Urządzenia Wejścia Wyjścia Input - Output. informacje dodatkowe

Transkrypt

1 Urządzenia Wejścia Wyjścia Input - Output informacje dodatkowe

2 Główne czynności komputera Input WEJŚCIE (Wprowadzanie danych) klawiatura mysz mikrofon Skaner aparat cyfrowy kamera cyfrowa ekran dotykowy pióro elektroniczne (pióro świetlne) joystick Wszelkie rodzaje czytników (np. czytnik odcisków Output WYJŚCIE (Wyprowadzanie wyników) monitor drukarka głośniki Processing PRZETWARZANIE CPU (Central Processing Unit) procesor Storage MAGAZYNOWANIE dyskietka dysk twardy HDD dyski optyczne CD, DVD, Blue Ray pendrive dyski SSD

3 Schemat logiczny budowy komputera Procesor centralny arytmometr Jednostka sterująca Pamięć wewnętrzna Pamięć stała Pamięć operacyjna rejestry kanał monitor klawiatura dysk drukarka

4 Schemat logiczny - inaczej Pamięć ROM RAM cache CPU magistrale Szyna danych Szyna adresowa Linie sterujace Urządzenia Wejścia-Wyjścia klawiatura monitor mysz skaner dyski

5 Szyna danych do transmisji danych i rozkazów Szyna adresowa do przesyłania adresów danych (w RAM) Linie sterujące do wysyłania sygnałów sterujących pracą urządzeń w komputerze

6 Nośniki danych Dyskietka (floppy disk) krążek z elastycznego tworzywa, pokryty z obu stron substancją magnetyczną Dysk twardy (HDD Hard Disk Drive) jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny. Pierwowzór pamięć bębnowa. Pierwsze dyski twarde w znanej nam postaci 1980 Seagate: 5 MB pojemności

7 Ważne parametry dla dysku twardego Pojemność (GB, TB) szybkość transmisji danych (Mb/s) czas dostępu (Ms); latencja inf. czas między wysyłaniem żądania a otrzymaniem odpowiedzi średni czas dostępu = średni czas wyszukiwania (Average Seek Time) + średni czas opóźnienia (Average Latency Time)

8 Ważne parametry dla dysku twardego c.d. prędkość obrotowa talerzy (obr/min) rpm Rotation per Minute wskaźnik MTBF (Mean Time Between Failure) średni czas bezawaryjnej pracy (tys. lub mln godzin) interfejs (SATA, USB) Cache dysku twardego (MB, obszar odpowiedzialny za odczyt z wyprzedzeniem i buforowanie odczytu oraz obszar opóźnionego zapisu)

9 Producenci dysków (niektórzy) Fujitsu Hitachi IBM Samsung Seagate Western Digital Toshiba Quantum NeXuS

10 Dysk twardy 3,5" widziany z góry (po lewej) i od dołu (po prawej)

11 Nośniki danych c.d. dysk optyczny zapisywane bity informacji w postaci fragmentów dobrze i słabo odbijających wiązkę światła. Odczyt danych promieniem lasera. Dane zapisane sekwencyjnie. Rodzaje: - CD ROM (Compact Disk Read Only Memory - CD-R (Compact Disk Recordable) - CD-RW (Compact Disk Rewritable)

12 Nośniki danych c.d. DVD (Digital Versatile Disk lub Digital Video Disk) większa pojemność od CD dzięki zwiększeniu gęstości zapisu - DVD-R, DVD-RW i inne HD DVD (High Definition DVD) zastosowanie niebieskiego lasera (długość fali 405 nm) w odróżnieniu od czerwonego (długość fali 650 nm) Blue-ray Disk (BD)

13 Nośniki danych c.d. Dysk SSD (Solid State Drive) urządzenie pamięci masowej, zbudowane w oparciu o pamięć typu flash. Zalety: - brak ruchomych części - zdecydowanie krótszy czas dostępu do danych (< 1 ms) - cichsza praca - dużo większa odporność na uszkodzenia mechaniczne - szeroki zakres temperatur pracy

14 Nośniki danych c.d. Pamięć USB pendrive (USB Flash Drive, Flash Disk, Flash Drive i inne) urządzenie przenośne typu Plug&Play, zawierające pamięć nieulotną typu Flash EEPROM, zaprojektowane do współpracy z komputerem poprzez port USB i używane do przenoszenia danych między komputerami i innymi urządzeniami.

