омпьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств . Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода . Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную ЭВМ (внутреннее, машинное представление информации), после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку. К устройствам ввода-вывода информации можно отнести любое устройство, которое позволяет ввести данные в ЭВМ и/или вывести данные из ЭВМ в заданной форме. Обычно такие устройства специализируются либо только на вводе данных (клавиатура, мышь, сканер, веб-камера), либо только на выводе (монитор, принтер, аудиоколонки). В настоящее время появились , например сенсорные дисплеи , которые позволяют и то, и другое. К многофункциональным устройствам можно отнести также сетевые устройства , обеспечивающие обмен информацией в обе стороны.

Устройства ввода данных

У

стройства ввода данных подразделяются на устройства ввода знаковых данных , устройства командного управления и устройства ввода графических данных . К устройствам ввода знаковых данных относятся устройства с клавиатурным вводом . К устройствам командного управления принадлежат манипуляторы : мышь, трекбол, пенмаусы, джойстики. К устройствам ввода графической информации относятся: сканеры, графические планшеты (дигитайзеры), цифровые фотокамеры. Разновидность периферийных устройств пользовательского интерфейса, обеспечивающих ввод пространственных координат (в одном, двух, трёх измерениях) получила название координатных устройств ввода . Примерами таких устройств могут служить: мышь, джойстик, трекбол, дигитайзер, сенсорная панель.

Клавиатура (keyboard) является основным устройством ввода знаковых данных, а также некоторой управляющей информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на системной плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. При нажатии пользователем клавиши на клавиатуре, контроллер клавиатуры преобразует код нажатой клавиши в соответствующую последовательность бит и передает их компьютеру. Отображение набранных на клавиатуре символов на экране компьютера называется эхом . Наиболее важными характеристиками клавиатуры являются чувствительность клавиш к нажатию , мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами . Долговечность клавиатуры определяется количеством нажатий , которые она может выдержать. Клавиатура проектируется таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 миллионов нажатий. Клавиатуры бывают обычные и специальные .

Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается изменением формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку. Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называются эргономичными клавиатурами (как бы «разломанными» надвое). Такие клавиатуры предназначены для ввода большого количества знаковой информации. Они повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня. Раскладка клавиш стандартной клавиатуры далека от оптимальной. В настоящее время существуют клавиатуры, например клавиатура Дворака , с оптимизированной раскладкой. Однако для работы на клавиатурах с нестандартной раскладкой необходимо специально учиться, поэтому на практике такими клавиатурами оборудуются только специальные рабочие места.

По методу подключения клавиатуры к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. В беспроводных моделях связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей. Источником сигнала является клавиатура. Управление такой клавиатурой – дистанционное. Радиус действия составляет несколько метров.

Манипуляторами являются координатно-указательные устройства , преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов, кроме мыши, выделяют: трекбол, пенмаус, джойстик, трекпойнт, тачпад, световое перо.

Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов на экране монитора с помощью специального указателя. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно мышь используется при работе с графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих командd:\Documents and Settings\Алла\Рабочий стол\Тест-Кисленко_дек_2009\Литература\Алексеев. Электронный учебник по информатике\text\IO.html - footnotes#footnotes. Мышь состоит из пластикового корпуса, сверху располагаются кнопки (клавиши), соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для увеличения сцепления шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и передает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые поступают по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер направляет обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. Разрешающая способность мыши обычно составляет 600 dpi . Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм=
2,54 см) указатель мыши перемещается на экране на 600 точек.

Имеющиеся сегодня на компьютерном рынке мыши подразделяются на четыре основные группы: 1) простейшие роликовые; 2) оснащенные колесиками для прокрутки содержимого на экране; 3) оптические; 4) с «обратной связью», позволяющие тактильно ощутить поверхность виртуального «рабочего стола». У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между двумя крайними клавишами современных мышей часто располагают скрол . Это дополнительное устройство в виде колесика, которое позволяет осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции. Оптические мыши - сложное и дорогое устройство, требующее специального планшета, но более надежное и долговечное. В них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола. Инфракрасная мышь - устройство, которое отличается от обычной наличием беспроводной связи с системным блоком.

Трекбол – манипулятор в форме шара. По функциям близок мыши, но шарик в нем бόльших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. По сравнению с мышью он занимает на столе меньше места. Большинство портативных ПК оснащаются встроенным трекболом.

Пенмаус (pen mouse ) – аналог шариковой ручки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел для регистрации величины перемещения.

Джойстик – манипулятор рычажно-нажимного типа. Он представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране. Джойстикичаще всего используются для компьютерных игр. Аналогично им существуют: джойпады, геймпады и штурвально-педальные устройства . Такие устройства подключаются к специальному порту на звуковой карте или к USB-порту.

Трекпойнт – маленький джойстик, который размещается обычно в центре клавиатуры и управляется нажатием пальца.

Тачпад (сенсорная панель ) - указательное устройство координатного ввода. Начиная с 1994 года тачпад стал наиболее распространенным устройством управления курсором для ноутбуков. До тачпадов в ноутбуках применялись трекболы. Компания Apple традиционно использует для обозначения тачпада слово «трекпад» (trackpad ). Сенсорную панель изобрел Джордж Герфид в 1988 году. Она представляет собой площадку (TouchPad - сенсорная площадка), чувствительную к нажатию пальца. Как и другие указательные устройства, тачпад управляет указателем с помощью перемещения пальца по поверхности площадки. Физически сенсорная площадка представляет собой сетку из металлических проводников, разделенных тонкой изолирующей прокладкой. Такая конструкция эквивалентна набору большого количества миниатюрных конденсаторов. Приближение руки пользователя к поверхности площадки вызывает изменение емкости этих конденсаторов. По изменению емкости можно точно определить координаты пальца на поверхности площадки. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превосходит 50 см². Они являются устройствами с довольно низким разрешением. Этого достаточно для использования их в повседневной работе за компьютером (офисные приложения, веб-браузеры, логические игры), но затрудняет работу в графических программах. Однако тачпад по сравнению с другими манипуляторами имеет следующие достоинства:

– не требует большого пространства;

– расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры (в отличие от мыши);

– для перемещения курсора достаточно лишь небольшого перемещения пальца;

– работа с ним не требует особого привыкания, как например, в случае с трекболом;

– с помощью тачпада (не прикасаясь к кнопкам) можно выполнять часть манипуляций, характерных для левой кнопки мыши:

· короткое касание - щелчок;

· двойное короткое касание - двойной щелчок;

· незавершённое двойное касание с последующим перемещением - перемещение объекта или выделение;

– отдельные участки тачпада (полоска справа и сверху/снизу) могут быть использованы для вертикальной и горизонтальной прокрутки.

Применение сенсорных панелей имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надежность, устойчивость к жестким внешним воздействиям, интуитивно понятный интерфейс.

Световое перо – светочувствительное устройство снятия координат точек экрана. В наконечнике светового пера установлен фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал. На основе этого вычисляются координаты точки, к которой поднесено световое перо в данный момент времени. Световое перо не требует специального экрана и используется для ввода данных в самых маленьких ПК – в карманных микрокомпьютерах.

