МОНИТОРЫ

ЭЛТ-мониторы

Основные достоинства мониторов с электронно-лучевой трубкой - невысокая цена, хорошая цветопередача, малое время отклика, высокая контрастность изображения. Основные недостатки - наличие геометрических искажений и ошибок несведения лучей, громзодсткость моделей с экранами больших размеров. В современных мониторах используются в основном ЭЛТ с размером 15, 17, 19 и 21 дюйм (по диагонали) и соотношением стоон 4:3. Диагональ рабочей области примерно на дюйм меньше. Размер пискселя у большинства мониторов колеблется в пределах от 0,24 до 0,26 мм. Максимальные разрешения ЭЛТ , лимитируемые размером пикселей (разрешающей способностью)находяться на уровне 800 х 600 или 1024 х 768 для 15" моделей, 1024 х 768 или 1280 х 1024 для 17" моделей, 1280 х 1024 или выше для 19" и 1600 х 1200 для 21". Обычно именно эти значения и указывают производители в качестве максимальных рекомендованных разрешений для своих моделей. В то же время, они обеспечивают поддержку и более высокх разрешений.

ЖК-мониторы

Основные достоинства ЖК-мониторов - отсутствие геометрических искажений и ошибок несведения, абсолютно плоский экран, высокая яркость, малая глубина. Разрешения ЖК мониторов, также как и обычных, должны соотвествовать стандартному ряду ассоциации VESA. Для того, чтобы потребителю было легче ориентироваться, есть определенное соотвествие с существующим рядом диагональных размеров экранов - 15, 17, 19 и 21 дюйм (у ЖК мониторов под размером экрана понимается размер изобоажения, а у обычных мониторов - полный размер лицевой части ЭЛТ). По технологическим причинам для 15-дюймовых мониторов было выбрано разрешение XGA (1024 х 768) при размере пикселя 0,3 мм. Затем пиксель был уменьшен до 0,25 - 0,26 мм, а разрешение повышено до SXGA (1280 х 1024). Подавляющие число выпускаемых сейчас ЖК-мониторов имеют экраны размером 15 и 17 (18) дюймов.

ПРИНТЕРЫ

Струйный принтер

Наиболее популярными настольными моделями на рынке сейчас являются струйные принтеры. В большинстве таких устройств применяется метод "капля по команде", когда капля чернил выбрасывается из сопла под воздействием тепла или электричества. В термальных струйных принтерах в чернильной камере создается воздушный пузырек, который выбрасывает каплю чернил из сопла. Напротив, в пьезоэлектрической технологии для управления выбросом капель на страницу используется электрическое поле, которым поляризуются кристаллы, расположенные в печатающей головке. Пьезоэлектрическая технология позволяет избежать разбрызгивания и капель-"сателлитов".

Лазерный принтер

В основе работы лазерного принтера лежит процесс сухой ксерографии (лат. xeros - сухой и graphos - писать). В свою очередь он базируется на электростатической фотографии. В основе электростатической фотографии лежит способность некоторых полупроводников уменьшать свое удельное сопротивление под действием света. Такие полупроводники называются фотопроводниками и используются для изготовления фоторецепторов.

Лазерная засветка осуществляется следующим способом: Лазерная пушка светит на зеркало, которое вращается с высокой скоростью. Отраженный луч через систему зеркал и призму попадает на барабан и за счет поворота зеркала выбивает заряды по всей длине барабана. Затем происходит поворот барабана на один шаг (этот шаг измеряется в долях дюйма и именно он определяет разрешение принтера по вертикали) и вычерчивается новая линия. В некоторых принтерах кроме поворота барабана используется поворот зеркала по вертикали, которое позволяет на одном шаге поворота барабана вычертить два ряда точек. Скорость вращения зеркала очень высока. Она составляет порядка 7-15 тыс. об./мин. Для того, чтобы увеличить скорость печати не увеличивая скорость зеркала его выполняют в виде многогранной призмы.

В светодиодных принтерах (OKI, Panasonic) вместо лазера работает светодиодная панель. Теоретически светодиодная технология более надежна, поскольку является более простой. Ведь недаром фирмы OKI дает на светодиодные панели в своих принтерах пожизненную гарантию. Кроме того, принтеры со светодиодной панелью более компактны. По этой же причине светодиоды часто используют в ксерографических цифровых плоттерах. Однако на практике большинство производителей предпочитает лазерную технологию. Кроме того, лазерные принтеры работают быстрее, в то время, как светодиодные - более дешевы.

