Устройства ввода-вывода Устройства ввода Приборы для занесения

Устройства ввода-вывода

Устройства ввода Приборы для занесения (ввода) данных в компьютер во время его работы. Устройства ввода текстовой информации Клавиатура Указательные (координатные) устройства Мышь, трекбол, тачпад, джойстик, графический планшет Устройства ввода звуковой информации Микрофон Устройства ввода графической информации Сканер, видео- и фотокамера

Клавиатура Одно из основных устройств ввода информации от пользователя в компьютер, имеет 101 или 102 клавиши. Расположение клавиш на клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме. Двенадцать функциональных клавиш расположены в самом верхнем ряду клавиатуры. Ниже располагается блок алфавитно-цифровых клавиш. Правее этого блока находятся клавиши управления курсором, а с самого правого края клавиатуры — цифровая панель.

Раскладка клавиатуры — соглашение о соответствии типографических символов (букв, цифр, знаков препинания и т. д. ) письменного языка клавишам клавиатуры компьютера. QWERTY — наиболее популярная в настоящее время латинская раскладка клавиатуры, используемая для английского языка. Получила распространения с 1888 года.

Клавиатура Дворака — раскладка клавиатуры, запатентованная в 1936 для набора английских символов как альтернатива раскладки QWERTY. Создана, чтобы уменьшить усталость рук для набирающего текст на английском языке.

Colemak — латинская раскладка клавиатуры, созданная в 2006 году. Является альтернативой латинским раскладкам QWERTY и Дворака. Третья по популярности латинская раскладка клавиатуры в мире. Преимущество в скорости, так как в Colemak разгружены мизинцы и чаще применяется чередование рук.

ЙЦУКЕН — основная русскоязычная раскладка клавиатуры компьютеров. Прообраз раскладки появился в конце XIX века в США. Фонетическая раскладка (ЯВЕРТЫ или метод Маслова — соглашение о соответствии букв одного письменного языка буквам на раскладке клавиатуры другого языка, оно предполагает установление фонетических соответствий «буква-буква» .

Мышь — это маленькая пластиковая коробка, которая лежит на столе рядом с клавиатурой. Механический манипулятор, преобразующий механические движения в движение курсора на экране. Первая мышь была представлена в 1968 году. Первым компьютером, в комплект которого включалась мышь, был миникомпьютер Xerox 8010 SIS, представленный в 1981 году. Мышь фирмы Xerox имела три кнопки и стоила 400 долларов США, что соответствует примерно $ 1000 в современных ценах с учётом инфляции.

Механические мыши Прямой привод: снизу торчали резиновые колесики, оси которых расположены перпендикулярно друг к другу. Если мышь передвигается в вертикальном направлении, то вращается одно колесо, а если в горизонтальном, то другое. Каждое колесико приводит в действие резистор (потенциометр). Если измерить изменения сопротивления, можно узнать, на сколько провернулось колесико, и таким образом вычислить, на какое расстояние передвинулась мышь в каждом направлении.

Шаровой привод: движение мыши передается на выступающий из корпуса обрезиненный стальной шарик. Два прижатых к шарику ролика снимают его движения по каждому из измерений и передают их на датчики, преобразующие эти движения в электрические сигналы.

Оптомеханические мыши: датчик состоит из двойной оптопары — светодиода и двух фотодиодов (обычно — инфракрасных) и диска с отверстиями или лучевидными прорезями, перекрывающего световой поток по мере вращения. При перемещении мыши диск вращается, и с фотодиодов снимается сигнал с частотой, соответствующей скорости перемещения мыши.

Оптические мыши Первое поколение: оптопарные датчики светоизлучающие и воспринимающие отражение от рабочей поверхности. Требовали наличия на рабочей поверхности специальной штриховки (перпендикулярными или ромбовидными линиями). Когда мышь двигается по решетке, фотодетектор воспринимает пересечения линий, наблюдая изменения в количестве света, отражаемого от светодиода. Электронное устройство внутри мыши подсчитывает количество пересеченных линий в каждом направлении.

Второе поколение: в нижней части мыши установлен светодиод, который подсвечивает поверхность, по которой перемещается мышь. Миниатюрная камера «фотографирует» поверхность более тысячи раз в секунду, передавая эти данные процессору, который и делает выводы об изменении координат.

