Лекция "Устройства ввода - вывода информации"

Устройства ввода информации  Координатные устройства ввода 1. Клавиатура 2. 3. Графические планшеты 4. Сканер 5. Цифровые камеры 6. Звуковая карта и микрофон 7. Джойстик  Клавиатура  –   клавишное   устройство   ввода   в   персональный   компьютер алфавитно­цифровых   (знаковых)   данных   и   команд   управления.  Для   ввода числовой   и   текстовой   информации   используется   клавиатура.   Стандартная клавиатура имеет 104 клавиши и 3 световых индикатора в правом верхнем углу, информирующих о режимах работы. Алфавитно­цифровые клавиши (49 клавиш, включая клавишу  {Пробел}  и клавишу перевода строки {Enter}) размещаются в центре клавиатуры. На каждой клавише нанесены два символа: на алфавитной — русская и латинская буквы, на цифровой — цифра и символ. Переключение между русской раскладкой и латинской раскладкой клавиатуры производится нажатием комбинации специальных клавиш. Клавиши редактирования и листания  документа (7 клавиш) размещаются справа от алфавитно­цифровых   клавиш   и   позволяют   вставлять   символы   (клавиша   {Insert}), удалять   символы   (клавиши   {Backspace}   и   {Delete}),   а   также   перемещаться   по документу. Клавиши управления курсором (4 клавиши со стрелочками) размещаются в нижней правой части клавиатуры и предназначены для перемещения курсора. Специальные клавиши (12 клавиш) размещаются в верхнем, левом и нижнем рядах и предназначены   для   переключения   клавиатуры   в   верхний   регистр   (клавиши {CapsLock}   и   {Shift}),   прямого   воздействия   на   функционирование   компьютера (клавиши {Esc}, {Pause}, {Ctrl}, {Alt}) и другие. Функциональные   клавиши   (12   клавиш   от   {F1}   до   {F12})   занимают   верхний   ряд клавиатуры и предназначены для выбора или изменения режима работы некоторых программ. Windows­клавиши   (3   клавиши)   размещаются   в   нижнем   ряду   между   клавишами {Ctrl}   и   {АН}   и   предназначены   для   работы   с   графическим   интерфейсом операционной системы Windows. Цифровой блок (17 клавиш) размещается с правой стороны клавиатуры и дублирует цифровые клавиши из алфавитно­цифрового блока. В   некоторых   современных   клавиатурах   имеются   дополнительные   клавиши управления питанием (3 клавиши), которые размещаются над клавишами управления курсором и предназначены для включения/ выключения компьютера, а также для перевода его в «спящий» режим и обратно. Для   разных   языков   существуют   различные   схемы   закрепления   символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно­цифровыми клавишами. Такие схемы   называются   раскладками   клавиатуры.   Переключения   между   различными раскладками   выполняются   программным   образом   –   это   одна   из   функций операционной   системы.   Соответственно   способ   переключения   зависит   от   того,   в какой операционной системе работает компьютер. Например, в системе Windows для этой цели могут использоваться следующие комбинации: левая клавиша ALT+SHIFT или   CTRL+SHIFT.   При   работе   с   другой   операционной   системой   способ переключения  можно  установить  по  справочной  системе  той  программы,  которая выполняет переключение. Для рисования и ввода рукописного текста используются графические планшеты. С помощью специальной ручки на графическом планшете можно рисовать, чертить схемы и добавлять подписи к электронным документам. Сканер.  Для   оптического   ввода   в  компьютер   и   преобразования   в   компьютерную форму   изображений   (фотографий,   рисунков,   слайдов),   а   также   текстовых документов используется сканер. Сканируемое        изображение         последовательно   освещается   светом   источников, размещенных на движущейся   вдоль   изображения  линейке,   а   отраженный  свет преобразуется   в  изображение  в  компьютерном   формате.  Количество   различаемых цветов в отсканированном изображении может достигать десятков миллионов. Цифровые   камеры.  Последние   годы   все   большее   распространение   получают цифровые   камеры   (видеокамеры   и   фотоаппараты).   Цифровые   камеры   позволяют получать   видеоизображение   и   фотоснимки   непосредственно   в   цифровом   (ком­ пьютерном) формате.  Манипуляторы Манипуляторы (мышь, трекбол и др.) – специальные устройства ввода и управления, облегчающие взаимодействие пользователя и ПЭВМ. Манипулятор   мышь   бывает   трех   видов:   механическая,   оптическая   и   оптическая беспроводная. Несмотря на большое разнообразие форм и размеров, мыши имеют единые принципы работы. При перемещении мыши по поверхности это перемещение преобразуется в последовательности импульсов, передаваемых в ПК. При нажатии кнопок мыши их код также передается в ПК, где специальная программа управления мышью (драйвер мыши) преобразует последовательности импульсов и коды нажатия кнопок   в   определенные   действия.   В   зависимости   от   способа   определения перемещения – механического, связанного с перемещением частей устройства, или оптического,   основанного   на   фиксации   перемещения   с   помощью   оптических приборов,   различают   соответственно   механические   и   оптические   мыши.   Принцип работы мыши заключается в следующем. При   перемещении   мыши   по   поверхности   расположенный   в   ее   основании   шарик начинает вращаться, приводя в движение расположенные внутри корпуса  ролики. Эти ролики смонтированы относительно друг друга под углом 90° и, соприкасаясь с шариком,   могут   вращаться   только   по   часовой   или   против   часовой   стрелки, преобразуя   произвольное   движение   шарика   в   движение   в   двух   взаимно­ перпендикулярных   направлениях   (X   и   Y).   