Устройства ввода-вывода
Устройство ввода-вывода - это компонент типовой архитектуры компьютера, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с пользователем.
В соответствии с точным определением, в качестве «сердца» компьютера рассматривается процессор и память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Все операции, не являющиеся внутренними по отношению к этому комплексу, рассматриваются как операции ввода/вывода.
Устройства ввода
Устройства ввода - приборы для занесения данных в компьютер.
Основным, и обычно необходимым, устройством ввода текстовых символов и команд в компьютер остаётся клавиатура.
Основные устройства ввода:
Устройства ввода графической информации
Графический планшет
Видео- и Веб-камера
Цифровой фотоаппарат
Плата видеозахвата
Устройства ввода звука
Микрофон
Цифровой диктофон
Устройства ввода текстовой информации
Клавиатура
Указательные (координатные) устройства
С относительным указанием позиции (перемещения)
Трекпоинт
Джойстик
Видеокамера
С возможностью указания абсолютной позиции
Графический планшет
Световое перо
Аналоговый джойстик
Игровые устройства ввода
Рычаг для симуляторов полёта
Джойстик
Клавиатура - устройство, представляющее собой набор клавиш, предназначенных для управления каким-либо устройством, или для ввода информации.
Стандартная компьютерная клавиатура имеет 101 или 102 клавиши. Расположение клавиш на ней подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит.
По своему назначению клавиши на клавиатуре делятся на шесть групп:
функциональные;
алфавитно-цифровые;
управления курсором;
цифровая панель;
специализированные;
модификаторы.
Двенадцать функциональных клавиш расположены в самом верхнем ряду клавиатуры. Ниже располагается блок алфавитно-цифровых клавиш. Правее этого блока находятся клавиши управления курсором, а с самого правого края клавиатуры - цифровая панель.
К алфавитно-цифровому блоку относятся клавиши для ввода букв, цифр, знаков пунктуации и арифметических действий, специальных символов.
К числу клавиш-модификаторов относятся клавиши Shift, Ctrl, Caps Lock, Alt и AltGr (правый Alt). Они предназначены для изменения действий других клавиш. Включение верхнего регистра клавиш (при отключённом Caps Lock) осуществляется нажатием и удержанием клавиши Shift .
Клавиши-модификаторы используются наиболее часто, поэтому они имеют увеличенный размер. К тому же клавиши Shift и Ctrl продублированы по обеим сторонам блока алфавитно-цифровых клавиш.
Основное назначение клавиш цифровой панели - дублирование функций клавиш алфавитно-цифрового блока в части ввода цифр и арифметических операторов. Использование клавиш этой панели более удобно для ввода цифр и арифметических операторов, нежели ввод этих символов клавишами алфавитно-цифрового блока.
Манипулятор «мышь» (в обиходе просто «мышь» или «мышка») - одно из указательных устройств ввода, обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.
Сканер - устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.
В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:
Планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.
Ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков - низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения.
Листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы.
Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).
Барабанные сканеры - применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).
Слайд-сканеры - служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.
Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.
Основные характеристики сканеров
Оптическое разрешение
Разрешение измеряется в точках на дюйм (англ. dots per inch - dpi, 1 дюйм = 25,4 мм) и является основной характеристикой сканера. Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Сегодня считается нормой уровень разрешения не менее 600 dpi. Для обработки слайдов необходимо более высокое разрешение: не менее 1200 dpi.
Глубина цвета
Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит. Несмотря на то, что графические адаптеры пока не могут работать с глубиной цвета больше 24 бит, такая избыточность позволяет сохранить больше оттенков при преобразованиях картинок в графических редакторах.
Устройства вывода
Используются для извлечения результатов работы компьютера. Устройство вывода преобразуют информацию из двоичного кода в вид, понятный человеку.
Основные устройства вывода
Устройства для вывода визуальной информации
Графопостроитель
Монитор (дисплей)
Проектор
Устройства для вывода звуковой информации
Наушники
Встроенный динамик
Устройства ввода/вывода
Дисковод
Жёсткий диск
Различные порты
Различные сетевые интерфейсы.
Перфоратор
Магнитный барабан
Монитор, дисплей - преобразуют цифровую и/или аналоговую информацию в видеоизображение.