Сканер – устройство для считывания в компьютер растровых (точечных) графических изображений. С помощью сканеров можно вводить и знаковую (текстовую) информацию, при этом исходный текст вводится в графическом виде, а затем обрабатывается программами распознавания образов. Принцип работы сканера заключается в следующем. В сканер закладывается лист бумаги с текстом или изображением. Во время сканирования вдоль листа плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. В цветных сканерах имеется три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал в цифровом виде передается на контроллер сканера. Главные характеристики сканеров - это скорость считывания , которая выражается количеством сканируемых страниц в минуту (pages per minute – ppm ), и разрешающая способность (dots per inch – dpi ), выражаемая числом точек, которые сканер может распознать на полоске изображения в 1 дюйм.

Различают сканеры планшетные , ручные , протягивающие , барабанные , сканеры форм и штрих-сканеры.

Планшетные сканеры –предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Они получили наибольшее распространение. Планшетные сканеры позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей. Принцип действия таких сканеров заключается в том, что луч света, отраженный от поверхности материала или прошедший через него, фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляются в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Основные потребительские параметры планшетных сканеров следующие:

– разрешающая способность – зависит от плотности размещения приборов ПЗС на линейке, от точности позиционирования линейки при сканировании. Для офисных сканеров разрешающая способность составляет 600-1200 dpi , для профессионального применения – 1200-3000 dpi ;

– производительность –определяется продолжительностью сканирования листа бумаги и зависит от формата, механической части устройства и от типа интерфейса;

– динамический диапазон – определяется логарифмом отношения яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков. Для офисного применения составляет 1,8-2,0 и для профессионального – от 2,5 (для непрозрачных материалов) до 3,5 (для прозрачных материалов).

Протягивающие сканеры (страничные ) –предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Такие сканеры занимают мало места и оснащаются автоподачей листов.

Ручные сканеры. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста.Принцип действия ручных сканеров соответствуетпланшетным сканерам. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом неудовлетворительная. Разрешающая способность составляет 150-300 dpi .

Барабанные сканеры . Исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройство такого типа обеспечивает наивысшее разрешение (2400-5000 dpi ) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Используется для сканирования исходных изображений высокого качества, но имеющих недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов
и т. п.).

Сканеры форм . Используется для сканирования стандартных форм, заполненных от руки (при переписи населения, обработки выборов и т.п.). Не требуется высокого качества сканирования, основным потребительским параметром является быстродействие.

Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров используется для чтения и ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Используются в розничной торговле.

Дигитайзер (диджитайзер , графический планшет )– это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша (пера). Принцип действия графических планшетов – это фиксация перемещения карандаша относительно планшета. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.Дигитайзеры широко используют художники, иллюстраторы, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (кисть, карандаш, перо). Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в lpi (lines per inch – линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера. В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 lpi , а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.

Цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты) формируют видеоизображения и фотоснимки сразу в компьютерном (цифровом) формате. Как и сканеры, они воспринимают графические данные с помощью ПЗС, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС.

Цифровые видеокамеры могут быть постоянно подключены к компьютеру и тем самым способны выполнять запись изображений на жесткий диск или их передачу по компьютерной сети. Для передачи «живого» видеоизображения по компьютерной сети используются недорогие Web-камеры с разрешающей способностью 640´480 точек.

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272×1704 точек. Для хранения изображений в цифровых фотоаппаратах используется флэш-память или маленький жесткий диск. При подключении фотокамеры к компьютеру можно осуществлять запись изображений на жесткий диск компьютера. Среди дополнительных возможностей цифровых фотокамер – встроенный жидкокристаллический экран для просмотра отснятых кадров и телевизионный выход.

Телевизионный тюнер (ТВ-тюнер ) – специальная плата с телевизионным входом, которая может быть вставлена в компьютер. Если к этому входу подключить телевизионную антенну, то можно просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

Микрофон – для ввода звуковой информации. Микрофон подключается к звуковой карте, которая обеспечивает 16-битное кодирование звука.

Устройства вывода данных

П

осле ввода исходных данных компьютер должен их обработать в соответствии с заданной программой и посредством устройств вывода вывести результаты в форме, удобной для восприятия пользователем или для использования другими автоматическими устройствами. Выводимая информация может отображаться в текстовом или графическом виде. Для этого используются мониторы , принтеры или плоттеры . Информация может также воспроизводиться в виде звуков с помощью акустических колонок (аудиоколонок) или головных телефонов (наушников), регистрироваться в виде тактильных ощущений в технологии виртуальной реальности, распространяться в виде управляющих сигналов, передаваться в виде электрических сигналов по сети.

Монитор (дисплей) является основным устройством отображения текстовой и графической информации на экране. По размеру диагонали экрана выделяют мониторы 14-дюймовые,
15-дюймовые, 17-дюймовые, 19-дюймовые, 21-дюймовые. Чем больше диагональ монитора, тем он дороже. По цветности мониторы бывают монохромные и цветные . Любое изображение на экране монитора образуется из светящихся разными цветами точек, называемых пикселями (это название происходит от PICture CELL – элемент картинки). Пиксель – это самый мелкий элемент, который может быть отображен на экране. Чем качественнее монитор, тем меньше размер пикселей, тем четче и контрастнее изображение, тем легче прочесть самый мелкий текст, а значит, и меньше напряжение глаз. По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой (Catode Ray Tube – CRT) и жидкокристаллические – (Liquid Crystal Display - LCD).

Возможности ПК по отображению информации определяются характеристиками монитора и видеоадаптера. Основными характеристиками мониторов, определяющими его разрешающую способность и четкость изображения, являются максимальное число отображаемых пикселей по вертикали и горизонтали , глубина цвета (количество воспроизводимых цветов), максимальная яркость и контрастность . Часто первую характеристику заменяют парой – размером экрана (диагонали) и размером зерна (элемента изображения точки). Размер мельчайших элементов изображения – это величина, обратная разрешению . Этой величиной характеризуют также максимальную четкость мониторов. Чем меньше зерно, тем выше четкость и тем меньше устает глаз. Величина зерна современных мониторов составляет от 0,25 до 0,28 мм. Максимальная контрастность показывает во сколько раз могут отличаться по яркости одновременно воспроизводимые объекты.

В мониторах с электронно-лучевой трубкой изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный , зеленый и синий . Цвет каждой точки экрана определяется смешением свечения трех разноцветных точек (триады), отвечающих за данный пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку. Электронный пучок формируется с помощью электронной пушки. Электронная пушка состоит из нагреваемого при прохождении электрического тока проводника с высоким удельным электрическим сопротивлением, эмитирующего электроны покрытия, фокусирующей и отклоняющей систем. При прохождении электрического тока через нагревательный элемент электронной пушки, эмитирующее покрытие, нагреваясь, начинает испускать электроны. Под действием ускоряющего напряжения электроны разгоняются и достигают поверхности экрана, покрытой люминофором, который начинает светиться. Управление пучком электронов осуществляется отклоняющей и фокусирующей системами, которые состоят из набора катушек и пластин, воздействующих на электронный пучок с помощью магнитного и электрического полей. В соответствии с сигналами развертки, подаваемыми на электронную пушку, электронный луч пробегает по каждой строчке экрана, последовательно высвечивая соответствующие точки люминофора. Дойдя до последней точки, луч возвращается к началу экрана. Таким образом, в течение определенного периода времени изображение перерисовывается. Частоту смены изображений определяет частота горизонтальной синхронизации . Это один из наиболее важных параметров монитора, определяющий степень его вредного воздействия на глаза. В настоящее время гигиенически допустимый минимум частоты горизонтальной синхронизации составляет 80 Гц, у профессиональных мониторов она составляет 150 Гц. Современные мониторы с электронно-лучевой трубкой имеют специальное антибликовое покрытие, уменьшающее отраженный свет окон и осветительных приборов. Кроме того, монитор покрывают антистатическим покрытием и пленкой, защищающей от электромагнитного излучения. Дополнительно на монитор можно установить защитный экран, который необходимо подсоединить к заземляющему проводу, что также защитит от электромагнитного излучения и бликов. Уровни излучения мониторов нормируются в соответствии со стандартами LR, MPR и MPR-II. Главным недостатком мониторов с ЭЛТ является их относительная громоздкость, особенно при больших экранах.

