Внешняя память компьютера

 

     При считывании информации намагниченные  участки носителя вызывают в магнитной  головке импульс тока (явление  электромагнитной индукции).

 

     Носители  информации имеют форму диска  и помещаются в конверт из плотной  бумаги (5, 25”) или пластмассовый  корпус (3,5”). В центре диска имеется  отверстие (или приспособление для  захвата) для обеспечения вращения диска в дисководе, которое производится с постоянной угловой скоростью 300 об/с.

 

     В защитном конверте (корпусе) имеется  продолговатое отверстие, через  которое производится запись / считывание информации. На боковой кромке дискет (5,25”) находится маленький вырез, позволяющий производить запись, если вырез заклеить непрозрачной наклейкой, запись становится невозможной (диск защищен). В дискетах 3,5” защиту от записи обеспечивает предохранительная защелка в левом нижнем углу пластмассового корпуса.

 

     Диск  должен быть форматирован, т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска. В процессе форматирования на диске образуются концентрические  дорожки, которые делятся на сектора, для этого головка дисковода  расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.

 

     Жесткие магнитные диски состоят из нескольких дисков, размещенных на одной оси  и вращающихся с большой угловой  скоростью (несколько тысяч оборотов в минуту), заключенных в металлический  корпус. Большая информационная емкость  жестких дисков достигается за счет увеличения количества дорожек на каждом диске до нескольких тысяч, а количества секторов на дорожке – до нескольких десятков. Большая угловая скорость вращения дисков позволяет достигать  высокой скорости считывания / записи информации (более 5 Мб/с).

 

     CD-ROM накопители используют оптический  принцип чтения информации. Информация  на CD-ROM диске записана на одну  спиралевидную дорожку (как на  грампластинке), содержащую чередующиеся  участки с различной отражающей  способностью. Лазерный луч падает  на поверхность вращающегося CD-ROM-диска,  интенсивность отраженного луча  соответствует значениям 0 или  1. C помощью фотопреобразователя  они преобразуются в последовательности  электрических импульсов.

 

     Скорость  считывания информации в CD-ROM  накопителе зависит от скорости вращения диска. Первые CD-ROM накопители были односкоростными  и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кб/с, в настоящее время  все большее распространение  получают 24-скоростные CD-ROM накопители, которые обеспечивают скорость считывания информации до 3,6 Мб/с.

 

     Информационная  емкость CD-ROM диска может достигать 640 Мб. Производятся CD-ROM диски либо путем  штамповки (диски белого цвета), либо записываются (диски желтого цвета) на специальных устройствах, которые  называются CD-recorder.

 

     DVD-ROM диски (цифровые видео диски) имеют гораздо большую информационную емкость (до 17 Гбайт), т.к. информация может быть записана на двух сторонах, в два слоя на одной стороне, а сами дорожки имеют меньшую толщину.

 

     Первое  поколение DVD-ROM накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время 5-скоростные DVD-ROM достигают скорости считывания до 6,8 Мбайт/с.

 

     Существуют CD-R и DVD-R  диски (R — recordable, записываемый), которые имеют золотистый цвет. Специальные CD-R и DVD-R дисководы обладают достаточно мощным лазером, который в процессе записи информации меняют отражающую способность участков поверхности записываемого диска. Информация на таких дисках может быть записана только один раз.

 

     Существуют  также CD-RW и DVD-RW диски (RW — Rewritable, перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок. Специальные CD-RW и DVD-RW дисководы в процессе записи информации также меняют отражающую способность отдельных участков поверхности дисков, однако информация на таких дисках может быть записана многократно. Перед перезаписью записанную информацию «стирают» путем нагревания участков поверхности диска с помощью лазера.ять.

     10).Сканеры  и принтеры.

     Сканеры являются растровыми устройствами ввода  изображения с оригинала —  изображения на бумаге или пленке. При сканировании фрагмент оригинала  освещается белым светом, отраженный свет фокусируется на фотоприемнике  — ПЗС-линейке (ПЗС — прибор с  зарядовой связью, английский термин — Couple-Charged Device, CCD). В линейке свет преобразуется в накопленный заряд, его «профиль» (разложение по строке) сдвигается по линейке и последовательно выводится в ЦАП. Таким образом получается цифровой поток, отображающий яркость элементов (пикселов) строки. Оцифрованное изображение запоминается во внутренней памяти сканера, каретка с лампой и линейкой сдвигается и сканируется следующая строка. В памяти делается предварительная обработка изображения, и данные выводятся через внешний интерфейс в компьютер. Объем передаваемых данных определяется разрешением, глубиной цвета и размером сканируемой области. Поток данных может быть большим, так что интерфейс может стать узким местом, определяющим производительность ввода изображения. На производительность работы со сканером влияют и параметры собственно сканера, и параметры компьютера, к которому он подключен (желательны большой объем ОЗУ и быстрая дисковая подсистема).

     Существуют  сканеры разнообразных конструкций, различающиеся по назначению, параметрам и цене.

     В ручных сканерах головка с лампой прокатывается вручную. Ручные сканеры  довольно дешевые (в них отсутствует  сложная механика), однако геометриче-

     екая  точность низкая (зависит и от твердости  руки оператора). Ручные сканеры позволяют  сканировать любые поверхности, в том числе внутренние стенки коробок и углов стен.

     В самых распространенных планшетных сканерах оригинал кладется на стеклянный стол (как в копировальном аппарате) и под ним автоматически продвигается каретка с лампой и линейкой. Эти  сканеры при умеренной цене обеспечивают высокую точность, но размер оригинала  ограничен (А4, A3).

     В листопротяжных (рулонных) сканерах лист протягивается над неподвижной кареткой (как в факсе) вручную или приводом. Преимущество — неограниченная длина оригинала (можно сканировать рулоны показаний самописцев).

     В барабанных сканерах оригинал вкладывается в барабан; вращение барабана и перемещение  головки (лампы с фотоприемником) дают возможность последовательного  поточечного сканирования на одном  фотоприемнике. При этом обеспечивается очень высокое качество цветопередачи (точность и динамический диапазон), поскольку все точки изображения  воспринимаются (последовательно) одним  фотоприемником. В других типах сканеров всегда имеется погрешность от неидентичности элементов ПЗС-линейки. Барабанные сканеры очень дорогие.

     Для цветного сканирования изображение  должно быть разложено на базисные цвета (RGB). В трехпроходных сканерах используется одна линейка, и на каждом проходе устанавливается свой светофильтр. В однопроходных сканерах свет разделяется  на 3 потока, каждый через свой светофильтр  попадает на свою линейку.

     Основные  параметры сканера относятся  к его оптике и механике.

 
 

     Оптическим  разрешением (измеряется в dpi) считается разрешение по горизонтали, оно определяется разрешением ПЗС-матрицы. Разрешение по вертикали называется механическим, оно определяется шагом мотора привода. Механическое разрешение проще повышать, и оно может быть выше оптического. Внутренней обработкой изображения в сканере разрешение по обеим осям выравнивается. Это разрешение, называемое интерполяционным, может быть выше оптического. Можно установить и меньшее интерполяционное разрешение (объединением пикселов), при этом уменьшается поток данных, передаваемых при сканировании в компьютер.

     Глубина цвета определяется разрядностью АЦП. В большинстве случаев приложениям  достаточно 24 бита на пиксел. Внутренняя разрядность сканера может быть выше (30-36 бит), что позволяет выполнять  цветокоррекцию без потерь. Правда, младшие биты могут оказаться шумом.

     Динамический  диапазон сканирования определяется как  разность максимальной и минимальной  оптических плотностей1 оригинала, воспринимаемых сканером. В основном оптическая плотность зависит от качества АЦП. Для различных

     1 Оптическая плотность (Density, D) определяется в логарифмических единицах: D - lg(/iuu//orp)» /||ад — интенсивность падающего света, /отр — интенсивность отраженного (для прозрачных оригиналов — прошедшего) света. 0,0 D — идеально белый цвет, 4,0 D — идеально черный цвет.

