Внешние шины и порты ввода-вывода

🕛 15.02.2009, 22:50

Подключаемые к компьютеру периферийные устройства в значительной степени определяют возможности использования ПК и его технические характеристики. К периферийным устройствам относятся устройства ввода-вывода, внешние накопители, адаптеры связи и другие устройства. Для подключения к компьютеру внешних устройств используются либо устанавливаемые в слоты материнской платы контроллеры устройств (карты расширения), либо стандартные порты ввода-вывода. Порт ввода-вывода является стандартным контроллером, под который разрабатываются внешние устройства. Назначение порта - сопряжение системной шины компьютера и внешнего устройства. Традиционными портами ввода-вывода являются последовательный, параллельный и игровой порт.
В настоящее время наиболее популярны внешние интерфейсы последовательного типа. Прошли времена толстых многожильных кабелей для параллельных интерфейсов. На данный момент практически вся потребительская внешняя периферия использует последовательный тип соединения. Причины такого предпочтения очевидны - используя достижения современной микроэлектроники и технологий, выгоднее заложить в чип максимум функциональных возможностей, необходимых для получения из пары проводов требуемой пропускной способности, нежели иметь дело с многоконтактными

многожильными кабелями, многочисленными пайками и необходимостью экранирования кабелей. В наше время последовательные шины становятся не только более удобными с точки зрения эксплуатации, но и более выгодны экономически. В современных последовательных шинах используются: возможность горячего подключения, последовательное кодирование и декодирование данных, передача и прием, механизмы защиты от ошибок и т.п.
Параллельный порт
Стандартный параллельный порт LPT (Line PrinTer) предназначен, в основном, для подключения принтеров. Подключение к LPT порту выполняется с помощью 25-контактного разъема. Порт LPT имеет малую скорость передачи данных - от 50 до 150 Кб/с, в зависимости от модификации, что обуславливает его ограниченное применение в современных ПК.
В связи, с этим появилось несколько модификаций параллельного интерфейса. Усовершенствованный параллельный порт EPP (Enhanced Parallel Port) позволяет обмениваться данными на скорости до 2 Мб/с, порт с расширенными возможностями ЕСР (Enhanced Capabilities Port) имеет быстродействие до 4 Мб/с. Стандарт IEEE1284, объединяет протоколы LPT, EPP и ЕСР. Стандарты ЕСР и ЕРР поддерживают двустороннюю передачу данных и позволяют подключать к порту накопитель на CD-ROM и винчестер. Причем возможно подключение к одному порту нескольких устройств (до 64). Параллельный порт, работающий в стандарте ЕСР, дополнительно поддерживает распознавание ошибок, автоматическую установку скорости передачи данных, буферизацию и компрессию данных, расширяя тем самым возможности асинхронного обмена с подключаемыми к компьютеру устройствами. Порт имеет восемь линий для параллельной передачи данных, линию стробирования и восемь линий для обмена служебными сигналами между компьютером и устройством.
Последовательный порт
Имеющий долгую историю использования стандартный последовательный порт COM (Communications), используется
Игровой порт
для подключения таких низкоскоростных устройств, как мышь, плоттер, внешний модем, программатор riT.n., и позволяет вести обмен на предельной скорости до 920 Кбит/с. В компьютере может использоваться до четырех таких портов, имеющих логические имена СОМ 1, COM2, COM3, COM4.
Для подключения к СОМ-портам используются стандартные 25- или 9-контактные разъемы, соответственно DB25 и DB9. Для работы с устройствами, подключаемыми к СОМ-порту, используется интерфейс RS-232. Простота и широкие возможности обеспечили широкое применение этого стандарта. Разработано большое количество устройств и приборов, взаимодействующих с компьютером по интерфейсу RS-232. Из 25 сигналов, предусмотренных стандартом RS-232, в IBM PC используется только девять.
В самом простейшем случае для передачи через последовательный порт используются три линии, по которым передаются сигналы TxD (Transmit Data - Передача данных), RxD (Receive Data - Прием данных) и GND (Ground - Земля). Стандарт предусматривает использование в линиях высоких уровней сигналов ±12 В, уровень логической единицы соответствует напряжению -12 В, а логического нуля - +12 В. Обеспечивается возможность пересылки данных на расстояния не менее 30 м.
Игровой порт
Игровой (game) порт, как правило, расположен на звуковой карте. Порт позволяет подключать игровые манипуляторы типа джойстика, а также электромузыкальные инструменты с MIDI-интерфейсом (MIDI-клавиатуры и синтезаторы).
Основным элементом игрового порта является 4-каналь-ный аналого-цифровой преобразователь, позволяющий подключать определенные аналоговые схемы и контролировать их состояние по уровню напряжения. Четыре цифровых входа могут контролировать состояние «включено/выключено» четырех подключаемых кнопок. Одна из линий порта используется для приема потока данных от MIDI-инструмента, другая - для передачи данных к инструменту.