15 Zastosowanie pamięci USB: przenoszenie danych osobistych naprawa komputerów odtwarzacze plików audio bootowanie systemów operacyjnych zwiększenie pamięci systemu dodatkowe funkcje: odtwarzacze MP3, dyktafony, radia UKF (FM), aparaty cyfrowe itp..

16 Podział urządzeń USB ze względu na zgodność z przyjętymi specyfikacjami Trzy grupy: USB 1.1 1,5 Mb/s (0,1875 MB/s) USB 2.0 do 480 Mb/s (60 MB/s) USB 3.0 do 4,8 Gb/s (600 MB/s) Bezpieczeństwo danych

17 Urządzenia wejścia (niektóre) klawiatura: klawisze alfabetyczne, cyfrowe, znaków specjalnych, funkcji specjalnych (w sumie ponad 100) plus czytnik kart pamięci, porty USB, gniazda do zestawu słuchawkowego itp. Układy: - QWERTY - QWERTZ (niem.) - AZERTY (franc.) - klawiatura Dvoraka klawiatury bezprzewodowe (podczerwień, fale radiowe, Bluetooth)

18 Urządzenia Wejścia c.d. mysz urządzenie wskazujące, do pracy z interfejsem graficznym, od 1964r. Rodzaje: - mechaniczna - optyczna (diodowa) - laserowa (lepsza rozdzielczość i czułość) - wertykalna Połączenie: - port szeregowy, USB, PS/2 - bezprzewodowo (zasilane przez baterie, sygnały do odbiornika w porcie, np. Bluetooth)

19 Standardowa mysz komputerowa Prototyp myszy Douglasa Engelbarta ; mysz ta miała tylko 1 guzik po prawej stronie i wyglądała jak drewniane pudełko.

20

21 Urządzenia Wejścia c.d. Skanery Automatyzacja źródła danych poprzez dostarczanie plików w formie cyfrowej (przetwarzanie obrazów w postać cyfrową) UWAGA: Oprogramowanie OCR (Optical Character Recognition) Aplikacje Scan & Read oprogramowanie OCR + syntetyzator mowy

22 Skanery c.d. Rodzaje skanerów: płaski (flatbed) obiekt skanoway nieruchomo, przesuwa się mechanizm skanujący arkuszowy (?) (sheetfed) podręczny do małych ilości danych bębnowy (drum) szklany cylinder wokół sensora skaner trójwymiarowy (3D)

23 Skaner płaski Ręczny skaner kodów kreskowych

24 Skanery c.d. Parametry skanerów: rozdzielczość maksymalna liczba na cal (dpi dots per inch), np dpi rozdzielczość optyczna i interpolowana głębia kolorów (w bitach), np. 24-bitowa, 36-bitowa, 48-bitowa szybkość czas potrzebny na skanowanie Znaczenie również: interfejs (równoległy, SCSI, USB) oraz oprogramowanie OCR

25 Urządzenia wyświetlające (display devices) Monitor urządzenie wyjścia do bezpośredniej komunikacji z komputerem, obsługiwane za pośrednictwem karty graficznej. Karta graficzna karta rozszerzeń komputera, generująca sygnał dla ekranu monitora. Odbiera i przetwarza informacje o obrazie, wyświetla odpowiednio obraz przy użyciu monitora.

26 Rodzaje monitorów monitor CRT (Cathode Ray Tube); kineskop z działem elektronowym (katoda), z którego wystrzeliwana jest wiązka elektronów (RGB), padająca na luminofor, wzbudzając go do świecenia monitor LCD (Liquid Crystal Display); zmiana polaryzacji światła na skutek zmian orientacji cząsteczek ciekłego kryształu pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego

27 monitor plazmowy (PDP Plasma Display Panel) monitor LED (Light Emitting Diode) jedynie różny od LCD rodzaj podświetlania matrycy monitor laserowy; urządzenie ultrakrótkoogniskowe o bardzo dobrych parametrach obrazu, a przy tym ekonomicznym jeśli chodzi o koszty eksploatacyjne. Ekologiczne źródło światła zastosowane w urządzeniu ma żywotność do godzin, co eliminuje koszty eksploatacyjne takie jak np. wymiana lampy.

