Выводится информация. Устройства вывода

Тема – Устройства вывода. Устройства, предназначенные для передачи данных на расстояние.

Продолжительность занятия- 40 минут

Класс- пятый

Образовательное учреждение - Томская область, Томский район, село Моряковский Затон, Муниципальная общеобразовательная школа.

План урока:

Части - блоки урока (краткое содержание деятельности учителя и учащихся)	Временная реализация
Организационный момент. Цель : добиться концентрации внимания учащихся, настроить их на рабочий лад.	2 минуты
Актуализация опорных знаний. Проверка домашнего задания с помощью теста на компьютере. Оценки заносятся в журнал. Цель : проверить освоение знаний, полученных на двух предыдущих уроках.	5 минут
Актуализация опорных знаний. Фронтальное повторение (вся группа). Цель : определить проблемные места в усвоении учебного материала и зафиксировать внимание учеников на сложных для них понятиях.	5 минут
Изучение нового материала. Сообщение темы и цели занятия. Цель : формирование новых знаний.	10 минут
Закрепление изученного материала. Работа в тетради: ответы на вопросы. Цель : закрепление полученных знаний, понятий.	3 минуты
Обобщение и анализ проделанной работы в форме беседы. Выводы. Цель : убедиться в освоении обучаемыми предложенного материала.	3 минуты
Задание на дом. Устно подготовить ответы на вопросы.	2 минуты
Перед практической работой на ПК провести физкультминутку.	2 минуты
Практическая работа на компьютере. Изучение основного ряда клавиатуры. Цель : выработка первоначальных навыков работы на клавиатуре ПК «слепым» десятипальцевым методом.	8 минут

Цели урока:

1. Текущий контроль качества изучаемого материала.
2. Познакомить учащихся с устройствами вывода информации, с устройствами, предназначенными для передачи данных на расстояние.
3. Тренировка работы с основным рядом клавиатуры десятипальцевым «слепым» методом печати.
4. Воспитание информационной культуры учащихся.

Оборудование: Тест для самостоятельной работы в EXCEL, обучающий клавиатурный тренажер из пакета «Наставник», презентация «Устройство ПК», С.Н. Тур, Т.П. Бокучава «Рабочая тетрадь для 5 класса», компьютеры, проектор, экран.

Ход урока.

I. Организационный момент.

Вход учащихся в кабинет «Информатики и ВТ» по звонку. Приветствие. Напоминание правил поведения учащихся в кабинете.

II. Актуализация опорных знаний.

1. Проверка домашнего задания с помощью теста.

Учащиеся переходят от парт к компьютерам, на которых уже загружен тест (Приложение 1 ). В тесте пять вопросов с тремя вариантами ответов. Нужно выбрать правильный ответ. Оценки за тест выставляются в журнал.

Программы для ПК составляет:

А) процессор
Б) программист
В) сканер

Персональные компьютеры бывают:

А) монохромные, цветные, черно-белые
Б) настольные, портативные, карманные
В) матричные, лазерные, струйные

Какое правило надо соблюдать обязательно при работе на ПК?

а) почистить зубы
б) за час до работы поспать
в) не трогать провода

Какая часть компьютера предназначена для ввода текста?

А) принтер
Б) мышь
В) клавиатура

Компьютер - это

А) устройство для выполнения вычислений
Б) устройство для работы с информацией
В) электронный прибор с клавиатурой и монитором.

Шкала для оценивания теста из пяти вопросов:

• нет ошибок – оценка «5»;
• одна ошибка – оценка «4»;
• две ошибки – оценка «3»;
• три ошибки – оценка «2».

После выполнения теста дети возвращаются на свои места за парты.

2. Фронтальное повторение.

Устный опрос учащихся без оценивания знаний. Учащиеся отвечают на вопросы. Вопросы, как и ответы, продублированы в визуальном виде на презентационном экране (Приложение 2 , слайды № 2-7).

1. Назовите основные части компьютера.

Ответ. Системный блок, монитор, клавиатура и мышь.

Это то, что обычно всегда бывает у современного компьютера! Не так давно манипулятор мышь не входил в этот обязательный набор, но с развитием компьютерного графического интерфейса, работать без мыши практически невозможно.

2. Для чего нужны устройства ввода?

Ответ. Это устройства преобразования информации из формы, понятной человеку, в форму, понятную компьютеру.

3. Для чего предназначена клавиатура?

Ответ. Клавиатура - это устройство ввода. На ней удобно набирать текст. Некоторые клавиши клавиатуры (или их комбинации) служат для управления работой компьютера (программ).

4. Для чего предназначена мышка?

Ответ. Мышка, как и клавиатура - это устройство ввода. С мышкой связан экранный указатель (курсор). Указатель повторяет на экране движение мыши по коврику. Таким образом, можно выбирать экранные объекты и активизировать их при помощи щелчков (нажатия мышиных кнопок).

5. Для чего предназначен системный блок?

Ответ. Системный блок - это самая главная часть компьютера. В нем находится процессор (мозг компьютера) и запоминающие устройства (кратковременная память, постоянная память, магнитные и оптические диски).

III. Изучение нового материала

3. Введение в тему

Вопрос классу:Какие еще устройства можно подключать к компьютеру?

Вывод (после ответов учащихся): На самом деле, число устройств, подключаемых к компьютеру очень велико и практически неограниченно. К компьютеру можно подключить и кухонный стол, если только снабдить стол исполнительными механизмами и электроникой, которая будет сопрягать эти механизмы с компьютером. Самым популярным компьютерным элементом сейчас стал модем. А что это за устройство вы узнаете сегодня на уроке.

Сообщить тему урока и записать ее в тетрадь. (Тема урока представлена визуально на презентационном экране (Приложение 2 , слайд № 8)).

