Внешние устройства

Свойства алгоритмов:

1. Поочередное выполнение команд алгоритма за конечное число шагов приводит к решению задачи, к достижению цели. Разделение выполнения решения задачи на отдельные операции (выполняемые исполнителем по определенным командам) – важное свойство алгоритмов, называемое дискретностью.
2. Каждый алгоритм строится в расчете на некоторого исполнителя. Для того чтобы исполнитель мог решить задачу по заданному алгоритму, необходимо, чтобы он был в состоянии понять и выполнить каждое действие, предписываемое командами алгоритма. Такое свойство алгоритмов называется определенностью ( или точностью) алгоритма. (Например, в алгоритме указано, что надо взять 3—4 стакана муки. Какие стаканы, что значит 3—4, какой муки?)
3. Еще одно важное требование, предъявляемое к алгоритмам, - результативность ( или конечность) алгоритма. Оно означает, что исполнение алгоритма должно закончиться за конечное число шагов.
4. Универсальность. Алгоритм должен быть составлен так, чтобы им мог воспользоваться любой исполнитель для решения анало­гичной задачи. (Например, правила сложения и умножения чисел годятся для любых чисел, а не для каких-то конкретных.)

Таким образом, выполняя алгоритм, исполнитель может не вникать в смысл того, что он делает, и вместе с тем получать нужный результат. В таком случае говорят, что исполнитель действует формально, т.е. отвлекается от содержания поставленной задачи и только строго выполняет некоторые правила, инструкции.

Способы задания алгоритма:

• словесный, (недостаток–многословность, возможна неоднозначность–«он встретил ее на поле с цветами»),
• табличный (физика, химия и т. д.),
• графический (блок-схемы).

Графическая форма представления алгоритма называется блок-схемой

15. Запоминающие устройства ПК

В данной статье описаны классификации запоминающих устройств, их типы, причины разной стоимости. Запоминающие устройства делятся на: КЕШ, ОЗУ (оперативно запоминающее устройство) и ПЗУ.

Конфигурация памяти компьютера в основном определяется тремя параметрами: объем, быстродействие, стоимость.
Вопрос об объеме решить не так просто. Какой большой ни была бы память, все равно будут разработаны приложения, которым ее не хватит. В отношении быстродействия памяти все ясно: чем быстрее, тем лучше. Для достижения высшей производительности память должна иметь возможность быстро обмениваться данными с процессором. Но в реальной жизни едва ли не главным становится третий параметр. Стоимость памяти должна быть сравнима со стоимостью других компонентов.
Очевидно, можно найти некоторый компромисс между перечисленными характеристиками памяти. На любом этапе развития технологий производства запоминающих устройств компьютера действуют следующие, достаточно устойчивые, соотношения.

· Чем меньше время доступа, тем дороже каждый бит.

· Чем выше емкость, тем ниже стоимость бита.

· Чем выше емкость, тем больше время доступа.

Теперь ясна дилемма, стоящая перед конструктором. Вследствие возрастания требований к ресурсам конструктор стремится использовать те технологии, которые обеспечивают производство устройств с большой емкостью. Однако чтобы удовлетворить потребности в высокой производительности, конструктор должен использовать дорогую память с меньшей емкостью (зато и с меньшим временем доступа).

Чтобы найти выход из сложившейся ситуации, необходимо опираться не на отдельно взятый компонент памяти или технологию, а выстроить иерархию запоминающих устройств ПК. На рис. 1.14 показана типичная иерархическая пирамида. При спуске к ее основанию происходит следующее.

· Снижается стоимость бита.

· Возрастает емкость.

· Возрастает время доступа.

· Снижается частота обращений процессора к памяти.

Рис. 1.14. Запоминающие устройства компьютера. Иерархия

Таким образом, к более дорогим устройствам с меньшей емкостью и более высокой производительностью добавляются более емкие, дешевые, но менее производительные. При такой организации ключом к успеху является снижение частоты обращения к последним. Эта концепция будет рассмотрена более детально в следующих разделах данной главы, при обсуждении кэша и виртуальной памяти. А теперь рассмотрим конкретный пример.

