Optikai és elektronikus elven működő háttértárak[informatika]

Optikai és elektronikus elven működő háttértárak

Tételcím : Ismertesse az optikai adattárolók kialakulásának történetét, működési elvüket, jellemzőit.

Mutassa be a CD és DVD egyes szabványait.

Beszéljen a multimédia pc és cd technológia kapcsolatáról.

Optikai háttértár : Nagy adatsűrűségű, polikarbonát hordozóból kialakított korong alakú szerkezet, melyről az adatokat optikai úton (lézerrel) lehet elérni (olvasni) és kialakítani (felírni). Az adatok kör alakú műanyag lapon (5.25 inch) helyezkednek el spirál alakban, amelyeket belülről kifelé haladva rögzítenek a tárolón.

1. CD-ROM

1.Kialakulása:

Az optikai adattároló rendszerek fejlesztésének kezdete a hatvanas évek közepére nyúlik vissza. Az alapcél: képek nagy adatsűrűségű eszközön történő rögzítése, amelyről később optikai úton azok leolvashatóak. Természetesen a célok között az is szerepelt, hogy az információsűrűség legalább akkora legyen, mint az akkor ismert legnagyobb mágneses adattároló sűrűsége. Az első jelentős eredmények közel egy évtizedes kutatómunkát igényeltek.

'80-as évek elején felmerült az, hogy létrehoznak egy olyan eszközt és adathordozó médiumot, amely a korábbi, mágneses elven működő adathordozók hibáit, korszerűtlenségét - a szalag nyúlása, és ebből adódó futás-egyenetlenség; a hőre és mágnesességre való nagyfokú érzékenység; kevéssé biztos adattárolási biztonság, mely idővel egyenesen arányosan romlik; nagy térfogat; kis kapacitás és viszonylagosan lassú adatelérési sebesség - kívánta véglegesen kiküszöbölni.

2.Működési elve:

Az optikai tárolórendszerekre jellemző, hogy az írás és olvasás lézersugárral történik. Nevüknek megfelelően optikai eljárást használnak (fényvisszaverődés, polarizáció, szórás, fénytörés) az adatok írására és olvasására. Ahogy az ábrán látható, az optikai tároló felületén az adatok rögzítésekor kis méretű mélyedéseket hozunk létre, amelyeken a leolvasáskor a lézersugár szétszóródik, míg az adathordozó-réteg eredeti felületéről visszaverődik. A médium olvasásakor a visszavert fényt érzékeljük, és alakítjuk vissza adatokká.

3.Jellemzők:

CD(Compact Disc)

Az optikai tárolókat több tulajdonságuk markánsan megkülönbözteti a mágneses tárolási technológiától: az optikai tárolókra nagy tárolási sűrűség jellemző. Ennek oka, hogy a fény sokkal kisebb felületre fókuszálható, mint a mágneses tárolók elemi tárolófelülete. Másik előnyös tulajdonság az élettartam: az optikai tárolók élettartamát évtizedekben mérik. Az optikai adathordozó előállítási költsége általában alacsony, az árat lényegében a lemezen lévő programok, adatok, zeneszámok és egyéb információk piaci értéke határozza meg, ami mellett az előállítási költség eltörpül. Fontos szempont továbbá az optikai adathordozó cserélhetősége: a használaton kívüli lemezt zárt helyen tárolhatjuk, kompakt mérete miatt könnyen magunkkal vihetjük és másik gépen bonyolult szerelési műveletek nélkül azonnal használatba vehetjük.

A CD-ROM drive (meghajtó):

az egyszeres CD-ok sebessége 156Kb/s

léteznek 4x-52x-es sebességűek

alkalmasak CD-ROM, CD-R és CD-RW olvasására

eszközvezérlő programja az MSCDEX.EXE

Szabványok :

Az optikati adatattárolók - az adatok felírása, leolvasása és a gyártástechnológia szempontjából - három jól elkülöníthető típusra oszthatók:

1. Csak olvasható optikai tárolók a ROM (Read Only Memory) típusú CD-k. Ezek a legelterjedtebb típusok és ezekre gondolunk először, amikor a CD szót meghalljuk. Ide sorolható a háttértárolóként használt CD-ROM, a digitális hang rögzítésére használt CD-DA (Digital Audio). (továbbá: CD-A, CD+G, CD-ROM, CD-I, CD-I Ready, CD-I, Karaoke CD, V-CD, CD-V, prerecorded (vagy premastered) MD, stb.)

2. Az egyszer írható és többször olvasható tárolók a CD-WO-k (Compact Disc - Write Once). Ezt a típust csak CD-R-ként (Compact Disc Recordable), írható CD-ként emlegetjük.

3. Újraírható, törölhető, olvasható optikai tárolók a CD-RW (650, 700 MB tárkapacitással) és a CD-MO (Compact Disc - Magneto-Optical, jellemzően 650 MB tárkapacitással) típusúak.

A CD lemezeket főleg zenék rögzítésére alkalmazzák (gyári albumok). Elterjedése kiszorította a piacról a bakelit lemezeket. Jó minőségű videóanyagok tárolására azonban nem volt megfelelő kapacítása miatt, később ezért jön létre a DVD lemez.

2. DVD (Digital Versatile Disk vagy Digital Video Disc)

Kialakulása :

A '80-as évek közepétől az optikai adattárolók (CD) tömeges elterjedésének tapasztalatai, fejlődésének mindent felülmúló sebessége és térhódítása reális alapokra tette egy jóval nagyobb kapacitású médium megszületésének lehetőségét. 1992-ben létrejött a DVD Konzorcium, mely magába foglalja a világ összes vezető elektronikai nagyhatalmát, akiknek célja létrehozni egy olyan új optikai tárolási szabványt, melynek fizikai méretei megegyeznének a CD-vel, csak a kapacitása lenne nagyságrenddel több.

A DVD-ROM nem más, mint egy (IDE v. SCSI csatlakozáson keresztül) számítógépbe illeszthető DVD meghajtó. Jellegzetességei közé tartozik, hogy a hagyományos CD-k minden típusát is képes olvasni.

Általános Jellemzői :

- Az adatokat itt is pitek és land-ok formájában tároljuk.

- Az adatsűrűség a CD-hez képest 4-szeres

- Tárolókapacitása a Cd-hez képest min. 7-szeres (4,7; 9,4; 8,5; 17 GB)

- A 4,7 Gb DVD lemezen több mint 2 órányi (kb.133 perc) anyag tárolható, amely elegendő egy teljes hosszúságú mozi film egyetlen lemez, egyetlen rétegén történő tárolására (a filmek 92%-a ráfér egy rétegre).

- A lemez átmérője 12 vagy 8 cm lehet.

- A lemez 2 db 0,6 mm-es rétegből áll (az egész lemez így 1,2 mm vastag) az adatok a két réteg között a lemez közepében helyezkednek el, ellentétben a CD-vel, ahol az adatok a felszín közelében találhatók, így a DVD jobban tűri a sérülést.

- A két műanyag alapú hordozórétegen alumínium tárolóréteg található, amit 0,6 mm-es szubsztrátréteg véd.

- DVD íróval 1x,2x,4x,8x,16x sebességgel írhatók (1x → 1385 KB/sec)

Működési elv :

Az adatok olvasása lézersugárral történik, mint a Cd esetén, de a lézersugár más hullámhosszúságú így valósulhat meg a nagyobb adatsűrűség. A jelrögzítő rétegre irányított lézersugár felmelegíti a lemezre felvitt szerves festékanyagot, ez által ,"mark"-okat (és nem piteket) hoz létre. A rendszer a jel leolvasásakor azonban szintén a fényvisszaverés megváltozásait érzékeli, és ebből állítja helyre az eredeti jelet.

Szabványok és Formátumok :

DVD-AUDIÓ :

Ez a lemez audió anyagokat tartalmaz, kiegészítő szövegek, menük és állóképek lehetnek a kísérő adatok, de videó nem. A CD-Audio (1982) formátumból továbbfejlesztéséből jött létre. Kiváló minőségű (96kHz/24bit), nagy mennyiségű hang tárolására alkalmas. A formátumot ismerő lejátszók szűk köre miatt még igazán nem terjedt el.

DVD-VIDEO :

A DVD-Video lemez megfelel a DVD-Audio előírásainak, de tartalmában eltér: csak videó anyagot tartalmaz, DVD- Audio anyagot nem. Lejátszása DVD-Video vagy univerzális lejátszóval lehetséges. 1996-ban alakult ki. Az asztali DVD lejátszót elsősorban ennek a médiának a lejátszására tervezték.

DVD-ROM

ROM=Read only memory – csak olvasható tárolót jelent
Adattárolásra alkalmazzák. Leginkább nagyobb adatmennyiséget tartalmazó lexikonok, képtárak számítógépes kiadványaiként. Felhasználása megegyezik a CD-ROM-mal

Írható és újra írható DVD lemezek :

A DVD-knél ügyelni kell arra, hogy nem minden nyersanyag jó minden íróba, illetve nem minden meghajtó tudja ezeket a formátumokat olvasni.

DVD-R :

1997-óta a Pioneer fejlesztésében jött létre.

A DVD-R lemezeket úgy alakították ki, hogy ha egyszer adatokat írtunk rájuk, utána DVD-ROM módjára használhatók.

egyoldalas, egyrétegű lemez.

4,7 GB-os tárolókapacitással rendelkezik.

DVD-RW :

kb. 1000-szer lehet újraírni

A Pioneer, Apple, Compaq és még 200 cég támogatásával készült ez a formátum

A DVD-R újraírható változata,

kb. 1000-szer lehet újraírni.

adathordozó tartománya (információs területe) ugyanolyan felépítésű, mint a DVD-R-é.

DVD+R :

Szintén 4,7 GB-os tárolókapacitással rendelkeznek.

Egyszer írható változata 2002 közepén jelent meg.

Hordozófesték alapú médium (hasonlóan a DVD-R-hez), azaz hasonló a kompatibilitása, mint a DVD-R-nek

Jobban követi az asztali lejátszóknak lemezekkel szemben támasztott követelményeit mint a DVD-R.

DVD+RW :

Később fejlesztették ki és ezért ez a formátum a lemezkezelésében több szabadságot nyújt a videórögzítés és vágás terén.

Szintén kb 1000-szer lehet újraírni.

A Sony, HP, Philips, Dell, Yamaha, Ricoh cégek támogatásával készült a +-os DVD változat, a cél az volt, hogy olyan DVD formátumot készítsenek, amit minél több asztali lejátszó ismer.

A multimédia PC és CD technológia kapcsolata :

A multimédiás alkalmazás olyan program, amely multimédia elemeket (hang, álló- és mozgókép, szöveg, stb.) kombinál magában. A multimédiás számítógépek olyan hardverekkel és szoftverekkel rendelkeznek melyekkel megjeleníthetők ezek az alkalmazások. Multimédiás alkalmazás lehet oktatóprogram, játék, ismeretterjesztő kiadvány, weboldal, reklámanyag, katalógus, film, cégismertető, stb. A multimédiás alkalmazások közös jellemzője, hogy általában igen terjedelmesek, mert a megfelelő minőségű hang és mozgókép digitális formában igen sok helyet foglal. A multimédia egy olyan információhordozó eszköz, mely többféle megjelenési formájú adatot is tartalmaz. A multimédiás alkalmazások terjesztésére általában CD-ROM vagy DVD-ROM-ot használunk mint multimédiát, mert tárolókapacitásuk megfelel a multimédiás alkalmazások helyigényének. A multimédiát tekintik a jövő adathordozójának. A CD-ROM-ot mint legelterjedtebb multimédiás adathordozót lassan kiszorítja a DVD. A DVD többszörös adattárolási mennyiséget és a DVD videók tekintetében korábban soha nem tapasztalt képminőséget hoztak a hétköznapi számítógép-használók számára.

Kérdések :

Mi volt a célja az optikai adattárolók kifejlesztésének?

Képek nagy adatsűrűségű eszközön történő rögzítése, amelyről később optikai úton azok leolvashatóak. Természetesen a célok között az is szerepelt, hogy az információsűrűség legalább akkora legyen, mint az akkor ismert legnagyobb mágneses adattároló sűrűsége.

Említsen legalább kétféle CD/DVD író programot?

Nero Burning rom; Easy CD Creator;

Hogy történik az adatok leolvasása a CD-ről és DVD-ről?

Az optikai tároló felületén az adatok rögzítésekor kis méretű mélyedéseket hozunk létre, amelyeken a leolvasáskor a lézersugár szétszóródik, míg az adathordozó-réteg eredeti felületéről visszaverődik. A médium olvasásakor a visszavert fényt érzékeljük, és alakítjuk vissza adatokká.

Milyen előnyei vannak a CD-nek a mágneses tárolókhoz képest?

· Nagy tárolási sűrűség. Ennek oka, hogy a fény sokkal kisebb felületre fókuszálható, mint a mágneses tárolók elemi tárolófelülete.

· Élettartam: az optikai tárolók élettartamát évtizedekben mérik.

· Előállítási költsége általában alacsony, az árat lényegében a lemezen lévő adatok értéke határozza meg

· Cserélhetőség: a használaton kívüli lemezt kompakt mérete miatt könnyen magunkkal vihetjük és másik gépen bonyolult szerelési műveletek nélkül azonnal használatba vehetjük.

Mik az alapvető különbségek a CD-és DVD lemezek között?

A DVD-lemezek két, 0,6 mm vastag lemezbõl vannak összeragasztva, így az adattároló réteg(ek) a lemez közepén helyezkednek el, szemben a CD-vel, ahol az információhordozó réteg a cimkenyomat alatt található. A CD csak egyik oldalán tárolhat adatot, míg a DVD többoldalas és többrétegű is lehet, így kapacitása többszöröse a CD-nek.

Miért volt szükség egy új optikai tároló kifejlesztésére a CD mellett?

Az igények folyamatos növekedtével a CD kapacitása, a 650 illetve a 700 Mbájt egyre kevesebbnek bizonyult. Éppen ezért a kompaktlemez sosem volt igazán alkalmas mozifilmek, hosszabb videók tárolására, szükség volt tehát egy új, korszerûbb hordozóra.

Milyen területen terjedt el széles körben a DVD?

A DVD elõször a házimozi-piacra tört be, miután 1996-ban megjelentek az első asztali DVD lejátszók.

Lehetõvé vált a mozifilmek kiváló minõségű képpel és hanggal való tárolása egyetlen egyszerû, vékonyka hordozón, ráadásul emellett legfeljebb nyolc szinkronhang, 32 nyelvû feliratozás, adalék információk, videók és egyéb kiegészítõ szolgáltatások is tárolhatók a lemezen. A DVD-ROM másik kiemelt alkalmazási területe az egyre nagyobb tárolókapacitást igénylő alkalmazói szoftverek terjesztése.

Mi lesz a DVD jövője?

Egyelõre a DVD lassú, de biztos elterjedése várható, idõvel a CD valószínûleg teljesen ki fog szorulni, a VHS videók szintúgy. Bár mind ehhez az kell, hogy a DVD-piac árai jelentõsen essenek, illetve nem ártana, ha az írható DVD-formátumok versenyébõl egyetlen formátum kerülne ki gyõztesen, vagy a szabványok egyetlen szabvánnyá olvadnának össze, hogy minden hordozó minden lejátszóval olvasható legyen. Persze a fejlõdés nem áll meg, a Toshiba például már dolgozik a Terabit Molecular Memory nevû technológián, amellyel - állítólag - 125 Gbájt adat lesz felírható egy CD-méretû lemezre. Igaz, ennek a hordozónak a megjelenése még odébb van, a Toshiba 2010-re teszi a bevezetését.

Pontozás :

Témakörök	Kulcsszavak, fogalmak	Pont
Az optikai háttértárak fogalma, típusai	CD, DVD	2 pont
A CD és DVD kialakulása, működési elve, szabványai		2 pont
CD és DVD lemeztípusok felsorolása, bemutatása	írható, újraírható	2 pont
A multimédia pc és cd technológia kapcsolatának ismertetése		2 pont

Mágneses elven működő háttértárolók [informatika]

9.TÉTEL - Mágneses elven működő háttértárolók a (streamer) és a DAT, hajlékony és merevlemezek, töredezettség és partíciónálás.

Mágnesszalag (streamer) és a DAT, jellemzői, előnyök, hátrányok

A Streamer és a DAT a szalagos egységek közé tartozik. A szalagos egység a normál zenei magnószalaghoz hasonló, de attól természetesen eltérő szalagokat használnak. A szalag természeténél fogva soros, ami azt jelenti, hogy egy adott részének eléréséhez először át kell jutni az előtte levő adatokon. Ezzel ellentétben egy lemez „véletlenszerűen” is elérhető, azaz közvetlenül ugorhatunk a lemez tetszőleges részére. A soros elérés így érthetően lassabbá teszi a szalagok használatát. A szalag olcsón előállítható, hossza könnyen növelhető, ez alkalmassá teszi különböző feladatokra pl.:archiválás, biztonsági mentés, melyek nem kívánnak nagy sebességet. A szalagos egységek hátránya a kapacitás, nem tudták volna tartani a versenyt a hajlékony- és merevlemezekkel, amelyek már GB-os nagyságúak.

STREAMER:A streamer a mágnesszalagos tárolás azon változata amikor a szalagot ún. streamer-kazettába helyezik, így védve a káros külső behatásoktól. Hazánkban is nagyon elterjedtek voltak a 120-150 Mb-os kazettával dolgozó szalagos egységek.

