24
CAPITOLUL 2 2 Arhitectura calculatoarelor personale ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALE

ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

  • Upload
    others

  • View
    38

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

CAPITOLUL 2

22 AArrhhiitteeccttuurraa ccaallccuullaattooaarreelloorr ppeerrssoonnaallee

ARHITECTURA CALCULATOARELOR

PERSONALE

Page 2: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 24

22..11 AArrhhiitteeccttuurraa eecchhiippaammeenntteelloorr ppeerriiffeerriiccee

Echipamentele periferice, ca dispozitive fizice ce fac parte din configuraţia unui calculator personal, sunt conectate prin intermediul interfeţelor la unitatea centrală şi sunt controlate de către aceasta. Echipamentele periferice asigură, în primul rând, comunicarea dintre om şi maşină la intrarea şi la ieşirea informaţiilor din unitatea centrală, iar în al doilea rând, având în vedere aspectul volatil al memoriei interne, unităţile periferice asigură stocarea unui volum important de date care pot fi reutilizate ulterior. În altă ordine de idei, perifericele asigură comunicaţiile cu medii externe unităţii centrale, altele decât cele reprezentate de factorul uman (reţele de calculatoare, Internet, etc.).

Echipamentele periferice pot fi clasificate după cum datele sau informaţiile intră sau ies în/din unitatea centrală. Astfel, se deosebesc perifericele de intrare a datelor în sistem (tastatura, perifericele indicatoare, scanerul, microfonul, video-camera, etc.), perifericele de ieşire a informaţiilor din sistem (monitorul, imprimanta, plotterul, boxele, etc.), perifericele de intrare/ieşire sub forma unităţilor de stocare în masă a informaţiilor (unitate hard disc, unitate floppy disc, unitate streamer, unităţi de CD-ROM şi DVD, etc.) şi a perifericelor de comunicaţii (modemul, placa de reţea).

22..11..11 TTaassttaattuurraa

Tastatura este principalul echipament periferic de introducere a datelor în calculator. Din punct de vedere funcţional, la acţionarea unei taste, tastatura detectează o activitate care este bazată pe interpretarea unor semnale electrice. Tastele sunt montate pe mici pistonaşe dispuse pe o grilă electrică senzorială. O folie din plastic este intercalată în scop de protecţie între taste şi grila electrică; folia este perforată în dreptul tastelor, pentru a le permite acestora să stabilească contact electric cu grila. Activarea unei taste stabileşte un contact electric cu grila şi antrenează o modificare de semnătură electrică. Procesorul tastaturii urmăreşte în permanenţă fiecare contact al tastelor cu grila, iar în momentul în care o tastă este activată prin apăsare, se detectează o modificare în răspunsul semnalului electric, fapt ce este interpretat sub formă de caracter tastat. Tastatura are la bază următorul principiu de funcţionare: Fiecare tastă are asociat un număr de identificare care poartă denumirea de cod de scanare, cod care este reţinut de către tastatură prin intermediul procesorului propriu. Tastatura recunoaşte că s-a apăsat o tastă şi notează codul acesteia, semnalând calculatorului faptul că a avut loc o acţiune exterioară, lucru care poate fi realizat prin intermediul unei întreruperi hardware. La întreruperea hardware, prin intermediul codului de scanare, tastatura comunică memoriei ROM, şi anume componentei BIOS conţinute de aceasta, ce tastă a fost acţionată; comunicarea între acest echipament şi memoria ROM a sistemului se face prin intermediul unui port de comunicaţie serial, prevăzut cu un conector de tip DIN5 sau MiniDIN6. Însă tastatura va trebui să memoreze tasta apăsată până ce componenta BIOS preia semnalul de citire; memorarea se va face într-o zonă specială numită buffer-ul tastaturii, care trebuie să fie suficient de mare pentru a reţine un număr de acţionări distincte ale tastelor în cazul în care microprocesorul nu răspunde la întreruperea semnalată. Trebuie specificat faptul că tastatura reţine nu numai apăsarea unei taste, dar şi eliberarea acesteia, fiecare acţiune asupra unei taste fiind înregistrată separat ca întrerupere hard. Pentru ca sistemul să facă

Page 3: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 25

distincţie între acţionarea unei taste şi eliberarea ei, există coduri de scanare separate privind cele două acţiuni. În altă ordine de idei, există 2 categorii de taste, tastele comutatoare (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Insert) şi tastele de control (Shift, Ctrl, Alt) care afectează semnificaţia altor taste, dar acţiunea lor este total diferită. În timp ce tastele comutatoare au efect indiferent dacă sunt apăsate sau eliberate, tastele Shift, Ctrl şi Alt au efect numai atunci când sunt acţionate. Prin funcţiile pe care le îndeplineşte, componenta BIOS va ţine evidenţa stărilor curente ale celor două tipuri de taste (înregistrarea acestor stări ocupă 2 octeţi în memoria ROM). Tastaturile calculatoarelor personale sunt de regulă standardizate, dar forma lor, facilităţile suplimentare oferite, precum şi modul de dispunere a tastelor reprezintă criterii în funcţie de care tastaturile se pot împărţi în 4 mari categorii: a) tastaturi standard; b) tastaturi ergonomice; c) tastaturi fără fir; d) tastaturi speciale.

a) Tastaturile standard sunt tastaturile tradiţionale ale calculatoarelor personale. Acestea au de regulă 102 taste, dar există şi modele cu 105 taste, având în plus 3 taste speciale pentru facilităţi Windows 95/98 / 2000 / XP (deschiderea meniului Start şi simularea acţiunii clic-dreapta). Versiuni mai sofisticate ale tastaturilor standard oferă taste suplimentare pentru macroinstrucţiuni şi butoane de control care permit executarea de operaţiuni preînregistrate, operaţiuni de demarare automată a unui navigator Internet sau de pornire a unui program de comunicaţii. De asemenea, unele tastaturi posedă în partea superioară butoane care gestionează pornirea sistemului de operare, pornirea unor aplicaţii specifice, dar şi butoane care permit setarea sistemului în stare de veghe.

b) Tastaturile ergonomice au câştigat rapid în popularitate datorită compartimentării în “V” a blocului alfanumeric, ceea ce a oferit utilizatorului o poziţie mai confortabilă a mâinilor în timpul tastării. Aceste tastaturi au divizat blocul alfanumeric în 2 compartimente, cele 2 blocuri putând fiind activate independent unul de celălalt. Din considerente ergonomice, în partea inferioară a tastaturii s-a adăugat o prelungire de plastic care oferă un confort sporit utilizatorului în timpul procesului de tastare. Tastaturile ergonomice ocupă mai mult spaţiu pe birou datorită prelungirii de plastic şi datorită amprentelor unor taste care sunt mai mari decât cele obişnuite.

c) Tastaturile fără fir prezintă avantajul că sunt lipsite de cablul de conectare la unitatea centrală, având astfel un grad ridicat de portabilitate. Cele mai multe tastaturi de acest gen utilizează razele infraroşii pentru a comunica cu calculatorul. Dezavantajul tastaturilor cu infraroşii constă în faptul că există riscul de a se produce o întrerupere a comunicării în situaţia în care un obiect se interpune între tastatură şi calculator, obturând astfel câmpul vizual al celulei infraroşii. O altă limită a acestui tip de tastatură este aceea că distanţa maximă a tastaturii faţă de unitatea centrală este în general de maximum 9 metri. Anumite tastaturi fără fir utilizează pentru comunicarea cu unitatea centrală frecvenţa undelor radio. Acestea pot funcţiona practic în orice spaţiu, iar limita de amplasare a lor este de maximum 15 metri. Dezavantajele acestor modele se referă, în primul rând la preţul lor ridicat, iar în al doilea rând la riscul de interferenţă a undelor radio, unde care pot afecta comunicaţia dintre tastatură şi unitatea centrală.

d) Tastaturile speciale integrează, pe lângă perifericul clasic de introducere a datelor, şi alte dispozitive cum ar fi: � un scaner, ce prelungeşte în plan vertical partea superioară a tastaturii; � periferice indicatoare, cum ar fi: TrackBall, TrackPad sau TrackPoint; � boxe (difuzoare), microfon şi diverse controale audio; � porturi universale de conectare a altor periferice (USB);

Page 4: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 26

� o zonă de afişaj ce conţine un ceas şi/sau un mic calculator. Din punct de vedere al dispunerii tastelor pe suprafaţa tastaturii, se pot deosebi patru serii de taste diferite, grupate în blocuri de taste, aşa cum rezultă din figura următoare: 1) blocul tastelor alfanumerice; 2) blocul tastelor funcţionale; 3) blocul tastelor de deplasare şi poziţionare; 4) blocul mini-numeric.

1) Blocul tastelor alfanumerice corespunde în mare parte tastaturii clasice de la maşina de scris, regăsindu-se caractere alfabetice, semne de punctuaţie, caractere numerice şi speciale, taste de validare şi control.

Blocul tastelor alfanumerice

În acest bloc se regăsesc : a) tastele alfabetice (fond gri); Tastaturile microcalculatoarelor nu sunt normalizate, modul de dispunere a caracterelor alfabetice şi a semnelor speciale fiind diferit de la o ţară la alta. De exemplu, standardul american este QWERTY, iar cel francez este AZERTY (după cum se prezintă primele litere conţinute de blocul alfabetic). Standardul românesc pentru tastaturi este QWERTZ. b) tastele bifuncţionale numerice şi caracterele speciale (fond închis) cum ar fi: în partea superioară, semnul exclamării, arond, diez, procent, dolar, ampersand, parantezele rotunde, plus, egal; în partea inferioară dreapta, caracterele de punctuaţie cu dublă funcţie : mai mic/virgulă, mai mare/punct, semnul întrebării/slash; iar în partea dreaptă a blocului alfanumeric se regăsesc următoarele taste cu dublă funcţie : două puncte/punct şi virgulă, ghilimele/apostrof, etc. c) taste de validare şi control (fond deschis)

� tasta Enter (↵↵↵↵) este utilizată pentru a valida o acţiune, pentru a introduce o instrucţiune în calculator; practic, o comandă intră în memoria calculatorului numai prin acţionarea tastei Enter; sub mediul Windows, validarea unei acţiuni se poate face şi prin executarea unui clic pe butonul din stânga al mouse-ului, acţionând butonul de comandă OK în cadrul unei casete de dialog, ceea ce semnifică validarea setărilor realizate de utilizator în caseta respectivă.

� tasta Backspace ( ) şterge un caracter aflat la stânga cursorului. � tasta Delete şterge caracterul aflat la dreapta cursorului.

Page 5: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 27

� tasta Escape (Esc) permite ieşirea dintr-o stare de eroare sau revenirea la o acţiune anterioară. � tastele Shift ( ), aflate la stânga şi la dreapta blocului alfanumeric, au o dublă funcţionalitate: pe de o

parte, ele permit scrierea cu majuscule, caz în care sunt utilizate în combinaţie cu oricare tastă a blocului alfabetic, iar a doua funcţionalitate se referă la editarea caracterelor plasate în partea superioară a tastelor bifuncţionale (este vorba despre caracterele numerice, de punctuaţie sau caracterele speciale).

� tasta Caps Lock acţionează numai asupra literelor tastaturii şi permite scrierea cu majuscule. La majoritatea tastaturilor, prin acţionarea tastei se aprinde un led care semnalizează luminos funcţionarea acesteia. La unele tastaturi, Caps Lock este un buton basculă (on/off) dezactivându-se prin reapăsarea tastei, însă există şi tastaturi la care pentru a dezactiva tasta “Caps Lock” este necesară apăsarea tastei Shift.

� tasta TAB ( ) determină deplasarea pe orizontală a cursorului cu “n” spaţii, deoarece, în funcţie de programul care rulează, tabulatorii se pot regla şi parametra la anumite adrese fixe; în mediul Windows, tasta TAB permite deplasarea de la o opţiune la alta în cadrul unei casete de dialog.

� tastele Control (Ctrl) se utilizează în combinaţie cu alte taste pentru a defini şi executa diferite comenzi de control asupra programului aflat în execuţie; de exemplu, în combinaţie cu alte litere, tasta Ctrl permite executarea unor acţiuni uzuale de manipulare a fişierelor şi a caracterelor. Exemple: CTRL + S (Save) salvarea fişierului curent CTRL + O (Open) deschiderea unui fişier CTRL + P (Print) tipărirea la imprimantă a unui fişier CTRL + C (Copy) copiază informaţia selectată în memoria Clipboard CTRL + X (Cut) şterge informaţia selectată şi o plasează în memorie

CTRL + V (Paste) ˝lipirea˝ din memoria temporară Clipboard a unei informaţii pentru care s-a executat anterior una dintre comenzile Cut sau Copy. În cadrul procesorului de texte Word, tasta CTRL poate fi utilizată în combinaţie cu alte taste şi pentru realizarea unei asignări cu un anumit simbol pe care utilizatorul îl foloseşte frecvent în cadrul documentului cu care lucrează (de exemplu, pentru editarea simbolului plic � se poate crea o asignare folosind o combinaţie de taste).

O altă funcţie importantă a tastei Ctrl se referă la faptul că, indiferent de aplicaţia care rulează la un moment dat, utilizatorul poate acţiona combinaţia de taste CTRL+ESC pentru derularea pe ecran a opţiunilor conţinute de meniului Start sau Ctrl+Alt+Delete care permite resetarea sistemului.

� tastele Alternate (Alt) se utilizează, în general, la apelarea meniurilor utilizator, folosindu-se în combinaţie cu litera subliniată a meniului respectiv (exemplu, Alt+F permite apelarea meniului File, Alt+E meniul Edit, Alt+V meniul View, s.a.m.d).

O altă funcţie a tastelor se referă la editarea caracterelor ASCII, situaţie în care tasta Alt este folosită în combinaţie cu orice număr de la 1 la 256 (numărul respectiv va fi tastat utilizând cifrele blocului numeric). Exemplu, Alt + 65 permite editarea literei ˝A˝. În situaţia în care utilizatorul lucrează simultan cu mai multe ferestre (aplicaţii) deschise în cascadă, acţionarea simultană a tastelor Alt şi Tab are ca efect deplasarea succesivă de la o fereastră la alta (de la o aplicaţie la alta). Ca o variantă a tastelor Alternate, există tastaturi care posedă butonul Alt Gr ce este utilizat pentru editarea celui de-al treilea caracter al tastelor cu funcţie triplă. � tasta Blank sau Spacebar marchează caracterul “spaţiu”. d) Tastele speciale permit executarea unor acţiuni cum ar fi : � tasta Print Screen – copiază în memoria Clipboard întregul conţinut al ecranului; acţionarea

simultană a tastelor Alt (Shift) şi Print Screen are ca efect copierea în memorie numai a ferestrei active în momentul respectiv;

� tasta Scroll Lock – permite oprirea defilării ecranului;

Page 6: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 28

� tasta Pause / Break – întrerupe temporar programul aflat în curs de execuţie, iar revenirea la program se poate realiza prin acţionarea oricărei taste.

2) Blocul tastelor funcţionale Tastele funcţionale, identificate de la F1 la F12, sunt situate în partea superioară a tastaturii (fond închis) şi permit executarea unor funcţii predefinite care diferă de la o aplicaţie la alta. Aceste taste au rolul de a executa anumite funcţii uzuale ale programului ce rulează la un moment dat. Exemple: F1 apelează programul de asistenţă Help, indiferent de aplicaţia care rulează în acel moment; în procesorul de tabele Excel, F2 permite operarea de modificări direct în celula de calcul; în procesorul de texte Word, F9 permite actualizarea rezultatelor dintr-un tabel în urma unor modificări operate asupra datelor conţinute de acesta etc.

Blocul tastelor funcţionale

3) Tastele de deplasare şi poziţionare a cursorului sunt : a) săgeţile de deplasare � � � (fond deschis) permit deplasarea cursorului cu un caracter la stânga sau la dreapta, un rând mai sus sau mai jos. b) tastele de poziţionare (fond închis) au următoarea semnificaţie :

- PgUp şi PgDn deplasează cursorul un ecran mai sus şi respectiv mai jos faţă de poziţia curentă a cursorului;

- Home şi End poziţionează cursorul la începutul şi respectiv la sfârşitul aplicaţiei;

- Insert creează efectul de suprascriere (Overight) prin înlocuire cu valoarea tastată.

Blocul tastelor de deplasare şi poziţionare a cursorului

4) Mini-tastatura numerică este situată în partea dreaptă a tastaturii şi conţine, pe de o parte, tastele numerice (fond deschis) şi, pe de altă parte, tastele celor patru operaţii aritmetice (fond închis). Tastele numerice au dublă funcţie : pentru realizarea de calcule matematice elementare, utilizând operatorii aritmetici (+, – , * , / ) şi pentru deplasarea cursorului (săgeţile direcţionale, PgUp, PgDn, Home, End).

Page 7: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 29

Blocul minitastaturii numerice

Comutarea între cele două moduri de funcţionare a mini-tastaturii numerice se realizează prin acţionarea butonul Num Lock, a cărei funcţionare este semnalizată luminos printr-un led plasat în partea superioară a tastaturii.

22..11..22 PPeerriiffeerriiccee iinnddiiccaattooaarree

În microinformatica modernă care utilizează interfaţă grafică, aproape fiecare comandă dată calculatorului personal se realizează cu ajutorul perifericelor indicatoare. Prin intermediul acestora, pot fi selectate informaţiile, pot fi mutate şi redimensionate obiectele grafice, pot fi selectate şi validate mai uşor opţiunile meniurilor, comenzile shortcut, butoanele de comandă, pot fi parcurse documentele WEB ce conţin hyperlink-uri, etc. În prezent, operarea pe calculatorul personal se reduce în cea mai mare parte la utilizarea perifericelor indicatoare. Chiar dacă perifericele indicatoare posedă aceleaşi funcţionalităţi (indicare – selectare – execuţie), se pot deosebi mai multe tipuri de astfel de periferice: a) mouse-ul clasic b) trackball-ul; c) trackpad-ul; d) trackpoint-ul; e) mouse-ul 3D; f) mouse-ul optic. Fiecare dintre aceste periferice funcţionează de o manieră specifică, dar toate partajează câteva puncte comune esenţiale. Cu titlu de exemplu, toate perifericele indicatoare creează o modificare a impulsurilor electrice pentru a indica sistemului că a avut loc o schimbare de stare. De asemenea, toate perifericele indicatoare pot interpreta poziţia cursorului pe ecran, datorită coordonatelor relative.

a) Mouse-ul clasic este fără îndoială cel mai cunoscut şi, în consecinţă, cel mai răspândit periferic indicator al calculatoarelor personale. Mouse-ul a fost inventat în anul 1964 la Institutul de Cercetări din Standford şi a fost botezat “indicator de poziţie X-Y”. 10 ani mai târziu, compania Rank Xerox l-a perfecţionat şi l-a implementat în configuraţiile informatice ale sistemelor Alto. Din 1984, mouse-ul a cucerit piaţa perifericelor indicatoare, prin includerea sa în configuraţiile standard ale calculatoarelor personale (iniţial au fost introduse de Apple – MacIntosh). Din punct de vedere fizic, un mouse clasic este alcătuit dintr-o carcasă de plastic, prevăzută cu două sau trei butoane, o bilă cauciucată ce transmite sistemului mişcările efectuate, un cablu de conectare la sistem şi un conector de interfaţă. Principiul de funcţionare a mouse-ului are la bază o tehnologie mecano-optică, prin care mişcările bilei sunt transformate în semnale electrice. Bila senzitivă este în contact cu două role situate pe axe perpendiculare, una pentru interpretarea mişcării pe axa X (plan orizontal: stânga - dreapta) şi una pentru interpretarea mişcării în plan vertical (axa Y). Rolele sunt conectate mecanic la nişte mici discuri prevăzute cu obturatoare de lumină, ce permit sau nu (în mod alternativ) trecerea luminii infraroşii generate de o sursă optică. Mişcarea discurilor este detectată de mici senzori optici care urmăresc modul în care lumina infraroşie clipeşte pe măsură ce discurile obturatoare eşantionează razele de lumină.

