Внешние устройства ЭВМ. Системы визуального отображения информации

информации, предоставляя в распоряжение пользователя устройства для длительного хранения больших объемов информации, доступ к которой может быть достаточно быстрым. Все эти устройства образуют внешнюю память (ВП) ЭВМ, характеристики которой существенно влияют на технологию обработки информации. Более того, технические характеристики ВП, ее внутренняя организация и структура во многом определяют технико-экономические показатели ЭВМ. Структурно ВП состоит из минающих устройств (ВЗУ) и блоков управления (БУВУ). Все те устройства, которые входят в ВЗУ, описаны в разделе ``Запоминающие устройства''.

Вторую группу ВУ составляют УВВ, которые по функциональному назначению и для удобства можно классифицировать на несколько подгрупп. подгруппу составляют средства общения пользователя с ЭВМ, которые позволяют как управлять работой ЭВМ, так и вводить необходимую информацию с визуализацией выполняемой машиной работы. Клавиатура является ( средством ввода в ЭВМ (ПК) информации и задания пользователем режима работы компьютера. Дисплей ( является устройством визуального отображения информации, в настоящее время наиболее эффективным для организации диалогового режима работы с ЭВМ. Совместно с клавиатурой дисплей составляет консоль любой ЭВМ. К дисплеям ПК предъявляются повышенные требования (графический режим, многоцветность, четкость, безопасность и т. д.), типы других дисплеев определяются их приложениями. Наиболее распространенными способами формирования символов на экране являются функциональный и растровый, различающиеся системами формирования и вывода символов на экран [69]; микропрограмма управления работой дисплея находится в ПЗУ. По виду представляемой информации дисплеи делятся на алфавитно-цифровые, квазиграфические и графические; из них служат для отображения только текстовой информации, используя фиксированный набор символов. Квазиграфические дисплеи отличаются от алфавитно-цифровых наличием дополнительных графических элементов (графем). Графические дисплеи используют задание изображений и растровый способ их отображения, делясь по цветности на монохромные (черно-белые) и цветные Недостатком дисплеев являются большие временные затраты на регенерацию изображений и объем видеопамяти, содержащей всю информацию о точечных элементах изображения - пикселях Монохромные дисплеи, как правило, используются в условиях производственного применения ЭВМ и в некоторых типах портативных ПК [142], тогда как основная масса ПК использует цветные мониторы. В последние годы все шире применяются графические дисплеи, использующие вместо точечного векторный способ представления элементов изображения. Усложнение отображаемой графическими дисплеями информации потребовало включения в него видеоадаптера - спецпроцессора обработки и генерации изображений. Развитие дисплеев для ПК идет по пути увеличения разрешающей способности (размерности пиксельной матрицы), палитры и объема видеопамяти адаптера. В настоящее время основными для ПК являются модификации VGA-монитора, имеющие высокие технические характеристики. Для портативных ПК используются монохромные и цветные дисплеи на основе жидких кристаллов, плазменных и электролюминесцентных элементов; работы по усовершенствованию дисплеев ведутся по многим направлениям.

Средством визуализации местоположения на экране дисплея является курсор - перемещаемый по экрану специальный светящейся символ. Клавиатура располагает рядом клавиш, управляющих движением курсора; однако в целом ряде приложений (работа с графической и табличной информацией, системой меню, игры и др.) такой способ является весьма неэффективным, поэтому для управления движением курсора используется ряд специальных устройств. Устройство мышь оформлено в виде коробочки (с вмонтированным в нее шариком), перемещаемой по поверхности стола, в результате чего соответственно перемещается и указатель на экране. Конструкция мыши допускает различные варианты и работа с ней чрезвычайно проста. Устройство джойстик особенно удобно в качестве манипулятора для целого ряда компьютерных игр, управляя перемещением указателя или другого связанного с ним графического объекта. Световое перо является важным дополнением дисплея на электронно-лучевых трубках, позволяя в сочетании со не только управлять курсором, но и рисовать графические объекты, снимать значения координат любых точек экрана, а также вводить определенную информацию. Световое перо используется, в основном, для выделения на экране частей графических объектов. В некоторых конструкциях дисплеев для ПК реализован сенсорный принцип управления курсором, когда идентификация местоположения на экране фиксируется путем простого прикосновения к нужному месту пальцем или другим предметом; недостатком такого метода является его невысокая точность.

Средства вывода информации составляют весьма широкий спектр ВУ современных ЭВМ, позволяя получать результаты работы в удобном для пользователя виде. Прежде всего, больше с исторической точки зрения, здесь можно отметить устройства вывода на перфокарты и перфоленты, которые в настоящее время находят весьма редкое применение и обречены на вымирание. Для вывода копий алфавитно-цифровой и графической информации используются различного типа принтеры, основными из которых являются: матричные, , термографические, лазерные и др., последние из которых находят все более широкое применение для получения высококачественных печатных материалов. Лазерные принтеры имеют хорошие технико-эксплуатационные характеристики, отличное качество печати (включая цветность) и высокую разрешающую способность при выводе графической информации. Они допускают наряду с бумажным носителем использование специальной пленки, впоследствии непосредственно используемой в издательских целях. К ЭВМ принтеры подключаются через параллельный Centronics-интерфейс или последовательный типа RS-232C. Для вывода графической информации, в первую очередь, научного и инженерно-технического характера используются плоттеры (графопостроители), спектр типов которых достаточно широк [90,141]; среди этого спектра следует выделить высоких производительности, информативности и качества. Поэтому этот тип плоттеров следует использовать для подготовки высококачественных технических оригинал-макетов графического характера, используемых в дальнейшем для тиражирования. Наряду с этим, лазерная технология позволяет создавать аппаратуру для вывода информации на микрофиши и микрофильмы. Устройства данного типа представляют интерес в случае необходимости очень быстрых вывода и компактного представления больших объемов информации; скорость вывода достигает 30.000 строк/мин и уменьшение размера относительно стандартного формата до 100 раз. Недостатком этих устройств является необходимость использования специального оборудования для чтения полученных выходных материалов, что в совокупности достаточно дорогостояще. Поэтому наиболее широко микрофиши и микрофильмы используются в библиотечном и архивном деле.

