1.7 Vstupní a výstupní zařízení 1.7.1 Klávesnice Nejznámější a nejpoužívanější vstupní zařízení. Existuje několik typů konstrukce (kontaktní, membránová, kapacitní). K základní jednotce je připojena pětižilovým (respektive šestižilovým v případě PS2) kabelem. Význam jednotlivých kláves závisí na konkrétním SW, ale většinou se dodržují určité zvyklosti. Klávesnice je rozdělena na několik základních částí (znaková část, funkční klávesy, kurzorové šipky a numerická klávesnice). Existují i varianty multimediálních a bezdrátových klávesnic. 1.7.2 Polohovací zařízení Myš nejznámější polohovací zařízení. Umožňuje pohodlně ovládat kurzor na obrazovce. Pracuje na principu mechanického snímače změny polohy ve dvou osách. Pohyb se přenáší pogumovanou kuličkou na kolečka spojená s optoelektronickým snímačem. V současnosti se stále více používají myši optické. Mezi základní parametry patří počet tlačítek (2, 3, kolečko), citlivost (rozlišení 300-600 DPI), provedení připojení (COM, PS2, USB). Existuje bezdrátová varianta (infraport) i prostorová varianta (3D). Track Ball, Track Point, Touch Pad polohovací zařízení používaná v přenosných počítačích Tablet (Digitizér), Pero slouží pro přenos grafických informací do počítače. Používá se k překreslování (digitalizaci) existující obrazové předlohy nebo k vytváření nového obrazu kreslením pomocí pera resp. posuvné části tabletu po pevné podložce, na které je umístěna překreslovaná předloha. Vyrábí se v různých velikostech (A6 A0); podložka kromě polohy může snímat i tlak. Založeno na elektromagnetickém principu. Využití: konstrukční a geografické práce, grafická studia. 1.7.3 Skener Umožňuje digitalizovat a přenést do počítače dvourozměrné statické grafické předlohy. Velikost (paměťová náročnost) výsledného rastrového obrázku závisí na barevné hloubce, použitém rozlišení a velikosti předlohy. Pro digitalizaci transparentních předloh (většinou negativních a diapozitivních filmů) se používají buď upravené skenery s nástavbou pro skenování transparentních předloh (nízká kvalita výsledného skenu) nebo speciální filmové skenery s vysokým rozlišením (2400-3600 DPI) a denzitou (vlastnost udávající jak tmavý /hustý/ materiál je skener schopen digitalizovat). Typ Rozlišení ruční, stolní, bubnový, knižní počet různých obrazových bodů, který je skener schopen rozpoznat na skenované předloze, udává se v DPI (Dot Per Inch, body na palec), dnes běžně 1200 DPI pro neprofesionální stolní skenery (neinterpolováno) Barevná hloubka počet bitů na každý barevný kanál (R, G, B) udává, kolik barev dokáže skener rozlišit Senzor LED (ruční skenery), CIS (levnější zařízení, nízká spotřeba, přenosné), CCD (lepší kvalita skenu) 1.7.4 Monitor Nejběžnější výstupní zařízení. Technologie shodná s 60 let starou (a tím i propracovanou) technologií televizní obrazovky. Monitor vytváří obraz složený ze skupiny blízko uložených bodů. Jednotlivé body jsou na obrazovce vykreslovány pomocí elektronového paprsku pohybujícího se po stínítku. Elektronový paprsek takto opakovaně prochází všechny body na obrazovce. Machalík F., Veselý P., Sadloň Ľ.: Informatika I - 1 -
Rozměr Barevný režim Pracovní rozlišení udává se velikost úhlopříčky v palcích. 14 monitory jsou minulostí, 15 monitory dožívají, standardem se dnes stávají 17. Pro náročnější grafickou práci se používají 19 a 21 monitory. počet současně zobrazovaných barev (16, 256, většinou True Color). počet obrazových bodů v horizontálním a vertikálním směru zobrazovaných monitorem v aktuálním režimu (běžné hodnoty rozlišení jsou: 640 480, 800 600, 1024 768, 1200 1600). Obnovovací frekvence (frekvence snímkového rozkladu) udává, kolikrát se stihne obraz obnovit (překreslit) za sekundu. Tento parametr má vliv na kvalitu obrazu a únavu očí. Hodnota doporučená standardem VESA II je 75 Hz, ideálně 85 Hz a výše. Dosažení tohoto parametru závisí nejen na monitoru, ale i na grafické kartě. Typ obrazovky použitá technologie se liší u různých značek a typů. Ploché obrazovky dosahují podstatně lepšího (méně deformovaného) obrazu (Trinitron, Diamondtron, Flatron, aj.) 1.7.5 Tiskárna Tiskárna je