Характеристика дополнительных устройств к ПК

заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к

бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева

частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию

изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный

тонер к бумаге.

Технологически данный процесс осуществляется весьма не просто, поэтому

цены на цветные лазерные принтеры до недавнего времени составляли

несколько десятков тысяч долларов.

Принтеры термопереноса.

Thermal wax transfer.

Принцип работы принтера с термопереносом состоит в том, что

термопластичное красящее вещество, нанесенное на тонкой подложке,

попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элементами

(аналогами сопел и игл) печатающей головки обеспечивается должная

температура (около 70-80 градусов). Конструктивно такой способ печати

достаточно прост, к тому же он обеспечивает практически бесшумную

работу. Для нанесения цветного изображения требуется, разумеется, три

или четыре прохода: по одному для первичных цветов и один в случае

использования отдельного черного цвета, что соответственно увеличивает

время печати. Принтеры, использующие данную технологию, обычно требуют

специальной бумаги. Стоимость выведенной страницы с изображением, как

правило, дороже, чем для струйных принтеров. Для данных устройств

также характерна небольшая скорость печати (1-2 страницы в минуту).

Тем не менее, принтеры с термопереносом - достаточно надежные

устройства, которые не требуют сложного обслуживания и могут

воспроизводить цветное изображение (до 16,7 миллионов цветов) как на

пленке, так и на бумаге, с разрешающей способностью 200-300 dpi (точек

на дюйм). Стоимость подобных устройств может составлять от 1 до 10

тысяч долларов.

Dye sublimation.

Еще один класс цветных печатающих устройств - так называемые принтеры

с термосублимацией. Эта технология наиболее близка к технологии

термопереноса, только элементы печатающей головки нагреваются в данном

случае уже до температуры около 400 градусов. Хотя, возможно, термин

”термосублимация” не очень удачен, но он достаточно четко поясняет,

каким образом красящему веществу передается необходимая порция энергии

сублимации. Напомним, что под сублимацией понимают переход вещества из

твердого состояния в газообразное минуя стадию жидкости (например,

кристаллы йода сублимируют при нагревании). Таким образом, порция

красителя сублимирует с подложки и осаждается на бумаге или ином

носителе. В принтерах с термосублимацией красителя имеется возможность

точного определения необходимого количества красителя, переносимого на

бумагу (например. 19% cyan, 65% magenta, 34% yellow). Комбинацией

цветов красителей можно подобрать практически любую цветовую палитру.

Данная технология используется только для цветной печати, а

реализующие ее устройства обычно относятся к классу ”high end”. К их

основным преимуществам относится практически фотографическое качество

получаемого изображения и широкая гамма оттенков цветов без

использования растрирования. Основным ограничением применения данных

принтеров является высокая стоимость каждой копии изображения (более

доллара за страницу).

CD-ROM.

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов

для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается

относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а

угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения

головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с

помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и

попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При

попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через

призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает

в ямку, он рассеивается, и лишь малая часть излучения отражается

обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые

импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется

в нули слабое - в единицы. Таким образом, ямки воспринимаются

дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические

единицы.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными

характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого

промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми

соответственно в Кбайт/с. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-,

пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание

данных со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с

соответственно. В настоящий момент распространены двух- и

четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной

скоростью обладают более высокой производительностью, однако, оценить

чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению

с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего,

это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом

приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося

доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например,

при работе с базами данных) ”импульсная” скорость считывания

информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала

InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью,

по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции

доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого

копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако, наибольшее

преимущество получится при работе с полноформатным видео. Для

повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью

(стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер

дисковода представляет собой память для кратковременного хранения

данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату

контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому

устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не

занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных.

Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-

ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера,

которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и

видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков

данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента

начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые

способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может

привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны,

буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше

внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и

срывам изображения во время воспроизведения.

DVD-ROM

DVD - оптических диски, подобны CD. Под таким девизом уже начат

выпуск новых устройств, знаменующих переход к 17-гигабайтным носителям

данных и цифровому видео. О том, что обычные диски CD-ROM, рожденные

для записи звука, не так уж хорошо подходят для компьютеров. 8 декабря

1995 года крупнейшие производители приводов CD-ROM и связанных с ними

устройств подписали окончательное соглашение, утвердив не только

”тонкости” формата, но и название новинки DVD (Digital Video Disk),

HDCD (High Den city CD - диск высокой плотности записи), MMCD

(MultiMedia CD), SD (Super Density - сверхвысокой плотности). Впрочем,

споры вокруг нового стандарта не завершились с принятием соглашения -

даже название не находит единогласной поддержки в рядах основателей:

весьма распространенной является версия расшифровки аббревиатуры как

Digital Versatile Disk - цифровой многофункциональный диск.

