1. DISPOZITIVE PERIFERICE DE INTRARE Dispozitivele periferice de intrare au rolul de a introduce date i comenzi n PC, din exteriorul acestuia; att datele, cat si comenzile sunt convertite din formatul extern folosit de utilizator n formatul binar intern recunoscut de PC. Alturi de dispozitivele periferice de intrare comune tuturor PC-urilor (tastatura, mouse), pot fi cuplate i alte dispozitive precum scannerele, track balls, joy-stick, paddles i OCR. TASTATURI Una din componentele de baz ale PC-ului este tastatura, ea constituind principalul dispozitiv de intrare. Este utilizat pentru introducerea de comenzi i date n PC. Tipuri de tastaturi De cnd au aprut PC-urile, firma IBM a creat trei tipuri de tastaturi, iar MICROSOFT le-a sporit performanele odat cu apariia WINDOWS '95. Principalele tipuri de tastaturi sunt: - tastatura pentru PC i XT cu 83 taste; - tastatura pentru AT cu 84 taste; - tastatura extins la 101 taste; - tastatura extins pentru WINDOWS cu 104 taste. Tastaturile sunt legate de PC printr-un conector cu cinci pini marca DIN (Deutsche Industrie Norm) sau prin ase mini pini DIN acestea fiind ntlnite la multe din sistemele IBM PS/2. Tastatura extins la 101 taste este mprit n patru seciuni: - tastele funcionale; - tastele numerice; - tastele pentru cursor i controlul ecranului;-2-

- zona tastelor tipizate. Tastele Tab, Caps Lock, Shift i Backspace sunt mai mari, iar tastele Ctrl i Alt sunt situate pe ambele pari ale Space. Cursorul i tastele pentru controlul ecranului au fost separate de tastele numerice unifuncionale, folosite pentru introducerea numerelor. Tasta cu semnul mpririi i a doua tasta Enter, au fost aezate lng tastele numerice unifuncionale. Tastele pentru controlul cursorului au fost aezate n forma de ,,T" rsturnat. Tastele Insert, Delete, Home, End, Page Up i Page Down aezate lng tastele de deplasare a cursorului sunt separate de tastele numerice unifunctfonale. Tastele funcionale desprite n grupuri de patru sunt aliniate n partea de sus a tastaturii. Tastatura a mai adugat dou taste funcionale: F11 i F12. Tasta Esc este izolat n colul din stnga sus al tastaturii. Tastele Print Scrn/Sys Req, Scroll Lock, Pause Break sunt utilizate pentru funcii folosite mai rar.

Figura 1 Tastatur Windows cu 104 taste Microsoft a realizat o tastatura specific Windows-ului care cuprinde noi taste i combinaii de taste. Tastatura de 101 taste se mrete la 104 prin adugarea taste-lor Windows stnga, respectiv dreapta i a tastei Application folosite pentru sistemul de operare i pentru combinaiile nivel-aplicaie similare cu combinaiile Ctrl i Alt; programatorii au nceput s adauge funcii specifice la produsele Windows care vor folosi noua tasta Application, care are aceeai funcie cu butonul din dreapta al mouse-ului.

-3-

MOUSE Componente Chiar dac mouse-urile apar n diferite forme, utilizrile i funciile lor actuale difer foarte puin. Mouse-ul standard conine urmtoarele componente: - carcasa care se prinde cu mna i se deplaseaz n orice direcie, n funcie de poziia cursorului pe monitor; - bila care semnaleaz micarea mouse-ului; - butoane (de obicei dou) pentru a realiza selecii i activri; - un cablu pentru a conecta mouse-ul la PC; - un conector de interfa pentru a ataa mouse-ul la PC. Carcasa este fcut din plastic i const din cteva pari demontabile; n partea superioar a carcasei (unde stau degetele) sunt butoane (tipic doar dou). Dac exist un buton suplimentar, pentru a putea opera cu el este solicitat software specializat. La baza carcasei este o bil care se rotete, cnd se deplaseaz mouse-ul. Micrile acestei bile sunt traduse n semnale electrice transmise PC-ului prin cablu. Unele mouse-uri folosesc un senzor optic special care detecteaz micarea deasupra unei grile, ele lucrnd numai dac se folosete o gril special deasupra creia se deplaseaz. Conectorul folosit depinde de tipul de interfa folosit, existnd trei tipuri de baz, cu posibilitatea folosirii unei a patra combinaii. n interiorul carcasei bila de la baza mouse-ului st de obicei, lipit de dou role, una care transmite micarea pe axa X, iar cealalt pe axa Y; rolele sunt conectate la nite discuri mici cu diafragme, care blocheaz sau permit trecerea luminii. Senzorii optici incorporai, detecteaz micrile roilor de la captul rolelor urmrind clipirea intern de lumina infraroie n funcie de diafragmele care se rotesc i acoper selectiv lumina; clipirile sunt traduse n deplasri de-a lungul axelor. Acest tip de mecanism numit mecanism rnecanooptic este astzi cel mai folosit (fig. 2).-4-