Инфракрасный порт
Для связи компьютеров друг с другом, а также для подключения внешних устройств можно использовать беспроводной интерфейс, работающий в инфракрасном (ИК) диапазоне волн.
Устройства подключаются, как говорят, по инфракрасному порту. Передача и прием сигналов осуществляется посредством передающего и принимающего ИК-светодиодов. Обмен данными-двунаправленный, следовательно, каждое устройство должно иметь и светодиод, и фотодиод. Основные преимущества инфракрасной связи - низкая потребляемая мощность и практически полное отсутствие чувствительности к электромагнитным помехам.
Инфракрасный порт, как правило, интегрирован в материнскую плату. Для возможности работы с портом необходимо лишь установить плату инфракрасного модуля и подключить его к соответствующему разъему материнской платы.
Созданием стандартов для работы устройств с использованием инфракрасного порта занимается ассоциация IrDA (Infrared Data Association). Первый такой стандарт появился в 1994 году и назывался SIR (Serial InfraRed Technolodgy). В стандарте были определены основные параметры для обмена устройств сигналами: скорость передачи, расстояние между устройствами и угол передачи. Для обеспечения низкой стоимости SIR базировался на стандартном последовательном порте. Скорость передачи составляла от 9600 до 115 200 бит/с. . Последние расширения этого стандарта обеспечивают скорость передачи данных внутри помещения до 155 Мбит/с. Небольшие сети позволяют объединить два устройства или подключить компьютер к сети. Расстояние между источником и приемником сигнала обычно составляет 5-15 м, скорость передачи - 10 Мбит/с.
Шина USB
Консорциум компаний (включая Intel и Microsoft) разработал спецификацию универсальной последовательной шины - USB (Universal Serial Bus). Шина является дешевой и простой в использовании, поддерживает технологию Hot Plug, позволяя

Шина FireWire
подключать и отключать устройства без выключения компьютера и электропитания внешних устройств («горячее» подключение). При подсоединении разъема периферийного оборудования к шине USB происходит его автоматическая настройка без перезагрузки системы.
Универсальная последовательная шина USB предназначена для подключения к компьютеру большого количества разнотипных периферийных устройств, имеющих разное быстродействие. Она может быть использована для подключения среднескоростных устройств цифрового видео, компьютерной телефонии, мультимедиа-игр. В настоящее время используется шина USB 1.1 и более высокоскоростная USB 2.O. Быстродействие шины USB 1.1 составляет 1,5 Мб/с, а шины версии USB 2.0 - 60 Мб/с. В USB 1.1 высокоскоростные устройства передают данные с максимальной скоростью 12 Мб/с, низкоскоростные устройства используют более медленную скорость передачи - 1,5 Мб/с. USB 2.0 позволяет передать данные на скорости до 480 Мб/с.
Подключаемые устройства могут быть удалены от ПК на расстояние до 5 м. Использование USB-концентраторов (ха-бов.от анг. hub) позволяет увеличить это расстояние. Цепочкой можно соединить до пяти концентраторов, что увеличит возможное расстояние подключения почти 30 м.
Шина USB - четырех проводная, данные передаются последовательно по двум проводам. При необходимости подключаемые устройства могут получать питание по шине через провод питания и общий провод.
Шина FireWire
Другой шиной последовательного типа является FireWire, или IEEE1394. Шина первоначально была предложена и реализована фирмой Apple Computers и Институтом Инженеров по Электротехнике и Электронике (IEEE). Название FireWire досталось от торговой марки Apple Computers. IEEE 1394 (в настоящее время IEEE 1394a-2000) описывает стандарт шины, который поддерживает три скорости передачи: 100, 200 и 400 Мб/с.

Типичное использование интерфейса FireWire - цифровые камеры, которые передают большие объемы данных из памяти устройства в компьютер. Sony и другие производители видеотехники при реализации этой шины используют название «i. Link».
Каждое устройство на шине может соединяться со своим хостом 6- или 4-проводным кабелем длиной 4,5 м. Шестипро-водный кабель включает две витых пары для раздельной передачи сигналов данных и синхронизации и одну пару для питания устройства. Стандартный кабель оканчивается соединителями типа Nintendo Gameboy. Шина поддерживает автоконфигурацию и горячее подключение. До шестидесяти трех устройств может быть соединено в цепочку при полном расстоянии от главного компьютера или хоста (от англ. host), что составит длину соединения 72 м.
Стандарт PCMCIA
Устройства, соответствующие первой версии стандарта PCMCIA, задумывались как альтернатива относительно тяжелым и энергоемким приводам флоппи-дисков в портативных компьютерах. Загадочная аббревиатура PCMCIA означает не что иное, как название ассоциации - Personal Computer Memory Card International Association. Принятая этой ассоциацией спецификация была сразу поддержана такими фирмами, как IBM, AT&T, Intel, NCR и Toshiba.
PCMCIA-устройства размером с обычную кредитную карточку являются альтернативой обычным платам расширения, подключаемым к системной шине. Сегодня в этом стандарте выпускаются модули памяти, модемы и факс-модемы, SCSI-адаптеры, сетевые карты, звуковые карты, винчестеры и т.д. Особой популярностью пользуются PCMCIA-карты флэш-памяти, которые не теряют информацию при выключении питания, обладают высоким быстродействием и являются аналогом винчестера, но без движущихся частей.
Под адаптером PCMCIA понимается плата расширения, которая вставляется обычно в слот системной шины и соединяется с разъемом PCMCIA ленточным кабелем. Сам разъем
Технология WiFi
PCMCIA размещается в стандартном отсеке с форм-фактором 3,5 или 5,25 дюйма. PCMCIA карты называемые также PC картами имеют несколько стандартизованных размеров -типов: Туре I, Туре II, Туре III, Туре IV.
Технология Bluetooth
Технология Bluetooth задумывалась как решение для создания домашних и офисных сетей: организация связи между компьютерами, принтерами, сканерами и т.д. Однако, разработчики пошли дальше задуманного, и технология Bluetooth стала использоваться в цифровых камерах, сотовых телефонах и другой бытовой технике. Благодаря этой технологии упрощается создание «умного дома». Концепция такого дома предусматривает возможность создания беспроводной домашней компьютерной сети для взаимодействия между собой всех цифровых и электробытовых устройств.
Bluetooth-устройства работают на частоте 2,4 ГГц, дальность связи - до 10 м, 100 м (в зависимости от класса устройства). Скорость передачи - до 3 Мбит/с (в зависимости от поддерживаемой устройством версии стандарта). Любое Bluetooth-устройство может поддерживать связь с другим Bluetooth-устройством посредством мобильного телефона с Bluetooth-адаптерами, позволяя объединять в беспроводные сети как компьютеры и другие устройства, имеющие встроенный модуль Bluetooth.
Технология WiFi
Возможности беспроводного соединения компьютеров, ноутбуков и периферийных устройств реализованы в технсх огии WiFi Адаптер WiFi устанавливается в свободный слот материнской платы или в слот PCMCIA. Устройства WiFi работают в диапазоне частот 2,4-2,483 ГГц. Полное название стандарта -1ЕЕЕ802.11Ь, его пропускная способность - 11 Мбит/с, дальность связи - до 100 м.
Технология широко применяется для создания беспроводных локальных сетей или WLAN (Wireless Local Area Network).

Для подключения к компьютерам используются пять типов устройств: точки доступа, USB-адаптеры, интерфейсные карты (PCMCIA-адаптеры), мосты и шлюзы. Адаптеры устанавливаются в компьютер для возможности беспроводного подключения к сети. Точки доступа используются для объединения беспроводных сетевых адаптеров и подключения их к проводной сети.

Среди периферийных устройств, подключаемых к персональному компьютеру, можно выделить в качестве первостепенных для ввода данных клавиатуру и мышь, для отображения результатов выполнения программ и просмотра мультимедийных приложений - видеомонитор. Необходимым устройством для вывода информации является принтер. Значительно расширяет возможности ввода текстовой и графической информации использование в составе системы сканера.
Достаточно популярными устройствами становятся так называемые многофункциональные устройства, построенные по принципу «все в одном». Они включают в себя принтер, сканер, копировальный аппарат, часто имеют встроенный факс. По сути, с помощью подобных устройств можно выполнить любую офисную работу. Пользоваться ими достаточно просто и удобно. В зависимости от типа встроенного принтера многофункциональные устройства могут быть цветными или черно-белыми (как правило, лазерные). Эти устройства имеют достаточно большие размеры, но и предоставляемые ими возможности немалые.