Page 8: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 30

Aceste clipiri succesive sunt ulterior interpretate ca mişcări de-a lungul axelor. Semnalele analogice detectate cu ocazia mişcării mouse-ului sunt convertite în semnale digitale, iar apoi un controller plasat în interior va transmite semnalele digitale unităţii centrale, semnalându-i practic acesteia cum să actualizeze imaginea pe ecran pentru a reflecta mişcarea mouse-ului. Anumite modele de mouse au înlocuit angrenajul mecanic (bila, rolele şi discurile) prin intermediul unor captatori care detectează mişcarea după modificările de stare aduse de o rază laser ce este reflectată de un pad (suport de mouse) special. Mouse-ul oferă cel mai bun echilibru în termeni de control şi de precizie datorită, în principal, largului său câmp de acţiune (pad-ul de mouse).

O variantă îmbunătăţită a mouse-ului clasic este InteliMouse sau ScrollMouse. Acest model, completează mouse-ul tradiţional prin existenţa unei rotiţe plasate între cele două butoane de “clic”. Această rotiţă permite (fără ca mouse-ul să se deplaseze fizic) defilarea paginilor WEB, parcurgerea documentelor fără a se face apel la barele de defilare proprii aplicaţiilor.

De asemenea, dacă rotiţa de „scroll” este menţinută apăsată, defilarea ecranului se va face în mod sincronizat, la mişcarea mouse-ului în sus sau în jos. Mouse-ul este conectat, de regulă, la portul serial PS/2 al calculatorului. Pentru a putea fi utilizat, un mouse presupune existenţa unui program specializat numit “driver de mouse” care realizează interfaţa software dintre acest periferic şi unitatea centrală.

b) TrackBall-ul este de fapt un mouse aşezat invers, cu bila senzitivă în exterior. Pentru deplasarea cursorului este suficientă mişcarea cu degetul a bilei (cauciucate sau de plastic). Avantajul principal al unui astfel de periferic indicator este acela că nu trebuie mişcat pe loc pentru a-şi îndeplini misiunea. Calculatoarele portabile de tip laptop sau notebook sunt prevăzute cu astfel de dispozitive indicatoare. De asemenea, unele tastaturi ergonomice au în componenţă un trackball. c) TrackPad-ul este un periferic indicator întâlnit, atât în configuraţiile calculatoarelor portabile, cât şi în configuraţiile calculatoarelor staţionare. Avantajele unui astfel de periferic derivă atât din costul şi volumul său scăzut, cât şi din faptul că este lipsit de părţi mobile. Principiul de funcţionare a trackpad-ului constă în percepţia senzorială a întreruperilor în conductivitatea unei suprafeţe rectangulare (corpul dispozitivului) plasate pe tastatură. Atunci când suprafaţa este atinsă de un deget, captatorii detectează poziţia indicatorului prin schimbarea conductivităţii suprafeţei, schimbare interpretată ca o mişcare relativă.

d) TrackPoint-ul este un periferic indicator (asemănător cu un joystick) ce echipează configuraţiile calculatoarelor portabile (în special notebook-urile IBM). TrackPoint-ul este un mic căpăcel de cauciuc siliconic plasat pe tastatură, între tastele G, H şi B. Sub tasta de spaţiu (blank) există cele două butoane de clic-mouse. Un astfel de periferic elimină deplasarea mâinii de pe tastatură pentru acţionarea unui dispozitiv indicator clasic. Căpăcelul de cauciuc conţine traductori de presiune ce măsoară forţa de apăsare şi direcţia, determinând astfel mişcarea cursorului pe ecran. O configuraţie ce este prevăzută cu un trackpoint poate funcţiona şi împreună (dar nu concomitent) cu un mouse clasic.

Page 9: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 31

e) Mouse-ul 3D (sau GiroMouse-ul) este întâlnit în configuraţiile informatice ce utilizează programe ale realităţii virtuale sau jocuri 3D. Mouse-ul 3D utilizează un giroscop pentru a urmări şi interpreta mişcările perifericului în aer. Un astfel de dispozitiv detectează presiuni exercitate din şase direcţii: stânga, dreapta, înainte, înapoi, sus, jos.

f) Mouse-ul optic este un periferic asemănător mouse-ului clasic, deosebirea constând din faptul că nu are nici o parte mobilă. Acest tip de mouse înregistrează prin intermediul unei componentei electronice poziţia sa în raport cu o suprafaţă, detectând reflexiile infraroşii provenite de la o diodă electro-luminiscentă care luminează în jos. Mouse-ul optic, neavând o bilă senzitivă în contact cu suprafeţele pe care acesta glisează nu are posibilitatea să se murdărească şi deci capabilităţile sale de periferic indicator nu vor fi afectate de praf. Majoritatea mouse-urilor optice se conectează la porturile USB. În ultimul rând, ar fi de semnalat anumite astfel de periferice indicatoare, care în locul rotiţei clasice de „scroll” posedă o bilă ce permite şi deplasarea pe orizontală a barelor de defilare, comutarea între ferestre, etc. Acest tip de mouse poate funcţiona şi ca trake-ball.

22..11..33 SSccaanneerruull

Scanerul este un periferic de intrare capabil să transforme informaţia analogică într-un format digital (binar). Un scaner este un dispozitiv ce permite, fie parcurgerea unui document analogic (grafică sau text, film de 35mm) cu ajutorul unui mecanism optic luminos, fie prelucrarea sa prin recunoaşterea caracterelor, pentru ca apoi rezultatele să fie înregistrate într-un format digital.

Imaginea scanată de dispozitiv, este descompusă în puncte (între 300 şi 1200 de puncte per inch) - elemente care definesc performanţele perifericului în termeni de rezoluţie. Descompunerea documentului analogic în format digital se face cu ajutorul unor senzori ce sunt compuşi din semiconductori sensibili la lumină. Există şi scanere capabile să citească şi să recunoascã textul. Aceste dispozitive folosesc procedeul OCR (Optical Character Recognition) prin care segmentează imaginea sursă în text şi grafică, iar apoi izolează fiecare literă, convertind-o într-un caracter.

Recunoaşterea caracterului şi, implicit a textului, se face, fie prin compararea acestuia cu un set de caracteristici, fie prin asemănare, fie prin compararea rezultatului scanării cu un dicţionar. Scanerele color mai vechi citeau documentul de trei ori, fiind necesară câte o trecere pentru fiecare dintre cele trei culori de bază (roşu, verde, albastru), utilizând câte 8 biţi/culoare (deci total: 24).

Page 10: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 32

Scanerele noi stochează fiecare punct de culoare pe 30-36 de biţi, acestea fiind operaţionale la o singură trecere a suprafeţei de scanat prin faţa senzorilor. Scanerele pot fi de mai multe tipuri constructive, fiecare având propriile caracteristici în ceea ce priveşte rezoluţia, formatul de scanat, mecanismul de antrenare a suprafeţei de scanat, memoria, etc. Cele mai cunoscute tipuri de scanere sunt: a) scanerele de mână sunt dispozitive de digitizat care glisează manual cu ajutorul unui rulou

deasupra suprafeţei de scanat. Rezoluţia unor astfel de echipamente este mică, de până la 300 dpi, iar consumul de memorie este mare: cel puţin 1MB/pagină;

b) scanerele cu “tractor” sau cu “rulou” sunt periferice care antrenează printr-un mecanism suprafaţa de scanat prin faţa senzorilor sensibili la lumină. Rezoluţia optică este între 300 şi 400 dpi;

c) scanerele orizontale (flatbed) sunt cele mai performante periferice de digitizat. Scanerele orizontale sau plate funcţionează după principiul copiatorului: se amplasează documentul sursă pe o suprafaţă de sticlă, iar un sistem optic citeşte documentul linie cu linie, cu ajutorul unui dispozitiv compus din 3.000 de captatori de lumină. Rezoluţia optică a unor astfel de scanere, pentru un format A4 este de 600 x 1200 dpi.

Scanerele se conectează, fie direct la portul paralel al calculatorului (existând posibilitatea de conectare şi a unei imprimante în cascadă), fie la portul universal USB. Aceste dispozitive funcţionează hardware numai pe baza unor drivere şi programe adecvate (PhotoImpact SE, iPhotoExpress, MGI PhotoSuite, Adobe PhotoDeluxe, OCR Xerox TextBridge, Recognita OCR, TWAIN driver, etc.).

22..11..44 MMoonniittoorruull

Monitorul este principalul dispozitiv periferic de ieşire, ce permite afişarea de o manieră temporară a informaţiilor aflate în calculator (date introduse de la tastatură; rezultatele prelucrărilor, etc.). Monitorul este alcătuit, atât din punct de vedere material, cât şi funcţional, din două elemente principale: dispozitivul de afişare şi placa video (placa grafică). Dispozitivul de afişare reprezintă ecranul propriu-zis prin intermediul căruia se afişează datele, iar placa grafică are rolul formării şi memorării imaginii ce urmează a fi afişate.