Лазерные принтеры кроме механической части включают в себя достаточно серьезную электронику. В частности на принтерах устанавливается память большого объема, для того, чтобы не загружать компьютер и хранить задания в памяти. На части принтеров устанавливаются винчестеры. Электронная начинка принтера также содержит различные языки описания данных (Adobe PostScript, PCL и т. д.). Эти языки опять же предназначены для того, чтобы забрать часть работы у компьютера и передать принтеру.

СКАНЕРЫ

Современный сканер функционально состоит из двух частей: сканирующего механизма и программной части (TWAIN-модуль, система управления цветом и прочее). Без собственного драйвера сканер работать не сможет, так как не является стандартным для Windows устройством.

Сканирующие механизмы планшетных сканеров выпускает весьма ограниченный круг производителей, которые поставляют их по OEM-соглашениям другим компаниям. Те комплектуют их своим набором программного обеспечения и продают под собственной торговой маркой.

Документ располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света (если сканируется прозрачный оригинал, используется так называемый слайд-модуль - крышка, в которой параллельно сканирующей каретке сканера перемещается вторая лампа).

Оптическая система сканера (состоит из обьектива и зеркал или призмы) проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приёмный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах - три параллельных линейки из равного числа отдельных светочувствительных элементов, принимающие информацию о содержании "своих" цветов. В трёхпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или CCD-матрице. Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения (все ещё аналоговую информацию). Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в понятном компьютеру двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера - обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.

Устройство

Принципиальное устройство сканера любого из производителей мало чем отличается от конкурентоспособных моделей прочих фирм, ориентирующих свою продукцию на решение сходных задач, и делящих ниши покупательского спроса в сходных ценовых категориях. Но, тем не менее, все производители сканеров заняты исследованиями в тех областях науки, которые несут на себе основную нагрузку в выявлении новых решений и подходов к сканированию, а также обработке изображения. Новейшие технологические разработки внедряются в производство продукции, что позволяет рядовому пользователю, приобретающему современную модель устройства в полной мере воспользоваться последними достижениями науки, поддерживаемыми тем или иным производителем.

В большинстве современных сканеров для получения данных об изображении применяется приемный элемент, называемый CCD (Charge-Coupled Device, прибор с зарядовой связью - ПЗС). Эта технология известна уже много лет и используется также в аппаратах факсимильной связи, видеокамерах и других устройствах.

В некоторых сканерах используется другой тип приемного элемента, называемый CIS (Contact Image Sensor). Этот элемент состоит из линейки датчиков, непосредственно воспринимающих световой поток от оригинала, причем линейка имеет ширину, равную ширине рабочей области сканера, а оптическая система - зеркала, призма, объектив - полностью отсутствует.

Также к основным узлам конструкции сканера можно причислить шаговый двигатель, перемещающий источник света и приемный элемент (CIS или CCD), собственно, сам источник света - как правило, это лампа с холодным катодом, трехцветная ПЗС-линейка (для CCD) или линейка датчиков (для CIS), а так же цифро-аналоговый преобразователь, обрабатывающий изображение на стадии его адаптации к стандартам ПК и интерфейс сопряжения с ПК (SCSI, USB, LPT). В комплекте к некоторым моделям сканеров поставляются слайд адаптеры для 35 миллиметровых фотопленок.

Процесс сканирования

Сканирование изображения похоже на процесс копирования его при помощи копировального аппарата. Главное отличие в том, что при сканировании результат записывается в электронном виде и может быть отредактирован при помощи специального программного обеспечения и сохранен на жестком диске Вашего ПК. Когда Вы сканируете, сканер перемещает источник света вдоль документа, вместе с ним перемещается специальное устройство, которое преобразует отраженный от документа свет в электрические сигналы и цифровую форму, которые поступают в Ваш компьютер и там изображение восстанавливается и отображается на экран.

Обработка

Дальнейшая обработка производится посредством специализированных программ для распознавания текста и обработки изображений, которыми комплектуются все поставляемые сканеры, либо иными, отдельно приобретаемыми в соответствии с уровнем решаемых с помощью сканирования задач.

