Perifériák jellemzői és működése

Átírás

1 Perifériák jellemzői és működése A perifériák fogalma és csoportosítása Azokat a számítógépes hardverelemeket, amelyek nincsenek beépítve a számítógép házába, hanem külső eszközként csatlakoznak a számítógéphez, perifériáknak nevezzük. A perifériák segítségével információ áramlik a számítógép és a külvilág között. A perifériák az információáramlás irányától függően lehetnek: bemeneti (input) eszközök, amelyeknél az információ a külvilág felől a számítógépbe áramlik, kimeneti (output) eszközök, amelyeknél az információ a számítógépből a külvilág felé áramlik, ki- és bemeneti (input/output) eszközök, amelyeknél az információáramlás kétirányú. A monitorok működési elve Manapság a számítógép legfontosabb kimeneti egysége (perifériája) a televíziókhoz hasonló számítógépképernyő vagy monitor. A monitort egy kábel köti össze a videóadapterrel (videokártya), amelynek utasításai alapján jeleníti meg a kívánt képet. A monitoron megjelenített kép pixelekből áll (Picture Element). A pixel lényegében egy pont, ezek alkotják a képernyőmátrixot. Minél több ilyen apró pontból áll a kép, annál finomabb, részletgazdagabb. CRT (Cathode Ray Tube) a hagyományos katódsugárcsöves képernyő. A CRT monitorban egy katódsugárcső található, elektronágyúval az egyik végén, foszforral bevont képernyővel a másik végén. Az elektronágyú elektronnyalábot lő ki, ezt elektromágneses térrel térítik el. Az elektronnyaláb a foszforborításba ütközik és az felvillan, majd elhalványodik. Ha elég gyorsan követik egymást az elektronnyalábok, akkor az a pont nem halványodik el. Tehát az elektronágyú ír a képernyőre a számítógép utasításának megfelelően, balról jobbra, egy másodperc alatt többször is (legalább 60-szor) frissítve a képpontokat. Az első monitorok egyetlen szín árnyalatait tudták megjeleníteni (monokróm): a fekete-fehér mellett a borostyán sárga és a zöld színűek is elterjedtek voltak. A színes monitoroknak három alapszíne van: a piros, a zöld, és a kék (RGB). Ezek keverésével bármelyik szín előállítható. Mindegyik színhez tartozik egy elektronágyú. Azt, hogy az elektronágyú másodpercenként hányszor frissíti a képpontokat, képfrissítési frekvenciának nevezzük. Ezt Hertzben adjuk meg. A CRT monitorok frissítési frekvenciáját mindig a lehető legnagyobbra kell állítani, hogy ezáltal csökkentsük a monitor villogását és a szem terhelését. A CRT monitorok manapság már elavultnak számítanak, nagy energiafogyasztásuk és méretük miatt. LCD (Liquid Crystal Display) a folyadékkristályos képernyő. Az LCD monitor működési elve a következő: két, belső felületén mikronméretű árkokkal ellátott átlátszó lap közé folyadékkristályos anyagot helyeznek, amely nyugalmi állapotában igazodik a belső felület által meghatározott irányhoz, így csavart állapotot vesz fel. A kijelző első és hátsó oldalára egy-egy polárszűrőt helyeznek, amelyek a fény minden irányú rezgését csak egy meghatározott síkban engedik tovább. A csavart elhelyezkedésű folyadékkristály különleges tulajdonsága, hogy a rá eső fény rezgési síkját elforgatja. Ha hátul megvilágítják a panelt, akkor a hátsó polarizátoron átjutó, síkban polarizált fényt a folyadékkristály elforgatja, így a fény az első szűrőn is átjut, és világos képpontot kapunk. Ha kristályokra elektromos feszültséget kapcsolunk, nem forgatják el a fényt, tehát az nem jut át az első polárszűrőn, az eredmény pedig fekete képpont. Az LCD technológia előnyei a CRT-hez képest a kis méret, kis fogyasztás és a villódzásmentesség. Perifériák jellemzői és működése - 1/5 oldal

