Компоненты персонального компьютера

изображении сглаживаются кривые линии, исчезают неровности

диагональных линий. При оптическом разрешении сканера 600-800

dpi итоговое  разрешение сканированного изображения  может быть

доведено, благодаря операции интерполяции, до 1200-1600 dpi.

 

Принтеры

        Принтер – это устройство вывода  из компьютера данных на бумагу  в удобной для чтения форме. Принтеры позволяют получать  твёрдую копию документа.

        Сравнивая дисплей и принтер, можно убедиться, что между ними  есть кое-что общее. Для тех и других существуют субъективные показатели видимых результатов, которые оцениваются разрешением, цветностью, размерами изображения и т.п. Однако визуализация видимых объектов на экране дисплея и на носителе принтера отличается. Дисплей генерирует световые пиксели, а носитель принтера (бумага) свет отражает. На этом постулате и построены все подходы, описывающие цветопередачи и принципы построения изображений на принтерах.

 

      Ниже перечислены наиболее распространённые  типы принтеров:

 

- матричные принтеры (устройства ударного действия);

- струйные принтеры с чернилами;

- лазерные и диодно – матричные принтеры (LED).

 

Значительно реже встречаются принтеры следующих типов:

 

- принтеры с термовосковой печатью или термопереносом;

- принтеры с термопереносом красителя, или термосублимационные принтеры;

- принтеры с термопластичным красителем.

 

Характеристики принтеров

 

Растеризация

 

      Процесс разложения изображения  в растр называется растеризацией. Растр – это шаблон изображения, получаемый при прочерчивании последовательностей тесно расположенных параллельных линий. Страницей принтера называется пространство, занимаемое битовым образом некоторого изображения. Страница изображения графического принтера растрируется программой – интерпритатором, которая с помощью набора инструкций преобразует исходное изображение непосредственно в точечные образы.

 

     Процесс растеризации напоминает  анологичный процесс в дисплее  в графическом режиме. Интерпритатор, растрируя страницу принтера, превращает  изображение в горизонтальные строки точек, следующих одна за другой. Он с помощью драйвера принтера пересылает строки в контроллер, управляющий исполнительным механизмом.

 

Скорость печати

 

     Скорость вывода графических  изображений на печать зависит  от аппаратной организации принтера. Принтеры могут содержать встроенные процессоры, которые выполняют растеризацию вывода графического изображения в то время, как центральный процессор занимается системной работой. На скорость печати влияет также ёмкость входного буфера принтера, которая может быть в пределах 30 – 256 Кбайт. Внутреннее ОЗУ принтера может иметь ёмкость 1 –8 Мбайт. Скорость работы принтера может оцениваться единицей измерения ppm(points per minute – точки в минуту) или числом символов в секунду cps(characters per second – символы в секунду), количеством символов в минуту cpm(characters per minute – символы в минуту), строк в минуту lpm(line per minute – стоки в минуту).

 

Режимы печати

 

     Принтер, как и дисплей, может  работать в символьном(или текстовом ) и в графическом режимах.

 

     В зависимости от технологий  печати, исполнительный механизм  может работать в режиме позитивного  или негативного отображения  на странице бумаги. Такие типы  печати называются соответственно  печатью с чёрным оттиском  или белым оттиском.

 

Струйные принтеры и устройства ударного действия, например используют исполнительные механизмы, печатающие с чёрным оттиском, а лазерные и прочие принтеры страничного типа могут использовать механизм, как того, так и другого типов.

 

Разрешающая способность

 

     Качество печати символов (или  литер) оценивается размерами точки, формируемой исполнительным механизмом  принтера, а также числом точек  на дюйм – dpi(dots per inch – точки  на дюйм).

 

      Пространство, расположенное между  строками печатаемого изображения, называется шагом точки (dot pitch). Единицей измерения этого параметра служит так называемая линиатура, или число строк на дюйм –lpi (line per inch) или линий на сантиметр.

 

       Разрешающая способность принтеров  может быть истинной или алгоритмической. Истинное разрешение связано с возможностями механизма печати. Например, если привод барабана лазерного принтера осуществляет мещение при последовательном формировании строк, скажем, на 1/1200 дюйма, то количество воспроизводимых точек, приходящихся на единицу длины, равняется 1200 точек на дюйм.

 

      Алгоритмическое разрешение достигается  за счёт дополнительных технических  усовершенствований, используемых  при печати.

 

Например, механизм лазерного принтера позволяет изменять положение лазерного луча по вертикали, т.е. в направлении, перпендикулярном развёртке луча вдоль поверхности барабана. В этом случае смещение барабана составляет не 1/1200, а лишь 1/600 дюйма. Поэтому фактическое разрешение составляет 1200*600 dpi.

