История матричных принтеров

Аннотация

Данная курсовая работа состоит из двух частей: в первой, теоретической, части подробно рассмотрены устройство, принцип работы и характеристики матричных принтеров, приведены примеры современных устройств этого типа. Во второй, практической, части рассмотрен вопрос разработки арифметико – логического устройства, реализующего алгебраическое сложение в обратом коде и производящее конъюнкцию операндов. Способом построения управляющего автомата выбран автомат Мура, «жёсткая логика».

Содержание

Теоретическая часть.

Введение5 стр.

Глава 1. Характеристики. 6 стр.

1.1 История матричных принтеров.6 стр.

1.2 Характеристики современных матричных принтеров.7 стр.

1.3 Эволюция интерфейса.10 стр.

Глава 2. Принцип работы. 11 стр.

Глава 3. Устройство. 13 стр.

Заключение. 16 стр.

Практическая часть.

Задание на проектирование АЛУ. 17 стр.

Формат команд.17 стр.

ГСА алгоритмов. 18 стр.

Структурная схема ОА АЛУ. 21 стр.

Список микроопераций и логических условий. 22 стр.

Микропрограмма выполняемых в АЛУ операций. 23 стр.

Проектирование управляющего автомата АЛУ. 26 стр.

Заключение по практической части. 32 стр.

Список литературы. 33 стр.

Теоретическая часть

Введение

Со времён первых компьютеров перед человеком стояла задача представления цифровой информации в привычном для человека виде, то есть на бумаге. Для решения этой задачи были разработаны специальные устройства – компьютерные принтеры.

Компьютерныйпринтер (англ. printer — печатник) — устройство печати цифровой информации на твердый носитель, обычно на бумагу. Процесс печати называется выводнапечать, а получившийся документ — распечатка или твёрдаякопия. Принтеры имеют преобразователь цифровой информации (текст, фото, графика), хранящейся в запоминающих устройствах компьютера, фотоаппарата и цифровой памяти, в специальный машинный язык. Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные и сублимационные, а по цвету печати — полноцветные и монохромные. Монохромные принтеры имеют свою собственную нишу и вряд ли (в обозримом будущем) будут полностью вытеснены полноцветными.

Среди всего современного разнообразия видов и моделей принтеров для рассмотрения в данной работе выбран один из самых первых типов принтеров – матричный принтер.

Глава 1. Характеристики

История матричных принтеров

Матричные принтеры – старейшие из ныне используемых принтеров. Автором первого матричного принтера стала корпорация Seiko Epson, разработавшая в 1964 году принтерный механизм, печатающий точное время. Однако крупнейшим производителем подобных принтеров в 70-х годах стала корпорация Centronics Data Computer. В 1970 году они разработали матричный принтер, получивший название Model 101. Для печати в нем использовался набор из 7 иголок (каждый символ имел размер 5x7 точек, поэтому принтеры и стали называться матричные), и он умел печатать со скоростью 165 символов в минуту. Стоимость такой игрушки составляла $2995. Затем в 1977 году была создана модель Micro-1 (240 символов в минуту и ценой $595). А год спустя Epson представила принтер ТХ-80, который имел огромный успех (в основном благодаря корпорации IBM, которая наладила выпуск и продажу этой модели по ОЕМ-лицензии). Тем временем технологии не стояли на месте, стали появляться принтеры с 9, 12, 14, 18 и 24 иголочками. Все эти модификации делались для повышения качества печати. Так появились понятия: LQ (Letter Quality - высокое качество) и NLQ (Near Letter Quality - среднее качество). А в конце 70-х появились первые цветные матричные принтеры. В них использовалось 4 цветных печатающих ленты, для воспроизведения разных цветов. Но такие принтеры не получили распространения. Первым по-настоящему домашним матричным принтером стал принтер ImageWriter от фирмы C.ltoh Electronics, разработанный еще в 1976 году, но поступивший в продажу вместе с компьютерами Apple в 1983 по цене $675. В то же время к существовавшим производителям принтеров присоединились такие монстры как NEC, Oki data и TEC. До наших времен технология дошла, почти не изменившись.

1.2 Характеристики современных матричных принтеров

Современные матричные принтеры обладают весьма приемлемыми характеристиками. Но все, же сильно проигрывают струйным и лазерным принтерам по многим показателям. Например, относительно примитивная технология печати не позволяет обеспечить высокое качество. Кроме того, эти устройства являются достаточно шумными. Основным достоинством матричных принтеров является низкая стоимость расходных материалов, а, следовательно, и низкая стоимость отпечатанной страницы. Матричные принтеры дают возможность печати нескольких копий документов. Данный принтер подключается к компьютеру с помощью специального принтерного кабеля через параллельный порт LPT (двунаправленный параллельный интерфейс IEEE-1284).

Во многих моделях принтеров возможно также использование сетевых интерфейсов. Установка специальной сетевой карты позволяет использовать некоторые модели принтеров в качестве сетевых принтеров. В современных моделях матричных принтеров используются различные типы бумаги: обычная бумага форматов A4 и A3, рулонная, перфорированная.

Кроме того, возможна печать на конвертах, наклейках и т. д. Хотя в настоящее время широкое распространение получили струйные и лазерные принтеры, тем не менее матричные принтеры до сих пор занимают определенную долю рынка печатающих устройств. 9pin, 24pin – число иголок печатающей головки матричного принтера. Принтеры с 24-игольчатыми головками обеспечивают более высокое качество печати.