4. Объяснение нового материала.

Объяснение нового материала проводится с помощью продолжения презентации, использованной для устного повторения.

Устройства вывода позволяют выводить информацию, имеющуюся в компьютере. Язык электрических сигналов, доступный компьютеру, преобразуется в понятную для человека информацию – в числа, слова, картинки, звуки.

Запомним и запишем в тетрадь:

Устройства вывода – устройства преобразования выходной информации из формы, понятной компьютеру, в форму, понятную человеку (Приложение 2 , слайд №9)

Рассмотрим наиболее распространенные устройства вывода информации.

1. Монитор (Приложение 2 , слайд №10).

Монитор является универсальным устройством вывода информации. Монитор еще называют дисплеем. Работает монитор точно так же, как телевизор – получает электрический сигнал и преобразует его в видимое изображение. В простых и дешевых бытовых компьютерах раньше в качестве монитора часто использовали обычный телевизор. Но для серьезной работы телевизор не годится. Дело в том, что изображение в телевизоре очень яркое, но не слишком четкое, и, кроме того, оно постоянно чуть-чуть дрожит. Когда человек не напрягаясь и сидя на диване, смотрит кинофильм, это дрожание и яркость его не утомляют. Кроме того, расстояние от глаз до экрана – около двух метров. А при работе с компьютером обычно сидят близко к экрану и внимательно следят за тем, что происходит на экране монитора. Поэтому при телевизионном качестве изображения глаза устанут уже через несколько минут, работать станет совершенно невозможно. Чтобы этого не происходило, к компьютерным мониторам предъявляются очень жесткие требования по четкости и устойчивости изображения, которые не может обеспечить обычный телевизор.

Мониторы могут работать в текстовом режиме – когда на экран выводится информация только в виде букв и цифр и в графическом режиме. В графическом режиме на экране монитора отображаются не только цифры и буквы, но и картинки.

Различается также количество цветов, которое может показывать монитор. Бывают монохромные мониторы, где кроме черного, есть еще только один цвет (обычно это белый, зеленый или оранжевый). Бывают и цветные мониторы, которые могут изображать 16, или 256, или еще большее количество различных цветов. Качество цветного изображения на хорошем мониторе лучше, чем на цветной фотографии.

2. Принтеры (Приложение 2 , слайд № 11).

Для распечатки информации, которая хранится в компьютере, созданы специальные устройства – принтеры. Слово «принтер» происходит от английского слова «print», что означает «печатать». Принтер вместе с компьютером образует миниатюрную типографии, позволяя печатать на бумаге любые тексты различными шрифтами и даже вместе с цветными картинками.

Наиболее распространены сейчас матричные, струйные и лазерные принтеры. В матричных и струйных принтерах точки изображение на бумаге составляется из точек. В матричных принтерах точки печатаются, когда специальные иголки через красящую ленту ударяют по листу бумаги. Если увеличить, например, букву П, напечатанную на матричном принтере, то ее изображение может иметь вид, как на рисунке. Из-за такого низкого качества печати матричные принтеры постепенно выходят из употребления.

В струйных принтерах используется чернильная печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу.

В лазерном принтере точки получаются с помощью очень тонкого лазерного луча.

3. Плоттер.

Плоттер выводит на бумагу графические данные – выполняет качественные цветные печатные копии сложных схем, графиков, чертежей, географических карт, архитектурных проектов.

4. Устройства звукового вывода (Приложение 2 , слайд № 12).

Динамики, колонки, наушники обеспечивают вывод и воспроизведение звуковой информации (музыки, человеческого голоса и т.д.)

5. Устройства, предназначенные для передачи данных на расстояние (Приложение 2 , слайд № 13 - 14).

Одно из устройств ввода/вывода информации называется модемом. С помощью модема можно передавать данные из компьютера на компьютер по телефонному проводу.

Через модем компьютеры подключаются к обычной телефонной розетке, и один компьютер может «позвонить» другому, передать сообщение, обменяться информацией. Один человек набирает текст на клавиатуре компьютера, а второй, находящийся в другом городе, тут же читает этот текст на экране своего монитора. Несколько человек, каждый за своим компьютером, могут даже играть в общую игру. В подобных случаях говорят, что компьютеры подключены к компьютерной сети.

Запомним и запишем в тетрадь:

Модем – устройство, предназначенное для преобразования и передачи информации между удаленными компьютерами.

IV. Закрепление изученного.

Ответы на вопросы в рабочей тетради (Приложение 2 , слайд № 15).

Задание 1.

Запишите, какие устройства используются:

• для создания бумажной копии документа ___________
• для вывода картинок и схем на бумагу _____________
• для отображения символов, вводимых с клавиатуры_____________
• для прослушивания мелодий, хранящихся в компьютере ____________

1. Для чего нужны устройства вывода?
2. перечислить известные устройства вывода и указать их назначение.
3. Какие виды информации можно выводить с помощью устройств вывода?
4. Какие бывают мониторы? В каких режимах они могут работать?
5. Для каких целей предназначен модем?
6. Какие принтеры сейчас наиболее распространены?

VI. Физкультминутка.

Физкультминутка коротка,
Встряхнем руками мы слегка,
Потянемся немножко,
Посмотрим мы в окошко.
И присядем мы, и встанем,
И опять за парты сядем.

После физкультминутки учащиеся переходят к компьютерам, на которых загружен обучающий клавиатурный тренажер из пакета «Наставник».

VII. Работа на компьютере.

Вспомним, что при печати «вслепую» пальцы обеих рук должны всегда находиться над основным рядом клавиатуры, слегка касаясь клавиш и, нажав клавишу на другом ряду, возвратиться в исходное положение .

Приступаем к работе.

Используемая литература.

1. С.Н. Тур, Т.П. Бокучава «Первые шаги в мире информатики». Рабочая тетрадь для 5 класса. Санкт-Петербург «БХВ-Петербург» 2002 г.
2. С.Н. Тур, Т.П. Бокучава «Первые шаги в мире информатики». Методическое пособие для учителей 5-6 классов. Санкт-Петербург «БХВ-Петербург» 2002 г.
3. А.А.Дуванов «Азы информатики» - гипертекстовый интерактивный курс информатики для младших школьников.

Устройства, с помощью которых информация или вводится в компьютер или выводится из него, называются внешними (периферийными) или устройствами ввода/вывода данных.

Устройства ввода информации

Клавиатура

Служит для ввода информации в ЭВМ и подачи управляющих сигналов. Клавиатура содержит стандартный набор клавиш печатающей машинки и некоторые дополнительные клавиши. Внутри нее имеется микросхема-шифратор, которая преобразует сигнал от конкретной клавиши в соответствующий данному знаку двоичный код.

Предназначен для ввода в компьютер представленных в печатном виде текстовых и графических данных. Сканеры бывают ручными (которыми проводят сверху по листу), планшетными (лист кладется внутрь сканера) и барабанными (лист протягивается через сканер специальным барабаном).

Дигитайзер

Устройство для "оцифровки" изображений. Позволяет преобразовать изображение в цифровую форму для обработки на компьютере. Суть оцифровки: изображение сканиру­ется и каждой его точке присваивается координата и номер цвета. После ввода в компь­ютер изображение можно редактировать. Дигитайзер используется в системах обработки изображений, например в полиграфии, в архитектурном проектировании.

Графический планшет

Планшет со специальным покрытием, на которое можно положить лист бумаги, пи­сать и рисовать на нем, и все, что написано, будет введено в компьютер в виде изображения.

Цифровая фотокамера

Фотоаппарат, записывающий изображение не на фотопленку, а на одну из карт памяти. Изображение переводится в циф­ровую форму и хранится в памяти фотокамеры, фотокамера может хранить несколько сотен кадров. После съемки фотокамера присоединяется к компьютеру, кадры пере­писываются на винчестер и воспроизводятся на экране монитора. При желании их мож­но распечатать на принтере.

Манипуляторы

Служат для быстрого перемещения курсора по экрану. Наиболее распространенным среди них является манипулятор "мышь" (или просто мышь). Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся в ладони. Внутри корпуса имеется шар, который при движении мыши катится по поверхности и передает свое движение специальным роли­кам. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок - адаптер, и ее движения трансформируются в соответствующие перемещения курсора по экрану дис­плея. Сверху устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три), позволяю­щие задавать начало и конец движения, осуществить выбор меню и т. п.

Разновидности манипуляторов типа «мышь»: механическая и оптическая с проводом и беспроводная.

Трекбол напоминает механическую мышь, повернутую вверх ногами. В отличие от мыши трекбол не требует сво­бодного пространства около ЭВМ, его можно встроить в корпус машины.

Джойстик (от англ, joystick - палочка радости) представляет собой рукоятку с кноп­ками и применяется, как правило, для игр и тренажеров.

Чувствительный экран

Общение с ЭВМ осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту чувствительного к прикосновениям экрана. Этим реализуется нужная команда, на­пример, выбирается необходимый режим или информация из меню, показанного на экране дисплея.

Используется для соединения компьютера с другими компьютерными системами через телефонную сеть. Пользователь, подключивший свой компьютер в такую сеть, получает доступ к практически неограниченному объему информации. Компьютерные сигналы - это сигналы постоянного тока. Телефонная сеть их передавать не может. Для преобразования компьютерных сигналов в сигналы, способные передаваться по телефонной сети (иными словами, для их модуляции - преобразования в комбинацию звуковых сигналов различной частоты), применяют специальное устройство, называемое модемом (сокращение слов МОдулятор - ДЕМодулятор). Модемы различаются скоростью передачи данных, которая может составлять 56 и более Кбод. Модемы по исполнению бывают встроенными в системный блок компьютера или внешними, подключаемыми к компьютеру через коммуникационный порт. По своему назначению модемы можно отнести как к устройствам ввода, так и к устройствам вывода информации.

Устройства вывода информации

Устройство отображения информации на экране электронно-лучевой трубки или жидко-кристаллического дисплея. Монитор подключается к компьютеру с помощью видеокарты. Работает в одном из двух режимов - текстовом или графическом. В текстовом режиме экран состоит из строк и столбцов, например, в программе FAR можно задать режим работы 80 столбцов и 25 строк. В графическом режиме экран состоит из отдельных точек - пикселей). Каждый пиксель имеет свой цвет.

Современные компьютеры в основном оснащаются мониторами SVGA со следую­щими характеристиками: число цветов - от 65536 (16 бит) для ЖКмониторов до нескольких миллиардов; разрешение – до 2048x1536; размер экрана - 14, 15, 17, 19, 21 дюймов; кадровая частота от 60 до 120 и более Гц; расстояние между пикселями 0,24 мм.

Устройство для вывода на бумагу текстов и графических изображений. В настоящее время используются несколько типов принтеров.

Матричный (или точечно-матричный) принтер. Принцип действия такого принтера

основан на том, что печатающая головка, содержащая металлические иголки, движется вдоль печатаемой строки. Иголки в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту - изображение формируется из отдельных точек. Красящая лента может быть намотана на катушку (как в пишущей машинке) или уложена в специ­альную коробку (картридж). Матричные принтеры - наиболее дешевые. Качество печати у них, как правило, невысокое. Скорость печати в среднем - 1 страница в минуту. Матричные принтеры редко бывают цветными.

В настоящее время используются в банках.

