Принципы построения различных типов принтеров

Параметры видеосистемы.

Рассмотрев работу видеосистемы, можно сформулировать и объяснить ее основ­ные параметры, определяемые используемым дисплейным адаптером, дисплеем (монитором) и интерфейсом, их связывающим.

Общие параметры дисплейного адаптера характеризуют его возможности для всех применений, двумерных и трехмерных.

· Тип адаптера (MDA, CGA, EGA, MCGA, PGA, SVGA...) и тип шины (ISA 8/16-бит, MCA, EISA, VLB, PCI, AGP) дают самое общее представление о его возможностях, поскольку все самые разнообразные современные адаптеры относятся к SVGA и подключаются либо к шине PCI, либо к AGP, либо интегрированы в системную плату.

· Поддерживаемый режим отображения (Mode Type) определяет возможность работы в текстовом (ТХТ или AN) или графическом (Gr или АРА) режиме адресации элементов изображения. Режимы определяются графическим адаптером. Все современные адаптеры поддерживают оба режима.

· Разрешение (Resolution), или разрешающая способность, в графическом режиме определяется количеством точек в строке по горизонтали и числом строк на экране (например, 800 х 600 — 800 точек, 600 строк). Чем больше разрешение, тем больше информации можно вывести на экран с приемлемым качеством изображения.

· Количество цветов подразумевает, как максимальное количество одновременно присутствующих цветов на экране, ограниченное числом бит видеопамяти, задающих цвет элемента изображения, так и цветовую гамму.

· Объем видеопамяти (локального буфера) определяет соотношение разрешения, количества одновременно доступных цветов и видеостраниц. Тип видеопамяти — обычная динамическая (DRAM, EDORAM, SDRAM) или специальная (SGRAM, VRAM, WRAM, MDRAM, RDRAM).

· Разрядность видеопамяти (8, 16, 32, 64, 128 бит) определяет производительность и предельную частоту построения изображения. Большие разряды не столько для размещения страниц, как для хранения текстуры информации.

· Частота регенерации является частотой кадровой (вертикальной) развертки. При кадровой частоте развертки ниже 60 Гц изображение мерцает, что особенно заметно на большом белом поле экрана.

Принтер – это устройство, обеспечивающее вывод изображения на бумагу или пленку.

Плоттер – это устройство для вычерчивания изображения на бумаге.

Принципы формирования изображений: у принтеров – соответствие растровым дисплеям; у плоттеров - соответствие векторным дисплеям.

Принтеры и плоттеры создают так называемые твердые копии документов, и относятся к пассивным устройствам графического вывода противоположность — активные устройства вывода — дисплеи.

1. По способу печати принтеры разделяются на:

· Буквопечатающие (табличный вывод)

· знакосинтезирующие (графический режим)

2. По способу вывода:

· последовательные (печать строки осуществляется по элементно)

· параллельные (строка печатается целиком, весь кадр)

3. По способу нанесения красителя:

· Матричные

o Игольчатые(ударные)

o Струйные

· Лазерные

Матричные игольчатые принтеры

Игольчатые принтеры (Dot Matrix Printer – Принтер матрицы точек) имеют печатающую головку, на которой расположена матрица игольчатых молоточков, управляемых электромагнитами. Иглы ударяют по бумаге через красящую ленту. Бумага лежит на валике, перемещаясь только продольно (перевод строк выполняется поворотом вала) в обоих направлениях. Перемещение по строке выполняет сама печатающая головка — она довольно легкая, поэтому ее движение быстрое. Все управление механикой выполняет встроенный микроконтроллер принтера. В его ведении находятся шаговые двигатели подачи бумаги и перемещения головки по строке, а также электромагниты игл, которых может быть от 8 до 24. На принтере имеются механические или оптоэлектронные датчики крайних положений каретки, а также датчик конца бумаги.

Термопринтеры

Термопринтеры по конструкции напоминают игольчатые, но вместо ударов игл по красящей ленте их головки нагревают отдельные точки специальной термочувствительной бумаги. Эти принтеры отличаются практически бесшумной работой, но скорость печати невысока. Главный недостаток — требуется специальная бумага, изображение на которой получается не очень устойчивым (на солнечном свету и при нагревании бумага темнеет). В настоящее время термопринтеры используются в основном в факсимильных аппаратах.