Аппаратные средства.

DVD может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них

отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой

расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое

поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина

- это плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и

обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества

(компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут

дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких

языках) и титры (также многоязычные). Если оба слоя несут информацию,

то суммарная емкость составляет 8,5 ГБ (некоторое уменьшение емкости

каждого слоя вызывается необходимостью сократить взаимные помехи при

считывании дальнего слоя). Toshiba и Time Warner предлагают

использовать также двухсторонний двухслойный диск. В этом случае его

емкость составит 17 ГБ.

Уже этой характеристики достаточно, чтобы представить себе

воздействие, которое может оказать такой диск на кино/видеоиндустрию.

Цифровые системы, как известно, сохраняют качество сигнала при

копировании и уже не служат препятствием для создания нелицензионных

копий. Радикальная мера - модификация архитектуры ПК с целью

принципиального исключения возможности попадания DVD-данных на

системную шину, откуда они далее могут быть скопированы емкости самого

простого однослойного DVD достаточно для воспроизведения более 2 часов

видео телевизионного (студийного.) качества, при этом количество

информации на диске составляет 4,7 ГБ. Двухслойный диск хранит 8,5 ГБ.

Как же достигается столь значительное увеличение объема информации на

DVD диске? Для ответа на этот вопрос сравним его со знакомым нам CD-

ROM. Главное отличие, конечно, в повышенной плотности записи

информации. За счет перевода считывающего лазера из инфракрасного

диапазона (длина волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650 нм или

635 нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива до 0,6 (против 0,45

в CD) достигается более чем двух кратное уплотнение дорожек и

укорочение длины питов (отражающих выступов/впадин).

Из неназванных еще характеристик отметим номинальную скорость передачи

данных — 1108 Кб/с, поддерживаемую при постоянной линейной скорости

(CLV — constant lineal velocity) 4 м/с. Но не следует особо

обольщаться - увеличивается на порядок также и объем данных, которые

нам хотелось бы прочитать без ошибок. Кроме того, резкое уменьшение

отдельных элементов на отражающей поверхности неизбежно приведет к

увеличению количества случайных сбоев при чтении.

Подавляющее большинство производителей готовит устройства способные

считывать CD-ROM за счет использования специально сконструированной

оптической головки, обладающей возможностью перенастройки, или даже за

счет установки дополнительного объектива. Во всех случаях можно

полагать, что новые устройства смогут читать привычные для нас

”старые” диски.

WORM-устройства.

Хотя дисководы WORM похожи на CD ROM, они способны записывать ”внутрь”

диска. Как и в CD ROM, WORM-устройства запоминают данные с помощью

физических изменений поверхности диска, но делают они это по-другому.

Нанести ямки в WORM-среде трудно, так как поверхность защищена

прозрачным пластиком. Вместо образования ямок в WORM-дисках

применяется затемнение. То есть, WORM-системы просто затемняют

поверхность или, точнее, испаряют ее часть. Однажды записав на диск

информацию, в дальнейшем можно будет только считывать информацию с

WORM-диска. Долговечность WORM-дисков оценивается, как минимум, в 10

лет. Объем данных, хранимых на одном диске WORM и CD ROM, составляет

650 Мбайт.

Звуковая карта

Любой мультимедиа–ПК имеет в своем составе плату–аудио адаптер. Для

чего она нужна? С легкой руки фирмы Creative Labs (Сингапур),

назвавшей свои первые аудио адаптеры звонким словом Sound Blaster, эти

устройства часто именуются “саундбластерами”. Аудио адаптер дал

компьютеру не только стереофоническое звучание, но и возможность

записи на внешние носители звуковых сигналов. Как уже было сказано

ранее, дисковые накопители ПК совсем не подходят для записи обычных

(аналоговых) звуковых сигналов, так как рассчитаны для записи только

цифровых сигналов, которые практически не искажаются при их передаче

по линиям связи.

