Hardware - PowerPoint PPT Presentation

hardware n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Hardware PowerPoint Presentation
play fullscreen
1 / 47
Hardware
295 Views
Download Presentation
urit
Download Presentation

Hardware

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. Hardware Vstupní a výstupnízařízení počítače

  2. Zdroje • Principy počítačů – diplomová prácehttp://www.markonet.cz/vyuka/principy/

  3. Obsah přednášky • Vstupní zařízení • Klávesnice • Optické snímače • Interaktivní vstupní zařízení • Výstupní zařízení • Akustická • Zobrazovací

  4. Vstupní zařízení • Klávesnice • Optické snímače • snímače obrazu – skenery • snímače čárového kódu • snímače karet • snímače značek • Interaktivní grafická vstupní zařízení • Akustická vstupní zařízení (mikrofon)

  5. Klávesnice • Slouží k vkládání dat od uživatele • Základní funkce: převod stisknuté klávesy na vyjádření znaku v určitém kódu • Jde o soustavu kláves uspořádaných do matice – po stisknutí klávesy je generován její kód, tzv. scan kód • Elektronika klávesnice je nejčastěji realizována pomocí jednočipového mikroprocesoru řady Intel 804x. Ten zajišťuje veškeré činnosti: zjišťuje zda byla stlačena nějaká klávesa (kombinace kláves), určuje její kód a komunikuje s hostitelským počítačem pomocí pětižilového kabelu

  6. Klávesnice • Rozpoznání stisknuté klávesy

  7. Klávesnice • Sekce na klávesnici • alfanumerická (abecedně číselná) • funkční – speciální funkce • numerická (číselná) • řídicí a 5. indikátory přepínačů

  8. Elektromechanický spínač • U membránové klávesnice • Stisk hmatníku protlačí membránu, která propojí kontakty na nosné desce HMATNÍK NOSNÁ DESKA MEMBRÁNA Detail funkce membrány

  9. Plochý mechanický spínač • Nejlevnější – problémem je vibrace kontaktu HMATNÍK VODIVÁ GUMA IZOLANT VODIVÝ KONTAKT

  10. Jazýčkový spínač • Je tvořen elektrickými kontakty ve formě dvou jazýčků zatavených do skleněné trubičky • Po stisku klávesy se k nim přiblíží magnet, který způsobí sepnutí SPÍNAČ S PERM. MAGNET JAZÝČKOVÉ KONTAKTY J

  11. Doplňky na klávesnicích • Tlačítka pro ovládání Windows nebo celého počítače (Power, Sleep, Wake) • Tlačítka pro ovládání internetového prohlížeče a multimédií • Vestavěné reproduktory • Čtečka magnetických karet • Trackball

  12. Připojení klávesnice k PC • Konektor DIN • Má 5 vodičů. Dnes se již nepoužívá. • PS/2 (MiniDIN6) • Nástupce konektoru DIN, má 6 vodičů. Drobnánevýhoda: konektory PS/2 pro klávesnici a myšjsou stejné a lze si je snadno splést. Bývají aleodlišeny (barevně). • USB • Využití USB si vyžádalo implementací podpory USB klávesnice přímo do základu počítače, tj. do BIOSu. • Bezdrátové klávesnice • Skládá se z jednotky, která se připojí k počítači, a ze samotné klávesnice. Zákl. jednotka se připojí k PS/2 či USBa s klávesnicí komunikuje pomocí IR nebo rádiového přenosu. Rádiový přenos oproti infračervenému nevyžaduje přímou viditelnost mezi vysílačem a klávesnicí.

  13. Netradiční klávesnice • Skládací klávesnice (skládá se jako harmonika) • Srolovatelná klávesnice • Virtuální klávesnice http://www.mobilmania.cz/Mobilnitelefony/AR.asp?ARI=110069 http://palmare.idnes.cz/multi/vkb_keyboard040105.html

  14. Optický snímač – skener • Skener – snímač obrazu – předlohu osvítí světlem a odražené světlo pomocí optického čidla převádí na elektrický signál • Černobílé skenery vyhodnocují pouze intenzitu odraženého světla a každému bodu předlohy přiřadí jeden z 256 odstínů šedi. • Barevné skenery rozlišují tři barevné složky (RGB – červenou, zelenou a modrou) a pro každý bod snímaného obrazu tak vygenerují 3 čísla. • Barevné skenery používají buď tři zdroje světla (RGB), u kterých zjišťují intenzitu odrazu, nebo bílé světlo a jeho odraz pak rozkládají na tři složky.

