Základy informatiky a výpočetní techniky 1 Periferní zařízení osobních počítačů Část 3
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) bezúderové technologie
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
Jehličkové tiskárny elektromagnet papír tiskový válec V klidu jehlička V provozu elektromagnet papír tiskový válec jehlička pružina barvicí páska vodicí otvory
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
Inkoustové tiskárny Technologie Bubble Jet tryskové komůrky tiskové hlavy se plní automaticky kapilárními silami inkoustem o objemu až 1 pl má-li se tisknout, zapne se na krátkou dobu (asi 2s) 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)
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)
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, …
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 proto lze povrch fotocitlivého válce nabít elektrostatickým nábojem. Zjednodušený princip činnosti Fotocitlivý válec je nejprve nabit. Poté se na nabitý povrch fotocitlivého válce laserovým paprskem nakreslí obraz, který má být vytištěn. Místa, která byla laserem osvětlena, se vybijí. Na povrchu válce tak vznikne skrytý (latentní) obraz, který je nutno v dalších krocích zviditelnit a přenést na tiskové médium.
Laserové tiskárny Zviditelnění obrazu se provádí nanesením barvicího prášku (toneru), který se přichytí na válci jen na vybitých místech. Toner obvykle mívá stejný náboj jako povrch válce, proto tam, kde válec zůstal nabit, se toner neuchytí. Z válce se toner přenese na papír, na kterém je tepelně fixován (zažehlen) průchodem papíru přes vyhřívané válce.
Laserové tiskárny Zjednodušený princip činnosti Laser Rotující zrcadlo Zásobník toneru Nabíjení povrchu válce Papír Čisticí břit Zažehlovací jednotka Čistý papír Papír s naneseným tonerem Hotový výtisk
Laserové tiskárny vysoká kvalita tisku – rozlišení obvykle 600 DPI, u kvalitnějších tiskáren až 2400 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
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
Barevný model CMY (tiskárna)
Barevný model RGB (monitor)
Srovnání barevných modelů RGB a CMY
Barevná obrazovka (vakuová) Delta Inline Trinitron
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 PCIe (dnes), AGP, PCI a ISA (zastaralé)
Grafická karta standardy grafických karet SuperVGA (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 běžně více než 128 MB běžné jsou grafické karty s podporou trojrozměrných (3D, 3-dimensional) operací
Grafická karta Příklad Jak velkou část videopaměti musíme vyhradit pro uložení všech bodů na obrazovce, pracujeme-li v režimu TrueColor (24 bitů) s rozlišením 1280 × 1024 bodů? V režimu TrueColor je pro každý bod na obrazovce vyhrazeno 24 bitů, tj. 3 bajty. Každá barevná složka R, G, B je uložena v jednom bajtu, současně tedy můžeme zobrazit 224 = 16 777 216 barev. Při rozlišení 1280 × 1024 bodů potřebujeme vyhradit ve videopaměti prostor s kapacitou 1280 × 1024 × 3 B, což je 3 932 160 B, tedy necelé 4 MB.
Monitory Nejdůležitější parametry úhlopříčka – 10”,14”, 15”, 17”, 19”, 21” 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 – MPR II, TCO92, TCO95, TCO99 typ obrazovky možnosti – OSD resp. OSM (On Screen Display resp. On Screen Menu), vestavěné reproduktory, USB, ...
Při koupi monitoru se nevyplatí šetřit! Monitory Poznámka Obnovovací frekvence není závislá jen na monitoru, ale i na grafické kartě a jejím ovladači. Pokud grafická karta zvládá při zvoleném rozlišení např. 75 Hz a monitor 100 Hz, bude monitor pracovat s obnovovací frekvencí 75 Hz. Pokud však nastavíme na videokartě obnovovací frekvenci např. 100 Hz a monitor bude zvládat pouze 85 Hz, zobrazí se na monitoru několik přes sebe překrytých obrazů. U novějších monitorů zůstane černá obrazovka s nápisem např. Frequency out of range (Frekvence je mimo rozsah). Při koupi monitoru se nevyplatí šetřit!
Nastavení vlastností zobrazení Y M C
Displeje s kapalnými krystaly (LCD) polarizační fólie kapalné krystaly, které jsou schopny působením elektrického pole měnit rovinu kmitů polarizovaného světla Liquid Crystal Display Použití: monitory, displeje kalkulaček přenosných počítačů, digitálních hodinek, mobilních telefonů, ...
Zvuková karta rozšiřující karta do sběrnice (PCI) základní desky zajišťující zvukový vstup a výstup často 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 (konektor Line-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
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
Síťová karta rozšiřující karta sloužící ke vzájemné komunikaci mezi počítači v provedení PCI typ síťové karty musí odpovídat typu počítačové sítě (Ethernet, Token Ring nebo Arcnet) důležitým parametrem je přenosová rychlost dat (obvykle od 100 Mb/s) může obsahovat tzv. konektor Wake-On-LAN (WOL), který slouží k “probuzení” počítače nacházejícího se v režimu SLEEP ve chvíli, kdy potřebujeme mít na tento počítač přístup z jiného počítače. Tento konektor se musí propojit se stejnojmenným konektorem na základní desce počítače.
Další periferní zařízení Scanner – snímač obrazové předlohy (důležitým parametrem je rozlišovací schopnost v DPI) Digitální fotoaparát, kamera Snímač čárového kódu Plotter – „souřadnicový zapisovač“ Datový projektor Čtečka paměťových karet Prostředky virtuální reality – brýle, helma, rukavice, ... . . .
Různá periferní zařízení Stolní scanner Grafická karta Digitální fotoaparát
Různá periferní zařízení 3D-obrazovka Kamera ISDN Router LCD monitor
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
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 je její hodnota u současných pevných disků? Uveďte a stručně charakterizujte rozhraní současných pevných disků. V čem se odlišuje princip pevného disku od disketové mechaniky? Proč se nedoporučuje pouzdro pevného disku otvírat? Vysvětlete princip činnosti mechaniky CD-ROM. Uveďte hlavní rozdíl mezi CD-ROM, CD-R a CD-RW.
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 používané herní 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 kvality a rychlosti tisku laserové, inkoustové, jehličkové a tepelné tiskárny.
Kontrolní otázky Vysvětlete podstatu barevného tisku. Srovnejte barevné modely RGB a CMY. Co znamená zkratka 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 obrazovce klasického monitoru a na LCD. K čemu slouží Game Port zvukové karty?
Kontrolní otázky Jaký je hlavní rozdíl mezi pasivními a aktivními reproduktory? 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 využití v praxi. Určete, zda jde o vstupní, výstupní či vstupně výstupní periferní zařízení počítače: disketová jednotka, joystick, klávesnice, modem, monitor, myš, plotter, scanner, síťová karta, snímač čárového kódu, tiskárna, zvuková karta, datový projektor.