Серии

У каждого производителя сканеров существуют модели, ориентированные на цели конкретного покупателя, сгруппированные по этому признаку в серии, выделяющиеся в модельном ряде с помощью буквенной аббревиатуры. Как правило, это серия профессиональных сканеров, офисные сканеры, сканеры для домашнего офиса и индивидуального применения. Отдельной строкой в модельном ряде стоят слайд сканеры для фотопленок.

МОДЕМЫ

Необходимость обмена данными между удаленными компьютерами привела к использованию существующих телефонных линий для передачи данных. Большинство телефонных линий было разработано для передачи аналоговых сигналов - голоса, тогда как компьютеры работают с цифровой формой представления данных - импульсами. Поэтому для использования аналоговых телефонных линий требуется преобразовать цифровой сигнал. Таким конвертером служит модем, который МОДулирует и ДЕМодулирует цифровые данные. Модем принимает последовательность импульсов, модулирует какой-либо из параметров (амплитуду, частоту или фазу) аналогового сигнала для передачи данных через аналоговую среду. Принимающий данные модем выполняет обратное преобразование, восстанавливая цифровые данные на основе полученного из линии аналогового сигнала.

Первые модемы использовались главным образом для обмена между терминалами данных и хост-компьютерами. Позднее модемы начали использовать для обмена между компьютерами. Такой обмен потребовал более высокой скорости передачи, в результате чего скорость обмена выросла от 300 бит/сек (bps) до 33600 bps . Сегодняшние модемы используют различные методы сжатия информации для дополнительного повышения скорости обмена и контроля ошибок, а также их исправления для обеспечения более надежной связи. Для того, чтобы модемы разных фирм могли обмениваться данными друг с другом, были разработаны специальные стандарты.

Сегодня модемы используются для решения широкого класса задач: голосовая почта, факсимильная связь, обмен информацией через системы сотовой связи для переносных компьютеров. Однако рост скорости для обычных телефонных линий ограничен и для ее дальнейшего повышения придется использовать другие технологии - ISDN или связь через оптические кабели.

Классификация модемов

Область применения
модемы для коротких линий (short range);
модемы для голосовых линий (voice grade - VG);
модемы для широкополосных линий (wideband).
Тип линии
коммутируемые;
арендованные (выделенные);
частные.
Режим работы
полудуплексный;
полнодуплексный;
симплексный.
Синхронизация
синхронные;
асинхронные
Модуляция
амплитудная (AM);
частотная (FM/FSK);
фазовая (PM);
TCM
Скорость
Классификация модемов по области применения

Модемы для коротких дистанций (short-range, short haul).

Модемы short-range являются эффективным недорогим решением для связи на расстояниях, не превышающих 15 -30 км, по частным линиям, не являющимся частью телефонных систем общего пользования. Такие модемы могут использоваться и для связи на больших расстояниях при соединении через линию, принадлежащую одной телефонной системе (АТС) - такое соединение называется физической линией (local loop). Модемы для коротких дистанций чувствительны к длине линии связи, поскольку при передаче в линии происходит ослабление и искажение сигналов. С увеличением длины линии скорость обмена данными должна снижаться для обеспечения безошибочной передачи.

Short-range модемы дешевле остальных типов модемов по двум причинам:

они не содержат устройств для компенсации разности частот модулятора и демодулятора;
зачастую такие модемы не содержат устройств снижения/коррекции шума, поскольку на коротких дистанциях уровень шумов существенно меньше.
Модемы для коротких дистанций делятся на два основных типа:

Аналоговые модемы с использованием простых методов модуляции без изощренного контроля ошибок. Обычно скорость таких модемов не превышает 9600 bps, однако отдельные модели поддерживают обмен данными на скорости до 64 Kbps.
Драйверы линий повышают уровень цифровых импульсов и передают в линию непосредственно цифровые сигналы без их модуляции, как это происходит при использовании обычных модемов. Драйверы линий очень дешевы, имеют крошечные размеры и присоединяются непосредственно к портам RS-232, используя для питания напряжение сигналов DCE-DTE.
Модемы для голосовых линий (voice grade - VG).

Передача осуществляется по коммутируемым или арендованным линиям.

Сегодняшнее состояние и тенденции.

В настоящее время используются как внешние, так и внутренние (платы, устанавливаемые внутрь компьютера) модемы. Каждый из этих типов имеет свои преимущества и недостатки.