2 Az LCD technológia továbbfejlesztésével jött létre a TFT (Thin Film Transistor, vékonyfilm tranzisztor) monitor, amelynek minden egyes képpontja egy saját tranzisztorból áll. LED (Light Emitting Diode) Az LCD-TFT technológia továbbfejlesztéseként manapság elterjedt monitortípus. Lényege, hogy háttérvilágításként fénycsövek helyett LED-eket (fénykibocsátó diódák) használ, aminek eredménye a kisebb fogyasztás és a nagyobb kontraszt. PDP (Plazma Display Panel) a plazmakijelzők esetében minden egyes képpont (minden egyes pixel) három kicsi kamrából áll, a piros, a zöld és a kék alapszíneknek megfelelően. Ezek a kamrák két üvegtábla között vannak elhelyezve és egy speciális nemesgázkeverékkel vannak megtöltve. A kamrák elektródájára elektromos impulzust bocsátva, a gázkeverék plazmaállapotba kerül (innen adódik a technológia neve) és a benne felszabaduló megfelelő töltésű ionok a foszfor gerjesztése által fényt bocsátanak ki. Mivel minden egyes képpont egymástól függetlenül, akár folyamatos üzemben vezérelhető, a monitor villódzástól mentes, nagy kontrasztarányú, tökéletes színekkel rendelkező képet ad, bármely szögből nézve. Az LCD megjelenítőkhöz képest a plazma megjelenítők nagyobb képátlóval, jobb kontrasztaránnyal, szebb színekkel, rendelkeznek, a gyorsan mozgó képrészleteket tisztábban jelenítik meg, a képük minősége nem függ a rálátási szögtől. Ezzel szemben kisebb a felbontásuk, illetve magasabb az átlagos fogyasztásuk. A plazmakijelzők előnyei elsősorban olyan helyeken kamatoztathatók, mint a nyilvános helységek vagy szabadtér. A monitorok főbb jellemzői Képátló: A monitor egyik sarkától a szemközti sarkáig terjedő távolság, hüvelykben (inch A mátrixnyomtató a legrégebbi, ma is látható típus. Működése a klasszikus, tintaszalagos írógéphez hasonlít, azzal a különbséggel, hogy a mátrixnyomtató az írásjelek képét az írófejében elhelyezkedő tűk (9, 18 vagy 24 darab) segítségével pontokból alakítja ki. A tűk mágneses tér hatására mozdulnak ki, és rugóerő húzza vissza a helyükre. A kilökött tű a papír előtt kifeszített festékszalagra ütve hozza létre a papíron a karakter vagy ábra egy-egy pontját. Előnye, hogy indigós papírra egyetlen Perifériák jellemzői és működése - 2/5 oldal 2,54 cm) mérik. Képarány: A kijelző oldalhosszúságainak aránya. A hagyományos a 4:3 arány (ez a digitális fényképezőgépek aránya is), szélesvásznú képernyőnél pedig a 16:10-hez vagy mostanság a 16:9-hez arány. Kontrasztarány: Megadja, hogy a képernyő milyen árnyalatkülönbséget képes létrehozni két szomszédos képpont között, a legsötétebb (fekete) és legvilágosabb (fehér) árnyalatai közötti arány viszonyszámmal kifejezve. Minél nagyobb az arány, annál kevésbé terheli a szemet a számítógéppel végzett munka. Válaszidő: Folyadékkristályos monitorok jellemzője, ezredmásodpercben (ms) mért időegység. Azt az időt jelöli, amennyi ahhoz kell, hogy egy képpont fényereje megváltozzon. A lassú válaszidő akkor lehet zavaró, ha a monitoron gyors változásokat kell megjeleníteni (filmek, játékok). Minél kisebb legyen. Fényerő: A monitor fényességét jellemzi. Főként világos térben, nagy távolságról nézve kell a nagy fényerő. Maximális felbontás: Maximálisan mekkora felbontásra állítható. Optimális felbontás: Folyadékkristályos monitorok tulajdonsága. A LCD-panel fizikailag kialakított felbontását jelöli. Erre a felbontásra állítva adja a monitor a legjobb képminőséget. (Többnyire ez a felbontás egyben az ilyen monitorok maximális felbontása is.) Látószög: Az a paraméter mely megadja, hogy a monitoron lévő kép milyen szögtartományból látható. Általában két adattal jellemzik, az első a horizontális (vízszintes), második a vertikális (függőleges) adat. Például: H:160 / V:150 Papíralapú megjelenítők

3 nyomtatási menetben több példányban is nyomtathatunk, így például a számlanyomtatás terén nehezen nélkülözhető. További előnye az alacsony üzemeltetési költség (olcsó a szalag). Hátrányai a lassúság és a magas zajszint. (Messziről felismerhető a visításáról.) A tintasugaras nyomtató tulajdonképpen a mátrixnyomtató továbbfejlesztése. Nyomtatáskor egy kisméretű tintaágyú egy festékpatronból mikroszkopikus méretű tintacseppeket lő a papírra. Egy-egy karaktert sokkal több pontból alakítanak ki, mint a mátrixnyomtatók, és rendkívül csendesek. A tintasugaras nyomtatók mai változatai már fénykép minőségű képet adnak. Elsősorban otthon vagy kisebb irodákban használják jó minőségű nyomtatványok készítésére. A színes tintasugaras nyomtatók három alapszínből (+ a feketéből) keverik ki a kívánt színárnyalatot. Mindenképpen érdemes olyan nyomtatót vásárolni, amelyben az egyes színkomponenseket adó tintapatronok