Предположим, процессор имеет доступ к памяти двух уровней. На первом уровне содержится 1000 слов, и он характеризуется временем доступа 0.1/xs. Допустим, что к словам, расположенным на первом уровне, процессор может обращаться непосредственно. Если же нужно получить доступ к слову, находящемуся на втором уровне, то это слово сначала передается на первый уровень, и лишь потом процессор получает к нему доступ. Опустим для простоты вопрос о времени, которое требуется процессору для определения, на каком именно уровне находится слово. На рис. 1.15 показан вид кривой, описывающей данную ситуацию. На графике представлена зависимость среднего времени доступа к памяти второго уровня от результативности поиска Н. Символом Н обозначено отношение числа нахождений нужного слова в быстрой памяти (например, в кэше) к числу всех обращений, Тх — время доступа к уровню 1, 7*2 — время доступа к уровню 2.3 Видно, что при высокой частоте обращения к уровню 1 среднее время доступа намного ближе ко времени доступа к уровню 1, чем ко времени доступа к уровню 2.

Результативность поиска (вероятность обращения к уровню 1)
Рис. 1.15. Производительность простой двухуровневой памяти

Предположим, что в нашем примере 95% обращений к памяти приходится на кэш (Н = 0.95). Тогда среднее время доступа можно записать как
0.95х0.1^ + 0.05х(0.1^5 + 1^) = 0.095 + 0.055^ = 0.15^

Получившийся результат довольно близок ко времени доступа к быстрой памяти. Таким образом, описанная стратегия работает, но лишь при соблюдении условий 1-4. Существует целый ряд разнообразных видов запоминающих устройств, созданных с применением различных технологий, для которых выполняются условия 1-3. К счастью, условие 4 тоже в целом справедливо.
Основой соблюдения условия 4 служит принцип, известный как принцип локализации обращений [DENN68]. Адреса, к которым во время исполнения программы обращается процессор, имеют тенденцию собираться в группы. Как правило, программы содержат в себе повторяющиеся циклы и подпрограммы. Как только наступает очередь цикла или подпрограммы, процессор обращается лишь к небольшому повторяющемуся набору команд. Работа с таблицами и массивами также предполагает доступ к сгруппированным данным.

Со временем одни используемые кластеры заменяются другими, но в течение небольших промежутков времени процессор преимущественно работает с фиксированными кластерами памяти.

Поэтому представляется возможным организовать данные в иерархической структуре так, чтобы частота обращений к каждому более низкому уровню была намного меньше, чем частота обращения к уровню, расположенному на ступень выше. Рассмотрим уже описанный пример с двумя уровнями памяти. Пусть на уровне 2 находятся все команды и данные программы. Обрабатываемые в данный момент кластеры можно поместить на уровень 1. При этом получится, что большинство обращений происходит к командам и данным, находящимся на уровне 1.

Этот принцип можно применять не только к памяти с двумя уровнями. Самую быструю, малоемкую и дорогую память образуют внутренние регистры процессора. Обычно в нем имеется несколько десятков таких регистров, хотя в некоторых процессорах могут быть сотни регистров. Спустимся на две ступени вниз, туда, где находится основная память, являющаяся важным внутренним запоминающим устройством компьютера. Каждая ее ячейка характеризуется своим уникальным адресом, и при выполнении большинства машинных команд обращения происходят по одному или нескольким адресам. Расширением основной памяти служит кэш, который обладает меньшей емкостью, но является более быстрым. Кэш обычно не виден программисту или, что по сути то же, процессору. Это устройство выступает в роли промежуточного хранилища данных при их перемещении между основной памятью и регистрами процессора, и позволяет повысить производительность.

Три только что описанных вида памяти являются обычно временными (при отключении питания находящаяся в них информация исчезает) и производятся на основе полупроводниковой технологии. Наличие этих уровней основано на том, что существуют различные по скорости и стоимости виды полупроводниковой памяти. Постоянными являются внешние устройства хранения большого объема данных, наиболее часто встречающиеся из которых — жесткий диск и такие съемные устройства, как переносные диски, ленты и оптические запоминающие устройства. Внешнюю, постоянную память называют также вторичной или вспомогательной памятью. Такие устройства используются для хранения файлов с программами и данными и доступны программисту чаще всего (но не всегда) только на уровне файлов и записей, а не отдельных слов или байтов. Диск используется также как расширение основной памяти, известное под названием виртуальной памяти (см. главу 8, "Виртуальная память").

