Цель дисциплины – это изучение состава,

технических характеристик, принципов функционирования

и основ проектирования периферийных устройств (ПУ).

Студент должен знать:

• Классификацию и назначение основных типов ПУ;

• Терминологию и основные характеристики ПУ;

• Принципы сопряжения ПУ;

• Физические основы и принципы функционирования ПУ;

• Тенденции развития ПУ.

Классификация ПУ

Периферийные устройства

Устройства вывода

информации

Устройства ввода

информации

УСОВЗУ

ВЗУ

Накопители на

магнитных носителях

Магнитно-оптические

ВЗУ

Накопители на

оптических носителях

Флэш- память

Устройства сопряжения с объектом

УСО аналогого

типа

УСО дискретного

типа

Устройства ввода

Устройства ручного ввода

Полуавтоматические устройства ввода

Устройства вывода

Вывод на промежуточные

носители

Регистрация документов

на бумаге

Устройства оперативного

взаимодействия

Устройства вывода

Вывод на промежуточные

носители

Регистрация документов

на бумаге

Устройства оперативного

взаимодействия

Световое перо

Ф.П У

Электронное перо

Если У=0, то Uвых=Umax

ЛЕКЦИЯ 2. Устройства ручного ввода.

Виды клавиатур

По количеству клавиш По связи с ПК

По принципу действия

84 клавиш102

клавишипроводны

ебеспровод

ные герконыесенсорн

ые

Оптическая мышь

Беспроводная мышь

Лекция 3Полуавтоматические устройства

ввода информации в ЭВМ

Устройства ввода с использованием промежуточных носителей.

Классификация полуавтоматических устройств

ввода. Полуавтомат.

Устройства ввода

Читающие автоматы. Сканеры

Речевой информации

С использованием промежуточных

носителей

Графич. информации

Дистанционн. ввода

Типы носителей информацииПромежуточн

ые носители

Магнитные

Бумажные

Электронные

Оптические

Способы записи информации на магнитные носители:

• Амплитудный. Им запись информации с возвращением на исходный уровень. Запись в два этапа:

1 этап – запись «0» на всю поверхность носителя на уровне – Вr.

2 этап – перемагничивание до +Br соответствующих «1» с возвращением по –Br.

• Фазовый способ:

Запись «1» – перемагничивание от –Br к +Br

Запись «0» - перемагничивание от +Br к –Br

• Частотный способ:

Запись «1» – двукратное перемагничивание

Запись «0» – однократное перемагничивание

• Способ БНВ-1

Запись «1» – однократное перемагничивание

Запись «0» – двукратное перемагничивание

Способы размещения информации на магнитных

дисках. • а) Скорость записи/считывания=const

следовательно угловая скорость вращения w=const плотность перемещения объем на каждой дорожке одинаковый. Объем данных =1.

• б) Плотность gmax=const. Переменная угловая скорость, скорость записи/считывания – перем. Объем записи max. Сложность реализации, объем данных = 1.25

• Зонный способ. В каждой зоне работа по варианту а. При

переходе от зоны к зоне – вариант б. Объем данных = 1.15

ЛЕКЦИЯ 4. Устройства ввода графической информации.

Графический планшет.

 • ToolID• Использование технологии ToolID, позволяет планшету

распознавать уникальный номер каждого устройства ввода серии Intuos.

• Эта возможность прекрасно реализуется, если одним планшетом пользуются несколько человек. Каждый имеет свою персональную ручку, настроенную необходимым ему образом. Стоит ему только поднести свою ручку к планшету, и будут активизированы его персональные установки. Если у Вас несколько ручек, вы можете настроить каждую на различные режимы работы (тонкая кисть, карандаш или, например, кисти разных цветов и толщины), что позволит максимально эффективно заниматься процессом рисования, не отвлекаясь на перенастройку инструментов. Вы только берете нужную ручку и рисуете. Что может быть проще?

