INFORMATIKA PRO LÁZEŇSTVÍ 2 Ing. Petr Janík
http://www.lazenstvi2008.wz.cz
1
Klávesnice • nejrozšířenější vstupní zařízení počítače • jednotlivé typy klávesnic se odlišují svou velikostí a tvarem počtem, uspořádáním a popisem kláves
mechanickým provedením kláves (spínače, kapacitní, membránové, Hallovy snímače, ...) rozhraním • obvykle je klávesnice připojena k základní desce počítače prostřednictvím konektoru PS/2 nebo pětikolíkového konektoru DIN (dříve) • novým trendem je připojení klávesnice přes USB • při každém stisku klávesy je vyvoláno přerušení a následně provedena obslužná rutina tohoto přerušení 2
Klávesnice
3
XY ukazatel
Douglase Engelbart
4
Myš • polohovací zařízení určené k ovládání pozice kurzoru na obrazovce
• obvykle je její činnost založena na optomechanickém principu snímání pohybu • kulička umístěná uvnitř myši se třením o podložku uvádí do pohybu, přičemž její otáčení snímá soustava dvou válečků • pohyb obou válečků je snímán optoelektronickými čidly, jejichž signály jsou následně vyhodnocovány a převáděny na informace o rychlosti a směru pohybu myši • k počítači se obvykle připojuje prostřednictvím sériového rozhraní, PS/2 nebo USB • existují i myši bezkuličkové, bezdrátové atd. 5
Anatomie počítačové myši Počítačová myš Genius NetScroll +
6
Anatomie počítačové myši
7
Anatomie počítačové myši
8
Trackball, trackpoint, touchpad, tablet Trackball – kulový ovladač, který bývá součástí klávesnice přenosných počítačů (uživatel pohybuje přímo kuličkou myši – „myš vzhůru nohama“) Trackpoint – „kolík“ na klávesnici, který se natáčí a způsobuje tak pohyb kurzoru Touchpad – dotyková destička, která umožňuje ovládat kurzor lehkým pohybem prstu po destičce Tablet – polohovací zařízení složené z pevné podložky a snímacího zařízení; slouží zejména pro pohodlné ovládání inženýrských a projektantských aplikací, oproti myši může pracovat jako polohovací zařízení s absolutními souřadnicemi (každému bodu tabletu odpovídají tytéž souřadnice na obrazovce)
9
Herní ovladače Joysticky (pákové ovladače) • analogové • digitální Gamepady
Volanty
10
TISKÁRNY Podle principu tisku se dělí na úderová technologie (umožňuje • jehličkové tisk několika kopií současně) • inkoustové • laserové
bezúderové technologie
• 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 11
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
12
Jehličkové tiskárny elektromagnet V klidu
papír tiskový válec jehlička pružina
V provozu
barvicí páska
vodicí otvory
13
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 14
Inkoustové tiskárny Technologie Bubble Jet • tryskové komůrky tiskové hlavy se plní automaticky kapilárními silami inkoustem o objemu přibližně 10 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)
15
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)
16
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, …
17
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. 18
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.
19
Laserové tiskárny Zjednodušený princip činnosti Laser
Rotující zrcadlo Nabíjení povrchu válce
Zásobník toneru Papír
Čistý papír
Čisticí břit
Papír s naneseným tonerem
Zažehlovací jednotka
Hotový výtisk 20
Laserové tiskárny • vysoká kvalita tisku – rozlišení obvykle 600 DPI, u kvalitnějších tiskáren až 1200 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 21
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 22
Barevný model CMY (tiskárna)
Y
M
C
23
Barevný model RGB (monitor) R
G
B 24
Srovnání barevných modelů RGB a CMY
RGB CMY
25
Barevná obrazovka
Delta
Inline
Trinitron
26
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 AGP (nejmodernější), PCI a ISA (zastaralé) 27
Grafická karta • v současné době je standardem 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 dnes 4 až 64 MB • běžné jsou grafické karty s podporou trojrozměrných (3D, 3-dimensional) operací 28
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.
29
Monitory Nejdůležitější parametry • úhlopříčka – 14”, 15”, 17”, 19”, 21”
• max. 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, ... 30
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! 31
Nastavení vlastností zobrazení
Y
M
C
32
Displeje s kapalnými krystaly (LCD) polarizační fólie
kapalné krystaly, které jsou schopny působením elektrického pole měnit rovinu kmitů polarizovaného světla
Liquid Crystal Display Použití: displeje kalkulaček přenosných počítačů, digitálních hodinek, mobilních telefonů, ... 33
Zvuková karta • rozšiřující karta (v provedení ISA nebo PCI) do sběrnice základní desky zajišťující zvukový vstup a výstup • někdy 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 34
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 35
Síťová karta • rozšiřující karta sloužící ke vzájemné komunikaci mezi počítači • v provedení ISA nebo PCI • typ síťové karty musí odpovídat typu počítačové sítě (Ethernet, Token Ring nebo Arcnet) • důležitým parametrem je přenosová rychlost dat (obvykle 10Mb/s nebo 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. 36
Modem
• periferní zařízení umožňující komunikaci prostřednictvím běžné telefonní sítě (např. pro připojení k Internetu) • název vznikl z angl. modulator/demodulator • podle provedení se dělí na • interní – v provedení ISA (starší) nebo PCI, nepotřebují napájecí zdroj, levnější; nejnovější modemy jsou pro slot AMR (Audio/Modem Riser) • externí – snadné přemísťování k jiným počítačům; připojují se buď prostřednictvím sériového portu COM1, COM2 (vyžadují externí napájecí zdroj) nebo na sběrnici USB (nepotřebují napájecí zdroj)
• max. rychlost 56000 bps (bits per second) = 56 kbps • obvykle doplněn faxem (tzv. faxmodem) 37
Další periferní zařízení Scanner – snímač obrazové předlohy (důležitým parametrem je rozlišovací schopnost v DPI) Digitální fotoaparát Snímač čárového kódu Streamer – magnetopásková zálohovací jednotka Plotter – „souřadnicový zapisovač“ Datový projektor
Prostředky virtuální reality – brýle, helma, rukavice, ... ...
38
Různá periferní zařízení Stolní scanner
Digitální fotoaparát
Grafická karta
Externí modem 39
Různá periferní zařízení 3D-obrazovka
Kamera
http://www.elumens.com/products/visionstation.html
ISDN Router
LCD monitor 40
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 41
Literatura • Vrátil, Z.: Postavte si PC. BEN, Praha 1999. • Horák, J.: Učebnice hardware. Computer Press, Praha 1998. • Precht, M. – Meier, N. – Kleinlein, J.: EDV-Grundwissen: Eine Einführung in Theorie und Praxis der modernen EDV. Addison-Wesley, 1996. • Колесниченко, О. – Шишигин, И.: Аппаратные средства РС. «БХВ», Санкт-Петербург 1999. • Вильховченко, С.: Современный компьютер: устройство, выбор, модернизация. «Питер», Санкт-Петербург 2000. • Graphics Supercomputing on Windows NT. Intergraph Computer Systems, Huntsville 1998. 42
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. 43
Kontrolní otázky Vysvětlete podstatu barevného tisku. Srovnejte barevné modely RGB a CMY. Co znamená zkratka CMY-K? 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.
44
Kontrolní otázky Co to je a k čemu slouží scanner? 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.
45
Prezentace je vytvořena s využitím prezentace Ing. Michala Vojkůvky http://www.fce.vutbr.cz/aiu/vojkuvka.m/
46
