Внешние устройства (ВУ) - это важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса, они составляют 50-80 % всего ПК. От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК.
Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. Внешние устройства весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков. В состав ВУ ЭВМ входят внешние запоминающие, ввода, вывода, ввода-вывода, телеобработки и подготовки данных.
Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:
- внешние запоминающие устройства (ВЗУ), или внешняя память ПК;
- диалоговые средства пользователя;
- устройства ввода информации;
- устройства вывода информации;
- средства связи и телекоммуникации.
Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), реже пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой) и устройства речевого ввода-вывода информации.
Видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации. Дисплеи бывают цветные и монохромные. Они имеют различные размеры по диагонали.
Любое текстовое или графическое изображение на экране монитора компьютера (так же, как и телевизора) состоит из множества дискретных, представляющий собой минимальный элемент изображения (растра) и называемых пикселями. Количество точек на экране, из которых формируется изображение, называется разрешающей способностью, или разрешением.
Для формирования растра (рис. 2.5) в мониторе используются специальные сигналы. В цикле сканирования луч движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла до правого нижнего.
На четкость изображения на экране монитора существенное влияние оказывает размер точки (зерна или пикселя) экрана. Чем меньше размер точки (зерно), тем более четким получается изображение. На мониторах стандартного размера 640 х 480 удовлетворительное изображение получается при размере зерна 0,39 мм, а хорошее - при зерне 0,31 мм. На мониторах с большим зерном изображение получается нечетким (расплывчатым). При разрешении 800 х 600 необходимо зерно 0,31 мм, а для режима 1024 х 768 - 0,28 или 0,25 мм; у самого качественного известного монитора зерно - 0,19 мм.
Существуют две основные технологии производства дисплеев - на кинескопах (электронно-лучевых трубках) и на жидкокристаллических экранах. На кинескопах работают аналоговые и
Рис. 2.5.
мультичастотные мониторы. Дисплеи на электронно-лучевых трубках имеют серьезный недостаток - высокое энергопотребление. Дисплеи на жидких кристаллах очень экономичны.
В жидкокристаллических дисплеях экран состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находятся жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от электрического заряда, т. е. кристаллы под воздействием электрического поля изменяют свою ориентацию и тем самым по-разному отражают свет. Разрешение жидкокристаллического дисплея - 800 х 600 и 1024 х 768.
Неотъемлемо от монитора надо рассматривать и видеокарту компьютера (видеоадаптер). Она работает как посредник между процессором и монитором.
К устройствам ввода информации относятся:
- клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;
- манипуляторы (устройства указания): джойстик; мышь, трекбол; световое перо и др. - для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;
- сканеры - для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
- графические планшеты (диджитайзеры) - для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;
Клавиатура состоит из собранных в определенном порядке миниатюрных переключателей. Встроенный в клавиатуру микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер соответствующее сообщение (прерывание), а программы компьютера (операционной системы) обрабатывают эти сообщения.
В компьютерах используются разнообразные виды клавиатуры. Наибольшее распространение имеет универсальная клавиатура (так называемая 101-клавишная), используемая иногда с небольшими модификациями на большинстве современных настольных компьютеров (рис. 2.6). Ее клавиши представляют буквы одного или двух естественных языков, десять цифр, используемые в текстах программ символы и управляющие клавиши.
Для работы со многими современными программами практически обязательным является использование мыши или иного заменяющего ее устройства. При перемещении мыши по столу или иной поверхности на экране компьютера соответственным образом передвигается указатель мыши (обычно - стрелка).
Классическая мышь имела механическое устройство, перемещение курсора зависело от перекатывающегося шарика. Сейчас на рынке есть и другие варианты: оптическая мышь посылает на специальный коврик луч, который после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется электроникой; в инфракрасной мыши движение регистрируется при помощи механики и преобразуется в инфракрасный сигнал; в радио -мыши передача информации осуществляется посредством радиосигналов. Независимо от способа реализации этого устройства принцип его работы всегда одинаков: когда необходимо выполнить то или иное действие (например, вы-
Рис. 2.6.
полнить пункт меню, на который установлен указатель мыши), пользователь нажимает ту или иную кнопку.
Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер в графическом виде текст, рисунки, слайды, фотографии и др. Существует несколько классификаций сканеров, однако во всех таких устройствах имеются:
- источники света;
- механизм перемещения датчика (или система отклоняющих зеркал) вдоль оригинала либо перемещение оригинала относительно датчика;
- электронное устройство (для преобразования считанной информации в цифровую форму).
По способу перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга сканеры подразделяются на две группы: ручные и настольные.
Сканирование вручную осуществляется последовательным перемещением сканера относительно оригинала. К преимуществам такого сканера относятся низкая стоимость, небольшой размер, широкие возможности выбора оригинала. Недостатками являются непостоянство скорости перемещения сканера относительно оригинала, что вызывает искажение сканированного образа, и ограниченные возможности использования совместно с программами распознавания.
Настольные сканеры бывают планшетные, роликовые, барабанные и проецируемые. Основной отличительный признак планшетного сканера - сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Такой сканер прост и удобен в эксплуатации, но имеет большие габариты.
В роликовом сканере оригинал пропускается через ролики механизма подачи бумаги и попадает в поле зрения линейки датчиков. Сканер работает в двух режимах: режиме сканирования и режиме факсимильной передачи. Он компактен, может функционировать автоматически, имеет низкую стоимость. К недостаткам относятся сложность выравнивания оригиналов, ограниченный диапазон типов оригинала, неудобство работы с листами разного размера, возможность повреждения оригинала.
Барабанные сканеры, как видно из названия, имеют барабан в виде прозрачного цилиндра из органического стекла, на поверхности которого закрепляется оригинал. Находящиеся рядом сканирующие датчики считывают изображение. Сканирование выполняется с наиболее высоким разрешением с оригинала практически любого типа, однако барабанные сканеры имеют большой размер, высокую стоимость. Кроме того, на них невозможно непосредственного сканирования книг и журналов.
Проекционные сканеры напоминают фотоувеличитель или проекционный аппарат. К преимуществам такого сканера относятся: удобство выравнивания оригинала; небольшая занимаемая площадь; разнообразие сканируемых оригиналов (в том числе трехмерных); возможность комбинирования плоских и трехмерных оригиналов. Недостатками являются зависимость от источника внешнего освещения; ограничения на размер оригинала; трудность расположения нестандартных оригиналов (например: книги в развернутом виде).
К устройствам вывода информации относятся принтеры и плоттеры (графопостроители).
Принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель. Принтеры делятся на:
- цветные и монохромные;
- ударные и безударные.
К ударным относятся матричные принтеры. Матричные принтеры формируют изображение с помощью специальных иголок печатающей головки. Матричные принтеры неприхотливы, надежны, просты в эксплуатации и обладают большим рабочим ресурсом. Они сохраняют безусловное лидерство в реализации такой функции, как получение сразу нескольких копий документа (с использованием копировальной бумаги). Время жизни печатающей головки - около 700 млн символов. Скорость печати матричных принтеров лежит в очень широких пределах 200-1400 симв./мин. Однако на сегодняшний день она недостаточна. Кроме того, матричный принтер имеет высокий уровень шума. Это, а также относительно высокая цена переводят описанный способ печати в разряд устаревших.
К особенностям работы струйного принтера относят низкий уровень шума, зависимость скорости от качества печати, невозможность использования бумаги в рулоне. Головки для струйной печати заканчиваются микроскопическими отверстиями, или дюзами (форсунками), через которые чернила наносятся на бумагу. Количество дюз может колебаться от десятков до нескольких сотен.
Скорость печати струйных принтеров лежит в пределах 2-4,5 ppm для текста (около 200 знаков в секунду) и 0,3- 1,5 ppm для графики. Максимальное значение печатных страниц в минуту - до семи.
Несмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных принтеров, с помощью лазерных принтеров на настоящий момент можно получить более высокое качество печати. Большинство изготовителей лазерных принтеров используют механизм печати, который применяется в ксероксах. Скорость печати в лазерном принтере определяется двумя факторами: механической протяжкой бумаги и скоростью обработки данных. Обычно лазерный принтер оборудован собственным процессором. Так как лазерный принтер является страничным принтером (т. е. он формирует для печати полную страницу), скорость печати измеряется в страницах в минуту. Средний лазерный принтер печатает 4, в лучшем случае 8 страниц в минуту. Высокоскоростные принтеры, которые, как правило, используются в компьютерных сетях, могут печатать до 20 и более страниц в минуту.