22..11..44..11 DDiissppoozziittiivvuull ddee aaffiişşaarree Potrivit tehnologiilor de redare a imaginii, dispozitivele de afişare pot fi cu tuburi catodice (CRT – Cathode Ray Tube) sau cu cristale lichide (LCD – Liquid Crystal Display),

2.1.4.1.1 Tehnologia monitoarelor cu tuburi catodice (CRT)

Un monitor este compus dintr-un tub catodic cinescop sub vid, ce este închis într-o carcasă de plastic. Tubul catodic este legat printr-un cilindru îngust de componentele electronice ale monitorului. Tubul conţine un anod, un catod şi trei tunuri de electroni ce corespund celor trei culori de bază (roşu, verde, albastru) ce formează spectrul imaginii color.

Tunurile trimit raze de electroni către partea anterioară a monitorului (către ecran), desenând astfel imaginea pe ecran de mai multe ori pe secundă. Faţa internă a tubului sub vid este acoperită de un strat fosforescent. În momentul în care este expusă la o sarcină electrică specifică, materia fosforescentă reacţionează, formând o lumină roşie, verde sau albastră (se utilizează elemente fosforice, cunoscându-se capacitatea acestora de a produce lumină roşie, verse sau albastră atunci când se exercită o sarcină electrică). Punctele iluminate sunt grupate în triade RGB (Red, Green, Blue) formează pixelii. Aceştia, aşezaţi unii lână alţii creează impresia unei imagini. Tunurile de electroni iluminează trei entităţi fosforice vecine, pe intensităţi diferite de roşu, verde, albastru, pentru a crea iluzia unei culori alese dintr-o paletă de 16,7 milioane culori. Amestecul culorilor de bază, în proporţii variabile, creează ochiului uman senzaţia nuanţei de culoare. Definirea punctelor adresabile de pe ecran se realizează, fie cu ajutorul unei grile metalice (aperture grill), fie cu ajutorul unei măşti (shadow mask). Masca unui tub catodic este formată dintr-o folie subţire

Page 11: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 33

de oţel, ce este perforată şi care concentrează electronii în puncte precise pe ecran. Grila unui tub catodic este formată din fire subţiri de oţel, dispuse vertical, ce ghidează electronii către punctele de pe ecran. Culorile se formează prin variaţia intensităţii celor trei raze de electroni, utilizate pentru a forma “sub-pixeli” (diviziuni de pixeli) roşii, verzi şi albaştrii. De exemplu, dacă un sub-pixel (un element din triada de elemente fosforice) roşu este aprins, iar ceilalţi doi sunt stinşi, atunci se va forma un pixel total roşu. Astfel, prin variaţia de sarcină a fiecărei raze de electroni, este posibilă obţinerea unei culori din cele 16,7 milioane de culori disponibile. Triada de elemente fosforice aprinsă de raza de electroni, formează un pixel, adică cea mai mică unitate de afişare. Elementele fosforice ale ecranului strălucesc (se aprind) pentru o perioadă foarte mică de timp. Odată ce fascicolul de electroni părăseşte un pixel, pentru a trece la următorul, acesta din urmă se stinge instantaneu. De aceea, pentru a forma o imagine, fascicolul de electroni trebuie să activeze de cel puţin 70 de ori pe secundă fiecare pixel de pe ecran. Această procedură este cunoscută sub numele de reîmprospătarea ecranului, iar numărul de ori în care fiecare pixel este activat pe secundă, poartă numele de rata de reîmprospătare a ecranului sau frecvenţa baleiajului vertical. Rata de reîmprospătare este exprimată în hertzi: exemplu, un ecran cu o rată de 70Hz este reîmprospătat de 70 de ori pe secundă. Fluxul de electroni baleiază orizontal ecranul de la stânga la dreapta, luminând individual fiecare pixel al liniei parcurse. Viteza de parcurgere a unei linii de pixeli de către raza de electroni, poartă numele de frecvenţă a baleiajului orizontal (se măsoară în KHz). Când raza atinge bordura dreaptă a primei linii, tunul de electroni opreşte fluxul şi trece automat la primul punct al următoarei linii. Procesul se repetă pentru fiecare linie în parte, până la umplerea unui ecran, după care procesul se reia de aproximativ 70 de ori pe secundă. În sinteză, imaginea se formează parcurgând următoarele etape: � un fascicol de electroni (trei raze) este emis de la baza tubului catodic; � fascicolul loveşte (bombardează) o triadă de elemente fosforice care se aprind în punctul atins, formând astfel un pixel; � perforaţiile măştii metalice ale tubului catodic focalizează pixelul activat de raza de electroni; � imaginea se formează printr-un baleiaj orizontal (de mai multe ori pe secundă) al fascicolului de electroni asupra ansamblului de pixeli.

Pentru un ecran monocrom, punctele adresabile (pixelii) nu mai sunt compuse din triade fosforice, ci doar dintr-un singur element fosforic. La fiecare trecere a razei de electroni, un pixel poate fi aprins sau stins. Nuanţele de gri sunt obţinute prin modificarea intensităţii razei de electroni, care poate fi mai puternică sau mai slabă.

2.1.4.1.2 Tehnologia monitoarelor cu cristale lichide (LCD)

Page 12: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 34

Ecranele plate sau cu cristale lichide există de aproximativ 15 ani şi echipează configuraţiile calculatoarelor personale portabile (Laptop, Notebook, Thinkpad). În ultimii 5 ani, această tehnologie a pătruns în masă şi pe piaţa calculatoarelor staţionare de birou. Funcţionarea ecranelor cu cristale lichide se bazează pe modificarea transparenţei celulei cu cristale lichide la aplicarea unor sarcini electrice.

Tehnologia ecranelor plate utilizează un sistem de activare a cristalelor lichide închise între două straturi de sticlă. Prin aplicarea acestor sarcini electrice, structura moleculară se schimbă, iar cristalul reflectă lumina ce traversează straturile de sticlă. În esenţă, ecranul plat este o matrice compusă din electrozi, în care fiecare intersecţie a unei linii cu o coloană corespunde unui pixel. Imaginea se formează datorită unui element lichid (cuarţul) sau gazos (neonul, pentru ecranele cu plasmă) care reacţionează la sarcini electrice aplicate. Activarea unui pixel se realizează prin aplicarea unor semnale electrice pe linia şi pe coloana corespunzătoare acestuia. Obţinerea unei imagini este condiţionată de existenţa unei surse de lumină continue şi uniforme în spatele matricei cu cristale lichide. Sursa de lumină provine din una sau din mai multe lămpi fluorescente cu catod rece şi este emisă dintr-o sursă de difuzare către un reflector care asigură difuzarea uniformă a luminii pe întreaga suprafaţă Ecranele LCD sunt confecţionate din mai multe straturi, aşezate într-o anumită ordine: filtru de polarizare, foiţă de sticlă, electrod, layer de aliniere, cristale lichide, layer de aliniere, electrod, foiţă de sticlă şi filtru de polarizare. Ecranele TFT (Thin Film Transistor) reprezintă o categorie distinctă a ecranelor cu cristale lichide care furnizează acestora un plus de performanţă. Ideea de bază (de unde şi numele tehnologiei Thin Film Transistor) a monitoarelor TFT constă în amplasarea pe o peliculă, pentru fiecare pixel în parte, a câte trei (sau patru) tranzistori, ce corespund fiecărei culori de bază: RGB (roşu, verde şi albastru). Astfel, dacă în spatele unui panou format din cristale lichide se amplasează o sursă uniformă de lumină şi nu se aplică nici o sarcină electrică cristalelor lichide, aceasta lasă lumina să treacă şi în consecinţă se formează culoarea albă. Dacă se doreşte obţinerea unei anumite culori, fiecăreia dintre componentele culorilor de bază din spectrul RGB i se aplică o sarcină electrică de o anumită intensitate, astfel încât să se obţină grade diferite de transparenţă a cristalelor faţă de roşu, verde şi albastru. Dacă se aplică intensitate maximă asupra celor trei componente se va obţine culoarea neagră. Problema principală a tehnologiei monitoarelor cu cristale lichide o reprezintă rata lentă de reîmprospătare a pixelilor (fapt ce face ca aceste ecrane să fie inadaptate afişajului video sau animat). Această rată lentă de reîmprospătare a pixelilor induce un timp de răspuns mare, care se adaugă timpilor de latenţă foarte mari aferenţi cristalelor lichide. Acest fapt, conduce către un anumit grad de disconfort vizual la afişarea imaginilor în mişcare. De asemenea, luminozitatea şi contrastul unor astfel de ecrane sunt medii (pentru a citi ecranul, utilizatorul trebuie să se plaseze direct în faţa sa). Tot un aspect negativ, aproape prohibitiv, este preţul unor astfel de ecrane. Astfel, preţul ecranelor plate (15’’) ce echipează configuraţiile calculatoarelor personale (staţionare) este de 2 sau chiar de 3 ori mai mare decât al ecranelor clasice cu tuburi catodice. O ultimă deficienţă a ecranelor LCD este aceea că, în timp, cristalele lichide pot funcţiona defectuos, nereacţionând la impulsurile electrice. Rezultatul este neaprinderea unor puncte pe ecran, fapt vizibil şi stânjenitor pentru utilizator. După nivelul de calitate impus de fiecare producător, există un număr maxim de pixeli morţi considerat acceptabil (între 3 şi 5).

