5.2. Формат записи информации на оптическом диске

Базовый формат для цифровых компакт-дисков во многом схож с форматом НГМД. В НОД также имеется нулевая логическая дорожка, которая начинается со служебной информации, необходимой для синхронизации между приводом и диском. Затем расположена системная область, которая содержит сведения и структуре диска. Существенное различие в структуре CD-ROM и НГМД заключается в том, что на CD-ROM системная область содержит прямой адрес файлов в поддиректориях, а не смещение.

Все данные на оптическом диске разбиты на блоки по 2352 байта (рис. 15.2, а).

Каждый блок содержит синхро-коды для контроля скорости вращения диска, заголовок, поле данных и коды, исправляющие ошибки. Данные в заголовке определяют расположение блока на спиральной дорожке и представляют его физический адрес. Формат данных для CD-ROM совместим с форматом компакт-диска, поэтому единицы измерения взяты как для проигрывания звука: это минута и секунда звучания и номер блока в секунде. За секунду должно быть считано 75 блоков данных.

Режим задает тип записанной информации. Режим 1 указывает на то, что в поле данных блока записан цифровой фрагмент звукозаписи; режим 2 – в блоке записаны компьютерные данные; режим CD-ROM-1 указывает на полную запись данных; режим CD-ROM-2 – на запись сжатых звуковых данных и видео изображений.

Если данные в блоке записаны без сжатия, то блок имеет формат, показанный на рисунке 15.2, б. Для восстановления испорченной информации в последние 288 байт блока записываются коды обнаружения ошибок (EDС) и коды исправления ошибок (EСС). Эти данные в ЭВМ не передаются. Для записи сжатых данных используют формат без корректирующих кодов (рис. 15.2, в), что позволяет на 14% увеличить объем записываемых данных.

5.3. Обобщенная структура накопителя на оптических дисках

Упрощенная структура НОД приведена на рис. 15.3.

При записи луч полупроводникового лазерного диода, управляемого данными записи через коллиматор, зеркало и линзу объектива прожигает отверстие в информационном слое диска. Наличие отверстия соответствует записи «1». При считывании неуправляемый лазерный луч (получаемый из делителя луча) выходит на рабочую поверхность через другой делитель луча, зеркало и объектив. В режиме чтения зеркало перемещается. Отраженный свет через делитель луча попадает на фотодиод, сигнал с которого обрабатывается электронными схемами считывания. Точная установка луча на дорожке обеспечивается сервоблоком дорожки, фокусировка - сервоблоком фокусировки, а постоянное число оборотов - сервоблоком вращения диска.

К существенным недостаткам накопителей на оптических дисках относятся сравнительно большое время доступа к информации по сравнению с НЖМД, низкая скорость передачи данных, наличие механических и оптических узлов, не выдерживающих ударов и вибрации.

Память на магнитной ленте.

В отличие от устройств памяти на магнитных дисках и магнитных барабанах устройство памяти на магнитной ленте не позволяет осуществить прямое обращение к нужному участку магнитного носителя, поиск нужной информации может быть осуществлен последовательным опросом всех участков магнитной ленты.

Принцип действия устройства памяти на магнитной ленте (НМЛ) сходен с принципом, используемым в бытовых магнитофонах (рис.8). Эта конструктивная особенность определяет основной недостаток устройства памяти на магнитной ленте - долгое время поиска информации, среднее значение которой равно половине времени необходимого для чтения всей информации на магнитной ленте (для современных устройств - минуты). Запись и считывание информации осуществляется с помощью магнитных головок, установленных перпендикулярно направлению движения ленты.

Лекция 6

Устройства вывода алфавитно-цифровой информации.

Основной функцией устройств вывода алфавитно-цифровой информации является преобразование данных из вида, принятого для обработки в ЭВМ (коды) в ВИД, пригодный для восприятия человеком (символьная запись).

Принцип организации устройств вывода алфавитно-цифровой информации отличаются большим разнообразием, что затрудняет их классификацию.

Основным признаком классификации является метод регистрации символьной информации на носителе, который в свою очередь зависит от типа носителя.