Figura 2 - Mecanismul magneto-optic al mouse-ului Mouse-ul poate fi conectat la PC prin urmatoarele tipuri de interfere: - interfata seriala (portul serial COM); - port de mouse pe placa de baza; - interfata adaptoare pe magistrala. JOYSTICK Tehnologiile 3D i realitatea virtual, care se fac din ce n ce mai mult simite n diverse aplicalii (mai ales jocuri), impun folosirea unor dispozitive de punctare mai exacte, cu o acuratee ridicat. care s substituie astfel tradiionalul mouse care, n atare condiii, nu mai face fa cerinelor. Senzor bidimensional, cu o mobilitate superioar, joystick-ul s-a impus n faa mouseului prin aceea c indic o poziie absolut comparat cu mouse-ul care indica micarea. Funciile unui adaptor de joystick pot fi gsite pe o plac dedicat pentru ISA sau MCA sau pot fi combinate cu alte funcii pe o plac multifuncional. Conectorul de pe plac este de tip D - Shell cu 15 pini (fig. 3). Adaptorul poate recunoate pn la patru comutatoare (numite buloane) i patru impulsuri rezistive; fiecare joystick are dou butoane i un maner central-5-

care controleaz dou rezistoare variabile: una indic poziia relativ pe vertical (coordonata x) i cealalt pe cea orizontal (coordonata y). Intrrile rezistoarelor sunt variabile de la 0 la 100K ohm. Adaptorul convertete valoarea rezistenei ntr-un impuls digital cu o durat proporional cu ncrctura rezistorului. Softul poate cronometra aceste impulsuri pentru a determina valoarea relativ a rezistenei.

Figura 3 - Adaptorul de joystick D-Shell cu 15 pini Adaptorul de joystick nu solicit prea mult resursele sistemului: nu folosete nici un canal IRQ, DMA sau memorie, ci doar o singur adres de I/O, portul 201h. Rezistena joystick-ului este citit din adaptor; interfaa portului de joystick nu este o ntrerupere controlat ceea ce nseamn c programul trebuie s scaneze acest dispozitiv, trimind o comand de I/O care este mai rapid dect primirea unei ntreruperi. Civa productori au produs joystick-uri specializate care nu mai arat ca un joystick, ci ca volane i pedale folosite pentru jocurile de conducere sau pentru simulatoarele de avion. Acestea sunt la fel ca joystick-ul standard n ceea ce privete sistemul, dar n locul manetelor rotunde au un volan i pedale care controleaz rezistorii variabili din circuit.

Figura 4 - Joystick

-6-

SCANERE Prezentare general O imagine, o fotografie, un diapozitiv sau o pagin de text pot fi prelucrate de un PC dac desenele i textele sunt digitalizate cu ajutorul unui scaner (fig. 5). Obiectul supus prelucrrii este mprit n puncte individuale (pixeli) care redau gradul de luminozitate i valoarea culorii respective.

