Устройства ввода информации: клавиатура, манипуляторы, сканер. Устройства ввода графической, звуковой информации и другие. Назначение, классификация, конструкция, характеристики. Устройства ручного ввода информации

Назначение: ввод алфавитно-цифровых символов, управление курсором.

Курсор - специальный значок на экране дисплея (чёрточка, стрелка, подсвеченный прямоугольник, крестик и пр.), который отмечает место, где появится символ, введённый с клавиатуры, или обозначение команды (программы, документа), которую надо выполнить.

Принцип работы. Клавиши клавиатуры подключены к матрице контактов. Каждой клавише или комбинации клавиш присвоен свой номер (код). Внутри клавиатуры находится отдельный микропроцессор. Каждое нажатие на клавишу замыкает контакт. При этом в соответствии с матрицей контактов микропроцессор генерирует код нажатой клавиши. Этот код запоминается в специальной области (буфере микропроцессора) и становится доступным для обработки программными средствами.

Клавиатуры бывают механические, полумеханические и мембранные. Одни клавиатуры при нажатии на клавишу издают механический щелчок, другие - молчат.

количество нажатий каждой клавиши до ее отказа,

Манипулятор мышь

Назначение: управление курсором (указателем) мыши, ввод управляющей информации.

С появлением графических оболочек мышь стала необходимой для эффективной работы на компьютере.

Принцип работы. Мышь - небольшая коробочка с кнопками. В ней - шарик, катающийся по поверхности стола. К шарику прижаты два взаимно перпендикулярных ролика, которые он вращает. Датчики поворота ролика передают сигналы в компьютер. «Хвост» из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству имя «мышь». Курсор мыши управляется перемещением мыши по столу. Управляющая информация вводится нажатием на кнопки мыши.

Мыши бывают одно-, двух-, трёхкнопочные. Они могут соединяться с компьютером проводом или при помощи радиопередатчиков (беспроводные). Существуют оптические мыши без шарика, оснащённые фотоэлементами, и оптомеханические мыши. Разновидностью мыши можно считать трэкбол (trackball), который можно сравнить с мышью, которая лежит на спине шарообразным брюшком вверх.

Основные пользовательские характеристики:

количество нажатий кнопки до её отказа;

реакция на движение руки или баллистический эффект;

разрешающий шаг (разрешение);

дизайн и удобство в работе (эргономичность).

Разрешение измеряется в dpi (dot per inch - количество точек на дюйм). Если мышь имеет разрешение 900 dpi и её передвинули на 1 дюйм (2,53 см) вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 900 единиц вправо. Нормальное разрешение мыши - от 200 до 900 dpi.

Баллистическим эффектом называется зависимость точности позиционирования мыши от скорости её перемещения.

Программная поддержка. Драйвер мыши поставляется вместе с устройством. Современные операционные системы содержат драйверы для большинства манипуляторов этого типа и автоматически при включении компьютера подбирают наиболее подходящий из них.

Тачпад (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель

Указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превосходит 50 см².

Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью.

Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов тачпад будет работать только при достаточной площади соприкосновения. (Попробуйте касаться тачпада пальцем лишь чуть-чуть). Влажные пальцы затрудняют работу тачпада.

Трекбол (англ. trackball)

Указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. 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. Несмотря на внешние различия, трекбол и мышь конструктивно похожи - при движении шар приводит во вращение пару валиков или, в более современном варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в оптической мыши).

В настоящее время трекболы достаточно редко применяются в домашних и офисных компьютерах, однако нашли применение в промышленных и военных компьютерах, где пользователю приходится работать в условиях недостатка места и наличии вибрации. Так, трекболы используются в кабинах управления ракетного комплекса С-300.

Джойстик (англ. Joystick = Joy + Stick)

Устройство ввода информации в электронное устройство, манипулятор, часть интерфейса пользователя. Служит для изменения позиции элемента интерфейса (в частности курсора), также для перебора элементов списков. Является одним из стандартных средств ввода для компьютеров и многих мобильных телефонов. Широкое применение получил в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на основании, который можно перемещать в одном, двух, трёх плоскостях. На рычаге обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения.

По количеству степеней свободы и, соответственно, плоскостей, в которых возможно изменение положения контролируемого объекта, джойстики подразделяются на:

одномерные (управление перемещением объекта либо вверх-вниз, либо влево-вправо)

двухмерные (управление объектом в двух плоскостях)

трёхмерные (управление объектом во всех трёх плоскостях)

Графический планшет (или дигитайзер)

Это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь.Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).

Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Сканер

Устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.

Назначение. Сканер - устройство для перевода графической информации в цифровую. Функция сканера - получение электронной копии документа, созданного на бумаге.

Ввод данных в компьютер - это одна из самых утомительных и подверженных ошибкам операций, сканеры облегчают эту работу.

Принцип работы. Лампа освещает сканируемый текст, отражённые лучи попадают на фотоэлемент, состоящий из множества светочувствительных ячеек. Каждая из них под действием света приобретает электрический заряд. Аналого-цифровой преобразователь ставит в соответствие каждой ячейке числовое значение, и эти данные передаются в компьютер.

Сканеры бывают ручные, портативно-страничные, планшетно-офисные, сетевые (скоростные), широкоформатные; они могут быть чёрно-белые (до 64 оттенков серого) и цветные (256 – 16 млн. цветов).

