Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные характеристики

Оболочечное строение - свойство планетных тел и звезд Вселенной, обу­словленное действием гравитации. Земля имеет оболочки, подразделяемые на внутренние и внешние, а так же специфичную географическую оболочку (ГО).

Внутренние оболочки - это земная кора (ЗК), литосфера, мантия и ядро Земли. Земная кора - верхняя твердая оболочка, занимающая около 0,6% земного радиуса. Различают 2 главных типа ЗК: толстая континентальная. мощностью (толщиной) от 25 км вдоль окраин континентов до 50-55 км в центральных равнинных их частях и до 75 км под высочайшими горами (Ги­малаями, Андами). Континентальная кора состоит из трех "слоев" -осадочного, толщиной до 20 км, гранитного (10-28 км) и базальтового (15-30 км). Состав и строение верхних двух слоев доступно геологическому изуче­нию. Третий слой пытались вскрыть Кольской сверхглубокой скважиной, но резкой границы не оказалось, поэтому дело, вероятнее всего, состоит в изме­нении физических свойств вещества под влиянием высоких температур и давлений.

Нижняя граница ЗК - отражающая сейсмические волны поверхность Мо-хоровичича (Мохо), где происходит скачек их скоростей (с 7,8 до 8,2 км/с).

Земная кора океанического типа гораздо тоньше (5-7 км), т.к. лишена гранитного слоя. Она также начинается осадочным слоем (сотни метров), подстилаемым базальтами. Под толщей базальтов (2-2,5 км) расположены железисто-магнезиальные породы (габбро и перидотиты).

Под земной корой лежит вязкая мантия, имеющая температуру около 1000°С под континентами и 600°С - под океанами. Ниже, на глубинах 100-120 км под континентами и 60-80 км под океанами находится пластичный, разогретый слой, где несколько процентов вещества находится в расплавлен­ном состоянии. Этот слой называют астеносферой, а все что находится выше - литосферой. Она состоит из 7 крупных и более полутора десятка мелких частей - плит, которые способны перемещаться по астеносфере (плавание континентов). Мантия - самая толстая оболочка Земли (от 770 км до 2900 км). Вещество в ней твердое, представлено материалом ультраосновного со­става. В мантии происходит медленная циркуляция вещества в виде восходящих колонн, нисходящих потоков и замкнутых циркуляционных ячей, что обусловливает преобразование земной поверхности (морей и суши).

Ядро Земли состоит из двух частей - а) верхней, толщиной около 2200 км. имеющей свойства вязкой жидкости. Ее движения обусловливают существо­вание магнитного поля Земли, которое периодически (в среднем, через 100 тыс. лет) меняет полярность.

б) Внутреннее ядро (ядрышко, диаметром 1200 км) твердое. Температура здесь порядка 5000-6000°С, давление около 3,5 млн.атм. Состав ядра, скорее всего, железный.

Внешние оболочки - Гидросфера и атмосфера. Гидросфера включает воду океанов, озер и рек суши, ледников и подземные воды. Из 1,5 млрд.км гидросферы 95% приходится на воду океанов (соленую, средней соленостью 35%). Воды суши имеют объем около 315 тыс.км\

На воды ледников и подземные приходится соответственно 24 и 23,4 млн.км'. Для гидросферы характерен кругооборот влаги: испарение с по­верхности океана (около 520 000 км /год), перенос и выпадение в тот же оке­ан или на сушу. Атмосферное питание обусловливает наличие на суше пре­сной воды (минерализация менее 1 г/л). Проникновение воды под землю обеспечивает питание подземных вод, подразделяемых на близповерхност-ные, фунтовые и пластово-трещинные. Последние нередко напорные (арте­зианские).

Атмосфера - газовая оболочка Земли, весом 5,2-10¹⁵ т. Она тоже расслое­на (стратифицирована). Нижняя, приземная часть - тропосфера, толщиной 8 км у полюсов и 17 км - на экваторе. С высотой температура воздуха снижа­ется на 0,6° С на 100 м. Поэтому на верхней границе тропосферы температу­ра составляет 65 - 70° С. Выше, на высотах 17-55 км лежит стратосфера, в которой температура разреженного воздуха растет до +1° С. На высоте 25-30 км лежит озоновый слой - естественный защитный экран от ультрафиолето­вого излучения Солнца для живых организмов Земли.

