Характеристики внешних периферийных устройств, подключаемых к ПК

   Изображение, содержащее простейшую информацию и  требующее минимального объема памяти, представляет собой «штриховой рисунок», который может быть обработан однобитовым сканированием. Такое изображение содержит только черные или белые участки. Больше всего подходит для считывания изображений, выполненных отдельными линиями.

   Если  поближе посмотреть иллюстрацию  в газете, то можно увидеть, что  она не содержит непрерывных полутоновых переходов, а представляет собой множество точек. Именно это и называется “полутоновым изображением”. Точки полутонового изображения сливаются вместе и создают имитацию оттенков. Расстояние между точками (т.е. между условными центрами точек) остается постоянным и измеряется количеством линий на дюйм (по вертикали), а размеры точек изменяются, причем более крупные точки создают впечатление черного цвета, а точки с меньшими размерами делают изображение более светлым. Подобное “растровое” представление для газетных фотографий составляет обычно 65 линий на дюйм. Для журналов с хорошим качеством иллюстративного материала этот показатель составляет 133 или 150 линий. Полутоновое сканирование изображения представляет собой фактически однобитовые черно–белые конфигурации, которые подвергаются процедуре фильтрования с целью образования “смазанного” изображения. Термин “смазанное” обозначает в данном случае метод имитации промежуточных оттенков серого цвета посредством группирования точек черного цвета с разной плотностью (это делает программное обеспечение).

   Для получения более высококачественных результатов следует выбрать  вариант с использованием “шкалы яркости” (серой шкалы), который  отличается от метода “смазанного” полутонового изображения двумя ключевыми моментами. Во-первых, данный вариант использует многобитовое сканирование изображения. Каждый элемент изображения фактически описывается некоторой группой битов, кодирующий конкретный оттенок серого цвета. Во-вторых, полутоновый растр накладывается на изображение с большим количеством градаций яркости в тот момент, когда осуществляется вывод на печать, а при получении “смазанных” полутоновых изображений происходит их наложение во время сканирования. Человеческий глаз не в состоянии различить более 256 оттенков серого. При обеспечении такого уровня переходы между участками изображения с различной яркостью становятся плавными и выглядят вполне естественно. При понижении разрешающей способности различие между уровнями яркости или оттенками становится более заметным. При использовании всех 256 уровней шкалы яркости процесс сканирования фотографии 8х10 может потребовать 5 Мбайт дисковой памяти. Работа с файлами такого размера требует большего объема ОЗУ и мощного процессора. Процесс сканирования с 16 или 32 оттенками или уровнями шкалы яркости требует значительно меньших ресурсов, но качество изображения снижается.

   Таким образом, выбор описанных выше вариантов  сканирования определяется компромиссом между качеством и стоимостью соответствующего оборудования и программного обеспечения.

   В соответствии с функциональными  возможностями и устройством  сканеры разделяются на ручные и  настольные.

   Ручные  сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, причем качество изображения напрямую зависит от хорошего и равномерного проката сканера, что достаточно трудно. Поэтому они сейчас используются в основном для ноутбуков.

   В ПК в основном используются настольные сканеры. Настольные сканеров бывают нескольких видов:

   планшетные. Планшетные сканеры на сегодняшний день являются самыми распространеными. Для сканирования изображения необходимо открыть крышку сканера, положить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется компьютером – при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером.

   Работа  страничных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные  листы документов протягиваются  через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование.

   Проекционные  сканеры, которые больше всего напоминают несколько своеобразный overhead-проектор. Вводимый документ кладется на поверхность  сканирования изображением вверх, блок сканирования находится также вверху.

   Барабанный  сканер представляет собой барабан, на котором закрепляется оригинал, вращающийся со значительной скоростью. Считывающее устройство располагается  очень близко к оригиналу, чем  достигается высокое качество сканирования. Эти сканеры предназначены для профессионального использования.  