  15. Typy skenerů • Ruční – předloha stabilní, po ní přejíždíme celým skenerem • Stolní – předloha stabilní, nad ní se pohybuje snímací hlava • Rotační (bubnové) – předloha se nasadí na válec (buben), který rotuje kolem své osy. Na předlohu svítí laserový paprsek, jehož zdroj je umístěnv hlavici, která se při rotování bubnu posunuje napříč směru rotování předlohy. Tím je dosaženo druhého potřebného směru při snímání laserovým paprskem.

  16. Ruční skener Vzhledemk nízké ceně stolních skenerů se dnes používají už jen ve speciálních situacích. Výhoda:možnost skenování např. plátna obrazu.

  17. Stolní skener Dnes již levné, připojení k PC přes paralelní port nebo USB.

  18. Rotační (bubnový) skener

  19. Technologie skenování • CCD (Charge Coupled Device) • Zdrojem světla zářivka, odražené světlo zachycují CCD čidla • CIS (Contact Image Sensor) • Zdroj světla: tři řádky diod v barvách RGB jsou součástí čtecí hlavy, jeden řádek senzorů • Nemá zrcadla a čočky jako CCD, je levnější, avšak poněkud nižší kvalita snímání • Rotační skenery používají ke snímání fotonásobiče. Ty mají velký dynamický rozsah (např. jsou schopny rozlišit i několik fotonů)

  20. Technologie CCD • Předloha je osvětlována pomocí zářivky se studeným světlem, které se odráží od předlohy a přes zrcadla a filtry základních barev (červená, zelená, modrá) dopadá na vlastní snímač. Filtry je nutno použít proto, že snímač měří intenzitu dopadajícího světla, nikoli jeho barvu. Nejčastěji jsou snímače třířádkové, aby jedním průchodem snímací hlavy naskenovaly všechny barvy.

  21. Technologie CIS • Technologie CIS (Compact Image Sensor – kompaktní obrazový senzor) pro osvětlování používá miniaturní LED diody v základních barvách – snímač si proto vystačí jen s jedním řádkem. Optická soustava je zde minimální – skenery postavené na této bázi mohou být mimořádně nízké. • Porovnání CIS a CCD: • CIS technologie je levnější na výrobu, snímací hlava má menší rozměry a hlavně nízkou spotřebu. Skenery tak mohou být napájeny přímo z USB portu a jsou tenčí. Na druhou stranu zatím nedosahují kvalit CCD, hlavně nižší rozlišovací schopností na tmavých částech předloh. Další nevýhodou je neschopnost tzv. prostorového snímání – například hřbet otevřené knihy mírně vzdálený od hlavy vyjde tmavý až černý. • CCD má z principu ještě jednu výhodu. Umožňuje skenovat transparentní předlohy (negativy, diapozitivy), neboť osvětlovací zářivka může předlohu také prosvětlovat. Některé skenery proto mají další zářivku přímo ve víku, nebo se k nim dodává adaptér.

  22. Zpracování obrazuTechnologie OCR(Optical Character Recognition) Po nasnímání textu skenerem je výsledkem obrázek. Technologie OCR (optické rozpoznávání znaků) dokáže převést obrazy písmen na písmena a tedy obrázek textu na text v editoru. Řešeno programem v PC.

  23. Další optické snímače • datapen (řádkový skener) • snímač čárového kódu – převádí jej do alfanumerického kódu • snímač magnetických karet • snímač čipových karet • snímač otisku prstu • snímač „otisku“ oka (duhovky) • snímač značek (SAZKA atd.)

  24. Interaktivní vstupní zařízení • Umožňují vstup posloupností bodů (např. kreslení), dále také ukazování na určité objekty na obrazovce • přímá – vstup se provádí daným zařízením přímo na zobrazovací jednotce (světelné pero, dotyková obrazovka) • nepřímá – vstup se provádí mimo obrazovku (myš, tablet, joystick)

  25. Světelné pero • Světelné pero – „tužka“ spojenás displejem kabelem. Obsahuje světlocitlivý prvek (fototranzistor, svazek optických vláken), který detekuje rastrový paprsek obrazovky. Řadič podle signálu shody a znalosti, kde je rastrový paprsek, určí pozici pera na obrazovce.

