Urządzenia Wejścia – Wyjścia

Input - Output

informacje dodatkowe

Główne czynności komputera

Input

WEJŚCIE

(Wprowadzanie

danych)

Output

WYJŚCIE

(Wyprowadzanie

wyników)

Processing

PRZETWARZANIE

Storage

MAGAZYNOWANIE

klawiatura

mysz

mikrofon

Skaner

aparat cyfrowy

kamera cyfrowa

ekran dotykowy

pióro elektroniczne

(pióro świetlne)

joystick

Wszelkie rodzaje

czytników

(np. czytnik odcisków

palców, siatkówki oka)

monitor

drukarka

głośniki

CPU (Central

Processing Unit)

procesor

dyskietka

dysk twardy HDD

dyski optyczne CD,

DVD, Blue Ray

pendrive

dyski SSD

Schemat logiczny budowy komputera

Procesor centralny

arytmometr

Jednostka

sterująca

rejestry

Pamięć wewnętrzna

Pamięć stała

Pamięć operacyjna

kanał

monitor klawiatura dysk drukarka

Schemat logiczny - inaczej

Pamięć

ROM RAM

Szyna danych

Szyna adresowa

Linie sterujace

CPU

cache

Urządzenia Wejścia-Wyjścia

magistrale

klawiatura monitor mysz skaner dyski

• Szyna danych – do transmisji danych i

rozkazów

• Szyna adresowa – do przesyłania adresów

danych (w RAM)

• Linie sterujące – do wysyłania sygnałów

sterujących pracą urządzeń w komputerze

Nośniki danych

• Dyskietka (floppy disk) – krążek z

elastycznego tworzywa, pokryty z obu

stron substancją magnetyczną

• Dysk twardy (HDD – Hard Disk Drive) –

jeden z typów urządzeń pamięci masowej,

wykorzystujących nośnik magnetyczny.

Pierwowzór – pamięć bębnowa.

Pierwsze dyski twarde w znanej nam

postaci – 1980 Seagate: 5 MB pojemności

Ważne parametry dla dysku twardego

• Pojemność (GB, TB)

• szybkość transmisji danych (Mb/s, MB/s)

• czas dostępu (Ms);

latencja – inf. czas między wysyłaniem

żądania a otrzymaniem odpowiedzi

średni czas dostępu = średni czas

wyszukiwania (Average Seek Time) +

średni czas opóźnienia (Average Latency

Time)

Ważne parametry dla dysku twardego

– c.d.

• prędkość obrotowa talerzy (obr/min)

rpm – Rotation per Minute

• wskaźnik MTBF (Mean Time Between

Failure) – średni czas bezawaryjnej pracy

(tys. lub mln godzin)

• interfejs (SATA, USB)

• Cache dysku twardego (MB, obszar

odpowiedzialny za odczyt z wyprzedzeniem i

buforowanie odczytu oraz obszar opóźnionego zapisu)

Producenci dysków (niektórzy)

• Fujitsu

• Hitachi

• IBM

• Samsung

• Seagate

• Western Digital

• Toshiba

• Quantum

• NeXuS

Dysk twardy 3,5" widziany z góry (po lewej) i

od dołu (po prawej)

Nośniki danych – c.d.

• dysk optyczny –bity informacji zapisywane

w postaci fragmentów dobrze i słabo

odbijających wiązkę światła. Odczyt

danych – promieniem lasera.

Dane zapisane sekwencyjnie.

Rodzaje:

- CD ROM (Compact Disk Read Only Memory)

- CD-R (Compact Disk – Recordable)

- CD-RW (Compact Disk – Rewritable)

Nośniki danych – c.d.

• DVD (Digital Versatile Disk lub Digital

Video Disk) – większa pojemność od CD

dzięki zwiększeniu gęstości zapisu

- DVD-R, DVD-RW i inne

• HD DVD (High Definition DVD) –

zastosowanie niebieskiego lasera (długość

fali 405 nm) w odróżnieniu od czerwonego

(długość fali 650 nm)

• Blue-ray Disk (BD)

Nośniki danych – c.d.