• QuickPoint• Все модели планшетов серии Intuos

размером 9x12 дюймов (А4) и больше поддерживают технологию QuickPoint. Она позволяет разбить рабочую область вашего планшета на две, одну (меньшего размера), для быстрого перемещения по изображению, другую, для более детальной работы с ним. Это очень удобно, если Вы работаете с изображениями больших форматов.

• DuoSwitch• Технология DuoSwitch давний "конек"

планшетов Wacom. Каждая сторона двойной кнопки (DuoSwitch) может быть запрограммирована на различные функции или командные эквиваленты. Отрабатываются также двойное и одновременное нажатие. Прекрасная эргономика и новая форма кнопки позволяют легким нажатием кончика пальца, осуществлять задуманное.

Лекция 6. Проблема ввода/вывода речевой информации

Решение данной проблемы обеспечивает взаимодействия

человека с ЭВМ на естественном разговорном языке.

Решение данной задачи позволяет:

• Устранить недостатки, присущие ручным и полуавтоматическим способам ввода;

• Разгрузить зрительный ???? человека при взаимодействии с ЭВМ;

• Повысить надежность систем управления голосом по сравнению с «кнопочным»

• Устранить межъязыковые противоречия в мире;• Создать эффективные обучающие PC системы; • Автоматизировать стенографию;• Избавить человека – оператора от жесткой привязки к рабочему

месту; • Возможность работы человека – оператора в неосвещенных

помещениях и кабинках; • Решить социальные проблемы для инвалидов по зрению;

Проблема речевого

взаимодействия

Анализ речи Синтез речи

Блок цифровой обработки

Блок памяти эталонов

Блок сравнения

Блок принятия решения

М4

Блок априорной

информации о языке

Выход

Гипотезы распознования

Синтез по правилам – неограниченный словарь, но монотонное (роботообразное) звучание.

Компилятивный синтез – хорошее качество звучания, но ограниченный словарь.

• ЧТО СКАЗАНО? – смысловое содержание

• КЕМ СКАЗАНО? – определение личности говорящего

• КАК СКАЗАНО? – эмоциональное состояние личности.

ЛЕКЦИЯ 9. Струйный принтер.

струйный широкоформатный принтер EPSON Stylus Pro 7600

Описание струйного широкоформатного принтера EPSON

Stylus Pro 7600• Печать на рулонах шириной до 610 мм (24м) и на

листах размером от А4 до А1 +• •Семицветная печать фотографического качества с

разрешением до 2880x1440 dpi• Раздельные картриджи объемом по 110 мл• Пигментные чернила EPSON Ultra Chrome с

повышенной светостойкостью• •Переменный размер точки с минимальным объемом

капли 4 пл• •Для фотографов, печатных салонов, САПР, ГИС,

цветопроб• •для дизайн-студи и, для фото-студии

Устройства непрерывного действия

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекция №10. Устройство лазерного принтера.

• Устройство лазерного принтера.

•  

• 1 .Генератор лазера

• 2.Вращающееся зеркало

• З.Лазерный луч

• 4.Валики, подающие бумагу

• 5.Валик, подающий тонер

• 6.Фотопроводящий цилиндр

• 7.Узел фиксации изображения

Новые методы лазерной печати.

• Метод RET, применяемый фирмой Hewlett-Packard, основан на изменении размера точек, которые принтер ставит на бумагу без фактического изменения разрешения. При этом с помощью модуляции лазерного луча в процессе построения изображения удается, дозировано удалять заряд с барабана - в результате изменяется размер участка, к которому прилипает тонер. Это позволяет, например, заострить углы засечек у букв и избежать скапливания тонера в местах пересечения линий. Наклонные линии также становятся более гладкими. Фирма уверяет, что эффект от использования RET аналогичен повышению разрешающей способности примерно в полтора раза.

Технология RET

Лекция 11. Виды плоттеров.

Вид плоттеров Число предложений

Цена мин., тыс. Цена макс., тыс.

$

Перьевые 58 1.7 (1.1. –

подержанный)

7

Карандашно-

перьевые

8 4.5 6.4

Струйные 211 2.5 20

Лазерные

(светодиодные)

12 29 75

По конструктивному исполнению.

• Планшетные графопостроители

• Рулонные графопостроители

Состав графопостроителей

• Блок механизма перемещения носителя и пишущего элемента

• Блок управления наполнительными устройствами

• Система управления

Цифровые интерполяторы

• Линейные

• Линейно-круговые

• Параболические

Основные типы мониторов

• Дисплей на основе ЭЛТ

• Светодиодные

• Газоплазменные

• Жидкокристаллические

Лекция 12. Дисплеи на основе ЭЛТ.

Теневая маска, щелевая маска или апертурная решетка?

Щелевая маска представляет собой дальнейшее развитие технологии теневой маски, и по принципу действия очень близка к ней. По-английски данная технология называется

slot mask. В этом случае люминофор располагается на передней стенке трубки не в виде круглых точек, а в виде эллиптических. Ориентированы эти эллипсы вертикально.

Лекция 13. Газоплазменные мониторы и устройство ЖК-мониторов.

• Газоплазменные мониторы состоят из двух пластин, между которыми находится газовая смесь, светящаяся под воздействием электрических импульсов. Такие мониторы не имеют недостатков, присущих ЖКД, однако их нельзя использовать в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием, так как они потребляют большой ток.

Газоплазменные мониторы

Технология TFT

Современные тенденции.• По оценкам экспертов корпорации Display Search, занимающейся

исследованиями рынка плоских дисплеев, в настоящее время при изготовлении практически любых жидкокристаллических матриц происходит замена технологий: TN LCD (Twisted Nematic Liquid Crystal Display) на STN (Super TN LCD) и особенно на a-Si TFT LCD (amorphous-Silicon Thin Film Transistor LCD). В ближайшие 5—7 лет во многих областях применения обычные LCD-экраны будут заменены или дополнены следующими устройствами:

• - микродисплеи;• - светоизлучающие дисплеи на базе органических материалов

LEP;• - дисплеи на базе автоэлектронной эмиссии FED (Field Emission

Dis play);• - дисплеи с использованием низкотемпературного

поликристаллического кремния LTPS (Low Temperature PolySilicon);

• - плазменные дисплеи PDP (Plasma Display Panel)

Схема внутреннего устройства LEP дисплея

Структурная схема простейшего элемента OLED дисплея

Экспериментальный образец полимерного светодиода

Лекция 14. Компактные диски.

Общие сведения о компакт-дисках.•  

• В 1982 году фирмы Sony и Philips завершили работу над форматом CD-аудио (Compact Disk), открыв тем самым эру цифровых носителей на компакт-дисках. Принцип работы этих дисков - оптический. Чтение и запись осуществляется лазером. В компакт-диске данные кодируются и записываются в виде последовательности отражающих и не отражающих участков. Отражение интерпретируется как единица, «впадина» - как ноль. Приведу некоторые технические параметры компакт-дисков. Рабочая длина волны лазера - 780 нм. Диаметр компакт-диска 120 мм. Толщина диска 1,2 мм. Объем диска 680 Мб (74 мин аудио). Вес 14-33 г. Цепочка углублений (pits) расположена по спирали как в грампластинке, но в направлении от центра (фактически CD является устройством последовательного доступа с ускоренной перемоткой). Интервал между витками - 1.6 мкм, ширина пита - 0.5 мкм, глубина - 0.125 мкм (1/4 длины волны луча лазера в поликарбонате), минимальная длина - 0.83 мкм (рис. 1).

Лекция 15. Web-камера. Использование Web-камер.

• Охрана помещений и территорий

• Видео наблюдения в многолюдных местах (вокзалы, стадионы, магазины и т.д.)