Жидкокристаллические мониторы (LCD – Liquid Crystal Display ) имеют меньшие размеры, потребляют меньше электроэнергии, обеспечивают более четкое статическое изображение. В них отсутствуют типичные для мониторов с электронно-лучевой трубкой искажения. Жидкокристаллические мониторы практически не производят вредного для человека излучения. Принцип отображения в жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, расположенные по краям жидкокристаллической матрицы. Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света либо поляризуется, либо не поляризуется. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит окраска лучей в нужную цветовую палитру. Среди недостатков можно отметить меньшее, чем у ЭЛТ, быстродействие, ограниченный угол обзора по горизонтали и вертикали.

Принтеры – печатающие устройства вывода графической и текстовой информации на бумагу или на специальную прозрачную пленку. Ширина каретки обычно соответствует бумажному формату А3 или А4. Принтеры классифицируются:

· по принципу действия : матричные, струйные, лазерные и светодиодные принтеры;

· по способу формирования изображения : последовательные, строчные, страничные;

· по способу печати : ударные, безударные;

· по цветности : чёрно-белые, цветные.

Наиболее распространены три типа принтеров: матричные , струйные и лазерные. Для ускорения работы, принтеры имеют собственную память, в которой хранится образ информации, подготовленной к печати. Основными характеристиками принтеров, обеспечивающими качество печати, являются следующие.

– Разрешающая способность - определяет четкость изображения. Измеряется в dpi (числом точек на дюйм). Для большинства недорогих принтеров составляет 600 dpi .

– Скорость печати - измеряется количеством листов, печатаемых в минуту. Недорогие принтеры печатают 3-6 листов в минуту.

– Цвет - является важной характеристикой при печати изображений с различным количеством оттенков. Различают цветную печать с ограниченным количеством оттенков (например, в цветной газете) и полноцветную печать (в журнале). Цветные принтеры могут печатать и черно-белые материалы.

– Память используется в момент приема поступающей на печать информации. Большая память повышает скорость печати, особенно графических изображений. Объем памяти принтеров составляет 1 Мбайт и более.

Матричные принтеры (ударные ) - схожи по принципу действия с печатной машинкой. Печатающая головка перемещается в поперечном направлении и формирует изображение из множества точек, ударяя иголками (цилиндрическими стержнями) по красящей ленте. Красящая лента перемещается через печатающую головку с помощью микроэлектродвигателя. Бумага перемещается в продольном направлении после формирования каждой строчки изображения. Основное достоинство матричных принтеров - низкая цена расходных материалов и невысокие требования к качеству бумаги.Качество таких принтеров зависит от количества иголок в печатающей головке. Самые распространенные - 9-игольчатые и 24-игольчатые принтеры. Производительность работы матричных принтеров оценивается по количеству печатаемых знаков в секунду (cps – characters second ). Полиграфическое качество изображения, получаемого с помощью матричных принтеров, низкое. Они шумны во время работы. В настоящее время матричные принтеры считаются устаревшими и практически не выпускаются.

Струйные принтеры - относятся к безударным принтерам . Изображение формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Печатающая головка струйного принтера имеет микросопла, через которые на прокручивающую бумагу под давлением производится выброс микрокапель красителя (черных или цветных быстросохнущих чернил). В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта . Качество печати зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. Особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги. Положительные свойства струйных принтеров – это более качественная печать, небольшое количество движущихся механических частей, простота и надежность в эксплуатации, низкая стоимость. По четкости изображения струйные принтеры приближаются к лазерным принтерам (разрешение может достигать 600 dpi ). Разрешающая способность цветных струйных принтеров может достигать 2400 dpi . Основные недостатки – нестабильность получаемого разрешения, требовательность к качеству бумаги, частая замена картриджей. Струйные принтеры нашли широкое применение в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они превосходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена .

Лазерные принтеры - относятся к безударным принтерам . Они формируют изображение из отдельных точек постранично. В лазерных принтерах используется принцип ксерографии: Первоначально изображение создается на фотобарабане, который предварительно электризуется статическим электричеством. Луч лазера в соответствии с изображением снимает статический заряд на белых участках рисунка. Затем на барабан наносится специальное красящее вещество – тонер , который прилипает к фотобарабану на участках с неснятым статическим зарядом. Затем тонер переносится на бумагу и нагревается. Частицы тонера плавятся и прилипают к бумаге. К основным параметрам лазерных принтеров относятся: разрешающая способность (dpi ), производительность (страниц в минуту), формат бумаги , объем собственной оперативной памяти . Достоинства лазерных принтеров – наилучшее качество печати, высокая скорость печати (до 30 страниц в минуту). Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi , а профессиональные модели – до 1800 dpi . Недостатки - высокая стоимость и высокая себестоимость печати. При выборе лазерного принтера необходимо учитывать стоимость оттиска и стоимость расходных материалов (тонер и барабан).

Светодиодные принтеры – имеют такой же принцип действия, как и лазерные принтеры. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка, состоящая из большого числа светодиодов (более 10 тысяч), которая расположена по всей ширине печатаемой страницы. При этом отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки. Величина разрешения светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi.

Плоттер (графопостроитель) – это устройство для отображения сложных и широкоформатных графических изображений (плакатов, чертежей, схем и т. п.) на бумаге, кальке, пленке и других подобных материалах. Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера. Плоттеры снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.

Аудиоколонки (динамики) и наушники – используются в компьютере для прослушивания звука. Они подключаются к выходу звуковой карты.

Синтезаторы звука – электронные генераторы звука, синтезаторы речи. Возможность синтезировать звук обеспечивает звуковая карта. В ее памяти хранятся звуки 128 различных музыкальных инструментов. Звуковая карта может одновременно воспроизвести 32 и более инструмента.

Многофункциональные устройства

М

ногофункциональные устройства в настоящее время приобретают все бόльшую популярность. Наибольшее распространение получили многофункциональные устройства (МФУ), обеспечивающие возможность использования различных функций по обработке бумажных и электронных документов. Благодаря широкому распространению мобильных устройств, а также различной потребительской электроники, в частности карманных персональных компьютеров , переносных навигаторов и игровых приставок, все более уверенно занимают собственную нишу во многих сторонах нашей жизни сенсорные дисплеи .

Многофункциональные устройства (МФУ) представляют собой органичное соединение бумажного и цифрового миров. Широкие возможности по обработке бумажных и цифровых документов - печать, сканирование, копирование, а также легкая интеграция в любую компьютерную сеть и систему документооборота, сделают эти аппараты незаменимыми помощниками. По своему назначению МФУ подразделяются на персональные и офисные . Назначение персональных многофункциональных устройств следует из их названия: они ориентированы на индивидуальное использование и сочетают в себе все необходимые функции для работы с бумажными и электронными документами с максимальной эффективностью. Многофункциональные офисные устройства позволяют легко управлять потоками документов в офисе. В настоящее время существует широкий спектр МФУ с различными принципами работы и функциональными возможностями.

