Periferní zařízení osobních počítačů Část 3

1. Ústav automatizace inženýrských úloh a informatiky FAST VUT v Brně Základy informatiky a výpočetní techniky 1 Periferní zařízení osobních počítačů Část 3 © 1999 – 2002, Michal Vojkůvka

2. bezúderové technologie TISKÁRNY • Podle principu tisku se dělí na • jehličkové • inkoustové • laserové • tepelné • další typy • Důležité parametry tiskáren • pořizovací cena • hustota tisku (rozlišovací schopnost) – udává se v DPI (Dots Per Inch – bodů na palec) • rychlost tisku – znaků za sekundu či stránek za minutu • náklady na vytištění jedné strany úderová technologie (umožňuje tisk několika kopií současně)

3. Jehličkové tiskárny • znaky na papíře jsou vytvářeny sérií úderů jehliček tiskové hlavy pohybující se přes barvicí pásku • jednotlivé jehličky jsou ovládány elektromagnety • obvykle tiskárny 9- a 24-jehličkové • poměrně velká hlučnost • kvalita tisku závisí na opotřebování barvicí pásky • hustota tisku obvykle 100 až 300 DPI • nízké provozní náklady

4. elektromagnet papír tiskový válec jehlička pružina barvicí páska vodicí otvory V klidu V provozu Jehličkové tiskárny

5. Inkoustové tiskárny • znak vzniká podobně jako v jehličkové tiskárně, jen místo jehliček tiskové hlavy dopadají na papír kapky rychleschnoucího inkoustu • rychlost tisku srovnatelná s jehličkovými tiskárnami • kvalita tisku srovnatelná s laserovými tiskárnami • téměř bezhlučný provoz • kvalita tisku závisí na kvalitě použitého papíru • po delší době nepoužívání může inkoustová náplň zaschnout • vyšší provozní náklady než u jehličkové tiskárny • nízká pořizovací cena

6. Inkoustové tiskárny • Technologie Bubble Jet • tryskové komůrky tiskové hlavy se plní automaticky kapilárními silami inkoustem o objemu přibližně 10 pl • má-li se tisknout, zapne se na krátkou dobu (asi 2s) topné tělísko, které zahřeje inkoust na teplotu zhruba 300 °C • vznikající parní bublinka vytlačuje inkoust z těla trysky • inkoust nakonec opouští trysku ve formě malé kapičky rychlostí přibližně 100 km/h a dopadá na list papíru • levnější tisková hlava než u technologie Piezzo • poprvé v roce 1985 (Hewlett Packard – Thinkjet)

7. Inkoustové tiskárny • Technologie Piezo • k vystřelení kapičky inkoustu se používá piezoelektrický měnič („destička, která se po přiložení elektrického napětí deformuje – prohne“) • deformací piezoelektrického měniče vznikají v kanálku s inkoustem tlakové vlny, které vystřelují kapičky inkoustu • výhoda oproti Bubble Jet: elektrické napětí je přímo převáděno na mechanický pohyb (vyšší rychlost) • poprvé v roce 1977 (Siemens – PT 80i)

8. Tepelné tiskárny • teplem vyvolaná chemická reakce způsobí změnu barvy papíru • nutnost použití speciálního tzv. teplocitlivého papíru (jako např. u faxu) • nízká kvalita, rychlost i trvanlivost tisku • téměř bezhlučný provoz • použití: tiskárny elektronických pokladen v autobusech, tiskárny laboratorních přístrojů, …

9. Laserové tiskárny Laserová tiskárna pracuje obdobně jako u kopírka –využívá fotoelektrických vlastností polovodičů (selenu),který je nanesen na kovovém tiskacím (fotocitlivém)válci. Neosvětlený selen se chová jako izolátor, a protolze povrch fotocitlivého válce nabít elektrostatickýmnábojem. Zjednodušený princip činnosti Fotocitlivý válec je nejprve nabit. Poté se na nabitýpovrch fotocitlivého válce laserovým paprskem nakreslíobraz, který má být vytištěn. Místa, která byla laseremosvětlena, se vybijí. Na povrchu válce tak vznikne skrytý(latentní) obraz, který je nutno v dalších krocíchzviditelnit a přenést na tiskové médium.

