- •Тема 2. Технические средства реализации информационных процессов
- •2.1. Принципы построения компьютера
- •2.2. Поколения компьютеров
- •2.3. Основные виды архитектуры эвм
- •2.4. Классификация вм
- •2.5. Устройства персонального компьютера
- •2.5.1. Процессор
- •2.5.2. Системная шина
- •Запоминающие устройства
- •Процессор
- •Основная память
- •2.6. Основные устройства ввода данных
- •2.6.1. Клавиатура и манипуляторы
- •2.6.2. Устройства оптического считывания и сенсорные экраны
- •Основные устройства вывода
- •2.7.1. Видеосистема компьютера
- •2.7.2. Принтеры и графопостроители
- •2.8. Другие устройства
-
Основные устройства вывода
2.7.1. Видеосистема компьютера
Видеосистема компьютера состоит из монитора, видеоадаптера и программного обеспечения. Видеоадаптер посылает в монитор сигналы управления. Монитор преобразует эти сигналы в зрительные образы. А программные средства обрабатывают видеоизображения.
Мониторы бывают алфавитно-цифровые и графические, монохромные и цветного изображения (среди характеристик мониторов следует отметить: наличие плоского или выпуклого экрана, уровень высокочастотного радиоизлучения, наличие защиты экрана от электростатических полей, наличие системы энергосбережения и др.). Современные компьютеры комплектуются, как правило, цветными графическими мониторами.
По принципу работы мониторы делятся на: электронно-лучевые, жидкокристаллические мониторы и др. (например, плазменные, проекционные).
Основными характеристиками мониторов являются следующие:
-
размер экрана монитора, который задается обычно величиной его диагонали в дюймах;
-
разрешающая способность, которая определяется числом пикселей (световых точек) по горизонтали и вертикали;
-
рабочая частота кадровой развертки – определяет скорость смены кадров изображения.
Видеоадаптеры (видеоконтроллеры) являются внутрисистемными устройствами, непосредственно управляющими мониторами и выводом информации на их экран. Видеоконтроллер содержит: схему управления, растровую память (видеопамять, хранящую воспроизводимую на экране информацию и использующую поле видеобуфера в ОП), сменные микросхемы ПЗУ (матрицы знаков), порты ввода-вывода. Основные характеристики видеоконтроллера: режимы работы (текстовый и графический), воспроизведение цветов (монохромный и цветной), число цветов или число полутонов, разрешающая способность (число адресуемых на экране монитора пикселей по горизонтали и вертикали), емкость и число страниц в буферной памяти (число страниц - это число запоминаемых текстовых экранов, любой из которых путем прямой адресации может быть выведен на отображение в мониторе), размер матрицы символа (количество пикселей в строке и столбце матрицы, формирующей символ на экране монитора), разрядность шины данных, определяющая скорость обмена данными с системной шиной, и др. Важная характеристика - емкость видеопамяти, она определяет количество хранимых в памяти пикселей и их атрибутов. Современные видеоконтроллеры для хранения цвета каждого пикселя расходуют до 4 байт памяти, для чего необходимо иметь объем видеопамяти от 32 до 128 Мбайт. Больший объем видеопамяти позволяет устанавливать более высокий режим разрешения и большее число цветов для каждого пикселя.
Электронно-лучевые мониторы
Большое количество мониторов сконструированы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), которая управляется сигналами, поступающими от видеокарты. Принцип работы электронно-лучевой трубки монитора такой же, как у телевизионной трубки: изображение на экране создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой (в цветных мониторах для формирования изображения применяют отдельные пушки для каждого из основных цветов – Red, Green, Blue). Этот пучок падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытого люминофором и вызывает его свечение (в цветных мониторах слой люминофора составляют из близко расположенных группами по три, также в сочетании – Red, Green, Blue, точек цветного люминофора). Основными характеристиками такого монитора являются частота кадровой развертки (частота, с которой меняются кадры изображения) - чем больше частота развертки, тем меньше утомляемость при работе с компьютером и разрешающая способность мониторов (зависит как от характеристик монитора, так и от характеристик видеоадаптера). Разрешающая способность мониторов нужна прежде всего для работы в графическом режиме и связана с размером пикселя. Четкость изображения определяет размер зерна люминофора. Чем меньше зерно, тем выше четкость. Величина зерна мониторов имеет значения от 0,41 до 0,18 мм. У мониторов с большим зерном не может быть достигнута высокая, разрешающая способность.
Мониторы на ЭЛТ являются источником высокого статического напряжения, электромагнитного излучения и мягкого рентгеновского излучения, которые оказывают неблагоприятное воздействие на пользователя. Наиболее интенсивные излучения в области задней стенки корпуса монитора.
Жидкокристаллические мониторы
Жидкокристаллические мониторы (LCD, Liquid Crystal Display) используют специальную прозрачную жидкость, которая при определенных напряженностях электростатического поля кристаллизуется, при этом изменяется ее прозрачность и коэффициент преломления световых лучей. Эти эффекты используются для формирования изображения. Конструктивно такой монитор выполнен в виде двух электропроводящих стеклянных пластин, между которыми помещен слой кристаллизующейся жидкости. Для создания электростатического поля стеклянная пластина покрыта матрицей прозрачных проводников, а пиксель формируется на пересечении вертикального и горизонтального проводника. Иногда на пересечении проводников ставят активный управляющий элемент – транзистор. Такие экраны, которые получили название TFT – экранов (Thin Film Transistor – тонкопленочный транзистор), имеют лучшую яркость и предоставляют возможность смотреть на экран даже с отклонением до 450 от вертикали.
В настоящее время жидкокристаллические мониторы успешно конкурируют с обычными, ЭЛТ мониторами. Их преимущества – компактность (занимают в 2-3 раза меньше места, чем мониторы с ЭЛТ и во столько же раз легче, потребляют гораздо меньше электроэнергии и не оказывают неблагоприятных воздействий на пользователя). Недостаток - более высокая цена, зависящая от размера экрана.
Плазменные мониторы (по внешнему виду мало отличаются от жидкокристаллических) формируют изображение светом, выделяемым при газовом разряде в каждом пикселе экрана. Конструктивно плазменная панель состоит из трех стеклянных пластин, не две из которых нанесены тонкие прозрачные проводники: на одну вертикально, на другую – горизонтально. Между ними находится третья пластина, в которой в местах пересечения проводников двух первых пластин имеются сквозные отверстия. Эти отверстия при сборке заполняются инертным газом: неоном или аргоном, они и образуют пиксели. Плазма газового разряда, возникающая при подаче высокочастотного напряжения на вертикальный и горизонтальный проводники, излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение люминофора. Каждый пиксель представляет собой миниатюрную лампу дневного света. Высокая яркость и контрастность, отсутствие дрожания изображения, а также большой угол отклонения от нормали, при котором изображение сохраняет высокое качество, являются большими преимуществами таких мониторов. К недостаткам можно отнести недостаточную пока разрешающую способность и достаточно быстрое (около 5 лет при офисном использовании) ухудшение качества люминофора.