На высотах 55-85 км находится мезосфера, где температура и давление падают (температура до -90° С, давление - до 0,005 атм.). У верхней границы мезосферы возникают серебристые облака из кристалликов льда.

В диапазоне 85-800 км располагается термосфера (ионосфера). Именно здесь возникают полярные сияния. Температура воздуха здесь растет до +200° С и +1500° С на верхней границе. Еще выше располагается экзосфера, где давление опускается до вакуума. В этой сфере происходит утечка в кос­мос водорода.

Биосфера - зона органической жизни. Она уходит в глубь земной коры на 2-3 км, охватывает всю толщу океанических вод до глубоководных желобов (10-11 км) и занимает нижнюю часть атмосферы до озонового слоя, выше ко­торого организмы погибают. Но споры бактерий выдерживают и космиче­скую среду. Таким образом, толщина биосферы 30-40 км. Тонкий горизонт, где есть жизнь на суше, ее водоемах и морях получил название биострома. Масса живого вещества (без учета воды) оценивается в 3 трлн. тонн. В биофере, благодаря высокой активности жизни, происходит энергичный круго­ворот веществ. В нем участвуют необходимые для жизни более 40 химиче­ских элементов, из которых важнейшими являются С, Н, N, Р, К, Na, Ca, Mg. Важнейшим компонентом биострома является почва, обладающая плодоро­дием. Жизнь возникла на Земле около 3,5 млрд. лет. В осадочном слое зем­ной коры захоронены колоссальные массы углерода, углеводородов, карбо­натов, кремнистых и фосфатных пород органического происхождения.

Географическая оболочка (ГО), Нижняя часть атмосферы (тропосфера), вся гидросфера и поверхностные части (зона гипергенеза) земной коры со­ставляют географическую оболочку. Ее определяют как динамическую сис­тему земной коры, тропосферы, гидросферы и биострома Земли. Это объект землеведения, ландшафтоведения, других географических наук. В каждой из частей ГО осуществляется перемещение вещества под влиянием термодина­мических факторов. Наиболее подвижной, с относительно высокими скоро­стями перемещения вещества является воздушная среда. Движение воздуха мы ощущаем как ветер. При скорости 5-7 м/с ветер считают умеренным, 12-15 м/с - сильным, а свыше 29 м/с - ураганным. В тропических циклонах вет­ры достигают скорости 100-150 м/с и производят катастрофические разруше­ния, дополняемые волнами, ливнями, оползнями, селями.

В океане скорости перемещения воды существенно ниже. Перемешива­ние вод свойственно всей толще их. Средние скорости течений 2-3 см/с. Большими скоростями обладают главнейшие течения - Гольфстрим, Куро-сио, Экваториальное противотечение (5-12 см/с). Скорость переноса воды ощутимо падает с глубиной: на поверхности в среднем 1,4 см/с, с глубиной 100 м - 0,62 см/с, 200 м - 0,54 см/с, 1000м - 0,37 см/с, 5000 - 0,25 см/с. Колос­сальную работу выполняют волны и приливы.

В земной коре скорость перемещения вещества на несколько порядков ниже и составляет от 1-5 до 15-16 см/год. С такой скоростью перемещаются литосферные плиты. Они раздвигаются от срединно-океанических хребтов (спрединг), где рождается океаническая земная кора, и движутся в направле­нии континентов. В островодужных системах краевых частей Тихого океана и в активных континентальных океанах (западное побережье С. и Ю. Аме­рик, Кордильеры и Анды) происходит поддвигание и поглощение мантией океанической коры (субдукция). Одновременно здесь зарождается более тол­стая континентальная кора. Вертикальные перемещения вещества происхо­дят из мантии: разогретого и более легкого в виде поднимающихся колонн (астенолитов) и охлажденного плотного, опускающегося к ядру Земли. Во внешнем ядре, как говорилось выше, происходят циркуляции вещества, по­рождающие магнитное поле. Структурные части ГО выступают как активные среды, между которыми осуществляется обмен энергией. Различают два спо­соба проникновения (рассеивания) вещества земной коры в ГО: эндогенный (внутренний) и экзогенный (внешний). Эндогенное рассеивание - прежде всего, вулканизм. На Земле действуют более 800 вулканов, в том числе 72 подводных. Они поставляют ежегодно около 1 км глубинного вещества, горячую воду, газы. Объемы лав и выброшенного пеплового и обломочного материала за одно мощное извержение достигают сотни км³. В срединно-океанских хребтах на глубинах 2-3 км лава спокойно выдавливается из раз­ломов коры. Здесь действуют глубоководные гидротермы с температурой до 350° С.