külön is cserélhetők. Előnyük a mátrixnyomtatókkal szemben a sokkal jobb képminőség, alacsony zajszint, nagy sebesség. Hátrányuk a viszonylag magas üzemeltetési költség (a tintapatronba az írófej is be van építve). A lézernyomtatókhoz képest nagy hátrányuk, hogy vízben oldódó tintát használnak, ezért egyrészt a nyomtatott írás elmosódik, ha vizet kap, másrészt az írófej hajlamos a beszáradásra, ha hosszabb ideig nem használjuk. A lézernyomtató működési elve a fénymásolókhoz hasonlítható. Egy speciális, fényérzékeny anyaggal bevont hengerre lézersugár rajzolja fel a nyomtatandó képet. A lézerpásztázott helyeken a henger elektrosztatikus töltést kap, így amikor érintkezésbe kerül a festékport tartalmazó rekesszel, a festék feltapad a hengerre. A hengerről gördítéssel kerül át a kép a papírra, majd a nyomtató magas hőmérsékletű beégető egységében rögzül a nyomat. A lézernyomtatót leginkább irodákban használják, mivel gyorsan, jó minőségben képes nyomtatni. Egyes típusai tömeges nyomtatásra is kiválóan alkalmasak. A lézernyomtatók előnye a tintasugarasokhoz képest a jobb képminőség, nagyobb sebesség, alacsonyabb üzemeltetési költség, továbbá, hogy a papírra égetett tinta nem mosódik el, ha vizes lesz. Hátrányuk a magasabb beszerzési ár. Léteznek színes lézernyomtatók is, amelyeknél tintasugaras társaikhoz hasonlóan a színes kép ciánkék, bíbor, sárga és fekete színekből áll össze. Ezek a színek képezik az alapját a nyomdákban is használt CMYK színkeverési módnak. A plotter, más néven rajzgép, speciális, nagyméretű műszaki rajzok előállítására alkalmas eszköz, ezért főleg mérnöki irodák használják. A plotter működése eltér az eddig megismert elvektől, két egymásra merőleges sínen mozgó tollal, ceruzával rajzolja meg a képet. A hőnyomtató speciális papírtekercset, ún. hőpapírt használ, amelynek az a tulajdonsága, hogy hő hatására elszíneződik. Előnye a nagy élettartam és a végtelen színezőanyag. Hátránya, hogy a hozzávaló papír viszonylag drága, nyomtatási minősége gyenge, hőmérséklet és napfény ellen védeni kell a kinyomtatott dokumentumot. Manapság leginkább parkoló-automatákban használják. A nyomtatott kép minőségét alapvetően az egységnyi nyomtatási területre eső képpontok száma, azaz a képfelbontás határozza meg, melynek mértékegysége a DPI (Dot Per Inch). Ez a mérőszám azt jelenti, hogy a nyomtató hány képpontot tud nyomtatni a kép 1 inch-es (2,5 cm) szakaszán. Jó minőségű nyomtatáshoz minimum 300 dpi felbontást kell használnunk. Fontos jellemzője még a nyomtatóknak a nyomtatási sebesség. A nyomtatási sebességet a CPS (Character Per Seconds) vagy a lap/perc mértékegységekkel mérhetjük. A CPS az egy másodperc alatt kinyomtatható karakterek, míg a lap/perc az egy perc alatt kinyomtatható lapok mennyiségét jelenti. Képdigitalizáló eszközök A lapolvasó (jövevényszóval: szkenner) a számítógép olyan külső berendezése, mely képek digitalizálására, számítógépbe való bevitelére szolgál. A lapolvasó feladata tehát, hogy a látható információt digitális adattá alakítsa át. Ezután a már gépben lévő, digitálisan tárolt információt a legkülönfélébb programok segítségével fel Perifériák jellemzői és működése - 3/5 oldal

4 lehet dolgozni. A lapolvasó, vagy angol nevén scanner (magyarítva szokás ezért szkennernek is nevezni) lehetővé teszi, hogy ábrákat, szöveges dokumentumokat képként a számítógépbe juttassunk. Amennyiben szöveget digitalizálunk vele, akkor abból még csak kép lesz, amit ún. karakterfelismerő (OCR) programmal át kell alakítani szöveggé. A lapolvasók működése: Az olvasófejet a léptetőmotor bordásszíj segítségével mozgatja fémsíneken az üveglap alatt. A fejegység fénycsöve alulról megvilágítja a beolvasandó anyagot, majd a visszavert fényt a tükör (vagy tükrök) segítségével egy lencsén keresztül (amely a kép kicsinyítését végzi) a szkenner belsejében található, fix pontra rögzített CCD érzékelőre fókuszálja; majd az érzékelő digitális képpé alakítja a beérkező fényt. A lapolvasók főbb paraméterei a következők: Maximális felbontás A lapolvasó maximális felbontása azt jelenti, hogy egy adott területet hány képpontra tud