DAT:A DAT (Digital Audio Tape) kifejlesztése a SONY nevéhez fűződik, de nem hozott számára olyan áttörést, mint amit várt tőle. Az erre a technológiára épülő adatarchiváló rendszerek azonban hamar népszerűek lettek, az egy bitre jutó kicsi fajlagos költség miatt.

Hajlékony lemezek fajtái, jellemzőik, alkalmazási terület, kezelésük

fajtái:

· 3,5’ kisfloppy

· 5,25’ nagyfloppy

Műanyagból készül, hajlékony mágneslemez, cserélhető, mindkét oldalán tárolhatók adatok. A floppy lemez egy filcbélésű négyzet alakú borítóval van ellátva. Egy lemez tárolókapacitása attól függ, hogy hány oldalas, mennyi sáv van egy lemezen, illetve egy sávot hány szektorra osztottak fel. Egy szektor tárolóképessége 512 Byte. (A szektor a legkisebb önállóan kezelhető egység). Lehetőségünk van a hajlékonylemezt csak olvashatóvá tenni, ezt nevezzük írásvédelemnek.

Széles körben elterjedt, használják az oktatásban, üzleti életben, magánéletben.. De ma már kezdik átvenni a szerepüket az új,megbízhatóbb és nagyobb kapacitású tárolók.

Kezelésük rendkívül egyszerű, mindenki számára könnyen elsajátítható! A floppy-disket egy floppy drive-val, egy maghajtóval tudjuk a géphez „csatlakoztatni”,s miután a lemezt a meghajtóba helyeztük, egy saját és különálló meghatóként szabadon másolhatunk, törölhetünk, módosíthatunk..

Merevlemezek jellemzőik, kezelésük

A lemez anyaga fém, az adattárolás sűrűsége, a formattált lemez tárolókapacitása, az adatok elérésének sebessége jóval nagyobb, mint a floppylemezek esetében. A merevlemezek kis felületen igen sok információt képesek tárolni, de ezzel együtt érzékenységük is igen nagy. A porszemcsék igen nagy rombolást tudnának véghezvinni az érzékeny felületen, ezért maguk a lemezek egy légmentes tokba vannak zárva. Kezelése kicsit bonyolultabb a hajlékonylemezes egységeknél, a merevlemezes egységekre rá kell csatlakoztatni egy táp- illetve egy adatkábelt, és ügyelni kell az egyes egységek közti kapcsolatra (slave, master)

Töredezettség fogalma és kezelése

Sok esetben a fájlok nem folyamatosan kerülnek tárolásra a merevlemezen, hanem kisebb egységekben töredezve, ezért azok megnyitása, beolvasása több időt vesz igénybe, mert mondjuk a fájl egészen más helyen folytatódik. Ezért nekünk is elemi érdekünk, hogy a töredezettségmentesítési munkát bizonyos időszakonként elvégezzük. A probléma a Windows beépített Lemeztöredezettségmentesítő programjával oldható meg, mely a Start menü/Programok/Kellékek/Rendszereszközök menüből érhető el.

Lemezek partíciónálása, formázása

A partíció a merevlemez egy elkülönített egységként kezelt része. Ha egy merevlemezen több partíció van, az a rendszerben különböző eszközként jelenik meg.

Partíciók létrehozásával gyorsabbá és áttekinthetőbbé tehetjük merevlemezünket. Partíciót lehet beépített Windowsos programokkal vagy ma már elterjedt más programokkal is végrehajtani. pl.: PQ-MAGIC

KÉRDÉSEK:

1. Milyen paranccsal formázná le a J jelű meghajtót DOS-ban?
2. Állítsa gyorsaság szerint sorba az alábbi meghajtókat? (Floppy,Streamer,Winchester
3. Milyen fájlrendszereket ismer? Soroljon fel négyet?
4. Mi a hátránya a MOBIL-RACK-nek?
5. Minek a rövidítése a DAT?
6. Hogyan töredezettségmentesítené a C jelű meghajtót?
7. Mi a mágneses meghajtók legnagyobb ellensége?
8. Miért nem jó ha mágneses meghajtó közelébe mágnest teszünk?

PONTOZÁS:

Mágnesszalag (streamer) és a DAT, jellemzői, előnyök, hátrányok	2 pont
Hajlékony lemezek fajtái, jellemzőik, alkalmazási terület, kezelésük	2 pont
Merevlemezek jellemzőik, kezelésük	2 pont
Töredezettség fogalma és kezelése	1 pont
Lemezek partíciónálása, formázása	1 pont

VÁLASZOK:

1. A parancs: format j:
2. Winchester, Floppy, Streamer?
3. FAT16,FAT32,NTFS,EXT2,EXT3
4. Sok hordozás után könnyen elromolhat, könnyen meghibásodik.
5. Digital Audio Tape
6. Start menü/Programok/Kellékek/Rendszereszközök/Lemezöredezettség-mentesítő
7. Ha por kerül a rendszerbe
8. Mert a mágneses tér tönkre teszi a mágneses meghajtókat, adatvesztés léphet fel.

8. tétel: Output perifériák [informatika]

8. tétel: Output perifériák

Tétel: a periféria fogalma és típusai (I,O,I/O), a legfontosabb output perifériák: a monitorok típusai (CRT, LCD/TFT, gázplazmás), működési elvük, tulajdonságai; a nyomtatók (mátrix,tintasugaras,lézer) működési elvei; a rajzgép és jellemzői

Perifériának nevezzük azokat a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközöket, melyek az adatok ki- vagy bevitelét, illetve megjelenítését szolgálják.

A felhasználók munkájuk során kizárólag perifériákon keresztül kommunikálnak a számítógéppel. A perifériáknak három csoportja van:

a) bemeneti egységek (input perifériák)

b) kimeneti egységek (output perifériák)

c) ki- és bemeneti egységek

A számítógépbe bevitt adatokat, illetve elvégzett munkánk eredményét output egységek segítségével tekinthetjük meg. Az információ a központi egységből a kimeneti periférián keresztül áramlik a külvilág felé. Ezek az eszközök kizárólag az adatok megjelenítését szolgálják.