  26. Dotyková obrazovkaPrincipy činnosti 1/2 • Základní problém: zjistit polohu předmětu/prstu na obrazovce (x, y) • Rezistivní (odporová) technologie – odporováa vodivá vrstva oddělené nevodivou vrstvou. Při promáčknutí (kontaktu obou vrstev) měřen odpor v obou osách. • Technologie povrchové vlny – Zdroj ultra- zvuku v jednom okraji obrazovky, přijímač ve druhém. V místě doteku obrazovky se akustické vlny přeruší.

  27. Dotyková obrazovkaPrincipy činnosti 2/2 • Kapacitní technologie • Na čtyři rohy obrazovky se přivádí napětí • Elektrody napětí využívajík vytvoření homogenního napěťového pole • Dotek prstu odvádí proud z obou stran v závislosti na vzdálenosti od okrajů • Kontrolér vypočte polohu doteku prstu podle průtoku proudu Další informace: http://www.infos.cz/infomedia/techprinc/techprinc.htm

  28. Nepřímá vstupní zařízení • Myš • Optická myš– osvícení povrchu, odraz snímá senzor. • „Kuličková“ myš: otáčivý pohyb kuličky se přenáší na váleček, na jehož ose je kolečko s otvory, které se prosvěcují fotodiodou. Ze snímání tohoto paprsku se určí poloha a směr pohybu myši. • Trackball – „myš na zádech“ – pohybujeme přímo kuličkou. Použití např. u přenosných počítačů

  29. Optická myš • Princip činnosti: • V myši je umístěna jakási malá kamera (CCD či CMOS prvek s maticí o velikosti několik desítek bodů), která snímá obraz. Rychlost jejího snímání je velmi vysoká, od jednoho tisíce snímků za sekundu až k šesti tisícům vyhodnocených obrazů (u nejkvalitnějších myší). • Při pohybu myši se obraz posune. K vyhodnocení posunu se v myši nalézá relativně výkonný procesor. • Aby kamerka něco zachytila, musí být plocha viditelná, tedy musí ji něco osvětlovat. K osvětlení plochy slouží jedna malá svítivá dioda (LED), jejíž světlo je namířeno pomocí hranolu/zrcátka na podložku.

  30. Joystick, tablet • Joystick – pákový ovladač – potenciometry pro určení polohy páky ve dvou směrech • Tablet – podložka tvořená mřížkou vodičů, která přijímá signál vyslaný perem

  31. Výstupní zařízení • Transformují elektronické signály do signálů vnímatelných člověkem. • Akustické – výstupem je zvuk • Zobrazovací – výstupem je obraz • zobrazovací jednotky (monitory, LCD) • tiskárny • souřadnicové zapisovače – plotery

  32. Zobrazovací jednotky, zobrazovací adaptéry • Obraz je výsledkem spolupráce zobrazovacího (grafického) adaptéru a zobrazovací jednotky • Vývoj standardů zobraz. adaptérů, např.: • HGC – 720  348, 2 barvy, znakový režim80  25 znaků • CGA – 320  200, 16 barev (současně max 4), 80  25 znaků • EGA – 640  350, 64 barev (16), 80  43 znaků

  33. Zobrazovací adaptéry • VGA – 640  480, 256 k barev (256 současně), 80  43 znaků • SVGA – od 800  600 výše, až 16 M barev • … • více: http://cs.wikipedia.org/wiki/Rozli%C5%A1en%C3%AD

  34. Zobrazovací jednotky • Podle zobrazovací technologie dělíme na • monitory – princip katodové trubice (CRT – Cathod Ray Tube) • displeje s tekutými krystaly (LCD – Liquid Crystal Display) • plazmové monitory • Používají aditivní mícháníbarev RGB:

  35. Monitory na principu katodové trubice (CRT) • Usměrňovaný svazek elektronů způsobuje rozsvícení luminoforů na stínítku, kam dopadá skrz masku • Podle typu masky dělíme na • delta • inline • trinitron

  36. Monitor na principu katodové trubice (CRT)

  37. LCD a plazmové displeje • LCD (display z tekutých krystalů) – dvě desky pokryté elektrodami, mezi nimi tekuté krystaly. Krystaly polarizátoru podle přivedeného napětí stáčejí rovinu polarizovaného světla (o 0°–90°) a to poté s různou intenzitou prochází analyzátorem. • Plazmové – dvě elektrody a mezi nimi plyn (směs argonu, xenonu, neonu).