Для получения цветного изображения с качеством, близким к фотографии, или изготовления допечатных цветных проб используют термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса. В настоящее время распространение получили три технологии цветной термопечати: струйный перенос расплавленного красителя (термопластиковая печать); контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать); термоперенос красителя (сублимационная печать).
Плоттеры используются для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель. Плоттеры являются устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Они обычно используются совместно с программами систем автоматизированного проектирования. Результат работы практически любой такой программы - это комплект конструкторской и/или технологической документации, в которой значительную часть составляют графические материалы. Таким образом, основой плоттера являются чертежи, схемы, графики, диаграммы и т. д. Для этого плоттер оборудован специальными вспомогательными средствами.
Все современные плоттеры по конструкции можно отнести к двум большим классам:
- 1) планшетные для формата АЗ-А2 (реже А1 - АО);
- 2) барабанные (рулонные) плоттеры с шириной бумаги формата А1 или АО, они используют рулоны бумаги длиной до нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные рисунки и чертежи.
Плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные.
Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа. Используются специальные фломастеры с возможностью их автоматической замена (по сигналу программы) из доступного набора. Кроме фломастеров, применяются чернильные, шариковые пишущие узлы, рапидографы, кабирафы и многие другие устройства, обеспечивающие различную ширину линий, насыщенность, цветовую палитру и т. д.
В последнее время на базе перьевых плоттеров были созданы режущие плоттеры. Пишущий узел в таких плоттерах заменяется на резак. Изображение переносится не на бумагу, а, например, на самоклеющуюся пленку или аналогичный носитель. Буквы или знаки, полученные с помощью режущего плоттера, можно увидеть на витринах, вывесках, указателях и т. п.
Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т. п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, «стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы).
Средства мультимедиа - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.
Мультимедиа используются для создания виртуальной реальности, интерактивного режима, когда пользователь становится не пассивным наблюдателем событий, а их активным участником. Это касается не только компьютерных игр, но и другого специального программного обеспечения. Кроме того, на ПК, оборудованных средствами мультимедиа, можно создавать и обрабатывать динамические изображения в реальном масштабе времени. Мультимедийный продукт должен обеспечивать:
- акустические эффекты качества Ш-Бц
- визуальные динамические и ЗО-эффекты;
- взаимодействие с пользователем таким образом, чтобы акустические и визуальные эффекты комбинировались друг с другом по его желанию.
К быстроразвивающимся средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода-вывода. Это микрофонные акустические системы (например, «звуковые мыши», программное обеспечение которых позволяет распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и кодировать) и синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.
Контрольные вопросы
- 1. Структура ЭВМ по фон Нейману и ее отличия от современной организации ПК.
- 2. Устройства персонального компьютера, расположенные внутри системного блока.
- 3. Назначение и состав микропроцессора.
- 4. Запоминающие устройства ЭВМ: классификация, функции, основные характеристики.
- 5. Виды внутренней памяти ПК.
- 6. Магнитные внешние запоминающие устройства. Классификация магнитных дисков.
- 7. Классификация оптических накопителей.
- 8. Магнитооптические диски и флэш-память.
- 9. Виды устройств ввода-вывода информации.
- 10. Монитор. Назначение, состав, режимы и принцип работы монитора.
- 11. Устройства ввода информации: клавиатура и мышь.
- 12. Назначение сканера. Классификация и общие характеристики сканеров.
- 13. Классификация принтеров по принципу нанесения изображения на бумагу.
- 14. Назначение и классификация плоттеров.
Персональные компьютеры стали действительно распространены сравнительно недавно. Сегодня ПК или ноутбук воспринимаются как необходимая бытовая техника, а степень осведомленности пользователей об основах их работы пренебрежительно мала.
Проще говоря, многих современных «юзеров» ставят в тупик простейшие вопросы, которые когда-то никакого ажиотажа не вызывали. К примеру, что такое основное устройство ввода информации? Выглядит этот термин страшно, толкований может иметь сразу несколько, а потому нуждается в более подробном разборе и комментариях. Впрочем, для того эта статья и создавалась.
Основные понятия
Известно, что у процессора любого компьютера имеется множество портов для ввода/вывода, через которые «камень» обменивается данными с периферическими устройствами. Впрочем, поправимся: некоторые порты действительно предназначены для обмена информацией с периферией, но многие необходимы для контактов со множеством внутренних «железяк» (видеокарта, оперативная память и т. д.). Последние играют особенно важную роль, так как без них нормальное функционирование машины попросту невозможно. Впрочем, обо всем этом рассказывает школьная информатика. Устройства ввода информации также работают через порты.
Какими они бывают?
Следует знать, что порты делятся по видам. Они бывают параллельными (более известными как LPT1-LPT4), а также последовательными асинхронными (имеющими обозначение COM1-COM3). Нужно отметить, что первая категория уже канула в небытие: данные порты были быстрее, но имели кучу сложностей с эксплуатацией. Кроме того, СОМ-разновидность имеется не только в физической форме (разъема), которой уже практически никто не пользуется, но и в виде «виртуального» порта. Через них, в частности, подключаются USB-модемы, принтеры и тому подобная периферия.
Но основным портом на сегодняшний день является USB. Они очень быстрые (особенно последние спецификации), обеспечивают беспроблемное взаимодействие с огромным количеством устройств.
Для чего мы все это рассказали?
Как все вышесказанное поможет понять, что такое основное устройство ввода информации? Все дело в том, что вы должны приблизительно представлять себе, какими способами это самое устройство обменивается данными с компьютером. Сейчас, когда все «формальности» улажены, самое время приступить к основной теме нашей статьи.
Устройствами для ввода называются те, которые предназначены для «перевода» человеческих языков или жестов в машинный код, который понятен компьютеру. Следовательно, устройствами ввода информации являются:
- Клавиатуры и подобные устройства ввода.
- Сканирующая техника.
- Фотокамеры и видеокамеры (цифровые, разумеется).
- Микрофоны.
- Мыши, трекболы.
- Устройства для сенсорного ввода.
Клавиатуры
Вы знаете самое основное устройство ввода информации? Клавиатура - прибор для ввода текста и чисел, основой которого являются клавиши. Кроме того, она может использоваться для подачи определенных кодированных сигналов (хоткеи). Существуют также устройства, имеющие дополнительные клавиши. Как правило, последние служат для каких-то определенных мультимедийных функций, причем их можно (зачастую) самостоятельно назначать.
Несмотря на все усилия адептов сенсорных экранов, именно клавиатура - основное устройство ввода информации. Она проста, не требует особых навыков в изучении, позволяет сообщать компьютеру информацию на любом существующем человеческом языке. Возможно, что с развитием технологий будет изобретено что-то более удобное и универсальное, но пока до этого далеко. Сегодня именно клавиатуры являются обязательным устройством ввода на любой компьютерной технике.
Если вы перечислите устройства ввода информации, но забудете при этом о клавиатуре, неудовлетворительная оценка будет обеспечена.
Манипуляторы (мыши, тачпады, трекболы)
Данные устройства чаще всего подключаются к последовательному порту компьютера. Для управления компьютером используется курсор, который перемещается по монитору или дисплею синхронно с передвижениями мыши или пальца на тачпаде. Практически все устройства такого рода имеют кнопки, которые используются для фиксации определенной позиции курсора. Эти устройства подразделяются на две категории - относительные и абсолютные.
До недавнего времени практически все манипуляторы поставлялись с собственным набором драйверов, но сегодня этот относится только к игровым мышам, имеющим огромное количество дополнительных клавиш, на которые нередко могут быть «завязаны» самостоятельно написанные пользователем макросы.
Мыши
Несмотря на все вышесказанное (касаемо клавиатур), многие пользователи склоняются к мысли, что основное устройство ввода информации - именно мышь, которая в давние советские времена называлась «колобком». изобрел это замечательное устройство еще в 70-х годах прошлого века, так что «мышки» лишь немногим моложе клавиатур.
Можно с уверенностью утверждать, что в системе ОС Windows без нее вы работать не сможете: пользователь мгновенно увязнет в десятках окон и подменю. С Linux ситуация несколько иная, так как там практически все можно делать из консоли, но с графическими редакторами без мыши вы ничего толкового сделать не сможете. Не так давно была распространена классификация, по которой «грызуны» делились на модели с двумя и тремя клавишами. Сегодня этот способ типизации явно устарел: классические трехкнопочные мыши встречаются разве что в музеях и организациях с очень ограниченным финансированием. Игровые модели могут иметь по 20 (!) кнопок, а на месте третьей клавиши сегодня практически всегда имеется колесико.