A számítógép legfontosabb kimeneti egységei:

- monitor

- nyomtató

Egyéb output periféria:

- rajzgép (plotter)

Monitorok

A legfontosabb kimeneti eszköz a monitor. Korábban többféle szabvány alapján gyártott típus létezett, de mára a VGA rendszerű monitorok az egyeduralkodók. A monitoron megjelenő képek képpontokból (pixel) állnak. A monitor minősége a megjelenített képpontok sűrűségétől és méretétől függ.

A monitorokat a képmegjelenítés elve szerint három csoportra bonthatjuk:

1. katódsugárcsöves

2. folyadékkristályos

3. gázplazmás

CRT monitorok:

A jelenleg legelterjedtebb katódsugárcsöves (CRT: Cathode Ray Tube) képernyõk (TV formájában) már közel 60 éve léteznek, s belsõ felépítésük ez idõ alatt nem sokat változott. Az alapelv a következõ: a képcsõ hátulján elhelyezkedõ elektronágyú elektronsugarat lövell ki a képcsõ elejére, amelyet egy foszfor-alapú réteg fed. Az elektronsugár útja számos erõs mágnes elõtt vezet, amelyek eltérítik azt, így a sugár a képcsõ elejének különbözõ részeit találja el. Amikor az elektronsugár eléri az elülsõ üveget, stimulálni kezdi a foszforréteget, ami ettõl fényleni kezd. Minden pont egy-egy pixelnek (képpont) felel meg. A képalkotáskor a sugár vízszintes vonalban, balról jobbra végigpásztázza a képernyõt, stimulálja a foszforpontokat, amelyek a feszültségtõl függõen fényesen, illetve halványan világítani kezdenek. Az egy képsor megrajzolásának sebességét sorfrekvenciának nevezzük; mértékegysége a kHz. Amikor a sugár eléri a képernyõ szélét, egy pillanatra kikapcsol (sorkioltási intervallum), a mágnes átállítódik, s megkezdõdik a következõ sor rajzolása. A folyamat addig ismétlõdik, míg a sugár el nem éri a képernyõ alját. Ekkor újra kikapcsol (képkioltási intervallum), a mágnes újra átállítódik, s az egész újra kezdõdik a képernyõ bal-felsõ sarkától.

Mivel a CRT monitorok súlya és kiterjedése igen nagy, hordozható számítógépekbe nem építhetők be.

LCD monitorok:

A monitorok másik típusa folyadékkristályos (LCD: Liquid Crystal Display) technológiával működik. Az LCD technika alapja a folyadékkristály átlátszóságának változása elektromos tér hatására.

A vékony folyadékkristály réteg két finoman barázdált felületű "filmréteg" között helyezkedik el, amelyek egymásra merőleges polárszűrőként működnek (Az egész elrendezés két üveglap között van, amelyek belső felületére átlátszó vezető fémréteget visznek fel). A folyadékkristály réteg nélkül a két polárszűrő teljesen megakadályozná a fény átjutását. A folyadékkristály réteg azonban pont olyan vastag, hogy a benne lévő spirálisan elcsavarodó (twisted) molekulák éppen 90 fokot forgatnak az első polárszűrőn áthaladó fény polarizációs síkján, így az akadálytalanul áthalad a második polárszűrőn. Az RCA felfedezése volt, hogy amennyiben feszültséget (elektromos teret) kapcsolnak a folyadékkristályra, a molekulák újrarendeződnek, és úgy állnak be, hogy nem forgatják el a polarizációt, azaz ez esetben a fény nem tud átjutni a kettős polárszűrőn. Ez a működés alapelve. Az LCD kijelzők természetesen sok-sok elemi folyadékkristályos pixelből állnak, amelyek vezérlése egyenként, külön-külön történik. A színes képernyőknél mindezt kiegészíti a beépített színszűrő, és a színes kép létrehozása ugyanolyan elveken alapul (a három alapszínből), mint az egyéb megjelenítőknél.

Az első LCD monitorokat hordozható számítógépeken - laptopokon, notebookokon - alkalmazták, de ma már számtalan asztali típus is létezik. Előnyük a vékonyságukból adódó kis helyigény és az alacsony energiafelhasználás, hátrányuk a kötött képfelbontás és a magasabb ár. A kötött képfelbontás azt jelenti, hogy az LCD monitorok, a katódsugaras monitorokkal ellentétben, csak egyféle (például 1024x768 képpont) méretű kép jó minőségű megjelenítésére alkalmasak. Más felbontások használata esetén a képminőség romolhat.

TFT monitorok:

Az LCD technika továbbfejlesztésével megjelentek az úgynevezett TFT (Thin Film Transistor) technológiával készült kijelzők. Előnyük az LCD monitorokkal szemben, hogy a katódsugárcsöves monitorokhoz hasonló jó képminőséget garantálnak. Grafikus alkalmazások

futtatására, mozgóképek szerkesztésére az LCD helyett TFT kijelzőt érdemes választani.

Plazma monitorok:

A legkevésbé ismert típus a gázplazmás monitor, amelyben a gázok a bennük lévő mozgó elektronok hatására fényt bocsátanak ki. Az ilyen kijelzőkben ionizált neon- vagy argongázt zárnak két olyan üveglap közé, melyekbe vízszintesen és függőlegesen vezetékek vannak beágyazva. Ezen vezetékek metszéspontjai határozzák meg a fényt kibocsátó képpontokat. A ma kapható plazma monitorok képátlója sokkal nagyobb egy átlagos CRT/TFT monitornál. Áruk ebből kifolyólag rendkívül magas.