10. Laserové tiskárny Zviditelnění obrazu se provádí nanesením barvicíhoprášku (toneru), který se přichytí na válci jen navybitých místech. Toner obvykle mívá stejný nábojjako povrch válce, proto tam, kde válec zůstal nabit,se toner neuchytí. Z válce se toner přenese na papír,na kterém je tepelně fixován (zažehlen) průchodempapíru přes vyhřívané válce.

11. Laser Rotující zrcadlo Nabíjení povrchu válce Zásobník toneru Čisticí břit Zažehlovací jednotka Papír Čistý papír Papír s naneseným tonerem Hotový výtisk Laserové tiskárny Zjednodušený princip činnosti

12. Laserové tiskárny • vysoká kvalita tisku – rozlišení obvykle 600 DPI, u kvalitnějších tiskáren až 1200 DPI. • vysoká rychlost tisku – obvykle 6 až 40 stránek za minutu (podle typu tiskárny) • téměř bezhlučný provoz • vyšší pořizovací cena a dražší provoz • měl by se používat xerografický papír z důvodu menšího opotřebení tiskového válce a vyšší kvality tisku – stejně jako u kopírky • při provozu laserové tiskárny vzniká lidskému zdraví škodlivý ozón, který způsobuje dráždění sliznice, kašel a bolesti hlavy (stejně jako u kopírky), proto bývají moderní laserové tiskárny vybaveny ozónovým filtrem

13. Princip barevného zobrazení (tisku) • Tiskárna • subtraktivní mechanismus skládání barev • model CMY (Cyan, Magenta, Yellow – azurová, purpurová, žlutá) • platí: azurová + purpurová + žlutá = černá • Monitor • aditivní mechanismus skládání barev • model RGB (Red, Green, Blue – červená, zelená, modrá) • platí: červená + zelená + modrá = bílá

14. Barevný model CMY (tiskárna) Y M C

15. Barevný model RGB (monitor) R G B

16. Srovnání barevných modelů RGB a CMY RGB CMY

17. Barevná obrazovka Delta Inline Trinitron

18. Grafická karta • přídavná karta sloužící k ovládání grafiky na obrazovce • nazývá se též grafický adaptér, videokarta apod. • někdy bývá přímo integrována na základní desce • je schopna ovládat zobrazování na obrazovce po jednotlivých bodech (zhasínat je nebo rozsvěcovat, přiřazovat jim barvu) • má vlastní grafický procesor a paměť (tzv. videopaměť) • čím větší část práce s přípravou zobrazení grafický procesor vykoná, tím více času zbude centrálnímu procesoru na ostatní úkony a tím rychleji počítač poběží • podle typu rozšiřovací sběrnice (každá má jiný konektor a jiný způsob komunikace) můžeme grafické karty rozdělit na AGP (nejmodernější), PCI a ISA (zastaralé)

19. Grafická karta • v současné době je standardem grafických karetSuperVGA (dříve např. CGA, EGA, Hercules, VGA – ke každému typu grafické karty musel být připojen odpovídající typ monitoru) • pixel – zkratka z angl. picture element (obrazový bod) • důležité parametry grafické karty: maximální rozlišení a maximální počet barev, které je schopna grafická karta současně zobrazit; kapacita videopaměti • dnes je běžné rozlišení nejméně 1024 × 768 bodů s více než 16 miliony barev – tzv. režim TrueColor • kapacita videopaměti bývá dnes 4 až 64 MB • běžné jsou grafické karty s podporou trojrozměrných (3D, 3-dimensional) operací

20. Grafická karta Příklad Jak velkou část videopaměti musíme vyhradit pro uloženívšech bodů na obrazovce, pracujeme-li v režimuTrueColor (24 bitů) s rozlišením 1280 × 1024 bodů? V režimu TrueColor je pro každý bod na obrazovcevyhrazeno 24 bitů, tj. 3 bajty. Každá barevná složkaR, G, B je uložena v jednom bajtu, současně tedymůžeme zobrazit 224 = 16777216 barev.Při rozlišení 1280 × 1024 bodů potřebujeme vyhraditve videopaměti prostor s kapacitou 1280 × 1024 × 3 B,což je 3932160 B, tedy necelé 4 MB.