Многофункциональные устройства Xerox и Epson – сочетают в одном устройстве функции принтера, сканера и копира. Позволяют печатать четкие тексты и яркие фотографии, которые обладают повышенной стойкостью к воде и свету. Имеют исполнение в черно-белом и цветном варианте. Являются универсальным решением для удобной и экономичной работы дома и в малом офисе.

Большой набор моделей МФУ представлено компанией Brother :

Высокоскоростное монохромное лазерное МФУ DCP-8070DN – с функцией автоматической двусторонней печати. Обеспечивает высококачественную печать, копирование и сканирование.

Высокоскоростное чёрно-белое лазерное МФУ MFC-8370DN – с автоматической двусторонней печатью и встроенным сетевым интерфейсом. Выполняет функции принтера, сканера и факс-модема (со скоростью 33,6 Кбита/с).

Цветное струйное МФУ DCP-195C – принтер, сканер и копир.

Беспроводное цветное струйное МФУ DCP-375CW –с кард-ридером (устройством для чтения карт памяти) и интерфейсом Wi-Fi. Выполняет функции принтера, сканера, копира. Обеспечивает возможность подключения к проводной и беспроводной сети.

Сенсорные дисплеи. Среди различных сенсорных дисплеев можно выделить два типа: проекционно-емкостные дисплеи (iPhone-дисплеи ), а также сенсорно-сканирующие дисплеи.

Проекционно-емкостные дисплеи. Данная технология первоначально была применена в таких моделях, как сотовые телефоны iPhone и LG Prada. При этом сенсор располагался под слоем минерального стекла, дававшего ему дополнительную защиту от царапин, а, следовательно, повышавшим его надежность. Электрические свойства проводников претерпевают изменение уже в момент приближения пальца к дисплею. Именно поэтому iPhone великолепно откликается даже на легкие касания. Проекционно-емкостные дисплеи позволяют в одно и то же время фиксировать несколько нажатий. К примеру, в iPhone для зумирования применяют двухпальцевые жесты. Экран iPhone отличается великолепным разрешением пикселей (320х480). Картинка на дисплее живая и яркая, с большим углом обзора и к тому же безупречным поведением на солнце. Подсветка экрана быстро меняется в зависимости от степени освещенности. Дисплей iPhone также снабжен датчиками, реагирующими на движение, что дает возможность автоматически изменять его ориентацию при повороте телефона. iPhone удобен, прежде всего, для работы с Интернетом.

Сенсорно-сканирующие дисплеи . Из новинок в области сенсорных дисплеев заслуживает внимание новшество, разработанное компанией Sharp . Это сенсорный дисплей, способный сканировать изображения. Новый тип дисплеев получил название «сенсорно-сканирующий дисплей». В дисплее данного типа оптический сенсор добавлен в каждую точку, что дает возможность регистрировать изменения буквально до пикселя. Такая технология позволила осуществить сложный многоточечный порядок ввода в стиле iPhone, а также оборудовать устройство специальной сканирующей функцией. Для сканирования достаточно всего лишь приложить к экрану визитную карточку, которая будет сначала отсканирована, а затем распознана при помощи соответствующего программного обеспечения. Помимо этого технология дает возможность производить дисплеи малой толщины – всего 1 мм. Данное оптическое решение также позволяет применять специальные защитные слои, предохраняющие экран от царапин и иных повреждений. На сегодняшний день сенсорно-сканирующие дисплеи могут использоваться в цифровых камерах и смартфонах. Однако будущие разработки будут проводиться с целью увеличить диагональ экрана до 12,1 дюйма (сейчас диагональ составляет 3,5 дюйма), что даст возможность применять данную технологию в ноутбуках.