A monitorokat az alábbi tulajdonságokkal rendelkeznek:

- méret (a monitor képátlója): leggyakrabbak a 17”-os monitorok (mértékegysége a coll, 1”=25,4mm)

- felbontás (a pixelek számát adja meg oszlop*sor szorzatalakban): pl. 1024x768

- színmélység (a megjelenített színek száma): ez lehet pl. 16 bit-es (65536 szín), 24 bit-es (16,7 millió szín) vagy 32 bit-es (4,3 milliárd szín)

- frekvencia (az 1mp alatt kirajzolt képek száma): általában 85Hz vagy 100Hz

- Pixelméret (a képernyő legkisebb, megvilágítható része): általában 0,2mm és 0,3mm közötti érték

- Vezérlés: analóg vagy digitális

Nyomtatók

A nyomtató (printer) a legegyszerűbb eszköz arra, hogy munkánk eredményét papíron is viszontláthassuk.

A nyomtatókat több ismérv alapján csoportosíthatjuk. Az alkalmazott technika szerint beszélhetünk ütő, illetve nem ütő nyomtatókról. A karakterek megjelenítési módja szerint a nyomtató lehet teljes karaktert író és pontokat író (raszteres) típusú.

A nyomtatott kép minőségét az egységnyi nyomtatási területre eső képpontok maximális száma, azaz a képfelbontás határozza meg, melynek mértékegysége a DPI (Dot Per Inch). Jó minőségű nyomtatáshoz minimum 300 dpi felbontást kell használnunk.

A nyomtatott szövegben az egy coll területen vízszintesen elhelyezkedő karakterek száma a CPI (Character Per Inch) mértékegységgel mérhető. A CPI az azonos szélességű karakterekből álló betűkészletek esetén konkrét, az eltérő szélességű karakterekből álló betűkészletek esetén pedig átlagos karakterszámot ad meg.

A nyomtatási sebességet a CPS (Character Per Seconds) vagy a lap/perc mértékegységekkel mérhetjük. A CPS az egy másodperc alatt kinyomtatható karakterek, míg a lap/perc az egy perc alatt kinyomtatható lapok mennyiségét jelenti.

A nyomtatóknak három típusa van:

a) mátrixnyomtató

b) tintasugaras nyomtató

c) lézernyomtató

Mátrixnyomtatók:

A mátrixnyomtató a nyomtatók legrégebbi típusa. Működése a klasszikus, tintaszalagos írógéphez hasonlít, azzal a különbséggel, hogy a mátrixnyomtató az írásjelek képét az írófejében elhelyezkedő tűk (9, 18 vagy 24 darab) segítségével pontokból alakítja ki. A tűk mágneses tér hatására mozdulnak ki, és rugóerő húzza vissza a helyükre. A kilökött tű a papír előtt kifeszített festékszalagra ütve hozza létre a papíron a karakter vagy ábra egy-egy pontját. Előnye, hogy indigós papírra egyetlen nyomtatási menetben több példányban is nyomtathatunk, így például a számlanyomtatás terén nehezen nélkülözhető. Hátránya, hogy képek nyomtatására nem alkalmas.

Tintasugaras nyomtatók:

Alacsony árának és jó minőségének köszönhetően ez a típus a legelterjedtebb az otthoni felhasználók körében. A tintasugaras nyomtatók mai változatai már nyomtatvány szintű írásképet adnak, egyes színes típusok pedig speciális papíron fotó-realisztikus minőség előállítására is képesek.

Nyomtatáskor egy kisméretű tintaágyú egy festékpatronból mikroszkopikus méretű tintacseppeket lő a papírra. A festékporlasztást az egyes típusok különböző módon - gőzbuborékok segítségével vagy elektrosztatikusan - valósítják meg. Egy-egy karaktert sokkal több pontból alakítanak ki, mint a mátrixnyomtatók, és rendkívül csendesek.

Lézernyomtatók:

A lézernyomtató működési elve a fénymásolókhoz hasonlítható. Egy speciális, fényérzékeny anyaggal bevont, elektromosan feltöltött hengerre lézer rajzolja fel a nyomtatandó képet. A lézerpásztázott helyeken a henger elektrosztatikus töltést kap, így amikor érintkezésbe kerül a festékport tartalmazó rekesszel, a festék feltapad a hengerre. A hengerről gördítéssel kerül át a kép a papírra, majd a nyomtató magas hőmérsékletű beégető művében rögzül a nyomat.

A lézernyomtatót leginkább irodákban használják, mivel gyorsan, jó minőségben képes nyomtatni. Egyes típusai tömeges nyomtatásra is kiválóan alkalmasak. Léteznek színes lézernyomtatók is, amelyeknél a színes kép cián, bíbor, sárga és fekete színekből áll össze. Ezek a színek képezik az alapját a nyomdákban is használt CMYK színkeverési módnak.

Rajzgépek

A plotter, más néven rajzgép, speciális, nagyméretű műszaki rajzok előállítására alkalmas eszköz, ezért főleg mérnöki irodák használják. A plotter működése eltér az eddig megismert elvektől, két egymásra merőleges sínen mozgó tollal, ceruzával rajzolja meg a képet. A mai korszerû plotterek beépített processzoruk révén jelentõs intelligenciával rendelkeznek. Több különbözõ színû és/vagy vastagságú tollat kezelnek, nagy mennyiségû adatot képesek tárolni, és a működtetõ számítógéptõl függetlenül, önállóan, a tollmozgásokat op­timalizálva képesek dolgozni.

