컴퓨터개론및실습 () 컴퓨터출력장치 () 2005 년겨울학기 문양세컴퓨터과학과강원대학교자연과학대학 In this chapter 사람의입과손에해당하는컴퓨터의출력장치에대해 그종류에는어떠한것들이있는지살펴보고, 어떤과정을통해서출력이이루어지는지개념을이해한다. 입력장치의종류 모니터 (Monitor) 사운드시스템 (Sound System) 프린터 (Printer) Page 2 1
We are now on 모니터 사운드시스템 프린터 Page 3 모니터? 컴퓨터에서가장많이사용되는출력장치이다. 일반적으로컴퓨터를사용하는동안항시모니터를보고있다. 모니터의출력형태를보고, 견해를생성하고결정을내린다. 모니터 vs. 비디오컨트롤러 모니터는우리가보는화면 ( 하드웨어 ) 그자체이다. 비디오컨트롤러는회로와메모리를가지고, CPU 와모니터를연결하며, 모니터를제어하는역할을한다. 모니터만바꿀수도있고, 비디오컨트롤러만바꿀수도있다. Page 4 2
모니터의종류 (1/3) 모니터하드웨어에따른분류 CRT (Cathode Ray Tube) 모니터 평판디스플레이 (flat-panel display) 디스플레이가능한색깔에따른분류 단색모니터 (monochrome monitor): 검은색배경에한가지색 ( 호박색, 흰색 ) 만표현 회색등급모니터 (grayscale monitor): 흰색배경에, 밝은회색에서어두운회색까지여러종류의회색을디스플레이가능함 저가의휴대형컴퓨터에서많이사용함 칼라모니터 (color monitor): 16 색상에서 1600 만색상까지표현 Page 5 모니터의종류 (2/3) CRT 모니터 vs. 평판디스플레이 Page 6 3
모니터의종류 (3/3) 단색, 회색등급, 칼라모니터 ( 불행하게도 ) 단색모니터는사진을찾을수없었음 회색등급모니터는저렴한 PDA, 전자사전등에서사용되고있음 칼라모니터는우리가너무자주접하는대표적모니터임 Page 7 CRT 모니터 (1/6) 전자총 (electronic gun) 이형광도트 (dot) 에빔을발사하여모니터가동작한다. 모니터뒷편에위치한전자총은자기코일을통하여모니터의형광도트로전자빔을발사한다. 형광체로코팅된형광도트는전자빔에쏘이면빛을발하며, 형광도트하나를픽셀 ( 화소 ) 이라부른다. 전자빔의강도는밝기 ( 회색등급의경우회색의정도 ) 를조절한다. 픽셀 (pixel) 은 picture element 에서온말로서, 빛을발하는최소단위이다. Page 8 4
CRT 모니터 (2/6) 칼라모니터는세개의전자총을가지고있다. 각각의전자총은각기빨강, 녹색, 파랑의형광체에빔을발사한다. 즉, 칼라모니터의한픽셀은세가지의형광체를가지고있다. 세개의전자빔강도에따라각각의형광체는빛을발하는정도가달라지고, 그정도에따라서로다른색깔이모니터에나타난다. Page 9 CRT 모니터 (3/6) 모니터가이미지를생성하는방법 Page 10 5
CRT 모니터 (4/6) 전자총은하나의픽셀만을겨냥하여빔을쏘는것이아니라, 왼쪽상단에서오른쪽하단까지체계적으로빔을발사한다. 이와같이전자총이전자빔을발사하는과정을주사 (scan) 한다고한다. Page 11 CRT 모니터 (5/6) 차폐판 (Shadow Mask) 화면의모양과크기에맞추어많은구멍을가진금속그물망이다. 각구멍은전자빔이정확히화면의픽셀에쏘여지도록조정하는데사용된다. ( 대부분의차폐판은삼각형의구멍이뚫려있다.) Page 12 6
CRT 모니터 (6/6) CRT 모니터의단점 크기가커서공간을많이차지하고, 무거워이동하기어렵다. 전력소비가많아, 내장배터리를필요로하는휴대형컴퓨터에부적합하다. Page 13 평판디스플레이 (1/4) 가장일반적인평판디스플레이는 LCD(liquid crystal display) 이다. LCD 모니터는보통때는투명하지만전하로충전되면불투명해지면서특수한액정들로이미지를생성한다. LCD 모니터는컴퓨터모니터이외에휴대형계산기, 핸드폰, PDA 등에서다양하게사용된다. Page 14 7