Устройства вывода звуковой информации - относительно новое явление в ВТ, в настоящее время бурно развивающееся в рамках создания ЭВМ последующих поколений. В первую очередь, здесь имеет смысл отметить устройства для воспроизведения музыки (синтезаторы, музыкальные платы, звукогенераторы и др.), генерирующие звуковые сигналы различного назначения (предупреждающие, музыкальные и др.). Для унификации компьютерных и электронных музыкальных устройств разработан стандарт MIDI (Musical Instrument Digital Interface); MIDI-портами оборудовано большинство моделей ПК Atari и ряд других ПК, позволяя использовать их для создания компьютерной музыки [58]. В настоящее время ПК с соответствующим электронным оборудованием используются для создания новых способов управления музыкой и звуком, а также для создания математических моделей музыкальных инструментов, не реализуемых физически. Уже сейчас для лиц с ослабленным зрением выпускаются звуковые терминалы, воспроизводящие воспринимаемую текстовую информацию голосом синтезатора ПК.

Средства ввода информации также имеют достаточно широкий спектр, постоянно пополняемый за счет появления новых перспективных устройств. В качестве дани истории можно прежде всего отметить перфокарточные и перфоленточные устройства ввода, ранее являющиеся основными, а в настоящее время используемые редко и сходящие на нет. Если для класса ПК характерен ввод информации непосредственно с клавиатуры или по каналам связи, то другие классы ЭВМ, обрабатывающие большие объемы информации, дополнительно к сказанному используют специальные средства подготовки информации (СПИ). Современные СПИ представляют собой аппаратно-программные комплексы, обеспечивающие: ввод, кодирование, верификацию, программный контроль исходной информации, корректировку и запись на машинный носитель. В настоящее время в отечественной и зарубежной практике используется множество типов различного рода устройств ввода (сканнеры, портативные терминалы, регистраторы и т.д.), как непосредственно передающие информацию в ЭВМ, так и фиксирующие ее на промежуточный магнитный носитель. Используя средства сканирования, соответствующее ПО и лазерные принтеры, появляется возможность создания весьма эффективных настольных издательских систем на основе ПК. Для ввода конструкторской и иной информации графического (чертежного) характера используется множество устройств ввода графической информации (УВГИ), принцип действия которых состоит в определении координат графических элементов, их цифровом кодировании и сохранении в ЭВМ. Такого типа устройства образуют два больших класса: автоматические и полуавтоматические.

В первых процесс поиска и выделения элементов изображения осуществляется автоматически по принципу сканирования всего изображения или следования за линией, обеспечивающей считывание графической информации (графики, диаграммы, контурные объекты и т.д.). В настоящее время выпускаются автоматические УВГИ для работы с цветными графическими объектами, позволяющие вводить также алфавитно-цифровую информацию. При этом, основная сложность разработки таких устройств состоит в создании соответствующего ПО. Недостатком автоматических УВГИ является невозможность устранять дефекты оригинала, особенно при работе со старыми документами. Перспективное направление развития такого типа устройств связывается с использованием твердотельных камер на плоских панелях. Во второго типа УВГИ функции поиска и выделения элементов изображения осуществляются пользователем, а преобразование координат считываемых точек производит ЭВМ. Распознавание речи - важнейшее направление исследований по созданию ЭВМ последующих поколений. В идеале система распознавания должна не только обладать большим словарным запасом, но и воспринимать речь любого пользователя. Большинство существующих и разрабатываемых устройств ввода голосом обеспечивает распознавание раздельно произносимых слов из ограниченного словаря с настройкой на диктора; только некоторые модели могут распознавать речь или не использовать настройку на диктора, однако возможности этих устройств весьма ограничены. Многолетние исследования и анализ данной проблематики показывают, что задача ввода информации голосом оказалась довольно сложной и в настоящее время решается только при целом ряде упрощений: ограниченный словарь из специально подобранных слов, определенный диктор, допустимость ошибок при распознавании, раздельное произнесение слов, низкий уровень акустических помех и др. Наконец, устройства ввода/вывода и информации входят в большую группу УВВ, связанных с преобразованием аналоговой информации в цифровую и наоборот. Такую возможность обеспечивают специальные устройства сопряжения с объектом (УСО), которые играют весьма важную роль в обеспечении интерфейса ЭВМ с приему/передающими информацию объектами различного назначения (датчики, устройства управления, контрольно-измерительная аппаратура и т.д.).

Поиск по сайту: