Interfejs
Znaczącym czynnikiem podczas pracy z urządzeniami peryferyjnymi jest w jaki sposób dane przechodzą między nimi a jednostką centralną. Aby to umożliwić powstały rożne standardy mające umozliwoć komunikację na linni peryferia - komputer.
Oto niektóre z tych standardów:
Standard RS 232 - Powstał w 1969 roku. Jest to ujednolicony standard przesyłania informacji pomiędzy komputerem a urządzeniem peryferyjnym. Standaryzacja dotyczy niemal wszystkiego: od długości maksymalnej kabla (150 cm) do metody, jaką przesyłane będą dane. RS (Recomendet Standard) używa transmisji danych metodą asynchroniczną. Oznacza to, że informacja przesyłana jest bit po bicie po kolei. Przesyłanie danych odbywa się pod postacią tzw. ramek. Najpierw wysyłany jest bit „startowy” później następuje treść pakietu a na koniec nadchodzi bit „końcowy”. Czasem zdarza się również bit sprawdzający, ale nie jest to regułą.
LPT - Centronics - W przeciwieństwie do RS 232 przesyłanie danych odbywa się po kablach równoległych a więc w sposób synchroniczny. Kilka bitów informacji przesyłanych jest na raz. Na początku nazywany Centornics-em był mało wydajny, bo przesyłał tylko w jednym kierunku (od komputera do np. drukarki). Dla nowoczesnych drukarek bardzo ważna jest możliwość przesyłania w obu kierunkach, dlatego Centornicsa - ulepszono. Ulepszone jego wersje to: EPP. I ECP. Są kompatybilne z centonicsem, ale zapewniają szybszy transfer w obu kierunkach. (10 x szybszy transfer). Zastosowanie LPT to przede wszystkim drukarki. Dzięki transmisji danych możliwe jest otrzymanie na monitorze komunikatu o zaciętym papierze, jego braku lub również kończącym się tonerze.
PS/2- Równierz bardzo popularny- (PS = Personal System) wprowadzony przez IBM w 1987 roku - dziś używany do obsługi myszy i klawiatury.
USB - szybko zdobywający komputerowy świat system. Jego niewątpliwą zaleta jest możliwość zastosowania nowego urządzenia bez resetowania komputera. Ponadto nowemu połączeniu ubyło kabli i wzrósł znacząco transfer. Mało, kto zdaje sobie sprawę, że do jednego gniazdka USB teoretycznie można podłączyć 127 różnych urzadzeń!!! Robi się to tzw. koncentratorami (HUB). Można je porównać do gniazdka sieciowego i rozgałęziacza. W praktyce okazuje się, że podobnie jak gniazdko elektryczne nie może być przeciążone tak i szyna USB może ulec zatkaniu gdy podłączymy 8 i wiecej urządzeń.. Ciekawą funkcją USB jest Peer port switching - powoduje że gdy jedno urządzenie podłączone do USB ulega awarii to reszta działa nadal poprawnie. USB to kabel 4 żyłowy. Znajduję się tu 2 żyły do transferu danych i 2 zasilające. Zasilanie przez USB to dobry pomysł - nie ma już tak wielu sznurów i przewodów. Wiele urządzeń (nawet głośniki) może być zasilane z USB. Jeszcze inną nowością jest standard On The Go umożliwiający połączenie dwóch urzadzeń bez pośrednictwa komputera. Możliwe jest przesyłanie np. z aparatu fotograficznego na drukarkę foto lub z telefonu na mp3 playera piosenek itd.
IDEE 1394 - To konkurent USB. Zwany inaczej FireWire. Ma podobną zasadę działania, kabel jest jednak 6 żyłowy. Rozwiązanie to pochodzi ze świata IMaca, i choć w przeciwieństwie do USB jego zamontowanie na płycie głównej nie kosztuje nic (kilka centów kosztuje producenta każde złącze USB - tzw licenca) to nie jest on tak powszechny. Firmą, która zajęła się bliżej tym standardem jest również SONY. Dobre cyfrówki również mają złącza Fire Wire. Jest troche wolniejszy od USB 2.0 ale gdy obowiązywał USB 1.1 był bezkonkurencyjny. Kwestia dominacji USB wydaje się być przypadkowa.
IrDA (Infrared Data Association) dosyć szybki, bezprzewodowy sposób przesyłania danych. Popularny w telefonach komórkowych oraz komputerach przenośnych (laptopy, palmtopy itp.) Urządzenia widza się w odległości do 1 metra.
Bluetooth - błękitny kieł- to łącze radiowe niskiej mocy powstało w 1994 roku w firmie Ericsson. Wykorzystuje pasmo radiowe małej mocy, które we wszystkich krajach jest zwolnione z licencji. Zasięg to 10 m, ale można ją wydłużyć wzmacniaczem. Łacze jest aktywowane automatycznie gdy w zasięgu znajdzie się drugie urządzenie tego typu. Pikonet to sieć kilku urządzeń, zawsze jedno z nich jest „masterem” a reszta „slavem”. 8 urzadzen to pikonet. Pikonety mogą się łączyć z innymi pikonetami i stworzyć sieć „scatternet”.
Drukarki
Igłowe.
Drukarka igłowa posiada głowicę, która przemieszcza się horyzontalnie nad papierem. W głowicy zainstalowane są igły (od 7 do 24 sztuk), które uaktywniane są elektromagnetycznie). W przypadku, gdy głowica drukarki posiada tylko 7 igieł mamy do czynienia z gorszą jakością wydruku. Jedną literę możemy sobie wyobrazić jako kwadrat 5 x 7 punktów (rys a pokazuje literę wydrukowana przy pomocy siedmiogłowej głowicy). Punkty mogą być zadrukowane lub nie. Zakładając, że takich punktów w linii znajduje się 80 to mamy 400 punktów, z czego każdy może być zadrukowany lub nie…
Podwyższenie jakości wydruku: istnieją dwie techniki, które mogą nam umożliwić polepszenie druku w tym rodzaju drukarki: zwiększenie liczby igieł na głowicy albo nakładanie się na siebie punktów. Zastosowanie tych obu sposobów spowoduje: wydłużenie czasu wydruku, ponieważ nad każda linijką tekstu drukarka będzie zmuszona przesunąć głowice więcej razy. Drukarki igłowe zapewniają najczęściej możliwość optymalizacji pomiędzy ilością punktów (jakością) a prędkością wydruku.
Zastosowanie. Drukarki igłowe używane są w urządzeniach gdzie niewiele tekstu musi być zapisane: na lotniskach podczas odpraw biletowych, w bankomatach, kasach czy kasownikach MZA.
Atramentowe.
Najpopularniejsze w domach są drukarki atramentowe. Są dosyć ciche, dostatecznie szybkie a wydruk jest bardzo wysokiej jakości. W przeciwieństwie do igłowych drukarki atramentowe nadają się nawet do wydruku grafiki.
Zasada działania: Drukarka atramentowa posiada również głowice z pojemnikiem wypełnionym tuszem. Główka nadjeżdża nad miejsce, w którym ma być narysowany punkt i wypluwa na kartkę atrament. Jak? Na końcu tonera znajdują się dysze, w których kropelka atramentu jest doprowadzana elektrycznie do stanu wrzenia. Wrzący tusz nie ma innego wyjścia jak w kierunku papieru i w ten sposób „ucieka” w tym właśnie kierunku (można powiedzieć, że kropelka tuszu eksploduje). Dysza chłodzi się i tak powstałe podciśnienie zasysa nową kropelkę atramentu. Prędkość takiej drukarki zależy, zatem od tego jak szybko możliwe jest powtórzenie cyklu: kropelka, podgrzewanie, strzał, chłodzenie, nowa kropelka.
Rozdzielczość drukarek mierzymy w „dpi” (dots per inch - kropki na cale), czyli ile kropek na jednym calu da rade wydrukować dana drukarka. Ta wartość w domowych drukarkach zawiera się pomiędzy 300 a 720. Istnieją już drukarki, które mają ok. 1500 dpi.
Drukarki laserowe. Omówię szczegółowo tylko drukarki czarno-białe. Najciekawsze drukarki dostępne na rynku. Są szybkie, drukują w wysokiej jakości i tanio. Jedyną wadą jest cena samego urządzenia (4 X więcej niż atramentowa). Często zdarzają się urządzenia „combo”: drukarka+kopiarka + fax. Drukarka działa bardzo podobnie do kserokopiarki. Sercem drukarki laserowej jest obracający się światłoczuły walec. Na początku drukowania danej strony jego powierzchnia jest ładowana prądem 1000 Volt i pokrywana materiałem światłoczułym. Później po powierzchni walca przesuwa się promień lasera (horyzontalnie). Sam laser jest stabilny, promień lasera przesuwa się dzięki obrotowemu lusterku w kształcie ośmiokąta. Promień lasera to informacja przekształcona w ten sposób, że tekst, grafika i inne są zmieniane na zbiór punktów jasnych i ciemnych. Miejsce, na które laser trafi na walcu traci swój ładunek elektryczny. Gdy cała linia jest zapełniona walec obraca się o małą część stopnia i zapisywana jest nowa linia. Tak powstała linia napotyka na toner. Toner to pojemnik z wrażliwym na ładunki elektryczne czarnym proszkiem. Naładowane części walca przyciągają proszek. Na koniec przenoszone są na papier, na którym proszek przy pomocy rozgrzanych rolek jest „ubijany” i roztapiany na papierze- tak powstaje wydruk.
Brajlowskie.
Można powiedzieć, że drukarki brajlowskie podzielić można na dwa rodzaje urządzeń. Są drukarki, które drukują tekst w brajlu. Drugie umożliwiają „drukowanie” grafiki na tak zwanym pęczniejącym papierze (mam taki papier do pokazania). Drukarka brajlowska działa w ten sposób, że zadrukowywuje znakami brajla papier (może to być papier tradycyjny lub specjalistyczny). Inną metodą jest wykorzystanie pęczniejącego papieru. Papier taki (kosztuje dolara za arkusz), zadrukowywany jest na czarno-biało, a później taką kartke wsuwa się do „wygrzewarki” - urządzenia z grzałkami o dużej mocy. Pod wpływem gorąca czarne miejsca dokumentu uwypuklają się. Wiemy z fizyki, że czarny kolor bardziej absorbuje ciepło niż biały. Tą metodą można wykonać wykresy, rysunki i inne graficzne elementy.
Monitory
Elementem wykonawczym (zamieniającym sygnały w obraz) monitora CRT jest kineskop, czyli próżniowa bańka szklana zaopatrzona w działo elektronowe i płaską powierzchnię prezentacyjną (ekran). Wysyłane przez działo elektrony rozświetlają kolorowe plamki na ekranie, tworząc obraz.
Proces zaczyna się już w karcie graficznej, która odpowiednio interpretuje dane wysyłane do niej przez procesor i przekształca je w sygnały sterujące monitorem. Ponieważ sygnały generowane przez kartę graficzną są z natury rzeczy cyfrowe, a monitor wykorzystuje sygnały analogowe, gdzieś po drodze odbywa się konwersja. Jest ona realizowana przez zawarty w karcie graficznej układ konwersji analogowo-cyfrowej RAMDAC (ang. RAM digital-to-analog converter). Tak uzyskany sygnał analogowy jest przesyłany za pomocą kabli do monitora.
Główny element monitora to działo emitujące strumień elektronów. Strumień ten uderza w ekran. Działo uwalnia elektrony z ujemnej elektrody (katody) dzięki ciepłu - dlatego właśnie monitor nie jest zaraz po włączeniu gotowy do pracy i musi się rozgrzać. W rzeczywistości kineskop zawiera nie jedno działo, a trzy, i każde z nich wysyła strumień elektronów. Ale więcej informacji na ten temat nieco dalej.
Odchylanie
Tor przelotu elektronów przez rurę kineskopu jest odchylany pod odpowiednim kątem (w lewo, w prawo, w górę lub w dół) przez prostopadłe do trajektorii zmienne pole elektromagnetyczne wytwarzane przez uzwojenia cewek sterujących, tak aby strumień elektronów padał na odpowiednie miejsce na ekranie. Cewki odchylające, zbudowane z pasm materiału elektromagnetycznego ułożonych w odpowiedni sposób w przestrzeni, pod wpływem sygnału elektrycznego o zadanym przebiegu czasowym kreują obraz.
W górnej części leja kineskopu umiejscowiona jest anoda wysokonapięciowa. Fakt wykorzystywania w monitorach wysokich napięć jest głównym powodem, dla którego nie powinno się nigdy samodzielnie otwierać monitora (porazić prądem może nawet monitor odłączony od zasilania!). Dodatnio naładowana anoda ściąga do siebie ujemne ładunki wytwarzane przez działo. Elektrony podążają w jej kierunku ze stałą prędkością, jednak nigdy do niej nie docierają. Są bowiem kierowane siłą cewek odchylających w stronę ekranu ulokowanego naprzeciw działa.
Moduł odchylania kieruje strumień kolejno z lewej strony na prawą, z powrotem do lewej krawędzi i znów z lewej strony na prawą, tylko jeden rząd niżej, zapewniając w ten sposób całkowite pokrycie ekranu strumieniem. Kiedy strumień dotrze do prawego dolnego rogu, cała zabawa zaczyna się od nowa od lewego górnego rogu.
Omiatanie ekranu strumieniem jest na tyle szybkie i częste, że triady fosforyzujące nie zdążą jeszcze zgasnąć, kiedy są znów rozświetlane. Dzięki temu unika się migotania obrazu. Parametr decydujący o tym, ile razy obraz jest rysowany w ciągu sekundy, nazywa się częstotliwością odświeżania ekranu. Tak więc częstotliwość 75 Hz oznacza siedemdziesięciopięciokrotne odświeżanie obrazu w ciągu każdej sekundy.
Monitory Brajlowskie- Monitory brajlowskie, przez samych użytkowników nazywane „linijkami” to urządzenia umieszczane pod klawiaturą. Jest to rządek (40 do 80 zależnie od ceny urządzenia) okienek w których mogą być wyświetlane znaki brajlowskie. Oznacza to, że jeśli na ekranie wskazujemy np. menu start -> Internet Explorer to pod klawiaturą możemy odczytać palcami ten sam tekst w języku brajla. Komputery dla niewidomych doposażone są dodatkowo w syntezator mowy, dziś najczęściej ma od postać softwaru instalowanego w systemie operacyjnym Jeden z nich - Ivonę pokazywałem na zajęciach. Nie trzeba ściągać wersji demo, można wypróbować ją na stronie producenta.