Реальная скорость передачи ограничена качеством существующих телефонных линий. Медленные телефонные транки, устройства, сужающие полосу вдвое на международных линиях, а также соединения через медленную сотовую сеть позволяют передавать данные со скоростью 14400 (без компрессии), хотя модем может обеспечивать скорость 28800.

Все больше пользователей работает в сети Internet или других системах с доступом по телефонным линиям (например, CompuServe). Более производительные процессоры типа Pentium или PowerPC на рабочих станциях или персональных компьютерах позволяют упростить модемы. Часть функций сигнального процессора (DSP) или микроконтроллера может быть выполнена хостом. За счет этого цены на модемы могут быть снижены.

Расширение стандарта V.34, позволяющее одновременно передавать данные и голос (DSVD - Digital Simultaneous Voice and Data) является новым шагом вперед. Спецификация DSVD обеспечивает одновременную передачу данных и речи за счет мультиплексирования пакетов, подобных пакетам ATM. Появились также модемы, обеспечивающие на реальных линиях скорость обмена 33600, а недавно были выпущены комплекты микросхем, позволяющие работать со скоростью 57600.

CD - ROM

CD - ROM (Compact Disk Read Only Memory) - компакт - диск, предназначенный только для хранения предварительно записанной на него информации в цифровом виде и считывания ее с помощью соответствующего устройства - привода (накопителя).

В настоящее время CD-ROM широко используются для хранения самой разнообразной информации:

системного, интегрированного и прикладного программного обеспечение;
справочников и энциклопедий;
книг и учебных курсов;
компьютерных игр, развлекательных и учебных программ;
архивов, баз данных, фото и видеоизображений, звука и т.п.
Информация, хранимая на CD-ROM, в отличие от информации, хранимой на магнитных дисках, практически не подвержена разрушительному воздействию электрических и магнитных полей и в значительно меньшей степени подвергается разрушению в результате естественного старения материала носителя. Кроме того, стоимость записи и хранения единицы информации на CD-ROM существенно меньше, чем для магнитных дисков.

Технологии CD-ROM уже около шести лет. За этот немалый для компьютерных технологий срок сменилось несколько поколений приводов CD-ROM. Более трех десятков компаний-изготовителей как именитых, так и не очень выпустили и продолжают выпускать на мировой рынок все новые и новые модели приводов, которые расходятся по городам и весям, в том числе России, миллионными тиражами. В гонке аппаратных средств и программных изделий для них, в выигрыше, в который уже раз, оказываются изготовители аппаратуры, а в проигрыше - конечные пользователи, которые, так и не дождавшись программных изделий, способных полностью использовать возможности приводов СD-ROM, чуть ли не каждые полгода вынуждены решать проблему модернизации накопителей, чтобы не превратиться в коллекционеров неликвидного "железа". А на горизонте уже все отчетливее прорисовываются контуры аппаратных средств, изготовленных по технологии DVD-ROM (Digital Versalite Disk), которая стремительно идет на смену технологии СD-ROM.

Тем не менее в запасе (до массового внедрения технологии DVD-ROM) есть еще год-два, а диски CD-ROM уже сегодня являются незаменимыми практически для любого пользователя персонального компьютера (ПК). Поэтому проблема независимого выбора привода CD-ROM для изготовляемого на заказ ПК или для модернизации уже имеющегося продолжает оставаться актуальной для конечного пользователя.

Цель настоящего обзора - дать конечному пользователю необходимый минимум информации о технологии CD-ROM, для того, чтобы пользователь мог самостоятельно сделать грамотный выбор привода CD-ROM наиболее подходящего для решения его задач, а при необходимости (или желании) самостоятельно установить и подключить привод в ПК.

1. Основы технологии CD-ROM

Хранение данных на CD-ROM, как и на магнитных дисках, организуется в двоичной форме в виде древовидной файловой структуры. Максимальная емкость CD-ROM составляет 680 Мбайт и 180 Мбайт для дисков диаметром 12 и 8 см соответственно. Толщина диска CD-ROM составляет 1,2 мм. Диск изготовлен из прозрачного поликарбоната (плексигласа), который покрыт с одной стороны тонким отражающим металлическим слоем (чаще всего из алюминия, реже золота) и защитной пленкой специального прозрачного лака. Конструкция CD-ROM определяет правила обращения с ним, а именно:

держать диск необходимо за ребра (края);
следует избегать касаний и непреднамеренного повреждени поверхности диска, особенно со стороны прозрачного слоя;
хранить диск рекомендуется в месте, защищенном от попадания прямых солнечных лучей и снега;
не следует вытирать или чистить диск. Допустимо удаление случайных загрязнений диска с помощью проточной воды комнатной температуры с незначительным количеством моющего средства и последующим промоканием мягкой тканью.
Информация на диске записана в виде чередования углублений (Pit) в поверхности металлического слоя (Land). Двоичный "0" представляется на диске как в виде углубления, так и в виде основной поверхности, а двоичная "1" - в виде перехода между ними. За счет кодирования 1 байт (8 бит) информации занимает на CD-ROM 14 бит плюс 3 так называемых бита слияния (Merge Bit). Базовая информационная единица CD-ROM - кадр (Frame) содержит 24 закодированных байта или 24х(14+3)=408 бит плюс 180 бит, используемых для коррекции ошибок, итого 588 бит. Кадры на диске образуют сектора и блоки. Сектор содержит 3234 закодированных байта, из которых: 2352 байта информации, 882 байта для коррекции ошибок и управления.

Такая организация хранения данных на CD-ROM и использование алгоритмов коррекции ошибок позволяют обеспечивать качество чтения информации с вероятностью ошибки на бит не более 0,000000001. На диске располагается единственная спиральная дорожка от центра к краю. Ширина дорожки составляет 0,4 мкм, а расстояние между соседними витками спирали - 1,6 мкм.

В соответствии с принятыми стандартами (ISO 9660 c последующими дополнениями) поверхность CD-ROM разделена на три области:

Входная директория (Lead In) - это область в форме ближайшего к центру диска кольца шириной 4 мм, которая читается первой. Здесь находятся: оглавление (TOC - Table of Contents), адреса всех записей, число заголовков, суммарное время (объем) записи, имя диска (Disc Label) и т.д.
Область данных в форме кольца шириной 33 мм в которой записана основная информация диска в виде файловой системы;
Выходная директория (Lead Out) c меткой конца диска.
Основными функциональными элементами привода CD-ROM являются: миниатюрный электродвигатель, лазер, система оптических линз и датчиков, а также электронная схема, осуществляющая предварительную обработку (считывание и декодирование информации) и управление приводом.

Электродвигатель вращает диск. Лазер генерирует световой луч, который системой оптических линз фокусируется на отражающей (металлической) поверхности диска. Свет по-разному отражается от переходов между основной поверхностью и углублениями. Отраженный свет через линзы попадает на датчик интенсивности света, который анализирует и преобразует его в электрический двоичный сигнал и направляет его для дальнейшей обработки в электронную схему привода.

До недавнего времени приводы CD-ROM, в отличие от накопителей на магнитных дисках, использовали метод считывания информации с постоянной линейной скоростью (Сonstant Linear Velocity - CLV), при котором угловая скорость вращения диска является величиной переменной, зависящей от места считывания информации, и уменьшается от центра к краю диска. Благодаря этому обеспечивалось постоянство скорости передачи данных, независимо от местоположения данных на диске.

2. Основные характеристики приводов CD-ROM

Выбор привода CD-ROM зависит, прежде всего, от того, какие задачи предполагается решать с его помощью, какие требования предъявляются со стороны этих задач к характеристикам привода и, наконец, какова цена привода с требуемыми характеристиками. В настоящее время можно выделить 7 групп задач, решаемых с помощью приводов CD-ROM, а именно:

установка и обновление программного обеспечения;
поиск информации в справочниках, энциклопедиях, базах данных, архивах и т.п.;
запуск и работа с программными изделиями (например, BIOS некоторых современных ПК позволяют выполнять загрузку операционной системы ПК с CD-ROM);
запуск и работа с обучающими, развлекательными и игровыми программными изделиями;
просмотр фотоизображений, видеоклипов и видеофильмов;
использование привода в локальной компьютерной сети в качестве накопителя общего доступа;
прослушивание музыкальных компакт-дисков.
Необходимо иметь в виду, что большинство программных изделий, предназначенных для запуска и работы с CD-ROM (так называемые мультимедиа CD-ROM), по объективным и вполне понятным причинам предъявляют весьма умеренные требования к техническим характеристикам привода, не требуя, как правило, использования накопителя последнего поколения.