 

Технология GDI

 

     Современные принтеры разрабатываются  для прикладных программ Windows, поддерживающих  технологию GDI (Graphics Device Interface – интерфейс  графических устройств), что обусловило  их название – GDI – принтеры. Такие  принтеры во встроенном процессоре не нуждаются. Функция растеризации возлагается на центральный процессор, который и формирует изображение. Это может, при известных обстоятельствах, не ускорить процесс вывода на печать, а напротив, замедлить его.

 

      Вместо трансляции изображения  с экрана в язык принтера PCL или P.S., а затем снова в печатаемое изображение, в GDI – принтерах печать осуществляется непосредственно из GDI – системы Windows.

 

     В среде Windows, таким образом, можно  получить более высокое разрешение. Например, для принтеров с разрешением в других режимах 300 dpi этот показатель может достигать 600 dpi. Кроме того в таких принтерах может быть уменьшен объём оперативной памяти.

 

Передача цвета

 

       Для характеристики передачи  уровней серых тонов используется  полутоновая разрешающая способность (измеряется в строках на дюйм), представляющая собой соотношение между разрешением принтера и числом градаций серого в изображении.

 

       Для передачи цветовой гаммы, как и при передаче градаций  серого, основу составляет эффект  псевдосмещение цветов(dithering). Растровая матрица, или ячейка, вызывающая у наших органов зрения эффект отдельной  цветовой точки, заполнены точками определённых цветов. Благодаря эффекту псевдосмещения субъективное восприятие изображения формируется на основе анализа размеров групп цветных(или тёмных различной интенсивности) точек и расстояние между ними. Реального смешения различных красителей между собой при этом не происходит.

 

        Зрение человека воспринимает  информацию, излучаемую пикселями  экрана дисплея и отражаемую от бумаги принтера, по-разному. В первом случае точки люминофора воспринимаются именно тех цветов, который они сами и излучают. В этом случае используется цветоделение с тремя первичными цветами - красным, синим и зелёным. Такая модель цветообразования называется аддитивной, или RGB-

моделью.

 

        Краситель же, нанесённый на бумагу, является фильтром, поглощающим  одни цвета и отражающим другие. В технологии цветной принтерной  печати в качестве первичных  выбраны три цвета: зелёно - голубой, светло - пурпурный, жёлтый. Эта модель цветоделения с пропорциональным вычитанием составляющих называется вычитающей, или субтрактивной, или CMY - моделью.

 

        Трёхцветные принтеры имеют невысокую  глубину цветопередачи при печати, а чёрные изображения кажутся тускловатыми и имеют зеленоватый оттенок. Трёхцветный принтер приемлем в том случае если печатаются чистые цвета( например, плёнки или диаграммы).

 

 

        Высококачественная цветная печать  выполняется в четырёх цветах  с добавлением чёрного цвета. Такая модель цветообразования называется CMYK - моделью.

 

Типы принтеров

 

Матричные принтеры

 

        Матричные принтеры могут формировать  изображение с помощью специальных  иголок печатающей головки либо  оттиском символа с литероносителя. В первом случае на бумагу можно вывести любой символ или графическое изображение, а во втором - только те символы, которые входят в комплект механического устройства - литероносителя.

 

        Матричные принтеры очень неприхотливы, надёжны, просты в эксплуатации и обладают большим рабочим ресурсом. Они сохраняют безусловное лидерство в реализации такой функции, как получение сразу нескольких копий документа. Эти принтеры могут печатать на 10 -15 листах бумаги одновременно.

 

        Скорость печати матричных принтеров лежит в очень широких пределах 200-1400 симв/мин, разрешающая способность составляет около 360*360 dpi, время жизни печатающей головки  - около 700 млн. символов.      

 

Струйные принтеры

 

Струйные принтеры бывают монохромными и многоцветными. Трёхцветные принтеры располагают тремя комплектами головок и картриджей с чернилами, а четырёхцветные - четырьмя. Современные картриджи вмещают чернила семи - восьми цветов.

 

        Технология струйной печати базируется  на трёх компонентах: чернилах, бумаги  и головках. Головки для струйной печати заканчивается микроскопическими отверстиями( идентичными иглам матричных принтеров), или дюзами(форсунками), через которые чернила наносятся на бумагу. Количество дюз может колебаться от десятков до нескольких сот.