Как мы уже и говорили, функциональное назначение кнопок можно менять. Кроме того, сегодня можно найти немало утилит, которые значительно упрощают подобные действия. Принято считать, что основным показателем качества мыши является ее разрешение, которое измеряется в количестве точек на один дюйм (DPI).
Классификация мышей
- Механические устройства, предназначенные для ввода информации. Сегодня практически не встречаются. Отличительным признаком такой мыши является обрезиненный шарик, расположенный в нижней части мышки. Пользователи постарше прекрасно помнят, что для нормального позиционирования курсора приходилось часто протирать его спиртом. Кроме того, если в доме были кошки или собаки, механизм нередко заклинивал от попавших в него волос.
- Оптико-механические разновидности. В принципе, в конструкции имеется все тот же самый шарик, но его движение отслеживается при помощи контролирующих светодиодов.
- Перемещение курсора контролируется только за счет и светодиодов. Свет, который они излучают, выполняет функции все того же шарика.
- Беспроводные мыши. Сигнал на компьютер передается не по проводу, а через ИК-порт или «Голубой зуб».
Тачпад
Тачпад произошел от трекбола. Последний представлял собой «мышь наоборот», когда управление курсором осуществлялось одним только шариком. Тачпад построен на несколько ином принципе, когда курсор перемещается вслед за движением пальцев по сенсорной поверхности.
Здесь снова следует сделать отступление и вновь упомянуть о трекболах: в отличие от механических мышей, такие устройства до сих пор используются в некоторых разновидностях компьютерной техники, так как обеспечивают идеальное позиционирование курсора.
В отличие от мышей, тачпады в большинстве случаев достаточно примитивны: оснащение их дополнительными клавишами (а не только «правой» и «левой» кнопкой), а также полосой прокрутки - исключительно на совести производителя. Еще недавно тачпады не слишком любили люди, чья профессия связана с набором текстов и подобной работой, так как количество ложных срабатываний (от легких прикосновений кистей рук) было непозволительно большим. Современные модели от этого недостатка практически полностью избавлены.
Сканирующая техника
Сканеры нужны для перевода в цифровой формат изображений, фотографий, текстов и чертежей. Они незаменимы в архивах и библиотеках, где нередко приходится выполнять огромное количество работы, связанной с оцифровкой. Проще говоря, такими устройствами выполняется ввод графической информации.
Сканирующая техника бывает ручной (такой аппарат сильно напоминает считывающие сканеры в супермаркетах), рулонными и планшетными. Порой попадаются проекционные модели. Опять-таки, в вышеупомянутых архивных заведениях не так уж и редко можно увидеть слайдовые сканеры, предназначенные для оцифровки диафильмов. Как и мыши, эта техника оценивается по количеству пикселей на дюйм, только в этом случае характеристики DPI имеют решающее значение: сканер с плохими показателями даже качественный текст на абсолютно белой бумаге вполне может превратить в нечитаемую «кашу».
Цифровые фото и видеокамеры
Как ни странно, но к устройствам ввода информации относятся также цифровые камеры. Впрочем, ничего необычного в этом нет: такие фотоаппараты и видеокамеры переводят изображение и видео в «цифру», которая так мила компьютерным процессорам. В отличие от сканирования, такой подход не оставляет места погрешностям и помехам, позволяя сразу же начать обрабатывать высококачественные материалы в графических редакторах.
Как правило, для подключения самой камеры к компьютеру требуется целый пакет драйверов, которые производитель поставляет в комплекте с устройством. Впрочем, такие сложности нужны не так часто: достаточно извлечь карту памяти и считать информацию с нее напрямую.
Микрофоны
Микрофоном называется устройство информации, преобразующее в электрические (или цифровые) импульсы, которые может понять компьютер. Сфера использования невероятно широка: их используют не только в театральном деле и телевидении, но и в науке. Особенно чувствительные микрофоны могут зафиксировать даже звук растущей травы, так что ученые пользуются ими весьма активно.
