Устройства ввода и вывода информации Клавиатура является

Устройства ввода и вывода информации

Клавиатура является сложным устройством, и в ней выполняется большое количество операций. Сейчас наиболее распространена топология клавиатур типа QWERTY (в соответствии с буквенными клавишами в левой части клавиатуры). Данные, вводимые с клавиатуры, впоследствии подвергаются нескольким преобразованиям.

Все клавиши можно условно разделить на несколько групп: 1. алфавитно-цифровые клавиши; 2. функциональные клавиши; 3. управляющие клавиши; 4. клавиши управления курсором; 5. малая цифровая клавиатура.

Клавиатура имеет 12 функциональных клавиш, расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов.

Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах - ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock.

Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местное устройство управления), встроенный буфер - промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом - это означает, что символ не введён.

Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, "зашитые" в BIOS, а также драйвер клавиатуры, который обеспечивает возможность ввода русских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др.

Манипуляторы (мышь, джойстик и др)это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

Манипуляторы Абсолютные Относительные

В абсолютных манипуляторах при перемещении указателя на некоторую точку получают ее представление в виде конкретной позиции экрана или конкретного выбора меню.

В относительном манипуляторе нельзя указывать абсолютные позиции. Здесь перемещение экранного указателя на некоторое расстояние относительно его текущей позиции возможно получить путем перемещения указателя манипулятора на то же относительное расстояние.

Мышь как датчик перемещения была изобретена в 1968 г. Дугласом Энгельбартом. Но неотъемлемой составляющей компьютера Apple Macintosh она стала в конце 1970 -х годов.

Классификация по принципу действия Компьютерные мыши Механические Оптикомеханические Оптические

У механической мыши движение фиксируется механически и связано с перемещением частей устройства. Внутри корпуса размещается маленький каучуковый шарик, который при движении мыши вращается в любом направлении. Два ролика, соприкасающиеся с этим шариком, вращаются вокруг своих осей. Эти ролики могут вращаться только по направлению часовой или против часовой стрелки. Фактически ролики преобразуют произвольное движение шарика в движение в двух взаимоперпендикулярных направлениях (X и Y). Электронная схема, размещенная внутри корпуса, преобразует вращения роликов в электрические импульсы, передаваемые в ПК с помощью кабеля ( «хвоста» мыши). Кроме того, указанная электронная схема соответствующим образом реагирует на нажатие кнопок мыши.

Принцип действия оптикомеханической мыши

Перемещение оптической мыши регистрируется оптическим датчиком. Такой способ регистрации перемещения заключается в том, что оптическая мышь посылает луч на специальный коврик. Отраженный от коврика луч поступает на оптоэлектронное устройство, расположенное в корпусе мыши. Направление движения мыши определяется типом полученного сигнала. Преимуществами оптической мыши являются высокая точность определения позиционирования и надежность.

Принцип действия оптической мыши

Классификация по принципу подключения Компьютерные мыши Проводные Беспроводные Инфракрасные Радиомыши

Качество мыши определяется ее разрешением, которое измеряется числом точек на дюйм (DPI — Dot Per Inch). Например, если мышь имеет разрешение 900 DPI и мы ее передвигаем вправо на 1 дюйм, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 900 единиц вправо.

Джойстик - обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора.

Трекбол - небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины.

ТРЕКБОЛЫ

В портативных компьютерах вместо манипуляторов используется сенсорная панель тачпад, чувствительная к перемещению и нажатию пальцем. Перемещение пальца по панели вызывает перемещение курсора по экрану монитора, нажатие пальцем на панели эквивалентно нажатию клавиши мыши.

Дигитайзер - устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель планшет, располагаемую на столе, и специальный инструмент - перо, с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении пера по планшету фиксируются его координаты в близко расположенных точках, которые затем преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения.

Сенсорный экран служит для управления компьютером при помощи касания экрана пальцами. Обычно сенсорный экран применяется в справочных компьютерах в музеях, на выставках, на вокзалах и в аэропортах. Сенсорный экран может быть встроен в обычный монитор или помещаться поверх экрана монитора, в этом случае он соединяется с одним из портов компьютера. Разрешающая способность сенсорного экрана невелика. Самый мелкий элемент сенсорного экрана - это 1/256 часть экрана.

Сканером называется устройство, которое служит для ввода в ПК цветных или чернобелых изображений. Независимо от того, что находится на бумаге текст, рисунок, фотография. После сканирования в компьютере эта информация хранится в графической форме.

