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Periphere Geräte
Datensichtgerät und Tastatur
- Datensichtgerät (Terminal, DSG) im engeren Sinn: Bildschirmgerät zur Darstellung der vom Rechner ausgegebenen Informationen in alphanumerischer oder grafischer Form.
- DSG im weiteren Sinn: Wie oben einschließlich Tastatur zur Eingabe alphanumerischer Informationen
 heute das verbreitetste Dialoggerät Standard-Kommunikationsgerät bei DVS Heutige Terminals sind i. a. mikroprozessorgesteuert; u.U. sogar durch mehrere Mikroprozessoren. Oft werden Auch PCs als "Terminalersatz" verwendet. Verbindung zur CPU meist über serielle Schnittstelle - Bei Personal COmputern ist das DSG in die Zentraleinheit integriert. Im einfachsten Fall übernimmt die Haupt-CPU auch die Steuerung der Terminalfunktionen. Die DSG-Baugruppen sind direkt an den Systembus angeschlossen.
Die Darstellung der Information erfolgt auf einer Kathodenstrahlröhre nach dem gleichen Prinzip, wie bei einem Fernseh-Monitor. Einfache Systeme liefern sogar ein geeignetes Signal zur Ansteuerung von handelsüblichen Fernsehgeräten. Ein Elektronenstrahl wird periodisch über ein festgelegtes Zeilenraster geführt. Die darzustellenden Zeichen werden durch Modulation der Stahlintensität abgebildet Raster-Abtast-Verfahren, Raster-Scan-Verfahren. Während des schnellen Strahlrücklaufs wird der Strahl dunkelgetastet. In Fernsehgeräten wird das Zeilensprungverfahren (interlace) angewendet. Die Darstellung erfolgt in zwei zeilenversetzten Halbbildern, d.h. es werden zunächst die Zeilen 1, 3, 5, 7,
... und danach die Zeilen 2, 4, 6, 8, ... auf den Bildschirm
geschrieben. Die Bildwechselfrequenz beträgt dabei 50 Hz. Das
Gesamtbild (625 Zeilen) wird dann mit 25 Hz wiederholt
flimmerfreie Darstellung bei niedriger Bildwechselfrequenz.
DSG arbeiten in der Regel ohne Zeilensprung (non-interlaced),
aber mit einer Bildwiederholrate von 50 .. 100 Hz und wesentlich
höherer Rasterzeilenzahl (bis 4096 Zeilen). Um die
Anforderungen an den Monitor bei sehr hohen Auflösungen
niedriger zu halten, wird in manchen Fällen auch hier mit dem
Zeilensprungverfahren gearbeitet. Jede Zeile wird in Bildpunkte
zerlegt. Zur Darstellung von Grafik kann bei geeigneten DSG jeder
Bildpunkt angesteuert werden. Zur alphanumerischen Darstellung wird
jedes Zeichen als Punktraster in einer rechteckigen Matrix
beschrieben und dargestellt. Es gibt unterschiedliche
Matrixgrößen, z.B. 5 x 8, 8 x 8, 7 x 9, ... Die
eigentliche Darstellungsmatrix wird um eine Zeile/Spalte zur
Trennung der einzelnen Zeichen ergänzt Zeichenfeld ist
größer, z.B. bei 5 x 8: 7 x 10. Alle nebeneinander
dargestellten Zeichen bilden eine Reihe. Der Bildschirm wird in
Zeichenfelder unterteilt:
Am häufigsten sind Geräte mit Textdarstellung von 24/25 Reihen zu 80
Spalten. Die Abbildung der Zeichen erfolgt (Raster-)zeilenweise
für alle Zeichenfelder der einzelnen Reihen von oben nach
unten.
Bei der Darstellung von Schwarzweiß-Grafik (Ansprechen
jedes Bildpunkts möglich) muss jedem Bildpunkt ein Bit des
Speichers zugeordnet werden (benötigte Speicherkapazität
hoch). Bei der alphanumerischen Darstellung wird eine effektivere
Form der Speicherung verwendet: Die einzelnen Zeichen werden
codiert (z.B. in ASCII) im Bildwiederholspeicher gehalten. Die
benötigte Speicherkapazität ist viel geringer (z.B. bei
25 x 80 Byte: 2 KByte). Die Umsetzung der Zeichencodes in die
Matrixdarstellung erfolgt mittels eines Zeichengenerators
(character generator). Dieser ist heute i. a. als Festwertspeicher
(ROM, PROM, ...) realisiert.
Bei der farbigen Darstellung enthält die Bildröhre
drei Elektronenstahl-Kanonen, die eine, punktweise in den drei
Grundfarben rot, grün und blau eingefärbte, Leuchtschicht
des Bildschirms anregen. Zur "sauberen" Darstellung der
Farben befindet sich innerhalb der Bildröhre ein Schlitz- oder
Lochmaske. Bei der digitalen Ansteuerung ist die Zahl der
darstellbaren Farben begrenzt (8 - 16 Farben). Bei der analogen
Ansteuerung können praktisch beliebig viele Farben erzeugt
werden. Je nach Auflösung ist die maximale Zahl der
darstellbaren Farben begrenzt (m aus n Farben bei Grafik). Manche
DSG bieten die Möglichkeit aus den zur Verfügung
stehenden Farben eine Auswahl zu treffen. Dazu wird zwischen
Bildwiederholspeicher und Analogausgang eine Tabelle für die
Farbzuordnung geschaltet (Color Look Up Table, CLOUT).
