Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем) используются специальные устройства вывода – плоттеры. Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера
Сканер - это устройство, позволяющее вводить в компьютер черно-белое или цветное изображения, считывать графическую и текстовую информацию. Сканер используют в случае, когда возникает потребность ввести в компьютер из имеющегося оригинала текст и/или графическое изображение для его дальнейшей обработки (редактирование и т.д.). Ввод такой информации с помощью стандартных устройств ввода требует много времени. Сканированная информация после обрабатывается с помощью специального программного обеспечения (например, программой FineReader) и сохраняется в виде текстового или графического файла.
Основным элементом сканера является CCD-матрица (Charge Coupled Device - устройство с зарядовой связью) или PMT (PhotoMultiplier Tube - фотомножитель). Колбы-фотомножители используются лишь в сложных и дорогих барабанных профессиональных сканерах.
CCD-матрица - это набор диодов, которые реагируют на свет при действии внешнего напряжения. От качества матрицы зависит качество распознавания изображения. Дешевые модели распознают наличие/отсутствие цвета, сложные модели - оттенки серого цвета, еще более сложные - все цвета. Сканируемый объект, освещается ксеноновой лампой или набором светодиодов. Отраженный луч с помощью системы зеркал или линз проектируется на CCD-матрицу. Под действием света и внешнего напряжения, матрица генерирует аналоговый сигнал, который изменяется при перемещении относительно ее листа и интенсивности отображения разных элементарных фрагментов. Сигнал подается на аналогово-цифровой преобразователь, где он оцифруется (представляется в виде набора нулей и единиц) и передается в память компьютера. Существует два способа сканирования: перемещение листа относительно неподвижной CCD-матрицы или перемещение светочувствительного элемента при неподвижном листе.
Существует немало моделей сканеров, которые различаются методом сканирования, допустимым размером оригинала и качеством оптической системы. По способу организации перемещения считывающего узла относительно оригинала сканеры делятся на планшетные, барабанные и ручные. В планшетных сканерах оригинал кладут на стекло, под которым двигается оптико-электронное считывающее устройство. В барабанных сканерах оригинал через входную щель втягивается барабаном в транспортный тракт и пропускается мимо неподвижного считывающего устройства. Барабанные сканеры не дают возможности сканировать книги, переплетенные брошюры и т.п. Ручной сканер необходимо плавно перемещать вручную по поверхности оригинала, что не очень удобно. При систематическом использовании лучше иметь, хоть и более дорогой, настольный планшетный сканер.
Основные технические характеристики сканеров:
Разрешающая способность. Сканер рассматривает любой объект как набор отдельных точек (пикселов). Плотность пикселов (количество на единицу площади) называется разрешающей способностью сканера и измеряется в dpi (dots per inch - точек на дюйм). Пиксели располагаются строками, образовывая изображение. Процесс сканирования происходит по строкам, вся строка сканируется одновременно. Обычная разрешающая способность сканера составляет 200-720 dpi. Большее значение (свыше 1000) отображает интерполяционную разрешающую способность, достигаемую программным путем с использованием математической обработки параметров расположенных возле точек изображения.
Качество отсканированного материала зависит также от оптической разрешающей способности (определяется количеством светочувствительных диодов CCD-матрицы на дюйм) и механической разрешающей способности (определяется дискретностью движения светочувствительного элемента или системы зеркал относительно листа). Выбор разрешающей способности определяется дальнейшим применением результатов сканирования: для художественных изображений, печатаемых на фотонаборных машинах разрешающая способность должна составлять 1000-1200 dpi, для печати изображения на лазерном или струйном принтере - 300-600 dpi, для просмотра изображения на экране монитора - 72-150 dpi, для распознавания текста - 200-400 dpi.
Глубина представления цветов. При преобразовании оригинала в цифровую форму, сохраняются данные о любом пикселе изображения. Простые сканеры определяют наличие или отсутствие цвета, результирующее изображение будет черно-белым. Для представления пикселов достаточно одного разряда (0 или 1). Для передачи оттенков серого между черным и белым цветом необходимо как минимум 4 разряда (16 оттенков) или 8 разрядов (256 оттенков). Чем больше разрядов, тем качественней передаются цвета. Большинство современных цветных сканеров поддерживает глубину цвета 24 разряда. Соответственно, сканер разрешает распознавать около 16 млн. цветов и можно качественно сканировать фотографии. На рынке сканеров есть модели, которые имеют глубину представления цвета 30 и 34 разряда.
Метод сканирования. Качество сканированного цветного изображения зависит от метода накопления сканером данных. Различают два основных метода, которые отличаются количеством проходов CCD-матрицы над оригиналом. Первые сканеры использовали 3-проходное сканирование. При каждом проходе сканировался один из цветов палитры RGB. Современные сканеры используют однопроходную методику, которая разделяет световой луч на составляющие с помощью призмы.