Page 13: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 35

2.1.4.1.3 Parametrii de evaluare a dispozitivelor de afişare

Dispozitivele de afişare ale monitoarelor posedă următoarele caracteristici de bază: a) dimensiunea ecranului şi raportul de aspect; b) rata de reîmprospătare a afişării; c) întreţeserea sau non-întreţeserea imaginii; d) tehnologia măştii monitorului; e) rezoluţia grafică; f) constrastrul şi strălucirea; g) unghiul de vizibilitate h) nivelul de radiaţie electromagnetică; i) consumul de energie j) ergonomia k) controale de reglaj

a) Dimensiunea unui ecran de monitor (ca şi în cazul televizoarelor) reprezintă lungimea diagonalei sale exprimate în inci (1 inch=2,54). Ecranele monitoarelor CRT au dimensiuni normalizate de 14", 15”, 17”, 19”, 20”, 21”. Ecranele standard ale calculatoarelor personale măsoară astăzi 15” (cu o deplasare rapidă a preferinţelor către cele de 17”). La nivelul zonei vizibile, diferenţa poate fi considerabilă (un monitor de 17’’ oferă o zonă vizibilă cu aproape 40% mai mare decât cea a unui monitor de 15’’). În cazul monitoarelor CRT se calculează două diagonale: diagonala tubului catodic şi diagonala vizibilă (zona utilă în care pot fi vizualizate imagini).

Zona utilizabilă pe ecran este mai restrânsă decât diagonala ecranului măsurată în inci. Astfel, un ecran de 15’’ permite vizualizarea unei zone de la 13,8 la 14’’, iar un monitor de 17’’ defineşte o zonă utilizabilă pe ecran cuprinsă între 15,9 şi 16’’. Cu cât monitorul este mai mare, cu atât pierderea zonei afişabile este mai mică. Această pierdere se datorează marginilor tubului catodic ce sunt încastrate în carcasa monitorului. Diferenţele de dimensiune ale unui tub catodic îşi găsesc corespondenţa în preţul monitoarelor (cu cât diagonala ecranului este mai mare, cu atât dispozitivele de afişaj sunt mai scumpe) şi în domeniul aplicaţiilor informatice utilizate. Ecranele mari permit rezoluţii foarte înalte şi asigură o mai bună afişare a aplicaţiilor. Tabelul următor stabileşte o corespondenţă optimă între diagonala ecranului, rezoluţia sau confortul vizual şi domeniile aplicaţiilor informatice.

CRT’’ Rezoluţia Aplicaţiile informatice

14’’ 640 X 480 Text, fără interfaţă grafică

15’’ 800 X 600 Interfaţă grafică standard, e-mail, procesare de text, navigare WEB, jocuri, grafică simplă

17’’ 1024 X 768 Interfaţă grafică extinsă, multitasking, birotică, navigare WEB, grafică medie, jocuri

19’’ 1152 X 970

1280 X 1024

Interfaţă grafică extinsă, multitasking, navigare intensivă pe WEB, grafică bună, jocuri

21’’ 1280 X 1024

1600 X 1800

Jocuri, grafică profesională, aplicaţii 3D, video şi Web

La monitoarele CRT-TFT, diagonala ecranului este chiar cea a suprafeţei vizibile. Majoritatea ecranelor cu cristale lichide disponibile pe piaţă au diagonala ecranului de 14", 15", 15,1", 15,4", 17". Tabelul următor ilustrează diferenţele între cele două diagonale ale monitoarelor CRT şi LCD1.

1 PC Magazine România, august 2004

Page 14: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 36

Dimensiune tub CRT Vizibilitate tub CRT Vizibilitate diagonală comparabilă LCD

15” 13,8” 17” 15,6” 15” 16” 17”

19” 18” 18” 19”

21” 19,8” 19” 20” 20”

22” 20” 20” 21”

Un parametru complementar lungimii diagonalei monitorului este raportul de aspect. Acest atribut corelează relaţia între lăţimea şi înălţimea suprafeţei afişabile aferente unui monitor. Cele mai uzuale valori ale raportului de aspect sunt: 4:3, 16:9, 16:10 şi 15:9. Utilizarea corectă a unei suprafeţe aferente monitorului se face corelând raportul de aspect cu rezoluţia grafică.

De exemplu, pentru un monitor cu o diagonală de 15”, o imagine nedeformată se obţine la o rezoluţie de 1024x768, corelată cu un raport de aspect de 4:3.

b) Rata de reîmprospătare a afişării (Refresh Rate) este un parametru care defineşte nivelul confortului vizual în funcţie de diferitele frecvenţe cu care monitorul reîmprospătează imaginile într-o secundă. Altfel spus, rata de reîmprospătare este frecvenţa cu care o imagine de pe ecran este redesenată. Pentru monitoarele CRT acest parametru variază între 60 şi 100 de Hz (standardul VESA recomandă o rată de minimum 76 Hz). O valoare mică a acestei rate conduce la afişarea unei imagini care pulsează sau tremură. O valoare mare aferentă acestei rate oferă atât continuitate imaginilor, cât şi claritate, ochiul omenesc putând focaliza mai bine unghiul vizibil al ariei de interes. Rata de împrospătare a afişării sau frecvenţa baleiajului vertical este controlată de un dispozitiv special numit DAC (Digital Analogic Converter), care este un convertizor numeric/analogic ce transformă datele prezente în memoria video într-un semnal analogic care contribuie la afişarea datelor pe ecran. În practică, nu toate monitoarele sunt în măsură de a respecta rata teoretică de împrospătare a afişării. De aceea, sunt de recomandat monitoarele multisink, ce oferă o mare varietate de rezoluţii şi de rate de reîmprospătare. Monitoarele dotate cu o rată fixă nu permit optimizarea performanţelor în ceea ce priveşte reîmprospătarea imaginii. Pentru monitoarele LCD-TFT valoarea ratei de reîmprospătare este mai puţin importantă, deoarece afişarea imaginii se face continuu. Rata de reîmprospătare a monitoarelor LCD nu este semnificativă, deoarece nu se mai foloseşte ca element luminant fosforul. Tranzistorii pot lucra fără încetare şi pot rămâne deschişi sau închişi atâta timp cât este nevoie pentru modificarea imaginii. Deşi efectul vizibil nu este perceptibil, utilizatorii pot modifica rata de refresh, de la o valoare de 60Hz în sus. La monitoarele CRT, pentru a determina frecvenţa cu care se reîmprospătează imaginile pe linie, indiferent de rezoluţia grafică, este necesar a se efectua un mic calcul: se înmulţeşte rata de reîmprospătare dorită (de exemplu 75 Hz) cu numărul de linii ale unei rezoluţii date (de exemplu cu 768, pentru o rezoluţie grafică de 1024 X 768), iar apoi rezultatul se înmulţeşte cu 1,04 (valoare ce corespunde timpului necesar ca tunul de electroni să treacă de la o linie la alta. Rezultatul produsului în exemplul dat, este 59 904 hertzi, adică 59,9 KHz, ceea ce corespunde frecvenţei orizontale necesare pentru a ajunge la o rată de reîmprospătare de 75 Hz.

Page 15: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 37

Pentru monitoarele CRT, la un moment dat există un singur punct care străluceşte foarte intens pe ecran. Acest punct se numeşte pixel activ. Timpul de reaprindere2 pentru acelaşi pixel este de aproximativ 2 milisecunde. Următorul impuls luminos apare după reîmprospătarea ecranului (refresh). Pentru monitoarele LCD – TFT acest parametru se pate traduce prin timpul de răspuns al pixelilor, adică frecvenţa cu care pixelii sunt iluminaţi pe ecran (Dot Clock).

Prin timpul de răspuns se precizează suma timpilor de aprindere şi de stingere a monitorului şi specifică valoarea pragurilor de decizie măsurate la 10% faţă de valorile extreme. Altfel spus, prin acest parametru se determină perioada necesară monitorului ca acesta să treacă de la 10% negru, către 90% alb şi înapoi. Timpul în care este afişat un singur pixel pe ecran se calculează înmulţind numărul de pixeli pe linie cu numărul total de linii, cu rata de reîmprospătare a imaginii şi cu o constantă de 1,25 ce corespunde cursei inverse a explorării. Astfel, dacă o linie de explorare durează aproximativ 50 microsecunde, pixelii se vor aprinde după cel puţin 8 microsecunde, adică după 160 de linii de explorare, ceea ce înseamnă aproximativ o cincime dintr-un cadru. Această rată de reîmprospătare afectează negativ calitatea imaginilor dinamice, observându-se adesea că orice element în mişcare lasă o dâră (de multe ori de o culoare diferită decât a obiectului), în urma sa.

c) Întreţeserea sau non-întreţeserea imaginii pentru monitoarele cu tub catodic reprezintă tehnica diferită de parcurgere a liniilor ce compun un ecran, de către fluxul de electroni. La monitoare, pentru a evita efectul de “scânteiere” a ecranului în timpul afişării imaginilor statice, operaţiunea de baleiere a fluxului de electroni este operaţională linie cu linie, în mod progresiv, până când un ecran este umplut. Această tehnică poartă denumirea de scanare progresivă (progressive scanning) şi este total diferită de tehnica întâlnită la televizoare, care afişează imagini dinamice (în mişcare). Monitoarele construite după această tehnologie, poartă indicativul NI (non-întreţesut / non interlaced). Vechile monitoare, ca şi televizoarele, utilizau procedura numită scanare întreţesută (interlaced scanning), care reîmprospăta o linie din două, la fiecare baleiere a tunului de electroni. Până în 1992, monitoarele calculatoarelor utilizau tehnica interlaced scanning. Scopul constructorilor de monitoare a fost acela de a scădea preţurile, dar şi de a permite rezoluţii din ce în ce mai ridicate. Această tehnică a fost abandonată în domeniul informaticii, datorită calităţii slabe a imaginii afişate. Explicaţia perimării acestei tehnologii a fost aceea că atunci când tunul de electroni se reîmprospăta, pixelii de pe liniile pare şi impare pierdeau progresiv din luminozitate, deci, se producea un supărător efect de “scânteiere”.

d) Tehnologia măştii monitorului Tehnologia măştii monitorului cu tuburi catodice reprezintă în fapt tehnologia grilei metalice din spatele sticlei ecranului. Potrivit formei perforaţiilor dispuse pe grila metalică, se deosebesc două tehnologii: � FST Invar conţine mici perforaţii rotunde în care

cele trei culori primare sunt dispuse în triunghi. Perforaţiile acţionează ca puncte de concentrare pentru pixelii ecranului. Masca ecranului este inoxidabilă şi foarte rezistentă la căldură, deoarece fluxul de electroni încălzeşte masca şi are tendinţa de a-i deforma perforaţiile

2 Cf. revista CHIP, nr. 7/2004

Page 16: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 38

� Trinitron (Sony) decupează perforaţiile măştii pe lung, definind astfel mici dreptunghiuri. Avantajul acestei tehnologii este acela că foloseşte în fapt pixeli dreptunghiulari, ceea ce conferă imaginii un aspect mai luminos, iar culorilor mai multă saturaţie

e) Rezoluţia grafică Rezoluţia se referă la cantitatea şi calitatea detaliilor ce pot fi observate pe ecran. Rezoluţia sau confortul vizual este un atribut ce ţine, atât de tehnologia măştii monitorului, cât şi de tipul plăcii grafice. O primă abordare a rezoluţiei grafice este făcută prin prisma tehnologiei măştii tubului catodic. În principiu, distanţa dintre perforaţiile grilei monitorului măsurată în mm, semnifică distanţa dintre pixelii ce formează imaginea. Cu cât perforaţiile sunt mai apropiate, cu atât imaginea va fi mai clară, deci rezoluţia va fi mai bună.

