Устройства ввода информации

Содержание:

Введение

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи - позволить человеку связаться с компьютером. Устройства ввода графической информации находят широкое распространение благодаря компактности и наглядности способа представления информации для человека. По степени автоматизации поиска и выделения элементов изображения устройства ввода графической информации делятся на два больших класса: автоматические и полуавтоматические. В полуавтоматических устройствах ввода графической информации функции поиска и выделения элементов изображения возлагаются на человека, а преобразование координат считываемых точек выполняется автоматически. В полуавтоматических устройствах процесс поиска и выделения элементов изображения осуществляется без участия человека. Эти устройства строятся либо по принципу сканирования всего изображения с последующей его обработкой и переводом из растровой формы представления в векторную, либо по принципу слежения за линией, обеспечивающей считывание графической информации, представленной в виде графиков, диаграмм, контурных изображений. Основными областями применения устройств ввода графической информации являются системы автоматизированного проектирования, обработки изображений, обучения, управление процессами, мультипликации и многие другие. К этим устройствам относятся сканеры, кодирующие планшеты, световое перо, сенсорные экраны, цифровые фотокамеры, видеокамеры, клавиатура компьютера, манипулятор "мышь" и другие.

Персональный компьютер – это не один электронный аппарат, а небольшой комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Часто употребляемый термин «конфигурация ПК» означает, что конкретный компьютер может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и т. д. Эффективность использования ПК в большей степени определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе.
Актуальность работы заключается в рассмотрении того, что сегодняшний компьютер интерактивен. Он незаметно для нас следит за каждым нашим действием, фиксирует каждое нажатие клавиш и движение мыши. Компьютер вносит изменения в данные, с которыми работают его программы.

К основным устройствам ввода информации в персональный компьютер относятся следующие устройства:

Клавиатура

Важное устройство для ввода информации в компьютер текст и символы, как носители ценной информации, важны, клавиатура обязательно входит в конфигурацию поставляемых персональных компьютеров.

Клавиатура – это клавишное устройство для ввода числовой и текстовой информации, а так же подачи управляющих сигналов, которое содержит стандартный набор клавиш пишущей машинки и некоторые дополнительные клавиши – управляющие и функциональные клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру.

Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора.

Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер, который выполняет следующие функции:

• последовательно опрашивает клавиши, считывая введённый сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;
• управляет световыми индикаторами клавиатуры;
• проводит внутреннюю диагностику неисправностей;
• осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры.

Мышь

Одним из традиционных устройств ввода является манипулятор мышь.Хотя клавиатура еще вовсе не утратила значения для общения пользователя компьютера, другое устройство ручного ввода информации - мышка - становится все более весомой и важной. Можно даже уверено утверждать, что на современном компьютере работать без мыши почти невозможно: вы тут же увязните в графическом интерфейсе Windows и многих прикладных программах, работающих с окнами, меню, иконками и диалоговыми боксами.

Мышки бывают с двумя и тремя кнопками. Функциональное значение клавиш различно и зависит от выполняемого положения. Функции клавиш можно переопределять.

Качество мыши определяется её разрешением, которое измеряется числом точек на дюйм.

По типу устройств и способу функционирования мыши разделяются на:

• Механические. В этом случае движение фиксируется механически и связано с перемещением частей устройства. Внутри корпуса располагается тяжёлый обрезиненный металлический шарик, который при перемещении мыши по поверхности стола перекатывается внутри корпуса. Такие мыши не очень долговечны и тяжелее перемещаются, поэтому на сегодняшний момент их выпуск прекращён.
• Оптико-механическая мышь. Манипулятор конструктивно напоминает первый тип, но движение шарика отслеживается посредством двух валиков с прорезями ( горизонтального и вертикального) и двух оптических пар-светодиод.
• Оптическая мышь. Внутри корпуса находятся 2 пары светодиодов и фотоэлементов. Один светодиод обычно излучает красный свет, а другой инфракрасный.
• Беспроводные мыши для передачи сигналов используют приёмник инфракрасного излучения, который кабелем присоединяется к ПК и располагается или на ПК, или устанавливается где-то рядом. Преимуществом является свободное передвижение мыши.

Сканеры

Сканер, устройство ввода в компьютер графических изображений. В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС). По способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на ручные, рулонные, планшетные и проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайдсканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Принцип работы однопроходного планшетного 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 друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения. 

Ручной сканер, словно мышка, соединяется кабелем с компьютером. При прокатывании сканера по странице книги или журнала, необходимое изображение считывается и в цифровом коде вводиться в память компьютера. В ручном сканере роль привода считывающего механизма выполняет рука. Понятно, что равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. Ширина вводимого изображения для ручных сканеров обычно не превышает 4 дюймов. Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую " склейку " изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. К основным достоинствам этих сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена, однако добиться высокого качества изображения с их помощью очень трубно, поэтому ручные сканеры можно использовать для ограниченного круга задач. Кроме того они совершенно лишены " интеллектуальности ", свойственной другим типам сканеров.