Аудио адаптер имеет аналогово–цифровой преобразователь (АЦП),

периодически определяющий уровень звукового сигнала и превращающий

этот отсчет в цифровой код. Он и записывается на внешний носитель уже

как цифровой сигнал.

Цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти

компьютера (например, в виде WAV–файлов). Считанный с диска цифровой

сигнал подается на цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП), который

преобразует цифровые сигналы в аналоговые. После фильтрации их можно

усилить и подать на акустические колонки для воспроизведения. Важными

параметрами аудио адаптера являются частота квантования звуковых

сигналов и разрядность квантования.

Частоты квантования показывают, сколько раз в секунду берутся выборки

сигнала для преобразования в цифровой код. Обычно они лежат в пределах

от 4–5 Кгц до 45–48 Кгц.

Разрядность квантования характеризует число ступеней квантования и

изменяется степенью числа 2. Так, 8–разрядные аудио адаптеры имеют

28=256 степеней, что явно недостаточно для высококачественного

кодирования звуковых сигналов. Поэтому сейчас применяются в основном

16-разрядные аудио адаптеры, имеющие 216 =65536 ступеней квантования —

как у звукового компакт–диска.

Таблица 1.

|Частотный диапазон |Вид сигнала |Частота квантования |

|400 – 3500 Гц |Речь (едва разборчива) |5.5 Кгц |

|250 – 5500 Гц |Речь (среднее качество) |11.025 Кгц |

|40 – 10000 Гц |Качество звучания |22.040 Кгц |

| |УКВ–приемника | |

|20 – 20000 Гц |Звук высокого качества |44.100 Кгц |

Другой способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. При

поступлении на синтезатор некоторой управляющей информации по ней

формируется соответствующий выходной сигнал. Современные аудио

адаптеры синтезируют музыкальные звуки двумя способами: методом

частотной модуляции FM (Frequency Modulation) и с помощью волнового

синтеза (выбирая звуки из таблицы звуков, Wave Table). Второй способ

обеспечивает более натуральное звучание.

Частотный синтез (FM) появился в 1974 году (PC–Speaker). В 1985 году

появился AdLib, который, используя частотную модуляцию, был способен

играть музыку. Новая звуковая карта SoundBlaster уже могла записывать

и воспроизводить звук. Стандартный FM–синтез имеет средние звуковые

характеристики, поэтому на картах устанавливаются сложные системы

фильтров против возможных звуковых помех.

Суть технологии WT–синтеза состоит в следующем. На самой звуковой

карте устанавливается модуль ПЗУ с “зашитыми” в него образцами

звучания настоящих музыкальных инструментов — сэмплами, а WT–процессор

с помощью специальных алгоритмов даже по одному тону инструмента

воспроизводит все его остальные звуки. Кроме того многие

производители оснащают свои звуковые карты модуляторами ОЗУ, так что

есть возможность не только записывать произвольные сэмплы, но и

подгружать новые инструменты.

Кстати, управляющие команды для синтеза звука могут поступать на

звуковую карту не только от компьютера, но и от другого, например,

MIDI (Musical Instruments Digital Interface) устройства. Собственно

MIDI определяет протокол передачи команд по стандартному интерфейсу.

MIDI–сообщение содержит ссылки на ноты, а не запись музыки как

таковой. В частности, когда звуковая карта получает подобное

сообщение, оно расшифровывается (какие ноты каких инструментов должны

звучать) и отрабатывается на синтезаторе. В свою очередь компьютер

может через MIDI управлять различными “интеллектуальными” музыкальными

инструментами с соответствующим интерфейсом.

Для электронных синтезаторов обычно указывается число одновременно

звучащих инструментов и их общее число (от 20 до 32). Также важна и

программная совместимость аудио адаптера с типовыми звуковыми

платформами (SoundBlaster, Roland, AdLib, Microsoft Sound System,

Gravies Ultrasound и др.).

В качестве примера рассмотрим состав узлов одного из мощных аудио

адаптеров — SoundBlaster AWE 32 Value. Он содержит два микрофонных

малошумящих усилителя с автоматической регулировкой усиления для

сигналов, поступающих от микрофона, два линейных усилителя для

сигналов, поступающих с линии, с проигрывателя звуковых дисков или

музыкального синтезатора. Кроме того, сюда входят

программно–управляемый электронный микшер, обеспечивающий смешение

сигналов от различных источников и регулировку их уровня и стерео

баланса, 20-голосый синтезатор музыкальных звуков частотной модуляции

Страницы: 1, 2, 3