Pentru măştile cu perforaţii rotunde de tip FST Invar, parametrul de evaluare este pasul punctului (DP – Dot Pitch), adică distanţa între două perforaţii consecutive (rotunde) aflate pe linii succesive. Altfel spus, DP reprezintă distanţa dintre un punct (R, G sau B) şi cel mai apropiat punct de aceeaşi culoare, situat pe o linie anterioară sau următoare. Pentru tehnologia Trinitron, se foloseşte indicatorul SP (Stripe

Pitch), care semnifică distanţa între deschiderile dreptunghiulare ale grilei. Rezoluţia definită prin pasul punctului este în concordanţă şi cu dimensiunea ecranului. Astfel, un ecran de 14’’ va avea rezoluţia de 0,39 mm, un ecran de 15’’ va avea 0,28 mm dp, un ecran de 17’’ va avea 0,26 mm dp, iar un ecran de 19’’ va avea distanţa între pixeli de numai 0,21 mm. Măsurarea acestei valori se poate face prin diverse metode. În general, cu cât această distanţă este mai mică, cu atât claritatea imaginii (deci rezoluţia) creşte. În acelaşi timp însă, odată cu scăderea distanţei dintre pixeli, este nevoie de un tun de electroni care să opereze cu o precizie mai mare. A doua abordare a rezoluţiei este judecată prin prisma capacităţii plăcii grafice de a forma o imagine pe monitor. Rezoluţia grafică corespunde numărului total de pixeli afişaţi pe un ecran. Pixelii sunt puncte RGB care prin iluminare formează imaginea. Rezoluţia este exprimată în valoarea sa maxim posibilă. Formula de calcul a rezoluţiei grafice ia în considerare numărul pixelilor pe orizontală şi pe verticală. De exemplu, o rezoluţie de 1024x768 înseamnă pixeli afişaţi pe 1024 de coloane şi 768 de rânduri. Cu cât rezoluţia creşte, cu atât imaginea devine mai clară, o cantitate mai mare de informaţii devenind vizualizabilă. Odată cu creşterea rezoluţiei, dimensiunile pictogramelor grafice scad şi există o limită maximă de la care vizualizarea nu mai este foarte clară. Această valoare reprezintă rezoluţia nativă, adică pragul optim al raportului rezoluţie/vizibilitate pentru text şi grafică, în funcţie de diagonala monitorului, Oferim câteva exemple de rezoluţie grafică pentru câteva din plăcile video actuale: Tip placă grafică

Rezoluţie grafică Nr. pixeli Dimensiune ecran

VGA 640 X 480 307 200 14’’ SVGA 800 X 600 480 000 15’’ SVGA 1024 X 768 786 432 17’’ XVGA 1280 X 1024 1 310 720 19’’ AVGA 1600 X 1200 1 920 000 21’’ AVGA 1920 X 1440 2 764 800 21’’ AVGA 2048 X 1536 3 145 728 21’’+

Page 17: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 39

Monitoarele cu cristale lichide posedă o rezoluţie nativă. Astfel, cea mai bună imagine se obţine atunci când rezoluţia dată de placa grafică coincide cu rezoluţia nativă a monitorului TFT. Dacă placa grafică conferă o rezoluţie mai mică decât rezoluţia nativă a unui monitor, atunci pierderea de calitate este majoră datorită fenomenului de interpolare. Invers, dacă rezoluţia plăcii grafice este mai mare decât rezoluţia nativă a monitorului, atunci afişarea se face cu pierderea unor elemente de imagine.

f) Contrastul şi strălucirea Contrastul culorilor presupune stabilirea raportului între strălucirea unui pixel alb şi a unui pixel negru, măsurată la centrul ecranului. La un monitor, nivelul de negru este mai mic sau mai mare în raport cu restul culorilor. Acest lucru conferă monitoarelor un contrast proporţional de “n” ori mai strălucitor decât culoarea neagră. La monitoarele clasice de tip CRT contrastul culorilor variază între limitele 350:1 şi 700:1. Pentru monitoarele cu tehnologie TFT, cu cât cristalele lichide sunt mai opace (lasă să treacă mai puţină lumină), cu atât negrul este mai bun şi implicit contrastul este mai mare. La această categorie de monitoare, contrastul variază între 200:1 şi 400:1.

Strălucirea ecranului reprezintă un atribut aferent percepţiei vizuale, conform căruia o anumită suprafaţă pare a emite mai multă sau mai puţină lumină. Acest parametru de evaluare a performanţelor monitoarelor mai poartă numele de luminanţă. Strălucirea se măsoară în centrul ecranului, la o distanţă de 50 cm de ecran, după o durată de cel puţin 30 minute de la pornirea monitorului. Unitatea de măsură pentru luminanţă este Cd/mp (Candle = candele pe metru pătrat).

Pentru monitoarele cu tub cinescop (CRT) luminanţa depinde atât de intensitatea fascicolelor de electroni emise la baza tubului catodic, cât şi de gradul de uzură a luminoforilor (triadelor de elemente fosforice ce formează pixelii). În mod obişnuit, un monitor CRT prezintă 70-150 cd/mp (unele modele, precum SuperBright Diamondtron ajungând la valori de 300 cd/mp).

Pentru monitoarele de tip LCD luminanţa depinde nemijlocit de gradul de iluminare din spate a matricei active TFT de către o sursă de lumină continuă. Monitoarele LCD înregistrează o luminozitate de 250 cd/mp. Acest nivel ridicat al luminanţei permite LCD-urilor utilizarea în medii extrem de luminate.

Uniformitatea strălucirii este o caracteristică din ce în ce mai greu de realizat, în condiţiile micşorării grosimii monitorului LCD.

Acest parametru se defineşte ca raport între valoarea cea mai mică a strălucirii măsurate la 2 cm faţă de colţuri şi strălucirea măsurată în centrul ecranului. Dispozitivul cu care se determină în mod profesional contrastul şi strălucirea se numeşte colorimetru3. g) Unghiul de vizibilitate

În special, monitoarele cu cristale lichide au ca parametru important, unghiul de vizibilitate. Pe măsură ce observatorul îşi modifică poziţia privirii faţă de cea perpendiculară pe centrul ecranului, contrastul imaginii scade.

Astfel, la monitoarele LCD-TFT, se observă o pierdere semnificativă din contrast şi claritate, atunci când imaginea afişată este vizualizată dintr-un alt unghi.

Se defineşte ca unghi de vizibilitate şi se măsoară în grade, acel unghi în care un observator poate vizualiza imaginea la un contrast minim.

3 Cf. revistei CHIP nr. 7/2004

Page 18: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 40

Valoarea unghiului de contrast diferă pe orizontală şi pe verticală. În general, unghiul standard de vizibilitate pe orizontală variază între -45 /45º şi 70 / 70º, iar pe verticală între 10 /-30º şi 50 /-60º Monitoarele TFT de ultimă generaţie, extind valorile unghiului de vizibilitate până aproape de valoarea teoretică de 180º pe orizontală şi de 90º pe verticală.