В настоящее время существует два типа носителя:

1. Твердый носитель (бумага) - регистрация информации носит необратимый характер.

2. Оперативный носитель (экран или полное устройство) - регистрация информации не носит необратимого характера.

Любой символ может быть оперативно скорректирован.

Более подробная классификация устройств приведена на

рис.9.

Рис.9.Классификация УП.

Печатающие устройства ориентированы на использование твердого носителя, классифицируется по следующим основным признакам:

1. По способу получения знака на носителе:

- ударного действия;

- безударного действия.

2. По типу формирования символов строки:

- последовательные (посимвольно-формирующие);

- параллельные (построчнопечатающие).

3. По методу формирования изображения символа:

- знакопечатающие (каждому символу соответствует уникальный элемент шрифта-литера);"

- знакосинтезирующие (символ формируется в виде совокупности отдельных элементарных изображений).

4. По конструктивному исполнению элемента, содержащего литеры.

Шрифта-носителя:

- рычажные (ЦМ);

- вращающиеся (ромашковая печать);

- пакетные (барабанные) - (АЦПУ);

Следует отметить, что процесс формирования изображения для любого печатающего устройства состоит из двух основных стадий;

1. Подготовка к печати символа;"

2. Печать символа.

Наличие двух стадий определяет особенности технической реализации печатающих устройств, а именно наличием 2-х не связанных между собой механизмов:

- механизм подготовки печати, как правило, выполняющего позиционирование шрифтоносителя;

- механизма печати, представляющего электромагнитный привод для получения оттиска выбранной на 1-й стадии литеры.

Рассмотрим подробнее конструктивные особенности наиболее распространенных печатающих устройств.

Пишущая машинка (ПМ).

Данное устройство относится к наиболее ""старым"" печатающим устройствам.

Первое упоминание пишущей машины относится к 1964 году. Она входила в состав устройств ЭВМ и использовалась в качестве пультового устройства ввода вывода информации.

Принцип работы ПМ основан на получении оттиска литеры, закрепленной на рычаге.

Рычаг приводится в действие электромагнитом, управление которым осуществляется дешифратором типа ""Код символа" - рычаг"" (рис. 10а). Хотя технология подобных устройств в достаточной мере отработана (аналогична технологии электрических пишущих машин). Но они обладают рядом недостатков:

- большая инерционность механической рычажной системы и как следствие низкая скорость передачи (до 20 зн./сек.);

- ограниченный набор символов;

- большая потребляемая мощность;

- большие механические нагрузки, приводящие к значительному износу.

Эти недостатки выхвали сокращение использования подобных устройств в рамках современных ТС САПР. Стоимость подобных устройств минимальна.

ПМ с шаровым и дисковым шрифтоносителем.

С целью преодоления недостатков ПМ в настоящее время разработаны несколько типов устройств, использующих различные типы шрифтоносителей, отличных от рычажного. Целью разработки подобных устройств является расширение набора символов, упрощение печатающего механизма и снижение потребляемой мощности. Основной идеей, положенной в основу разработки, стало конструктивное объединение всех литер на одном шрифтоносителе (у ПМ число шрифтоносителей - рычагов равно числу литер).

ПМ с шаровым носителем.

Основным элементом подобных устройств является шар, на поверхность которого нанесены литеры. Получение оттиска требуемой литеры осуществляется позиционированием шрифтоносителя (поворот + наклон) таким образом, чтобы требуемая литера заняла рабочее положение. После чего происходит непосредственно ее печать (рис.10б). Использование шарового шрифтоносителя позволяет:

- расширить набор символов за счет возможности быстрой смены шрифтоносителя;

- упростить исполнительный механизм (вместо множества исполнительных электромагнитов в рычажных ПМ используется только один исполнительный электромагнит печати);

- снизить ударные нагрузки при печати символа.

Однако, хотя подобные ПМ обладают низкой стоимостью и достаточным быстродействием (40-80 зн./сек.) их использование в качестве устройств печати в рамках ТС САПР ограничено в виду сложности механизма позиционирования шрифтоносителя. Работы по преодолению данного недостатка привели к созданию ПМ с дисковым шрифтоносителем.