Классификация мониторов
По виду выводимой информации
алфавитно-цифровые
дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию
дисплеи, отображающие псевдографические символы
интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных
графические
векторные
растровые
По строению
ЭЛТ - на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT)
ЖК - жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD)
Плазменный - на основе плазменной панели
Проекционный - видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант - через зеркало или систему зеркал)
OLED-монитор - на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode - органический светоизлучающий диод)
Виртуальный ретинальный монитор - технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.
Основные параметры мониторов
Вид экрана - квадратный или широкоформатный (прямоугольный)
Размер экрана - определяется длиной диагонали
Разрешение - число пикселей по вертикали и горизонтали
Глубина цвета - число отображаемых цветов (от монохромного до 32-битного)
Размер зерна или пикселя
Частота обновления экрана
Принтер - устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.
Принтеры бывают струйные , лазерные , матричные и сублимационные , а по цвету печати - чёрно-белые (монохромные) и цветные . Иногда из лазерных принтеров выделяют в отдельный вид светодиодные принтеры.
Разрешение принтера определяется в точках на дюйм - dpi - количество отдельных точек, линейно размещающихся в процессе печати на отрезке в один дюйм. Для струйных принтеров речь идёт о количестве капель чернил, для лазерных принтеров – о количестве различимых частиц тонера, спёкшихся под воздействием электрографического переноса. Лазерные и струйные принтеры не способны отобразить все варианты цвета одного пикселя одной точкой на бумаге. Вместо того, чтобы точь-в-точь передавать цвет каждого пикселя, принтер наносит на бумагу комбинацию разноцветных точек, которые с определенного расстояния воспринимаются глазом как единое целое.
Назначение:
ввод алфавитно-цифровых символов, управление курсором.
Курсор - специальный значок на экране дисплея (чёрточка, стрелка, подсвеченный прямоугольник, крестик и пр.), который отмечает место, где появится символ, введённый с клавиатуры, или обозначение команды (программы, документа), которую надо выполнить.
Принцип работы. Клавиши клавиатуры подключены к матрице контактов. Каждой клавише или комбинации клавиш присвоен свой номер (код). Внутри клавиатуры находится отдельный микропроцессор. Каждое нажатие на клавишу замыкает контакт. При этом в соответствии с матрицей контактов микропроцессор генерирует код нажатой клавиши. Этот код запоминается в специальной области (буфере микропроцессора) и становится доступным для обработки программными средствами.
Клавиатуры бывают механические, полумеханические и мембранные. Одни клавиатуры при нажатии на клавишу издают механический щелчок, другие - молчат.
количество нажатий каждой клавиши до ее отказа,
Манипулятор мышь
Назначение:
управление курсором (указателем) мыши, ввод управляющей информации.
С появлением графических оболочек мышь стала необходимой для эффективной работы на компьютере.
Принцип работы. Мышь - небольшая коробочка с кнопками. В ней - шарик, катающийся по поверхности стола. К шарику прижаты два взаимно перпендикулярных ролика, которые он вращает. Датчики поворота ролика передают сигналы в компьютер. «Хвост» из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству имя «мышь». Курсор мыши управляется перемещением мыши по столу. Управляющая информация вводится нажатием на кнопки мыши.
Мыши бывают одно-, двух-, трёхкнопочные. Они могут соединяться с компьютером проводом или при помощи радиопередатчиков (беспроводные). Существуют оптические мыши без шарика, оснащённые фотоэлементами, и оптомеханические мыши. Разновидностью мыши можно считать трэкбол (trackball), который можно сравнить с мышью, которая лежит на спине шарообразным брюшком вверх.
Основные пользовательские характеристики:
количество нажатий кнопки до её отказа;
реакция на движение руки или баллистический эффект;
разрешающий шаг (разрешение);
дизайн и удобство в работе (эргономичность).
Разрешение измеряется в dpi (dot per inch - количество точек на дюйм). Если мышь имеет разрешение 900 dpi и её передвинули на 1 дюйм (2,53 см) вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 900 единиц вправо. Нормальное разрешение мыши - от 200 до 900 dpi.
Баллистическим эффектом называется зависимость точности позиционирования мыши от скорости её перемещения.