Monitoarele cu tub catodic (CRT), mai ales cele cu tub cinescop bombat oferă unghiuri de vizibilitate ce se apropie de valoarea maximă de 180 º.

h) Nivelul de radiaţie electromagnetică Mecanismul de afişare a imaginii pe un monitor de tip CRT este posibil datorită utilizării câmpurilor magnetice. Aceste câmpuri magnetice reduc intensitatea fluxului de electroni la nivelul la care acesta poate aprinde triadele fosforescente. Vechile monitoare ale calculatoarelor personale, “inundau” utilizatorii cu frecvenţe electromagnetice (EMF - Electro Magnetic Frecwency) care ieşeau din faţadele monitoarelor. Primul standard în materie de protecţie împotriva radiaţiilor electromagnetice, a fost norma MPR-II, adoptată în Suedia. Al doilea standard, numit TCO a eliminat riscul potenţial legat de expunerea la radiaţiile electromagnetice ale monitoarelor. Astăzi, cele mai multe monitoare poartă indicativul LR (Low Radiation), conformându-se la standardul TCO. Monitoarele de tip LCD, datorită tehnologiei utilizate se caracterizează prin absenţa radiaţiei electromagnetice.

i) Consumul de energie Problema reducerii radiaţiilor a fost pusă şi fabricanţilor de monitoare CRT, în sensul că au fost făcute eforturi pentru diminuarea consumului de energie a tuburilor catodice. Specificaţiile plăcilor grafice şi funcţiile de gestiune a alimentării, au permis monitoarelor să se găsească într-una dintre următoarele trei stări: � în activitate; � în repaos temporar (Standby), după 5 minute de inactivitate; � în repaos prelungit, după 15 minute de inactivitate. Foarte mulţi fabricanţi de monitoare au implementat programul Energy Star aferent standardului DPMS (Display Power Management Signaling), ce a fost dezvoltat de VESA (Video Electronic Standard Association). Acest standard propune 4 niveluri: în activitate (On), Standby – la un consum de 30 de waţi, întrerupt – la un consum de 4 waţi şi stins (Off). În activitate, un monitor cu tuburi catodice consumă între 100 şi 200 waţi pe oră. Repaosul temporar al monitorului are ca efect principal întreruperea fluxului de electroni, componentele interne ale monitorului rămânând în activitate şi tunul de electroni încărcat. Astfel, monitorul continuă să consume energie, dar în proporţie mult mai mică şi, ca atare, produce mult mai puţină căldură. Apăsarea oricărei taste face ca monitorul să-şi recapete rapid caracterul operaţional. Repaosul prelungit al monitorului permite realizarea de economii importante de electricitate consumată, deoarece tunul de electroni nu mai este operaţional. La acest nivel, singura energie consumată serveşte la menţinerea în veghe a părţii electronice a monitorului. Toate componentele monitorului se răcesc, ca şi cum acesta nu s-ar afla sub tensiune. Durata de revenire la starea operaţională este mult mai lungă în acest caz, ea fiind între 20 şi 30 de secunde. Puterea consumată de un monitor LCD este aproximativ de trei ori mai mică decât puterea consumată de un monitor cu tuburi catodice.

Page 19: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 41

j) Ergonomia Ergonomia monitoarelor vizează aspecte cum ar fi: � amplasarea pe birou şi manevrabilitatea � volumul pe care-l ocupă (mare la CRT, mic la LCD); � greutatea (mare la CRT, mică la LCD); � comoditatea utilizării (majoritatea monitoarelor LCD pot fi amplasate chiar şi pe perete) ; � conectica (monitoarele moderne, în special cele LCD sunt prevăzute cu interfeţe USB)

k) Controale de reglaj Imaginea dispozitivului de afişaj poate fi reglată în ceea ce priveşte luminozitatea, contrastul, dimensiunea, poziţia, geometria, prin intermediul unor controale analogice sau digitale situate, de regulă, în partea frontală a monitorului. Controalele monitorului sunt grupate în trei clase: � controale de bază; � controale de geometrie; � controale de culoare. Controalele de bază, prezente la toate monitoarele, permit reglarea luminozităţii, a contrastului, precum şi a dimensiunii şi poziţiei imaginii. Controalele de bază se dovedesc a fi insuficiente pentru reglarea problemelor deformării imaginii afişate. Controalele de geometrie permit:

� corectarea problemelor de convergenţă prin modificarea concentrării razei de electroni asupra unor pixeli estompaţi;

� realinierea câmpurilor magnetice pentru a corecta distorsiunile cauzate de interferenţe; � ajustarea colţurilor imaginii prin corectarea curburii bordurilor verticale către centrul sau către

exteriorul ecranului; � ajustarea bordurilor superioare şi inferioare ale imaginii pentru restabilirea paralelismului

bordurilor laterale (corectarea trapezului); � restabilirea imaginii, după ce aceasta a suportat influenţa unui câmp magnetic extern.

Controalele pentru culori (prezente la monitoarele scumpe) permit reglarea temperaturii culorii. Temperatura culorii face referinţă la ieşirea cromatică de bază a monitorului. Definind un nivel precis de sarcină pentru a obţine culoarea albă (care echivalează prin definiţie cu suma tuturor culorilor), există posibilitatea reglării ieşirii generale de culoare a monitorului. Temperatura culorii albe este exprimată în grade Kelvin. O valoare ridicată produce un efect albăstrui, de unde şi apelativul de culoare rece, în timp ce o valoare coborâtă va produce o culoare caldă.

22..11..55 IImmpprriimmaannttaa

Imprimanta este un echipament periferic de ieşire, ce permite editarea pe hârtie a rezultatelor unei prelucrări, într-o formă lizibilă omului. Imprimantele pot fi judecate după caracteristicile lor astfel :

Page 20: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 42

a) Calitatea imprimării sau rezoluţia reprezintă coordonata calitativă cea mai importantă în judecarea performanţelor unei imprimante. Rezoluţia se exprimă prin numărul de puncte tipărite pe un inch (dpi - dots per inch), atât la imprimantele alb/negru, cât şi la cele color. Valori uzuale pentru rezoluţii acceptabile ar fi : 300, 600, 720 dpi, ajungându-se la calităţi profesionale de 1200 dpi.

b) Viteza unei imprimante se măsoară, fie prin numărul de caractere tipărite pe secundă (cps), fie prin numărul de pagini pe minut (ppm). Viteza unei imprimante depinde tehnologia de imprimare, de motorul său, de memoria sa (Input Buffer), de procesorul propriu (care influenţează pozitiv procesul de rasterizare - transformarea unui fişier de pe PC într-un format comprehensibil de către imprimantă) şi de complexitatea paginii de imprimat. Viteza unei imprimante variază între 0,5ppm şi 24 ppm. c) Modalitatea de alimentare cu hârtie determină diferenţierea imprimantelor în funcţie de mecanismul automat, semiautomat sau manual de angrenare a hârtiei şi de succesivitatea realimentării (manual feeder sau auto feeder). d) Zgomotul care se produce în momentul tipăririi, măsurat în decibeli (db), grupează imprimantele în zgomotoase (>40db) şi silenţioase. Nivelul de zgomot depinde de tehnologia de tipărire (prin impact sau nu), de motorul imprimantei şi de mecanismele de antrenare a hârtiei. e) Numărul de fonturi aferente caracterelor pe care o imprimantă le poate tipări influenţează procesul de tipărire, după cum fonturile aplicaţiei informatice de imprimat sunt compatibile sau nu cu fonturile imprimantei. De asemenea, fonturile afişate pe ecran trebuie să corespundă fonturilor imprimantei. f) Limbajul de control al imprimantei este un parametru ce reprezintă setul de comenzi folosit pentru controlul imprimantei de o anumită marcă. Limbajele de descriere a paginii (PDL – Page Description Language) au fost concepute de către constructorii de imprimante, fiecare sperând să creeze un standard de fapt care să devină apoi un standard de drept. Comercializarea în masă a unui tip sau altul de imprimantă a permis constructorului să impună limbajul pe care l-a utilizat pentru controlul imprimantei, ca pe o normă (de exemplu: standardele Epson FX, LQ sau IBM ProPrinter, pentru imprimantele matriciale, standardul caPSL al firmei Cannon - pentru imprimantele cu jet de cerneală şi standardele: PCL – Printer Control Language), GL aferente firmei Hewlett-Packard şi PostScript a firmei Adobe – pentru imprimantele laser). Limbajele de descriere a paginii sunt veritabile limbaje informatice orientate obiect.

Acestea sunt capabile să manipuleze şi să deseneze obiecte grafice vectoriale. Faţă de imaginile de tip bitmap – desenate în nor de puncte, imaginile vectoriale sunt înregistrate sub formă de

vectori numerici,ceea ce permite modificarea dimensiunilor fără nici o diminuare a calităţii. Limbajul de descriere a paginii reprezintă componenta de natură software ce conferă imprimantei o rezoluţie maximală. g) Capacitatea de emulare a imprimantei reprezintă aptitudinea unei imprimante de a recunoaşte limbajul de control şi de descriere a paginii aferente unei alte imprimante.

Page 21: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 43

h) Preţul imprimantelor reprezintă un parametru de piaţă ce variază în funcţie tipul şi de performanţele acestora. Imprimantele matriciale au preţul cuprins între 100 şi 500 de euro, în funcţie de numărul de ace, lăţimea carului, nivelul de zgomot şi viteza de tipărire în cps. Imprimantele cu jet de cerneală au preţurile situate între 60 şi 300 euro în funcţie de rezoluţie şi viteza de tipărire. Imprimantele laser sunt cele mai scumpe: preţurile sunt între 300 şi 8000 de euro, în funcţie de rezoluţie, memorie, viteză, opţiuni de copiator şi scaner. i) Conectivitatea imprimantelor este legată de porturile de comunicaţii pe care acestea le folosesc (de regulă imprimantele folosesc portul paralel LPT1, dar din ce în ce mai multe prezintă conectivitate şi către USB). j) Lăţimea carului diferenţiază imprimantele după numărul de coloane de caractere imprimabile pe hârtie astfel : imprimante pe 80 de coloane şi imprimante pe 132 de coloane. Lăţimea carului poate fi judecată şi în funcţie de formatul hârtiei cu care imprimanta poate lucra (A3, A4, etc). k) Cromatica imprimării disociază imprimantele în alb/negru (monocrome - unde parametrul calitativ este numărul de nuanţe de gri) şi color (policrome - care în funcţie de numărul de culori elementare pe care le combină pot fi tricromate sau cvadricromate). l) Alte caracteristici ale imprimantelor ar fi: imprimarea faţă/verso, gestionarea listingurilor, opţiuni de alimentare multibac, opţiuni de copiator, scanner şi fax, formate particulare (A2, A0). Pentru ca imprimanta să fie recunoscută de sistem, este nevoie de instalarea unui driver de imprimantă care să “ştie” să lucreze cu aceasta. Programul instalat prin driver va suplimenta sistemul BIOS, prin care vor fi recunoscute comenzile sistemului de operare către imprimantă. De performanţele driver-ului vor depinde viteza şi calitatea imprimării. După tehnologiile utilizate în construirea lor, după performanţe, cost, precum şi după modul cum sunt memorate caracterele înainte de a fi imprimate, imprimantele se pot clasifica în mai multe clase: a) imprimante orientate pe caracter; b) imprimante orientate pe rând; c) imprimante orientate pe pagină.

a) Imprimantele orientate pe caracter – permit memorarea şi tipărirea concomitentă a unui caracter. Acestea sunt cele mai lente imprimante. După tehnologia de tipărit, acestea se împart în : ♦ imprimante cu impact; ♦ imprimante cu ace; ♦ imprimante termice; ♦ imprimante cu jet de cerneală.