평판디스플레이 (2/4) LCD 모니터의단점 액정은빛을발하지않기때문에, 이미지와배경사이에현저한차이가나지않고, 이에따라판독이어려운경우가발생한다. 이를해결하기위해서는추가적인전력이소모된다. 화면의이미지를깨끗하게볼수있는각도인조망각 (Viewing Angle) 이제한된다. Page 15 평판디스플레이 (3/4) 구동방법에따른 LCD 모니터의분류 수동행렬 LCD 능동형렬 LCD 수동행렬 (passive matrix) LCD 픽셀의각행과열에적색, 녹색, 청색신호를처리할수있는트랜지스터를사용 픽셀의칼라는행과열의트랜지스터에서나오는전류에의해결정 재생률이낮아, 마우스커서를빨리이동하면마우스포인터자취가사라지는잠수현상 (submarining) 이발생함 가격이싼반면에, 조망각이좁고, 이미지해상도가떨어지는단점이있다. ( 이중주사를통해보완한다.) Page 16 8
평판디스플레이 (4/4) 능동행렬 (active matrix) LCD 모니터의각픽셀마다별도의트랜지스터를사용 박막트랜지스터 (thin-film transistor: TFT) 는각픽셀마다여러개의트랜지스터를사용 수동행렬의단점 ( 조망각, 이미지해상도 ) 을해결하였으나, 가격이상당히비싼단점이있다. Page 17 다른종류의디스플레이 (1/3) 페이퍼 - 화이트디스플레이 (paper-white display) 탁상출판전문가, 신문또는잡지의식자공, 고품질인쇄물제작전문가가사용 슈퍼트위스트 (super twist) 특수기술사용 높은대비표현 Page 18 9
다른종류의디스플레이 (2/3) 발광디스플레이 (electroluminescent display: ELD) 외형은 LCD와비슷함 투명한얇은판사이에액정대신에발광필름을삽입 전류에필름이가해지면빛을발하여이미지가생성 Page 19 다른종류의디스플레이 (3/3) 플라즈마 / 가스플라즈마디스플레이 (PDP) 얇고투명한판사이에네온이나크세논같은특수가스주입 가스가조그만전극의격자를통하여충전되면빛을발생 격자의각점에공급되는전압의양을조절하여각점이이미지의픽셀로작동 Page 20 10
모니터비교 모니터비교시의고려사항 크기 (size) 재생률 (refresh rate) 해상도 (resolution) 도트피치 (dot pitch) Page 21 모니터비교 - 크기 모니터크기는화면의대각선길이로측정하며, 단위로는일반적으로인치 (inch) 를사용한다. 과거에는 15 인치 ( 가시영역 13 인치 ) 가많이사용되었으나, 현재는 17 인치 ( 가시영역 15 인치 ) 가많이사용된다. 대각선크기 = 14, 15, 17, 19, 21, 25인치등이많이사용 Page 22 11
모니터비교 해상도 (1/2) 화면의픽셀개수이며, 수평화소와수직화소의개수의곱 (2 차원행렬 ) 으로표현된다. 17 인치 CRT 모니터는대개 640x480 에서 1280x1024 까지의해상도를제공한다. VGA(Video Graphics Array) 표준은 640x480(16 색 ) 이다. Super VGA(SVGA) 모니터는 800x600, 1024x768 및그이상의해상도를제공한다. 최근에는더욱높은해상도에서 True Color 를지원하는모니터가대중화되고있다. Page 23 모니터비교 해상도 (2/2) 제어판에서해상도조절하기 Page 24 12
모니터비교 - 재생률 재생률이란, 1 초동안에전자총이화면의모든픽셀을주사하는회수를나타냄 단위는헤르츠 (Hz) 로나타내며, 72Hz 이상이되어야눈의피로를유발하지않음 낮은재생률의모니터는화면의깜빡거리는현상을발생시키며, 눈의피로를유발함 Page 25 모니터비교 도트피치 (1/2) 도트피치는하나의칼라모니터의픽셀을형성하는형광도트간의거리를나타내며, 단위로 mm 를사용함 칼라모니터의경우세개의도트 ( 빨강, 파랑, 녹색 ) 이하나의픽셀을구성함 세개의도트가충분히가까이있지않으면화면의이미지는또렷하지않게됨 칼라모니터를구입할때, 도트피치가 0.28mm 이하인것을찾아야이미지가또렷함 Page 26 13
모니터비교 도트피치 (2/2) 도트피치가작을수록, 이미지가선명하게나타난다. Page 27 비디오컨트롤러 (Video Controller) (1/2) 통상비디오카드 (Video Card) 라고도하며, CPU와모니터사이에위치하는장치이다. 비디오컨트롤러는재생률, 해상도, 디스플레이가능색상수등모니터성능에중요한요인들을결정짓는다. 비디오컨트롤러는컴퓨터자체의 CPU 및메모리의부하를덜어주기위하여 ( 일반적으로 ) 자체적인프로세서및메모리를가진다. Page 28 14