Figura 5 Scaner plat Pentru a obine atributele fiecrui punct sunt folosii senzori CCD (Charged Couple Device - semnal dependent de sarcin), cele mai importante i mai sensibile elemente ale unui scaner. Senzorul CCD este compus din celule sensibile la lumin (condensatori ncrcai electric); dac o raz de lumina ajunge pe o celul, condensatorul pierde o parte din ncrcare, dup gradul descrcrii putndu-se stabili ct de puternic a fost lumina. n interiorul scanerului exist o surs luminoas care lumineaz materialul scanat. n funcie de razele reflectate de acesta, lumina este convertit de CCD n tensiuni electrice, tensiuni care sunt transformate ulterior de un convertor analog-digital n biii inteligibili pentru PC. Cu ct sunt mai sensibile elementele CCD ale scanerului, cu att acesta percepe mai multe nuane de culori. Scanerele color citesc materialul de trei ori, odat pentru fiecare din cele trei culori de baz: rou, verde i albastru, pentru fiecare culoare utiliznd opt bii; se ajunge astfel la o lungime de 24 de bii a imaginii scanate.-7-

Interfaa logic este asigurat de drivere TWAIN livrate cu majoritatea scanerelor, ele asigurnd compatibilitatea cu orice pachet software pentru Windows, facilitile diferind de la un scaner la altul. Procesul de scanare poate avea loc n dou moduri; primul mod este caracterizat prin faptul c se fac trei citiri succesive fiecare dintre cele trei citiri folosind un alt filtru de culoare (metoda se numete Three-Pass). Al doilea mod folosete lmpi cu halogen n diferite culori, dispozitivul CCD avansnd pas cu pas, n fiecare pas imaginea fiind citit cu cele trei surse luminoase. Caracteristici i metode de scanare Scanerele se difereniaz dup urmtoarele caracteristici: - rezoluie; - vitez de scanare; - intensitatea luminii i contrastului; - reproducerea culorilor. La caracteristicile menionate, se pot aduga opional adaptoarele de transparent i dispozitive de alimentare automat cu foi de hrtie. Rezoluia este o caracteristic important a scanerelor: o rezoluie de 300x600 dpi arat c aparatul citete 300 de puncte pe inch pe vertical i 600 de puncte pe inch pe orizontal (300 dpi corespund la aproximativ 12 puncte pe milimetru - 1 inch = 25,4 milimetri - i 600 dpi la 24 puncte pe milimetru). Cnd este indicat o singura valoare, rezoluia este identic pe ambele axe. Rezoluia scanerelor, ca i a imprimantelor, este adesea msurat n dpi (dots per inch); imprimantele tipresc puncte (dots), iar scanerele capteaz pixeli (unitate de imagine). Din aceast cauz, rezoluia scanerelor este mai curnd descris de ppi (pixeli per inch). Un scaner cu rezoluia 300 ppi va crea o imagine alctuit din pixeli cu dimensiunea 1/300 dintr-un inch. Scanerele ce au rezoluii de peste 1.000 ppi (2400, 4800, 9600) nu pot s ofere o calitate mai bun; ele simuleaz rezoluia mare printr-o interpolare care utilizeaz un algoritm matematic pentru a netezi curbele care altfel ar aprea-8-

zimate. Deci, rezoluia optic este determinat de optica scanerelor (lentile, CCD, oglinzi, surse de lumin etc.), rezoluia final fiind ns stabilit prin software-ul de control al scanerelor bazat pe interpolare. Rezoluia unui scaner este limitat i de performanele imprimantei, cel mai important aspect fiind caracteristica lpi (line per inch) necunoscut de utilizatori deoarece distribuitorii de imprimante pun mai mult accent pe dpi; din aceast cauz se va scana la o rezoluie de doua ori i jumtate mai mare dect a imprimantei cu care se va tipri exprimat n lpi, pentru a obine o imagine 1:1. Mrirea rezoluiei se poate obine i prin mrirea zonei scanate anterior. Tipuri de scanere n funcie de modul de construcie, se pot deosebi urmtoarele tipuri de scanere: de mn, cu tractor, plate i cu tambur, scanere video i scanere pentru fotografii. Fiecare tip are domeniul su de aplicaie, acesta ntinzndu-se de la scanri normale de text la scanri profesionale n tipografii: Scanerele de mn sunt de obicei alb-negru; ele se mic manual. Aceste aparate se trag peste suprafaa de scanat, limea scanarii fiind de obicei de circa 10 cm. Cu ajutorul softului se pot asambla prile unei imagini astfel scanate. Rezoluia poate ajunge pn la 400 dpi. Avantajele unui scaner de mn sunt preul i dimensiunile reduse i transportabilitatea; ele nu sunt indicate pentru scanarea unor imagini mai mari, acestea avnd tendina de a se mica n timpul scanrii. n plus, compunerea unei imagini din fii scanate cere i ceva timp. Totodat, micarea deasupra imaginii necesit o grij sporit i finee n execuie din partea utilizatorului. Scanerul cu tractor funcioneaz asemntor cu un fax: un mecanism trage ncetul cu ncetul imaginea prin faa unor senzori CCD; foarte comod datorit dimensiunilor mici, totui rezoluia sa este redus (300 dpi) nepermind scanarea unor diapozitive. Scanerele plate sunt asemntoare copiatoarelor i pot reproduce orice poate fi aezat pe suprafaa plat de sticl. Precizia acestor scanere le face s aib un pre ridicat. Cele mai rentabile aparate alb-negru se pot gsi la un pre,-9-

de 400 USD, modelele profesionale ajungnd ns la cifre cu patru zerouri. Rezoluia ajunge n cazul modelelor celor pe 36 de bii pn la 1200 dpi i mai mult. Modelele high-end pot fi folosite chiar n domenii profesionale cum ar fi AUTO-CAD sau Desktop Publishing (DTP). Scanerele cu tambur nu sunt recomandate uzului personal, preurile de la 15.000 la sute de mii de dolari i dimensiunile mari fiind dou argumente suficiente. Pe de alt parte, calitatea lor este deosebit, rezoluia fiind foarte ridicat. Materialul care trebuie scanat, este antrenat cu vitez de un cilindru, prin faa unor multiplicatori foto mai sensibili dect elemente CCD. Scanerele video dau dovad de o precizie sporit, dar au calitatea cea mai slab deoarece folosesc aceleai elemente (CCD) ca i camerele de luat vederi (asemenea camerelor de luat vederi, au aceeai rezoluie, msurat n pixeli/ imagine i nu n puncte/inch). Din aceste considerente, scanerele video sunt potrivite pentru fotografii ,,la minut i ilustrri de cataloage, nu i pentru reproduceri de mare calitate. Scanerele pentru diapozitive mprumut tehnologia scanerelor plate sau video. n cazul tehnologiei plate, scanerele sunt capabile s reproduc imagini foto de mic dimensiune sau negative de film. Pentru c suprafeele de scanat sunt mici, necesit o manevrare mult mai atent. Tehnologia video nu elimin calitatea slab a imaginii, dar permite scanarea fotografiilor ",,la minut. IMPRIMANTE Imprimantele sunt dispozitive periferice de ieire care tipresc datele prelucrate (informaiile) pe hrtie, intr-o forma accesibila utilizatorului. Pentru a furniza rezultatele pe hrtie, imprimanta primete semnale de comanda de la CPU. Daca semnalele activeaz elementele de tiprit care apoi se imprima pe hrtie, prin presare, imprimantele sunt cu impact, daca imprimarea se realizeaz prin utilizarea unor tehnologii laser sau fotografice, imprimantele sunt far impact.

- 10 -

Tipuri de imprimante Imprimantele matriciale sunt actualmente dispozitivele de imprimare cu cele mai reduse performane avnd la baz un cap de imprimare mecanic ce se mic nainte i napoi pe fiecare rnd al paginii de imprimat. Un numr de trasee minuscule face posibil acionarea cte unui ciocnel ce lovete banda impregnat cu cerneal care produce astfel tiprirea pe hrtie. Imprimantele matriciale includ un mecanism ce controleaz fiecare traseu. Acele imprimantei sunt deprtate de ribbon i de hrtie cu ajutorul unui magnet permanent nconjurat de o spir ce formeaz un electrornagnet cu inducia orientat invers fa de cea a magnetului permanent. Cnd trece curent prin spir acul este propulsat ctre ribbon i pagin. Dup ce acul a tiprit un punct, se oprete curentul din spir i acul revine n poziia iniial. Cele mai utilizate imprimante sunt cele cu jet de cerneal care mproac hrtia cu mici picturi de cerneal pentru a realiza imprimarea. n esen, imprimanta cu jet de cerneal este o imprimant de linie modificat, n locul acelor sunt folosite mici orificii - fiecare fiind controlat electric - prin care cerneala iese cu presiune i se aaz pe hrtie. Fora ce face s ias cerneala provine de la un electromagnet sau de la un cristal piezoelectric (un cristal ce vibreaz cnd se afl sub curent electric). Un mic impuls electric este necesar ca cerneala s ias din rezervor. Cele mai ntlnite tipuri de imprimante sunt cele termice, piezoelectrice i cu schimbarea de faz. a) imprimantele termice folosesc o cantitate de cerneal pe care o transform n vapori cu ajutorul temperaturii. Vaporii ies prin orificiile capului de imprimare. Mecanismul ansamblului de imprimare controleaz formarea de vapori, meninnd temperatura sub punctul de fierbere. Cnd se solicit imprimarea, mecanismul nclzete orificiul peste temperatura de fierbere i astfel, o parte din cerneal se transform n vapori ce ies cu putere i formeaz pe hrtie o mic pat care necesit o cantitate redus de cldur i un timp foarte scurt. Din acest motiv imprimanta poate s produc cteva sute de astfel de pete pe secund.