Экзогенное рассеивание вещества осуществляется за счет энергии Солн­ца. Земля получает очень небольшую часть излучаемой Солнцем энергии, но этого достаточно для осуществления грозных явлений в атмосфере и гидро­сфере -ураганов, пыльных бурь, ливней, волновой деятельности. Воды суши производят колоссальную работу по переносу вещества в моря. В виде взве­шенных и влекомых обломков выносится 14,4 млрд. т., а в растворенном ви­де - 3,2 млрд.т.

Косвенное воздействие земных недр на экзогенные процессы осуществ­ляется через рельеф. Равнины являются признаком спокойного состояния земной коры и литосферы, а горы - активного, с поднятием земной поверхно­сти со скоростями до 10-12 мм/год.

Большую роль по трансформации энергии, переносу и концентрации ве­ществ в осадочном слое земной коры осуществляет биосфера, прежде всего слой активной жизни - биостром. В геологической истории биосфера обусло­вила изменение газового состава и давления атмосферы (связывание С0₂ в виде карбонатных отложений осадочного слоя, рост содержания кислорода), накопление углей, нефти, кремнистых пород (трепелов, опок), фосфоритов и др. Взаимодействие структурных частей ГО составляют звенья круговорота вещества и энергии. Палеоландшафты минерализуются в форме осадочных пород, претерпевающих в земной коре метаморфизм и в конечном итоге -плавление с образованием магмы. Кристаллизуясь, магма образует новые горные породы, претерпевающие гипергенез, местное переотложение и мате­риализующиеся в новом ландшафте.

Центром ГО, ее активным ядром, является ландшафтная сфера. Ландшафт - природный или преобразованный людьми территориальный комплекс, од­нородный по признакам, обладающий единым геологическим субстратом, рельефом, климатом, почвами и биоценозом. Это единица физико-географического деления местности. Ландшафты выделяются как на суше, так и в морях и океанах, на разных уровнях водной толщи.

основные характеристики

Одной из наиболее важных составных частей персонального компьютера является его видеоподсистема, состоящая из монитора и видеоадаптера (обычно размещаемого на системной плате). Монитор предназначен для отображения на экране текстовой и графической информации, визуально воспринимаемой пользователем персонального компьютера. В настоящее время существует большое разнообразие типов мониторов. Их можно охарактеризовать следующими основными признаками:

По режиму отображения мониторы делятся на:

− Растровые дисплеи;

− Векторные дисплеи.

В векторных дисплеях с регенерацией изображения на базе электронно–лучевой трубки (ЭЛТ) используется люминофор с очень коротким временем послесвечения. Такие дисплеи часто называют дисплеями с произвольным сканированием. Из–за того, что время послесвечения люминофора мало, изображение на ЭЛТ за секунду должно многократно перерисоваться или регенерироваться. Минимальная скорость регенерации должна составлять, по крайней мере, 30 (1/с), а предпочтительнее 40–50 (1/с). Скорость регенерации меньшая 30 приводит к мерцанию изображения.

Кроме ЭЛТ, для векторного дисплея необходим дисплейный буфер и дисплейный контроллер. Дисплейный буфер – непрерывный участок памяти, содержащий всю информацию, необходимую для вывода изображения на ЭЛТ. Функция дисплейного контроллера заключается в том, чтобы циклически обрабатывать эту информацию со скоростью регенерации. Сложность рисунка ограничивается двумя факторами – размером дисплейного буфера и скоростью контроллера.

Растровое устройство можно рассматривать как матрицу дискретных ячеек (точек), каждая из которых может быть подсвечена. Таким образом, оно является точечно–рисующим устройством. Невозможно, за исключением специальных случаев, непосредственно нарисовать отрезок прямой из одной адресуемой точки или пиксела в матрице в другую адресуемую точку. Отрезок можно только аппроксимировать последовательностями точек (пикселов), близко лежащих к реальной траектории отрезка.

Отрезок прямой из точек получится только в случае горизонтальных, вертикальных или расположенных под углом 45 градусов отрезков. Все другие отрезки будут выглядеть как последовательности ступенек. Это явление называется лестничным эффектом или «зазубренностью».