Струйные принтеры

Струйные принтеры также конструктивно аналогичны матричным игольчатым, но вместо удара по бумаге через красящую ленту они выстреливают по бумаге, капельками специальных чернил. Чернила выстреливаются из микроскопических сопел с использованием пьезоэлектрических механических микронасосов пузырьковой технологии (bubble eject – пузырьковый выброс). Пузырьки пара, выталкивающие чернила из сопла, образуются под воздействием микроскопического нагревательного элемента. Число сопел в головке измеряется десятками, благодаря их малому размеру удается достичь высокого разрешения (вплоть до 720 dpi=точек на дюйм). Цветные струйные принтеры имеют сопла для чернил базисных цветов (набор 4-х цветов по модели CMYK — Cyan=Рыжий, Magenta=Красный, Yellow=Желтый, Black=Черный) и отдельно черного цвета. По конструкции чернильниц принтеры разделяются на два типа: с отдельными сменными чернильницами и с чернильницами, совмещенными с головкой. В совмещенном варианте предусматривается дозаправка чернильниц. Струйные принтеры работают тихо, скорость печати определяется режимом: черновая — быстро, качественная цветная печать — довольно медленно.

Высокое качество достижимо только на хорошей бумаге. На плохой бумаге чернила растекаются. Против этого применяют разные ухищрения (например, подогрев бумаги для ускорения высыхания). Чтобы сопла не высыхали, головка паркуется в специальном месте.

Лазерные принтеры

В лазерных принтерах используется та же технология переноса изображения на бумагу, что и в копировальных аппаратах. Принтер состоит из барабана, покрытого фоточувствительным полупроводником, лазера с вращающимся зеркалом, контейнеров с красящим порошком и контейнера для сбора отработанного порошка, термовалика. Формирование и печать изображения на бумаге происходит следующим образом:

1. При подготовки к печати, поверхность барабана электризуется. После чего модулированный лазерный луч сканирует всю поверхность барабана, разряжая засвеченные участки. Сканирование осуществляется с помощью вращающегося зеркала, направляющего луч на поверхность барабана, и вращения самого барабана.

2. К разряженным точкам поверхности притягивается тонер — очень мелкий красящий порошок, таким образом, на барабане формируется изображение полного листа.

3. Далее синхронно с вращением барабана по барабану прокатывается лист бумаги, и частички тонера переходят на него.

4. Затем бумага с тонером прокатывается через горячие валки, и прилипший тонер запекается на бумаге, после чего лист выводится из принтера. Лишний порошок тонера, собирается в контейнере сбора отработанного порошка.

Таким образом, лазерный принтер является постраничным печатающим устройством — он может печатать страницу только целиком, не имея возможности остановиться посреди строки (как последовательный принтер) или листа (как построчный принтер). Цветная печать осуществляется в несколько проходов — каждый раз со своим цветом тонера.

Плоттеры

Плоттеры, они же графопостроители, предназначены для вывода чертежей. Плоттеры являются векторными устройствами. В плоттерах первых поколений пишущее средство перемещалось на бумаге по траектории, заданной отображаемой в данный момент фигурой, способно было рисовать графические примитивы: точка, отрезок прямой, дуга (окружность как его разновидность), прямоугольник. Поток данных, получаемый плоттером, содержит команды рисования этих примитивов и параметры. Многие плоттеры понимают и команды написания текста: каждую букву они внутренне интерпретируют как набор отрезков и дуг; для этого они должны иметь соответствующие таблицы знакогенераторов. По способу обеспечения движения пишущего средства относительно бумаги различают планшетные и рулонные плоттеры.

В планшетном плоттере лист бумаги укладывается на плоский стол и неподвижно закрепляется. На небольших устройствах лист по краям прижимается металлическими полосками к магнитному столу. На устройствах большого формата листы иногда присасываются воздухом через специальные отверстия в столе. Над столом в одном направлении перемещается каретка, вдоль которой перемешается пишущая головка. Вся эта конструкция, напоминающая мостовой кран, который приводится в движения двумя шаговыми двигателями, обеспечивающими перемещение пишущей головки по всей поверхности листа. Точность позиционирования измеряется десятыми и даже сотыми долями миллиметра. Головка перьевого плоттера снабжена пишущим пером. На головке имеется соленоид, который прижимает перо к бумаге в нужных местах. У цветного плоттера используется головка такого же типа, как и у черно-белого принтера (черно-белая или цветная). Приводы позиционирования и пишущего узла управляются встроенным микроконтроллером в соответствии с принимаемым потоком команд.