Периферийные устройства подключаются к встроенным в материнскую плату портам ввода-вывода, либо к контроллерам, устанавливаемым в слоты расширения. Тип используемого интерфейса, как правило, соответствует быстродействию устройства.
Клавиатура, мышь, джойстик
Клавиатура предназначена для ввода информации и является одним из исторически первых и до настоящего времени основных устройств связи с компьютером. С помощью клавиатуры вводятся данные и команды для выполнения, производится управление работой компьютера во время выполнения программы. Клавиатура состоит из алфавитных, цифровых, управляющих, функциональных и мультимедийных клавиш. Кроме клавиш на всех клавиатурах имеются индикаторы текущего состояния для клавиш Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock.
В настоящее время, в основном, используются клавиатуры мембранного типа, в которых при нажатии клавиши происходит замыкание с помощью верхней мембраны токопроводя-щих площадок на нижней мембране, соответствующих данной клавише. Содержащийся в корпусе клавиатуры микропроцессор отслеживает замыкания, соответствующие алфавитным, цифровым и другим клавишам. Далее информация о состоянии клавиш посылается в компьютер, а управляющая программа ее обрабатывает.
Связь между клавиатурой и клавиатурным портом компьютера осуществляется посредством 4-проводного кабеля и разъема со стороны компьютера. Два из четырех проводов служат для подачи напряжения питания +5 В со стороны компьютера на схему контроллера клавиатуры. По двум сигнальным проводам передаются данные (Data) и сигналы синхронизации (Clock). Большая часть производимых клавиатур использует для подключения клавиатурный порт стандарта PS/2. Производятся также клавиатуры для подключения через USB-порт. Определенную популярность имеют беспроводные клавиатуры, имеющие радиус действия порядка 2 м и работающие либо в диапазоне инфракрасных волн (оптические), либо в диапазоне радиоволн.

Клавиатура, мышь, джойстик
Привлекательность той или клавиатуры, в основном, зависит от ее дизайна, расположения клавиш, усилия, требуемого для нажатия клавиш и тактильного ощущения, а также наличия дополнительных удобств типа подставок для запястий рук. Некоторые производители предлагают клавиатуры с укороченным ходом клавиш, а также дополнительными клавишами для управления мультимедиа- и интернет-приложениями, питанием компьютера.
Мышь, или манипулятор типа мышь, является неотъемлемым атрибутом современного персонального компьютера. При перемещении мыши на экране отображается положение указателя мыши и скорость перемещения. Первая компьютерная мышка была создана в США в 1963 году. Долгое время использовался чисто механический принцип действия манипулятора. Установленный внутри корпуса обрезиненный шарик при перемещении мыши по столу вращал оптико-механические устройства, в которых с помощью фотодиода и светодиода кодировалось текущее положение манипулятора. Чувствительность таких манипуляторов равнялась 400 dpi (точек на дюйм).
Подобные устройства были недостаточно надежны и удобны по сравнению с современными конструкциями мышей. Развитие микроэлектроники и технологий буквально преобразило внешний вид, внутреннее устройство и функциональные характеристики мыши. Устройство стало полностью оптико-электронным. Светоизлучающий диод освещает поверхность, по которой перемещается мышь, отраженный свет формирует изображение на сенсоре. По сути, оптическая мышь - крошечная высокоскоростная видеокамера и процессор, обрабатывающий изображение. Оптическая мышь имеет массу преимуществ. В ней нет движущегося резинового шарика, который надо регулярно чистить для обеспечения точности отображения. Вдобавок оптическая технология позволяет работать практически на любой поверхности, что затруднительно для механической мыши. Получаемая при помощи оптического сенсора точность перемещения (или оптическое разрешение) равна 800 dpi. Производятся мыши с регулируемой точностью и дополнительными встроенными кнопками спецфункций. Назначение кнопок в процессе работы

можно перепрограммировать. Удобным дополнением к основным функциям мыши является скроллинг (колесо прокрутки). Некоторые производители, в частности Logitech, предлагают лазерные мыши. Кроме Logitech на нашем рынке широко представлены мыши Genius.
В некоторых случаях удобно использование беспроводных мышей. Существуют беспроводные манипуляторы работающие в радио- или инфракрасном диапазоне волн, а также Bluetooth-мыши. При проводном подключении мышей к компьютеру в основном используется либо «мышиный» порт в стандарте PS/2, либо USB-интерфейс. На рис. 5.1 представлены беспроводные клавиатура и мышь.