21. Monitory • Nejdůležitější parametry • úhlopříčka– 14”, 15”, 17”, 19”, 21” • max. rozlišení – 640 × 480, 800 × 600, 1024 × 768, 1152 × 864, 1280 × 1024, 1600 × 1200 • max. obnovovací frekvence (refresh frequency) – 60 až 160 Hz (optimální 85 až 100 Hz), udává počet snímků zobrazených za jednu sekundu • splňované normy – MPRII, TCO92, TCO95, TCO99 • typ obrazovky • možnosti – OSD resp. OSM (On Screen Display resp. On Screen Menu), vestavěné reproduktory, USB, ...

22. Monitory Poznámka Obnovovací frekvence není závislá jen na monitoru, ale i nagrafické kartě a jejím ovladači. Pokud grafická karta zvládá přizvoleném rozlišení např. 75Hz a monitor 100Hz, bude monitorpracovat s obnovovací frekvencí 75Hz. Pokud však nastavíme na videokartě obnovovací frekvenci např.100Hz a monitorbude zvládat pouze 85Hz, zobrazí se namonitoru několik přessebe překrytých obrazů. U novějšíchmonitorů zůstane černáobrazovka s nápisem např. Frequency out of range (Frekvencejemimo rozsah). Při koupi monitoru se nevyplatí šetřit!

23. Nastavení vlastností zobrazení Y M C

24. Displeje s kapalnými krystaly (LCD) polarizační fólie kapalné krystaly, které jsouschopny působením elektrického pole měnit rovinu kmitů polarizovanéhosvětla LiquidCrystalDisplay Použití: displeje kalkulačekpřenosných počítačů, digitálních hodinek,mobilních telefonů, ...

25. Zvuková karta • rozšiřující karta (v provedení ISA nebo PCI) do sběrnice základní desky zajišťující zvukový vstup a výstup • někdy bývá přímo integrována na základní desce • vstup je možný buď z mikrofonu připojeného ke konektoru Microphone nebo z externího zdroje zvukového signálu (audio výstup z televize, rádia, hudební věže) prostřednictvím konektoru Line-In • výstup zvukové karty může být buď linkový (konektorLine-Out) pro připojení k hudební věži či zesilovači, nebo výkonový pro připojení sluchátek či reproduktorů (konektor označený Phone-Out nebo Speakers) • většinou obsahuje i tzv. Game Port pro připojení joysticku nebo kláves s rozhraním MIDI pro zájemce o tvorbu hudby

26. Reproduktory ke zvukové kartě • reproduktory (reprobedny) mohou být buď pasivní nebo aktivní • pasivní reprobedny obsahují pouze samostatné reproduktory (bez zesilovače) a nevyžadují externí napájení • aktivní reprobedny obsahují výkonový zesilovač společně s dalšími obvody (např. pro regulaci hloubek, výšek atd.), vyžadují externí napájení, jsou kvalitnější, po přepnutí se dají používat i jako pasivní • při koupi reproduktorů se nenecháme zmást udávaným čistě teoretickým maximálním výkonem obou reproduktorů dohromady (P.M.P.O.); např. pro daný P.M.P.O. 240 W získáme jednoduchými výpočty skutečný použitelný výkon kolem 6 W na jednu reprobednu

27. Síťová karta • rozšiřující karta sloužící ke vzájemné komunikaci mezi počítači • v provedení ISA nebo PCI • typ síťové karty musí odpovídat typu počítačové sítě (Ethernet, Token Ring nebo Arcnet) • důležitým parametrem je přenosová rychlost dat (obvykle 10Mb/s nebo 100 Mb/s) • může obsahovat tzv. konektor Wake-On-LAN (WOL),který slouží k “probuzení” počítače nacházejícího se v režimuSLEEP ve chvíli, kdy potřebujeme mítna tento počítač přístup z jiného počítače. Tento konektor se musí propojit sestejnojmenným konektorem na základní desce počítače.

28. Modem • periferní zařízení umožňující komunikaci prostřednictvím běžné telefonní sítě (např. pro připojení k Internetu) • název vznikl z angl. modulator/demodulator • podle provedení se dělí na • interní – v provedení ISA (starší) nebo PCI, nepotřebují napájecí zdroj, levnější; nejnovější modemy jsou pro slot AMR (Audio/Modem Riser) • externí – snadné přemísťování k jiným počítačům; připojují se buď prostřednictvím sériového portu COM1, COM2 (vyžadují externí napájecí zdroj) nebo na sběrnici USB (nepotřebují napájecí zdroj) • max. rychlost 56000 bps (bits per second) = 56 kbps • obvykle doplněn faxem (tzv. faxmodem)

29. Další periferní zařízení Scanner – snímač obrazové předlohy (důležitým parametrem je rozlišovací schopnost v DPI) Digitální fotoaparát Snímač čárového kódu Streamer – magnetopásková zálohovací jednotka Plotter – „souřadnicový zapisovač“ Datový projektor Prostředky virtuální reality – brýle, helma, rukavice, ... ...