Струйный принтер. В принтерах этого типа мельчайшие капли краски выдуваются на бумагу через крошечные сопла. Эти принтеры обеспечивают достаточно высокое ка­чество печати. Скорость печати от 1 до двадцати страниц в минуту. Существуют цвет­ные и монохромные (черно-белые) струйные принтеры.

Лазерный принтер, В таких принтерах частицы краски переносятся со специального красящего барабана на бумагу посредством электрического поля. Чтобы красящий порошок закрепился, специальный механизм проводит бумагу через нагревательный элемент, и краска спекается. Качество печати - высокое. Разрешающая способность лазерных принтеров от 600 до 1200 точек на дюйм. Скорость печати в среднем - до 50 страниц в 1 минуту. Существуют цветные и черно-белые лазерные принтеры. Есть тип лазерных принтеров, называемых фазерами (Phaser), в которых используется другая технология по сравнению с обычными лазерными принтерами. В этих прин­терах напыленная краска не спекается, а расплавляется, а затем быстро высушивает­ся, т. е. краска испытывает фазовый переход (отсюда название). В результате получа­ется водостойкое слегка выпуклое изображение.

Плоттер (графопостроитель)

Служит для вывода на бумагу чертежей. Изображение создается двигающимися по листу перьями с цветной тушью. Обычный плоттер может выводить чертеж на лист разме­ром до AI (841x594 мм). Существуют и большие плоттеры, выводящие изображение на лист размером до 3x3 м. Скорость печати для листа AI средней наполненности - до 1 час.

Мультимедийные компоненты

Мультимедиа - это специальная технология, позволяющая с помощью про­грамм и технических устройств объединить на компьютере обычную информацию - текст и графику - со звуком и движением.

Привод CD - ROM функционально аналогичен дисководу, но предназначен для чтения компакт-дисков. Компакт-диск, подобно дискете, служит для хранения различных дан­ных, в т. ч. аудио- и видеоинформации, представленной в двоичном виде.

Звуковая карта - устройство (плата-контроллер) для преобразования в звуки цифро­вой аудиоинформации. К выходу звуковой карты можно подключить усилитель звукового сигнала и колонки для воспроизведения стереозвука.

Компьютер, оснащенный приводом CD - ROM и звуковой картой, называется мульти­медийным,

Прочие устройства

Сетевая карта позволяет подключать компьютер в локальную сеть, что дает пользо­вателю возможность получать доступ к информации в других компьютерах.

Источник бесперебойного питания - обеспечивает кратковременное продолжение ра­боты при сбое или полном отключении питания и сети. (ИБП, UPS)

Лазерное сканирование

После растеризации изображение страницы сохраняется в памяти, а затем передается печатающему устройству, которое физически выполняет процесс печати. Печатающее устройство - это общий термин для определения устройств, которые непосредственно переносят изображение на бумагу в принтере и включают следующие элементы: узел лазерного сканирования (далее - узел лазера), фото чувствительны и элемент, контейнер с тонером,

блок распределения тонера, коротроны, разрядную лампу, блок закрепления и механизм транспортировки бумаги. Чаще всего эти элементы конструктивно выполнены в виде одного модуля (аналогичное печатающее устройство используется в копировальных машинах).

Узел лазера, называемый иногда выходным растровым сканером используется в лазерном принтере для создания электростатического массива точек на фоточувствительном барабане, называемом фоточувствительным элементом. Данный массив полностью соответствует изображению, хранящемуся в буфере страницы. Узел лазера состоит из собственно лазера, вращающегося зеркала и линз. Лазер в этом узле закреплен неподвижно, а для создания узора из точек в горизонтальном направлении по всей ширине барабана используется вращающееся зеркало. Луч фокусируется с помощью линз так, что точки на внешней границе барабана не искажаются при отдалении от источника света. Вертикальное перемещение обеспечивается медленным и равномерным вращением барабана.

Фоточувствительный барабан (в некоторых принтерах он может иметь вид ремня) покрыт слоем гладкого материала, который накапливает электростатический разряд и может его потерять в отдельных местах поверхности при попадании света. Начальная зарядка всей поверхности барабана осуществляется с помощью устройства, называемого зарядным коротроном. Коротрон - это проволока под большим напряжением, которая при работе ионизирует окружающий воздух. При заряде поверхности барабана выделяется озон. Именно лазер обеспечивает высокое разрешение, необходимое для создания документов на профессиональном уровне. Каждое пятно, которое оставляет лазер на барабане, становится электрически нейтральным, таким образом на поверхность барабана наносятся образы символов и изображении страницы - Лазер нейтрализует области барабана, относящиеся к черной части страницы, т.е. символы и изображения, из которых состоит документ. Этот процесс печати носит название запись черного. А процесс печати, при котором происходит нейтрализация фона страницы, называется запись белого.Процесс лазерной печати рассмотрен на рис. 3.

Рис. 3. Процесс лазерной печати

Наложение тонера

При вращении барабана часть его поверхности, которая уже обработана лазером, попадает в блок распределения тонера (рис. 2). Валик распределения тонера покрыт магнитным слоем и выполняет функцию "кисти" для тонера. Тонер - это обладающий особыми свойствами черный порошок, благодаря которому на печатаемой странице создается изображение. При вращении валика частицы тонера из контейнера распределяются по магнитной поверхности валика. Этот валик расположен в непосредственной близости от фоточувствительного барабана, и, когда поверхность последнего соприкасается с валиком, частицы тонера притягиваются к тем областям, которые были нейтрализованы с помощью лазера. Таким образом, посредством частиц тонера формируется изображение страницы на барабане (рис. 4).