При   перемещении   мыши   строго горизонтально   или   строго   вертикально   приводится   в   движение   только   один   из роликов,   показывающий   движение   либо   в   направлении   X,   либо   в   направлении   Y соответственно.   Электронные   схемы   мыши   преобразуют   движения   роликов   в последовательности импульсов, передаваемые в ПЭВМ. Оптическая   мышь,   в   отличие   от   механической,   не   имеет   никаких   движущихся элементов, а для фиксации перемещения используются оптические приборы. Трекбол по своему функциональному устройству аналогичен механической мыши с той   лишь   разницей,   что   вместо   перемещения   мыши   для   вращения   шарика, пользователь   вращает   рукой   сам   шарик   встроенный   в   верхнюю   часть   корпуса.   В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины. Одним из широко распространенных манипуляторов, применяемых в компьютерных играх,   является   джойстик.   Обычно   это   стержень­ручка,   отклонение   которой   от вертикального   положения   приводит   к   передвижению   курсора   в   соответствующем направлении по экрану монитора. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея. Координатные устройства ввода. Для ввода графической информации и для работы с графическим интерфейсом программ используются координатные устройства ввода информации:   манипуляторы   (мышь,   трекбол),   сенсорные   панели   и   графические планшеты. В оптико­механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является   массивный   шар   (металлический,  покрытый   резиной),  вращение   которого преобразуется в перемещение  указателя мыши  на экране монитора. У мыши шар вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола вращается непосредственно рукой. В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши, в которых источник света, размещенный внутри мыши, освещает  поверхность, а отраженный свет фиксируется и преобразуется в перемещение указателя мыши на экране. Важнейшей характеристикой координатных устройств ввода является разрешающая способность, которая обычно составляет около 500  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 500 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   изображений   и   текстов,   не умещающихся целиком на экране. Современные модели мышей и трекболов часто являются беспроводными, то есть подключаются к компьютеру без помощи кабеля. В портативных компьютерах вместо манипуляторов используется сенсорная панель, перемещение пальца по поверхности которой преобразуется в перемещение курсора на   экране   монитора.   Нажатие   на   поверхность   сенсорной   панели   эквивалентно нажатию кнопки мыши. Сканеры Сканер (англ. scanner) – устройство, которое создаёт цифровое изображение сканируемого   объекта.   Полученное   изображение   может   быть   сохранено   как графический   файл,   или,   если   оригинал   содержал   текст,   распознано   посредством программы распознавания текста и сохранено как текстовый файл. В настоящем существует два основных типа сканеров: ручной и настольный. Однако встречаются и комбинированные модели. С ручными сканерами сталкивался почти каждый.   Например,   сканеры   штрих­кодов,   используемые   в   супермаркетах.   Но существуют модели и для домашнего применения. Для того чтобы ввести в компьютер документ при помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по изображению. Равномерность перемещения   сканера   существенно   сказывается   на   качестве.   В   ряде   моделей   для подтверждения   нормального   ввода   встроен   индикатор.  Большинство   современных ручных моделей автоматически «склеивает» части вводимого изображения. Наиболее распространенный тип – настольные сканеры, существующие в трех видах: планшетные, рулонные и проекционные. В   рулонных   сканерах   считывающая   головка   неподвижна   и   относительно   нее протягиваются   отдельные   листы   или   рулон   сканируемого   документа.  Внешне   это напоминает работу факсимильного аппарата. В проекционных сканерах документ кладется на рабочую поверхность изображением вверх, где и находится перемещающийся блок сканирования. Основная особенность типа – возможность сканирования проекций трехмерных предметов. Наиболее   распространенные   планшетные   сканеры   напоминают   копировальные машины:   открывается   крышка,   лист   располагается   на   стеклянной   пластине изображением   вниз,   крышка   закрывается.   Сканирующая   головка   перемещается относительно бумаги. Принцип   работы   сканера   относительно   прост.   Луч   света   (специальная   лампа, расположенная в корпусе сканера) «пробегает» по сканируемой поверхности, при этом   светочувствительными   датчиками   воспринимается   яркость   и   цветность отраженного света и преобразуется в двоичный код. Графический  планшет (дигитайзер,  диджитайзер)   –   это   устройство   для   ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию пера. Также к планшету может прилагаться специальная мышь. Для ручного ввода в компьютер графической информации предназначен отдельный класс устройств   –   графические   планшеты.   Они,   в   свою   очередь,   подразделяются   на   так называемые   дигитайзеры   («оцифровщики»)   и   собственно   планшеты.   Дигитайзеры ориентированы на ввод чертежно­графической информации и оснащаются узкоспециальным прецизионным   графическим   манипулятором.   Планшеты   позволяют   имитировать   процесс художественного рисования и предлагают большой выбор графических элементов.