Планшетный сканер самый распространенный тип сканеров. Первоначально он использовался для сканирования непрозрачных оригиналов. Почти все модули имеют съемную крышку, что позволяет сканировать " толстые " оригиналы. Дополнительно некоторые модели могут оснащаться механизмом подачи отдельных листов, что удобно при работе с программами распознавания текстов - OCR. В последние время многие фирмы-лидеры в производстве плоскостных сканеров стали дополнительно предлагать 1 слайд-модуль. Слайд-модуль имеет свой, расположенный сверху, источник света. Такой слайд-модуль устанавливается на плоскостной сканер вместо простой крышки и превращает сканер универсальный.

Основное отличие барабанного сканера состоит в том, что оригинал закрепляется на прозрачном барабане, который вращается с большой скоростью. Считывающий элемент располагается максимально близко от оригинала. Данная конструкция обеспечивает наибольшее качество сканирования. Обычно в барабанные сканеры устанавливают три фотоумножителя, и сканирование осуществляется за один проход. " Младшие " модели у некоторых фирм с целью удешевления используют вместо фотоумножителя фотодиод в качестве считывающего элемента. Барабанные сканеры способны сканировать любые типы оригиналов.

Цифровые фотокамеры

(цифровые камеры тоже являются устройствами вода графической информации.)

По внешне­му виду они не слишком отличается от обычных, да и выпускаются теми же фирмами, что и обычные фотокамеры. Раз­ница — внутри: вместо пленки «цифровик» использует специаль­ный элемент памяти, который сохраняет переданную с объектива картинку в виде несжатого или сжатого с некоторой поте­рей качества файла. Позднее получившийся файл передается в компьютер, а затем его можно обработать в любом графическом редакторе и, если нужно, от­печатать, как обычную фотографию, на специальном принтере, либо на обычном струйном принтере, снаб­женном фотокартриджем. Это автоматические устройства, не требующие ручной настройки. Загрузка изображений в ПК не вызывает затруднений и требует только подключения соединительного кабеля к камере и порту компьютера, открытия файлов поставляемого с фотокамерой программного обеспечения и выбора изображений, которые будут автоматически переданы и запомнены на жёстком диске. Существует и другой вариант — подключить к компьютеру сами карты памяти.

Микрофон

Микрофон – это электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. Применяется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиления и звукозаписи.

Принцип действия микрофона заключается в преобразовании звуковых колебаний в электрические таким образом, чтобы содержащаяся в звуке информация не претерпевала заметных изменений. Для этого микрофон должен отвечать следующим требованиям:

• при рабочих уровнях звука микрофон должен вырабатывать электрический сигнал, в достаточной мере превышающий уровень собственных электрических шумов;
• вырабатываемый сигнал не должен иметь существенных искажений;
• микрофон должен практически без изменений передавать все звуковые
• частотные составляющие, содержащиеся в сигнале в пределах частотного диапазона аппаратуры, к которой он подключен.

Микрофоны отличаются по способу преобразования колебаний звукового давления в колебания электрические. С этой точки зрения различают электродинамические, электромагнитные, электростатические, пьезоэлектрические, угольные и полупроводниковые микрофоны.

Электродинамические микрофоны делятся на катушечные и ленточные. К электростатическим микрофонам относятся конденсаторные и электретные, широко используемые в профессиональных целях. Электромагнитные и пьезоэлектрические микрофоны не получили распространения в звукозаписи из-за узкого частотного диапазона и неравномерной частотной характеристики.

Принципы действия микрофонов различных типов объединяет способ преобразования звуковых колебаний в электрические: мембрана микрофона воспринимает и передает колебания звукового давления элементу, осуществляющему их преобразование в электрический сигнал.

К основным характеристикам и параметрам микрофонов, определяющим их качество, относятся следующие:

• Чувствительность
• Динамический диапазон
• Рабочий частотный диапазон
• Характеристика направленности

Сенсорные устройства ввода

Сенсорные устройства ввода представляют собой чувствительные поверхности, покрытые специальным слоем и связанные с датчиком. Прикосновение к поверхности датчика приводит в движение курсор, перемещение которым осуществляется за счет движения пальца по поверхности, такие как сенсорный экран или световое перо.

Сенсорный экран

Сенсорный экран — это основа любого сенсорного устройства или оборудования. Физически он представляет собой стеклянную или пластиковую пластину, специальным образом прикрепляемую поверх экрана монитора или встраиваемую внутрь корпуса. На пластине находятся датчики, которые собирают информацию с поверхности экрана. В комплекте с сенсорным экраном поставляется специальное подключаемое к компьютеру устройство — контроллер, который обрабатывает информацию, принятую от датчиков, и передает ее в компьютер.
Использование сенсорного экрана позволяет обходиться без устройств ввода, таких как мышь и клавиатура. Помимо этого, работа с сенсорным экраном упрощает взаимодействие пользователя с компьютером. В некоторых случаях, благодаря своей высокой надежности и устойчивости к жестким внешним воздействиям, сенсорный экран является единственной альтернативой другим устройствам ввода. Созданы также высокопрочные антивандальные варианты исполнения сенсорных экранов, которые позволят применять сенсорное оборудование в местах публичного доступа.

Световое перо

Световое перо — 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.