  38. Plazmové displeje • U plazmových obrazovek se obraz vytváří vybuzením fosforové vrstvy, která je vytvořena na vnější straně štítu.K excitaci (předání energie atomovému jádru, které přejde do vyššího energetického stavu) dochází působením ultrafialového světla, které vzniká v ionizovaném plynu(v plazmě). • Zobrazovací plocha je rozčleněna do jednotlivých komůrek, kterým jsou přidruženy základní barvy červená, zelená a modrá. V komůrkách je směs velmi zředěných vzácných plynů, v níž vzniká působením nárazové ionizace, vyvolané vysokonapěťovým pulsem, krátkodobé ultrafialové záření. Na čelní fosforové vrstvě se tak vytváří viditelný barevný obraz, jehož jas závisí na době ultrafialového záření. • Jas obrazu může být až 300 cd·m–2, což umožňuje vyrábět tyto obrazovky s úhlopříčkou až 50" (tj. 127 cm). Tloušťka obrazovky je pouze asi 10 cm.

  39. Princip práce LCD

  40. Tiskárny • Používají subtraktivní mícháníbarev CMYK: • Dělíme na • mechanické/nemechanické • sériové/řádkové/stránkové • konturové (celý prvek tiskneme najednou – jako psací stroj)/maticové • Jehličkové tiskárny – hlava obsahuje několik jehel (9, 24, 48). V místě tisku se vysunou a přes barvící pásku udělají bod.

  41. Tiskárny – historické • Řetězová tiskárna (sériová) – typový řetěz na kterém jsou znaky • Řádková tiskárna s typovým válcem KLADÍVKA …… …………. …………. PAPÍR AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC VÁLEC

  42. Tiskárny • Laserová tiskárna – využívá vlastností selenu – ve tmě jde o izolant, po osvícení jeho odpor klesne. Otáčející se kovový válec je pokryt vrstvou selenu, která se ve tmě nabije (kladně) na několik set voltů. • Laserem se na něm vykreslí požadovaný obraz, tedy v těchto místech se vybije (díky vodivosti se náboj odvede). Válec se popráší kladně nabitým práškem, který ulpí na osvětlených místech. Pak se celý obraz přenese na záporně nabitý papír. Prášek se na papíru zažehlí.

  43. Princip činnosti laserové tiskárny Zrcadlo Laserový paprsek Nabíjecí elektroda + Kazeta s tonerem a uhlazujícím válcem Odstranění zbytkového náboje z válce rotující válec Papír Zažehlení toneru na papír - - - Směr pohybu papíru

  44. Tiskárny • LED tiskárna – http://www.markonet.cz/vyuka/principy/56tisk/LED.html • Inkoustová – několik trysek je součástí hlavy, těmi tryská inkoust na papír. • termická tisková hlava pracuje s tepelnými tělísky, které zahřívají inkoust. Při zahřátí vznikne v trysce bublina, která vymrští inkoustovou kapku na papír. • piezoelektrická tisková hlava pracuje s piezoelektrickými krystaly. Krystal je destička, která je schopna měnit svůj tvar. Funguje tedy jako mikroskopická pumpička, která je schopna vystřelit kapku na papír. • Termotiskárna – tisk na speciální papír, který při zahřátí v daném místě ztmavne. Výtisk bohužel časem bledne a mizí.

  45. Souřadnicové zapisovače (plotery) • Dělíme podle • způsobu tvorby obrázku na • vektorový – perem, horší plochy, lepší čáry • rastrový – inkoustové trysky – lepší plochy, horší čáry • podle pohybu média • buď se posunuje papír v jednom směru a ve druhém pero • nebo pero v obou směrech

  46. Ploter

  47. Ploter