Устройства вывода 

Устройства вывода – это устройства, которые представляют компьютерные данные в форме, доступной для восприятия человеком.

   Первыми устройствами вывода были панели индикаторных лампочек. Каждая из них показывала состояние отдельного бита: горящая лампочка обозначала единицу, а выключенная – ноль. Для чтения результата нужно было хорошо знать двоичную систему. 

       Этот схематический рисунок изображает индикаторную панель на пульте ЭВМ первых поколений. Разноцветные колпачки патронов с лампочками помогали правильно считывать результат: каждая группа из трѐх битов – это одна восьмеричная цифра. Если считать, что горящие лампочки на рисунке обозначены тѐмным цветов, то в регистре Рг1 читается восьмеричное число 700707708, а сумматор См очищен (заполнен нулями). 

        Такие панели использовались для обслуживающего персонала вплоть до третьего поколения ЭВМ, однако для большинства пользователей такой вывод данных был непонятен. Первые «настоящие» устройства вывода печатали числа в десятичном виде на бумагу. Затем печатающие устройства научились печатать не только цифры, но и буквы. Они работали по принципу печатающей машинки: рельефный шаблон символа ударял по красящей ленте, прижатой к бумаге, и оставлял отпечаток. 

      Кроме устройств, печатающих символы, появились графопостроители (плоттеры), которые рисовали перьями на бумаге графики функций и простейшие картинки.       

      Революционным событием стало создание мониторов. Это позволило избавиться от ненужного расхода бумаги – теперь можно было выводить на печать только самое необ- ходимое. Кроме того, управление и обслуживание ЭВМ стало более удобным. 

     Компьютеры четвертого поколения начали обрабатывать мультимедийную информацию – звуковые и видеоданные. Поэтому к компьютерам стали подключать устройства для вывода такой информации: звуковые колонки, наушники, телевизор и т.п.  Эволюция устройств вывода не остановилась – все время разрабатываются устройства новых типов, порой весьма экзотические. Например, появились сообщения о создании «3D-принтеров», которые способны под управлением компьютера создавать объем- ные тела из различных материалов (прежде всего, из пластика)

           Монитор 

       Компьютерный монитор состоит из дисплея (панели, на которую смотрит человек) и электронных схем, позволяющих выводить на этот дисплей текстовую и графическую ин- формацию. 

        Мониторы во многом используют телевизионные технологии. В конце XX века для компьютеров применялись мониторы на основе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), но они были  вытеснены  жидкокристаллическими  (ЖК)  мониторами, которые обладают  рядом преимуществ: 

• малый вес и размеры;
•  в 2-4 раза меньшее потребление электроэнергии; 
• нет искажений изображения, характерных для электронно-лучевых трубок; 
• значительно ниже уровень электромагнитного излучения. 

      Тем не менее, некоторые профессионалы по-прежнему работают на электронно-лучевых мониторах. Дело в том, что ЖК-мониторы имеют недостатки, которые трудно устранить в производстве:   

• цветопередача хуже, чем у ЭЛТ-мониторов; например, очень трудно получить чисто черный цвет; 
•   контраст и цвета изображения меняются в зависимости от угла, под которым мы смотрим на монитор;  
•  при быстром изменении изображения заметно «запаздывание» (жидкие кристаллы не могут поворачиваться слишком быстро);  
•  при существующих технологиях изготовления у многих мониторов есть дефектные точки, которые не работают (так называемые «битые пиксели»);   
• могут отображать чѐткую картинку только в одном разрешении, совпадающем с размерами матрицы. 

    Наиболее важные характеристики мониторов – это размер диагонали (в дюймах) и максимальное  разрешение  (количество  точек  экрана  по  ширине  и  высоте).  Для  ЖК- мониторов максимальное разрешение – это количество элементов матрицы. Если установить другое (более низкое) разрешение, то качество изображения будет хуже, т.к. видео- системе придется «растягивать» картинку на реально существующие точки. 

      Процессор  передает  данные для  вывода  видеокарте (видеоконтроллеру),  которая управляет выводом изображения на монитор. Современные видеокарты содержат микро- процессор для обработки графической информации (графический ускоритель) и собст- венную видеопамять. Можно считать, что видеокарта – это специализированный компь- ютер, который существенно ускоряет построение и вывод на монитор графических изо- бражений, особенно трехмерных.. 