Egy plotternek a következő jellemzői vannak:

· befogható rajzlap mérete

· rajzlap anyaga

· gyorsulás

· tengelyirányú tollsebesség

· pontosság

· méret és súly

· tollak száma (a többféle tollnöveli a rajz szem­lé­le­tes­ségét)

· használható tollfajta (lehet: tustoll, golyóstoll, rostirón, ke­rá­mi­a­he­gyű)

· ismételhetõség (a toll mennyire képes a kiindulási helyére visszatérni)

· felbontás (a toll lehetséges legkisebb elmozdulása)

Témakör	Kulcsszavak, fogalmak	Pont
8.1 Periféria fogalma és csoportjai	periféria, input, output, i/o	1 pont
8.2 Monitorok 8.2.1 A CRT és a LCD/TFT működési elve 8.2.2 A monitorok tulajdonságai	katódsugárcsöves (CRT), folyadékkristályos (LCD/TFT), coll, felbontás, színmélység, frekvencia, pixel	2+1 pont
8.3 Nyomtatók 8.3.1 A mátrixnyomtató működési elve 8.3.2 A tintasugaras nyomtató működési elve 8.3.3 A lézernyomtató működési elve	mátrix, tintasugaras, lézer	1+1+1 pont
8.4 A rajzgép fogalma és néhány jellemzője	plotter, toll	1 pont

Kérdések:

1. Hogyan lehet a monitor felbontását megváltoztatni?
2. Hogyan lehet a képernyőfrissítési frekvenciát megváltoztatni?
3. Melyik monitor kíméli jobban a szemet?
4. Legalább mekkora frekvenciára állítsuk a monitort, hogy a vibrálást ne érzékeljük?
5. Mit értünk a monitor képátlója alatt?
6. Milyen csatlakozójú nyomtatók léteznek?
7. Mi történhet a tintasugaras nyomtató festékpatronjával ha huzamosabb ideig nem használjuk?
8. Milyen célokra használható egy plotter?

A bemeneti (input) és I/O perifériák bemutatásaA bemeneti (input) és I/O perifériák bemutatása [informatika]

A bemeneti (input) és I/O perifériák bemutatása

Ismertesse a periféria fogalmát, csoportosítsa azokat típusuk szerint. Beszéljen részletesen a bemeneti és az I/O perifériákról, megemlítve a legfontosabbakat közülük. Tegyen említési a multimédiás ki- és bemeneti egységekről is.

Perifériának nevezzük a számítógép központi egységéhez kívülről csatlakozó eszközöket, melyek az adatok ki- vagy bevitelét, illetve megjelenítését szolgálják. A felhasználók a számítógéppel végzett munkájuk során kizárólag a perifériákon keresztül kommunikálnak a számítógéppel.

A perifériákat három csoportra oszthatjuk:

• bemeneti egységek (input perifériák)
• kimeneti egységek (output perifériák)
• ki- és bemeneti egységek

Jelen tétel a bemeneti (input) és az I/O perifériákkal foglalkozik.

Bemeneti egységek

Bemeneti egységeknek nevezzük azokat a perifériákat, amelyek kizárólag a számítógépbe történő adatbevitelt biztosítják. Az információ a külvilág felől a számítógép központi egysége felé áramlik.

Billentyűzet

A legjellemzőbb bemeneti periféria a billentyűzet (keyboard). E nélkül nehezen képzelhető el a számítógép használata. Típusait a billentyűk száma és azok nyelvi kiosztása alapján szokás megkülönböztetni. A szabványos angol billentyűzet 101, míg a magyar 102 vagy 105 gombos, de tetszés szerint válogathatunk a számtalan további billentyűzettípus közül is.

Egér

A grafikus képernyők elterjedésével alakították ki a grafikus felhasználói felületeket, amelyeknél az információ átadásához úgynevezett ikonokat alkalmaznak. Az egér (mouse) a grafikus operációs rendszerek megjelenésével vált nélkülözhetetlen perifériává. Használata nagyban megkönnyíti a számítógéppel végzett munkánkat. Az egér mozgatásával egy mutatót irányíthatunk a képernyőn, és különféle műveleteket végezhetünk el az ott található objektumokon. Legelterjedtebb változatai kettő-, illetve háromgombosak. Az IBM-kompatibilis számítógépekhez csatlakoztatható egereket többféleképpen csoportosíthatjuk.

Működési elv szerint egy egér lehet:

• mechanikus, ezen belül:
• elektromechanikus
• optomechanikus
• optikai

Adattovábbítás módja szerint egy egér lehet:

• vezetékes
• vezeték nélküli (rádiós, infrás, Bluetooth)

Touchpad

A touchpad nem más, mint egy tapintásérzékeny felület, ami vezérli az egérkurzort a képernyőn ha mozgatjuk ujjunkat rajta. Tökéletes alternatívái az egereknek, javarészt hordozható számítógépekben találkozhatunk velük. Különleges képességük, hogy a kattintást is képesek érzékelni: ha egyszer nyomjuk röviden a felületre, szimpla-, ha gyors egymásutánban kétszer is, akkor duplakattintásnak érzékeli. Általában két gomb is tartozik hozzájuk, így a felhasználó a neki kényelmesebb módon kattinthat egérvel, mivel ez a gombok is az egérkattintási funkcióit hivatottak szimulálni.

Szkenner

A lapolvasó (scanner) segítségével nyomtatott szöveget, fotókat vagy rajzokat vihetünk be a számítógépbe. Bár megkülönböztethetünk fekete-fehér és színes szkennereket, ma már csak az utóbbi típusok kaphatók a piacon. E kettőt szinte csak képfelbontási képességük különbözteti meg egymástól.

A szkennereknek létezik kézi és asztali változata is. Utóbbi általában A4-es vagy A3-as méretű oldalak, míg kézi változata kisebb területek beolvasására használható. A dobszkenner és a speciális diaszkenner segítségével diapozitívok, illetve negatív filmek is feldolgozhatók.

A szkenner a papíron lévő információkat minden esetben kép-formátumban továbbítja a számítógépnek. Ha a szkennert nyomtatott szövegek beolvasására kívánjuk használni, a szöveg értelmezéséhez speciális optikai karakterfelismerő, úgynevezett OCR program szükséges. A karakterfelismerő program a karakterek alakjának felismerésével a képet szöveges dokumentummá alakítja.

Botkormány

A botkormány (joystick) elsősorban játékoknál alkalmazott beviteli periféria. A botkormányhoz hasonló szerepe van, és hasonló elven működik a gamepad is, mely különböző iránybillentyűkkel, gombbal, kapcsolóval rendelkezik. Segítségével bármilyen játékot irányíthatunk. Hasonló játékvezérlő eszköz a kormány is, melyhez különböző pedálok kapcsolhatók.