Тесты

№ п/п	Вопрос	Варианты ответов
	К устройствам только вывода информации относятся….	1. Дисплей, сканер, принтер, аудиоколонки. 2. Мышь, манипулятор, сканер, принтер, аудиоколонки. 3. Дисплей, принтер, плоттер, аудиоколонки. 4. Плоттер, дисплей, стример, принтер, аудиоколонки.
	Сканер – это устройство, предназначенное для ввода…	1. Рукописного текста как обычного текста. 2. Объектных (векторных) изображений. 3. Печатного текста как обычного текста для текстового редактора. 4. Точечных (растровых) изображений.
	К устройствам координатного ввода данных относятся….	1. Мышь, принтер, аудиоколонки. 2. Мышь, джойстик, трекбол. 3. Трекбол, дисплей, стример. 4. Дисплей, сканер, джойстик.
	К основным характеристикам монитора или проектора не относятся …	1. Максимальная контрастность. 2. Число точек на дюйм. 3. Максимальная яркость. 4. Максимальные размеры изображения в пикселях.
	Характеристикой сканера, определяющей качество получаемых цифровых изображений, служит(-ат) …	1. Планшетный метод сканирования. 2. Число точек на дюйм. 3. Максимальные размеры документа. 4. Размеры цифрового изображения.
	Регистрацию растровых изображений способны обеспечить …	1. Сканеры. 2. Трекболы. 3. Сенсорные экраны. 4. Стример.
	Устройствами вывода данных являются: а) привод CD-ROM; б) жёсткий диск; в) монитор; г) сканер; д) лазерный принтер.	1. б, в, г 2. a, в, д 3. г, д 4. в, д
	При печати на струйном принтере …	1. Капля чернил впрыскивается на бумагу через сопло. 2. Иголочки ударяют по красящей ленте, оставляя следы. 3. Порошок наносится на бумагу. 4. Следы оставляются специальными наборными пластинами.
	Из приведенных утверждений верными являются:	1. При выключении компьютера содержимое памяти CMOS не сохраняется. 2. Сетевая плата является устройством приема-передачи данных. 3. Кэш-память относится к внутренней памяти. 4. Джойстик является устройством вывода данных.
	Входные сообщения для компьютеров создаются человеком с помощью: а) клавиатуры; б) манипуляторов; в) сенсорного монитора; г) принтера; д) графопостроителя; е) синтезатора речи.	1. в, д, е 2. а, б, в 3. г,д,е 4. в,г,д
	Укажите, какие устройства из предложенного списка являются устройствами вывода данных: а) плоттер; б) процессор; в) блок питания; г) монитор; д) сканер.	1. в, г, д 2. б, г, д 3. в, г 4. а, г
	Принтеры классифицируют по…	1. Способу подключения. 2. Механизму выполнения печати. 3. Алгоритму формирования изображения. 4. Механизм считывания изображения.
	Разрешающей способностью (разрешением) монитора является...	1. Количество отображаемых цветов. 2. Размер диагонали экрана. 3. Количество точек (пикселей) изображения по горизонтали и вертикали экрана. 4. Количество точек (пикселей) на см 2 .
	Свойство компьютерной видеосистемы и операционной системы, определяющее размер изображения, которое может быть размещено на экране целиком, называется...	1. Физическим размером изображения. 2. Разрешением экрана. 3. Разрешением изображения. 4. Разрешением принтера.
	Устройствами ввода данных являются: а) жёсткий диск; б) джойстик; в) мышь; г) регистры; д) привод CD-ROM.	1. г, д 2. а, г 3. а, д 4. б, в
	Характеристиками LCD мониторов персонального компьютера являются: a) физический размер экрана; b) угол обзора; c) объем хранимых данных; d) размер точки.	1. a, d 2. a, b, c 3. a, b 4. b, c, d
	К устройствам вывода НЕ ОТНОСИТСЯ…	1. Принтер. 2. Монитор. 3. Плоттер. 4. Мышь.
	Выберите устройство ввода.	1. Принтер. 2. Монитор. 3. Винчестер. 4. Мышь.
	Какое устройство из ниже перечисленных входит в базовую аппаратную конфигурацию компьютера?	1. Принтер. 2. Клавиатура. 3. Звуковые колонки. 4. Сканер.
	Что такое сканер?	1. Устройство ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. 2. Устройство для печати документов. 3. Устройство для чтения компакт-дисков. 4. Устройство для связи с удаленным компьютером.
	Какая клавиша на клавиатуре используется для подтверждения ввода информации?	1. Delete 2. Escape 3. Ctrl 4. Enter
	Что не относится к устройствам ввода-вывода?	1. Монитор. 2. Принтер. 3. Мышь. 4. Модем.
	Для чего предназначена клавиша Shift?	1. Для ввода данных. 2. Для переключения регистра. 3. Для отмены ввода. 4. Для удаления данных.
	Какие размеры мониторов относятся к стандартным?	1. 14" 2. 15" 3. 16" 4. 17" 5. 18"
	Какие типы принтеров, классифицирующиеся по принципу действия, существуют?	1. Монохромные. 2. Матричные. 3. Струйные. 4. Лазерные. 5. Светодиодные. 6. Цветные.
	Специализированный принтер для вывода на печать чертежей - …	1. Лазерный принтер. 2. Плоттер. 3. Струйный принтер. 4. Матричный принтер.
	Какие из перечисленных устройств относятся к устройствам ввода информации?	1. Сканер. 2. Принтер. 3. Колонки. 4. Монитор. 5. Микрофон. 6. Клавиатура.
	Какие из перечисленных ниже устройств относятся к устройствам вывода информации? А. Сканер. Б. Принтер. В. Плоттер. Г. Монитор. Д. Микрофон. Е. Колонки.	1. БВГД 2. АБВГД 3. БВГЕ 4. АБГД
	Какое устройство нельзя отнести к устройствам ввода информации?	1. Световое перо. 2. Клавиатура. 3. Трекбол. 4. Дискета.
	Какое из перечисленных устройств вывода можно использовать для ввода информации?	1. Монитор с сенсорным экраном. 2. Принтер-копир. 3. Плоттер. 4. Звуковые колонки.
	Какое устройство позволяет получить электронную копию изображения с бумажного прототипа?	1. Графопостроитель. 2. Сканер. 3. Копировальное устройство. 4. Принтер.
	Установите соответствие между устройством и его назначением.	1. ААБАБ 2. ААБВБ 3. БААБА 4. ВББАБ
	К основным характеристикам монитора относятся: А. Разрешающая способность экрана. Б. Размер по диагонали. В. Цветность. Г. Тип видеокарты. Д. Способ формирования изображения. Е. Дизайн.	1. АБВГ 2. АБВД 3. АБВЕ 4. БВГД
	К основным характеристикам принтера относятся: А. Качество печати. Б.Число печатаемых копий документа. В. Цветность. Г. Скорость печати. Д. Возможность печати фотографий.	1. БВГ 2. АВГ 3. АБВ 4. ВГД
	Установите соответствие между периферийными устройствами и их разновидность в классификации. Введите для каждого устройства соответствующую букву.	Ответ: А Б А А Б А
	Как называется устройство для вывода на печать конструкторских документов (чертежей)?	1. Сканер. 2. Факс. 3. Плоттер. 4. Модем.
	Сканер – это устройство для…	1. Ввода в компьютер текста и графики. 2. Рисования. 3. Записи звуков. 4. Диагностики неисправностей в компьютерной технике.
	Какие из перечисленных устройств предназначены для вывода информации?	1. Плоттер. 2. Пойнтер. 3. Принтер. 4. Трекбол. 5. Диджитайзер.
	Плоттер – это…	1. Устройство для выполнения технических чертежей, построения графиков и рисования плакатов с использованием бумаги больших форматов. 2. Программа для выполнения сложных инженерных расчетов. 3. Устройство для печатания цветных наклеек. 4. Уплотнитель данных на диске.
	К координатным манипуляторам относятся:	1. Сканер. 2. Мышь. 3. Сенсорный экран. 4. Трекбол. 5. Трекпойнт. 6. Клавиатура.
	Мониторы на ЭЛТ характеризуются такими параметрами, как…	1. Длина диагонали. 2. Число дорожек. 3. Информационная емкость. 4. Разрешающая способность. 5. Частота кадровой развертки.
	Для LCD-мониторов существенные характеристики – это…	1. Разрешение. 2. Частота обновления экрана. 3. Низкое энергопотребление. 4. Практически отсутствие искажений.
	Диджитайзер – это…	1. Программа распознавания текста. 2. Устройство для согласования параметров входных сигналов ПК. 3. Устройство поточечного координатного ввода графических изображений. 4. Средство разработки ПО.
	Разрешение монитора – это…	1. Количество точек, отображаемое на экране по горизонтали и вертикали. 2. Число цветовых оттенков, воспроизводимых на экране. 3. Частота обновления картинки монитора.

Литература по теме

Основная литература

1. Информатика. Базовый курс.2-е издание / Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2008. – 640 с.: ил.

2. Кисленко Н.П. Основы компьютерных технологий: учеб. пособие / Н.П. Кисленко; Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Новосибирск: НГАСУ, 2003. – 88 с.

3. Информатика: Учебное пособие. Под ред. проф. А.Н. Супруна / М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006 – 336 с.

Дополнительная литература

4. Колесниченко О.В. Аппаратные средства PC. / Колесниченко О.В., Шишигин И.В. – 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2001. – 1024 с.: ил.

5. Косарев В.П. Информатика: практикум для экономистов: учеб. пособие / В.П. Косарев, Е.А. Мамонтова; под ред. В.П. Косарева. – М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М. – 2009. – 544 с.: ил.

6. Информатика для экономистов: Учебник / Под общ. Ред. В.М. Матюшка. – М.: ИНФРА-М, 2006. – 880 с.

7. Агальцов В.П. Информатика для экономистов: учеб. / В.П. Агальцов, В.М. Титов. – М.: ИД «Форум»: ИНФРА-М, 2006. – 448 с.: ил. – (Высшее образование).

8. Информатика: учебник / под ред. Н.В. Макаровой. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы и статистика, 2008.

9. Акулов О.А. Информатика: базовый курс: учеб. Для студентов вузов, бакалавров, магистров, обучающихся по направлению 552800, 654600 «Информатика и вычисл. техника» / О.А. Акулов, Н.В. Медведев. – 4-е изд., стер. – Москва: Омега-Л, 2007.- 560с.

10.Гаврилов М.В. Информатика и информационные технологии: учебник для студентов вузов / М.В. Гаврилов. – М: Гардарики, 2006. – 655с.: ил.

Ответы к тестам

Тема 1. Основные понятия и методы теории информации и кодирования. Сигналы, данные, информация. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации

Похожая информация.