비디오컨트롤러 (Video Controller) (2/2) 컨트롤러내부의프로세서는이미지출력시필요한많은계산을컴퓨터본체의 CPU 대신수행한다. 비디오 RAM(VRAM) 은비디오전용메모리로서, 화면에디스플레이되기위해모니터로보내어지는정보를저장한다. 640x480 = 307,200 bytes 필요 (256 색상지원시 ) 1024x768 = 2,359,296 bytes 필요 (256 색상지원시 ) 해상도가높거나지원색상이많으면필요량이더증가한다. Dual Port VRAM: 한쪽 (CPU) 에서는데이터를받고, 다른한쪽 ( 컨트롤러의프로세서 ) 에서는이를읽어서화면에뿌린다. Page 29 비디오컨트롤러는어디에? Page 30 15
비디오컨트롤러예제 Page 31 디지털광프로젝터 과거 : 35mm 슬라이드프로젝터, OHP(Over Head Projector) PC 프로젝터 (PC Projector) 는 PC 에연결되어큰화면에이미지를투사하는데사용하며, LCD 기술을이용한다. 많은 PC 프로젝터는고성능모니터만큼의해상도와색상을제공한다. DLP(Digital Light Processing) 프로젝터는밝고선명한이미지생성을위하여, 미세거울 (digital micro-mirror device) 을포함하는마이크로칩을사용한다. Page 32 16
디지털광프로젝터예제 Page 33 We are now on 모니터 사운드시스템 프린터 Page 34 17
사운드시스템 (1/2) ( 우리가통상사용하는 ) 멀티미디어 PC 는사운드카드, 스피커, CD-ROM 드리이브 ( 또는 DVD 드리이브 ) 등을장착한다. 사운드시스템은크게스피커와사운드카드로구성된다. 스피커는 끊임없이변하는전류를자석으로전달하여스피커떨림판 (speaker cone) 을앞뒤로움직인다. 떨림판 ( 공명판 ) 이고속으로움직이면공기가진동하여소리가만들어진다. Page 35 사운드시스템 (2/2) 사운드카드는 디지털사운드를스피커로보내질전류로변환한다. ( 사운드는시간에따라변하는공기의압력으로정의된다.) 사운드를디지털화 ( 저장 ) 하기위해서는초당수천번사운드파형을측정하고, 이를전류로변환하여수치로기록한다. 사운드가재생될때는사운드카드가이과정을역으로수행한다. 사운드처리소프트웨어를이용하면, PC 로사운드를편집하고특수한사운드효과의제작이가능하다. Page 36 18
사운드를만드는과정 Page 37 PC 스피커의종류 http://www.totalspeaker.com/ Page 38 19
사운드카드예제 Page 39 We are now on 모니터 사운드시스템 프린터 Page 40 20
프린터? 사람은항시하드카피를남기고싶어한다. 컴퓨터의파일은사고로혹은실수로지워질수있으나, 프린트된하드카피는버리지않는한계속남아있다. 백업의한용도로서도하드카피는의미를가진다고볼수있다. 미래에는종이가없어질것이라했는데 궁극적으로종이가없어질것이라예측하는전문가는거의없다. 컴퓨터를사용함으로써, ( 문서의전자화에의하여 ) 종이가줄어들것이라예측했으나, 컴퓨터및프린터기술의발전에따라역설적으로종이는더늘어나고있다. Page 41 프린터의분류 충격식프린터 (impact printer) 핀이나해머를사용하여잉크가묻은리본을종이에눌러 ( 충격을가하여 ) 이미지를생성한다. 타자기, 도드매트릭스프린터, 라인프린터등이이에해당한다. 비충격식프린터 (nonimpact printer) 종이에잉크를묻히기위해다른방법또는다른재료를사용한다. 잉크젯프린터는작은노즐을통하여종이위에잉크알갱이를분사한다. 레이저프린터는중이의특정위치에토너의미세입자를열을사용하여압착시킨다. Page 42 21
프린터선택시고려사항 (1/2) 이미지품질 ( 인쇄해상도, Print Resolution) 인치당도트수 (dots per inch: dpi) 로측정된다. DPI 가높을수록고품질이며, 중급은 300~600 dpi, 고급은 600 ~ 2400 dpi 정도를제공한다. 인쇄속도 분당페이지수 (pages per minute: ppm) 혹은분당문자수 (characters per second: 첸 ) 로측정한다. 대개 8~24 ppm 의성능을보인다. Page 43 프린터선택시고려사항 (2/2) 초기비용 일반프린터는수십만원, 전문가용프린터는수백만원에이른다. 흑백 / 칼라에따라가격에많은차이가있다. 운영비 프린터를사용하는과정에서필요한경비이다. 주로, 잉크또는토너비용, 인쇄용지비용을의미한다. Page 44 22