• АОС

• Видео конференции

• АСУ ТП опасных производств

• Видеоконференции:

• Лучше 1 раз увидеть, чем 100 раз услышать

• Общение людей удаленных друг от друга

• КПД передачи информации достигает 60 %

• Сокращение временных и финанслвых затрат на командировки

• Дистанционное обучение

Установка сетевых компонентов:

ВЗУ:

• Электронные

• Магнитные

• Оптические

• Магнитно-оптические

Магнитные ВЗУ

- Ленточные• Кассетные• Бобинные• Стримера

- Дисковые• МНГД• МНЖД• МНСД• МН типа винчестер• МОД

- Накопители на магнитных сердечниках.

Оптические ВЗУ.

• CD-ROM

• CD-R

• CD-RW

• DVD

Способы записи информации на ОДЗУ.

• Прожигание отверстий;

• Формирование вздутий;

• штриховой способ (штамповка);

• Изменение оптических свойств (без восстановления);

• Переход из кристаллического состояния в аморфное и обратно (фазовый переход).

DVD диски.

Односторонний:

• Однослойный 4,7 Gb

• Двухслойный 8,5 Gb

Двухсторонний:

• Однослойный 9,4 Gb

• Двухслойный 17 Gb

Пути повышения объемов хранения DVD

• Лазер с λ=650 Hm

• Увеличение линейной и поперечной плотности

• Методы сжатия

- MPEG-1

- MPEG-2

Флэш-память

• Перезаписываемая;• Твердотельная память без движущихся

частей:

- выдерживают перезагрузки 15д;• Не разряжается самопроизвольно;• Длительный срок хранения – до 100 лет;• Приемлемая стоимость;• Малое потребление энергии;• MLC – многоуровневые ячейки.

Лекция 16. Интерфейсы USB

• Последовательный порт USB обеспечивает подключение до 127 устройств;

• Подключение устройств без перезагрузки системы

• Унификация подключения всех устройств.

Правила подключения:

• Первыми в цепочке – это самые производительные устройства: принтер, сканер, колонки, накопители;

• В конце цепочки – медленные устройства: клавиатура и мышь.

Скорость передачи USB.

• USB-1 – 12 Мбайт/с

• USB-2 – 60 Мбайт/с

1. Физический стандарт USB:

- Четырехпроводной кабель,

- Дифференциальный способ передачи сигналов (+) и (-) по двум проводам.

2. Электрический стандарт сигнала:

• Нижний уровень – ниже 0,3 В.

• Высокий уровень – выше 2,8 В.

• Питающее напряжение 5 В.

Разъемы USB.

• Типа «А» – для подключения к хабам, вилки на кабелях, не отсоединяемых от устройств (клавиатура, мышь)

• Типа «В» - устанавливаются на устройствах с отсоединением (принтеры, сканеры)

• Наличие ключей исключает правильные присоединения.

Лекция 17. Перспективы развития периферийных устройств.

• Казавшиеся ранее захватывающими романы американского писателя фантаста Уильяма Гибсона теперь, возможно, кажутся менее загадочными, он всего лишь, немного заходя вперед, описывал явления, которые преподносит нам жизнь. Вспомним ведь совершенно реалистичные и обоснованные, на сегодняшний день, события из романов Жуля Верна тоже когда-то считались фантастикой.

Перспективы стандарта TWAIN.

• Совместимость различных устройств;

• Поддержка различных платформ ПК;

• Возможность работы с различными формами данных.

Тенденции развития устройств вывода:

• ЖКИ на базе OLED

• ЖКИ на базе LEP

• Имитация виртуальной реальности в

3-х мерном пространстве.

Перспективы моделирования ситуаций :

• Перемещение плоскостей;

• Искусственные источники ветра;

• Взрывная волна;

• Использование имплантантов позволяет лечить многие болезни.