- 11 -

b) Un procedeu asemntor este cel ce folosete presiunea ca s arunce cerneala pe hrtie, procedeu numit piezo-electric. Orificiile sunt diferite de cele de la imprimantele termice, acestea fiind formate din cristale piezo-electrice. Cnd cristalelor li se aplic o tensiune electric, ele se ndoaie i fac cerneala s ias afar. Sistemul a fost utilizat prima oar de seria de imprimante Epson Stylus. c) Al treilea tip de imprimante cu jet de cerneal este cel cu schimbarea de faz. n loc s foloseasc solveni, evaporare i apoi absorbia n mediul de imprimare, imprimantele folosesc cerneal care se ntrete imediat, schimbndui starea din lichid n solid. Cerneala n rezervor este n stare solid. Ansamblul de imprimare topete cerneala solid i o plaseaz pe hrtie; fiind pe baz de cear, cerneala se rcete aproape instantaneu n contact cu hrtia. Imprimantele ce folosesc acest procedeu se mai numesc i imprimante cu jet de cerneal solid. Cel mai evoluat tip de imprimante sunt imprimantele cu laser - ele se bazeaz pe efectul fotoelectric, canaliznd o imagine optic pe un dispozitiv fotoconductibil ncrcat electric, ncrctura se scurge din suprafeele conductibile expuse la lumin, dar se pstreaz n zonele mai ntunecate. Un pigment special, numit tonner este apoi mprtiat peste dispozitivul fotoconductibil (tambur) i toner-ul se lipete pe suprafeele ncrcate electric. O rol ruleaz hrtia n sens invers dispozitivului, cu scopul de a transfera pigmentul pe hrtie; imprimarea pe hrtie se realizeaz prin nclzire. Modul de formare a imaginii la o imprimant cu laser se realizeaz prin scanarea nainte i napoi a unui fascicul laser peste tamburul de imagine: o oglind mic rotativ, reflect razele laser pe tambur, urmrind fiecare linie trasat; tamburul se rotete pentru a nainta la urmtoarea linie scanat, sincronizndu-se cu generarea fasciculului de raze laser. Pentru realizarea luminilor i umbrelor n cadrul imaginii, fasciculul de raze laser este modulat ON/OFF; pentru obinerea zonelor luminoase se comut fasciculul laser pe ON n timp ce pentru suprafeele ntunecoase se comut pe OFF.

- 12 -

Imprimantele laser difer doar prin felul n care moduleaz fascicolul luminos. Imprimantele LED au un paravan ntre o surs de lumin continu (nu neaprat laser) i tamburul de imagine, cu scopul de a modula fasciculul de raze. Imprimantele LED moduleaz LED-uri obinuite ca surse optice. Aceste categorii de imprimante au la baz acelai proces electro-fotografic ca orice imprimant cu laser.