Программная поддержка. Драйвер мыши поставляется вместе с устройством. Современные операционные системы содержат драйверы для большинства манипуляторов этого типа и автоматически при включении компьютера подбирают наиболее подходящий из них.
Тачпад (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель
Указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.
Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превосходит 50 см².
Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью.
Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов тачпад будет работать только при достаточной площади соприкосновения. (Попробуйте касаться тачпада пальцем лишь чуть-чуть). Влажные пальцы затрудняют работу тачпада.
Трекбол (англ. trackball)
Указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. Аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом не перемещая корпус устройства. Несмотря на внешние различия, трекбол и мышь конструктивно похожи - при движении шар приводит во вращение пару валиков или, в более современном варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в оптической мыши).
В настоящее время трекболы достаточно редко применяются в домашних и офисных компьютерах, однако нашли применение в промышленных и военных компьютерах, где пользователю приходится работать в условиях недостатка места и наличии вибрации. Так, трекболы используются в кабинах управления ракетного комплекса С-300.
Джойстик (англ. Joystick = Joy + Stick)
Устройство ввода информации в электронное устройство, манипулятор, часть интерфейса пользователя. Служит для изменения позиции элемента интерфейса (в частности курсора), также для перебора элементов списков. Является одним из стандартных средств ввода для компьютеров и многих мобильных телефонов. Широкое применение получил в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на основании, который можно перемещать в одном, двух, трёх плоскостях. На рычаге обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения.
По количеству степеней свободы и, соответственно, плоскостей, в которых возможно изменение положения контролируемого объекта, джойстики подразделяются на:
одномерные (управление перемещением объекта либо вверх-вниз, либо влево-вправо)
двухмерные (управление объектом в двух плоскостях)
трёхмерные (управление объектом во всех трёх плоскостях)
Графический планшет (или дигитайзер)
Это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь.Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).
Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.
Сканер
Устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.
Назначение. Сканер - устройство для перевода графической информации в цифровую. Функция сканера - получение электронной копии документа, созданного на бумаге.
Ввод данных в компьютер - это одна из самых утомительных и подверженных ошибкам операций, сканеры облегчают эту работу.
Принцип работы. Лампа освещает сканируемый текст, отражённые лучи попадают на фотоэлемент, состоящий из множества светочувствительных ячеек. Каждая из них под действием света приобретает электрический заряд. Аналого-цифровой преобразователь ставит в соответствие каждой ячейке числовое значение, и эти данные передаются в компьютер.
Сканеры бывают ручные, портативно-страничные, планшетно-офисные, сетевые (скоростные), широкоформатные; они могут быть чёрно-белые (до 64 оттенков серого) и цветные (256 – 16 млн. цветов).
Ручные сканеры внешне напоминают «мышь» большого размера, которую пользователь двигает по сканируемому изображению. Однако ручное перемещение устройства по бумаге, небольшой размер охватываемой области сканирования не обеспечивают достаточной скорости и требуют тщательной состыковки отдельных участков изображения. ручной сканер
К настольным сканерам относятся планшетные, роликовые (портативно-страничные), барабанные и проекционные сканеры.
Основной отличительный признак планшетного сканера - сканирующая головка перемещается относительно неподвижной бумаги. Они просты и удобны в эксплуатации, позволяют сканировать изображения как с отдельных листов, так и с книг, журналов.
У портативно-страничных сканеров бумага перемещается относительно сканирующей головки. Они довольно компактны, но отсканировать с их помощью рисунок из книги вряд ли получится. Этот тип сканеров используется для ввода страниц документов форматом от визитной карточки до А4, система автоматической подачи бумаги обеспечивает равномерное сканирование по всей ширине листа.
Основные пользовательские характеристики:
разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм (измеряется в dpi - dots per inch). Обычно составляет 600-1200 dpi;
скорость сканирования - показатель быстродействия, который равен времени, затрачиваемому на обработку одной строки изображения;
размеры сканируемого листа (область сканирования);
разрядность битового представления - определяет максимальное число цветов или оттенков серого, которые может воспринимать сканер.
Веб-камера
Цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).
Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним пользователям Интернета созерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.
Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихся вулканов, канатных дорог, пекарен и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).