Кнопки мыши Долгое время двух- и трёхкнопочные концепции противостояли другу. Противостояние двух- и трёхкнопочных мышей закончилось после появления прокрутки экрана (скролла). Дополнительные кнопки: для внутренней настройки мыши (например, для изменения чувствительности), управление уровнем громкости и т. д.

Клавомышь

Другие устройства ввода Трекбол (trackball) — аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом не перемещая корпус устройства.

Тачпад (touchpad — сенсорная площадка), устройство ввода, применяемое чаще всего в ноутбуках. Работа тачпадов основана на измерении электрической ёмкости пальца. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца.

Джойстик (joystick — палочка наслаждения) — устройство ввода информации, которое представляет собой качающуюся в двух плоскостях ручку. Наклоняя ручку вперёд, назад, влево и вправо, пользователь может передвигать что-либо по экрану.

Графический планшет (graphics tablet или graphics pad, drawing tablet, digitizer - дигитайзер, диджитайзер) — устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под пером. В электромагнитных — перо излучает электромагнитные волны, а сетка служит приёмником.

Сканер (scanner) — устройство, выполняющее преобразование изображений в цифровой формат — цифровую копию изображения объекта.

Принцип работы сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе прибора с зарядовой связью, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

Устройства вывода Периферийные устройства, преобразующие результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для восприятия человеком или пригодную для воздействия на исполнительные органы объекта управления. Устройства для вывода визуальной информации Монитор (дисплей), принтер Устройства для вывода звуковой информации Колонки, наушники

Монитор Устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Современный монитор состоит из корпуса, блока питания, плат управления и экрана (дисплея). Информация (видеосигнал) для вывода на монитор поступает с компьютера посредством видеокарты.

Основные параметры мониторов - Соотношение сторон экрана — стандартный (4: 3), широкоформатный (16: 9, 16: 10) или другое соотношение (например 5: 4) - Размер экрана — определяется длиной диагонали, чаще всего в дюймах - Разрешение — число пикселей по вертикали и горизонтали - Глубина цвета — количество бит на кодирование одного пикселя (от монохромного до 32 -битного) - Размер зерна или пикселя - Частота обновления экрана (Гц)

По типу экрана (дисплея) - На основе электронно-лучевой трубки (cathode ray tube, CRT) - Жидкокристаллические мониторы (liquid crystal display, LCD) - На основе плазменной панели (plasma display panel, PDP) - OLED-монитор — на технологии OLED (organic lightemitting diode — органический светоизлучающий диод) - Лазерный — на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство)

На основе электронно-лучевой трубки Класс электровакуумных электронных приборов, предназначенных для преобразований информации, представленной в форме электрических или световых сигналов. В приборах используются сфокусированные потоки электронов, управляемые по интенсивности и положению в пространстве.

Основные части - электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча; - экран, покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов; - отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение.

1 —Электронные пушки. 2 — Электронные лучи. 3 — Фокусирующая катушка. 4 — Отклоняющие катушки. 5 — Анод. 6 — Маска, благодаря которой красный луч попадает на красный люминофор, и т. д. 7 — Красные, зелёные и синие зёрна люминофора. 8 — Маска и зёрна люминофора.

Жидкокристаллический дисплей

Плазменная панель (газоразрядный экран) Устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, т. е в плазме.

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды. Разряд в газе протекает между разрядными электродами (сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.

Особенности конструкции Суб-пиксель плазменной панели обладает следующими размерами 200 мкм x 100 мкм; Передний электрод изготовляется из оксида индия и олова, поскольку он проводит ток и максимально прозрачен. Для создания плазмы ячейки обычно заполняются газом - неоном или ксеноном (реже используется гелий и/или аргон, или, чаще, их смеси).

Преимущества плазменных дисплеев 1. Люминофоры для плазменного телевизора обеспечивают более сочные цвета в более широком диапазоне. 2. Цветовой диапазон плазменных экранов намного шире, чем у ЖК-дисплеев. 3. Углы обзора шире, чем у ЖК-дисплеев. 4. Высокая контрастность и яркость. 5. Плазменные дисплеи могут достигать больших размеров (с диагональю от 32" до 50") с минимальной толщиной.