Джойстик - слово английского происхождения -joy (радость), stick (палка). Манипуляторы типа джойстик имеют широкое применение как средство управления в компьютерных играх. Традиционные джойстики имели рукоятку-рычаг, связанную с двумя переменными резисторами, изменявшими значение при движении рукоятки. Эти резисторы позволяли отслеживать передвижение в двух координатах, информация о положении которых поступает на соответствующие аналоговые входы игрового порта компьютера. Адаптер, встроенный
Клавиатура, мышь, джойстик
в порт, преобразовывал аналоговый сигнал в цифровой и передает на шину компьютера. Кроме рукоятки традиционный джойстик имел четыре кнопки, передающие через порт сигналы включено/выключено.
Для полноценного управления в современных играх этих возможностей явно недостаточно. Расширяют функциональные возможности манипуляторов типа джойстик устройства, подключаемые через USB-порт. Они гораздо более интеллектуальны и имеют встроенный контроллер, позволяющий увеличить количество функций манипулятора, а также необходимое количество кнопок, как правило, программируемых на определенные действия, управление с помощью высокоточных регуляторов в трех и более координатах. Информация о всех манипуляциях кодируется непосредственно контроллером джойстика и через USB-интерфейс передается в шину компьютера, откуда поступает для обработки в центральный процессор. Современный игровой джойстик представлен на рис. 5.2.

Основным устройством отображения вводимых и выводимых данных для персонального компьютера является видеомонитор или дисплей. До недавнего времени основным типом используемого видеомонитора был монитор на базе электронно-лучевой трубки, аналогичной используемой в телевизорах. В устройстве видеомонитора и телевизора имеется много общего, и в некоторых моделях первых компьютеров в качестве монитора использовался обычный телевизор. Бурное развитие технологий производства жидкокристаллических экранов позволило создать вначале удовлетворяющие по качеству, а затем и доступные по цене LCD-дисплеи. В настоящее время LCD-мониторы почти полностью вытеснили, по крайней мере, в продаже, мониторы на электронно-лучевых трубках, или как их еще называют CRT-мониторы. Мониторы на электронно-лучевых трубках предпочитают использовать только в тех областях, где требуется исключительно высокая фотореалистичность изображения.
CRT-мониторы
Мониторы на электронно-лучевых трубках или CRT-мониторы (рис. 5.3) долгое время были основным типом устройства для отображения текстовой и графической информации. Лучшие
Рис. 5.3 т CRT-монитор

образцы мониторов подобного типа позволяют отображать графические изображения с фотографическим качеством.
Принцип действия мониторов на базе электронно-лучевой трубки заключается в том, что пучок электронов, испускаемый электродом, попадает на экран, покрытый люминофором, и вызывает его свечение. Яркость свечения пропорциональна энергии испускаемого луча, а цветность определяется точкой люминофора на экране, на которую он направлен. И яркость, и цветность регулируется электронной схемой управления. Электронный луч, последовательно перемещаясь по строке экрана и смещаясь на следующую строку, обходит весь экран. В результате этого перемещения получается изображение. Качество изображения зависит от скорости перемещения луча и геометрических размеров минимальной точки свечения экрана (пиксела). Разрешающая способность монитора определяется числом элементов изображения, или пикселов, которые могут быть воспроизведены на экране. Когда-то хорошим разрешением считалось воспроизведение 640 пикселов по ширине экрана и 480 по высоте. Сейчас разрешение 1024x768 считается рядовым.
Скорость перемещения луча определяет частоту строчной и кадровой развертки. Для устранения эффекта мерцания изображения частота кадровой развертки монитора должна быть не менее 70 Гц. Качество картинки на экране во многом определяется размерами пиксела. Чем он меньше, тем качественнее изображение на экране. Обычно в характеристиках монитора указывают не размер пиксела, а расстояние между центрами соседних пикселов (dot pith). У современных мониторов этот параметр имеет значение от 0,20 до 0,25.
На экране цветного монитора (как и телевизора) каждый пиксел состоит из трех разноцветных зон - красной, зеленой и синей. Комбинирование интенсивности и яркостей этих трех точек позволяет получать на экране монитора практически любой цвет.
LCD-мониторы
Бурное развитие технологий изготовления жидкокристаллических панелей позволило жидкокристаллическим (ЖК или