nejběžnější výstupní médium vytvářející trvalý výstup. Připojení k počítači přes rozhraní Centronics (LPT), nebo přes USB. Existují i zařízení s infraportem, používaná především u přenosných počítačů. Jedním z rozhodujících faktorů, ovlivňujících kvalitu výsledného tisku, je použitá technologie tisku. Mezi další významné parametry patří možnost barevného tisku, rychlost tisku a rozlišení. Jehličkové tiskárny zastaralá technologie založená na přenosu barvy z barvicí pásky na papír pomocí úhozů jednotlivých tiskových jehliček. Nevýhody této technologie je pomalý, hlučný tisk a méně kvalitní tisk, nehodící se pro tisk grafiky. Existuje sice i možnost barevného tisku (postupný přenos základních barev CMY přes tři barevné barvící pásky), avšak kvalita je podstatně horší i ve srovnání s nejlacinějšími inkoustovými tiskárnami. Maximální rozlišení jehličkových tiskáren je přibližně 360 DPI. Výhodou oproti jiným tiskovým technologiím je možnost tisku více kopií najednou pomocí kopírovacího papíru (použito u některých předpřipravených formulářů). Inkoustové tiskárny technologie založená na stříkání malých kapek (řádově pikolitry) inkoustu na papír. Inkoust se ze zásobníku kapilárním vzlínáním dostane do komůrky, odkud je (termálně nebo piezoelektricky) přes trysku vystříknut na papír. Barevný tisk je realizován subtraktivní metodou. V barevných inkoustových tiskárnách je obsaženo několik zásobníků pro různé barvy. Většinou jsou to základní barvy barevného modelu CMY, který se skládá z tyrkysové (cyan), purpurové (magenta) a žluté (yellow) barvy. Některé (především fotorealistické) tiskárny mohou obsahovat ještě i další barvy, které se používají k vytvoření některých těžko mísitelných barev (například pleťové odstíny). Teoreticky je možno smícháním žádné až tří barev (z uvedeného barevného modelu CMY) ve správném poměru dosáhnout na bílém podkladu libovolné výsledné barvy. Prakticky ale velikost barevných kapiček (a tím i poměr barev) nelze měnit (mimo některé nejnovější tiskárny, kde lze vytvořit kapičky o dvou různých velikostech), a proto je možno smísením žádné až tří kapiček základních barev vytvořit osm různých barevných kombinací. K dosažení více barevných odstínů se používá tzv. rastrování, kdy každý pixel tištěného obrázku je složen Machalík F., Veselý P., Sadloň Ľ.: Informatika I - 2 -
Laserové tiskárny z více bodů s různou barvou (např. 3 3 nebo 4 4). Tím lze vytvořit iluzi plnobarevného obrázku. Výhodou inkoustových tiskáren jsou nižší pořizovací i provozní náklady (především u ČB tisku), velký výběr modelů (pro domácí i profesionální použití), cenově dostupný barevný tisk. U nejnovějších modelů výrobci udávají rozlišení 1200 2400 DPI, reálné rozlišení je ovšem především u barevného tisku několikanásobně nižší, právě díky rastrování. velmi kvalitní, tichý a rychlý tisk, vyšší pořizovací i provozní náklady (extrémně vysoké při barevném tisku). Sublimační fototiskárny nanášení vosku místo barev, vysoká kvalita i náklady. Skutečný fotorealistický tisk, kvalitativně srovnatelný s klasickou fotografií. Běžný formát je maximálně 10x15 cm. 1.7.6 Permanentní paměťová média Slouží k dlouhodobému nebo k trvalému uložení informací. Jejich obsah je nezávislý na napájecím napětí. Většinou jsou založena na magnetickém principu, některé novější technologie využívají optický záznam. 1.7.6.1 Diskety Disketa je tenký kotouč z plastické hmoty s nanesenou magnetickou vrstvou. Tento kotouč je uzavřen ve čtvercovém plastovém pouzdře. Data jsou na disketu po vložení do mechaniky (disketové jednotky) zaznamenávána a z ní čtena tzv. záznamovou a čtecí hlavou, která se vznáší v nepatrné vzdálenosti nad povrchem diskety. Data na disketě jsou ukládána v tzv. stopách, což jsou soustředné kružnice. Stopy jsou ještě rozděleny na sektory. Každý sektor má 512 B. Počet stop a sektorů na disketě se liší podle typu diskety a jejího naformátování. Dnes běžně používané diskety mají velikost 3.5 a kapacitu 1.44 MB (80 stop, 18 sektorů, 2 strany). Historickým přežitkem jsou diskety 5.25. Spolehlivost disket je velmi nízká. 1.7.6.2 Pevné disky Pevné disky jsou podstatně zdokonalenou obdobou diskety. Magnetická vrstva je nanesena na hliníkovém kotouči. Pevný disk se většinou skládá z více kotoučů na společné ose. Každý povrch každého kotouče má vlastní raménko s čtecími a zapisovacími hlavami. Současným otáčením svazku kotoučů a vychýlením raménka je možno umístit magnetické hlavy nad libovolné místo na kotouči (Obr. 1.5). Machalík F., Veselý P., Sadloň Ľ.: Informatika I - 3 -