Цифровой фотоаппарат
Устройство, являющееся разновидностью фотоаппарата, в котором светочувствительным материалом является матрица или несколько матриц, состоящая из отдельных пикселей, сигнал с которых представляется, обрабатывается и хранится в самом аппарате в цифровом виде.
Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов:
Компактные («мыльница» традиционных размеров). Характеризуются малыми размерами и весом. Малый физический размер матрицы означает низкую чувствительность или высокий уровень шумов. Также этот тип камер обычно отличает отсутствие или недостаточная гибкость ручных настроек экспозиции.
Сверхкомпактные, миниатюрные. Отличаются не только размерами, но часто и отсутствием видоискателя и экрана.
Встроенные в другие устройства. Отличаются отсутствием собственных органов управления.
Псевдозеркальные - внешним видом напоминают зеркальную камеру, а также, как правило, помимо цифрового дисплея, оснащены видоискателем-глазком. Изображение в видоискателе такого аппарата формируется на отдельном цифровом экране, или на поворачивающемся основном экране. Как правило, имеют резьбу на объективе для присоединения насадок и светофильтров (пример - Konica Minolta серия моделей Z).
Полузеркалка - жаргонный термин, описывающий класс аппаратов, в которых имеется наводка по матовому стеклу через съёмочный объектив, однако нет возможности объектив менять. В таких аппаратах оптическая схема содержит светоделительную призму, которая направляет от 10 до 50 % светового потока на матовое стекло, а остальное передается на матрицу. (примеры - Olympus E-10, E-20)
Устройство ввода звуковой информации
Микрофо́н (от микро- и phōnē - звук) - электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Подключается к микрофонному входу на звукой плате. Звуковая плата преобразует электрический сигнал с микрофона в цифровой дискретный сигнал.
Сканер - устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создает цифровую копию изображения объекта.
В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:
Планшетные - наиболее распространенный вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя - высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.
Ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков - низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.
Листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.
Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).
Книжные сканеры
Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Современные технологии, используемые при сканировании книг и сшитых документов, позволяют добиваться высоких результатов. Сканирование производится лицевой стороной вверх - таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования.Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией;устранения перегиба; книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.
Барабанные сканеры
Барабанные сканеры - применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).
Слайд-сканеры - как ясно из названия, служат для сканирования пленочных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.
Сканеры штрих-кода
Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.
Принцип действия сканеров
Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.
Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (английский CCD - Couple-Charged Device), далее на аналого-цифровой преобразователь и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.
Основные характеристики сканеров определяющих их стоимость
Оптическое разрешение - Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.
Скорость работы - В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.
Глубина цвета - Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.
Графические планшеты (дигитайзеры)
Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации.
Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета.
Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).
К техническим характеристикам планшетам относятся: разрешающая способность (линий/мм), площадь рабочей области и количество уровней чувствительности к нажатию пера.
Устройство ввода
Введение
Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи - позволить человеку связаться с компьютером. Устройства ввода графической информации находят широкое распространение благодаря компактности и наглядности способа представления информации для человека. По степени автоматизации поиска и выделения элементов изображения устройства ввода графической информации делятся на два больших класса: автоматические и полуавтоматические. В полуавтоматических устройствах ввода графической информации функции поиска и выделения элементов изображения возлагаются на человека, а преобразование координат считываемых точек выполняется автоматически. В полуавтоматических устройствах процесс поиска и выделения элементов изображения осуществляется без участия человека. Эти устройства строятся либо по принципу сканирования всего изображения с последующей его обработкой и переводом из растровой формы представления в векторную, либо по принципу слежения за линией, обеспечивающей считывание графической информации, представленной в виде графиков, диаграмм, контурных изображений. Основными областями применения устройств ввода графической информации являются системы автоматизированного проектирования, обработки изображений, обучения, управление процессами, мультипликации и многие другие. К этим устройствам относятся сканеры, кодирующие планшеты (дигитайзеры), световое перо, сенсорные экраны, цифровые фотокамеры, видеокамеры, клавиатура компьютера, манипулятор «мышь» и другие.
Клавиатура (Keyboard) предназначена для ввода в компьютер информации от пользователя.
Клавиатура, несмотря на сильную конкуренцию со стороны мыши, является основным устройством ввода. Ее главенствующее положение навряд ли изменится до тех пор, пока не буде создана надежная и недорогая система распознавания человеческой речи.