도트매트릭스프린터 (Dot Matrix Printer) (1/4) 작동원리 종이에물리적충격을가하여인쇄하는충격식프린터의한형태이다. 인쇄헤드 (print head) 에는 9 핀, 24 핀등과같이여러개의핀들이모여있다. 프린터는이미지를형성하기위하여특정한핀들을밖으로밀어낸다. ( 특정한핀들이밖으로나가도록제어한다.) 핀이밀리면, 그핀의끝이인쇄헤드와종이사이에있는잉크가묻은리본에충격을가하여종이에잉크가묻는다. Page 45 도트매트릭스프린터 (Dot Matrix Printer) (2/4) 인쇄헤트 (print head) 구조 Page 46 23
도트매트릭스프린터 (Dot Matrix Printer) (3/4) 프린터성능 저해상도프린터는 9 핀을사용하며, 고해상도는 24 핀을사용한다. 도트매트릭스프린터의성능 ( 속도 ) 은 ppm 보다는 cps( 초당문자수 ) 로측정한다. 도트매트릭스프린터의속도는대개 50~70 cps 이며, 가장빠른프린터의속도는 500 cps 이다. 다른충격식프린터 라인프린터 (line printer): 한번에한줄전체를인쇄한다. 밴드프린터 (band printer): 회전하는밴드를이용하여인쇄한다. 데이지휠프린터 (daisy wheel printer): 회전하는바퀴를이용하여인쇄한다. Page 47 도트매트릭스프린터 (Dot Matrix Printer) (4/4) 구형제품 신형제품 (EPSON) Page 48 24
잉크젯프린터 (Inkjet Printer) (1/4) 잉크젯프린터는비충격식프린터의한형태이다. 미세한노즐을통하여종이에미세한잉크가루를분사한다. 레이저프린터에비하여운영비가상대적으로저렴하다. 흑백인쇄와칼라인쇄가가능하다. ( 칼라인쇄시, 파랑, 빨강, 노랑, 검정의네개의노즐을사용한다.) 잉크젯프린터는복합기에포함되어판매되기도한다. 복합기 : 프린터 + 복사기 + 스캐너 + 팩스 Page 49 잉크젯프린터 (Inkjet Printer) (2/4) 잉크젯프린터의이미지생성방법 Page 50 25
잉크젯프린터 (Inkjet Printer) (3/4) 프린터성능 인쇄속도 : 2-4 ppm 인쇄해상도 : 300~600 dpi 성능으로보면, 저급의레이저프린터와비슷하다. 잉크젯프린터는가격이저렴할뿐아니라, 운영비도적게든다. ( 잉크이기때문에, 습기에닿으면번지는문제점이있다.) Page 51 잉크젯프린터 (Inkjet Printer) (4/4) 잉크젯프린터 복합기 Page 52 26
레이저프린터 (Laser Printer) (1/5) 레이저프린터는비충격식프린터의한형태이다. 종이에토너입자를흡착시켜이미지를형성하는데, 흡착하는과정에서열과압력을이용한다. 데이터저장, 해석, 레이저제어를위해프린터가독자적인 CPU 와메모리를장착한다. 네트워크에서독립된컴퓨터로동작할수있다. 마찬가지로, 흑백인쇄및칼라인쇄가가능하다. ( 일반적으로 ) 가격이비싸고운영비가많이든다. Page 53 레이저프린터 (Laser Printer) (2/5) 모니터의전차총과유사하게, 레이저는드럼의한위치를겨냥하여충전을시킨다. Page 54 27
레이저프린터 (Laser Printer) (3/5) 레이저프린터의출력절차 Page 55 레이저프린터 (Laser Printer) (4/5) 프린터성능 인쇄속도 ( 흑백인경우 ): 4-24 ppm 인쇄해상도 : 300~2400 dpi 일반적으로, 잉크젯프린터보다고품질의인쇄가가능하다. Page 56 28
레이저프린터 (Laser Printer) (5/5) 레이저프린터종류 Page 57 기타프린터 포토프린터 디지털카메라의사진을인화하는데사용한다. 매우느리나, 고품질의인쇄가가능하다. Page 58 29
기타프린터 플로터 (plotter) CAD 시스템에의해얻어지는건축도면이나공학도면과같은대형이미지를인쇄하는데주로사용된다. 대형패널을작성할때도매우유용하다. Page 59 30