Flache Bildschirme:
Von der Bauart her benötigen Kathodenstrahl-Monitore recht
viel Platz. Für die Entwicklung transportabler Computer sind
flache Bildschirme entwickelt worden:
- Plasma-Anzeigen (Plasma-Display)
Plasmaanzeigen bestehen im wesentlichen aus zwei ebenen,
parallelen Glasplatten, deren Zwischenraum mit einem Edelgas (z.B.
Neon) gefüllt ist. Auf die Glasplatten sind senkrecht
zueinander linienförmige (durchsichtige) Elektroden
aufgebracht, z.B. auf der Vorderseite lotrecht und auf der
Rückseite waagrecht. An die Elektroden wird eine Spannung
angelegt, die eine Glimmentladung am Kreuzungspunkt hervorruft. Da
man durch die Elektroden hindurchschaut und wegen der
Glimmentladung wirken Plasmaanzeigen etwas unscharf.
- Flüssigkristall-Anzeigen (Liquid Crystal Display, LCD)
Im Aufbau ähneln sie den Plasma-Anzeigen, jedoch befindet
sich hier eine spezielle Flüssigkeit (nematische Phasen)
zwischen den Glasplatten. Das angelegte elektrische Feld
ändert die optische Eigenschaft der Moleküle (von
reflektieren auf durchsichtig oder umgekehrt). Damit sich die
Flüssigkeit nicht zersetzt, erfolgt eine Ansteuerung mit
Wechselspannung. Durch eine Reflektorschicht oder Beleuchtung von
der Rückseite des LCD kann der Kontrast erhöht werden.
Der Betrachtungswinkel ist bei LCDs relativ gering. Die
Änderung der Anzeige ist - bedingt durch die chemischen
Prozesse - langsam.
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- Aktiv-Matrixanzeigen (TFT-LCD)
LCD-Anzeigen sind relativ träge (ca. 14 ms
Ansteuerperiode). Bei Aktiv-Matix-LCDs erfolgt die Ansteuerung mit
einem Feldeffekt-Transistor je Bildpunkt. Die FETs werden in
Dünnschichttechnik (TFT = Thin Film Technologie) auf das
Glassubstrat aufgebracht. Bei einem Farbdisplay bedeutet dies 3
FETs pro Bildpunkt bei einer Auflösung von 640 x 480
Punkten: 921600 FETs. Durch TFT sind Kontrastwerte bis zu 100:1 und
2 ms Ansteuerperiode möglich.
Tastatur
Sie ist der Eingabeteil des DSG. Die Tastenanordnung ist
ähnlich, wie bei der Schreibmaschine. Das Betätigen einer
Taste erzeugt ein Codewort (im 1 aus m-Code) Codierung des
mit der Taste eingegebenen Zeichens erforderlich (meist ASCII, aber
auch andere Codes (z.B. IBM-PC)). Die Tasten sind mehrfach belegt.
Es gibt Tasten zur Umschaltung der Bedeutung, die gleichzeitig mit
einer anderen Taste betätigt werden müssen:
- SHIFT-Taste (Kleinbuchstabe/Ziffern
Großbuchstabe/Sonderzeichen)
- CONTROL-Taste (Steuerzeichen)
- ALTERNATE-Taste (weitere Zeichenebene)
Für einige Steuerzeichen sind i.a. eigene Tasten vorhanden.
Die meisten Tastaturen werden um Funktionstasten ergänzt, die
z.T. spezielle Codeworte erzeugen.
Manchmal wird die Tastatur um einen Ziffernblock ergänzt,
mit dem eine schnelle Eingabe von Ziffern und Rechenzeichen ("+",
"-", "*", "/") möglich ist --> Parallelschaltung mit den
entsprechenden Tasten der Haupttastatur. Es gibt verschiedene
Ausführungsformen von Tasten:
- mechanische Taste:
Gegen eine Federkraft wird ein elektrischer Kontakt
betätigt
- Membran-Taste:
Elektrisch leitende, elastische Matte wird gegen den Kontakt
gedrückt. Tastatur ist hermetisch abdichtbar gegen
Umwelteinflüsse.
- Kapazitive Taste:
Ein Metallblatt an der Taste ändert bei Betätigung der
Taste eine Kapazität.
- Hall-Effekt-Taste:
Ein an der Taste befestigter Permanentmagnet ändert den
Widerstand einer Hall-Feldplatte Erzeugen einer Spannung
(Hall-Spannung)
- Piezo-Taste:
Eine Piezokeramik gibt bei Tastendruck eine Spannung ab.
Die Tasten sind üblicherweise in einer Matrix angeordnet,
bei der durch das Drücken einer Taste eine Spalte mit einer
Zeile verbunden wird. Aus der Zeilen- und Spaltennummer kann die
Taste eindeutig erkannt werden und der zugeordnete Zeichencode
ausgegeben werden. Es werden Zeile und Spalte der gedrückten
Taste ermittelt und daraus dann das zugehörige Codewort
abgeleitet. Der Zeichencode ist oft in einer Tabelle (häufig
ROM) abgelegt über das die Zeilen-/Spaltenzuordnung
(Adressleitungen) das codierte Zeichen abgeleitet wird. Die
Codierung kann erfolgen:
- per Hardware: Keyboard-Encoder-Baustein
- per Software: eigener Mikrocomputer für die Tastatur
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DIENSTE