OLED-монитор OLED - полупроводниковый прибор, изготовленный из органических соединений, который эффективно излучает свет, если пропустить через него электрический ток. Схема двухслойной OLED-панели: 1. Катод(−), 2. Эмиссионный слой, 3. Испускаемое излучение, 4. Проводящий слой, 5. Анод (+)

Для создания OLED используются тонкопленочные многослойные структуры, состоящие из слоев нескольких полимеров. При подаче на анод положительного относительно катода напряжения, поток электронов протекает через прибор от катода к аноду. Таким образом катод отдает электроны в эмиссионный слой, а анод забирает электроны из проводящего слоя, или другими словами анод отдает дырки в проводящий слой.

Эмиссионный слой получает отрицательный заряд, а проводящий слой положительный. Под действием электростатических сил электроны и дырки движутся навстречу друг к другу и при встрече рекомбинируют. При рекомбинации происходит испускание электромагнитного излучения в области видимого света.

В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом. Он прозрачный для видимого света и имеет высокую работу выхода, которая способствует инжекции дырок в полимерный слой. Для изготовления катода часто используют металлы, такие как алюминий и кальций, так как они обладают низкой работой выхода, способствующей инжекции электронов в полимерный слой.

Преимущества OLED-монитора Меньшие габариты и вес. Возможность создания гибких экранов. Отсутствие необходимости в подсветке. Отсутствие такого параметра как угол обзора — изображение видно с любой стороны и под любым углом без потери качества с любого угла. Мгновенный отклик — по сути полное отсутствие инерционности. Большой диапазон рабочих температур (от − 40 до +70 °C). Высокая яркость и контрастность. Низкое энергопотребление.

Лазерный дисплей Дисплей, созданный на основе технологии цветных лазеров.

Преимущества лазерного монитора Цветовой диапазон лазерного монитора в принципе гораздо шире, чем у плазменных, жидкокристаллических или ЭЛТ-экранов. Миниатюрные лазерные светодиоды никогда не перегорают. Длительный срок службы лазерных мониторов — по оценкам специалистов, он составляет порядка 50 000 часов — около шести лет непрерывной работы. При этом, в отличие от плазмы, ЖК или ЭЛТ, яркость панели в течение всего этого срока будет неизменной, поскольку лазерные светодиоды не деградируют с течением времени, не перегорают и не выгорают.

Принтер Периферийное устройство компьютера, предназначенное для перевода текста или графики на физический носитель из электронного вида. По принципу переноса изображения на носитель принтеры делятся на: - матричные; - лазерные (также светодиодные принтеры), - струйные, - сублимационные, - твердочернильные.

Матричный принтер Принтер, создающий изображение на бумаге из отдельных маленьких точек ударным способом. Матричные принтеры — старейшие из доныне применяемых принтеров. Их механизм был изобретён в 1964 году

В матричном принтере изображение формируется на носителе печатающей головкой, представляющей из себя набор иголок, приводимых в действие электромагнитами. Головка располагается на каретке, движущейся по направляющим поперёк листа бумаги; при этом иголки в заданной последовательности наносят удары по бумаге через красящую ленту, тем самым формируя точечное изображение. Для перемещения каретки обычно используется ременная передача. Приводом каретки является шаговый электродвигатель. Иглы в печатающей головке располагаются вертикальными столбцами, или в виде ромба. Материалом для игл служит износостойкий вольфрамовый сплав.

Преимущества Матричные принтеры по-прежнему находят применение там, где требуется недорогая массовая печать значительного количества чисто текстовой информации без предъявления особых требований к качеству получаемого документа (печать товарных чеков, этикеток, ярлыков, билетов, квитанций). Ещё одним преимуществом матричной печати является высокий ресурс как самого принтера (8 млн. строк) так и печатной головки (30 млн. символов). Недостатки - высокий уровень шума - низкая скорость и качество печати - ограниченные возможности цветной печати

Аппаратные порты Специализированные разъёмы в компьютере, предназначенные для подключения периферийного оборудования определённого типа. Параллельный порт Последовательный порт (RS-232) USB-порт PS/2

Спасибо за внимание!