Специальные высокоскоростные принтеры, предназначенные для больших объемов печати, имеют сдвоенные 9-игольчатые печатающие головки. cps (characters per second, знаков в секунду) – единица измерения скорости печати матричных принтеров.

Скорость печати современных матричных принтеров для малого и среднего офиса составляет 200-500cps. Высокоскоростные профессиональные принтеры могут иметь скорость порядка 1000 cps и выше. 24Kb, 32Kb, 64Kb, 128Kb – объем буфера матричного принтера. Буфер – специальная память, расположенная в самом принтере, в которую записывается выводимая на печать информация. 47.5dB, 53dB, 55dB – максимальное значение уровня шума матричного принтера. Уровень шума современных принтеров составляет величину до 43-58dB.

Аналогично графическим дисплеям принтеры данного типа могут работать в двух режимах - текстовом и графическом. Текстовый режим характеризуется существенно большей скоростью печати, так как при этом выводится сразу строка символов, а не строка точек. В случае текстового режима в принтер пересылаются коды символов, которые следует распечатать, причем матрицы точек, которые нужно нарисовать, выбираются из знакогенератора принтера. При графическом режиме в печатающее устройство пересылаются коды, определяющие последовательность и местоположение точек изображения.

Качество печати точечно-матричного принтера определяется его разрешающей способностью, а также возможностями вывода точек с частичным перекрытием (в том числе за несколько проходов печатающей головки). Для текстового режима в общем случае различают следующие подрежимы, характеризующиеся различным качеством печати:

· режим черновой печати (Draft);

· режим печати, близкий к типографскому (NLQ - Near Letter Quality), или режим делового письма (Correspondence Quality);

· режим с типографским качеством печати (LQ - Letter Quality);

· сверхкачественный режим (SLQ - Super Letter Quality).

Наиболее популярные в России матричные принтеры выпускаются корпорацией EPSON. За долгие годы ею было произведено множество самых разнообразных моделей.

В настоящее время популярен 9-игольчатый принтер EPSON LX-300+ , имеющий узкую каретку (для бумаги А4) и позволяющий печатать в строке до 80 символов. Для отвода тепла печатающая головка снабжена радиатором. Но, несмотря на радиатор, печатающая головка может выйти из строя от перегрева, если пытаться использовать принтер в качестве множительного аппарата, в течение дня непрерывно печатая.

Для больших объемов печати выпускаются "профессиональные" модели принтеров, которые обладают лучшими характеристиками, но, увы, и высокой ценой.
Для работы с бумагой формата A3 выпускаются принтеры с широкой кареткой, которые могут печатать до 132 символов в строке. Практически все матричные принтеры имеют возможность работать с рулонной и перфорированной бумагой, печатать различные бухгалтерские бланки. Для улучшения качества печати матричного принтера одно время было принято увеличивать число печатающих иголок, а наиболее популярное их число составляло 24. Правда, даже такие модели не могут печатать с качеством, доступным для самых простых струйных принтеров.

В настоящее время 24-игольчатые принтеры почти не выпускаются.
Кроме корпорации EPSON, на сегодняшний день матричные принтеры выпускаются еще рядом фирм, продукция которых имеет отличные характеристики. Но т. к. пик популярности матричных принтеров прошел, в компьютерных магазинах матричные принтеры других фирм встречаются довольно редко.

Принтеры рассматриваемого типа надежны, экономичны, просты в обслуживании, недороги и обладают достаточным быстродействием, приемлемым качеством печати, сравнительно невысоким уровнем шума, а также графическими возможностями. Цветная печать реализуется достаточно просто. Каждая строка цветного изображения формируется за четыре прохода печатающей головки с помощью поднятия или опускания кассеты с цветной лентой при каждом проходе, в результате чего иголки ударяют по полосе другого цвета на ленте.

Имеются также построчно-печатающие точечно-матричные принтеры, в которых иглы расположены равномерно вдоль всей строки печати, что существенно повышает быстродействие.

Эволюция интерфейса.

С появлением персональных компьютеров для принтеров был выделен специальный порт: LPT. Поскольку первые принтеры не умели печатать графику, а печатали только текст (и печатали они его построчно), то и порт получил название Line PrinTer. LPT-порт является параллельным портом, имеющим 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов. Его разработчик - фирма Centronics Data Computer. С момента своего появления до наших дней порт претерпел всего два изменения. Первый, оригинальный, протокол LPT-порта был SPP (Standart Paralell Port). Это был однонаправленный протокол, позволяющий выводить информацию на принтер. По шине данных принтеру передавалась информация для печати, по шине сигналов принтер сообщал о своем состоянии (готов к работе, нет бумаги и т.д.). При этом скорость передачи информации к принтеру составляла всего 40-50 Кб/с. Затем появилась улучшенная версия этого протокола - EPP (Enhanced Parallel Port). Она была разработана компаниями Intel, Xircom и Zenith Data Systems. Порт стал двунаправленным, а это значит, принтер тоже получил возможность передавать больше информации компьютеру. Кроме того, возросла скорость обмена до 2 МБ/с. Но и этого производителям принтеров показалось мало. Тогда компаниями Hewlett-Packard и Microsoft был предложен протокол ЕСР (Extended Capability Port). Основным отличием от предшественника было наличие аппаратного сжатия данных, наличие буфера и возможность работы в режиме DMA (прямой доступ к памяти), все это позволило существенно повысить производительность порта. С появлением интерфейса USB принтеры начали "переползать" на него. USB гораздо быстрее LPT, проще в подключении и настройке. Все современные принтеры подключаются к компьютеру через USB.