 

        В головках пузырькового или  термодиффузионного типа каждый  дюзовый канал оснащён специальным  элементом, нагревающим чернила  до температуры 500C. При резком  нагревании образуется чернильный  паровой пузырь, под давлением  которого капля чернил с силой выталкивается на бумагу.

 

        Скорость печати струйных принтеров  в пределах 2 -4,5 ppm для текста и 0,3 - 1,5 ppm - для графика, разрешающая  способность около 600*600 dpi, ресурс  черно-белого картриджа около 900 страниц, а цветного - около 400 страниц.

 

Лазерные принтеры

 

        Недорогие лазерные устройства  печати можно чаще всего встретить  в офисах. Более дорогие устройства, в том числе и цветные принтеры, применяются в качестве профессиональных  рабочих инструментов.

 

        Основные элементы лазерного принтера:

 

- фотопроводящий печатающий барабан;

 

- маломощный полупроводниковый лазер;

 

- оптико-механическая система.

 

        Лазер генерирует узконаправленные  световые импульсы на зеркало, которое отражает свет на вращающийся  печатающий барабан. Луч лазера модулируется передаваемой на печать информации.

 

        Печатающий барабан, которому сообщён  предварительный заряд, покрыт фоточувствительным  слоем селена, способного изменять  электрический заряд точки под  воздействием попавшего на неё  светового импульса.

 

        Вращающееся зеркало разворачивает  луч лазера вдоль поверхности  барабана, формирует строку за  строкой. Импульсы света нейтрализуют  заряды на освещённых местах  барабана, а на неосвещённых участках  потенциал не изменяется. Таким  образом, вся поверхность барабана построчно обрабатывается лучом, создавая на ней рельеф электростатического потенциала.

 

        В непосредственной близости  от вращающегося печатающего  барабана расположен контейнер( картридж) с сухим порошком мелкодисперсного  красящего вещества - тонера, которому также предварительно сообщён статический потенциал. Заряженные частицы порошка тонера (его размеры около 8 - 12 мкм) притягиваются электростатическим полем барабана и прилипают к его поверхности только в тех местах, где потенциалы точек и частиц разнополярны.

 

        Когда потенциальный рельеф изображения  на поверхности печатающего барабана  полностью сформирован, подаётся  лист носителя (бумаги или плёнки). Носитель имеет противоположный  по отношению к частицам тонера  на поверхности барабана потенциал. В результате частицы тонера с барабана переносятся на носитель. Затем лист бумаги попадает в печку, в которой частицы тонера расплавляются и после прохождения через валики прочно прилипают к носителю.

 

        На принципе работы, аналогичном лазерному принтеру, базируются и принтеры светодиодной технологии LED. Отличие их состоит лишь в том, что полупроводниковый лазер заменён линейкой, в которую вмонтированы очень мелкие светодиоды. Такая конструкция значительно упрощает печатающее устройство, для которого уже не требуется прецизионная оптико- механическая система с вращающимся зеркалом.  

 

Операционные системы

 

    Каждая машинная команда, из котоpых  состоит любая пpогpамма, выполняет

очень мало действий. Поэтому даже  такое элементаpное  действие как пpием,

кодиpовка и помещение символа в память  после  нажатия  клавиатуpы  тpебует

выполнения  пpоцессоpом  целой  пpогpаммы,  состоящей  из  нескольких сотен

машинных команд.  Действия  по вводу  инфоpмации  с клавиатуpы, дисков  или вывод ее на экpан дисплея, пpинтеp или  диск  являются  стандаpтными  и  не зависят от  существа   пpогpамм, в  котоpых   эти   действия  пpоизводятся.

 

Поэтому для вычислительных машин pазpаботаны набоpы  пpогpамм,  выполняющих стандаpные действия по обслуживанию аппаpатуpы. Совокупность таких пpогpамм составляет опеpационную системаму ПК.

      Опеpационная система - это пpогpамма, посpедством котоpой осуществля-

ется диалог  с  пользователем,  упpавление  компьютеpом  и  его  pесуpсами,

запуск пpикладных пpогpамм. Опеpационная система обеспечивает  пользователю и пpикладным пpогpаммам удобный интеpфейс (способ общения)  с  устpойствами компьютеpа, избавляя от необходимости пpогpаммиpовать опеpации взаимодействия с устpойствами на уpовне машинных команд.

 

      Пpогpаммы опеpационной системы (ОС) освобождают все дpугие  пpогpаммы  от pутинных pабот, связанных  с  аппаpатными   сpедствами.  Кpоме  того, ОС пpедоставляет  пользователю, даже незнакомому  с пpогpаммиpованием, множество сpедств  стандаpтной обpаботки инфоpмации.