   1.3 Модем

   Модем (образовано от слов МОДулятор/ДЕМодулятор) - это устройство приема и передачи информации по телефонным линиям связи.

   Принцип действия: Как нам известно, данные в компьютере хранятся в цифровом виде. А телефонные линии, по которым происходит обмен данными в большинстве своем являются аналоговыми. Таким образом, чтобы преобразовать цифровые данные в аналоговые модем использует специальные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи(модуляторы/демодуляторы). Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексным (half duplex) . Оба компьютера могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны. Этот режим работы называется полным дуплексом, или просто дуплексом (full duplex).

   Аналоговые  сигналы подвергаются модуляции, т.е. изменению свойственных им характеристикам (частоте, фазе, амплитуде). Такой модулируемый сигнал называется несущей(carrier). Скорость модуляции измеряется в единицах бод в секунду, а количество переданной информации (скорость соединения) - в битах в секунду(BPS - Bits Per Second). По современным стандартам за одну модуляцию передаются до 4 бит информации, а у цифровых каналов связи число бод равно числу бит в секунду. Единицу же информации, переданную за одну модуляцию, называют символом(character). Для увеличения количества передаваемой информации используется фазовая и амплитудная модуляции. Отсюда появилась еще одна единица измерения информации - количество переданных символов в секунду(CPS), т.е. количество переданной полезной информации.

   Все современные модемы строятся по одной  функционально похожей схеме. Они  состоят из основного процессора, оперативного запоминающего устройства, постоянного запоминающего устройства, модулятора/ демодулятора, схемы согласования с телефонной линией и встроенного динамика.

   Основной  процессор отвечает за выполнение команд, буферизацию и обработку данных(кодирование/ декодирование, сжатие/распаковку и  т.д.), а также за управление сигнальным процессором. Цифровой сигнальный процессор(DSP - Digital Signal Processor) вместе с модулятором/демодулятором занимается операциями с сигналом, разделением частот и т.п. В ПЗУ хранятся наборы микрокоманд для основного и сигнального процессоров(firmware). В современных модемах используется многократно программируемое ПЗУ, что позволяет оперативно менять прошивки при появлении новых возможностей. ОЗУ используется в качестве временной памяти при работе основного и сигнального процессоров. В схемах согласования с линией применяются трансформатор, специальное устройство для опознавания сигнала звонка, реле линии и номеронабирающего реле(в последнее время реле заменяют бесшумные электронные ключи). Для защиты модема от перенапряжений линий каждый модем оборудован входным устройством аттенюатора. Встроенный динамик служит для аудиоконтроля состояния при наборе номера и соединении.

   Скорость  модема определяется качеством установленной  телефонной связи и поддерживаемыми модемами стандартами передачи данных. Стандарт передачи данных – это способ установления связи с помощью модемов. Каждый из них определеляют минимальную и максимальную скорость. Основные, используемые сейчас стандарты, разработаны организацией CCITT и называются V.nn (иногда с добавкой bis). Кратко рассмотрим эти стандарты:

   PSTN - общественная телефонная сеть;

   V.21 - полностью дуплексный модем  со скоростью 300 бит/сек для  использования в рамках PSTN;

   V.22 - полностью дуплексный модем со скоростью 1200 бит/сек для использования в рамках PSTN;

   V.22bis - полностью дуплексный модем  со скоростью 2400 бит/сек для  использования в рамках PSTN;

   V.23 - асимметричный дуплексный модем  со скоростью 1200 бит/сек для  использования в PSTN;

   V.24 - список определений сигналов  для обмена данными между терминалом  и модемом (эквивалент RS-232);

   V.25 - последовательность автоматического  ответа для модемов в PSTN;

   V.25bis - командный язык для управления  модемом при автоматическом наборе  номера и т.п. (несовместим с изделиями фирмы Hayes);

   V.29 - полный дуплексный или полудуплексный  модем со скоростью 9600 бит/сек  для использования в арендованных  линиях связи;

   V.32 - полностью дуплексный модем  со скоростью 9600 бит/сек для  использования в рамках PSTN;

   V.32bis, позволяющий передавать данные  с номинальной скоростью до 14 400 бит/с.