Клавиатура с пластмассовыми штырями
Для изготовления таких клавиатур используется пластмасса и резина. Нажатие клавиши на такой клавиатуре часто вызывает ощущение исключительной мягкости. Если не смотреть на экран, то неизвестно, нажата клавиша или нет. Другой недостаток этих клавиатур - вибрация, которая вызывает эффект многократного размыкания контакта клавиши, если она нажимается неправильно. Таким образом, легко может получиться так, что при нажатии клавиши соответствующий символ отображается на экране несколько раз. Для устройства, на котором печатают «вслепую» или с высокой скоростью, это крайне нежелательный побочный эффект.
Клавиатура со щелчком
Описанные выше явления отсутствуют в клавиатуре со щелчком. При нажатии клавиши на такой клавиатуре механическое сопротивление клавиши тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления нужно затратить определенную силу, после чего клавиша идет очень легко. Таким образом обеспечивается однозначный контакт.
Нажатие и отпускание клавиши сопровождается щелчком, отсюда и название. Клавиатуры со щелчком предпочтительнее клавиатур без щелчка, потому что в этом случае можно быть уверенным в обеспечении относительно «чистого» нажатия на клавишу.
Для подключения клавиатуры используется кабель длиной около 1м., имеющий 5-ти конткактный DIN-разъем или 6-ти контактный Mini-DIN (PS/2).
Клавиатура является одним из важнейших устройств, определяющим условия комфортабельной работы на РС. Главным элементом в клавиатуре являются клавиши. При покупке клавиатуры следует тщательно опробовать их работу, чтобы определить, удовлетворяет ли «механика» клавиатуры вашим индивидуальным требованиям. Практически неважно, какие материалы используются для корпуса клавиатуры и клавиш. Это может быть как пластмасса, так и металл. Цвет и другие аспекты с функциональной точки зрения не так важны, как используемая механика клавиатуры.
Наряду с клавиатурой мышь является важнейшим средством ввода информации в компьютер. Мышь представляет собой небольшую коробочку с несколькими кнопками, легко умещающуюся в ладони. Обычно выпускаются мыши с двумя-тремя кнопками, но специальные модели имеют больше трех кнопок (например Internet mouse). Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом. Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но допускают замену мыши командами вводимыми с клавиатуры.
Для оптимального функционирования мышь должна передвигаться по плоской поверхности - обычно применяются специальные коврики (Mouse pad).
Оптико-механическая мышь
Несмотря на название, это самая обычная мышь. Движения, содержащегося внутри, металлического шарика покрытого резиной, регистрируются двумя пластмассовыми валиками, расположенными под прямым углом друг к другу (ось X и Y). Эти валики на конце имеют диск с растровыми отверстиями (подобие колеса со спицами). При перемещении мыши по коврику шарик приводит в движение соприкасающиеся с ним валики с дисками. Каждый диск расположен между источником света и фоточувствительным элементом, которые по порядку освещения фоточувствительных элементов и определяют направление и скорость движения мыши.
Оптическая мышь
Оптическая мышь работает по принципам, схожим с работой оптико-механической мыши, только перемещение мыши регистрируется не механическими валиками. Оптическая мышь посылает луч на специальный коврик. Этот луч после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется электроникой, которая в зависимости от типа полученного сигнала определяет направление движения мыши, основываясь либо на углах падения света, либо на специальной подсветке. Преимущество такой мыши - достоверность и надежность. Уменьшение количества механических узлов приводит к увеличению ее срока службы.
Инфракрасные мыши
Крестными отцами инфракрасной мыши стали телевизоры, видеомагнитофоны и т. п. с дистанционным управлением. Рядом или на компьютере установлен приемник инфракрасного излучения, который кабелем соединяется с РС. Движение мыши регистрируется при помощи уже известной механики и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник. Преимущество свободного передвижения несколько снижается имеющимся при этом недостатком. Для безупречной передачи инфракрасного сигнала всегда должен быть установлен «зрительный» контакт между приемником и передатчиком. Нельзя загораживать излучатель такой мыши книгами, теплопоглощающими или другими материалами, так как при малой мощности сигнала мышь будет не в состоянии передать сигнал на РС. Инфракрасные мыши оборудуются аккумулятором или обычной батарейкой.