В описываемую иерархическую структуру памяти программное обеспечение может добавлять и дополнительные уровни. Например, часть основной памяти может быть использована как буфер для временного хранения считываемых с диска данных. Повышение производительности с применением такой технологии, которую иногда называют дисковым кэшем (подробнее она рассматривается в главе 11, "Управление вводом-выводом и дисковое планирование"), достигается за счет следующих ее особенностей.

Данные на диск записываются в виде кластеров. Вместо передачи большого количества маленьких порций данных мы считываем несколько больших порций. Это повышает производительность диска и сводит к минимуму использование процессора.
Программа может обращаться к некоторым данным, предназначенным для записи на диск, до ее начала. В этом случае намного быстрее искать данные в КЭШе, чем на медленном диске.

16. Проектирование алгоритмов и основные их типы.

Процесс решения задачи на ЭВМ можно разбить на ряд этапов:

1. постановка задачи;
2. математическое описание задачи — создание математи­ческой модели задачи;
3. составление алгоритма решения задачи;
4. составление программы;
5. разработка тестовой задачи;
6. отладка программы;
7. расчет на ЭВМ, получение и анализ результатов.

Существенным шагом на пути снижения трудоемкости процесса программирования стал структурный подход к проектированию алгоритмов. Его основным принципами яв­ляются нисходящее проектирование и модульное програм­мирование. Нисходящее проектирование заключается в по­следовательном разбиении задачи на все более мелкие уча­стки, т.е. процесс программирования идет «сверху вниз». Модульное программирование предполагает создание для ка­ждого такого участка отдельной автономной программы — модуля. Специально созданная программа объединяет все модули в целое и управляет их работой.

Процесс последовательного построения алгоритма может выглядеть следующим образом: алгоритм сначала формули­руется в самых «крупных» командах, при этом в записи ал­горитма могут использоваться команды, выходящие за рамки возможностей исполнителя. Затем на каждом последующем этапе отдельные детали алгоритма уточняются, при этом не­доступные исполнителю команды записываются как вызов вспомогательных алгоритмов. После этого строятся вспомо­гательные алгоритмы. Процесс продолжается до тех пор, по­ка все алгоритмы не будут состоять из команд, понятных исполнителю. Такой способ построения алгоритма называет­ся методом последовательного уточнения алгоритма (поша­говой детализацией, нисходящей разработкой). Данный под ход к проектированию алгоритмов позволяет повысить каче­ство и надежность разрабатываемых программ. Кроме того, появляется возможность использовать отдельные модули программы при решении других задач.

На практике «чистую» нисходящую разработку осущест­вить практически невозможно, так как выбор более конкре­тизированных элементов на каждой стадии должен произво­диться на основе представления и понимания возможностей языка реализации. Однако даже в данном случае на более поздней стадии часто обнаруживается, что некоторый выбор, сделанный ранее, был неверным. Это приводит к необходи­мости разработки новых и корректировки уже имеющихся модулей.

Другой подход к созданию программ называется восходя­щей разработкой. При этом осуществляется последователь­ное построение программы из уже имеющихся элементов, начиная с примитивов, предоставляемых выбранным языком программирования. Этот процесс заканчивается получением требуемой готовой программы. На каждом этапе из имею­щихся элементов строятся новые более мощные (в контексте разрабатываемой программы) элементы. Они в свою очередь используются на следующем этапе для построения еще бо­лее сложных элементов и так далее до тех пор, пока не будут получены элементы, из которых можно непосредственно со­ставить требуемую программу. На практике восходящая раз­работка в чистом виде невозможна; построение каждого но­вого элемента должно сопровождаться «просмотром вперед» с целью проверки, выполняются ли все требования, предъ­являемые к разрабатываемой программе. Но даже при таком подходе на более позднем этапе часто обнаруживается, что использованная ранее последовательность построения была выбрана неправильно и требует корректировки.

Таким образом, на практике при разработке алгоритмов обычно используется сочетание методов нисходящего и вос­ходящего проектирования.