LCD) мониторам (рис. 5.4) стать основным типом среди покупаемых сегодня мониторов. В качестве экрана жидкокристаллических мониторов используются активные LCD-матрицы. Матрица состоит из множества жидкокристаллических ячеек. Кристаллы в ячейках работают как оптический затвор, пропуская или закрывая свет от лампы за матрицей. Количество пропускаемого света и яркость изображения на экране регулируется внешним управляющим напряжением. Управление выполняется отдельно для каждого элемента (пиксела) экрана. Поэтому матрицы и называются активными, в отличие от пассивных, где управление ячейками выполняется посредством адресации по строкам и столбцам. В пассивных матрицах гораздо сложнее добиться приемлемого качества изображения.
Рис. 5.4 т LCD-монитор
Структура управления ячейками активной матрицы довольно сложна. Но технологически она выполняется в виде тонкой токопроводящей пленки, содержащей основные элементы управления ячейками матрицы - транзисторы, отсюда, собственно, и название TFT- Thin Film Transistor, буквально «тонкопленочный транзистор».
Каждый пиксел экрана состоит из трех ячеек, отображающих красный, синий и зеленый цвет.
Управляются ячейки матрицы, как уже говорилось выше, подачей напряжений. Изменением свечения этих маленьких

Видеомониторы
ячеек и формируется каждый из трех основных цветов монитора (красный, зеленый, синий), а комбинируя их, создается сложное изображение на экране монитора
В LCD-мониторе источником для создания изображения является внешний источник света. Внешний для жидкокристаллической матрицы, поскольку лампы, освещающие, матрицу находятся за экраном в корпусе монитора. Сложность получения равномерной засветки экрана - одна из задач при разработке и производстве жидкокристаллических мониторов.
Технология промышленного изготовления цветных LCD-мониторов насчитывает уже много лет, за это время они прошли путь от дорогих игрушек и выставочных экспонатов до современных аппаратов, серьезно потеснивших классические мониторы на электронно-лучевых трубках и ставшие стандартом для большей части персональных компьютеров.
В настоящее время для производства жидкокристаллических мониторов используются четыре типа активных матриц. Во-первых, это TN+Film-матрицы- самые распространенные, матрицы на основе технологии IPS (In-Plane Switching), матрицы MVA (Multidomain Vertical Alignment) и матрицы PVA (Patterned Vertical Alignment).
Компания Hitachi разработала технологию IPS, давшую великолепный результат. При хорошем времени отклика IPS-матрицы обеспечивали углы обзора, почти как у классических ЭЛТ-мониторов, и превосходную цветопередачу. Мониторы на матрицах, изготовленных по технологиям S-IPS (Super-IPS) и DD-IPS (Dual Domain IPS), обладают отличной цветопередачей и обеспечивают хорошие углы обзора. Единственным недостатком является повышенная сложность технологии и, соответственно, цена.
Матрицы компапнии Fujitsu MVA, представляют разумный компромисс между углами обзора, скоростью, цветопередачи и стоимостью. Вслед за Fujitsu компания Samsung разработала технологию PVA (Patterned Vertical Alignment), аналогичную MVA и отличающуюся, несколько лучшими углами обзора, но худшим временем отклика.
Но вскоре была разработана технология, позволяющая устранить один из недостатков TN+Film-матриц - увеличить время отклика, что в сочетании с дешевизной изготовления