30. Různá periferní zařízení Grafická karta Stolní scanner Digitální fotoaparát Externí modem

31. Různá periferní zařízení 3D-obrazovka Kamera http://www.elumens.com/products/visionstation.html LCD monitor ISDN Router

32. Literatura • http://www.zive.cz • http://www.1pcrevue.cz • http://www.readrite.com/html/magbasic.html • http://www.tomshardware.com • http://www.howstuffworks.com • http://www.svethardware.cz • http://www.pctechguide.com • http://www.fi.muni.cz/usr/brandejs/AP • http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/Vyuka/Vyuka.html • http://www.elco.cz

33. Literatura • Vrátil, Z.: Postavte si PC. BEN, Praha 1999. • Horák, J.: Učebnice hardware. Computer Press, Praha 1998. • Precht, M. – Meier, N. – Kleinlein, J.: EDV-Grundwissen: Eine Einführung in Theorie und Praxis der modernen EDV. Addison-Wesley, 1996. • Колесниченко, О. – Шишигин, И.: Аппаратные средства РС. «БХВ», Санкт-Петербург 1999. • Вильховченко, С.: Современный компьютер: устройство, выбор, модернизация. «Питер», Санкт-Петербург 2000. • Graphics Supercomputing on Windows NT. Intergraph Computer Systems, Huntsville 1998.

34. Kontrolní otázky Čím je dána kapacita diskové paměti? Jaké jsou nejdůležitější parametry pevných disků? Jakou kapacitu mají řádově současné pevné disky? Jakou kapacitu má disketa 3½” DS HD? Co vyjadřuje přístupová doba pevného disku? Jaká jejejí hodnota u současných pevných disků? Uveďte a stručně charakterizujte rozhraní současnýchpevných disků. V čem se odlišuje princip pevného disku od disketovémechaniky? Proč se nedoporučuje pouzdro pevného disku otvírat? Vysvětlete princip činnosti mechaniky CD-ROM. Uveďte hlavní rozdíl mezi CD-ROM, CD-R a CD-RW.

35. Kontrolní otázky Uveďte hlavní odlišnosti DVD oproti CD. Vysvětlete princip počítačové myši (s kuličkou). Co to je trackball, trackpoint, touchpad? K čemu slouží tablet? Uveďte a stručně charakterizujte nejčastěji používanéherní ovladače. Kolik milimetrů měří jeden palec (inch)? V jakých jednotkách je udávána hustota tisku(rozlišovací schopnost) tiskáren? Stručně, ale výstižně, popište princip činnosti laserové,inkoustové, jehličkové a tepelné tiskárny. Stručně charakterizujte a porovnejte z hlediska kvalitya rychlosti tisku laserové, inkoustové, jehličkovéa tepelné tiskárny.

36. Kontrolní otázky Vysvětlete podstatu barevného tisku. Srovnejte barevné modely RGB a CMY. Co znamenázkratka CMY-K? Jaké jsou nejdůležitější parametry grafických karet? Co znamenají zkratky 2D a 3D? Co to je pixel? Popište princip činnosti barevné obrazovky. Jaké jsou nejdůležitější parametry monitorů? Co vyjadřuje obnovovací frekvence monitoru? Popište princip displeje s kapalnými krystaly (LCD). Uveďte hlavní odlišnosti mezi zobrazením na obrazovceklasického monitoru a na LCD. K čemu slouží Game Port zvukové karty?

37. Kontrolní otázky Jaký je hlavní rozdíl mezi pasivními a aktivnímireproduktory? Co to je a k čemu slouží modem? Co to je a k čemu slouží plotter? Co to je a k čemu slouží scanner? Popište prostředky virtuální reality a jejich využitív praxi. Určete, zda jde o vstupní, výstupní či vstupně výstupníperiferní zařízení počítače: disketová jednotka,joystick, klávesnice, modem, monitor, myš, plotter,scanner, síťová karta, snímač čárového kódu, tiskárna,zvuková karta, datový projektor.