Барабан продолжает медленно вращаться и прикасается своей поверхностью к поверхности бумаги. Скорость подачи бумаги соответствует скорости вращения барабана. Под листом бумаги находится еще один коротрон (называемый передаточным коротроном), с помощью которого заряжается лист бумаги и частицы тонера с барабана переносятся на него, формируя изображение. После переноса тонера на бумагу барабан продолжает вращаться и попадает под разрядную лампу, с помощью которой происходит "очищение" поверхности барабана. Теперь барабан полностью восстановлен и может использоваться для печати следующей страницы.

Рис. 4 Печатающее устройство лазерного принтера

Закрепление тонера

После переноса тонера с фото чувствительного барабана на бумагу последняя продолжает свое движение и проходит еще над одним коротроном, называемым разрядным коротроном. Он снимает заряд, который

был применен передаточным коротроном перед помещением тонера на бумагу. Это необходимо для электрической нейтрализации листа бумаги перед его соприкосновением с другими частями принтера, например с направляющими валиками.

Итак, на листе бумаги "рассыпан"" тонер, представляющий некое изображение. Тонер имеет вид порошка, и даже небольшое воздействие может разрушить изображение. Для закрепления тонера на бумаге лист прокатывается между двумя валиками, нагретыми до 200°С (рис. 5). Такой нагрев приводит к плавлению частиц тонера и прилипанию к волокнам бумаги. Когда процесс печати завершен, лист бумаги "выползает" из принтера.

Рис. 5. Процедура закрепления тонера на листе

Струйные принтеры

Процессы интерпретации данных при струйной и лазерной печати в основном подобны. Различие состоит лишь в том, что струйные принтеры имеют меньший объем памяти и менее мощную вычислительную систему.

Технология формирования изображения на листе бумаги используемая в струйных принтерах.

Жидкие чернила распыляются непосредственно на бумагу - в те места, где в лазерном принтере формируется массив из точек.

В настоящее время существует два основных типа струйной печати: термическая и пьезоэлектрическая.

Картридж состоит из резервуара с жидкими чернилами и небольшими (около одного микрона) отверстиями, сквозь которые чернила выталкиваются на бумагу. Количество отверстий зависит от разрешения принтера и может колебаться от 21 до 256 на один цвет. В цветных принтерах используются четыре (или больше) резервуара с различными цветными чернилами (голубой, пурпурный, желтый и черный). При смешивании этих четырех цветов, можно воспроизвести практически любой цвет.

Термическая струйная печать

При термической струйной печати чернила в картридже нагреваются до температуры 400°С. При этом они закипают и образуется чернильный пар. Давление в резервуаре возрастает, и через сопла чернила небольшими каплями распыляются на бумагу.

Пьезоэлектрическая струйная печать

Этот тип струйной печати обладает несколькими явными преимуществами. Вместо нагревания в этих принтерах используется электрический заряд пьезоэлектрических кристаллов внутри отверстий в картридже. Эти кристаллы изменяют свою форму в результате электрического воздействия, проталкивая чернила сквозь отверстия.

Изменение температурного режима в процессе струйной печати обеспечило следующие преимущества. Во-первых, уменьшение температуры позволило подобрать такой состав чернил, при котором они не будут растекаться и размазываться. Во-вторых, срок службы распыляющих отверстий при более низкой температуре увеличивается.

Матричные принтеры

Матричные принтеры, в отличие от лазерных и струйных, не формируют страницу документа. Они работают в основном с потоком ASCII-символов и, следовательно, не требуют большого объема памяти. Скорость работы матричных принтеров измеряется в символах в секунду, а не в страницах в минуту.

Процесс печати матричного принтера предельно прост.

Поток данных, исходящих из компьютера, содержит последовательности еаsсаре символов и используется для установки основных параметров принтера, таких как размер страницы и качество печати. Все сложные процессы формирования управляющих кодов принтера выполняются на компьютере. В матричном принтере бумага помещается в вертикальный лоток и перемещается построчно с помощью валиков. Печатающая головка перемещается горизонтально по специальной направляющей и содержит матрицу из металлических игл (чаще всего состоящую из 9 или 24 игл), которые выдавливают изображение на бумаге. Между иглами и бумагой расположена красящая лента, как на печатной машинке. Иглы (через ленту) создают на бумаге ряд небольших точек, формируя таким образом изображение. При печати графических изображений на матричных принтерах невозможно достичь высокого качества, поэтому такие принтеры в основном используются для печати текстовых документов.

Матричные принтеры - это принтеры ударного воздействия (т.е. между головкой принтера и бумагой существует контакт).

Характеристики принтеров

Разрешающая способность.

И монитор, и принтер относятся к устройствам выво­да - и характеристики у них схожие.

Разрешающая способность принтера исчисляется в точках на дюйм, сокращенно dpi. Средний показатель струйного принтера - 600 dpi, что же касается лазерного, то здесь может доходить и до 1200 - в зави­симости от модели.

Способность цветной фотопечати фотографического качества (фото­печать) - вполне понятно, что речь здесь идет о струйных принтерах. Для

этой задачи предусмо­трен специальный фото картридж. А так же возможность печати на специальной бумаге для фотографических отпечатков. Качество печати в этом случае повышается в несколько раз.

Способ подачи бумаги.

Большинство современных принтеров преду­смотрительно оборудовано автоподатчиком бумаги. Можете поместить в приемник сразу несколько десятков: принтер сам будет брать листы по мере надобности. Вертикальная подача – бумага загружается сверху. Горизонтальная подача - бумага кладется на специаль­ный лоток внизу.

3. Плоттер (графопостроитель)

Плоттер является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Плоттеры обычно используются совместно с программами САПР. Результат работы практически любой такой программы - это комплект конструкторской или технологической документации, в которой значительную часть составляют графические материалы. Таким образом, вотчиной плоттера (рис. 6) являются чертежи, схемы, графики, диаграммы и т. п. Для этого плоттер оборудован специальными вспомогательными средствами. Поле для черчения у плоттеров соответствует форматы А4 - А0.