Чаще всего для графических устройств с растровой ЭЛТ используется буфер кадра. Буфер кадра представляет собой большой непрерывный участок памяти компьютера. Для каждой точки или пиксела в растре отводится как минимум один бит памяти. Эта память называется битовой плоскостью. Для квадратного растра размером 512 ^х 512 требуется 2 ¹⁸, или 262144 бита памяти в одной битовой плоскости. Из–за того, что бит памяти имеет только два состояния (двоичное 0 или 1), имея одну битовую плоскость, можно получить лишь черно–белое изображение. Битовая плоскость является цифровым устройством, тогда как растровая ЭЛТ – аналоговое устройство. Поэтому при считывании информации из буфера кадра и ее выводе на графическое устройство с растровой ЭЛТ должно происходить преобразование из цифрового представления в аналоговый сигнал. Такое преобразование выполняет цифро–аналоговый преобразователь (ЦАП).

По типу экрана мониторы делятся на:

− Дисплеи на основе ЭЛТ;

− Жидкокристаллические (ЖК);

− Плазменные.

Дисплеи на основе электронно-лучевой трубки

Чтобы понять принципы работу растровых дисплеев и векторных дисплеев с регенерацией, нужно иметь представление о конструкции ЭЛТ и методах создания видеоизображения.

На рисунке схематично показана ЭЛТ, используемая в видеомониторах.

Катод (отрицательно заряженный) нагревают до тех пор, пока возбужденные электроны не создадут расширяющегося облака (электроны отталкиваются друг от друга, так как имеют одинаковый заряд). Эти электроны притягиваются к сильно заряженному положительному аноду. На внутреннюю сторону расширенного конца ЭЛТ нанесен люминофор. Облако электронов с помощью линз фокусируется с узкий, строго параллельный пучок, и луч дает яркое пятно в центре ЭЛТ. Луч отклоняется или позиционируется влево или вправо от центра и (или) выше или ниже центра с помощью усилителей горизонтального и вертикального отклонения. Именно в данный момент проявляется отличие векторных и растровых дисплеев. В векторном дисплее электронный луч может быть отклонен непосредственно из любой произвольной позиции в любую другую произвольную позицию на экране ЭЛТ (аноде). Поскольку люминофорное покрытие нанесено на экран ЭЛТ сплошным слоем, в результате получается почти идеальная прямая. В отличие от этого в растровом дисплее луч может отклоняться только в строго определенные позиции на экране, образующие своеобразную мозаику. Эта мозаика составляет видеоизображение. Люминофорное покрытие на экране растровой ЭЛТ тоже не непрерывно, а представляет собой множество тесно расположенных мельчайших точек, куда может позиционироваться луч, образуя мозаику.

Экран жидкокристаллического дисплея (ЖКД) состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые изменяют свои оптические свойства в зависимости от прилагаемого электрического заряда. Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому ЖКД нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.

Основным достоинством ЖКД являются их габариты (экран плоский). К недостаткам можно отнести недостаточное быстродействие при изменении изображения на экране, что особенно заметно при перемещении курсора мыши, а также зависимость резкости и яркости изображения от угла зрения.

Жидкокристаллические дисплеи

ЖК – дисплеи обладают неоспоримыми преимуществами перед конкурирующими устройствами отображения:

1. Размеры. ЖК–дисплеи отличаются малой глубиной и небольшой массой и поэтому их более удобно перемещать и устанавливать, чем ЭЛТ–мониторы, у которых размер в глубину приблизительно равен ширине.

2. Энергопотребление. ЖК–дисплей потребляет меньшую мощность, чем ЭЛТ–монитор с сопоставимыми характеристиками.

3. Удобство для пользователя. В ЭЛТ электронные лучи при развертке движутся по экрану, обновляя изображение. Хотя в большинстве случаев можно установить такую частоту регенерации (число обновлений экрана электронными лучами в секунду), что изображение выглядит стабильным, некоторые пользователи все же воспринимают мерцание, способное вызвать быстрое утомление глаз и головную боль. На экране ЖК–дисплея каждый пиксел либо включен, либо выключен, так что мерцание отсутствует. Кроме того, для ЭЛТ–мониторов характерно в небольших количествах электромагнитное излучение; в ЖК–мониторах такого излучения нет.