Радиомышь
Более интересной альтернативой является передача информации от мыши посредством радиосигнала. При этом необходимость в зрительном контакте между приемником и передатчиком отпадает. Работа таких мышей может быть нарушена внешними помехами.
По принципу действия трекбол (Track ball) лучше всего сравнить с мышкой, которая лежит на столе “брюшком” вверх.
Существует два основных способа подключения мышей (проводных): через последовательный порт - 9-ти контактный Sub-D-разъем и через 6-ти контактный разъем PS/2.
Сканер относится к автоматическим устройствам ввода графической информации. Существуют несколько типов сканеров, различающихся по способу перемещения считывающего механизма (его головки) и оригинала относительно друг друга: ручной, рулонный, планшетный, проекционный и барабанный.
Ручной сканер - самый простой тип сканера. Здесь роль привода считывающего механизма выполняет рука человека, и по характеру работы этот тип сканеров чем-то напоминает мышь. Очевидно что, насколько равномерно пользователь перемещает сканер, зависит степень искажения передаваемого в компьютер изображения. К основным достоинствам этого типа сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена, а недостатки вытекают из принципа конструкции. При помощи таких сканеров невозможно ввести изображение формата А4 за один проход, поскольку считывающая головка имеет малые габариты (стандартная ширина - 105 мм). Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую «склейку» изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. В общем добиться высокого качества изображения с их помощью очень трудно, поэтому ручные сканеры можно использовать для ограниченного круга задач. Кроме того, они совершенно лишены «интеллектуальности», свойственной другим типам сканеров.
У рулонных сканеров сканирующая головка стоит на месте, а бумага перемещается относительно нее с помощью протяжного механизма (как в матричном принтере). Основное достоинство - при сравнительно невысокой цене сканера - возможность ввода документов формата А4. Однако отсканировать книгу удастся, лишь предварительно разделив ее на отдельные листы.
Этого недостатка лишены планшетные (наиболее распространенный тип) сканеры, у которых сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Первоначально использовались для сканирования непрозрачных оригиналов. Почти все модели имеют съемную крышку, что позволяет сканировать «толстые» оригиналы (журналы, книги). Дополнительно некоторые модели могут оснащаться механизмом подачи отдельных листов. В последнее время многие фирмы-лидеры в производстве планшетных сканеров стали дополнительно предлагать слайд-модуль (для сканирования прозрачных оригиналов). Слайд-модуль имеет свой расположенный сверху источник света. Такой слайд-модуль устанавливается на планшетный сканер вместо простой крышки и превращает его в универсальный.
У проекционных сканеров считывающая часть перемещается при помощи микромеханизма. Внешний вид их напоминает фотоувеличитель. Некоторые из этих сканеров не используют специального источника света, им достаточно естественного освещения. Хотя проекционные сканеры обеспечивают сканирование с высоким разрешением и качеством слайдов небольшого формата (как правило, размером не более 4 на 5 дюймов), документов, книг, добавляя способность вводить в компьютер проекции трехмерных предметов, они обладают существенным недостатком - низкой скоростью сканирования. Существуют две модификации: с горизонтальным и вертикальным расположением оптической оси считывания.
Основное отличие барабанных сканеров состоит в том, что оригинал закрепляется на прозрачном барабане, который вращается с большой скоростью. Считывающий элемент располагается максимально близко от оригинала. Данная конструкция обеспечивает наибольшее качество сканирования. Обычно в барабанные сканеры устанавливают три фотоумножителя, и сканирование осуществляется за один проход. «Младшие» модели у некоторых фирм с целью удешевления используют вместо фотоумножителя фотодиод в качестве считывающего элемента. Барабанные сканеры способны сканировать непрозрачные и прозрачные одновременно.
Типов оригиналов бывает всего два: прозрачные (негативные и позитивные слайды), которые сканируют в проходящем свете, и непрозрачные, сканируемые в отраженном свете. Непрозрачные оригиналы представляют собой либо аналоговые изображения - фотографии, либо дискретные - иллюстрации из печатных изданий.