позволило этой технологии занять лидирующие позиции в производстве жидкокристаллических мониторов. На данный момент наиболее популярные монито. (л производятся на базе TN+Film-матриц. Лишь отдельные но к более дорогие модели изготавливаются на PVA-матрицах.
Жидкокристаллическим мониторам на основе TN+Film-матриц по сравнению с мониторами на электронно-лучевых трубках присущи следующие недостатки: меньшая контрастность изображения, меньшее время отклика и зависимость яркости изображения и цветопередачи от угла обзора.
При наблюдении за монитором со стороны обнаруживается потеря яркости и характерное изменение отображаемых цветов. Пока на экран смотрит один человек, проблемы нет, однако, как только вокруг дисплея собирается несколько человек, проблемы могут появиться.
При просмотре видео иногда ощущается некоторая «тор-мознутость» пикселов, связанная с так называемым большим временем отклика. Несмотря на то, что уровни времени отклика значительно уменьшились по сравнению с тем, что можно было наблюдать несколько лет назад, «хвосты» на экране иногда остаются.
Для IPS-, MVA.- и PVA-матриц недостаток углов обзора практически незаметен - у них прекрасные углы обзора по вертикали и нет существенных цветовых искажений по горизонтали, но им присуще завышенное время отклика.
Формально параметры современных TFT-мониторов -в том виде, в каком их заявляют производители - уже не уступают CRT-мониторам.
Одним из преимуществ TFT-мониторов является отсутствие геометрических искажений за счет плоского экрана и отсутствия искажений, присущих электронной развертке CRT-мониторов. То, к чему производители CRT-мониторов стремились долгие годы, но смогли только приблизиться, свойственно TFT-мониторам изначально.
Следующее преимущество - стабильность изображения. Изображение на CRT-мониторах мерцает (в этом можно убедиться, посмотрев в телерепортаже на экран любого монитора или телевизора). Мерцание обусловлено принципом вывода изображения на экран монитора и определяется частотой
Видеомониторы
кадровой развертки. Хотя развитие технологий позволило увеличить частоту эту частоту, и повысить комфортность работы с CRT-монитором. TFT-мониторам не свойственен эффект мерцания.
Электромагнитное излучение TFT-монитора на порядки меньше излучения любой CRT-модели, что положительно для здоровья работающего за монитором. TFT-мониторы лучше подходят для использования в медицинских учреждениях (CRT-мониторы создают помехи работе чувствительно диагностической аппаратуре). TFT-мониторы отличаются малым энергопотреблением и тепловыделением в процессе работы. Занимают небольшую площадь на рабочем столе, могут закрепляться на стене.
А вот такие параметры, как контрастность, угол обзора и время отклика по оценкам независимых экспертов могут значительно отличаться от заявляемых производителями. И дело тут не в том, завышает ли производитель эти параметры, а в том, что методики измерений могут значительно отличаться от реальных условий эксплуатации.
Так, скажем, время отклика согласно действующим стандартам, измеряется при переключении пиксела с черного на белый и обратно, причем измеряется не время полного переключения, а только время переключения от 10-процентной яркости к 90-процентной. И этих условиях оно будет соответствовать заявляемым параметрам. Но дело в том, что время отклика при переходе с черного на серый цвет уже увеличивается.
При отклонении влево или вправо у TN+Film-матриц цвета начинают искажаться гораздо раньше, чем теряется контрастность: если вы посмотрите на такой монитор сбоку под углом около 45°, то увидите, что белый цвет приобрел отчетливый желтый оттенок.
При работе же в полутьме, например, дома вечером, насыщенно черные цвета уже становятся несколько серыми.
Конечно, технологии разработки и изготовления жидкокристаллических панелей непрерывно совершенствуются, и для многих применений LCD-монитор является, несомненно, лучшим выбором. Исключение могут пока составлять области, связанные с обработкой высококачественных цветовых изображений.

В жидкокристаллических мониторах в качестве интерфейса с видеокартой используется стандартный аналоговый и цифровой (DVI). В отдельных мониторах могут присутство-' вать разъемы обоих интерфейсов, в других же может быть только более современный DVI. Применение DVI предпочтительнее. Исключается ненужное преобразование аналогового сигнала в цифровой и значительно увеличивается помехоустойчивость.
Принтеры
Принтер является наиболее распространенным устройством вывода графической информации. С помощью принтера вы сможете напечатать текстовые документы, сделать качественные иллюстрации и фотографии. Развитие и совершенствование элементной базы и технологий печати позволяет улучшать качество печати, расширять функциональные возможности существующих принтеров, разрабатывать новые типы печатающих устройств.
Принтеры подразделяются по формату печати, наиболее распространены устройства, поддерживающие форматы А4 и A3. В составе принтеров имеется своя память, в которую записывается поступающий от компьютера поток данных, что позволяет принтеру после получения задания на печать работать автономно, а центральный процессор высвобождается для решения других задач.
Долгое время основным интерфейсом для печатающих устройств оставался LPT-порт. В последнее время ситуация изменилась, большинство моделей оснащаются только USB-интерфейсом. Хотя встречаются устройства, поддерживающие оба типа интерфейсов.
По сложившейся практике в наиболее общем виде принтеры можно разделить по категориям и типам. Категория принтера определяет целевое назначение модели. Можно выделить следующие категории: принтеры для дома, принтеры для дома и офиса, для рабочих групп, портативные принтеры. Принтеры первых трех категорий отличаются производительностью и набором функциональных возможностей.