   V.42, предусматривающий исправление  ошибок.

   V.42bis, обеспечивающий сжатие данных  и повышение максимальной скорости  передачи до 57 600 бит/с.

   V.44 - дальнейшее развитие протокола V.42bis, обеспечивающий примерно в 1,5 раза лучшее сжатие информации.

   V.32 terbo, предложенный компанией AT&T и позволяющий достичь предельных  возможностей технологии V.32.

   V.32 FC, разработка компании Rockwell, подготавливающая  почву для технологии V.34. Модемы V.32 FC используют ту же технологию, что и модемы V.34, но другой протокол установления соединения.

   V.34, позволяющий работать на скорости 28 800 бит/с без сжатия и 115 200 бит/с со сжатием данных. Модемы V.34 повышают скорость передачи  данных благодаря увеличению рабочей частоты обычных телефонных линий с 2400 Гц (эта частота используется устройствами V.32) до 3429 Гц.

   V.80 - видеоконференции.

   V.90 - стандарт, позволяющий работать  на предельных скоростях для  телефонных линий - 56 Кбит/с.

   V.92 - дальнейшее развитие протокола V.90, позволяющий ускорить подключение к Интернет.

   Кроме скорости модуляции и количества переданной информации еще одна важная характеристика модема - форм-фактор. Существуют внешние и внутренние модемы.

   Внутренний  модем Genius GM-56PCI-L  

   Внутренний  модем(софт-модем) – это плата, вставляемая  внутрь системного блока и располагающаяся  в слотах ISA, PCI, AMR, CNR. Внутренний модем  питается от системной платы компьютера и использует ресурсы компьютера(процессор, память и т.д.), поэтому он стоит дешевле внешнего модема. Внутренние модемы делятся на WinModem, где функции контроллера выполняются специальным драйвером и SoftModem, в котором помимо контроллера отсутствует и цифровой сигнальный процессор.

   Достаточно  интересным, но не ставшим популярным способом снижения стоимости модема стала аппаратная реализация некоторых его модулей на материнской плате. Инициатива создания и продвижения этой технологии исходила от компании Intel разработавшей спецификации Audio/Modem Rizer Specification (Revision 1.01) и Communication and Networking Rizer Specification (Revision 1.1). В результате получаем "составной" модем, аппаратные компоненты которого распределены между модемной картой и материнской платой. АМR-модем, или точнее, AMR-карта, является, по сути, расширителем возможностей, уже заложенных в материнскую плату. В результате такого разделения сама карта выполняет только функции преобразования цифрового сигнала с внутреннего интерфейса в аналоговый сигнал, дальнейшую его передачу по линии связи и обратное преобразование. Вполне естественно, что вся работа по реализации протоколов связи делегируется центральному процессору. Кроме того, модем получается исключительно дешевым и компактным за счет отсутствия дорогостоящего DSP-контроллера и минимального количества используемых аппаратных элементов. В спецификации CNR (Communication and Networking Rizer Specification Revision 1.1) предусмотрено использование не только модемных CNR-карт, но и сетевых и аудиокарт, а также различных способов объединения. Собственно говоря, в спецификациях CNR и AMR много общего. Самое важное, что объединяет CNR- и AMR-модемы, - разделение аналоговых и цифровых частей между AMR-/CNR-картaми и материнскими платами.

   Конечно, такие модемы подойдут не к любой  материнской плате, а только к поддерживающей такое разделение. К таковым относятся платы, построенные на чипсетах, в состав которых входит АС'97-кодек. Отметим здесь, что подобные решения хороши на качественных телефонных линиях, а в российских условиях работают неважно (низкие скорости, частые обрывы связи и т. п.)