28 Monitor CRT Budowa kineskopu

29 Działo elektronowe

30 Wady i zalety monitorów CRT Wady: duże gabaryty / waga monitora, stąd trudniejsza regulacja duży pobór mocy zawsze istnieje wypukłość ekranu częstotliwość odświeżania ma istotny wpływ na jakość obrazu oraz zmęczenie oczu wyższa emisja promieniowania elektromagnetycznego

31 Zalety: szybki czas reakcji wieloczęstotliwość, czyli możliwość zmiany rozdzielczości wierne odwzorowanie kolorów duże kąty widzenia obrazu średnia jasność/kontrast obrazu nie występuje problem z wyświetleniem koloru czarnego

32 Monitor LCD (Liquid Crystal Display) Cztery podstawowe elementy: komórki, w których zatopiona jest niewielka ilość ciekłego kryształu elektrody źródło pola elektrycznego, działającego bezpośrednio na ciekły kryształ dwie cienkie folie (polaryzator i analizator) źródło światła

33

34

35

36 Zalety i wady monitorów LCD Zalety: zdecydowanie mniejszy gabarytowo zużywa mniej prądu jest wolny od efektu migotania generuje słabsze pole magnetyczne (jest mniej szkodliwy dla wzroku?) nie odkształca obrazu optycznie ma większą przekątną niż analogiczne monitory CRT (brak martwego pola) bardzo niska awaryjność

37 Wady: oferuje różne rozdzielczości, ale przystosowany jest do jednej (skalowanie w dół pogarsza jakość obrazu) większy czas reakcji problemy z odwzorowaniem czerni martwe piksele potrzebuje źródła światła

38 Parametry monitorów przekątna ekranu (w calach np. 18,5, 21,5, 25, 27, 29) rozdzielczość parametr określający liczbę pikseli obrazu (w poziomie i w pionie, np. 1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1920x1080 itp.) UWAGA! Rozdzielczość obrazu, a nie urządzenia. czas reakcji matrycy (ms, np. 5 ms, 2 ms)

39 Drukarki Drukarka urządzenie współpracujące z komputerem, służące do przenoszenia tekstu, obrazu na różne nośniki druku (papier, folia, płótno itp.)

40 Podstawowe rodzaje drukarek drukarka igłowa, mozaikowa (dot-matrix printer, needle printer); taśma barwiąca jak w maszynie do pisania; niskie koszty eksploatacji i możliwość drukowania kilku kopii drukarka atramentowa (ink-jet printer); drukuje przez umieszczenie na papierze bardzo małych kropli atramentu (w 4 kolorach model CMYK)

41 drukarka laserowa (laser printer) drukuje poprzez umieszczenie na papierze cząstek tonera; wałek selenowy jest elektryzowany, naświetlany światłem laserowym lub LEDowym; toner z wałka przenoszony na papier; utrwalacz termiczny fuser. Od razu cała strona. Wysoka jakość i szybkość wydruku.

42 Drukarka igłowa D100-M Mera Błonie z taśmą barwiącą na szpuli

43 Drukarka laserowa Apple LaserWriter Pro 630

44 Drukarka atramentowa Drukarka atramentowa ma głowicę przesuwaną poziomo, dlatego też drukuje tekst po jednej linii, Należy ona do drukarek nieuderzeniowych

45 Termiczna metoda druku

46 Drukarka atramentowa c.d. Termiczna metoda druku

47 Schemat działania drukarki laserowej

48 Drukarka laserowa c.d.

49 Parametry drukarki rozdzielczość drukowania (w dpi dots per inch, np. 600x600 dpi, 1200x1200 dpi, 2400x240 dpi, 4800x4800 dpi itp.) szybkość druku (str/min; ppm pages per minute, np. 25 ppm, 36 ppm, 60 ppm itd) druk w kolorze lub nie maksymalny rozmiar papieru

50 Producenci drukarek HP Epson Canon Xerox Lexmark

51 Drukarka 3D Drukowanie przestrzenne (3D printing) proces wytwarzania trójwymiarowych, fizycznych obiektów na podstawie komputerowego modelu.

52 Za pomocą różnego rodzaju drukarek 3D można wytworzyć: gotowe produkty z tworzywa sztucznego (ruchome tylko w SLA oraz Selective laser sintering); produkty wymagające obróbki (szczególnie w FDM może być konieczne przycięcie łączników i kolumienek oraz wygładzenie powierzchni);

53 inne przedmioty z topliwych materiałów w tym z czekolady czy metalu [6] ; elementy innych przedmiotów; prototypy i inne produkty koncepcyjne; formy do wykonania właściwych elementów lub prototypów; w ograniczonej formie także różnego rodzaju tkanki.

54 Model kostki Mendera wykonany za pomocą techniki drukowania przestrzennego

55 Przykładowa drukarka 3D

56 Globus Wikipedii wydrukowany za pomocą druku 3D

57 Części wydrukowane za pomocą technologii druku przestrzennego

58 Stanford Dragon jako modelowy przykład

59