В планшетном сканере сканируемое изображение освещается белым светом или тремя цветами (красным, синим и зеленым). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат. В отсканированном изображении количество цветов доходит до десятка миллиардов.

Видеосистема состоит из двух компонентов: видеоадаптера (или просто адаптера, видеокарты) и монитора (дисплея). Адаптер является устройством, осуществляющим взаимосвязь монитора с ПК.

Видеопамять (VRAM) – разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Располагается непосредственно на видеокарте. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам – процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Виды дисплеев По функциональному назначению По физическим принципам формирования изображения По количеству воспроизводимых цветов Алфавитноцифровые Монохромные Мониторы на базе электронно-лучевой трубки Графические Цветные ЖК мониторы Мониторы на плазменных панелях Светодиодные матрицы

Основной элемент ЭЛТмонитора – электронно-лучевая трубка. Ее передняя часть, обращенная к пользователю, с внутренней стороны покрыта люминофором - специальным веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов.

Люминофор наносится в виде наборов точек трех основных цветов – красного, зеленого и синего (RGBмодель). Наборы люминофора располагаются по треугольным триадам, образующим пиксель. Расстояние между центрами пикселей называется точечным шагом монитора. Это расстояние существенно влияет на четкость изображения.

На противоположной стороне трубки расположены три электронные пушки. Все три пушки "нацелены" на один и тот же пиксель, но каждая из них излучает поток электронов в сторону "своей" точки люминофора. Чтобы электроны беспрепятственно достигали экрана, из трубки откачивается воздух, а между пушками и экраном создаётся высокое электрическое напряжение, ускоряющее электроны.

Величиной электронного тока пушек и, следовательно, яркостью свечения пикселей, управляет сигнал, поступающий с видеоадаптера. На ту часть колбы, где расположены электронные пушки, надевается отклоняющая система монитора, которая заставляет электронный пучок пробегать поочерёдно все пиксели строчку за строчкой от верхней до нижней, затем возвращаться в начало верхней строки и т. д.

Жидкие кристаллы – это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения.

Большинство ЖК-мониторов использует тонкую плёнку из жидких кристаллов, помещённую между двумя стеклянными пластинами. Заряды передаются через так называемую пассивную матрицу – сетку невидимых нитей, горизонтальных и вертикальных, создавая в месте пересечения нитей точку изображения (несколько размытого из-за того, что заряды проникают в соседние области жидкости).

Активные матрицы вместо нитей используют прозрачный экран из транзисторов и обеспечивают яркое, практически не имеющее искажений изображение. Панель при этом разделена на независимые ячейки, каждая из которых состоит из четырех частей (для трёх основных цветов и одна резервная). Таким образом, экран имеет почти от 1 до 5 миллионов точек, каждая из которых управляется собственным транзистором.

Газо-плазменные дисплеи. Действие мониторов основано на свечении газа при пропускании через него электрического тока. Светодиодные матрицы. Обычно применяются во встроенных ЭВМ для отображения небольших объемов информации.

Основные пользовательские характеристики мониторов: 1. Размер экрана по диагонали. Измеряется в дюймах. Например, 21". 2. Разрешающая способность – число точек экрана по горизонтали и вертикали. Эта характеристика определяет контрастность изображения. Зависит от размера экрана и точечного шага монитора. 3. Число передаваемых цветов. 4. Частота кадровой развертки – число изображений на экране монитора, перерисовываемых лучом электронной трубки за единицу времени. 5. Соответствие стандартам безопасности.

Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остаётся отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, формируется из набора 9, 18 или 24 игл, сформированных в виде вертикальной колонки. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная работа и невысокое качество печати, приемлемое, в основном, для домашних целей.

Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов – ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного.

Лазерные принтеры работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в своей памяти "образ" страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещённости. После засветки на барабан, находящийся под электрическим напряжением, наносится красящий порошок – тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном; тонер переносится на бумагу и "вплавляется" в неё, оставляя стойкое высококачественное изображение. Основу работы цветные лазерных принтеров составляет нагрев красителя и перенос его на бумагу в жидкой или газообразной форме.

Основные пользовательские характеристики: 1. Разрешающая способность принтера – число точек на дюйм или число символом на дюйм. Разрешение 600 dpi означает, что полоска длиной 1 дюйм формируется из 600 точек. 2. Скорость печати определяется двумя факторами – временем механической протяжки бумаги и скоростью обработки поступивших данных. 3. Объем памяти. Составляет от 0, 5 до нескольких десятков мегабайт. 4. Сроки службы печатающей головки, картриджа и барабана.

Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.