Портативные (переносные) принтеры, имеющие небольшие размеры и вес, предназначены для использования вне дома и офиса.
Тип принтера определяет технологию печати. Можно выделить матричные принтеры, струйные и лазерные. Не вдаваясь в тонкости классификации способов печати, отметим, что к «лазерным» относятся и светодиодные (Led-принтеры), а кроме того, существуют еще и термосублимационные принтеры.
Единственным типом принтеров, используемым с первыми IBM PC компьютерами, были матричные печатающие устройства. Подобные принтеры сейчас имеют очень ограниченное узкоспециальное применение. Одна из особенностей этих принтеров заключается в том, что они оставляют оттиски букв на бумаге, что может быть важно при составлении контрактов и официальных документов. Изображение на бумаге получается в результате выброса из печатающей головки ряда игл и удара ими через красящую ленту по листу бумаги. При прохождении печатающей головки вдоль строки из комбинаций оттисков игл формируются буквы и знаки.
Струйные принтеры
Общепризнанно, что в качестве домашнего принтера сегодня следует использовать струйный принтер. Основные доводы: высокое качество и возможность цветной печати при сравнительно небольшой цене по сравнению с принтерами других типов. Суть технологии струйной печати заключается в формировании изображения на бумаге путем направленного выброса капель красителя (чернил). На сегодняшний день в струйных принтерах используются две основные технологии формирования капель при выбросе из печатающей головки - пьезоэлектрическая и пузырьковая (электротермическая). Струйный принтер представлен на рис. 5.5.
При пьезоэлектрической технологии в печатающей головке принтера располагаются миниатюрные пьезопласти-ны, управляемые электрическими сигналами. Капли чернил выбрасываются из печатающей головки за счет колебаний пластин. Такие головки обычно выполняются отдельно от картриджей для хранения чернил и должны служить весь
срок эксплуатации принтера. Эта технология используется в струйных принтерах Epson, Brother. Преимуществами технологии являются износоустойчивость пьезоголовки, стабильность характеристик и отсутствие так называемых «спутников» - небольших капелек, сопровождающих основную. Относительные недостатки - сравнительно высокая стоимость печатающей головки и требовательность к качеству чернил.
В пузырьковой (электротермической) технологии капля выбрасывается за счет создания избыточного давления при очень быстром (ударном) нагреве порции чернил. При использовании этой технологии изготовление печатающей головки проще и дешевле. Поэтому чаще всего головки выполняются в едином корпусе со сменным картриджем. Возможность частой замены головки позволяет использовать более стойкие к воде и свету пигментные чернила, содержащие твердые минеральные частицы. Недостатками этой технологии являются, во-первых, «плевки с брызгами» - мелкие капли на поверхности бумаги вокруг основной точки и, во-вторых, жесткие требованиях к теплостойкости чернил, которые должны сохранять свои оптические свойства при быстром нагреве. Пузырьковая технология применяется в принтерах фирм Hewlett Packard, Lexmark, Canon, Xerox.
IMr
Принтеры
Размер выбрасываемой капли определяет качество получаемого изображения, чем меньше размер капли, тем более четким будет изображение. Размер капли дается в пиколитрах. При печати текстовых документов, как правило, используется картридж с черными чернилами. Технология цветной печати требует трехцветный картридж, содержащий чернила голубого, пурпурного и желтого цветов. Для фотопечати дополнительно требуется фотокартридж. Высокое качество фотографий и прочих изображений высокого разрешения можно получить лишь на специальной фотобумаге.
Качество печати определяется разрешением. Все современные модели струйных принтеров имеют разрешение, достаточное для получения качества печати, приемлемого в домашних условиях. Зачастую различия между печатью в нормальном режиме печати и режиме с максимальным разрешением может определить только профессионал. Печать с максимальным разрешением обычно дает эффект при выводе графических изображений высокого разрешения, которые имеют громадные объемы памяти (десятки мегабайт), на специалыгую дорогую фотобумагу для струйных принтеров.
При выборе домашнего принтера определяющими выбор