• Dysk SSD (Solid State Drive) – urządzenie

pamięci masowej, zbudowane w oparciu o

pamięć typu flash. Zalety:

- brak ruchomych części

- zdecydowanie krótszy czas dostępu do

danych (< 1 ms)

- cichsza praca

- dużo większa odporność na uszkodzenia

mechaniczne

- szeroki zakres temperatur pracy

https://www.youtube.com/watch?v=OE5hHF

VvUOo

Nośniki danych – c.d.

• Pamięć USB – pendrive (USB Flash Drive,

Flash Disk, Flash Drive i inne) – urządzenie

przenośne typu Plug&Play, zawierające

pamięć nieulotną typu Flash EEPROM,

zaprojektowane do współpracy z

komputerem poprzez port USB i używane

do przenoszenia danych między

komputerami i innymi urządzeniami.

Zastosowanie pamięci USB:

przenoszenie danych osobistych

naprawa komputerów

odtwarzacze plików audio

bootowanie systemów operacyjnych

zwiększenie pamięci systemu

dodatkowe funkcje: odtwarzacze MP3,

dyktafony, radia UKF (FM), aparaty

cyfrowe itp..

Podział urządzeń USB ze względu na

zgodność z przyjętymi specyfikacjami

Trzy grupy:

USB 1.1 – 1,5 Mb/s (0,1875 MB/s)

USB 2.0 – do 480 Mb/s (60 MB/s)

USB 3.0 – do 4,8 Gb/s (600 MB/s)

Bezpieczeństwo danych

Urządzenia wejścia (niektóre)

• klawiatura: klawisze alfabetyczne, cyfrowe,

znaków specjalnych, funkcji specjalnych

(w sumie ponad 100) plus

czytnik kart pamięci, porty USB, gniazda do

zestawu słuchawkowego itp.

Układy: - QWERTY

- QWERTZ (niem.)

- AZERTY (franc.)

- klawiatura Dvoraka

klawiatury bezprzewodowe (podczerwień, fale

radiowe, Bluetooth)

Urządzenia Wejścia – c.d.

• mysz – urządzenie wskazujące, do pracy z

interfejsem graficznym, od 1964r.

Rodzaje:

- mechaniczna

- optyczna (diodowa)

- laserowa (lepsza rozdzielczość i czułość)

- wertykalna

Połączenie:

- port szeregowy, USB, PS/2

- bezprzewodowo (zasilane przez baterie,

sygnały do odbiornika w porcie, np. Bluetooth)

Standardowa mysz komputerowa Prototyp myszy Douglasa Engelbarta ;

mysz ta miała tylko 1 guzik

po prawej stronie i wyglądała

jak drewniane pudełko.

Ekran dotykowy

Ekran dotykowy (ang. Touchscreen) –

wyświetlacz reagujący na dotyk,

obsługiwany rysikiem lub palcem.

Stosowany jest w palmtopach, telefonach

komórkowych, smartfonach, komputerach

przenośnych oraz tabletach.

W konstrukcji ekranów dotykowych stosuje

się cztery techniki wykorzystujące:

• przerwanie (na skutek dotyku) strumienia

światła podczerwonego, emitowanego

przez sieć diod LED, usytuowanych na

krawędziach ekranu (ang. infrared);

• zaburzenia (na skutek dotyku) fali

akustycznej, propagowanej na

powierzchni ekranu (ang: SAW lub Surface

Acoustic)

• zmiany pojemności elektrycznej

dotykanego ekranu (tzw. ekran

pojemnościowy), nie reaguje on np. na

rysik; ta technologia umożliwia

zastosowanie funkcji multi-touch;

• zmiany oporu elektrycznego między

przezroczystymi elektrodami wtopionymi

w ekran.

Urządzenia Wejścia – c.d.

• Skanery

Automatyzacja źródła danych poprzez

dostarczanie plików w formie cyfrowej

(przetwarzanie obrazów w postać cyfrową)

UWAGA:

Oprogramowanie OCR (Optical Character

Recognition)

Aplikacje Scan & Read – oprogramowanie

OCR + syntetyzator mowy

Skanery – c.d.