♦ Imprimantele cu impact (tip maşină de scris, numite şi Daisywheel printer) folosesc caractere metalice ce lovesc hârtia printr-o panglică tuşată Calitatea imprimării este excelentă (fiind numite şi letter-quality), dar viteza este relativ mică, între 15 şi 60 de caractere pe secundă. Aceste periferice de ieşire nu pot tipări grafică, iar în prezent sunt destul de puţin utilizate.

♦ Imprimantele cu ace sau imprimantele matriciale (Dot Matrix Printer) funcţionează pe baza impactului mecanic a acelor asupra unei panglici tuşate numite ribbon. Acele imprimantei (în număr de 9, 18 sau 24), plasate vertical, sunt proiectate pe o bandă tuşată de către electromagneţi. Caracterul ce corespunde unei matrice de puncte, este format prin deplasarea laterală bidirecţională a capului de imprimare.

Apăsarea unui ac pe banda tuşată produce tipărirea unui punct, combinaţia mai multor puncte generând caracterul sau imaginea grafică de tipărit.

Page 22: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 44

Cu cât matricea de caractere conţine mai multe ace, cu atât creşte rezoluţia imprimării. Acest tip de imprimante dispun adesea de două calităţi de imprimare: calitatea “courrier” (NLQ – Near Letter Quality) obţinută prin trecerea de mai multe ori a capului de imprimare pe aceeaşi linie de tipărit (calitate bună, dar viteză lentă) şi calitatea “listing” sau “draft” obţinută printr-o singură trecere. Caracteristicile acestui tip de imprimantă sunt următoarele: � viteza de imprimare este mică şi se măsoară de regulă în cps (caractere tipărite pe secundă); acest

parametru ia valori cuprinse între 100 şi 800 cps; � calitatea imprimării este mediocră: între 200 şi 400 dpi (aceasta se îmbunătăţeşte dacă se diminuează

viteza de imprimare). Calitatea imprimării depinde de numărul de ace ale capului de imprimare: 9, 18 24;

� lăţimea carului permite imprimarea documentelor în format A4 (182 – 257 mm - 80 caractere/rând) şi A3 (148 – 420 mm - 132 caractere/rând);

� zgomotul produs de tehnologia de imprimare prin impact este relativ mare: aproximativ 60 db; � funcţionează bine în orice tip de mediu : căldură/frig, vibraţii, etc. � are avantajul imprimării unui document în mai multe exemplare la o singură trecere (folosind

indigoul sau documente auto-copiante): facturi, chitanţe, ordine de plată, contracte, etc. � această tehnologie permite atingerea unei viteze de tipărire de la 120 la 500 de caractere pe secundă

(aproximativ 100 linii/minut). Calitatea imprimării este relativ mediocră, mergând numai până la 360 dpi.

♦ Imprimante termice sau chimice (Thermal Printer) se bazează pe o tehnologie de ardere sau de presiune asupra unei hârtii tratate chimic. Procedeul de imprimare este asemănător tehnologiei fotografice, în sensul că documentul este expus la lumină, iar apoi este developat prin încălzire. Această tehnologie este relativ marginalizată datorită preţului mare al hârtiei speciale. Imprimantele termice sunt silenţioase, au o rezoluţie bună, dar sunt puţin performante în termeni de viteză (250 caractere pe secundă).

♦ Imprimantele cu jet de cerneală (Ink Jet Printer) sau cu bule de cerneală (Bubble Jet Printer) posedă un dispozitiv ce proiectează cerneala pe hârtie prin intermediul unei duze.

Există mai multe tehnologii de imprimare cu jet de cerneală. O primă tehnologie este asemănătoare aceleia utilizate de imprimantele matriciale, cu deosebirea că acele au fost înlocuite de duze (mici orificii punctiforme) care proiectează cerneala pe hârtie. A doua tehnologie constă în injectarea sub presiune a micilor picături de cerneală.

Page 23: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Arhitectura calculatoarelor personale 45

Plecând de la imaginea în memorie a unui caracter de imprimat, se proiectează prin duze picături microscopice de cerneală, ghidate de sarcini electrice variabile. În acest fel, fiecare caracter este construit în funcţie de numărul de puncte pe care îl ocupă într-o matrice. Cea mai răspândită metodă (Ink Jet) este aceea de a plasa în spatele fiecărei duze, un dispozitiv piezo-electric, care, printr-o tensiune aplicată, provoacă un jet de cerneală. Tehnologia cu bule de cerneală (Bubble Jet) este asemănătoare celei Ink Jet, cu deosebirea că eliberarea cernelii este provocată de încălzirea duzelor ejectoare şi nu prin aplicarea de tensiuni electrice. Cea mai nouă tehnologie de imprimare cu jet de cerneală, constă în plasarea unui bloc de cerneală solidă într-un cartuş de imprimantă. Cerneala este încălzită pentru a fi fluidă, iar apoi aceasta este expulzată pe hârtie, unde se solidifică instantaneu datorită diferenţei mari de temperatură. Prin această tehnologie, se înlătură dezavantajele uscării premature a cartuşului cu cerneală sau a obturării duzelor. Imprimantele construite după această tehnologie sunt de zece ori mai scumpe decât imprimantele clasice cu jet de cerneală. Caracteristicile acestui tip de imprimantă sunt următoarele: � posibilitatea imprimării alb/negru şi color (prin utilizarea unor cartuşe de cerneală color); � viteză de imprimare relativ mică: între 0,5 şi 8 ppm – pentru alb/negru şi între 0,2 şi 6 ppm color; � rezoluţie grafică mare: între 600dpi şi 1200 dpi, atât în regim alb/negru, cât şi color; � nivel de zgomot redus; � memorie proprie (input buffer) mică: între 10 şi 256KB; � preţ pe imprimantă foarte mic / preţ pe rezerva de cerneală foarte mare.

b) Imprimantele orientate pe linie - sunt clasicele imprimante ale minicalculatoarelor şi sistemelor de tip mainframe. Acestea, sunt imprimante de impact ce sunt concepute în aşa fel încât caracterele ce compun o linie pot fi imprimate simultan. Memorarea caracterelor în acest caz se face la nivel de linie. Imprimantele utilizează un dispozitiv purtător de caractere sub formă de bandă sau de bară, asupra căruia acţionează prin impact “ciocănele”, care lovind caracterele metalice ale benzii, formează caracterele de imprimat. O panglică tuşată este interpusă între hârtie şi dispozitivul purtător (banda) de caractere. Imprimanta utilizează hârtie de tip listing, pliată pe pagini şi ghidată prin două benzi laterale ce conţin perforaţii de antrenare. Viteza de imprimare pentru acest tip de imprimantă este foarte mare (între 600 şi 2200 de linii pe minut), rezoluţia este slabă, iar zgomotul nepermis de mare. c) Imprimantele orientate pe pagină - numite de regulă imprimante laser - asociază tehnologia laserului cu tehnologia copiatoarelor. Tehnologia imprimării cu laser presupune existenţa unui tambur cilindric acoperit cu un strat fotoconductor. Laserul (sursa de lumină) inscripţionează pe tambur un rând de puncte dispuse pe o linie, corespunzător mesajului de imprimat. Raza laser baleiază tamburul şi modifică sarcinile electrice. Astfel, fiecare linie a paginii de imprimat este în mod progresiv scrisă pe tambur, creându-se o copie a paginii de tipărit. Particulele de toner (pudră de cerneală) se vor fixa de tambur în amplasamente ce vor desemna mesajul de imprimat. Odată ce mesajul a fost format, acesta este pus în contact cu foaia de hârtie, a cărei suprafaţă a fost încărcată electrostatic. Sarcina electrostatică a tamburului fiind inferioară sarcinii hârtiei va determina automat fixarea cernelii pe hârtie.

Page 24: ARHITECTURA CALCULATOARELOR PERSONALEgiovanna.ro/blog/wp-content/uploads/2010/12/BTI-CAPITOLUL-22.pdf · Arhitectura calculatoarelor personale 25 distincţie între acţionarea unei

Bazele tehnologiei informaţiei şi comunicaţiilor 46

Punctele înscrise pe tambur, sunt şterse progresiv prin aplicarea unei sarcini electrostatice identice pe toată suprafaţa sa. Astfel, imprimanta este pregătită pentru a lista o altă foaie.

Imprimantele laser pot fi asimilate unui calculator dedicat funcţiei de imprimare, deoarece ele sunt dotate cu un procesor propriu, o memorie ROM şi RAM, un sistem de operare care interpretează un limbaj ce descrie punct cu punct ansamblul paginii de imprimat. Principalele caracteristici ale imprimantelor laser sunt: � unitatea de imprimare este în general pagina, descrisă prin ansamblul liniilor conţinute de tambur

(de aceea în clasificarea făcută, imprimantele laser apar ca imprimante orientate pe pagină); � limbajul de descriere a paginii este de tip bitmap sau vectorial (limbajele cele mai cunoscute sunt:

PCL (Page Command Language), PostScript 1 sau 2, CAPSL, PPDS, Page GQ); � memoria utilizată pentru imprimare se situează între 4 şi 64 MB; � viteza de imprimare este mare: între 6 şi 24 ppm; � calitatea imprimării este excelentă, situându-se între 600 şi 1200 dpi; � nivelul de zgomot este foarte redus, tinzând chiar către zero decibeli.