Устройства ввода данных - к устройствам ввода относят такие стандартные устройства, которые позволяют передать информацию от пользователя компьютеру.

• Клавиатура;
• Мышь, трекбол или тачпад;
• Джойстик;
• Сканер;
• Графический планшет (дигитайзер).

Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами).

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам:

• Группа алфавитно-цифровых клавши предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам.
• Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов.
• Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов) и верхним регистром (для ввода прописных символов) выполняют удержанием клавиши SHIFT (нефиксированное переключение).
• При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксированное переключение).
• Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры.
• Для персональных компьютеров IBM PC типовыми считаются раскладки QWERTY (английская) и ЙЦУКЕНГ (русская).
• Раскладки принято именовать по символам, закрепленным за первыми клавишами верхней строки алфавитной группы.
• Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры.
• Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы.
• Общепринятым для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.
• Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный размер. К ним относятся рассмотренные выше клавиши SHIFT и ENTER, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escape) для отказа от исполнения последней введенной команды и клавиша BACKSPACE для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево).
• Служебные клавиши PRINT SCREEN, SCROLL LOCK и PAUSE/BREAK размещаются справа от группы функциональных клавиш и выполняют специфические функции, зависящие от действующей операционной системы.
• Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели.
• Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации.
• Курсор используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры.
• Клавиши управления курсором позволяют управлять позицией ввода.
• Клавиатура является основным устройством ввода данных.
• Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных.
• Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами.

Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Мышь – устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры, мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши. В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы – драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов, средства для работы с которыми имеются в составе BIOS. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт. Кроме того, он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам. Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок (Эти нажатия называются щелчками.) В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации – ее принцип управления является событийным. Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера.

Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные мыши с тремя кнопками или с двумя кнопками и одним вращающимся регулятором. В последнее время все большее распространение получают мыши с колесиком прокрутки, расположенным между двумя кнопками и позволяющим выполнять прокрутку в любых приложениях Windows.

Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши. Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки.

Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джой-пады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Тачпад (английский 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 являются устройствами с довольно низким разрешением. Это позволяет использовать их в повседневной работе за компьютером (офисные приложения, web браузеры, логические игры), однако делает очень сложной работу в графических редакторах.

Однако у тачпадов есть и ряд преимуществ, по сравнению с другими манипуляторами:

• не требуют ровной поверхности (в отличие от мыши);
• не требуют большого пространства (в отличие от мыши или графического планшета) расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры (в отличие от мыши);
• для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца (в отличие мыши или крупного графического планшета);
• работа с ними не требует особого привыкания, как например, в случае с трекболом.

Джойстик - 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.

Сканер – устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные . В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бусмги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. После этого изображение закрывается крышкой и производится сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей.

Главные характеристики сканеров - это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute - ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch - dpi).

В современных планшетах основной рабочей частью также является сеть из проводов (или печатных проводников), подобная той, что была в «Графаконах». Эта сетка имеет достаточно большой шаг (3-6 мм), но механизм регистрации положения пера позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 200 линий на мм).

По принципу работы и технологии существуют различные типы планшетов. В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение электрического п отенциала сетки под пером. В электромагнитных - перо излучает эл ектромагнитные волны , а сетка служит приёмником. В обоих случаях на перо должно быть подано питание.

Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса , когда сетка и излучает, и принимает сигнал. При этом излучаемый сеткой сигнал используется для питания пера, которое, в свою очередь, посылает ответный сигнал, являющийся не просто отражением исходного, а заново сформированным, который, как правило, несёт дополнительную информацию, идентифицирующую конкретное перо, а также данные о силе нажатия, фиксации/положении органов управления на указателе, о том, используется ли рабочий кончик пера или его «ластик» (в случае, если такие функции в нём предусмотрены). Поэтому отдельного питания для такого устройства не требуется. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности мониторов. На таком же принципе действия основаны некоторые тачпады .

Существуют планшеты, в комплект которых входят перья, способные регистрировать силу нажатия. Как правило, в основе механизма регистрации лежит использование конденсатора переменной ёмкости . В частности, такой тип датчика используется в перьях к планшетам фирмы Wacom . Также регистрация может осуществляться с помощью компонента с переменным сопротивлением или переменной индуктивностью . Существуют реализации, в основе которых лежит пьезоэлектрический эффект . При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки. Такие планшеты вообще не требуют специального пера и позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертёжной доске.

Кроме координат пера, в современных графических планшетах также могут определяться давление пера на рабочую поверхность, наклон, направление поворота в плоскости планшета и сила сжатия пера рукой.

Также в комплекте графических планшетов совместно с пером может поставляться мышь, которая, однако, работает не как обычная к омпьютерная мышь , а по тому же принципу, что и перо. Такая мышь может работать только на планшете. Поскольку разрешение планшета гораздо выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, то использование связки мышь+планшет позволяет достичь значительно более высокой точности при вводе.

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.

В оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола вращается непосредственно рукой.

Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение которых с большой точностью считывается инфракрасными оптопарами (то есть парами "светоизлуча-тель-фотоприемник") и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране монитора. Главным "врагом" мыши является загрязнение, а способом борьбы с ним - использование специального "мышиного" коврика.

В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Источник света, размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение курсора на экране.

Разрешающая способность мышей обычно составляет около 600 dpi (dot per inch - точек на дюйм). Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм =2,54 см) указатель мыши на экране перемещается на 600 точек.

Манипуляторы имеют обычно две кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом программ. В настоящее время появились мыши с дополнительным колесиком, которое располагается между кнопками. Оно предназначено для прокрутки вверх или вниз не умещающихся целиком на экране изображений, текстов или Web-страниц.

Современные модели мышей и трекболов часто являются беспроводными, то есть подключаются к компьютеру без помощи кабеля (рис. 4.10).

В портативных компьютерах вместо манипуляторов используется сенсорная панель тачпад (от мышь и трекбол английского слова TouchPad), которая представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к перемещению пальца и нажатию пальцем. Перемещение пальца по поверхности сенсорной панели преобразуется в перемещение курсора на экране монитора. Нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши.

Для рисования и ввода рукописного текста используются графические планшеты (рис. 4.11). С помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и подписи к электронным документам. Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в Ipi (lines per inch - линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера.

В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 Ipi (перемещение пера по поверхности планшета на 1 дюйм соответствует перемещению на 2048 точек на экране монитора), а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.

Сканер. Для оптического ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов используется сканер (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Сканер

Сканируемое изображение освещается белым светом (черно-белые сканеры) или тремя цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат. В отсканированном изображении количество различаемых цветов может достигать десятков миллиардов.

Системы распознавания текстовой информации позволяют преобразовать отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы способны распознавать текстовые документы на различных языках, представленные в различных формах (например, таблицах) и с различным качеством печати (начиная от машинописных документов).

Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi и выше, то есть на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек.

Цифровые камеры и ТВ-тюнеры. Последние годы все большее распространение получают цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты - рис. 4.13). Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.

Рис. 4.13. Web-камера и цифровая фотокамера

Цифровые видеокамеры могут быть подключены к компьютеру, что позволяет сохранять видеозаписи в компьютерном формате.

Для передачи "живого" видео по компьютерным сетям используются недорогие Web-камеры, разрешающая способность которых обычно не превышает 640x480 точек.

