
Das Funktionsprinzip eines Flüssigkristallmonitors unterscheidet sich erheblich vom Funktionsprinzip eines Monitors mit einer Kathodenstrahlröhre. LCM nutzt den physikalischen Effekt, die räumliche Position von Kristallmolekülen unter Einwirkung eines elektrischen Feldes zu verändern. Genau wie bei einer Kathodenstrahlröhre wird ein LCD-Bild aus einer großen Anzahl von Punkten (Pixeln) gebildet, die eine rechteckige Matrix bilden. In einer Flüssigkristallmatrix wird der Abbildungsprozess jedoch digital gesteuert. Im LCD ändert sich das Leuchten aller Elemente der gesamten Reihe der Matrix (Bildschirm) gleichzeitig. LCD-Flimmern ist grundsätzlich geringer als bei CRT-Displays, da nur die sich ändernden Pixel während der Bilderzeugung aktualisiert werden. Das Bild von statischen Bildern muss nicht aktualisiert werden, sodass in diesen Fällen kein LCD-Bildschirmflimmern auftritt. LCD-Matrix (Liquid Crystal Display, LCD) besteht aus einer Substanz, die sich im flüssigen Aggregatzustand befindet, aber die Eigenschaften von Kristallen besitzt. Flüssigkristalle ändern unter Einwirkung eines elektrischen Feldes ihre räumliche Orientierung (rotieren) und variieren dadurch die Intensität des transmittierten Lichts.
Reis. 10.11. Mehrschichtiges Monitordesign
Der Monitor ist eine mehrschichtige Struktur (Abb. 10.11), die Polarisatoren, eine Matrix von Steuertransistoren, Farbfiltern und Glasplatten enthält, zwischen denen Flüssigkristalle platziert sind.
Das Funktionsprinzip des LCM (Abb. 10.12) basiert auf dem Polarisationseffekt. Zunächst passiert das Licht den ersten Polarisationsfilter (Polarizer 1), der sich durch einen bestimmten Polarisationswinkel auszeichnet. Im LCD ist ein weiterer Polarisator eingebaut (Polarizer 2). Je nach Polarisationswinkel des zweiten Filters wird das Licht von diesem entweder vollständig absorbiert (wenn der Polarisationswinkel des zweiten Filters senkrecht zum Polarisationswinkel des ersten Filters steht) oder ungehindert (wenn die Winkel übereinstimmen) passieren. Durch eine sanfte Änderung des Polarisationswinkels des Durchlichts können Sie die Intensität des sichtbaren (durchgelassenen) Lichts einstellen. Mit Flüssigkristallen wird der Polarisationswinkel des transmittierten Lichts verändert. Ihre Orientierung im Raum hängt von der Größe der an die Transistormatrix angelegten Steuerspannung ab.
Reis. 10.12. Das Funktionsprinzip des LCD
Somit ist es durch Ändern der Steuerspannung an jedem Transistor der Matrix möglich, die räumliche Position der Flüssigkristalle an einem gegebenen Punkt zu variieren. Eine Änderung der räumlichen Position der Kristalle führt zu einer Änderung des Polarisationswinkels des Lichts an einem bestimmten Punkt auf dem Bildschirm (und damit zu einer Änderung der Intensität des Leuchtens eines bestimmten Punkts auf dem Bildschirm).
Der diskrete Aufbau des LCD erlaubt grundsätzlich, auf eine Analog-Digital-Wandlung zu verzichten, also direkt mit digitalen Signalen zu arbeiten. Offensichtlich ist dieses Design im Vergleich zu Geräten, die mit analogen Signalen arbeiten, vielversprechender. Denken Sie daran, dass ein CRT ein analoges Gerät ist. Die Signale auf den Ablenkplatten und dem Modulator sind kontinuierlich. Um den Betrieb der Kathodenstrahlröhre zu steuern, ist es erforderlich, das vom Computer erzeugte digitale Signal in ein analoges Signal umzuwandeln. Jede Digital-Analog-Wandlung ist jedoch mit dem Auftreten von Verzerrungen und Interferenzen verbunden, die das Design von Controllern verkomplizieren.