Кроме того, к устройствам ввода информации относятся:
ДЖОЙСТИК - (англ. Joystick = Joy + Stick) - устройство управления в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях. На рычаге могут быть разного рода гашетки и переключатели. Также словом «джойстик» в обиходе называют рычажок управления, например, в мобильном телефоне.
В русском языке ручку управления промышленными механизмами и транспортными средствами (самолётом и т. д.) джойстиком не называют никогда (в отличие от английского joystick).
СВЕТОВОЕ ПЕРО - (англ. lightpen, также - стило, англ. stylus) - один из инструментов ввода графических данных в компьютер, разновидность манипуляторов.
Внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов ввода-вывода компьютера. Обычно на световом пере имеется одна или несколько кнопок, которые могут нажиматься рукой, удерживающей перо. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, «указываемую» пером на экране и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать её тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования. Кнопки используются аналогично кнопкам манипулятора типа «Мышь» - для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов.
Световое перо было распространено во время распространения графических карт стандарта EGA, которые обычно имели разъем для подключения светового пера. Световое перо невозможно использовать с обычными ЖК-мониторами.
ДИГИТАЙЗЕР (со световым пером) - Графический планшет (или дигитайзер, диджитайзер, от англ. digitizer) - это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера.
Основные пользовательские характеристики:
Рабочая площадь - Рабочая площадь обычно приравнивается к одному из стандартных бумажных форматов (А7-А0). Стоимость приблизительно пропорциональна площади планшета. На больших планшетах работать удобнее.
Разрешение - Разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом точек на дюйм (англ. dotsperinch, dpi). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч dpi.
Число степеней свободы - Количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных характеристик взаимного положения планшета и пера.
Минимальное число степеней свободы - 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета.
ТАЧПАД (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.
Принцип работы. Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью.
Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов тачпад будет работать только при достаточной площади соприкосновения. (Попробуйте касаться тачпада пальцем лишь чуть-чуть). Влажные пальцы затрудняют работу тачпада.
СЕНСОРНЫЙ ЭКРАН - предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану. Сенсорные экраны зарекомендовали себя как наиболее удобный способ взаимодействия человека с машиной. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надёжность, устойчивость к жёстким внешним воздействиям (включая вандализм), интуитивно понятный интерфейс.
Сенсорные экраны используются в платежных терминалах, информационных киосках, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности.
Принцип работы. Сенсорный экран представляет собой стеклянную конструкцию, размещаемую на поверхности дисплея, отображающего систему навигации. Выбор необходимой функции системы происходит при прикосновении к соответствующему изображению на экране. Контроллер сенсорного экрана обрабатывает координаты точки прикосновения и передает их в компьютер. Специальное программное обеспечение запускает выбранную функцию.
К устройствам ввода относятся:
Клавиатура – клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации;
Стандартная клавиатура содержит:
1) набор алфавитно-цифровых клавиш;
2) дополнительно управляющие и функциональные клавиши;
3) клавиши управления курсором;
4) малую цифровую клавиатуру
Координатные устройства ввода - манипуляторы для управления работой курсора (Мышь, Трекбол, Тачпад, Джойстик)
У мыши и трекбола вращение металлического шара, покрытого резиной, передается двум пластмассовым валам, положение которых рассчитывается инфракрасными оптопарами и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране. Тачпад -манипулятор для портативных компьютеров, встроен в ПК, перемещение курсора осуществляется путем прикосновения к тачпаду пальцев. Джойстик – манипулятор для управления электронными играми.
Сканер – устройство ввода и преобразования в цифровую форму изображений и текстов. Существуют планшетные и ручные сканеры.
Цифровые камеры – формируют любые изображения сразу в компьютерном формате;
Микрофон – ввод звуковой информации. Звуковая карта преобразует звук из аналоговой формы в цифровую.
Сенсорные устройства ввода:
Сенсорный экран - чувствительный экран. Общение с компьютером осуществляется путем прикосновения пальцем к определенному месту экрана. Им оборудуют места операторов и диспетчеров, используют в информационно-справочных системах
Дигитайзер – устройство преобразования готовых (бумажных) документов цифровую форму
Световое перо – светочувствительный элемент. Если перемещать перо по экрану, то можно им рисовать. Обычно применяют в карманных компьютерах, системах проектирования и дизайна