Obr. 1.5 Součásti pevného disku Svazek disků se otáčí rychlostí 5400, 7200 nebo 10000 otáček za minutu, přičemž hlavičky plují na vzduchovém polštáři těsně nad povrchem. Data na disku jsou ukládána v tzv. stopách stejně jako na disketě, což jsou soustředné kružnice. Stopy jsou ještě rozděleny na sektoru. Každý sektor má 512 B. Počet stop a sektorů na disketě se liší podle typu disku. Kapacita dnes běžně prodávaných pevných disků je 40 120 GB. Přenosová rychlost závisí na typu disku a sběrnici na kterou je připojen (IDE, SCSI), řadiči a komunikačním protokolu. IDE historie, EIDE až 33 MB/s, EIDE 66 (Ultra ATA 66) 66 MB/s, Ultra ATA 100 (rok 2000) 100 MB/s, SCSI Wide 10 MB/s, SCSI Fast Wide 20 MB/s, SCSI Ultra Wide 40 MB/s, Ultra 160 SCSI 160 MB/s. Přístupová doba doba od vydání povelu k přenosu k zahájení tohoto přenosu (skládá se z vystavení hlavičky na správnou stopu, z doby ustálení a z doby, než se disk otočí požadovanými daty pod hlavičku). Velký pevný disk (na rozdíl od diskety) může být v případě potřeby rozdělen na více oblastí (logických disků). Každý logický disk musí být před prvním použitím připraven formátováním (podobně jako disketa). 1.7.6.3 CD (Compact Disc), CDR (Compact Disc Recordable), CDRW (Compact Disc Rewriteable) Technologie kompaktních disků je založena na čtení povrchu média pomocí laserového paprsku o vlnové délce 780 nm. Na povrchu média jsou vylisovány (vypáleny) tzv. pity o velikosti 0,83 mikrometru (ve stopách spirály vzdálených 1,6 mikrometru), které mají jinou odrazivost než ostatní povrch média (Obr. 1.6). Kapacita médií je zhruba 700 MB. Machalík F., Veselý P., Sadloň Ľ.: Informatika I - 4 -
Obr. 1.6 Srovnání hustoty záznamu technologie CD a DVD Základem pro výpočet rychlosti čtení CD je 150 KB/s u jedno rychlostních mechanik. Dnešní 56 rychlejší mechaniky mají tedy čtecí rychlost okolo 8 MB/s. V současné době jsou požívány následující typy médií: CD CDR Záznam byl pořízen během výroby (lisováním), je trvalý a nelze jej změnit. Toto médium je z výroby prázdné a lze na ně jednou zaznamenat (vypálit) data, která na něm trvale zůstanou. CDRW Toto média je přepisovatelné a údaje na něm lze kdykoliv vymazat a nahradit jinými. CD ROM mechaniky umožňují pouze čtení CD, CDR, nebo CDRW médií. 1.7.6.4 DVD (Digital Versatile Disc) Zdokonalená technologie CD ROM. Záznam informací se provádí s větší hustotou (0,74 mikrometru) Obr. 1.6. DVD disky mohou být jednostranné (formát DVD-5 s kapacitou 4,7GB) nebo oboustranné (formát DVD-10 s kapacitou 9,4GB), přičemž na každou stranu mohou být provedeny až dva záznamy současně (do dvou vrstev pod sebe při čtení se laserový paprsek přeostřuje na jinou vzdálenost), čímž se kapacita zdvojnásobí. Dnes hlavně používaný pro filmy s vysokou kvalitou, popřípadě k distribuci velkých objemů dat (multimediální encyklopedie). Mechaniky umožňující zápis na média DVD jsou zatím velmi drahé (10 tisíc Kč a více). 1.7.6.5 ZIP, JAZZ a LS-120 Tato zařízení jsou založena na principu zdokonalené diskety. Datový záznam je pouze na jedné straně disku a na druhé jsou informace pro navádění hlaviček pomocí laseru, čímž je možno dosáhnout podstatně hustšího záznamu na médiu LS-120 (120 MB), JAZZ (1 nebo 2 GB), Zip (100 nebo 250 MB). Používají se především pro pravidelné zálohování a přenos většího objemu dat. 1.7.6.6 DAT a streamry Na rozdíl od všech předcházejících paměťových zařízení, používají tato zařízení sekvenční čtení a ukládání dat z/na médium. Z toho důvodu jsou určena pouze k zálohovacím účelům. Jsou tvořeny různými typy magneticko páskových jednotek, přičemž kapacita jednoho média se pohybuje je řádově v GB. Machalík F., Veselý P., Sadloň Ľ.: Informatika I - 5 -