Периферийные устройства персонального компьютера

Периферийные устройства персонального компьютера Компьютер

Общие сведения о периферийных устройствах пк

Различные типы периферийных устройств, подключаемых к компьютерной системе, играют важную роль в ее работе. Они в значительной степени определяют возможности использования компьютеров и их технические характеристики. Широкий ассортимент выпускаемых периферийных устройств позволяет выбирать те из них, с которыми профессиональные компьютеры используются наиболее эффективно в различных областях деятельности.

В зависимости от функций, выполняемых компьютерной системой, периферийные устройства могут подразделяться на две основные группы. К первой относятся те периферийные устройства, наличие которых абсолютно необходимо для функционирования компьютерной системы. Их обычно называют системными периферийными устройствами. К этой группе относятся видеомонитор, клавиатура, накопитель на гибком магнитном диске (НГМД), накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) и печатающее устройство (принтер).

Ко второй группе периферийных устройств относятся накопители на магнитной ленте, устройства для ввода графической информации, устройства для вывода графической информации (плоттеры), модем, сканер, аудиоплата, мышь или трекбол, коммуникационные адаптеры и другие. Они предоставляют профессиональному компьютеру дополнительные возможности. Однако наличие их в его конфигурации определяется конкретной областью деятельности. В связи с этим данная группа носит название дополнительных периферийных устройств.

Многие периферийные устройства подсоединяются к компьютеру через специальные гнезда (разъемы),находящиеся обычно на задней стенке системного блока компьютера. Кроме монитора и клавиатуры такими устройствами являются:

· принтер – устройство для вывода на печать текстовой и графической информации;

· мышь – устройство, облегчающее ввод информации в компьютер;

· джойстик – манипулятор в виде укрепленной на шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр;

а также другие устройства.

Некоторые устройства, например, многие разновидности сканеров (приборов для ввода рисунков и текста в компьютер), используют смешанный способ подключения: в системный блок компьютера вставляется только электронная плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется к этой плате кабелем.

В настоящее время разрабатываются все более новые и совершенные периферийные устройства.

Системные периферийные устройства

Видеомонитор

Видеомонитор (дисплей или просто монитор) – устройство отображения текстовой и графической информации в стационарных ПК – на экране электронно-лучевой трубки, а в портативных ПК – на жидкокристаллическом плоском экране.

Мониторы бывают цветными и монохромными, могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки – знакоместа, чаше всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256 заранее заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, символы: ! @ # $ % ^ & * ( ) — = ? { } [ ] : ; » ‘ <> / | . , ~ `, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана.

В число символов изображаемых на экране в текстовом режиме могут входить и символы кириллицы (буквы русского алфавита).

На цветных мониторах каждому знакоместу может соответствовать свой цвет символа и свой цвет фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран. На монохромных мониторах для выделения отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость символов, подчеркивание и инверсия изображения (темные символы на светлом фоне).

Графический режим монитора предназначен для вывода на экран графиков, рисунков. Разумеется, в этом режиме можно также выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причем эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер букв.

В графическом режиме экран монитора состоит из точек, каждая из которых может быть темной или светлой на монохромных мониторах или одного из нескольких цветов – на цветном. Количество точек по горизонтали и вертикали называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Например, выражение «разрешающая способность 640´200» означает, что монитор в данном режиме выводит на экран 640 точек по горизонтали и 200 точек по вертикали. Следует заметить, что разрешающая способность не зависит от размера экрана монитора, подобно тому как и большой, и маленький телевизоры имеют на экране 625 строк развертки изображения. Современные мониторы обладают разрешающей способностью до 1024´768 или 1248´1024 точек.

Важной характеристикой монитора, определяющей четкость изображения на экране, является размер точки на экране. Чем меньше она, тем выше четкость. Обычно величина точки колеблется от 0,41 до 0,18 мм.

К прочим характеристикам монитора можно отнести: наличие плоского или выпуклого экрана, уровень высокочастотного радиоизлучения, частоту обновления изображения на экране, наличие системы энергосбережения.

Клавиатура

Клавиатура – один из важнейших элементов связи человека с компьютером. Клавиатура является основным устройством ввода информации в персональный компьютер. Данные, которые требуется обработать, и команды, подлежащие выполнению, сообщаются компьютеру посредством клавиатуры. Кроме того, через нее производится управление работой компьютера во время выполнения программы.

Клавиатура должна быть эргономичной, то есть удобной и не утомляющей во время работы. Для этого она может устанавливаться под небольшим наклоном (от 5 до 7°) относительно горизонтальной поверхности. К клавишам должен быть обеспечен свободный доступ, они должны срабатывать от легкого нажатия. Обозначения на ней должны быть ясными и не утомительными для зрения.

Расположение букв на наборном поле клавиатуры аналогично обычной пишущей машинке, что дает возможность использовать в работе с компьютером навыки, приобретенные при работе с пишущей машинкой, достигая высокой скорости ввода как текста, так и цифровых данных.

При работе с компьютером возникает необходимость ввода определенных команд или частого выполнения определенных функций. Занесение их всякий раз в печатном виде занимало бы много времени. Поэтому для ввода этих наиболее часто используемых команд и функций в клавиатурах компьютеров предусматриваются отдельный, так называемые функциональные клавиши. При нажатии каждой из них в компьютер вводится не отдельная буква или цифра, а целое предложение или команда. Так, например, при вводе текста в одной программе нажатие данной функциональной клавиши может означать «установить курсор в конце строки», а в другой программе ее нажатие означает «стереть текст до конца строки».

Клавиатура компьютеров имеет также клавиши, облегчающие управление ими, — так называемые управляющие клавиши. Так, например, существуют отдельные клавиши для перемещения светового курсора по экрану, для вставки символов, для удаления символов.

К управляющим относятся также клавиши, которыми задается работа со строчными или заглавными буквами, с русским или латинским алфавитом.

Для клавиатур компьютеров используются кнопки различных типов, из которых наиболее широкое распространение получили два: емкостные и контактные.

Емкостные кнопки имеют достаточно простое устройство. Они состоят из подвижной металлической пластинки, прикрепленной к кнопке, и двух металлических выступов на печатной плате, образующих практически неподвижные электроды одного конденсатора переменной емкости. При каждом нажатии на клавишу подвижная пластина приближается к выступам, что приводит к изменению емкости конденсатора. Это изменение является указанием на нажатие (или отпускание) клавиши. В электронной схеме такой клавиатуры имеются компоненты, различающие состояние кнопки в зависимости от ее емкости. Помимо простоты устройства емкостные кнопки имеют достаточно высокую надежность. Они выдерживают до 100 и более миллионов циклов нажатий и отпусканий.

Контактные кнопки могут изготавливаться в различных вариантах, но всегда в основе лежит принцип непосредственного механического контакта между двумя гибкими металлическими пластинками. В месте соприкосновения пластинки обычно имеют специальное покрытие, обеспечивающее малое сопротивление контакта. В клавиатуре компьютеров используются контактные кнопки, сконструированные так, что нажатии кнопки приводит к высвобождению одной из предварительно нагруженных пластинок, которая вследствие этого резко соприкасается с другой пластинкой, создавая контакт. В этом случае сила соприкосновения двух пластинок не зависит от силы нажатия клавиши, что в значительной степени уменьшает механические колебания, возникающие в момент осуществления контакта. Срок службы контактных кнопок характеризуется числом срабатываний, составляющим порядка нескольких десятков миллионов циклов. Они более помехоустойчивы, чем емкостные.

Принтер

Принтер (или печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Все принтеры могут выводить текстовую информацию, многие из них могут выводить также рисунки и графики, а некоторые принтеры могут выводить и цветные изображения.

Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с ПК. Как правило, применяются принтеры следующих типов: матричные, струйные и лазерные, однако встречаются и другие (светодиодные, термопринтеры и так далее).

Матричные (или точечно-матричные) принтеры – наиболее распространенный до недавнего времени тип принтеров для IBM PC. Принцип печати этих принтеров таков: печатающая головка принтера содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней (иголок). Головка движется вдоль печатаемой строки, а стержни в нужный момент ударяют по бумаге через красящую ленту. Это и обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений.

В дешевых моделях принтеров используется печатающая головка с девятью стержнями. Качество печати у таких принтеров посредственное, но его можно несколько улучшить с помощью печати в несколько проходов (от двух до четырех).

Более качественная и быстрая печать обеспечивается принтерами с 24 печатающими иголками (24-точечными принтерами). Бывают принтеры и 48 иголками, они обеспечивают еще более качественную печать.

Скорость печати точечно-матричных принтеров от 60 до 10 секунд на страницу, печать рисунков может выполнятся медленнее – до 5 минут на страницу. Производятся и специальные высокопроизводительные матричные принтеры — они используются банках, телефонных компаниях и так далее.

Струйные принтеры. В этих принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил, выдуваемых на бумагу с помощью сопел. Это способ печати обеспечивает более высокое качество и скорость печати и по сравнению с матричными принтерами, он очень удобен для цветной печати. Современные струйные принтеры могут обеспечивать высокую разрешающую способность – до 600 точек на дюйм, приблизились по качеству к лазерным принтерам, а стоят не намного дороже, чет матричные принтеры (в 2-3 раза дешевле лазерных принтеров).

Следует заметить, что струйные принтеры требуют тщательного ухода и обслуживания. Скорость печати струйных принтеров – от 15 до 100 секунд на страницу, а время печати цветных страниц может достигать десяти минут (обычно 3-5 минут).

Лазерные принтеры обеспечивают в настоящее время наилучшее (близкое к типографскому) качество печати. В этих принтерах для печати используется принцип ксерографии: изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от обычно ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам компьютера.

Лазерные принтеры хотя и достаточно дороги (обычно от 800 до 4000$) являются наиболее удобными устройствами для получения качественных черно-белых качественных печатных документов. Существуют и цветные лазерные принтеры, но они стоят значительно дороже — от 5000$) при разрешающей способности 300 точек на дюйм, от 10000$ при разрешающей способности 600 точек на дюйм.

Разрешающая способность лазерных принтеров как правило не менее 300 точек на дюйм, а современные лазерные принтеры (HP LaserJet серии 4) обычно имеют разрешающую способность 600 точек на дюйм и более. Некоторые принтеры, например HP LaserJet III и 4 используют специальную технологию повышения качества изображения. Применение этих технологий эквивалентно повышению разрешающей способности принтера в 1,5 раза. Скорость печати лазерных принтеров — от 15 до 5 секунд на страницу при выводе текстов. Страницы с рисунками могут выводится значительно дольше, на вывод больших рисунков может потребоваться несколько минут.

Выпускаются специальные высокопроизводительные (так называемые «сетевые») принтеры, например HP LaserJet 4Si, 4V и другие, их скорость работы от 15 до 40 страниц в минуту. Обычно такие принтеры подключаются к локальной сети и совместно используются пользователями этой сети.

Накопители

В качестве внешней памяти персональных компьютеров могут использоваться накопители на магнитном диске и на магнитной ленте. Накопители на магнитном диске бывают с двумя типами носителей информации – с гибким магнитным диском (дискетой) и с жестким (несъемным) магнитным диском (НЖМД). Наличие накопителя на гибком магнитном диске (НГМД) является обязательным. Накопители на магнитной ленте бывают обычно кассетного типа и используются редко. Они служат для перезаписи большого объема информации из НЖМД на магнитную ленту, после чего эта информация может быть записана в НЖМД другого персонального компьютера или сохранена в архиве.