bontani. Nyilván minél többre, annál részletgazdagabb képet kapunk, viszont annál több képpontot kell tárolni egy adott méretű képről, vagyis annál nagyobb helyet igényel a kép tárolása, és annál lassabb lesz a beolvasás is. Egy adott lapolvasó több felbontást ismer, amelyek között a kezelőprogramban lehet választani. A kész kép elmentésének formátuma is a kezelőprogramban választható. A felbontást a DPI mértékegységgel szokás megadni, amely az angol Dot Per Inch rövidítése, vagyis a hüvelykenkénti pontok számát adja meg. (1 hüvelyk 2,54 cm) A kép tárolásához szükséges adatmennyiség négyzetesen arányos a felbontással, tehát pl. egy 600 dpi felbontással digitalizált kép négyszer annyi helyet foglal, mint egy 300 dpi-vel beolvasott. A beolvasható adathordozó típusa és nagysága. A lapolvasók nagy része legfeljebb A4-es méretű síklapok beolvasására alkalmas, de léteznek speciális lapolvasók, amelyek nagyméretű rajzok (műszaki rajzok), filmek, vagy akár könyvek digitalizálására is alkalmasak. A megkülönböztetett színek száma. A lapolvasók szinte mindegyike 16 millió színnel dogozik, ami megegyezik a 24 bites színmélységgel. Ennél nagyobb színmélységre, több színre általában nincs is szükség, hiszen az emberi szem azt már úgysem tudná megkülönbözteni. A számítógéphez való csatlakoztatáshoz használt illesztőfelület (manapság leginkább USB). A digitális fényképezőgép egy olyan fényképezőgép, amely a korábbi filmelőhívásos technológiával szemben az optikai lencserendszer mögött található elektronikus érzékelővel (CCD, CMOS) a fényjeleket elektronikus jelekké alakítja. Az elektronikus jeleket ezután processzor(ok) segítségével feldolgozzák, és digitális formában memóriakártyán tárolják. Kompakt fényképezőgép Tükörreflexes fényképezőgép A professzionális, ún. tükörreflexes változatok objektívje cserélhető, így különféle feladatokhoz a megfelelő látószögű és nagyítású lencserendszer használható. A digitális fényképezőgépek lényegileg ugyanazt a feladatot végzik, mint a lapolvasók, nevezetesen a külvilágból érkező, analóg természetű képi információ digitalizálását és tárolását. Ebből következőleg legfontosabb jellemzőik is hasonlóak: A digitális fényképezőgépek maximális képfelbontását megapixelben szokták megadni, amely azt jelenti, hogy a kép hány millió képpontból (pixelből) áll. Egy 2 MP es gép tehát kb képpontra bontja fel a képet. Természetesen minél nagyobb ez a szám, annál finomabb lesz a kép, de annál több memóriára van szükség a tárolásához. Ha csak képernyőre szánjuk a képeket, vagy csak kisméretű nagyításokat szeretnénk nyomtatni (pl. Perifériák jellemzői és működése - 4/5 oldal

5 10 15 cm), akkor elegendő egy 2 MP es gépet használnunk. Ha azonban nagyobb méretben is szeretnénk nyomtatni, vagy utólag akarunk belenagyítani a képbe, akkor nagyobb felbontásra lesz szükségünk. A digitális fényképezőgépek különféle típusú flash-memóriakártyákat használnak (SD, MMC, CF), a képek tárolásához, amely általában cserélhető, bővíthető. A fényképezőgépről általában az USB porton keresztül tölthetjük át a képeket a számítógépre. Fontos jellemzője a fényképezőgépnek a lencserendszer nagyítása, fényereje, és minősége, illetve tükörreflexes gépeknél az, hogy milyen típusú objektívekkel kompatibilis. (Általában a márkás tükörreflexes gépekre passzolnak az azonos márkájú, hagyományos fényképezőgépekre készült objektívek.) A legtöbb digitális fényképezőgép 24 bites színmélységgel dolgozik, azaz kb. 16 millió színárnyalatot tud megkülönböztetni, egyes professzionális gépek azonban többre is képesek. Végezetül íme egy számolási példa: Mekkora fájlméretet eredményez egy 7 megapixeles fényképezőgép, ha színcsatornánként 8 bites színmélységgel dolgozva, tömörítés nélkül tárol el egy fényképet? Ha pl. a fényképezőgép 7 MP-es felbontásban dolgozik, akkor a képet képpontra bontja fel. Minden egyes képpont 3 színcsatornát tartalmaz, tehát ha színcsatornánként 8 bites, azaz egy bájtos színmélységgel dolgozik a gép, akkor bájtnyi információt kell tárolni B = kb = 21 MB B KiB 20 MiB (1024-gyel kell osztani) Perifériák jellemzői és működése - 5/5 oldal