Rodzaje skanerów:

płaski (flatbed) – obiekt skanoway

nieruchomo, przesuwa się mechanizm

skanujący

arkuszowy (?) (sheetfed)

podręczny – do małych ilości danych

bębnowy (drum) – szklany cylinder wokół

sensora

skaner trójwymiarowy (3D)

Skaner płaski Ręczny skaner

kodów kreskowych

Skaner bębnowy

Skaner 3 D

Skaner 3 D na lotnisku

Skanery – c.d.

Parametry skanerów:

rozdzielczość – maksymalna liczba na cal

(dpi – dots per inch), np. 600-4800 dpi

rozdzielczość optyczna i interpolowana

głębia kolorów (w bitach), np. 24-bitowa,

36-bitowa, 48-bitowa

szybkość – czas potrzebny na skanowanie

Znaczenie również: interfejs (równoległy,

SCSI, USB) oraz oprogramowanie OCR

Urządzenia wyświetlające (display

devices)

Monitor – urządzenie wyjścia do

bezpośredniej komunikacji z komputerem,

obsługiwane za pośrednictwem karty

graficznej.

Karta graficzna – karta rozszerzeń

komputera, generująca sygnał dla ekranu

monitora. Odbiera i przetwarza informacje o

obrazie, wyświetla odpowiednio obraz przy

użyciu monitora.

Rodzaje monitorów

monitor CRT (Cathode – Ray Tube); kineskop z

działem elektronowym (katoda), z którego

wystrzeliwana jest wiązka elektronów (RGB),

padająca na luminofor, wzbudzając go do

świecenia

monitor LCD (Liquid Crystal Display);

zmiana polaryzacji światła na skutek zmian

orientacji cząsteczek ciekłego kryształu pod

wpływem przyłożonego pola elektrycznego

monitor plazmowy (PDP – Plasma Display Panel)

monitor LED (Light Emitting Diode) – jedynie

różny od LCD rodzaj podświetlania matrycy

monitor laserowy: urządzenie

ultrakrótkoogniskowe o bardzo dobrych

parametrach obrazu, a przy tym ekonomiczne,

jeśli chodzi o koszty eksploatacyjne. Ekologiczne

źródło światła zastosowane w urządzeniu ma

żywotność do 20 000 godzin, co eliminuje koszty

eksploatacyjne takie jak np. wymiana lampy.

Monitor CRT

Budowa kineskopu

Działo elektronowe

Wady i zalety monitorów CRT

Wady:

• duże gabaryty / waga monitora, stąd trudniejsza

regulacja

• duży pobór mocy

• zawsze istnieje wypukłość ekranu

• częstotliwość odświeżania ma istotny wpływ na

jakość obrazu oraz zmęczenie oczu

• wyższa emisja promieniowania

elektromagnetycznego

Zalety:

• szybki czas reakcji

• wieloczęstotliwość, czyli możliwość zmiany

rozdzielczości

• wierne odwzorowanie kolorów

• duże kąty widzenia obrazu

• średnia jasność/kontrast obrazu

• nie występuje problem z wyświetleniem koloru

czarnego

Monitor LCD (Liquid Crystal Display)

Cztery podstawowe elementy:

komórki, w których zatopiona jest

niewielka ilość ciekłego kryształu

elektrody – źródło pola elektrycznego,

działającego bezpośrednio na ciekły

kryształ

dwie cienkie folie (polaryzator i

analizator)

źródło światła

Zalety i wady monitorów LCD

Zalety:

• zdecydowanie mniejszy gabarytowo

• zużywa mniej prądu

• jest wolny od efektu migotania

• generuje słabsze pole magnetyczne (jest mniej

szkodliwy dla wzroku?)