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272x1704 точек (всего до 3,9 млн пикселей). Для хранения фотографий используются модули flash-памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.

Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

Звуковая карта. Звуковая карта производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую. Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается к входу звуковой карты. Звуковая карта имеет также возможность синтезировать звук (в ее памяти хранятся звуки различных музыкальных инструментов, которые она может воспроизводить).

Многие звуковые платы имеют специальный игровой порт (GAME-порт), к которому подключаются игровые манипуляторы (джойстики), которые предназначены для более удобного управления ходом компьютерных игр.

Вопросы для размышления

1. Какие основные группы клавиш можно выделить на клавиатуре и каково их назначение?

2. Какие существуют типы координатных устройств ввода и каков их принцип действия?

Практические задания

4.5. Экспериментальным путем определить разрешение вашей мыши. Сравнить со значением, приведенным в техническом описании.

Устройства ввода Современные компьютеры могу обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию.
Для ввода в компьютер звуковой информации применяются микрофоны; сканеры, цифровые фотоаппараты и видеокамеры используются для ввода сложных графических изображений, фотографий и видеофильмов; числовая и текстовая информация также может быть введена в память компьютера с помощью сканера. Но для того чтобы успешно работать на компьютере, необходимо знать клавиатуру – важнейшее устройство ввода в память компьютера.

Клавиатура

Клавиатура - компьютерное устройство ввода, которое служит для набора текстов и управления компьютером с помощью клавиш, находящихся на клавиатуре.
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.

Виды клавиатур


Одни клавиатуры при нажатии на клавишу издают механический щелчок, другие - молчат.

Программная поддержка
Работа любого аппаратного средства требует программного управления. Для устройств ввода (устройств вывода) управляющие программы называются ДРАЙВЕРАМИ.
Практически все выпускаемые сейчас периферийные устройства соответствуют стандарту Plug and Play (подключи и работай), позволяющему автоматически настроить устройство входе диалога с компьютером в процессе начальной загрузки.
Драйвер клавиатуры, как правило, поставляется вместе с операционной системой. Эта программа позволяет пользователю выбрать алфавит, осуществить раскладку клавиш.

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.

Группы клавиш
Все клавиши можно условно разделить на несколько групп:

1. алфавитно-цифровые клавиши;
2. функциональные клавиши;
3. управляющие клавиши;
4. клавиши управления курсором;
5. цифровые клавиши.

В центре расположены алфавитно-цифровые клавиши, очень похожие на клавиши обычной пишущей машинки. На них нанесены цифры, специальные символы («!», «:», «*» и т.д.), буквы русского алфавита, латинские буквы. С помощью этих клавиш вы будете набирать всевозможные тексты, арифметические выражения, записывать свои программы. В нижней части клавиатуры находится большая клавиша без символов на ней – «Пробел». «Пробел» используется для отделения слов и выражений друг от друга.
Русские клавиатуры двуязычные, поэтому на их клавишах нарисованы символы как русского, так и английского алфавитов. В режиме русского языка набираются тексты на русском языке, английского - на английском.

Алфавитно-цифровая клавиатура - основная часть клавиатуры с алфавитно-цифровыми клавишами, на которых нарисованы символы, вместе со всеми тесно прилегающими управляющими клавишами.
Алфавитно-цифровые клавиши (клавиши пишущей машинки занимают центральную часть клаиатуры. На левой стороне клавиш нарисованы символы, которые набираются в режиме английского языка. На правой - символы режима русского языка.

Функциональные клавиши F1 – F12, размещенные в верхней части клавиатуры, запрограммированы на выполнение определенных действий (функций). Так, очень часто клавиша F1 служит для вызова справки.

Для перемещения курсора служат клавиши управления курсором , на них изображены стрелки, направленные вверх, вниз, влево и вправо. Эти клавиши перемещают курсор на одну позицию в соответствующем направлении. Клавиши PageUp и PageDown позволяют «листать» документ вверх и вниз, а клавиши Home и End переводят курсор в начало и конец строки.

Очень часто используются управляющие (служебные) клавиши . Они не собраны в одну группу, а размещены так, чтобы их было удобно нажимать.
Клавиша Enter (иногда изображается со стрелкой) завершает ввод команды и вызывает ее выполнение. При наборе текста служит для завершения ввода абзаца.
Клавиша Esc расположена в верхнем углу клавиатуры. Обычно служит для отказа от только что выполненного действия.
Клавиши Shift, Ctrl, Alt корректируют действия других клавиш.

Цифровые клавиши – при включенном индикаторе Num Lock удобная клавишная панель с цифрами и знаками арифметических операций. Расположенными, как на калькуляторе. Если индикатор Num Lock выключен, то работает режим управления курсором.

Клавиатура – это электронное устройство, содержащее внутри микросхемы и другие детали. Поэтому обращаться с ней следует бережно и аккуратно. Нельзя допускать загрязнения клавиатуры пылью, мелким мусором, металлическими скрепками пр. Нет нужды сильно стучать по клавишам. Движения пальцев должны быть легкими, короткими и отрывистыми.

Сканер

Сканер - устройство для ввода графической информации в компьютер.

Функция сканера - получение электронной копии документа, созданного на бумаге.

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.

Виды сканеров

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.
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.

разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм (измеряется в ppi - pixels per inch);
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.

Манипулятор мышь

Манипулятор «мышь» - координатное устройство, предназначенное для управления курсором (указателем) мыши и ввода 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.

Виды манипуляторов типа «мышь»
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.

Джойстик

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

Световое перо - (англ. light pen, 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

Дигитайзер (со световым пером) или графический планшет (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. dots per inch, 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

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.

Трекпойнт

Трекпойнт (TrackPoint) - координатное устройство, представляет собой миниатюрный джойстик с шершавой вершиной 5-8 мм, расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Сенсорный экран

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.

Мышь! Животное, путь которого усеян
упавшими в обморок женщинами.
С.Джонсон

Пользователь может управлять работой компьютера при помощи различных устройств: клавиатуры, джойстика, трекбола, мыши, сенсорного экрана, микрофона, светового пера и т. д. Перечисленные устройства относятся к устройствам ввода информации.

Устройства ввода информации служат для преобразования информации, поступающей с периферийных устройств, в цифровой вид.

Устройства ввода информации, такие как мышь, джойстик, трекбол, трекпойнт, трекпад, порой называют манипуляторами. Самое известное устройство ввода информации — клавиатура. Нагрузка на это устройство, пожалуй, наибольшая. Клавиатура проектируется таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 млн нажатий.

Мышью называют устройство, которое обеспечивает преобразование своего положения на плоской поверхности стола в позицию курсора на экране дисплея. Внешне мышь представляет собой коробочку, которая перемещается по столу. Длинный кабель соединяет мышь с системным блоком.

На рис. 10.1. показана конструкция мыши.

Рис. 10.1. Конструкция мыши

Идея работы манипулятора состоит в преобразовании перемещений мыши в электрические импульсы, формируемые с помощью светодиодов (источники света) и фотодиодов (приемники света). При движении мыши в направлении Х вращение шара передается диску 1. Диск 2 в это время не вращается. Вращение диска 1 приводит к тому, что световой поток между светодиодом 1 и фотодиодом 1 периодически перекрывается зубцами диска. На выходе схемы, подключенной к фотодиоду, возникают электрические импульсы, частота которых пропорциональна скорости перемещения мыши (скорости вращения шара).