Недостаток – высокая цена

Еще одно достижение, благодаря которому может произойти снижение цен в скором времени, – усовершенствование технологии панелей на супертвистированных нематических кристаллах (dual supertwist nematic, DSTN). DSTN –дисплеи всегда были дешевле, чем ЖК–устройства на тонкопленочных транзисторах, но несколько уступали им по качеству: DSTN–дисплеи не обеспечивают такой контрастности и четкости, как матрицы TFT, а их медленная реакция приводит к мерцанию и появлению паразитных (повторных) изображений на экране, особенно при отображении движущихся объектов. Однако фирма Sharp, крупнейший поставщик DSTN–панелей, недавно провела презентацию панели, в которой используется разработанная ею технология HCA (высококонтрастная адресация).

HCA–панели обеспечивают такую же контрастность изображения, как TFT–матрицы, и почти не уступают им по скорости реакции при воспроизведении видео. Фирма Arithmos разработала процессор визуализации для DSTN–панелей, который позволяет еще более улучшить качество изображения. Таким образом, для пользователей, ограниченных в средствах, DSTN–дисплей может оказаться хорошим компромиссным решением.

В ЖК–дисплеях угол обзора не только мал, но и асимметричен: обычно он составляет 45 градусов по горизонтали и +15...–30 по вертикали. Излучающие дисплеи, такие как электролюминесцентные, плазменные и на базе ЭЛТ, как правило, имеют конус обзора от 80 до 90 по обеим осям. Хотя в последнее время на рынке появились модели ЖК–дисплеев с увеличенным углом обзора 50–60 градусов.

Представитель Hitachi Тим Паттон (Tim Patton) считает, что в традиционных ЖК–дисплеях наблюдается зависимость контрастности и цвета изображения от угла зрения. Эта проблема обострялась по мере увеличения размеров ЖК–дисплеев и приобретения ими способности воспроизводить больше цветов.

Hitachi при создании своего нового дисплея SuperTFT воспользовалась иной технологией – IPS. Как известно, в обычных ЖК–дисплеях молекулы жидкого кристалла меняют свою ориентацию с горизонтальной на вертикальную под воздействием электрического поля, а адресующие электроды помещаются на две расположенные друг против друга стеклянные подложки. В IPS(in–plane switching) – дисплеях, наоборот, происходит чередование двух углов в горизонтальной плоскости, причем оба электрода находятся на одной из подложек. В результате угол обзора, как по горизонтальной, так и по вертикальной оси достигает 70 градусов.

Плазменные дисплеи

Газоплазменные мониторы состоят из двух пластин, между которыми находится газовая смесь, светящаяся под воздействием электрических импульсов. Такие мониторы не имеют недостатков, присущих ЖКД, однако их нельзя использовать в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием, так как они потребляют большой ток.

Размер по диагонали (расстояние от левого нижнего до правого верхнего угла экрана) приводится в дюймах. Наиболее распространены мониторы с диагональю 14". Однако работать с монитором с диагональю 15" намного удобнее, а для работы с графическими пакетами, издательскими системами и системами автоматизированного проектирования необходимы мониторы с диагональю не меньше 17";

– теневая маска экрана. Единицей измерения является расстояние между отверстиями маски в мм. Чем меньше это расстояние и чем больше отверстий, тем выше качество изображения. Этот параметр часто отождествляют с зерном экрана монитора, однако это справедливо не во всех случаях;

– разрешение, измеряется в пикселах (точках), помещающихся по горизонтали и вертикали видимой части экрана. В настоящее время наиболее распространены мониторы с расширением не менее 1024*768 пикселей;

– кинескоп. Наиболее предпочтительны следующие типы кинескопов: Black Trinitron, Black Matrix и Black Planar. Данные кинескопы очень контрастны, дают отличное изображение, однако их люминофор чувствителен к свету, что может сократить срок службы монитора. К тому же при работе с контрастным монитором быстрее устают глаза;

– потребляемая мощность. У мониторов с диагональю 14" потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт, иначе повышается вероятность теплового перегрева монитора, что сокращает срок его службы. У более крупных мониторов потребляемая мощность соответственно выше;

– антибликовое покрытие. Для дешевых мониторов используют пескоструйную обработку поверхности экрана. При этом качество изображения ухудшается. В дорогих мониторах на поверхность экрана наносится специальное химическое вещество, обладающее антибликовыми свойствами; – защитные свойства монитора. В настоящее время распространены мониторы с низким уровнем излучения (LR–мониторы). Они отвечают нормам стандарта MPRI или MPR II.

По цветности мониторы делятся на:

− Цветные;

− Монохромные.