      Печатающие устройства 

Печатающие устройства (принтеры) служат для вывода текстовой и графической информации на бумагу или плѐнку. Современные принтеры обрабатывают символы как графику, т.е. рисуют их. На принтерах можно печатать очень сложные изображения, в том числе цветные фотографии. В настоящее время существует четыре основных типа принтеров: матричные, струйные, лазерные и сублимационные. 

   Матричные принтеры – это последнее поколение принтеров с ударным принципом работы. Печатающая головка содержит вертикальный ряд иголок, которые  под  воздействием  управляющих  сигналов ударяют по красящей ленте, оставляя на бумаге отпечатки в виде маленьких точек. Головка  движется  в  горизонтальном  направлении, что позволяет сформировать строку из символов произвольного вида. На таком принтере можно получать не только тексты, но черно-белые рисунки, однако вывод графики происходит очень медленно

       Достоинства матричных принтеров – дешевизна самих принтеров и расходных материалов (красящих лент), а также способность печатать практически на любой бумаге.    
      Печатающая головка струйных принтеров содержит крошечные отверстия, через которые под большим давлением на бумагу выбрасываются чернила. Диаметр получаемых при этом точек гораздо меньше, чем у матричных принтеров, что позволяет получить значительно лучшее качество печати. В цветных принтерах чаще всего устанавливается два картриджа: один с черной краской, а второй – с голубой, фиолетовой и желтой (вспомните цветовую модель CMYK). Изображение строится из точек этих цветов. В некоторых моделях для повышения качества используют шесть базовых цветов. Для печати на струй- ных принтерах необходима качественная бумага, кроме того, напечатанное изображение расплывается при попадании воды. 
    
   

Лазерные принтеры обеспечивают очень высокое качество печати. Компьютер строит в памяти полный образ страницы и предает его принтеру. Тот с помощью лазерного луча построчно переносит изображение на вращающийся барабан – строит электростатическую копию картинки. Затем к барабану притягиваются мелкие частицы красящего порошка – тонера, причем, чем сильнее наэлектризован участок барабана, тем больше краски он получает. На следующем этапе бумага прижимается к барабану, в результате на ней строится  отпечаток  картинки.  Чтобы  краска не осыпалась,  на выходе  нагретый  валик вплавляет частицы тонера в бумагу. Поскольку лазерные принтеры используют достаточно сложные технологии, они стоят дороже матричных и струйных, и потребляют больше электроэнергии. 
    Светодиодные принтеры (их тоже часто называют лазерными) работают по такому же принципу, но изображение переносится на барабан не лазером, а светодиодной матрицей.  
   Сублимационный принтер печатает изображение совсем иначе: головка принтера нагревает поверхность, размягчая ее, а затем «впрыскивает» крохотные частицы красителя. Сверху наносится защитный слой, который предохраняет краску от разрушения солнечными лучами, и в итоге образуется очень стойкое изображение. Сублимационные принтеры прекрасно подходят для печати на пластиковых картах и компакт-дисках, часто используются для печати фотографий. Их недостатки – низкая скорость печати (более 1 минуты на одну фотографию) и высокая стоимость 
       Важнейшей характеристикой принтера является его разрешающая способность. 

Разрешающая способность принтера – это максимальное количество точек, которые он способен напечатать на единицу длины.

      По традиции разрешающая способность измеряется в точках на дюйм (англ. dpi = dots per inch). Все современные струйные и лазерные принтеры имеют разрешающую спо- собность  не  ниже  300 dpi,  что  обеспечивает  высококачественную  печать.  Некоторые принтеры позволяют пользователю менять разрешающую способность, регулируя тем са- мым качество печати.  

 Устройства ввода/вывода

      Некоторые компьютерные устройства нельзя однозначно отнести ни к устройствам ввода, ни к устройствам вывода. Пример такого «гибрида» – сенсорный экран. С одной стороны, на него выводится информация, а с другой – пользователь вводит команды, на- жимая на нужный участок изображения. Сенсорные экраны применяют в портативных компьютерах, платѐжных и информационных терминалах, а также для представления пре- зентаций.
   В некоторых мобильных телефонах, карманных и планшетных персональных ком- пьютерах сенсорный экран заменил клавиатуру и занимает всю переднюю панель. Многие из этих устройств (например, смартфон iPhone и планшетный компьютер iPad фирмы Apple) используют технологию мультитач (англ. multitouch). Это значит, что сенсорный экран отслеживает нажатия и движения пальцев в нескольких точках одновременно. На- пример, сближая пальцы рук, пользователь уменьшает масштаб изображения на дисплее, а раздвигая — увеличивает.