При движении мыши в направлении Y вращается диск 2, а диск 1 остается неподвижным. Это позволяет электрической схеме контроллера распознавать направление движения мыши и синхронно с движением мыши перемещать курсор по экрану дисплея.

Если мышь движется точно посередине между направлениями (векторами) X и Y, то оба диска вращаются с одинаковыми скоростями. Очевидно, что направление движения мыши может быть любым, при этом отношения скоростей вращения дисков будут разными.

Работать с мышью удобно на специальном коврике, который улучшает сцепление шарика с поверхностью стола. Порой коврик шутя называют «подмышкой».

Кроме электромеханической мыши разработана оптическая мышь.

Она перемещается по специальному планшету, на поверхность которого нанесена мелкая сетка из разноцветных перпендикулярных линий. Специальный фотоэлектрический узел определяет направление и скорость перемещения мыши. В этой конструкции нет механических частей, и ее надежность выше.

Трекбол (ручной шаровой манипулятор) представляет собой устройство (рис. 10.2), в котором перемещение курсора осуществляется вращением шарика, частично выступающего над плоской поверхностью. В результате поворотов шарика оптические датчики вырабатывают импульсы, соответствующие скорости и направлению вращения шарика. Трекбол — это перевернутая электромеханическая мышь, только шар в нем вращается рукой.

Рис. 10.2. Трекбол

Сенсорный экран. При выборе предметов (например, в магазине) человек порой показывает на нужный объект пальцем. Именно таким образом вводится информация в ЭВМ с помощью сенсорных экранов (СЭ).

По принципу действия СЭ разделяются на ультразвуковые, фотоэлектрические, резистивные и емкостные экраны. Главная задача СЭ состоит в определении координаты прикосновения пальца к экрану. Определив координату, дальше можно с помощью меню управлять работой ЭВМ.

В ультразвуковых СЭ по краям экрана размещаются ультразвуковые преобразователи (датчики), которые создают на поверхности экрана акустические волны. Ультразвуковые колебания расходятся по стеклу монитора подобно кругам на воде. Ультразвуковые преобразователи одновременно выполняют функции передатчика и приемника акустических волн. Время прохождения от передатчика до приемника постоянно, если акустическая волна не наталкивается на какой-либо возмущающий объект (палец). Точку прикосновения можно достаточно точно определить методом эхолокации путем измерения времени прихода отраженных волн. Аналогично в аэропорту радиолокатор определяет расстояние до самолета.

В фотоэлектрическом СЭ монитор освещается линейками светодиодов, расположенными по нижнему и правому краям дисплея. С левой и верхней сторон экрана установлены линейки фотодиодов. В результате образуется матрица из световых лучей, затемнение которых позволяет определить вертикальную и горизонтальную координаты прикосновения к экрану. Емкостные СЭ представляют собой матрицу конденсаторов, которые меняют свою емкость в месте прикосновения к экрану. В резистивных СЭ измеряется электрическое сопротивление двух соприкасающихся пленок.

Световое перо - это устройство в форме карандаша, воспринимающее свет от люминофора дисплея. Чувствительным элементом выступает фотодиод или фототранзистор. Подсчет числа строк растра позволяет определить вертикальную координату, а отсчет времени от начала формирования строки до момента срабатывания пера дает координату по горизонтали. Для ввода рисунков сложной формы используется режим, при котором под кончиком светового пера формируется светящаяся траектория (контур).

Цифровые (графические) планшеты - диджитайзеры обеспечивают перенос изображения с накладываемого листа бумаги в ЭВМ с помощью перемещения по планшету специального указателя. Диджитайзеры позволяют создавать чертежи сразу в электронном виде. Работа с графическим планшетом аналогична рисованию карандашом. Особенно они удобны для формирования штриховых рисунков и чертежей.

У графического планшета высокая разрешающая способность (свыше 2500 dpi против 200...400 dpi у мыши). Заметим, что символы dpi означают — число точек на дюйм (dot per inch).

При контакте с поверхностью планшета указатель обретает чувствительность к нажатию (256 уровней, или градаций) и наклону относительно плоскости планшета.

Рис. 10.3. Упрощенная конструкция сканера

Ввод плоского изображения в ОЗУ обеспечивает сканер . Сканер исключает утомительную процедуру введения текста с помощью клавиатуры и формирование рисунка с помощью мыши. Полученную копию изображения можно редактировать: изменять масштаб, добавлять и удалять детали, изменять цвет и т. д. Электронную копию изображения можно длительное время хранить на магнитном или оптическом носителе.

По своему конструктивному исполнению сканеры бывают ручные, планшетные, барабанные, проекционные и др. На рис. 10.3. показана упрощенная конструкция сканера.

Копируемое изображение освещается источником света (как правило, флуоресцентная лампа). При этом луч света осматривает (сканирует, разворачивает) каждый участок оригинала. Отраженный от бумажного листа луч света через оптическую систему попадает на прибор с зарядовой связью (ПЗС).

На поверхности ПЗС за счет сканирования формируется уменьшенное изображение копируемого объекта. ПЗС осуществляет преобразование оптической картинки в электрические сигналы.

ПЗС представляет собой матрицу (прямоугольную таблицу, представленную на рис. 10.4), которая содержит большое число полупроводниковых элементов (например, 2000 × 2000 элементов), чувствительных к световому излучению. При этом в черно-белых штриховых сканерах на выходе освещенных элементов с помощью контроллера формируется сигнал логической единицы, а на выходе неосвещенных элементов - сигнал логического нуля. Штриховые черно-белые сканеры используются для копирования чертежей.

Рис. 10.4. Прибор с зарядовой связью

Существуют полутоновые черно-белые сканеры, в которых на выходе каждого элемента ПЗС с помощью аналогово-цифрового преобразователя формируется несколько (например, 256) оттенков (уровней) серого цвета. Эта конструкция сканеров позволяет копировать черно-белые фотографии и рисунки.

В цветных сканерах освещение копируемого изображения осуществляется либо от трех разноцветных источников света, либо от источника белого света, но поочередно через трехцветный фильтр.

При цветном сканировании происходит формирование изображения в полутоновом (сером) режиме с различными фильтрами или источниками света (красным, синим, зеленым). Сигнал с выхода каждого элемента ПЗС кодируется 8 битами, что дает 256 оттенков серого цвета. В результате такого преобразования можно получить более 16,7 млн возможных цветовых оттенков (24-битное кодирование, 3 цвета по 8 бит).

Существуют сканеры, разрешение которых составляет 600...1200 dpi. Благодаря математической обработке изображения (интерполяции) можно получить разрешение даже 1600 dpi.

Использование сканера совмещается с системами распознавания образов типа OCR (Optical Character Recognition). Система OCR распознает считанные сканером с документа мозаичные портреты символов (букв, цифр, знаков препинания) и преобразует их в байты в соответствии с кодовой таблицей. За счет системы OCR можно считывать машинописный и рукописный тексты. Правда, в последнем случае привлекаются сложные алгоритмы распознавания образов, основанные на теории искусственного интеллекта.

Ввод объемных изображений (зданий, автомобилей и т. д.) в ЭВМ осуществляется с помощью цифровых камер .

В играх часто используется джойстик - рычаг, с помощью которого можно направлять, например, самолет вправо, влево, вверх, вниз.

В будущем работой ЭВМ будут управлять преимущественно голосом, с помощью микрофона .