Использование вышеназванных методов позволило соз­дать огромное количество разнообразных алгоритмов, и пришлось обратить серьезное внимание на вопросы их эф­фективности. В значительной степени эффективность алго-

ритма зависит от его сложности — количественной характе­ристики, указывающей, сколько времени работает алгоритм (временная сложность) либо какой объем памяти необходим для его выполнения (емкостная сложность). Сложность рас­сматривается в основном для алгоритмических моделей, по­скольку в них время и память присутствуют в явном виде.

Физическое время выполнения алгоритма — это величина, равная произведению n и t, где и число действий (элемен­тарных шагов, команд); t — среднее время выполнения одно­го действия. Число шагов и определяется описанием алго­ритма в данной алгоритмической модели и не зависит от физической реализации модели; t — величина физическая изависит от скорости сигналов в элементах и узлах ЭВМ, По­этому объективной математической характеристикой трудо­емкости алгоритма (его временной сложности) в данной мо­дели является число действий.

Емкостная сложность алгоритма определяется числом ячеек памяти, используемых в процессе его исполнения. Эта величина не может превосходить числа действий п, умно­женного на определенную константу (число ячеек, исполь­зуемых в данной модели на одном шаге). В свою очередь число шагов может сколь угодно сильно превосходить объемпамяти (за счет циклов по одним и тем же ячейкам). Следу­ет отметить, что проблемы памяти технически преодолева­ются легче, чем проблемы быстродействия, которое имеетфизический предел — скорость распространения физических сигналов (300 тыс. км/с). Поэтому трудоемкость (временная сложность) считается более существенной характеристикойалгоритма.

Трудоемкость алгоритма, как и другие виды сложности, не является постоянной величиной, а зависит от размерно­сти задачи. Под размерностью задачи понимается либо объ­ем памяти, необходимой для записи данных, либо характе­ристики задачи, от которых зависит этот объем. В задачах обработки графов размерностью может считаться число вершин или дуг графа, в задачах преобразования логических выражений — число букв в выражении и т. д. Например, сложность простейшего алгоритма сложения двух чисел за­висит от длины слагаемых. При сложении столбиком количество элементарных действий (сложений цифр) пропор­ционально количеству разрядов. При сложении в ЭВМ, ис­пользующей параллельный сумматор, трудоемкость сложе­ния равна 1 (одна машинная команда сложения) до тех пор,

пока каждое слагаемое умещается в одной ячейке. Для больших чисел она пропорциональна числу ячеек, необхо­димых для размещения слагаемых.

Наиболее часто используют два способа определения функции сложности:

1. ее значением является сложность худшего случая (минимальное число действий, достаточное для обработки алгоритмом любых данных размерности n );

2. значением является средняя сложность, взятая по всем данным размерности n.

17. Устройства ввода и вывода данных

Компьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Скорость работы внешних устройств от быстродействия процессора не зависит. Наиболее распространенные периферийные устройства приведены на рисунке:

Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку.

Ниже приведена классификация устройств ввода:

Самым известным устройством ввода информации является клавиатура (keyboard) – это стандартное устройство, предназначенное для ручного ввода информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на материнской плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. При нажатии пользователем клавиши на клавиатуре, контроллер клавиатуры преобразует код нажатой клавиши в соответствующую последовательность битов и передает их компьютеру. Отображение символов, набранных на клавиатуре, на экране компьютера называется эхом. Обычная современная клавиатура имеет, как правило, 101-104 клавиши, среди которых выделяют алфавитно-цифровые клавиши, необходимые для ввода текста, клавиши управления курсором и ряд специальных и управляющих клавиш. Существуют беспроводные модели клавиатуры, в них связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей.

Наиболее важными характеристиками клавиатуры являются чувствительность ее клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами. На долговечность клавиатуры определяется количеством нажатий, которые она рассчитана выдержать. Клавиатура проектируется таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 миллионов нажатий.

К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики.

Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно мышь используется при работе графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих команд.

У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции.

Мышь состоит из пластикового корпуса, cверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для мыши, который увеличивает сцепление шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и переедает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые передаются по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер передает обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.

Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.

Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.

Дигитайзер – это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.

Сканер – устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бусмги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. После этого изображение закрывается крышкой и производится сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей.

Главные характеристики сканеров - это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute - ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch - dpi).

После ввода пользователем исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствам посредством устройств вывода.