Все современные плоттеры можно отнести к двум большим классам:

Планшетные для форматов АЗ-А2 (реже А1-А0) с фиксацией листа электрическим, реже магнитным или механическим способом

Барабанные (рулонные) плоттеры для печати на бумаге формата А1 или А0, с роликовой подачей листа, механическим или вакуумным прижимом.

Барабанные плоттеры используют рулоны бумаги длиной до нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные чертежи и рисунки.

Рис. 6. Плоттер

4. Акустические колонки и наушники

Акустические колонки и наушники (рис. 7) служат для вывода звуковой информации, которые подключаются к выходу звуковой платы.

Рис. 7. Акустические колонки и наушники

Заключение

В данной работе была представлена достаточно подробная информация о принципах работы основных устройств вывода данных.

Работу современного компьютера невозможно представить без оснащения его вышеперечисленной части устройств, так как они оказывают незаменимую помощь при работе пользователя с компьютером, а знание принципов работы этих устройств, обеспечивает более эффективное их пользование.

Список литературы

1. “Ремонт и модернизация ПК” 14-е издание Скот Мюллер. Издательский дом “Вильямс”.

2. Энциклопедия “Персональный компьютер” В.П.Леонтьев. Москва “ОЛМА-ПРЕСС ОБРАЗОВАНИЕ”.

3. “IBM PC для пользователя” краткий курс 7-е издание. В.Э.Фигурнов.

4. Оператор ЭВМ: учеб. пособие для нач. проф. образования / В.А. Богатюк, Л.Н. Кунгурцева. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 288 с.

5. Соломенчук В.Г., Соломенчук П.В. «Железо» ПК 2004. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 368 с.: ил.

Изучив эту тему, вы узнаете:

О классификации и назначении устройств вывода;
- основные характеристики мониторов;
- основные типы принтеров и их характеристики;
- основные типы плоттеров и их характеристики,
- каково назначение устройств звукового вывода.

Классификация устройств вывода

Введенная в компьютер информация преобразуется с помощью программ в некий конечный результат, который необходим человеку. Однако в компьютере этот результат обработки хранится в двоичном коде и совершенно непонятен человеку. Для преобразования двоичных кодов в форму, понятную человеку, необходимы специальные аппаратные средства, которые получили название устройств вывода.

Устройства вывода - аппаратные средства для преобразования компьютерного (машинного) представления информации в форму, понятную человеку.

Для нормальной работы устройства вывода, так же как и устройства ввода, необходимы управляющий блок (контроллер, или адаптер), специальные разъемы и электрические кабели и обязательно - управляющая программа (драйвер). Только при выполнении этих условий устройство вывода обеспечивает необходимую человеку форму представления выводимых результатов в виде текста, изображения, звука и пр. Многообразие устройств вывода определяется различными физическими принципами, которые заложены в основу их работы.

Среди устройств вывода можно выделить по форме представления информации несколько классов (рисунок 20.1): мониторы, принтеры, плоттеры, устройства звукового вывода .

Рис. 20.1. Классификация устройств вывода

Мониторы

Общая характеристика

Монитор предназначен для отображения символьной и графической информации.

Мониторы могут быть выполнены на базе электронно-лучевых трубок или в виде жидкокристаллических панелей.

У портативных компьютеров мониторы выполнены в виде жидкокристаллических панелей. Компактные размеры мониторов на жидких кристаллах, представляющих собой плоские экраны, а также отсутствие вредных факторов, влияющих на здоровье человека, делают данный вид мониторов все более популярным и для стационарных компьютеров.

Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевой трубки, являются:

Разрешающая способность экрана,
- расстояние между точками на экране,
- длина диагонали экрана.

Разрешающая способность экрана

Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от англ. Picture"s ELement - элемент картины). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разреше ние 800x600, 1024x768 точек и другие режимы. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.

В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, а в графическом - любое изображение, состоящее из точек. Для представления любого символа в текстовом режиме используется фиксированное количество пикселей, например 8x8 или 8x14.

Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные. Цветные изображения получаются путем смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Базовые цвета создаются тремя электронными лучами, каждый из которых отвечает за свой цвет. Все многообразие оттенков объясняется суммированием базовых цветов в различных пропорциях.

Вспомните урок рисования, когда для получения желаемого оттенка приходилось смешивать краски. Так, для получения бирюзового цвета достаточно смешать зеленую и синюю краски, а малиновый цвет получается путем добавления синего цвета к красному.

Расстояние между точками на экране

Четкость изображения на мониторе определяется расстоянием между точками на экране, или величиной шага («размером зерна»). Значение данного параметра колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.

Длина диагонали экрана

Этот параметр измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера монитора зависит от области использования персонального компьютера. Для учебных и бытовых целей наиболее популярными являются мониторы с диагональю 14 и 15 дюймов. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17 дюймов. В системах автоматизированного проектирования, где необходимо одновременно отображать большой объем графической информации, для эффективной работы желательно использование мониторов с диагональю в 21 дюйм и более. 

Разрешающая способность экрана во многом определяется соотношением длины диагонали и величины шага (таблица 20.1). Например, при размере диагонали 14 дюймов и величине шага 0,28 мм оптимальный режим работы монитора обеспечивается при разрешении 800 на 600 точек.

Таблица 20.1. Соотношение между диагональю, величиной шага и разрешением экрана

Видеокарта

Реально получаемые режимы работы монитора зависят от типа видеокарты, которая обеспечивает управление и взаимодействие монитора с персональным компьютером. Видеокарта, или видеоадаптер, устанавливается на системной плате в системном блоке компьютера и поставляется с набором программ-драйверов. Монитор, видеоадаптер и набор программ-драйверов образуют видеосистему персонального компьютера.

Для обеспечения возможности подключения к компьютеру телевизора или видеомагнитофона компьютер комплектуется видеоконвертором. TV-конвертор позволяет выводить компьютерное изображение на экран телевизора или производить запись на видеомагнитофон. PC-конверторы выполняют обратное преобразование, при котором изображение с экрана телевизора отображается на мониторе.

Все мониторы подлежат обязательной проверке на безопасность для здоровья человека. Поэтому при их покупке нужно требовать сертификат безопасности, подтверждающий качество работы купленного монитора и низкий уровень излучения (Low Radiation). 

Принтеры

Общая характеристика

Принтеры предназначены для вывода результатов на бумагу. При этом происходит преобразование машинного представления информации в символы (буквы, цифры, знаки). Любой символ выводится на печать в виде множества точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатающего устройства. Печать каждой строки производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Переход к выводу следующей строки осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют выводить различный текст, рисунки, графики не только на бумагу, но и на специальную пленку, например для создания слайдов.

К одному системному блоку можно подключить от одного до трех принтеров любых типов.

По способу формирования выводимой информации принтеры делятся на:

Последовательные, когда документ формируется символ за символом;
- строчные, когда формируется сразу вся строка;
- страничные, когда формируется изображение целой страницы.

По количеству цветов, используемых при печати документа , различают принтеры черно-белые и цветные.

По способу печати принтеры бывают ударные и безударные.

Важнейшими характеристиками принтеров являются:

Ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;
- скорость печати, определяющая число знаков или количество страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту; 
- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi (dots per inch) при выводе символа.

По способу получения изображения на бумаге , способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, термические, литерные . Рассмотрим основные типы принтеров.

Матричные принтеры

Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью комплекта иголок (матрицы), ударяющих по бумаге через красящую ленту, помещенную в специальный футляр - картридж.

В результате на бумаге остается оттиск изображения выводимого символа.

Управление перемещением каждой иголки для получения требуемого изображения производится с помощью электромагнита, расположенного в головке матричного принтера.

Чем больше иголок в головке, тем выше качество печати.

Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые.

Струйные принтеры

Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Благодаря этому их работа практически бесшумна.

Для получения изображения используют специальные чернила, а вместо печатающей головки установлен картридж, похожий на перевернутую чернильницу, в которой из отверстий (сопел) выбрасываются тонкие струи чернйл. Мельчайшие капельки их отклоняются под действием управляющих электромагнитов и, достигнув бумаги, создают требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем больше сопел, тем выше качество печати. Струйные принтеры обеспечивают получение изображения по качеству, близкому к типографскому, что определяет широкую сферу использования струйных принтеров для создания различных документов.

Скорость печати струйных принтеров значительно выше, чем матричных. К сожалению, и стоимость печати струйными принтерами также существенно выше. Работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой имеют свойство растекаться. Поэтому использовать данный тип принтеров можно только в сухих помещениях. По этой же причине в струйном принтере используется только высококачественная гладкая бумага.

Лазерные принтеры

В лазерных принтерах для формирования изображения используется лазерный луч .

С помощью системы линз тонкий луч лазера формирует электронное изображение на светочувствительном барабане.

К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.

Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати и значительную скорость вывода - от нескольких страниц в минуту при цветной и до десятка с лишним страниц в минуту при черно-белой печати.

Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.

Плоттеры

Плоттеры , иначе называемые графопостроителями, предназначены для вывода графической информации , создания схем, сложных архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, трехмерных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков.

Размеры выходных документов на плоттере превышают размеры документов, которые можно создавать с помощью принтера. Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера.

Изображение на бумаге формируется с помощью печатающей головки. Точка за точкой изображение наносится на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (от англ. to plot - вычерчивать чертеж).

К основным характеристикам плоттеров относятся:

Скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;
- скорость вывода, определяемая количеством условных листов, распечатываемых в минуту;
- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi (количество точек на дюйм).

По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной из координат передвигается головка, а по другой - с помощью системы прижима движется бумага.

По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.

В перьевых плоттерах для получения изображения используются обычные перья. Для получения цветного изображения применяется несколько перьев различного цвета. 

Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Более высокое по сравнению с перьевыми плоттерами качество цветной печати определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматизированное проектирование, инженерный дизайн.

Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда в процессе протягивания бумаги. Электростатические плоттеры - очень дорогостоящие и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.

Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя термочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иголки.

Карандашные плоттеры используют для формирования изображения обычный грифель. Они самые дешевые и работают с дешевым расходным материалом.

Устройства звукового вывода

Трудно представить себе современный компьютер молчаливым, без возможности услышать различные звуки - сигналы, музыку, человеческую речь. Для этого g к компьютеру подсоединяют ко- лонки или наушники, которые преобразуют данные в двоичном представлении в звук.

Устройства голосового вывода при наличии соответствующих программ в компьютере могут воспроизводить звуки, подобные человеческой речи. Примеры использования речевого вывода мы находим в современных супермаркетах на выходном контроле для подтверждения покупки, в телефонных устройствах, в автомобильном оборудовании. Широкое распространение эти устройства находят также в образовании при обучении иностранным языкам.

Контрольные вопросы и задания

1. Для чего нужны устройства вывода?

2. Перечислите основные характеристики монитора.

3. Как вы понимаете термин «разрешающая способность экрана»?

4. Что означает слово «пиксель»?

5. Что такое видеосистема персонального компьютера?

6. Перечислите основные технологии печати.

7. В чем состоит основной принцип работы матричного принтера?

8. В чем состоит основной принцип работы струйного принтера?

9. Дайте сравнительную оценку струйного и лазерного принтеров.

10. Опишите принцип функционирования плоттеров и их типы.