• nie odkształca obrazu

• optycznie ma większą przekątną niż analogiczne

monitory CRT (brak martwego pola)

• bardzo niska awaryjność

Wady:

oferuje różne rozdzielczości, ale

przystosowany jest do jednej (skalowanie

w dół pogarsza jakość obrazu)

większy czas reakcji

problemy z odwzorowaniem czerni

martwe piksele

potrzebuje źródła światła

Parametry monitorów

• przekątna ekranu (w calach – np. 18,5,

21,5, 25, 27, 29)

• rozdzielczość – parametr określający

liczbę pikseli obrazu (w poziomie i w

pionie, np. 1024x768, 1280x1024,

1600x1200, 1920x1080 itp.)

UWAGA! Rozdzielczość obrazu, a nie

urządzenia.

• czas reakcji matrycy (ms, np. 5 ms, 2 ms)

Drukarki

Drukarka – urządzenie współpracujące z

komputerem, służące do przenoszenia

tekstu, obrazu na różne nośniki druku

(papier, folia, płótno itp.)

Podstawowe rodzaje drukarek

• drukarka igłowa, mozaikowa (dot-matrix

printer, needle printer); taśma barwiąca

jak w maszynie do pisania; niskie koszty

eksploatacji i możliwość drukowania kilku

kopii

• drukarka atramentowa (ink-jet printer);

drukuje przez umieszczenie na papierze

bardzo małych kropli atramentu (w 4

kolorach – model CMYK)

• drukarka laserowa (laser printer) –

drukuje poprzez umieszczenie na papierze

cząstek tonera; wałek selenowy jest

elektryzowany, naświetlany światłem

laserowym lub LEDowym; toner z wałka

przenoszony na papier; utrwalacz

termiczny – fuser.

Od razu cała strona.

Wysoka jakość i szybkość wydruku.

Drukarka igłowa D100-M Mera Błonie z

taśmą barwiącą na szpuli

Drukarka laserowa Apple LaserWriter Pro

630

Drukarka atramentowa

Drukarka

atramentowa ma

głowicę przesuwaną

poziomo, dlatego też

drukuje tekst po

jednej linii, Należy

ona do drukarek

nieuderzeniowych

Termiczna metoda druku

Drukarka atramentowa – c.d.

Termiczna metoda druku

Schemat działania drukarki laserowej

Drukarka laserowa – c.d.

Parametry drukarki

• rozdzielczość drukowania (w dpi – dots

per inch, np. 600x600 dpi, 1200x1200 dpi,

2400x240 dpi, 4800x4800 dpi itp.)

• szybkość druku (str/min; ppm – pages per

minute, np. 25 ppm, 36 ppm, 60 ppm itd)

• druk w kolorze lub nie

• maksymalny rozmiar papieru

Producenci drukarek

• HP

• Epson

• Canon

• Xerox

• Lexmark

Drukarka 3D

Drukowanie przestrzenne (3D printing) –

proces wytwarzania trójwymiarowych,

fizycznych obiektów na podstawie

komputerowego modelu.

Za pomocą różnego rodzaju drukarek 3D

można wytworzyć:

• gotowe produkty z tworzywa sztucznego

(ruchome tylko w SLA oraz Selective laser

sintering);

• produkty wymagające obróbki (szczególnie

w FDM może być konieczne przycięcie

łączników i kolumienek oraz wygładzenie

powierzchni);

• inne przedmioty z topliwych materiałów w

tym z czekolady czy metalu[6];

• elementy innych przedmiotów;

• prototypy i inne produkty koncepcyjne;

• formy do wykonania właściwych

elementów lub prototypów;

• w ograniczonej formie także różnego

rodzaju tkanki.

Model kostki Mendera wykonany za pomocą

techniki drukowania przestrzennego

Przykładowa drukarka 3D

Globus Wikipedii

wydrukowany za

pomocą druku 3D

Części wydrukowane za pomocą technologii druku przestrzennego

Stanford Dragon jako modelowy przykład

MakerBot Replicator Z18

• https://www.youtube.com/watch?v=v-

AA93s-aO8

• https://www.youtube.com/watch?v=z0-

rJVzMqxs

• http://centrumdruku3d.pl/zastosowanie-

druku-3d-w-medycynie/