Как мы уже говорили, принцип действия заключается в преобразовании акустических колебаний. Так как на этом пути подстерегает много препятствий в виде многочисленных помех и неточностей в кодировании, качественный микрофон должен отвечать целому ряду обязательных требований:
- Собственный уровень электрических шумов микрофона не должен перебивать записываемый акустический сигнал. Особенно это касается чувствительных научных моделей.
- Получаемая запись должна содержать минимальное количество искажений.
- Вся акустическая информация должна передаваться практически без искажений, что практически исключается использование беспроводных каналов связи (возможны помехи) в особенно сложной аппаратуре подобного класса.
Разновидностей микрофонов существует множество, но сегодня чаще всего можно встретить полупроводниковые и электростатические модели. Такое устройство ввода звуковой информации позволяет обеспечить максимально качественное звучание.
Сенсорные устройства
В последние годы эта технология развернулась «на полную». Смартфоны с сенсорным управлением есть едва ли не у каждого второго первоклассника, так что объяснять все преимущества и недостатки этой техники не имеет особенно смысла. А потому сосредоточимся на описании устройств, которые активно используются на сегодняшний день.
Дигитайзер
Итак, к устройствам ввода информации относятся дигитайзеры. Это устройство предназначено для ввода графической информации, а потому особенное признание получило в среде профессиональных дизайнеров и художников. Как правило, эти устройства выполняются в форм-факторе прекрасно известных всем планшетов. А потому их часто называют графическими планшетами.
Их постоянно применяют в компьютерной графике, анимации и разработках трехмерных моделей. Сразу отметим, что как раз-таки в случае построения сложных геометрических моделей дигитайзер - далеко не лучшее решение. Зато для художников он в большинстве случаев незаменим. А какие устройства ввода информации такого типа еще можно встретить в профессиональной среде?
Сенсорные дисплеи
Сенсорные экраны, как мы уже и говорили выше, сегодня крайне распространены. В толще такого дисплея находится множество датчиков, которые в режиме реального времени отслеживают месторасположение пальца. Контроллер обрабатывает получаемую информацию и отсылает ее процессору для окончательной обработки.
Преимущества сенсорных экранов
Теоретически можно обойтись без мышки и клавиатуры. Но если по отношению к мышам это действительно так, то долговременное использование сенсорной клавиатуры способно заставить взмолиться о пощаде любые пальцы. Куда важнее то, что к тем же планшетам без проблем привыкают даже пожилые люди, для которых использование мыши было сродни изощренной пытке.
В некоторых отраслях промышленности и в медицине такие экраны порой являются единственно верным выбором, так как они могут работать в агрессивной среде (легко защитить от влаги и прочих факторов, поместив в чехол). Кроме того, сегодня создано немало особенно прочных разновидностей (для терминалов и банкоматов), которые могут работать в общественных местах. А как называется устройство ввода информации, которое нередко используется в комплекте с графическими планшетами?
Световое перо
Еще одна разновидность манипуляторов. С первого взгляда похоже на обычный карандаш или шариковую ручку, проводом соединенную с компьютером. Для регулировки параметров на пере имеется несколько кнопок, функционал которых позволяет гибко «подогнать» инструмент к конкретной ситуации. В наконечнике пера имеется фотоэлемент, который выполняет ту же самую функцию, что и его «коллеги» в обычной оптической мышке. В настоящее время подобная техника встречается только как элемент дигитайзеров. Разумеется, что наибольшее распространение световые перья получили в среде профессиональных художников и дизайнеров.
Эти устройства позволяют создать практически достоверную имитацию использования обычного карандаша, что для многих специалистов крайне важно.
Вывод
Проще говоря, любые устройства ввода текстовой информации, графики или звука - не только незаменимые помощники любого пользователя, но и средства, которые позволяют нам продуктивно работать с компьютером. Не имея той же клавиатуры, вы вряд ли сможете сделать что-то стоящее, не затратив при этом неоправданно много трудовых ресурсов.
В настоящее время довольно активно ведутся работы, направленные на создание новых средств для ввода. Некоторые устройства получаются сравнительно удачными, а другие отправляются ждать своего часа. Как бы там ни было, процесс этот не останавливается, а потому возможно, что уже наши внуки будут вспоминать некоторые из перечисленных в статье приборов как жуткий анахронизм.