Ki- és bemeneti egységek

A ki- és bemeneti egységek kétirányú adatcserére képesek. Ide soroljuk a háttértárakat is, melyekkel jelentőségük miatt külön fejezetben foglalkozunk, valamint az egyéb adatcseréhez szükséges eszközöket. A továbbiakban néhány ilyen típusú perifériát ismertetünk.

Érintőképernyő

A ki- és bemeneti eszközök klasszikus példája az úgynevezett érintőképernyő (touch screen). Az érintőképernyő egy számítógép monitorához hasonló eszköz, melynek segítségével a rajta megjelenő parancsokat és funkciókat érintéssel választhatjuk ki.

Az érintőképernyő ultrahang vagy nagyfrekvenciás jelek segítségével érzékeli, hogy a képernyő elé helyezett átlátszó, üveg vagy műanyag réteget a felhasználó hol érinti meg.

Az egeres kattintásnak ujjunkkal végzett kettős koppintás felel meg. Ezt a technológiát többek között információs pultok esetében alkalmazzák.

Modem és hálózati csatoló

A telefonos modem (modulátor-demodulátor) kétirányú adatátvitelt tesz lehetővé hagyományos telefonvonalon keresztül. Ezeket az eszközöket elsősorban az internetre történő csatlakozásra, faxok küldésére és fogadására, valamint különféle banki szolgáltatások igénybevételére használják.

A telefonhálózatok új generációja az ISDN, melyhez speciális végberendezéssel csatlakozhatunk. Az ISDN hálózaton a fentiekben ismertetett műveleteket nagyobb sebességgel végezhetjük el a digitális technikának köszönhetően.

A munkahelyek helyi számítógépes hálózatához hálózati csatolókártyával csatlakozhatunk. A hálózati csatolókártyák legfőbb jellemzője az adatátviteli sebesség. Adatátviteli sebesség alatt az időegység alatt átvitt bitek számát értjük, melyet bit/s-ban mérünk. Az átvitelt jellemezhetjük a felhasznált jel értékében 1 másodperc alatt bekövetkezett változások számával is, amit jelzési sebességnek, vagy közismert néven baudnak nevezünk.

A hálózati kártyák ismertebb típusai az Ethernet és a Token Ring rendszerű eszközök. Az elterjedtebb Ethernet hálózati eszközök 10 vagy 100 Mbit/sec, míg a Token Ringek maximum 32 Mbit/sec átviteli sebességet biztosítanak.

Multimédiás ki- és bemeneti egységek

Napjainkban egyre elterjedtebbek a multimédiás alkalmazások, melyek használata elképzelhetetlen lenne speciális ki- és bemeneti egységek nélkül. Tekintsük át a legelterjedtebb ilyen típusú eszközöket.

Hangkártya

Mára már a számítógépek többsége rendelkezik hangkártyával. A hangkártyák általában legalább négy funkciót töltenek be.

1. Szintetizátorhoz hasonlatos módon hangot generálnak. (Szintetizátor)
2. Egy hullámtábla segítségével MIDI-formátumban megírt fájlokból zenei hangokat állítanak elő. Ekkor a hangkártya fejlettségétől függően életszerűbb zenei hangokat generálnak. (MIDI interfész)
3. Mikrofonból vagy más analóg hangforrásból jövő jelet digitalizálnak. (A/D konverter)
4. Digitális jelekből (fájlokból) állítanak elő analóg hangokat. (D/A konverter)

Képdigitalizáló

A képdigitalizáló (capture) kártya külső képforrásból - például videomagnóról vagy –kameráról – érkező kép és hang digitális rögzítésére alkalmas. Egyik fajtája a tv tuneres capture kártya, amely televízióadás vételére is alkalmas.

Témakör	Kulcsszavak, fogalmak	Pont
Periféria fogalma, csoportosítása	input, output, I/O, fogalom helyes ismerete, a felhasználó a periférián keresztül kommunikál a számítógéppel	1 pont
Billentyűzet funkciója, leírása	billentyűzetkiosztás, gombok száma	1 pont
Egér fogalma, funkciója, csoportosítása	egér fogalma, gombok száma, működési elv szerinti csoportosítás, adattovábbítás módja szerinti csoportosítás	2 pont
Egyéb beviteli eszközök	szkenner, touchpad, botkormány fogalmának ismerete	1 pont
Érintőképernyő fogalma	fogalom helyes ismerete, érintéssel választjuk ki az adott funkciót, alkalmazási terület	1 pont
Modem és hálózati csatoló	kétirányú adatátvitel, ISDN, hálózati kártyák rövid csoportosítása (Ethernet, Token Ring), adatátviteli sebesség fogalma, baud fogalma	1 pont
Multimédiás ki- és bemeneti egységek	hangkártya négy funkciója, képdigitalizáló működése	1 pont

Kérdések:

1. Milyen felületen csatlakoztathatunk billentyűzetet és egeret számítógépünkhöz?
2. Soroljon fel pár, legfőképpen játékoknál használatos beviteli eszközt (a billentyűzeten és az egéren felül)!
3. Miben különbözik az egér és a trackball egymástól?
4. Soroljon fel három beviteli eszközt!
5. Milyen lapolvasókat ismer?
6. Hol használunk touchpadokat és miért?
7. Miben mérjük az adatátvitel sebességét?
8. Milyen funkciókat tölthet be egy hangkártya?

Válaszok:

1. PS2 vagy USB felületen keresztül.
2. Gamepad, joystick, kormány.
3. Míg az egérnél a mozgás érzékelő felület alul, az asztal felé helyezkedik el, addig a trackball (hanyattegér) esetében a kezünk görgő feletti mozgatásával tudjuk elmozdítani a képernyőn az egérmutatót.
4. Billentyűzet, egér, touchpad, botkormány, kormány, gamepad, trackball.
5. Kézi is asztali szkennereket ismerünk.
6. Legelterjedtebb felhasználási területük a hordozható számítógépek. Egér helyettesítésére használjuk
7. Bit/sec, baud.
8. Válasz a hangkártya fogalmánál.