     оригиналов характерен различный динамический диапазон: газетная бумага обеспечивает диапазон в пределах 0,9; мелованная — 1,5-1,9; фотоснимки — 2,3; фотопленки, слайды — 2,8-4,0. Дешевые сканеры имеют динамический диапазон 1,8-2,5; цветные планшетные — 2,5-3,8; барабанные — 3,4-4,0.

     Скорость (время) сканирования: может сильно зависеть от компьютера и интерфейса (в идеале сканирование идет непрерывно, чаще — частями).

     Сканер  может иметь дополнительные навесные элементы: автоподатчик документов (вместо крышки, оригиналы протягиваются, каретка не передвигается), слайд-модуль (вместо крышки, заменяет лампу на каретке сканера). Сканирование слайдов имеет свои особенности: сканер должен работать на просвет (а не на отражение) и иметь большой динамический диапазон.

     Для подключения сканеров используются различные интерфейсы:

     ¦ Интерфейс SCSI обеспечивает высокую скорость передачи. Иногда в комплекте со сканером поставляется простой SCSI-адаптер, служащий для его подключения, но снижающий скорость работы.

     ¦ Интерфейс USB 2.0 (желательно) обеспечивает скорость до 24 Мбайт/с, USB 1.0 - до 1,2 Мбайт/с.

     ¦ LPT-порт должен работать в режиме ECP/EPP, иначе скорость будет крайне низкой.

     ¦ Интерфейс 1394 (FireWire) обеспечивает высокую скорость, не везде есть.

     ¦ В случае нестандартных интерфейсов к сканеру требуется специальная плата.

     Для работы со сканерами используют стандартное  приложение (драйвер и графический  интерфейс) TWAIN (Tool Without An Interesting Name), обеспечивающее взаимодействия сканера с прикладными пакетами ПО. Его функции — установка параметров и области сканирования, предварительное сканирование и просмотр, цветокоррекция и постобработка изображения, передача данных в приложение.

     Для профессиональной работы со сканером требуется его калибровка: установка  параметров коррекции цветопередачи  по специальному тестовому изображению. ринтер - это внешнее устройство ЭВМ, предназначенное для вывода информации на твердый носитель в символьном или графическом виде.

 

     Классификация принтеров может быть проведена  по следующим критериям: по способу  вывода, по принципу формирования изображения, по способу регистрации и по принципу управления процессом печати.

 

     Поспособу вывода изображения принтеры делятся на две группы: символьные и графические. Символьные принтеры могут выводить информацию в виде отдельных символов по мере их поступления в печатающее устройство (ПУ). При этом за один цикл печати формируется один знак (посимвольные ПУ). В построчных ПУ вывод на печать осуществляется только после заполнения буферного ЗУ, которое по емкости равно одной строке. Постраничные ПУ за один цикл печати формируют и распечатывают целую страницу.

 

     Графические печатающие устройства выводят информацию не целыми символами, а отдельными точками  или линиями. Количество точек на единицу длины определяет разрешающую  способность принтера, которая имеет  разную величину в зависимости от направления: по горизонтали и по вертикали. В принтерах этого  типа каждая точка имеет свои координаты, которые являются адресом этой точки.

 

     Попринципу формирования выводимого изображения ПУ делятся на три вида: литерные, матричные и координатные (векторные). Электричество и электромагнетизм Курс лекций по физике

 

     Литерные  устройства выводят информацию в  виде символов, каждый из которых является графическим примитивом данного  устройства. Литеры сформированы при  изготовлении принтера, нанесены на специальные  рычаги или литерные колеса-шрифтоносители и при эксплуатации принтера без  замены шрифтоносителя не изменяются.

 

     Матричные ПУ выводят информацию в виде символов, сформированных из отдельных точек, объединенных в символьную матрицу. Печатающая головка матричного принтера имеет вертикальный ряд иголок, каждая из которых может сделать оттиск самого маленького элемента изображения - пиксела (точки). Печать символа происходит при перемещении головки по горизонтали. Если подлежащий печати символ имеет размеры большие, чем может обеспечить печатающая головка, такой символ печатается за несколько проходов, после каждого из которых осуществляется перемещение по вертикали (относительно печатающей головки) носителя изображения (например, бумаги).