Область сканирования. Максимальный размер сканируемого изображения. Ручные сканеры - до 105 мм, барабанные, планшетные сканеры - от формата А4 до Full Legar (8.5'x14').
Скорость сканирования. Нет стандартной методики, которая определяет производительность сканера. Производители указывают количество миллисекунд сканирования одной строки. Но нужно учитывать также способ подсоединения к компьютеру, драйвер, схему передачи цветов, разрешающую способность. Поэтому скорость сканирования определяется экспериментальным путем.
Модем - это устройство, предназначенное для подсоединения компьютера к обычной телефонной линии. Название происходит от сокращения двух слов - Модуляция и Демодуляция.
Компьютер вырабатывает дискретные электрические сигналы (последовательности двоичных нулей и единиц), а по телефонным линиям информация передается в аналоговой форме (то есть в виде сигнала, уровень которого изменяется непрерывно, а не дискретно). Модемы выполняют цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразования. При передаче данных, модемы накладывают цифровые сигналы компьютера на непрерывную частоту телефонной линии (модулируют ее), а при их приеме демодулируют информацию и передают ее в цифровой форме в компьютер.
По конструктивному выполнению модемы бывают встроенными (вставляются в системный блок компьютера в один из слотов расширения) и внешними (подключаются через один из коммуникационных портов, имеют отдельный корпус и собственный блок питания).
При установке связи между двумя компьютерами модемы должны договориться между собой о скорости связи, корректировке ошибок и сжатии данных. Для этого и существуют протоколы — стандартизированные алгоритмы работы модема.
Скорость модуляции и скорость передачи данных. Для подключения компьютера к телефонной линии используется модем (внешний или внутренний, представленный в виде сетевой платы). На выходе компьютера данные представлены в форме последовательных электрических импульсов, которые модем преобразует в модулированные аналоговый сигнал.
В простейшем случае производится амплитудная модуляция сигнала, когда амплитуда несущей (аналогового (непрерывного) синусоидального сигнала)скачкообразно меняется и принимает одно из двух значений. В процессе частотной модуляции меняется частота аналогового сигнала, а при фазовой модуляции – фаза сигнала. В каждом их этих случаев имеется два возможных состояния аналогового сигнала и, соответственно, каждое его изменение несет информацию 1 бит.
Скорость информации характеризуется количеством переключений с одного аналогового сигнала на другой за 1 секунду и измеряется в бодах. Например, если за 1 с изменение аналогового сигнала происходит 9600 раз, то скорость модуляции составляет 9600бод. Однако практически важной характеристикой модема является скорость передачи данных, измеряемая в битах в секунду (бит/с или BPS - Bits Per Second).
Если применяется только один вид модуляции(например, только амплитудная модуляция), то 1 бод соответствует 1 бит/с и скорость передачи данных в вышеуказанном случае составляет 9600бит/с. Если одновременно реализуются два вида модуляции, то при каждом изменении аналогового сигнала происходит выбор одного из 4-х состояний и, следовательно, каждое такое изменение несет 2 бита информации.
Задача. Скорость передачи данных и скорость модуляции.Определите скорость передачи данных, если реализуется лоновременно 3 вида модуляции (амплитудная, частотная, фазовая) со скростью 19200 бод.
Решение.Если одновременно реализуется три вида модуляции сигнала, то при каждом изменении аналогового сигнала происходит выбор одного из восьми состояний ( 111,110,101, и т. д., т.е. каждый из видов модуляции принимает одно из данных трех значений), следовательно,
I=log28=3 бита.
Отсюда скорость передачи данных равна 3 бита*19200с -1=57600 бит/с.
Скорость передачи данных определяется используемой скоростью и методом модуляции, которые стандартизированы протоколами модемной связи для того, чтобы модемы могли понимать друг друга. Первый древний модемный протокол давал возможность модемам обмениваться информацией со скоростью 300бит/с. Затем, по мере совершенствования модемной связи, различными фирмами разрабатывались различные более высокоскоростные протоколы. Современные протоколы могут обеспечить скорость передачи данных до 57600 бит/с, которая достигается при использовании стандартного протокола V90. Современные модемы поддерживают несколько протоколов, что позволяет сохранить возможность обмена информацией с ране выпущенными модемами.
Для того, чтобы определить протокол, по которому будут общаться два модема, сначала между ними производится обмен специальными сигналами, с помощью которых модемы сообщают друг другу перечень поддерживаемых протоколов. Процесс установления соединения (по-анг. Handshaking, что означает рукопожатие) сопровождается характерным свистом различной частоты, который можно слышать из динамика модема. В результате модемы выбирают для обмена информацией наиболее высокоскоростной протокол из имеющихся у них обоих.