ПМ с дисковым шрифтоносителем.

("Ромашковая"" печать)"

В данном устройстве шрифтоноситель представляет собой диск, состоящий из набора рычагов, на каждом из которых расположена литера (рис.10в). Рычаги объединенные в диск, напоминают лепестки ромашки, что и послужило появлению названия "Ромашковая печать". Формирование символа происходит следующим образом:

При вращении диска вокруг оси все лепестки, а следовательно и соответствующие литеры, проходят последовательно через рабочее положение. В момент прохождения рабочего положения необходимой литерой быстродействующий исполнительный электромагнит осуществляет ее оттиск на бумагу (рис.

38). Простота механизма, и как следствие его надежность позволяют использовать подобные устройства в ТС. В качестве примера подобных устройств можно отметить ТС 7106 и ИЗОТ-132, основные данные которых приведены в таблице.

Знакосинтезирующие ПУ.

-------------T-----------------T----------------T----------¬

¦Наименование¦ Где используется¦ Скорость печати¦ Число си-¦

¦ ¦ ¦ ¦ моволов ¦

¦ ¦ ¦ ¦ на одном ¦

¦ ¦ ¦ ¦ шрифтоно-¦

¦ ¦ ¦ ¦ сителе ¦

+------------+-----------------+----------------+----------+

¦ ТС 7186 ¦Электpоника 82 ¦ 40-100 ¦ 70 ¦

¦ ¦СМ 1600 ¦ ¦ ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦

¦ ИЗОТ-132 ¦ ПЭВМ"ПРАВЕЦ-16" ¦ 40-80 ¦ 70 ¦

L------------+-----------------+----------------+-----------

Выше были рассмотрены печатающие устройства, в которых формирования изображения символа осуществляется целиком, путем выполнения оттиска соответствующей литеры шрифта, шрифтоносителя.

Знакосинтезирующие ПУ в отличие от рассмотренных ранее не имеют шрифтоносителя, формирования изображения символа формируется в знакосинтезирующих ПУ в виде совокупности изображений элементарных частей изображения.

Очевидно, что отказ от шрифтоносителя позволяет расширить набор формируемых символов без замены шрифтоносителя или модификации механизма печати.

Точечные построчные ПУ.

(игольчатая печать)

Поскольку изображение в знакосинтезирующих ПУ представляет собой совокупность элементарных элементов (для игольчатой печати - точки) перед уяснением принципа работы ПУ рассмотрим структуру изображения символа.

Это изображение представляет собой матрицу (как правило 5х7 или 7х9).Каждый элемент матрицы задает одну точку, которая может либо печататься, либо не печататься (рис.10г).

В зависимости от состояния элемента, элемент матрицы может принимать два значения: белое или черное.

Эта матрица получила название "задающей".

Совокупность точек и определяет изображение символа.

Строка символа таким образом может быть представлена как совокупность матриц символов (рис.10г).

Механизм игольчатой печати представляет собой набор вертикально расположенных иголок, приводимых в действие быстродействующими электромагнитами (рис.10д). Число иголок определяется вертикальным размером матрицы.

Перемещаясь по позициям, задаваемым столбцами матрицы

иголки, осуществляют оттиск, соответствующий "черным элементам матрицы, т.е. можно говорить о построение изображения путем сканирования задающей его матрицы. Строка символов формируется сканированием строки.

Весь механизм печати выполняется в виде сменного узла, получившего название "печатающая головка" (ПГ).

Перемещение головки, как по точкам отдельного символа так и по символам строки осуществляется прецизионным механизмом позиционирования, логически связанным с ПГ.

Лекция 7

Устройства печати текстовой и графической информации

План

1. Обобщенная структура печатающего устройства.

2. Ударные печатающие устройства.

3. Бездарные печатающие устройства.

3.1. Струйные принтеры.

3.2. Термопечатающие устройства.

3.3. Лазерные принтеры.

Все печатающие устройства принято классифицировать по семи основным признакам (рис. 19.1):

 принципу действия;

 формированию текста;

 формирования символа;

 способу печати;

 цветности;

 формату бумаги;

 быстродействию.