Выводимая информация может отображаться в графическом виде, для этого используются мониторы, принтеры или плоттеры. Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок или головных телефонов, регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов устройства автоматики, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

Монитор (д исплей) является основным устройством вывода графической информации. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14-дюймовые, 15-дюймовые, 17-дюймовые, 19-дюймовые, 21-дюймовые. Чем больше диагональ монитора, тем он дороже. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные. Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL - элемент картинки). Пиксель – это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (Catode Ray Tube - CRT) и жидкокристаллические - (Liquid Crystal Display - LCD).

В мониторах с электронно-лучевой трубкой изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется смешением свечения трех разноцветных точек (триады), отвечающих за данный пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку. Электронный пучок формируется с помощью электронной пушки. Электронная пушка состоит из нагреваемого при прохождении электрического тока проводника с высоким удельным электрическим сопротивлением, эмитирующего электроны покрытия, фокусирующей и отклоняющей системы.

При прохождении электрического тока через нагревательный элемент электронной пушки, эмитирующее покрытие, нагреваясь, начинает испускать электроны. Под действием ускоряющего напряжения электроны разгоняются и достигают поверхности экрана, покрытой люминофором, который начинает светиться. Управление пучком электронов осуществляется отклоняющей и фокусирующей системой, которые состоят из набора катушек и пластин, воздействующих на электронный пучек с помощью магнитного и электрического полей. В соответствии с сигналами развертки, подаваемыми на электронную пушку, электронный луч побегает по каждой строчке экрана, последовательно высвечивая соответствующие точки люминофора. Дойдя до последней точки, луч возвращается к началу экрана. Таким образом, в течение определенного периода времени изображение перерисовывается. Частоту смены изображений определяет частота горизонтальной синхронизации. Это один из наиболее важных параметров монитора, определяющих степень его вредного воздействия на глаза. В настоящее время гигиенически допустимый минимум частоты горизонтальной синхронизации составляет 80 Гц, у профессиональных мониторов она составляет 150 Гц.

Современные мониторы с электронно-лучевой трубкой имеют специальное антибликовое покрытие, уменьшающее отраженный свет окон и осветительных приборов. Кроме того, монитор покрывают антистатическим покрытием и пленкой, защищающей от электромагнитного излучения. Дополнительно на монитор можно установить защитный экран, который необходимо подсоединить к заземляющему проводу, что также защитит от электромагнитного излучения и бликов. Уровни излучения мониторов нормируются в соответствии со стандартами LR, MPR и MPR-II.

Жидкокристаллические мониторы имеют меньшие размеры, потребляют меньше электроэнергии, обеспечивают более четкое статическое изображение. В них отсутствуют типичные для мониторов с электронно-лучевой трубкой искажения. Принцип отображения на жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей в нужную цветовую палитру. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения.

Для получения копий изображения на бумаге применяют принтеры, которые классифицируются:

o по способу получения изображения: литерные, матричные, струйные, лазерные и термические;

o по способу формирования изображения: последовательные, строчные, страничные;

o по способу печати: ударные, безударные;

o по цветности: чёрно-белые, цветные.

Наиболее распространены принтеры матричные, лазерные и струйные принтеры. Матричные принтеры схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Соответствующие точки в месте удара иголок отпечатываются на бумаге, расположенной под красящей лентой. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров низкое и они шумны во время работы. Основное достоинство матричных принтеров - низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.

Струйный принтер относится к безударным принтерам. Изображение в нем формируется с помощью чернил, которые распыляются через капилляры печатающей головки.

Лазерный принтер также относится к безударным принтерам. Он формирует изображение постранично. Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество – тонер, который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге.

Для ускорения работы, принтеры имеют собственную память, в которой они хранят образ информации, подготовленной к печати.

К основным характеристикам принтеров можно относятся:

- ширина каретки, которая обычно соответствую бумажному формату А3 или А4;

- скорость печати, измеряемая количеством листов, печатаемы в минуту

- качество печати, определяемое разрешающей способностью принтера - количеством точек на дюйм линейного изображения. Чем разрешение выше, тем лучше качество печати.

- расход материалов: лазерным принтером - порошка, струйным принтером - чернил, матричным принтером - красящих лент.

Плоттер (графопостроитель) – это устройство для отображения векторных изображений на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.

18. Классификации компьютерных сетей.