Практическое задание 2. Определение протоколов модемной связи. Протестировать модем и определить протоколы модемной связи, которые он поддерживает.
1. Ввести команду Настройка – Панель управления – Модемы
2. На появившейся диалоговой панели выбрать вкладку Модемы – Свойства
3.
Современные модемы для широкого круга пользователей имеют встроенные возможности отправления и получения факсимильных сообщений. Такие устройства называются факсами-модемами. Также, есть возможность поддержки языковых функций, с помощью звукового адаптера.
V.21Обеспечивает скорость передачи данных 300 бит/с в дуплексном режиме. Допускает также передачу факсимильных сообщений.
V.22Скорость составляет 1200 бит/с в полудуплексном режиме.
V.22bisВторая редакция протокола V.22, отличается увеличенной скоростью 2400 бит/с и допускает дуплексный режим.
V.23Асимметричный протокол 75 бит/с в восходящем (от пользователя) канале и 600 или 1200 бит/с- в нисходящем. В конце 1980-х — начале 1990 множество выпускавшихся тогда нестандартных модемов, использовавших нестандартную, как правило — реализуемую программно модуляцию маркировались как соответствующие стандарту «V.23 mode 2». На практике они не были совместимы между собой, а реальная скорость работы более быстрого канала могла колебаться от 300 до 5600 бит/с. Наиболее известным представителем такого типа модемов являлись модемы Лександ. Модификация протокола V.23 позволяющая менять восходящий и нисходящий канал местами в процессе работы используется во французской компьютерной сети Минитель (фр. Minitel)
V.29Асимметричный протокол 2400/2400-4800-7200-9600, позволяющий переключать направление, в котором работает более скоростной канал в процессе работы. Является стандартным для факсов, но в модемах большого распространения не получил в связи с более низкой помехоустойчивостью, чем V.32 и рядом проблем с патентами.
V.32Дуплексный режим. скорость 4800 и 9600 бит/с, допускает автоматическую настройку скорости передачи.
V.32bisРасширение V.32 до скорости 14400 бит/с
V.34Дуплексный протокол, максимальная скорость 28800 бит/с. Может также поддерживать 24000 и 19200 бит/с.
V.34bis. Другое название — V.34+. Максимальная скорость 33600 бит/с. Пониженные скорости: 31200, 24000 и 19200 бит/с.
V.42Протокол обнаружения и коррекции ошибок для передачи данных с высокими скоростями.
V.42bisПротокол сжатия данных. Допускает переключение из режима сжатия в прозрачный режим и обратно, причем независимо для каждого направления.
V.44Протокол сжатия данных.
V.70Обеспечивает одновременную передачу голоса и данных.
V.80Протокол видеосвязи. Обеспечивает скорость передачи видео до 10-15 кадров в секунду.
V.90Дуплексный асимметричный высокоскоростной протокол передачи. Скорость в прямом направлении достигает 56000 бит/с, а в обратном — 33600 бит/с.
V.92Самый современный протокол. Скорость в прямом направлении 56000 бит/с, а в обратном — 48600 бит/с
Модемы передают данные по обычным, то есть комутированным, телефонным каналам со скоростью от 300 до 57 6000 бит в секунду, а по арендованным (выделенным) каналам скорость может быть и выше. Кроме того, современные модемы осуществляют сжатие данных перед отправлением, и соответственно, реальная скорость может превышать максимальную скорость модема.
На выбор типа модема влияют следующие факторы:
цена: внешние модемы стоят дороже, поскольку в цену входит стоимость корпуса и источника питания;
наличие свободных портов/слотов: внешний модем подсоединяется к последовательному порту. Внутренний модем к слоту на материнской плате. Если порты или слоты занятые, нужно выбрать одно из устройств;
удобство пользования: на корпусе внешнего модема имеются индикаторы, отображающие его состояние, а также выключатель источника питания. Для установки внешнего модема не нужно разбирать корпус компьютера.
1. Какие устройства называются периферийными? Почему? 2. Опишите принцип действия матричных принтеров. 3. Какие вы знаете потребительские характеристики принтеров? 4. В каких единицах измеряется разрешающая способность принтеров и сканеров? 5. В чем состоит принцип действия лазерных принтеров? 6. Какая цветовая модель реализована в цветных струйных принтерах? 7. Для чего предназначенные сканеры? В каких случаях их целесообразно использовать? 8. Чем определяется выбор разрешающей способность сканирования? 9. Какие типы сканеров вы знаете? В чем между ними разница? 10. Какие функции выполняют модемы? 11. Какие факторы влияют на выбор типа модема?