В рулонном плоттере имеется горизонтальный барабан, на который кладётся лист бумаги и прижимается к барабану валиками. Края листа свободно свисают вниз (это напольные конструкции). Пишущая головка перемещается по направляющей только вдоль оси барабана. Вращение барабана (в обоих направлениях) и перемещение головки совместно обеспечивают взаимно перпендикулярные перемещения пишущего средства относительно бумаги. Рулонные плоттеры позволяют выводить чертежи крупного формата, не занимая при этом огромной площади (как планшетные).

Общая характеристика устройств хранения данных.

Устройства хранения данных относятся к внешней памяти компьютера — они позволяют сохранять информацию для последующего ее использования независимо от состояния (включен или выключен) компьютера. В устройствах хранения данных могут быть реализованы различные физические принципы хранения информации:

- магнитный,

- оптический,

- электронный

- в любых их сочетаниях.

Внешняя память принципиально отличается от внутренней (оперативной) способом доступа к этой памяти процессора (исполняемой программы). Устройства внешней памяти оперируют блоками информации, но никак не байтами или словами, как, например, оперативная память. Эти блоки обычно имеют фиксированный размер, кратный степени числа 2. Блок может быть переписан из внутренней памяти во внешнюю или обратно только целиком, и для выполнения любой операции обмена с внешней памятью требуется специальная процедура (подпрограмма). Процедуры обмена с устройствами внешней памяти привязаны к типу устройства, его контроллеру и способу подключения устройства к системе (интерфейсу).

· По методу доступа к информации устройства внешней памяти разделяются на устройства с прямым (или непосредственным) и последовательным доступом.

Прямой доступ подразумевает возможность обращения к блокам по их адресам в произвольном порядке. Традиционными устройствами с пря­мым доступом являются дисковые накопители.

Традиционными устройствами с последовательным доступом являются накопители на магнитной ленте, они же стримеры. Здесь каждый блок информации тоже может иметь свой адрес, но для обращения к нему уст­ройство хранения должно сначала найти некоторый маркер начала ленты (тома), после чего последовательным холостым чтением блока за блоком дойти до требуемого места и только тогда производить собственно операции обмена данными. Конечно, каждый раз возвращаться на начало ленты необязательно, однако необходимость последовательного сканирования блоков (вперед или назад) — неотъемлемое свойство устройств последовательного доступа.

· Главная характеристика устройств — емкость хранения, измеряемая в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и терабайтах (Кбайт, Мбайт, Гбайт, Тбайт).

· Устройства внешней памяти могут иметь сменные или фиксированные носители информации. Применение сменных носителей позволяет хранить неограниченный объем информации, а если носитель и формат записи стандартизованы, то они позволяют еще и обмениваться информацией между компьютерами.

· Важнейшими общими параметрами устройств являются время доступа, скорость передачи данных и удельная стоимость хранения информации.

Время доступа (ассеs time) определяется как усредненный интервал от выдачи запроса на передачу блока данных до фактического начала передачи. Дисковые устройства имеют время доступа от единиц до сотен миллисекунд. Для электронных устройств внешней памяти время доступа определяется быстродействием используемых микросхем памяти и при чтении составляет доли микросекунд, причем запись может продолжаться значительно дольше, что объясняется природой энергонезависимой электронной памяти. Для устройств с подвижными носителями основной расход времени имеет место в процессе позиционирования головок (seek time — время поиска) и ожидания подхода к ним требуемого источника носителей (latency — скрытый период). Для дисковых и ленточных устройств принципы позиционирования различны, и различные составляющие процесса поиска.

Скорость записи и считывания определяется как отношение объема записываемых или считываемых данных ко времени, затрачиваемому на эту операцию. В затраты времени входит и время доступа, и время передачи данных. При этом оговаривается характер запросов — линейный или случайный, что сильно сказывается на величине скорости из-за влияния времени доступа. При определении скорости линейных запросов чтения-записи производится обращение к длинной цепочке блоков с последовательным нарастанием адреса. При определении скорости случайных запросов чтения-записи - соседние запросы разбросаны по всему носителю. Для современных многозадачных ОС характерно чередующееся выполнение нескольких потоков запросов, и в каждом потоке высока вероятность последовательного нарастания адреса.

Дата добавления: 2014-01-06