Клавиатура
Сейчас основным широко распространенным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура (клавишное устройство). Она реализует диалоговое общение пользователя с ПК:
Ввод команд пользователя, обеспечивающий доступ к ресурсам ПК;
Запись, корректировку и отладку программ;
Ввод данных и команд в процессе решения задачи.
В настоящее время принят стандарт клавиатуры MFII. Условно мы можем выделить пять групп клавиш, несущих свою функциональную отгрузку:
· группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов;
· группа функциональных клавиш (от F1 и F12) определяющих. Функции работающей в данный момент программы:
· служебные клавиши: Shift, Enter, Ctrl, Alt, Tab, Esc, Back space, Print Screen, Scroll Lock, Pause/Brear;
· две группы клавиш управления курсором. Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Одна группа, клавиш со стрелками выполняет смещение курсора в направлении, указанном стрелкой. Другая имеет следующие клавиши: Page Up/Page Down – перевод курсора на одну страницу вверх или вниз.
Home и End – переводят курсор в начало или конец текущей строки.
Insert – переключает режимы вставки и замены.
Delete – предназначена для удаления знаков, находящихся справа от
текущего положения курсора;
· группа клавиш малой цифровой клавиатуры или дополнительной панели в основном предназначена для ввода чисел. Однако они же могут дублировать клавиши управления курсором. Переход от одного режима их использования к другому осуществляется нажатием клавиши Num Lock.
Данная классификация строго условна, так как в действительности, в зависимости от выполняемой программы, почти любая клавиша может исполнять и функциональные, и служебные обязанности, а также может блокироваться программой. Поэтому в описании каждого программного продукта обязательно имеется раздел с изложением функций клавиатуры.
Мышь
Она служит для ввода данных или одиночных команд, выбираемых из меню или текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора.
Мышь подключается к компьютеру при помощи специального шнура и требует специальной программной поддержки.
Для работы с мышью необходима плоская поверхность, с этой целью используют резиновые коврики (Mouse Pad).
Так как с помощью мыши нельзя вводить в компьютер серии команд. поэтому мышь и клавиатура - не взаимозаменяемые устройства. Назначение графических оболочек - в обеспечении инициализации множества команд без длительного набора их с клавиатуры. Это снижает вероятность опечаток и экономит время. На объекте в виде текстограммы выбирается пункт меню или символ и щелчком кнопки мыши инициализируется. Конечно, при наборе или осуществлении некоторых функций применение мыши может быть нерациональным, если, например, эти функции выполняются нажатием функциональных клавиш.
В настоящее время также существует оптическая мышь, где сигнал передается с помощью луча мыши на специальный коврик и анализируется электроникой. Пока менее распространена бесхвостая (бескабельная) инфракрасная мышь (принцип ее действия похож на действие пультов дистанционного управления) и радиомышь.
Трекбол
В портативных ПК (Lapton, Notebook) мышь обычно заменяют особым встроенным в клавиатуру шариком на подставке с двумя клавишами по бокам, называемым трекбол.
Принцип его работы такой же, как принцип работы мыши. Несмотря на наличие трекбола, пользователь портативной ПК может использовать и обычную мышь.
Джойстик
К ручным манипуляторам относится и джойстик, представляющий собой подвижную рукоять с одной или двумя кнопками, имеющими то же назначение, что и клавиши мыши.
Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр. В игровых приставках используются цифровые джойстики, а в компьютерах - аналоговые. Аналоговый джойстик имеет перед цифровым множество преимуществ, самыми главными являются более широкая точность управления и отсутствие необходимости в применении специальной карты и переходника для подключения к компьютеру.
Световое перо
Для ввода рисунков в ПК может использоваться, так называемое, световое перо. Оно применяется сравнительно редко, так как пригодно для работы с крупными объектами, но очень ненадежно при выборе малых объектов.
Световое перо получило дальнейшее развитие при его совместном использовании с дигитайзером (диджитайзером), где пером просто пишут, затем специальные программы переводят рукописный текст или рисунок в цифровой код. Профессиональные световые перья могут определять толщину линий, силу нажатия на перо и другие параметры.
Дигитайзер
Является стандартным устройством ввода для профессиональных графических работ. С помощью программного обеспечения движение руки преобразовывается в формат векторной графики. Дигитайзер способен определять и обрабатывать абсолютно точные координаты, что недоступно другим устройствам ввода.