11. Каково применение устройств звукового вывода?

Монитор

Монитор является устройством визуального отображения всех видов информации, которое подключается к видеокарте ПК.

Различают монохромные и цветные мониторы, алфавитно-цифровые и графические мониторы, мониторы на электронно-лучевой трубке и жидкокристаллические мониторы.

Электронно-лучевые мониторы ($CRT$)

Изображение создается с помощью пучка электронов, которые выпускает электронная пушка. Высокое электрическое напряжение разгоняет пучок электронов, который падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (вещество, которое светится под действием пучка электронов). Система управления пучком прогоняет его построчно по всему экрану (создает растр) и регулирует его интенсивностью (яркостью свечения точки люминофора).

$CRT$-монитор излучает электромагнитные и рентгеновские волны, высокий статический электрический потенциал, которые оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

Рисунок 1. Электронно-лучевой монитор

Жидкокристаллические мониторы ($LCD$) на базе жидких кристаллов

Жидкокристаллические мониторы (ЖК) сделаны из жидкого вещества, которое обладает некоторыми свойствами кристаллических тел. При воздействии электрического напряжения молекулы жидких кристаллов могут изменять свою ориентацию и изменять свойства светового луча, который проходит сквозь них.

Преимуществом жидкокристаллических мониторов перед $CRT$-мониторами является отсутствие вредных для человека электромагнитных излучений и компактность.

Изображение в цифровом виде хранится в видеопамяти, которая размещена на видеокарте. Изображение на экран монитора выводится после считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.

Стабильность изображения на экране монитора зависит от частоты считывания изображения. Частота обновления изображения современных мониторов $75$ и более раз в секунду, что делает незаметным мерцание изображения.

Рисунок 2. Жидкокристаллический монитор

Принтер

Определение 2

Принтер - периферийное устройство, предназначенное для вывода числовой, текстовой и графической информации на бумажный носитель. По принципу действия различают лазерный, струйный и матричный принтер.

Обеспечивает практически бесшумную печать, которая формируется за счет эффектов ксерографии. Страница печатается сразу целиком, что обеспечивает высокую скорость печати (до $30$ страниц в минуту). Высокое качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет высокой разрешающей способности принтера.

Рисунок 3. Лазерный принтер

Обеспечивает практически бесшумную печать достаточно высокой скорости (до нескольких страниц в минуту). В струйных принтерах печать выполняет чернильная печатающая головка, выбрасывающая под давлением чернила из мельчайших отверстий на бумагу. Печатающая головка, перемещаясь вдоль бумаги, оставляет строку символов или полоску изображения. Качество печати струйного принтера зависит от разрешающей способности, которая может достигать фотографического качества.

Рисунок 4. Струйный принтер

Является принтером ударного действия, который формирует знаки с помощью нескольких иголок, расположенных в головке принтера. Бумагу втягивает крутящийся вал, а между бумагой и головкой принтера проходит красящая лента.

На печатающей головке матричного принтера расположен вертикальный столбец маленьких стержней (обычно $9$ или $24$), которые магнитное поле «выталкивает» из головки и они ударяют по бумаге (через красящую ленту). Печатающая головка, перемещаясь, оставляет на бумаге строку символов.

Скорость печати матричных принтеров низкая, производят много шума и качество печати не высокое.

Рисунок 5. Матричный принтер

Графопостроитель (плоттер)

Определение 3

Устройство, предназначенное для сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем и пр.) под управлением ПК.

Изображение наносится пером. Используется для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.

Рисунок 6. Плоттер

Проектор

Определение 4

Мультимедийный проектор (мультимедиапроектор) – автономный прибор, который обеспечивает передачу (проецирование) на большой экран информации от внешнего источника, которым может быть компьютер (ноутбук), видеомагнитофон, DVD-проигрыватель, видеокамера, документ-камера, телевизионный тюнер и т.п.

$LCD$-проекторы. Изображение формируется с помощью просветной жидкокристаллической матрицы, которых у $3LCD$ моделей три (по одной для каждого из трех основных цветов). $LCD$-технология является сравнительно недорогой, поэтому часто используется в моделях различного класса и назначения.

Рисунок 7. LCD-проектор

$DLP$-проекторы. Изображение формируется отражающей матрицей и цветовым колесом, которое позволяет использовать одну матрицу для последовательного отображения всех трех основных цветов.

Рисунок 8. DLP-проектор

$CRT$-проекторы. Изображение формируется с помощью трех электронно-лучевых трубочек базовых цветов. Сейчас практически не используются.

Рисунок 9. CRT-проектор

$LED$-проекторы. Формирование изображения происходит с помощью светодиодного излучателя света. К преимуществам относится длительный срок службы, который в разы превышает срок службы проекторов с лампой, возможность создания сверхпортативных моделей, которые могут поместиться даже в карман.

Рисунок 10. LED-проектор

$LDT$-проекторы. В моделях используется несколько лазерных генераторов света. Технология позволяет создавать компактные проекторы с очень высокой яркостью.

Устройства вывода звуковой информации

Встроенный динамик

Определение 5

Встроенный динамик - простейшее устройство, предназначенное для воспроизведения звука в ПК. Встроенный динамик являлся основным устройством воспроизведения звука до тех пор, пока не появились недорогие звуковые платы.

В современных ПК динамик используется для подачи сигналов об ошибках, в частности при работе программы POST. Некоторые программы (например, Skype) всегда дублируют вызывной сигнал на динамик, но не выводят через него звук разговора.

64-битная Windows не поддерживает работу встроенного динамика, что связано с конфликтом средств реабилитации и управления питанием звуковой платы.

Устройства для вывода звуковой информации, которые подключаются к выходу звуковой платы.

Рисунок 11. Колонки и наушники