Tambur de imagine

Figura 6 Procesul de imprimare Mecanismul de baz al unei imprimante cu laser implic utilizarea a ase dispozitive pentru o imprimant monocolor i mai multe astfel de dispozitive pentru imprimantele color, fiecare avnd un rol bine determinat n procesul de imprimare. Elementul central al imprimantei laser este tamburul de imagine a crui suprafa este acoperit cu un material fotosensibil (fig. 6). n prima faz este necesar ca suprafaa s fie ncrcat negativ; n acest scop se utilizeaz perii de ncrcare electrostatic, ce transfer ncrctura electronic negativ asupra tamburului. O raz laser este apoi orientat spre tambur, prin intermediul unei oglinzi poligonale care se rotete de mai multe ori pe minut i al unui sistem optic de deviere. Sunt posibile mai mult de 80 de milioane de impulsuri pe minut. Tamburul i raza laser sunt sincronizate, astfel c n locurile de pe tambur unde trebuie s se fixeze tonerul, este activat raza laser, stratul tamburului devenind n acel loc conductor electric pozitiv (la imprimantele cu LED-uri, n locul laserului cu elemente optice de deviere, se poate utiliza un rnd de LED-uri).- 13 -

- perii de ncrcare electrostatic; - unitate de curare; - unitate de fixare imagine; - tambur de imagine; - toner; - unitate de developare; - roat de transfer; - hrtie; Pentru imprimarea hrtiei este utilizat o pulbere fin neagr (numit toner) care este depozitat ntr-un recipient, ce face parte din unitatea de developare sau este o unitate individual. O rotire cu palete pune n micare tonerul din recipient, iar un vait de transport duce tonerul spre un vait de transfer; o fie de metal deasupra valului asigur aplicarea i ncrcarea electric negativ a unui strat subire de toner. Particulele de toner sunt astfel aduse n preajma tamburului care se rotete. Sarcinile electrice de semn opus se atrag, deci tonerul ncrcat negativ rmne fixat n zonele de pe tambur ncrcate pozitiv. Se creeaz astfel o imagine intermediar care trebuie transpus pe hrtie. Din magazia de alimentare, hrtia este preluat i condus spre tambur. Rolele de transfer apas hrtia pe tambur i astfel tonerul este aezat pe hrtie. Rezultatul imprimrii poate fi recunoscut deja n aceast faz, ns tonerul trebuie fixat pe hrtie. Unitatea de fixare este format din dou tambururi, din care unul este nclzit pn la 200 de grade. Pulberea de toner este astfel topit, ptrunznd n hrtie. Hrtia este apoi transportat ctre magazia de ieire a imprimantei. Tamburul continu s se roteasc, timp n care unitatea de curare ndeprteaz tonerul excedentar, pregtind urmtoarea imprimare, cnd procesul se repet.

- 14 -

PLOTTERE O categorie aparte de imprimante destinate cu precdere aplicaiilor ce au ca scop realizarea de desene cu nalt precizie i vitez, o constituie plotterele. Acoperind o gam larg de formate standard ANSI (A - D) i standard ISO (AO - A5) alturi de alte formate intermediare, plotterele sunt folosite cu succes n majoritatea domeniilor de proiectare: arhitectur, construcii industriale i civile, construcii de maini, mecanic fin, electronic, grafic artistic. De asemenea, plotterele pot fi adaptate pentru ataarea unor dispozitive care sunt folosite pentru tierea diverselor materiale. n esen, plotterele sunt proiectate special pentru sisteme CAD (Computer AidDesign); ele includ creioane cu fibr negre i color ce pot desena linii, curbe sau puncte de dimensiuni variate. Conectarea plotterelor la PC se realizeaz printr-o interfa serial asincron dual RS - 232 C cu urmtorii parametri: - numr de bii pentru date: 8; - numr de bii de stop: 1 sau 2; - viteza de comunicaie: 300, 1200, 2400, 4800, 9600 bii/secund; - protocol X ON/X OFF. Suprafaa de desenat poate fi programat de la tastatur avnd limitele impuse de formatul standard al hrtiei pe care se deseneaz. Suprafaa maxim depinde de capacitatea plotterului utilizat; exemple de dimensiuni: 420 x 600 mm, 870 x 2055 mm, 917 x 2057 mm. Rezoluia este asemntoare cu cea a imprimantelor, situat de regul la 300 sau 600 dpi. Viteza de transfer este orientat n jurul valorii de 2,54 mm/sec axial i 356 mm/sec diagonal, ea fiind selectabil ntre 25,4 mm/sec i 254 mm/sec.

- 15 -