Сканер
Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры. Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства: CCD - чипами. Существует множество видов и моделей сканеров. Какой из них выбрать, зависит от задач, для которых сканер предназначается. Самые простые сканеры распознают только два цвета: черный и белый. Такие сканеры используют для чтения штрихового кода.
Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой недостаток - небольшая ширина полоса сканирования, что затрудняет чтение широких оригиналов.
Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.
Листовые сканеры. Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD - элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.
Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов.
Слайд-сканеры используются для сканирования микроизображений.
Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.
В наше время у сканеров появилось еще одно применение - считывание рукописных текстов, которые затем специальными программами распознавания символов преобразуются в коды ASC II и в дальнейшем могут обрабатываться текстовыми редакторами.
Цифровая камера
Цифровая камера служит для видеоввода изображений в компьютер.
Принцип действия аналогичен описанному для сканеров. Хотя камера имеет фотооптику, подобную оптике фотоаппарата, но нет необходимости в фотопленке, как и для проекционного сканера. Сканируемое камерой изображение сразу принимается и преобразовывается в цифровую форму. В данной области ожидается быстрый прогресс и снижение цен на соответствующее оборудование.
Микрофон
Служит для ввода звуковой информации (речи) в компьютер. Микрофоны бывают двух модификаций - присоединённые к наушникам и самостоятельные устройства. Вводимая информация сохраняется в виде звуковых файлов.
Похожая информация.
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.
12. Виды и назначение устройств ввода и вывода информации.
Клавиатура (keyboard) – традиционное устройство ввода данных в компьютер.
Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Призваны усилить реалистичность во время игры-симулятора машины, самолёта, космического корабля и пр.
Сенсорный манипулятор.
Сканер
Мышь
Световое перо
Поскольку пользователю часто требуется вводить в компьютерную систему новую информацию, необходимы еще и устройства ввода.
принтер
Для получения информации о результатах, необходимо дополнить компьютер устройствами вывода, которые позволяют представить их в доступной человеческому восприятию форме. Наиболее распространенным устройством вывода является монитор , способный быстро и оперативно отображать на своем экране как текстовую, так и графическую информацию.
Микрофон-устройство ввода звуковой информации: голоса или музыки.
Плоттер, или графопостроитель,- это чертежная машина, позволяющая с высокой точностью и скоростью вычерчивать сложные графические изображения большого размера: чертежи, схемы, карты, графики и т.д.
Модем
Сетевая карта (или карта связи по локальной сети) служит для связи компьютеров в пределах одного предприятия, отдела или помещения находящихся на расстоянии не более 150 метров друг от друга.
13. Виды и назначение периферийных устройств персонального компьютера.
Периферийные устройства – это любые дополнительные и вспомогательные устройства, которые подключаются к ПК для расширения его функциональных возможностей. Устройства ввода информации
(клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, сканер, микрофон и т.д.)
Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный вместе с кнопками на поверхности клавиатуры (перевёрнутая мышь).
Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара.
Сенсорный манипулятор. Представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику.
Дигитайзер (графический планшет) Позволяет создавать или копировать рисунки. Рисунок выполняется на поверхности дигитайзера специальным пером или пальцем. Результаты работы производятся на экране монитора.
Сканер - устройство для ввода информации в компьютер с бумажного носителя. Сканеры бывают планшетные, настольные и ручные.
Мышь - устройство ввода информации. Преобразует механические движения по столу в электрический сигнал, передаваемый в компьютер.
Световое перо - с помощью него можно рисовать картинки и писать рукописные тексты, которые сразу попадают на экран.
Устройства вывода информации
(монитор, принтер, плоттер, колонки и т. д.)
Монитор - основное периферийное устройство отображения видимой компьютером информации.
Модем -устройство для соединения компьютеров между собой на больших расстояниях по телефонной линии. С помощью модема можно подключиться к интернету.
Принтер -устройство для вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные (красящая лента), струйные (картридж с чернилами), лазерные (картридж с порошком тонером).
Микрофон -устройство ввода звуковой информации: голоса или музыки.
Плоттер , или графопостроитель,- это чертежная машина, позволяющая с высокой точностью и скоростью вычерчивать сложные графические изображения большого размера: чертежи, схемы, карты, графики и т.д.