Накопители связываются с центральным процессором компьютера при помощи соответствующих управляющих устройств (контроллеров). Управляющие устройства (УУ) предназначены для осуществления, с одной стороны, обмена информацией между центральным процессором и накопителями, а с другой – для управления работой этих накопителей. Связь накопителей с УУ осуществляется обычно через стандартный интерфейс, представляющий собой группу линий для передачи электрических сигналов, каждая из которых имеет строго определенное назначение.

Накопители на магнитных дисках представляют собой устройства с так называемым циклическим доступом к информации. Магнитные ленты являются носителями с последовательным доступом. У них считывание или запись производится в ячейки поочередно от начала к концу ленты. Принципиально иначе функционирующие накопители на магнитных дисках осуществляют операции считывания или записи за время, значительно меньшее, чем требуется для устройств с магнитной лентой.

Время доступа к информации на носителе накопителя во много раз превосходит время обращения к оперативной памяти компьютера. При создании современных накопителей стремятся свести эту разницу к минимуму. Время доступа к информации в НЖМД на один порядок меньше времени доступа в НГМД.

а) Накопители на гибких магнитных дисках

широкое распространение НГМД в персональных компьютерах обусловлено их сравнительно низкой стоимостью, малыми размерами, а также сравнительно быстрым –доступом к хранящейся на дискете информации. Другая причина большого распространения НГМД – это удобство работы с ними и простота хранения дискет.

Существуют разные виды НГМД. Наиболее широко распространены устройства с диаметром носителя 133мм (5,25 дюйма) и 89мм (3,5 дюйма). В профессиональных компьютерах чаще всего используются НГМД с диаметром дискеты 3,5 дюйма.

При работе с дисковыми накопителями для хранения информации используется одна или две круговые поверхности диска. Согласно числу используемых информационных поверхностей магнитные диски могут быть односторонними и двусторонними, а накопители соответственно – с одной и двумя магнитными головками считывания-записи. В профессиональных компьютерах используются как односторонние, так и двусторонние дискеты. Возможность хранения информации на одной или двух поверхностях дискеты гарантируется заводом-изготовителем и указывается на ее этикетке. Односторонние НГМД имеют только одну головку считывания-записи, то есть рассчитаны на использование только одной поверхности дискеты. Двусторонние НГМД располагают двумя головками считывания-записи и работают одновременно с двумя поверхностями дискеты. В случаях, когда это предусматривается конструкцией НГМД и дискеты, односторонние НГМД могут работать поочередно с двумя поверхностями дискеты. Для этого первоначально дискету устанавливают в основное положение, при котором происходит запись или считывание с первой поверхности. После установки дискеты в обратное положение, при котором две поверхности меняются местами, возможна запись или считывание и на второй ее поверхности.

Объем хранимой на дискете информации зависит как от типа дискеты, так и от самого НГМД.

НГМД как самостоятельное устройство объединяет три основных блока: систему привода, систему позиционирования и систему считывания-записи. Система привода предназначена для обеспечения вращения гибкого диска в дискете со строго заданной скоростью. Двигатель системы привода включается и выключается сигналами, поступающими от УУ через интерфейс. Система позиционирования служит для установки считывающе-записывающей головки на точно определенный дорожке поверхности носителя. Дорожки представляют собой концентрические окружности на поверхности диска, на которые записывается информация. Шаговый электродвигатель переводит считывающе-записывающую головку с одной дорожки на другую в двух направлениях по радиусу диска. Головка находится в постоянном соприкосновении с поверхностью дискеты. Система считывания-записи преобразует поступающую от УУ информацию в электрические импульсы, которые проходят через магнитную головку и осуществляют запись на дискете. При считывании с дискеты эта система выполняет обратное преобразование – электрические импульсы с магнитной головки преобразуются в двоичную информацию, представляемую в виде, подходящем для передачи по интерфейсу в УУ.

Характерной особенностью дисковых накопителей является метод записи информации на носителе. Этот метод определяет плотность расположения данных на магнитном диске и в связи с этим оказывает существенное влияние на максимально возможный объем хранимой информации. Кроме того, метод записи связан и с достоверностью хранимых данных, со скоростью обмена между УУ и накопителем, со сложностью УУ и так далее. В НГМД используются преимущественно два метода записи – с частотной модуляцией ЧМ (от англ. FM – frequencymodulation), и с модифицир Периферийные устройства персонального компьютераПериферийные устройства персонального компьютераПериферийные устройства персонального компьютераПериферийные устройства персонального компьютера ов

1 1 0 1 0 0 0

Двоично-кодированные данные

Импульсы данных

Синхроинизирующие импульсы

Синхроинизирующие импульсы

МЧМ-кодированные данные

анной частотной модуляцией МЧМ (MFM). В УУ данные обрабатываются в двоичном виде и передаются в НГМД последовательным кодом (как последовательность нулей и единиц). Кодирование по методу ЧМ выполняется путем подачи дополнительного импульса для каждой единицы и отс

Рисунок 1. ЧМ-кодирование сигнала

утствиет Периферийные устройства персонального компьютераПериферийные устройства персонального компьютера акого импульса для каждого нуля исходного д Периферийные устройства персонального компьютераПериферийные устройства персонального компьютераПериферийные устройства персонального компьютера

Рисунок 2. МЧМ-кодирование сигнала

вои Периферийные устройства персонального компьютера чного ряда. Таким образом формируются так называемые импульсы данных. Кроме них в последовательность ЧМ-кодирования включаются и синхронизирующие импульсы, соответствующие тактовой частоте двоичного ряда. Эти импульсы предназначены для синхронизации логических схем НГМД тактовой частой УУ. Для уменьшения числа синхронизирующих импульсов при методе МЧМ для синхронизации используются сами импульсы данных. Генерирование дополнительных синхроимпульсов производится только в случаях нескольких последовательных нулей, когда импульсы данных отсутствуют. Итак, кодирование методом МЧМ состоит из следующих операций: передачи импульса данных для каждой единицы двоичной записываемой последовательности; передача синхроимпульса для каждого второго и следующего нуля в группе последовательно записанных в двоичном ряду нулей. Полученная в результате последовательность объединяет импульсы данных и синхроимпульсы, но общее число импульсов двукратно уменьшается по сравнению с методом ЧМ. Следовательно, при одинаковой плотности записи метод МЧМ позволяет получить в два раза больший, чем при методе ЧМ, объем хранимой на диске информации. В связи с этим в большинстве НГМД, используемых в профессиональных компьютерах, применяется кодирование по методу МЧМ.

Другой характерной особенностью НГМД является плотность записи на дискете. В зависимости от направления, по которому рассматривается плотность, различают поперечную и продольную плотность записи. Поперечная плотность измеряется числом дорожек на единицу длины в направлении радиуса дискеты, а продольная плотность – числом битов информации на единицу длины вдоль окружности дорожки. Плотность записи определяется преимущественно качеством магнитного покрытия и параметрами считывающе-записывающей головки.

б) Накопители на жестких магнитных дисках

Устройство с несменным носителем – это накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД). В отличие от накопителей на гибких магнитных дисках для них обычно не предусматривается изъятия носителя из устройства и замены его аналогичным – винчестер герметически закрыт в корпусе устройства, и весь НЖМД обычно монтируется однократно при сборке компьютера. Винчестер вращается непрерывно после включения питания устройства. Поскольку объем информации, хранимой одним устройством этого вида, весьма значителен (более 300 Мбайт), то оно используется совместно всеми пользователями компьютера.

Винчестер вместе с магнитными головками герметически закрыт в металлическом корпусе, изолирующем их от нежелательных воздействий окружающей среды. Благодаря этому существенно снижается вероятность погрешности записи вследствие загрязнения головок или порчи поверхности жесткого диска. В НЖМД магнитные головки осуществляют считывание и запись информации, не соприкасаясь с поверхностями носителя. Это так называемые плавающие головки, которые во время вращения диска удерживаются на небольшом расстоянии от поверхности подъемной силой, образуемой воздушным потоком между головкой и поверхностью диска. Бесконтактная запись позволяет достигать высокой скорости вращения носителя и предотвращает износ головок. В свою очередь, большая частота оборотов диска позволяет значительно увеличить скорость записи и считывания НЖМД, что уменьшает общее время доступа к этому виду памяти.

§

Графопостроитель

Графопостроитель (плоттер) – устройство для вывода графической информации на бумагу. Для обслуживания плоттеров используется специальное программное обеспечение, с помощью которого можно с высокой скоростью чертить графические изображения различного формата.

Графопостроители – это механические устройства, в которых закреплено специальное перо. Чтобы нарисовать график или символ, перо передвигается по бумаге. Перо (практически оно представляет собой скорее ручку) может быть заполнено цветной пастой или чернилами. Многоперьевые графопостроители могут по команде менять рисующее перо, что позволяет выполнять многоцветные изображения.

Плоттеры бывают нескольких типов. В устройствах первого типа бумага или пленка неподвижно закреплена на плоской поверхности, а перо может перемещаться в двух измерениях. Графопостроители второго типа устроены так, что перо движется в одном измерении, но перемещается и бумага. Плоттеры бывают барабанного типа, то есть они работают с рулоном бумаги.

Графопостроители получают от компьютера последовательность команд, управляющую процессом рисования. Конечно, для этого необходимо соответствующее программное и аппаратное обеспечение. Аппаратные средства включают интерфейс и кабель связи. Программное же обеспечение должно быть способно генерировать последовательность управляющих кодов, которая передается графопостроителю. Большинство графопостроителей имеют встроенную таблицу кодировки, в соответствии с которой эти коды преобразуются в элементарные движения пера. Иначе говоря, команды графопостроителю компьютер отдает на специальном языке. Никакого специального стандарта на командный язык графопостроителей нет.

Мышь

Мышь – это манипулятор для ввода информации в компьютер. Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами, легко уменьшающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом.

Мышь позволяет передвигать курсор в нужное место экрана путем перемещения мыши по столу мыши по столу или ругой поверхности и фиксировать выбор нажатием одной из кнопок на своей поверхности. Как и в других случаях, программное обеспечение должно оказаться способным распознать наличие аппаратного средства, то есть мыши, и воспринять управляющие сигналы. К счастью, большинство программ, которые «понимают» управление курсором с клавиатуры, могут использовать мышь после подключения небольшой дополнительной программы, представляющей компьютеру информацию о перемещении мыши в виде эквивалентной последовательности кодов, генерируемых при нажатии клавиши управления курсором.

Существуют два основных варианта конструкции мыши: механический и оптический. Механическое устройство использует свободно вращающийся шарик, который располагается на «дне» мыши. Шарик в результате трения поворачивается, когда мышь двигают по плоской поверхности. Схемы мыши воспринимают это, подсчитывают число оборотов и передают информацию компьютеру. Оптическую мышь двигают по специальной отражающей панели. Луч света, испускаемой мышью, отражается от равномерно нанесенных на панель штрихов. При этом сенсор, расположенный внутри мыши определяет пройденное расстояние и направление перемещения и посылает эту информацию компьютеру.

На поверхности мыши может находится две или три кнопки. Как они используются – зависит от программного обеспечения.

Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ использующих мышь, допускают замену мыши командами, вводимыми с клавиатуры. Однако часто при такой замене работа с программой весьма затруднительна.

Модем

Модем – устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. По конструктивному исполнению модемы бывают встроенными (вставляемыми в системный блок ПК) или внешними (подключаемыми через коммуникационный порт). Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных (1200, 2400, 9600 бод и так далее, 1 бод = бит в секунду), а также тем, поддерживают ли они средства исправления ошибок (стандарты V42bis или MNP-5). Для устойчивой работы на отечественных телефонных линиях импортные модемы должны быть соответствующим образом адаптированы.

Факс-модем

Факс-модем – устройство сочетающее возможности модема, и средства для обмена факсимильными изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.

Сканер

Сканер – устройство для считывания графической и текстовой информации в компьютер. Сканеры могут вводит в компьютер рисунки. С помощью специального программного обеспечения компьютер может распознать символы во введенной через сканер картинке, это позволяет быстро вводить напечатанный (а иногда и рукописный) текст в компьютер. Сканеры бывают настольные (они обрабатывают весь лист бумаги целиком) и ручные (ими надо проводить над нужными картинками или текстом), черно-белые и цветные (воспринимающие цвета). Сканеры различаются друг от друга разрешающей способностью, количеством воспринимаемых цветов или оттенков серого цвета. При систематическом использовании (например в издательских системах) необходим настольный сканер, хотя он дороже. Для подготовки цветных изданий требуется, естественно, цветной сканер.

Аудиоплата

Аудиоплата дает возможность исполнять музыку и воспроизводить звуки с помощью компьютера. Вместе с аудиоплатой обычно поставляются звуковые колонки, а часто и микрофон. Аудиоплатапредставляет средства записи, воспроизведения и редактирования музыки и речевых сообщений.

Многие программы, в особенности игровые, используют аудиоплаты для вывода музыкального сопровождения, звуковых, в том числе речевых, эффектов.

Устройство для чтения компакт-дисков

Устройство для чтения компакт-дисков позволяет читать данные со специальных компакт-дисков (CD-ROM). Эти компакт-диски более надежны и могут хранить значительно больше информации, чем дискеты, поэтому в настоящее время на западе многие крупные программные комплексы, базы данных, мультимедиа-программы распространяются на компакт-дисках.

Трекбол

Трекбол – манипулятор в форме шара на подставке.используется для замены мыши, особенно часто в портативных компьютерах.

Графический планшет

Графический планшет – устройство для ввода контурных изображений (диджитайзер). Используется, как правило, в системах автоматического проектирования (САПР) для ввода чертежей в компьютер.

Адаптеры каналов связи

Адаптеры каналов связи предназначены для осуществления обмена информацией между профессиональными компьютерами, как расположенными в непосредственной близости друг от друга, та и удаленными на большое расстояние. Кроме того, с их помощью осуществляется связь отдельных профессиональных компьютеров с другими малыми и большими ЭВМ. Типичным примером в этом случае является использование профессионального компьютера в качестве «интеллектуального» терминала, через который осуществляется доступ к различным видам сетей ЭВМ.

Используются два вида адаптеров каналов связи – асинхронные и синхронные.

Асинхронный адаптер оказывается подключенным к системной шине компьютера, когда на нем установлен разъем подсоединения к передающей среде.

Асинхронный адаптер выполняет все функции по осуществлению связи, передачи нужного символа с соответствующей скоростью, формирование стартового и стопового битов, контроля, а также обнаружения стартового бита при приеме, распознавания принятого символа и представления его соответствующей обслуживающей программе и так далее.

Асинхронный адаптер может использоваться как для локальной, так и для дистанционной связи. При локальной связи через такой адаптер к профессиональному компьютеру могут подключаться различные периферийные устройства, имеющие средства поддержки асинхронного режима (например принтер или терминал).

Непосредственная связь через интерфейс в асинхронном режиме представляет собой простейший способ связи двух ПК между собой. При использовании модемов в таком режиме могут связываться и компьютеры, находящиеся на расстоянии сотен километров друг от друга. При этом связь может быть организована по выделенной линии (некоммутируемая связь), так и с использованием средств существующей телефонной сети (коммутируемая связь). Использование телефонной сети позволяет связывать между собой большое число компьютеров, из которых в каждый момент связаны между собой только два.

Следует отметить, что при асинхронном режиме передачи данных скорости обмена сравнительно невелики – до нескольких тысяч бит в секунду, чего в большинстве практических применений оказывается недостаточно.

Синхронный адаптер также подключается к системной шине. Для него характерен синхронный режим работы, при котором информация передается в виде последовательности символов, представляющих часть сообщения или целое сообщение. При этом начало и конец каждой отдельной последовательности отмечаются служебными символами. При синхронной передачи передаче используются различные правила диалога между компьютерами, которые составляют так называемый протокол обмена. В зависимости от используемого протокола служебные символы называют «флагами» или «синхросимволами». Существуют два типа протоколов синхронной связи – побитово- и побайтово-ориентированные. В профессиональных компьютерах предусмотрены отдельные адаптеры каналов связи для обслуживания наиболее распространенных представителей двух типов протоколов.

§

Алгоритм — точное предписание исполнителю совеpшить определенную последовательность действий для достижения поставленной цели за конечное число шагов.

Одним из фундаментальных понятий в информатике является понятие алгоритма. Происхождение самого термина «алгоритм» связано с математикой. Это слово происходит от Algorithmi – латинского написания имени Мухаммеда аль-Хорезми (787 – 850) выдающегося математика средневекового Востока. В своей книге «Об индийском счете» он сформулировал правила записи натуральных чисел с помощью арабских цифр и правила действий над ними столбиком. В дальнейшем алгоритмом стали называть точное предписание, определяющее последовательность действий, обеспечивающую получение требуемого результата из исходных данных.

Алгоритм может быть предназначен для выполнения его человеком или автоматическим устройством. Создание алгоритма, пусть даже самого простого, — процесс творческий. Он доступен исключительно живым существам, а долгое время считалось, что только человеку. В XII в. был выполнен латинский перевод его математического трактата, из которого европейцы узнали о десятичной позиционной системе счисления и правилах арифметики многозначных чисел. Именно эти правила в то время называли алгоритмами.

Данное выше определение алгоритма нельзя считать строгим – не вполне ясно, что такое «точное предписание» или «последовательность действий, обеспечивающая получение требуемого результата».

Поэтому обычно формулируют несколько общих свойств алгоритмов, позволяющих отличать алгоритмы от других инструкций.

Такими свойствами являются:

• Дискретность (прерывность, раздельность) – алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение простых (или ранее определенных) шагов. Каждое действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется только после того, как закончилось исполнение предыдущего.

• Определенность – каждое правило алгоритма должно быть четким, однозначным и не оставлять места для произвола. Благодаря этому свойству выполнение алгоритма носит механический характер и не требует никаких дополнительных указаний или сведений о решаемой задаче.

• Результативность (конечность) – алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов.

• Массовость – алгоритм решения задачи разрабатывается в общем виде, то есть, он должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся только исходными данными. При этом исходные данные могут выбираться из некоторой области, которая называется областью применимости алгоритма.

На основании этих свойств иногда дается определение алгоритма, например: “Алгоритм – это последовательность математических, логических или вместе взятых операций, отличающихся детерменированностью, массовостью, направленностью и приводящая к решению всех задач данного класса за конечное число шагов”.

Такая трактовка понятия “алгоритм” является неполной и неточной.

Во-первых, неверно связывать алгоритм с решением какой-либо задачи. Алгоритм вообще может не решать никакой задачи.

Во-вторых, понятие “массовость” относится не к алгоритмам как к таковым, а к математическим методам в целом. Решение поставленных практикой задач математическими методами основано на абстрагировании – мы выделяем ряд существенных признаков, характерных для некоторого круга явлений, и строим на основании этих признаков математическую модель, отбрасывая несущественные признаки каждого конкретного явления. В этом смысле любая математическая модель обладает свойством массовости. Если в рамках построенной модели мы решаем задачу и решение представляем в виде алгоритма, то решение будет “массовым” благодаря природе математических методов, а не благодаря “массовости” алгоритма.

Различают следующие виды алгоритмов:

линейный – список команд (указаний), выполняемых последовательно друг за другом;

Периферийные устройства персонального компьютера

разветвляющийся – алгоритм, содержащий хотя бы одну проверку условия, в результате которой обеспечивается переход на один из возможных вариантов решения;

Периферийные устройства персонального компьютера

циклический – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одной и той же последовательности действий. Количество повторений обусловливается исходными данными или условием задачи.

Периферийные устройства персонального компьютера

§

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) позволяет определить, вносились ли в содержание электронного документа какие-то изменения с момента его подписания и удостовериться, что автором является именно то лицо, за которое оно себя выдает.

Шифрование, в отличие от ЭЦП, позволяет лишь защитить передаваемую информацию от ее модификации посторонними лицами, но не позволяет надежно определить автора сообщения.

Пример:Алиса посылает сообщение Бобу. Боб должен иметь возможность совершенно точно удостовериться, что Алиса — это на самом деле Алиса. Ему надо быть уверенным, что отправителем не стала Ева, которая этой Алисой притворилась.

Цифровая подпись не обеспечивает защищенности переписки. Если требуется обеспечение секретности, то необходимо использовать любые методы шифрования информации.

Между обычной подписью на обычном документе и электронной цифровой подписью есть различия, которые нужно рассмотреть перед обсуждением механизма работы системы ЭЦП.

  • Обычная подпись – это часть документа. Когда кто-то подписывает документ, то он ставит свою подпись на том же листе бумаге, на котором располагается визированный текст.
    ЭЦП – это не часть документа. Получатель принимает данные и ЭЦП раздельно и с помощью определенного алгоритма проверяет, что подпись принадлежит отправителю.
  • При применении обычной подписи получатель должен сравнить подпись на документе с ранее полученным образцом подписи. При использовании ЭЦП у получателя такого ранее полученного образца подписи отправителя не хранится.
  • У обычной подписи всегда один вид. Для любых документов человек применяет одну и ту же подпись. ЭЦП в корне отличается по этому признаку от обычной подписи – для каждого документа формируется уникальная цифровая подпись.

Система электронной цифровой подписи построена на системе шифрования с открытым ключом. В такой системе работают два ключа – это закрытый (секретный) ключ, которым отправитель подписывает сообщение и открытый (публичный) ключ, с помощью которого получатель проверяет достоверность ЭЦП.

В системе ЭЦП помимо непосредственных участников переписки имеется третье действующее лицо — это удостоверяющий центр (УЦ).
Удостоверяющий центр нужен для того, чтобы решить проблему свободного распространения открытых ключей.

Пример:Алиса хочет проверить переданный Бобом документ, и ей надо каким-то образом получить открытый ключ Боба. Однако сделать это напрямую, особенно по незащищенным каналам связи, не так просто, так как Ева может перехватить открытый ключ, сфальсифицировать его и незаметно передать уже поддельный ключ Алисе. В результате Алиса будет получать письма от Евы, считая их сообщениями Боба. Так вот УЦ является тем лицом, которому доверяют и Боб, и Алиса. В его записях хранится открытый ключ Боба, и Алиса может безопасно получить его. В случае же компрометации закрытого ключа Боба, он легко отзовет соответствующий ему открытый ключ и опубликует новый.

Офисный документооборот

Управление документами
Функциональные возможности:
  • Создание новых документов
  • Регистрация документов
    • Учет входящих документов, в том числе создание карточек входящих документов путем сканирования входящего бумажного документа
    • Учет исходящих документов
    • Учет внутренних документов различного назначения
    • Учет договоров и организационно-распорядительных документов
  • Редактирование существующих документов
  • Присоединение файлов, имеющих отношение к регистрируемому документу на различных стадиях его жизненного цикла
  • Создание заданий и их рассылка исполнителям
  • Исполнение назначенных заданий
  • Контроль исполнения заданий другими пользователями
  • Поиск документов в приложении
  • Построение отчетов
  • Участие в согласовании документов:
    • подписание документа
    • согласование документа (без корректировки его текста) с подписанием атрибутов карточки и основного файла

Возможности пользователя по работе с документами зависят от его роли, определяемой по отношению к любому документу (например, сотрудник может читать документы в папке своего отдела и не может в папках других отделов).
Возможности и преимущества:

  • Обеспечение контроля деятельности, повышение исполнительской дисциплины
  • Сокращение сроков обработки документов, прохождения бизнес-процессов и выполнения заданий
  • Сокращение затрат на копирование, печать, доставку и хранение
  • Снижение операционных ошибок
  • История согласования документа
  • Исключение утери документов (доступ к отсканированным оригиналам документов)
  
Периферийные устройства персонального компьютера Управление совещаниями
Организация совещаний, фиксирование результатов и контроль исполнения решений совещаний.
Основные функции:
  • Интеграция с календарем MS Outlook
  • Автоматическое формирование и рассылка файла повестки, протокола и отчета по результатам совещания
  • Рассылка заданий с возможностью контроля исполнения

Оценка эффективности проводимых совещаний за счет отчетов, содержащих статистические показатели по проведенным совещаниям, посещаемости и исполнению решений. Дополнительные возможности:

  • Отражение результатов совещаний с отметкой присутствия участников.
  • Автоматическое формирование протокола совещания с возможностью согласования
  • Автоматическое формирование заданий по решениям, принятым на совещании
  • Контроль исполнения решений совещаний
  • Автоматический сбор отчетов по завершенным заданиям, выданным по решениям совещания
  • Список невыполненных заданий по совещаниям с указанием ответственных лиц
  
Периферийные устройства персонального компьютера Электронная цифровая подпись (ЭЦП)
Модуль интеграции с «Диадок», для обмена любыми неформализованными документами (договоры, акты и т.д.) с клиентами, поставщиками и партнерами из системы Docsvision, используя ЭЦП.
Возможности решения:
  • Создание и отправка контрагентам исходящих документов DocsVision через «Диадок». Отправка готовых либо создание новых документов из файла файловой системы или со сканера
  • Подписание в Docsvision отправляемого документа с помощью ЭЦП, выданной для работы с «Диадок»
  • Получение в Docsvision ответной подписи контрагента
  • Получение в Docsvision входящих документов от контрагентов через систему Диадок и их регистрация в Docsvision
  • Установка запрошенной контрагентом ответной подписи входящего документа и ее отправка контрагенту из Docsvision
  • Ввод отказа от запрошенной контрагентом ответной подписи с указанием причины отказа и его отправка контрагенту из Docsvision
  • Поиск в Docsvision документов по различным реквизитам и их группировка по статусам («Подписан», «Отправлен» и др.)
  
Периферийные устройства персонального компьютера Docsvision 4.5 Топ-Менеджер для iPad и Windows планшетов
Мобильное рабочее место топ-менеджера компании в системе электронного документооборота на iPad.
Ключевые преимущества:
  • Реализация типовых сценариев работы топ-менеджера предприятия, включая работу с помощником:
    • работа с поручениями
    • контроль выданных поручений
    • согласование документов
    • работа с документами, внесение пометок
  • Простой, удобный и современный интерфейс программы, позволяющий работать на сенсорном экране iPad
  • Работа с программой в автономном (офф-лайн) режиме с последующей синхронизацией данных в момент связи с сервером
  • Возможность настройки интерфейса под предпочтения пользователя
  • Интеграция со встроенным календарем iPad
  
Периферийные устройства персонального компьютера Менеджер для Outlook
Мобильное рабочее место менеджера предприятия в системе электронного документооборота внутри приложения MicrosoftOutlook.
Приложение является надстройкой над MicrosoftOutlook и обеспечивает работу с заданиями Docsvision таким же способом, как и в Outlook. Работа с программой в автономном режиме с последующей синхронизацией данных в моменты связи с сервером. Возможность просматривать карточки Docsvision прямо в папках Outlook при онлайн работе.
Реализованные бизнес-сценарии работы
  • Выполнение всех действий с заданиями Docsvision, включая исполнение, согласование и создание новых заданий
  • Просмотр и изменение приложенных файлов
  • Доступ к карточкам Docsvision после соответствующей настройки папок
  
Периферийные устройства персонального компьютера Шлюз к 1С:Предприятие 8.X
Интеграция Docsvision c системой 1С:Предприятие версий 8.X.
Типовые сценарии использования шлюза:
 
Периферийные устройства персонального компьютера Docsvision клиент для MicrosoftSharePoint
Полнофункциональное рабочее место пользователя, встраиваемое на страницу SharePoint с помощью специальной веб-части.
Позволяет просматривать папки, создавать новые папки и новые документы, открывать и выполнять задания, контролировать выполнение заданий другими пользователями, просматривать простые отчеты в форме представлений навигационной веб-части, а также при необходимости открывать карточки любых приложений Docsvision.
Возможность поиска карточек Docsvision, используя полнотекстовый поиск и сохраненные в системе поисковые запросы. Просматривать свойства карточек и папок. Экспортировать данные, отображающиеся в области просмотра содержимого папки, в файлы формата .csv, .pdf, .rtf и .xls.
 
Периферийные устройства персонального компьютера Обращения граждан 5.0
Основным назначением приложения является автоматизация регламента обработки обращений граждан, согласно действующему законодательству РФ. В частности точное выполнение всех положений ФЗ № 59 «О порядке рассмотрения обращений граждан Российской Федерации».
Основные возможности:
  • Регистрация обращений граждан, поступающих в устной, письменной форме, по электронной почте, факсу, в том числе и при личном приеме должностного лица и поступающих из внешних автоматизированных систем
  • Рассмотрение обращения, согласование резолюции и ответа должностным лицом
  • Формирование поручений (заданий) по обращению для исполнителей
  • Ведение реестра обратившихся граждан
  • Разграничение прав доступа к данным обращений и информации о заявителях
  • Автоматизация подготовки ответа и отправка ответа заявителю по электронной почте
  • Средства контроля над исполнением заданий по обращениям, наглядные отчеты по исполнительской дисциплине
  • Просмотр статистики по обработке обращений

§

Комп. сеть— это совокупность компьютеров, каналов связи, коммуникационного оборудования, работающих под управлением сетевой операционной системы и использование сетевого прикладного программного обеспечения.

Виды:

1)Локальные- объединяют несколько удаленных друг от друга компьютеров, расположенных в пределах сравнительно небольшой территории (комнаты, здания);

2)Региональные- включают в себя несколько ЛВС, принадлежащих одному ведомству (МВД России);

3)Глобальные- объединяют комп. в разных странах и на разных континентах (нужно взять в аренду каналы связи, включить спутниковые каналы связи).

Топология— способ физического соединения комп. в сеть.

Виды:

1)Шина (комп. подключен вдоль одного кабеля- сегмента, с помощью Т-коннектора):

самая дешевая в построении и использовании;

-выход из строя кабеля останавливает работу все сети;

2)Звезда (комп. подключены к сегментам кабеля, исходящего из одной точки, или концентрата):

сеть легко модифицируется;

-выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть;

3)Кольцо (комп. подключены к кабелю, замкнутому в кольцо):

все комп. имеют равный доступ;

-выход из строя одного комп. может вывезти из строя всю сеть.

трудно локализовать проблему.

Аппаратные средства для построения вычислительных сетей, их характеристики. Виды кабелей используемых в вычислительной сети.

Аппаратные средства:

1)Повторители- повторяют принятый сигнал и усиливают его перед передачей;

2)Мост- соединяет две сети, построенные на одной и той же технологии;

3)Маршрутизатор- соединяет несколько сетей через одно устройство, выбирает оптимальный маршрут доставки пакетов;

4)Шлюз- позволяет связываться двум сетям с разными протоколами и разными типами сетевого оборудования;

5)Модем- преобразует двоичную информацию комп. в сигнал, удобный для передачи, и обратно.

Виды кабелей:

1)Витая пара- ограничена на длину сегмента сети (100-150 м.);

2)Коаксиальный (пример телевизионная антенна)-max длина 150 м.

3)Волоконно-оптический- используется технология светодиодов, высокая помехозащищенность, max длина 2,5 км

Локальные одноранговые сети и сети с выделенным сервером

По типу своего программного обеспечения сети делятся:

1)Одноранговая сеть- это сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС.

Достоинством одноранговых сетей является их высокая гибкость: в зависимости от конкретной задачи сеть может использоваться очень активно, либо совсем не использоваться. Из-за большой самостоятельности компьютеров в таких сетях редко бывает ситуация перегрузки (к тому же количество компьютеров обычно невелико). Установка одноранговых сетей довольно проста, к тому же не требуются дополнительные дорогостоящие серверы. Кроме того, нет необходимости в системном администрировании, пользователи могут сами управлять своими ресурсами.

2)Сеть с выделенным сервером- это такая сеть, где один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства — жесткие диски, принтеры и модемы.

Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена топологией звезда. Роль центрального устройства выполняет сервер.

Достоинства сети с выделенным сервером:

— надежная система защиты информации;

— высокое быстродействие;

— отсутствие ограничений на число рабочих станций;

— простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.

Недостатки сети:

— высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер;

— зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;

Программное обеспечение телекоммуникационных технологий. Сетевой протокол: определение и виды.

Телекоммуникационные технологии – это обобщающее понятие, описывающее различные методы, способы и алгоритмы сбора, хранения, обработки, представления и передачи информации.

Программное обеспечение-

Протокол – набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи (например, дипломатический протокол).

Сетевой протокол – правила и технические процедуры, позволяющие компьютерам , объединенным в сеть, осуществлять соединение и обмен данными.

Три основные момента, касающиеся протоколов:

Существует множество протоколов. И хотя все они участвуют в реализации связи, каждый протокол имеет различные цели, выполняет различные задачи. Протоколы работают на разных уровнях модели OSI. Функции протокола определяются уровнем, на котором он работает. Несколько протоколов могут работать совместно. В этом случае они образуют так называемый стэк протоколов или набор протоколов.

Виды протоколов:

1)Немаршрутизируемые протоколы- могут обеспечить связь между компьютерами только внутри локальной сети;

2) Маршрутизируемые протоколы:

— могут обеспечить связь между компьютерами внутри локальной сети

— могут обеспечить связь между локальными сетями (между компьютерами из разных локальных сетей).

Основные информационные ресурсы ИНТЕРНЕТ. Доменное имя и IP-адрес, назначение DNS.

Интернет— это глобальная комп. сеть, охватывающая весь мир. Состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям, связанные между собой различными видами связи

Интернет развивался как средство общения и удаленного доступа, поэтому первыми службами глобальной сети являются электронная почта, telnet, FTP. В дальнейшем в сети появились другие сервисы. С появлением распределенной системы гипермедиа Word Wide Web сеть Интернет стала средством массовой информации.

В настоящее время в глобальной сети размещен огромный объем информации по различным направлениям деятельности. Основной объем информационных ресурсов в виде веб-страниц или файлов в формате html находится на веб-сайтах, размещенных на Web-серверах Интернета. Просмотр веб-страниц этих сайтов осуществляется при помощи прикладных программ браузеров (обозревателей).

Кроме того, в Интернете находится много информационных ресурсов (различных типов файлов), которые размещаются на многих серверах, например на FTP-серверах (файлы компьютерных программ, технических описания), в архивах GOPHER (файлы текстов литературных произведений), в базах данных ARCHIE на ARCHIE-серверах, в WAIS-библиотеках (материалы в области исследований и информационных технологий), на серверах баз данных (информация о владельцах доменных имен) регистраторов IP-адресов и регистраторов доменных имён и т.д.

Быстрый рост объема информационных ресурсов привел к необходимости создания специальных поисковых средств: первая поисковая система Archie для поиска файлов в базах данных ARCHIE (помогает находить файлы, хранящиеся на анонимных FTP-серверах), система Gopher, система WAIS в базе данных, которых содержится индексированная информация о ресурсах сети Интернет, поисковые системы или поисковые машины, которые выполняют поиск WWW-страниц на Web-серверах.

Поисковые системы в Интернете для поиска ресурсов могут быть разделены на следующие группы:

· системы Web-поиска;

· системы поиска FTP-файлов (например, (http://www.filesearch.ru);

· системы поиска в архивах Gopher;

· системы поиска в Usenet;

· каталоги информационных ресурсов;

· порталы информационных ресурсов.
Средства поиска информационных ресурсов в Internet подразделяют на:

· поисковые машины, системы поиска, которые осуществляют поиск по ключевым словам;

· каталоги и порталы информационных ресурсов сети, которые имеют иерархическую структуру для навигации или быстрого поиска информации не по ключевым словам, а по директориям.

Поисковые машины

Поисковая машина – это поисковый сервер, на котором установлена специальная программа, выполняющая автоматический поиск информациионных ресурсов по ключевым словам в заголовках и тексте Web-страниц. К наиболее известным поисковым машинам относятся: Google, Yahoo, AltaVista, Hot Bot, MSN Search, Yandex, Rambler, Апорт, Мета и т.д.

Поисковые системы — это огромные базы данных слов, которые добавляются в базу при периодическом сканировании Web-страниц в пространстве Internet. При помощи программ-роботов (пауков) поисковые системы регулярно “прочесывают” ресурсы сети Internet.

Полученный информационный массив вместе с ссылкой на то, где находится нужное слово, хранится в виде индексных (отсортированных) файлов. При вводе ключевого слова в поисковую машину система обращается к своей базе файлов, выбирает информацию и выдает пользователю перечень Web-страниц, на которых имеются заданные пользователем ключевые слова.

Вследствие разницы в подходах к поиску в различных поисковых системах результаты их поиска не всегда адекватны запросу. Поэтому для получения наиболее полных результатов целесообразно пользоваться различными поисковыми системами или метапоисковыми машинами.

Метапоисковые машины — это системы, проводящие поиск на нескольких поисковых машинах одновременно, например MetaBot — Российская мета-поисковая система, которая осуществляет поиск через российские поисковики (Яндекс, Апорт, Рабмлер и т.д.), мировой метапоиск (Northernlight, All the Web, Raging), а так же смешанный FTP-метапоиск.

§

Геоинформационная система (ГИС) — это многофункциональная информационная система, предназначенная для сбора, обработки, моделирования и анализа пространственных данных, их отображения и использования при решении расчетных задач, подготовке и принятии решений. Основное назначение ГИС заключается в формировании знаний о Земле, отдельных территориях, местности, а также своевременном доведении необходимых и достаточных пространственных данных до пользователей с целью достижения наибольшей эффективности их работы.
Геоинформационные технологии (ГИТ) — это информационные технологии обработки географически организованной информации.
Основной особенностью ГИС, определяющей ее преимущества в сравнении с другими АИС, является наличие геоинформационной основы, т.е. цифровых карт (ЦК), дающих необходимую информацию о земной поверхности. При этом ЦК должны обеспечивать:
• точную привязку, систематизацию, отбор и интеграцию всей поступающей и хранимой информации (единое адресное пространство);
• комплексность и наглядность информации для принятия решений;
• возможность динамического моделирования процессов и явлений;
• возможность автоматизированного решения задач, связанных с анализом особенностей территории;
• возможность оперативного анализа ситуации в экстренных случаях.
История развития ГИТ восходит к работам Р. Томлисона по созданию Канадской ГИС (CGIS), проводившимся в 1963-1971 гг.
В широком смысле ГИТ — это наборы данных и аналитические средства для работы с координатно привязанной информацией. ГИТ — это не информационные технологии в географии, а информационные технологии обработки географически организованной информации.
Существо ГИТ проявляется в ее способности связывать с картографическими (графическими) объектами некоторую описательную (атрибутивную) информацию (в первую очередь алфавитно-цифровую и иную графическую, звуковую и видеоинформацию). Как правило, алфавитно-цифровая информация организуется в виде таблиц реляционной БД. В простейшем случае каждому графическому объекту (а обычно выделяют точечные, линейные и площадные объекты) ставится в соответствие строка таблицы — запись в БД. Использование такой связи, собственно, и открывает столь богатые функциональные возможности перед ГИТ. Эти возможности, естественно, различаются у разных систем, но есть базовый набор функций, обычно имеющийся в любой реализации ГИТ, например, возможность ответа на вопросы «что это?» указанием объекта на карте и «где это находится?» выделением на карте объектов, отобранных по некоторому условию в БД. К базовым можно также отнести ответ на вопрос «что рядом?» и его различные модификации. Исторически первое и наиболее универсальное использование ГИТ — это информационно-поисковые, справочные системы.

Таким образом, ГИТ можно рассматривать как некое расширение технологии БД для координатно привязанной информации. Но даже в этом смысле она представляет собой новый способ интеграции и структурирования информации. Это обусловлено тем, что в реальном мире большая часть информации относится к объектам, для которых важную роль играет их пространственное положение, форма и взаиморасположение, а следовательно, ГИТ во многих приложениях значительно расширяют возможности обычных СУБД, так как ГИТ более удобны и наглядны в использовании и предоставляют ДЛ свой «картографический интерфейс» для организации запроса к базе данных вместе со средствами генерации «графического» отчета. И, наконец, ГИТ добавляет обычным СУБД совершенно новую функциональность — использование пространственных взаимоотношений между объектами.
ГИТ позволяет выполнять над множествами картографических объектов операции, подобные обычным реляционным (JOIN, UNION, INTERSECTION). Операции этой группы называются оверлейными, так как используют в разных вариантах пространственное наложение одного множества объектов на другое. Фактически оверлейные операции обладают большим аналитическим потенциалом, и для многих сфер применения ГИТ являются основными, обеспечивая
решение прикладных задач (землепользования, комплексной оценки территорий и другие).
ГИТ предлагает совершенно новый путь развития картографии. Прежде всего, преодолеваются основные недостатки обычных карт: статичность данных и ограниченность емкости «бумаги» как носителя информации. В последние десятилетия не только сложные специализированные карты типа экологических, но и ряд обычных бумажных карт из-за перегруженности информацией становятся «нечитаемыми». ГИТ решает эту проблему путем управления визуализацией информации. Появляется возможность выводить на экран или на твердую копию только те объекты или их множества, которые необходимы пользователю в данный момент. То есть фактически осуществляется переход от сложных комплексных карт к серии взаимоувязанных частных карт. При этом обеспечивается лучшая структурированность информации, что позволяет ее эффективно использовать (манипулирование, анализ данных и т.п.). Очевидно, что наблюдается тенденция возрастания роли ГИТ в процессе активизации информационных ресурсов, т.к. огромные массивы картографической информации эффективно переводимы в активную машиночитаемую форму только с помощью ГИТ. Кроме того, в ГИТ карта становится действительно динамическим объектом.
Последнее обусловлено следующими новыми возможностями ГИТ:
• изменяемостью масштаба;
• преобразованием картографических проекций:
• варьированием объектным составом карты;
• «опросом» через карту в режиме реального времени многочисленных БД, содержащих изменяемую информацию;
• варьированием символогией, то есть способом отображения объектов (цвет, тип линии и т.п.), в том числе определение символогии через значения атрибутивных признаков объектов, что позволяет синхронизировать визуализацию с изменениями в БД.
В настоящее время широко распространено понимание того, что ГИТ — это не класс или тип программных систем, а базовая технология {umbrella technology) для многих компьютерных приложений (методов и программ), работающих с пространственной информацией.
Поскольку ЦКМ являются наборами данных сложной структуры, то их целесообразно представлять в различных форматах. Под форматом ЦКМ понимается специально введенная система классификации и кодирования данных о местности. От принятого формата ЦКМ во многом зависит оперативность решения функциональных задач (ФЗ) в системах управления военного назначения. Так, например, в случае представления рельефа местности горизонталями вычисление профиля местности занимает в тысячи раз больше времени, чем при представлении рельефа в форме матрицы высот.
Одним из важнейших и наиболее часто встречающихся типов информационной потребности в геоинформации является построение изображения участка карты на экране АРМ {визуализация карты). Но средства отображения ЦКМ на экране АРМ, наряду с приведенными выше требованиями к средствам доступа, должны отвечать еще ряду специфических требований, обусловленных необходимостью восприятия информации человеком. По существу — это следующие эргономические требования, которые целесообразно рассматривать в комплексе с другими:
• по «читабельности» обстановки (т.е. обладать достаточно высокими характеристиками скорости и достоверности восприятия человеком информации оперативной обстановки на фоне карты);
• по «читабельности» карты, (т.е. обладать достаточно высокими характеристиками скорости и достоверности восприятия человеком собственно картографической информации);
• по «комфортности» восприятия, (т.е. форма отображения данных не должна вызывать чрезмерных напряжения человека при восприятии информации и раздражения его органов чувств в целях обеспечения требуемой продолжительности сохранения его работоспособности).
ФЗ требует для своего решения различные данные о местности. По мнению авторов, все множество этих задач по характеру использования ЦКМ можно разделить на четыре основных класса:
• задачи, требующие выдачу изображения карты на устройства ввода- вывода средств автоматизации и использующие ее в качестве фона для вывода оперативной обстановки (ОКФ);
• задачи, использующие информацию о характере и профилях местности (ОХПМ);
• задачи, использующие информацию о дорожной сети (РДС);
• задачи, использующие информацию о местоположении объекта в пределах территории государства, зоны ответственности или нейтральной территории (ОМП).
Задачами ОКФ являются все задачи, отображающие оперативную обстановку на местности в процессе диалога с пользователем. Данные задачи могут отображать «поверх карты» информацию о группировках своих войск и войск противника, зонах радиоактивного, химического, биологического заражения, сплошных разрушений, пожаров, затоплений, о направлениях и рубежах действий, районах сосредоточения и др. Общая для задач ОКФ особенность использования ЦКМ заключается в необходимости быстрого вывода изображения карты на экран АРМ в различных масштабах.
К задачам ОХПМ относятся задачи выбора места развертывания радиорелейных станций (РРС), тропосферных станций (ТРС), радиолокационных станций (PJIC), средств радиотехнической разведки, радиоэлектронной борьбы и т.д. Задачи оценки защитных свойств местности в районах развертывания пунктов управления (ПУ) и узлов связи (УС), планирования огневого воздействия и т.п. также относятся к классу ОХПМ. Особенностью задач ОХПМ является необходимость определения с высокой скоростью характеристик местности в окрестностях точки с произвольными координатами.
К задачам РДС относятся, в частности, задачи определения маршрута и планирования порядка перемещения воинских формирований, оптимального пла-нирования перевозок средств снабжения или почты и некоторые другие. Данные задачи используют данные ЦКМ о дорожной сети, которые должны быть представлены в специальной форме — в виде графа, в котором все пересекающиеся дороги имеют общую вершину в перекрестках.
Задачи ОМП используют в ЦКМ данные о государственных (сухопутных и морских) и иных границах, заданные в специальной форме — в виде замкнутых контуров.
По типу информационных потребностей многие ФЗ можно отнести сразу к нескольким различным классам. В частности, задача определения оптимального района развертывания РРС может обладать свойствами классов ОХПМ и РДС, а в процессе решения для организации диалога с пользователем — свойствами класса ОКФ.

В связи с глубоким взаимопроникновением ГИС и других информационных технологий целесообразно рассмотреть взаимосвязь ГИТ с другими техноло­гиями.

Прежде всего, это графические технологии систем автоматизированного проектирования (САПР), векторных графических редакторов, и с другой сторо­ны — технологии реляционных СУБД. Большинство реализаций современных ГИТ в своей основе и представляет собой интеграцию этих двух типов инфор­мационных технологий. Следующий тип родственных информационных техно­логий — технологии обработки изображений растровых графических редакто­ров. Некоторые реализации ГИТ базируются на растровом представлении гра­фических данных. Поэтому очень многие современные ГИС общего назначения интегрируют возможности как векторного, так и растрового представления. В свою очередь, ряд технологий обработки изображений, предназначенных для работы с данными аэро- и космических съемок, очень близко примыкают к ГИТ, а иногда частично выполняют и их функции. Но обычно они к ГИТ ком­плементарны и имеют специальные средства для взаимодействия с ними (ERDAS LiveLink to ARC/INFO)

Близкородственны к ГИТ картографические (геодезические) технологии, применяющиеся при обработке данных полевых геодезических съемок и по­строении по ним карт (при построении карт по аэроснимкам с использованием фотограмметрических методик и при работах с цифровой моделью рельефа ме­стности). Здесь также наблюдается тенденция к интеграции, т.к. подавляющее число современных ГИС включают в себя средства координатной геометрии (COGO), которые позволяют непосредственно использовать данные полевых геодезических наблюдений, в том числе прямо с приборов с цифровой регист­рацией или с приемников спутниковой глобальной системы позиционирования (GPS). Фотограмметрические пакеты обычно ориентируются на совместную работу с ГИС и в ряде случаев включаются в ГИС как модули.

Сущность ГИТ проявляется в ее способности связывать с картографически­ми (графическими) объектами некоторую описательную (атрибутивную) ин­формацию (в первую очередь алфавитно-цифровую и иную графическую, зву­ковую и видеоинформацию). Как правило, алфавитно-цифровая информация организуется в виде таблиц реляционной БД. В простейшем случае каждому графическому объекту (точечному, линейному или площадному) ставится в со­ответствие строка таблицы — запись в БД. Использование такой связи и обеспе­чивает богатые функциональные возможности ГИТ. Эти возможности, естест­венно, различаются у разных систем, но есть базовый набор функций, обычно имеющийся в любой реализации ГИТ, например, возможность ответа на вопро­сы «что это?» указанием объекта на карте и «где это находится?» выделением на карте объектов, отобранных по некоторому условию в БД. К базовым можно также отнести ответ на вопрос «что рядом?» и его различные модификации. Ис­торически первое и наиболее универсальное использование ГИТ — это инфор­мационно-поисковые, справочные системы.

Таким образом, ГИТ можно рассматривать как некое расширение техноло­гии БД для координатно привязанной информации. Но даже в этом смысле она представляет собой новый способ интеграции и структурирования информации. Это обусловлено тем, что в реальном мире большая часть информации относит­ся к объектам, для которых важную роль играет их пространственное положе­ние, форма и взаиморасположение. Следовательно, ГИТ во многих приложени­ях значительно расширяют возможности обычных СУБД.

ГИТ, так же как и любая другая технология, ориентирована на решение оп­ределенного круга задач. Поскольку области применения ГИС достаточно ши­роки (военное дело, картография, география, градостроительство, организация транспортных диспетчерских служб, и т.д.), то ввиду специфики проблем, ре­шаемых в каждой из них, и особенностей, связанных с конкретным классом ре­шаемых задач и с требованиями, предъявляемыми к исходным и выходным данным, точности, техническим средствам и прочее, говорить о какой-то еди­ной ГИС-технологии достаточно проблематично.

Вместе с тем любая ГИТ включает в себя ряд операций, которые можно рас­сматривать как базовые. Они различаются в конкретных реализациях только де­талями, например, программным сервисом сканирования и постсканерной обра­ботки, возможностями геометрического преобразования исходного изображе­ния в зависимости от исходных требований и качества материала и т.д.

Поскольку приведенная модель является обобщенной, то естественно, что она либо не содержит отдельных блоков, свойственных какой-либо конкретной технологии, либо наоборот имеет в своем составе те блоки, которые в ряде слу­чаев могут отсутствовать.

По результатам анализа обобщенной модели ГИС-технологии можно выде­лить следующие базовые операции ГИТ:

· редакционно-подготовительные работы, т. е. сбор, анализ и подготовка исходной информации (картографические данные, аэрофотоснимки, дан­ные дистанционного зондирования, результаты наземных наблюдений, статистическая информация и т.д.) для автоматизированной обработки;

· проектирование геодезической и математической основ карт;

· проектирование карт;

· построение проекта цифровой тематической карты;

· преобразование исходных данных в цифровую форму;

· разработка макета тематического содержания карты;

· определение методов автоматизированного построения тематического содержания;

· формирование цифровой общегеографической основы создаваемой кар­ты;

· создание цифровой тематической карты в соответствии с разработанным проектом;

· получение выходной картографической продукции.

Для ввода исходной информации используются растровые сканирующие устройства, дигитайзеры, полутоновые сканеры аэрофотонегативов. Получен­ные цифровые массивы данных поступают в комплекс технических средств об­работки растровых и векторных данных, построенный на базе рабочих станций и персональных профессиональных ЭВМ. На этой же инструментальной базе осуществляются все этапы проектирования, преобразования исходной инфор­мации и создания цифровой тематической карты.

Сформированная цифровая картографическая модель поступает в комплекс технических средств формирования выходной картографической продукции, включающей в себя плоттеры, принтеры, специализированные устройства вы­вода на фотоноситель и т.д.

Исходные и обработанные цифровые данные хранятся в подсистеме архив­ного хранения данных, базирующейся в настоящее время на стримерах или на оптических дисках.

Области применения ГИТ в настоящее время чрезвычайно многообразны.

Прежде всего, это различные кадастры, системы управления распределен­ным хозяйством и инфраструктурой. Здесь развиты специализированные при­ложения, например, для систем: электрических сетей энергетической компании, кабельной сети телефонной или телевизионной компании, сложного трубопро­водного хозяйства большого химического завода, земельного кадастра, опери­рующие недвижимостью, а также такие приложения, как комплексные системы, обслуживающие многие составляющие инфраструктуры города или территории

и способные решать сложные задачи управления и планирования. Конкретные цели и задачи в таких системах очень разнообразны: от задач инвентаризации и учета, справочных систем общего пользования до налогообложения, градо- строительно-планировочных задач, планирования новых транспортных мар­шрутов и оптимизации перевозок, распределения сети ресурсов и услуг (скла­дов, магазинов, станций скорой помощи, пунктов проката автомобилей).

Еще одной развитой областью применения ГИТ является учет, изучение и использование природных ресурсов, включая сюда и охрану окружающей сре­ды. Здесь также встречаются как комплексные системы, так и специализиро­ванные: для лесного хозяйства, водного хозяйства, изучения и охраны дикой фауны и флоры и т.д. К этой области применения непосредственно примыкает использование ГИТ в геологии, как в научных, так и в практических ее задачах. Это не только задачи информационного обеспечения, но и, например, задача прогнозирования месторождений полезных ископаемых, контроль экологиче­ских последствий разработок и т.п. В геологических применениях, как и в эко­логических, велика роль приложений, требующих сложного программирования или комплексирования ГИТ со специфическими системами обработки и моде­лирования. Особенно в этом плане выделяются приложения в области нефти и газа. Здесь на стадии поисков и разведки широко используются данные сейсмо­разведки и весьма специфическое и развитое ПО по их обработке и анализу. Ве­лика потребность в комплексных решениях, увязывающих собственно геологи­ческие и иные проблемы, что невозможно решить без привлечения универсаль­ных ГИС.

Отдельно следует выделить сугубо транспортные задачи. Среди них: плани­рование новых маршрутов транспорта и оптимизация процесса перевозок с воз­можностью учета распределения ресурсов и меняющейся транспортной обста­новки (ремонты, пробки, таможенные барьеры). Особенно перспективными в стратегическом плане предполагаются навигационные системы, особенно бази­рующиеся на спутниковых системах навигации с использованием цифровой картографии.

Характерной чертой внедрения ГИТ в настоящее время является интеграция систем и баз данных в национальные, международные и глобальные информа­ционные структуры. К глобальным проектам относится, например, GDPP — «Проект глобальной базы данных», разрабатываемый в рамках Международной геосферно-биосферной программы. На национальном уровне существуют ГИС в США, Канаде, Франции, Швеции, Финляндии и других странах. В России в настоящее время разрабатываются региональные ГИС, в частности, для ведения земельного кадастра и муниципального управления, а также ведомственные ГИС, например, в Министерстве внутренних дел.

Анализ существующего на сегодняшний день опыта применения ГИТ пока­зывает, что основной формой применения ГИТ является различные по целям, сложности, составу и возможностям ГИС.

Современные ГИС представляют собой новый тип интегрированных систем, которые, с одной стороны, включают методы обработки данных существующих автоматизированных систем, а с другой — обладают спецификой в организации и обработке данных

Так как в ГИС осуществляется комплексная обработка информации (от ее сбора до хранения, обновления и предоставления), их можно рассматривать со следующих различных точек зрения:

· ГИС как система управления — предназначена для обеспечения поддерж­ки принятия решений на основе использования картографических дан­ных;

· ГИС как автоматизированная информационная система — объединяет ряд технологий известных информационных систем (САПР и других);

· ГИС как геосистема — включает технологии фотометрии, картографии;

· ГИС как система, использующая БД, — характеризуется широким набо­ром данных, собираемых с помощью разных методов и технологий;

· ГИС как система моделирования, система предоставления информации — является развитием систем документального оборота, систем мультиме­диа и т.д.

ГИС с развитыми аналитическими возможностями близки к системам стати­стического анализа и обработки данных, причем в ряде случаев они интегриро­ваны в единые системы, например:

имплантация в современную ГИС ARC/INFO мощного статистического пакета S-PLUS;

добавление некоторых возможностей пространственной статистики и картографической визуализации в массовые статистические пакеты (SYSTATfor Windows);

развитие собственной ГИС в рамках пакета SAS — лидера среди систем обработки числовой информации.

Наиболее развитые ГИС (обычно с сильной поддержкой и растровой моде­ли), имеющие хорошие средства программирования, широко используются для моделирования природных и техногенных процессов, в том числе распростра­нения загрязнений, лесных пожаров и др. Некоторые обычные СУБД, рабо­тающие в графических средах типа MS Windows, также включают в себя про­стейшие средства картографической визуализации.

Наличие широкого спектра тенденций развития в разных областях информа­ционных технологий, интересы которых сходятся в области ГИТ, а также появ­ление универсальных пакетов широкого применения привело к тому, что гра­ницы определения ГИТ становятся менее четкими. Поэтому в настоящее время сложилось понятие полнофункциональная ГИС (full GIS).

Современная полнофункциональная ГИС — это многофункциональная ин­формационная система, предназначенная для сбора, обработки, моделирования и анализа пространственных данных, их отображения и использования при ре­шении расчетных задач, подготовке и принятии решений. Основное назначение полнофункциональной ГИС заключается в формировании знаний о Земле, от­дельных территориях, местности, а также своевременном доведении необходи-

мых и достаточных пространственных данных до пользователей с целью дос­тижения наибольшей эффективности их работы.

Полнофункциональная ГИС должна обеспечивать:

· двустороннюю связь между картографическими объектами и записями табличной базы данных;

· управление визуализацией объектов, обеспечивающее выбор состава и формы отображения;

· работу с точечными, линейными и площадными объектами;

· ввод карт с дигитайзера или сканера и их редактирование;

· поддержку топологических взаимоотношений между объектами и про­верку с их помощью геометрической корректности карты, в т.ч. замкну­тости площадных объектов, связности, прилегания и др.;

· поддержку различных картографических проекций;

· геометрические измерения на карте длины, периметра, площади и др.;построение буферных зон вокруг объектов и реализацию других овер­лейных операций;

· создание собственных обозначений, в том числе новых типов маркерных знаков, типов линий, типов штриховок и др.;создание дополнительных элементов оформления карты, в частности подписей, рамок, легенд;

· вывод высококачественных твердых копий карт;решение транспортных и других задач на графах, например, определение кратчайшего пути и т.п.;

· работу с топографической поверхностью.

Помимо полнофункциональных ГИС общего назначения, выделяют специа­лизированные, которые часто имеют нечеткие границы со специализированны­ми пакетами, не являющимися в этом смысле ГИС. Например, ГИС, ориентиро­ванные на задачи планирования связи, транспортные и навигационные задачи, задачи инженерных изысканий и проектирования сооружений.

Неспециализированные ГИС более низкого уровня, чем полнофункциональ­ные системы общего назначения, обычно называют «персональными системами картографической визуализации» {desktop mapping systems, desktop GIS), иногда даже отделяя этот класс систем от собственно ГИС. Отличительной их чертой являются, прежде всего, ограниченные аналитические возможности (например, отсутствуют оверлейные операции для площадных объектов) и слабые возмож­ности ввода и редактирования картографической основы. Типичным примером такой системы является ГИС Maplnfo, в которой за счет своей меньшей сложно­сти более проста в обучении и использовании и более доступна массовому пользователю.

К настоящему времени число ГИС-пакетов, предлагаемых на рынке, исчис­ляется несколькими тысячами. Однако в большинстве это специализированные системы. Реальных полнофункциональных ГИС-пакетов общего назначения на рынке несколько десятков. В основном программное обеспечение для ГИС раз­рабатывают специализированные фирмы, только в некоторых случаях это про­дукты крупных фирм, для которых ГИС — не основной продукт (IBM, Intergraph, Computervision, Westinghouse Electric Corp., McDonnel Douglas, Siemens Nixdorf). По числу известных пакетов и по числу инсталляций преобладают ПК (MS DOS, MS Windows) и UNIX- рабочие станции.

Следует отметить, что в настоящее время полнофункциональные ГИС обще­го назначения в основном ориентированы на рабочие станции с операционной системой UNIX. На ПК, как правило, функционируют системы с редуцирован­ными возможностями. Отчасти это определяется спецификой пользователей ПК, для многих из которых простая ГИС нужна только как дополнение к обыч­ному офисному ПО. Но главная причина — в требованиях, которые мощная ГИС предъявляет к аппаратным средствам компьютера.

Топологические векторные структуры данных по своей природе сложны, а процессы их использования требуют интенсивных расчетов, существенно боль­ших, чем работа с обычной векторной графикой, в том числе и в части операций с плавающей точкой. Серьезные приложения часто требуют работы с длинными целыми и действительными числами двойной точности. Для работы с ГИС ну­жны дисплеи высокого разрешения и быстрый графический адаптер или акселе­ратор, причем требования к палитре жестче, чем в САПР. Они скорее аналогич­ны требованиям к издательским системам профессиональной полиграфии. Осо­бенно высокие требования к скорости отрисовки предъявляет типичная для ГИС (и менее типичная для САПР) задача заливки штриховками большого чис­ла замкнутых многоугольников (полигонов) сложной формы.

Серьезные проекты с использованием ГИС требуют работы с большими объемами данных, от сотен мегабайт до нескольких десятков гигабайт. Особен­но высокие требования к объемам дисковой и основной памяти, а также к быст­родействию компьютера, предъявляют ГИС с обработкой изображения в виде растровых структур, например, в задачах геометрической коррекции аэросним­ков, моделирования природных процессов и при работе с рельефом земной по­верхности. Один цветной аэроснимок высокого разрешения стандартного фор­мата, если перевести его в цифровую форму без потери «точности» (24 bit, 1200 dpi) занимает около 200 Мб. Во многих задачах регионального характера требу­ется использовать совмещенную и геометрически откорректированную мозаику из мйогих таких снимков, тем более, что признано целесообразным использо­вать растровую подложку из такой мозаики аэро- или космических снимков (digital orthophoto) в качестве базового слоя для векторных карт, т.е. фотосним­ки «впечатываются» в изображение карты. То же замечание справедливо и для работы с аэрокосмическими снимками, которые, как правило, должны обраба­тываться различными способами, чтобы избирательно выделить на них различ­ную информацию (операции различного рода фильтрации, преобразования кон­траста, операции с использованием быстрого преобразования Фурье, классифи­кационные алгоритмы, дискриминантный, кластерный и факторный анализ, а также метод главных компонент). Поэтому вместо того, чтобы хранить десятки версий обработки, что потребовало бы до сотен Гбайт на 1 кадр, рациональнее

выполнять их по требованию. Современные специализированные рабочие стан­ции справляются с такой задачей, для ПК же она еще трудна. Иногда операция с одним кадром на ПК длится несколько минут. Когда необходимо моделировать сложные природные процессы, в частности распространение загрязнения, лес­ных пожаров, либо применять данные аэрокосмических съемок, использование специализированной рабочей станции неизбежно.

Следует отметить, что скорость накопления объемов аэрокосмических (осо­бенно космических) данных пока идет в том же темпе или даже опережает тем­пы роста вычислительных мощностей ПК и рабочих станций. Действительно, ежемесячно над каждым участком Земли размером с большой город собирается не менее 800-1000 Мбайт спутниковых изображений. И если даже учесть, что половина их по условиям облачности непригодна для использования в ГИТ- приложениях, все равно это составляет огромный поток. И еще одно замечание: разрешение систем сбора дистанционной информации постоянно растет, а уве­личение геометрического разрешения на местности с 20 до 10 м увеличивает объем данных в 4 раза. Так что каждые 2-4 года компьютерная система должна в несколько раз увеличивать свою производительность, чтобы не отстать от темпов развития устройств сбора информации. Отсюда ясно, что еще длитель­ное время технической основой мощных полнофункциональных ГИС с анали­тическими функциями будут оставаться специализированные рабочие станции.

Еще одним моментом, который обуславливает необходимость обращения существенного внимания к рабочим WVZY-станциям является тот факт, что се­годня основные пакеты наиболее «серьезных» ГИС еще не переведены на ПК.

Основными направлениями использования ПК при работе с ГИС в настоя­щее время являются:

· использование ПК в качестве терминалов совместно с рабочими стан­циями для работы с большими ГИС (ARC/INFO);

· использование ПК в качестве станций ввода и модификации цифровых карт местности с дигитайзера или сканера (PC ARC!INFO, ArcCAD);

· использование ПК для ГИТ-проектов с небольшим объемом единовре­менно активной информации (PC ARC/INFO, ArcCAD, ArcView);

· использование ПК в учебных целях, для знакомства с методологией ГИТ;

· использование ПК на начальных стадиях больших проектов, когда объем базы данных еще не вырос, не требуется полная функциональность на больших объемах и требуется еще доказывать полезность использования ГИТ и необходимость вложения серьезных средств.

Так как современные ГИС представляют собой, как правило, сложные про­граммно-информационные комплексы, разработанные специально для приме­нения в конкретных областях информационной деятельности или для решения специализированных задач, то в их состав входят:

· операционная система;

· ядро прикладного программного обеспечения;

· модули тематической обработки данных;

· интерактивный интерфейс пользователя.

К модулям тематической обработки данных относятся:

· программное обеспечение ввода-вывода данных;

· прикладное программное обеспечение анализа векторной и растровой информации;

· СУБД;

· программное обеспечение распознавания образов;

· программное обеспечение выбора картографической проекции;

· программное обеспечение для преобразования изображений;

· программное обеспечение картографической генерализации;

· программное обеспечение генерации условных знаков и т.д..

3 периферийные устройства вывода информации.

Далее рассмотрим периферийные устройства вывода, которые предназначены для вывода информации в необходимом для оператора формате. Так, среди них есть обязательные (входят в базовую комплектацию ПК) и дополнительные устройства, рассмотрим их более подробно.

Мониторы

Монитор является необходимым устройством вывода. Монитор (или дисплей) позволяет отображать буквенно-цифровую или графическую информацию в удобном для чтения и управления пользователем виде. В соответствии с этим существует два режима работы: текстовый и графический.

В текстовом режиме экран представлен в виде строк и столбцов. В графическом формате параметры отображения задают количество горизонтальных точек и количество линий точек в вертикальном направлении.

Количество горизонтальных и вертикальных линий экрана называется разрешением. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на единицу площади экрана.

  Цифровой монитор. Простейший монохромный монитор позволяет отображать только черно-белое изображение. Цифровые RGB-мониторы (Red-Green-Blue) поддерживают как монохромный, так и цветной режим (с 16 оттенками цвета).

Аналоговые мониторы. Передача аналогового сигнала осуществляется в виде разных уровней напряжения. Это позволяет создавать палитру с оттенками различной степени глубины.

Многочастотные мониторы. Графическая карта генерирует сигналы синхронизации, которые относятся к горизонтальной линейной скорости и вертикальной частоте кадров. Монитор должен распознать эти значения и переключиться в соответствующий режим

ЭЛТ-монитор

Возможные настройки: одночастотные мониторы, которые принимают сигналы только от одной фиксированной частоты; многочастотный, который принимает несколько фиксированных частот; многочастотная перестройка и произвольные значения частот синхросигналов в некотором диапазоне.

Жидкокристаллические дисплеи (LCD). Их появление связано с борьбой за уменьшение габаритов и веса портативных компьютеров.

Основным недостатком является невозможность быстрой смены изображений или быстрого перемещения курсора мыши и т. Д. На таких экранах требуется дополнительное освещение или внешнее освещение.

Преимущества этих экранов – значительное сокращение спектра вредных воздействий.

Газоплазменные мониторы. У них нет ограничений по LCD-экранам. Их недостатком является большой расход электроэнергии.

Необходимо выделить группу сенсорных экранов, так как они позволяют не только отображать данные, но и вводить их, то есть попадают в класс устройств ввода / вывода. Эта относительно новая технология еще не широко доступна. Эти экраны обеспечивают самый простой и краткий способ связи с компьютером: просто укажите на то, что вас интересует. Устройство ввода полностью интегрировано в монитор. Используются в информационных справочных системах.

Пользователи ПК проводят много часов рядом с работающими мониторами. В связи с этим производители дисплеев уделяют повышенное внимание оборудованию. Их специальные средства защиты от всех видов воздействий, которые негативно влияют на здоровье пользователя.

Принтеры

Сегодня принтер является широко распространенным устройством вывода информации на бумагу, его название происходит от английского глагола печатать – печатать. Принтер не входит в базовую конфигурацию ПК. Существуют разные типы принтеров:

Так, типичный принтер работает аналогично электрической пишущей машинке, а основные преимущества — это четкое изображение символов, возможность смены шрифтов при замене типичного диска. Соответственно, есть и недостатки — шум при печати, низкая скорость печати (30-40 Зн. / Сек.), Графическое изображение не может быть напечатано.

Матричные (игольчатые) принтеры являются самыми дешевыми устройствами, которые обеспечивают удовлетворительное качество печати для широкого круга рутинных операций (в основном для подготовки текстовых документов).

Они используются в сберегательных кассах, в промышленных условиях, где необходимо рулонная печать, печать на книгах и плотных карточках и других носителях из плотного материала. Отметим преимущества: приемлемое качество печати при условии хорошей красящей ленты, возможность печати «копией».

Уточним недостатки: сравнительно низкая скорость печати, особенно графики, значительный уровень шума.

Так, среди матричных принтеров есть и достаточно быстрые устройства (так называемые, шаттл-принтеры).

А струйные принтеры обеспечивают более высокое качество печати. Они особенно полезны для отображения цветной графики. Использование чернил разных цветов дает относительно недорогое изображение приемлемого качества. Цветовая модель называется SMUV (Cyan-Magenta-Yellow-Black) по именам основных цветов, которые образуют палитру.

Струйные принтеры гораздо менее шумные. Скорость печати зависит от качества. Довольно эффективно при создании брошюр, календарей, поздравительных открыток. Этот тип принтера занимает промежуточное накопление между матричной и лазерной печатью.

Лазерные принтеры имеют еще более высокое качество печати, близкое к фотографическому. Они намного дороже, но скорость печати в 4-5 раз выше, чем у матричных и струйных принтеров. Недостатком лазерных принтеров являются довольно жесткие требования к качеству бумаги – она ​​должна быть достаточно плотной и не должна быть рыхлой, печать на бумаге с пластиковым покрытием недопустима и т. Д.

Особенно эффективны лазерные принтеры при изготовлении оригинальных макетов книг и брошюр, деловых писем и материалов, требующих высокого качества. Они позволяют печатать графику и рисунки на высокой скорости.

В последние годы, с одной стороны, стоимость лазерных принтеров снизилась, и теперь они все чаще встречаются у «обычных» пользователей. С другой стороны, струйные принтеры неуклонно приближаются к лазерным принтерам с точки зрения качества и других возможностей.

Лазерные принтеры делятся на два типа: локальные и сетевые. Вы можете подключиться к сетевым принтерам, используя IP-адрес. Все чаще на рынке можно найти среди лазерных принтеров цвет для удовлетворения. Цветные лазерные принтеры встречаются среди офисных (сетевых).

Светодиодные принтеры являются альтернативой лазерным принтерам. Девелопер-фирма Oki.

Термопринтеры. Используется для получения цветного изображения фотографического качества. Требуется специальная бумага. Такие принтеры подходят для деловой графики.

Технология принтера Micro Dry. Эти принтеры обеспечивают полный фотонатуральный цвет и имеют самое высокое разрешение. Это новое конкурентное направление. Гораздо дешевле лазерные и струйные принтеры. Разработчик – Гражданин. Печать на любой бумаге и картоне. Принтер работает с низким уровнем шума

Плоттеры (графопостроители)

Плоттеры – это устройство используется только в определенных областях: чертежи, схемы, графики, диаграммы и т. д. Плоттеры широко используются совместно с программами систем автоматического проектирования, где частью результатов программы становится конструкторская или технологическая документация. Плоттеры незаменимы при разработке архитектурных проектов.

Поле рисования плоттера соответствует форматам A0-A4, хотя существуют устройства, которые работают с рулоном, не ограничивающим длину отображаемого чертежа (он может иметь длину в несколько метров), то есть существуют планшетные и барабанные плоттеры.

Планшетные плоттеры, в основном для форматов A2-A3, фиксируют лист и применяют чертеж, используя пишущий узел, перемещающийся в двух координатах. Они обеспечивают более высокую точность по сравнению с шаблонами печати на барабанах и графиками.

Рулонный (барабанный) плоттер – фактически единственный развивающийся тип плоттера с роликом подачи листа и пишущим узлом, движущимся по одной координате (другая координата перемещает бумагу).

Обычные режущие плоттеры для отображения рисунка на пленке, вместо пишущего узла у них есть резак.

Связь с компьютерными плоттерами обычно осуществляется через последовательный (COM), параллельный (LPT) или SCSI-интерфейс. Некоторые модели плоттеров оснащены встроенным буфером (1 МБ или более).

В настоящее время стандартом де-факто для планшетных плоттеров являются устройства Hewlett-Packard.

Кроме того, HP-GL (графический язык Hewlett-Packard) также стал стандартом де-факто в отрасли. Хорошие плоттеры считаются DXY от модели Роланда. Помимо того, что все они совместимы с HP и HP-GL, эти модели используют собственный графический язык DXY-GL.

В плоттерах могут использоваться как специальные технологии (например, электростатические), так и технологии, привычные для принтеров (термо, лазер, светодиод, струйный принтер). В настоящее время струйные устройства становятся все более распространенными

Например, плоттеры семейства Hewlett-Packard DesignJet формата A0 и A1 работают в 4-5 раз быстрее, чем их перьевые аналоги. Используя два струйных картриджа, струйный плоттер работает с разрешением не хуже 300 точек на дюйм и имеет два режима: финишная обработка и черчение.

Алгоритм, используемый в режиме эскиза (черный), позволяет почти вдвое сократить расход чернил. Как правило, струйные плоттеры могут эмулировать самые известные принтеры, такие как Epson 1050 и IBM ProPrinter XL24E.

Проекционная техника.

 Мультимедийные проекторы прочно вошли в нашу жизнь в конце XX века, и сейчас невозможно представить многие сферы человеческой деятельности без них. Это учебный процесс, презентации, шоу-бизнес и домашние фильмы.

Мультимедийный проектор позволяет воспроизводить на большом экране информацию, полученную от различных источников сигналов: компьютера, видеомагнитофона, видеокамеры, камеры, DVD-плеера, игровой приставки.

Современный проектор является наиболее совершенным звеном в цепочке эволюции проекционного оборудования, которое началось с слайд-проекторов, позволяющих показывать фотографические слайды на большом экране.

Их заменили так называемые оверхед-проекторы, проецирующие изображения из полупрозрачных материалов больших размеров.

Возможности современных мультимедийных проекторов действительно безграничны по сравнению с их предшественниками.

Изображение в мультимедийном проекторе формируется несколькими основными способами: с помощью жидкокристаллических панелей (LCD-технология) и с помощью микрозеркальных микросхем DMD (DLP-технология). В LCD-проекторах свет от лампы проходит через жидкокристаллическую панель, на которой изображение создается как на обычной пленке, но с помощью цифровой электронной схемы.

Свет проходит через панель и объектив, и в результате на экран проецируется увеличенное во много раз изображение.

 В DLP-проекторах свет от лампы отражается от множества микрозеркал с электронным управлением, а также через объектив попадает на экран.

Таким образом, основной характеристикой мультимедийного проектора является его яркость или световой поток. Чем мощнее световой поток, тем больший размер изображения можно получить при данной освещенности и качестве материала экрана.

 Световой поток (измеряется в люменах ANSI) зависит от конструкции проектора, качества ЖК-панелей, мощности и типа лампы.

Разрешение ЖК-панели или микросхемы DMD является следующим важным параметром, который влияет на выбор проектора. Большинство панелей и чипов имеют стандартные разрешения, принятые для компьютеров: 640 × 480 (VGA), 800 × 600 (SVGA), 1024 × 768 (XGA), 1280 × 1024 (SXGA).

Если разрешение проецируемого изображения отличается от основного разрешения проектора (разрешение его ЖК-панели или DMD-чипа), оно будет пересчитано во время воспроизведения с использованием специального алгоритма практически без потери качества.

В последнее время стали появляться мультимедийные проекторы с ЖК-панелями стандарта Wide XGA с разрешением 1366 × 768, предназначенные в основном для просмотра видеоизображений. Их появление обусловлено популярностью «широких» экранов с соотношением сторон 16: 9 вместо традиционных 4: 3.

Мультимедийный проектор – это современное и высокотехнологичное устройство. Надежность большинства выпускаемых моделей велика, и пользователю вряд ли придется обращаться в сервисный центр с просьбой о ремонте. Единственной заменяемой частью проектора является его лампа.

Большинство проекторов используют дуговые лампы с высокой яркостью и более равномерным спектром, чем лампы накаливания. Их средний срок службы составляет 2000 часов работы.  Иногда полезно использовать функцию экономичной работы лампы, вдвое продлевая срок ее службы

Аудиосистема

Обращает на себя внимание тот факт, что в персональных компьютерах используются различные схемы формирования звуковых сигналов – от простых до сложных.

 Похоже, проблема со звуком для персональных компьютеров окончательно решена. Редко можно найти материнские платы, не оснащенные аудиоконтроллером.

И тем не менее, даже если мы считаем, что проблема с аудиоплатами закрыта, тема спикеров остается актуальной.

Актуальный вопрос остается, потому что многие пользователи не ограничиваются просмотром видео и игр с объемным звуком.

Настоящие аудиофилы предпочитают высококачественный стереозвук с объемным звуком и глубокими басами, не говоря уже об энтузиастах, которые занимаются созданием музыки с помощью своих персональных компьютеров. Для них вообще обязательным элементом домашней студии является качественная стереоакустика, даже если вся остальная роль отведена на компьютере со звуковой платой.

В наше время на рынке много спикеров, состоящих из двух активных спикеров, и выполненных по системе 2.1. Такие системы в народе называют «пищалками», потому что они не способны обеспечить высокое качество звука даже при низкой громкости.

Совсем недавно идеальным в мире компьютерных (и не только) динамиков была система 5.1 (пять сателлитов и один сабвуфер), но в последнее время производители динамиков расширяют возможности своих систем, что привело в первую очередь к появлению системы 6.1, и позже 8.1

Оцените статью
OverComp.ru