Ручные сканеры внешне напоминают «мышь» большого размера, которую пользователь двигает по сканируемому изображению. Однако ручное перемещение устройства по бумаге, небольшой размер охватываемой области сканирования не обеспечивают достаточной скорости и требуют тщательной состыковки отдельных участков изображения. ручной сканер

К настольным сканерам относятся планшетные, роликовые (портативно-страничные), барабанные и проекционные сканеры.

Основной отличительный признак планшетного сканера - сканирующая головка перемещается относительно неподвижной бумаги. Они просты и удобны в эксплуатации, позволяют сканировать изображения как с отдельных листов, так и с книг, журналов.

У портативно-страничных сканеров бумага перемещается относительно сканирующей головки. Они довольно компактны, но отсканировать с их помощью рисунок из книги вряд ли получится. Этот тип сканеров используется для ввода страниц документов форматом от визитной карточки до А4, система автоматической подачи бумаги обеспечивает равномерное сканирование по всей ширине листа.

Основные пользовательские характеристики:

разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм (измеряется в dpi - dots per inch). Обычно составляет 600-1200 dpi;

скорость сканирования - показатель быстродействия, который равен времени, затрачиваемому на обработку одной строки изображения;

размеры сканируемого листа (область сканирования);

разрядность битового представления - определяет максимальное число цветов или оттенков серого, которые может воспринимать сканер.

Веб-камера

Цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).

Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним пользователям Интернета созерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.

Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихся вулканов, канатных дорог, пекарен и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).

Цифровой фотоаппарат

Устройство, являющееся разновидностью фотоаппарата, в котором светочувствительным материалом является матрица или несколько матриц, состоящая из отдельных пикселей, сигнал с которых представляется, обрабатывается и хранится в самом аппарате в цифровом виде.

Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов:

Компактные («мыльница» традиционных размеров). Характеризуются малыми размерами и весом. Малый физический размер матрицы означает низкую чувствительность или высокий уровень шумов. Также этот тип камер обычно отличает отсутствие или недостаточная гибкость ручных настроек экспозиции.

Сверхкомпактные, миниатюрные. Отличаются не только размерами, но часто и отсутствием видоискателя и экрана.

Встроенные в другие устройства. Отличаются отсутствием собственных органов управления.

Псевдозеркальные - внешним видом напоминают зеркальную камеру, а также, как правило, помимо цифрового дисплея, оснащены видоискателем-глазком. Изображение в видоискателе такого аппарата формируется на отдельном цифровом экране, или на поворачивающемся основном экране. Как правило, имеют резьбу на объективе для присоединения насадок и светофильтров (пример - Konica Minolta серия моделей Z).

Полузеркалка - жаргонный термин, описывающий класс аппаратов, в которых имеется наводка по матовому стеклу через съёмочный объектив, однако нет возможности объектив менять. В таких аппаратах оптическая схема содержит светоделительную призму, которая направляет от 10 до 50 % светового потока на матовое стекло, а остальное передается на матрицу. (примеры - Olympus E-10, E-20)

Устройство ввода звуковой информации

Микрофо́н (от микро- и phōnē - звук) - электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Подключается к микрофонному входу на звукой плате. Звуковая плата преобразует электрический сигнал с микрофона в цифровой дискретный сигнал.

1. Клавиатура . Клавиши клавиатуры подключены к матрице контактов. Каждой клавише или комбинации клавиш присвоен свой номер (код). Внутри клавиатуры находится отдельный микропроцессор. Каждое нажатие на клавишу замыкает контакт. При этом в соответствии с матрицей контактов микропроцессор генерирует код нажатой клавиши. Этот код запоминается в специальной области (буфере микропроцессора) и становится доступным для обработки программными средствами. Драйвер клавиатуры, как правило, поставляется вместе с операционной системой. Эта программа позволяет пользователю выбрать алфавит, осуществить раскладку клавиш.

Все клавиши можно разбить на следующие группы:

Буквенно-цифровые клавиши;

Клавиши управления курсором;

Специальные управляющие клавиши;

Функциональные клавиши;

Дополнительная клавиатура.

Home	Перемещение курсора в первую позицию строки
End	Перемещение курсора в последнюю позицию строки
PgUp	Перемещение по тексту в направлении его начала на одну страницу (обычно на 25 строк)
PgDn	Перемещение по тексту в направлении его конца на одну страницу вперед
Ins	Переключение клавиатуры из режима замены в режим вставки и обратно
Delete	Удаление на экране указанного курсором символа
Esc	Отмена каких либо действий или выхода из программы
Ctrl
Alt	Используется с другими клавишами, изменяя их действия
Enter	Клавиша ввода информации и возврата каретки, служит для завершения ввода очередной строки
Backspace	Возврат на одну позицию по экрану влево с удалением предыдущего символа
Tab	Перемещение курсора вправо на задаваемое по запросу количество позиций или, заранее предопределенное программой, перемещение
Shift	Клавиша смены регистра
Print Screen	Распечатка на принтере информации, выведенной на экране
Caps Lock	Фиксация прописных/строчных букв
Num Lock	Фиксация режимов работы малой цифровой клавиатуры
Scroll Lock	Переключение режима вывода на экран дисплея
Pause/Break	Прерывание (приостановка) выполнения программ и процедур, например вывода информации на экран

Функциональные клавиши F1-F12 размещены в верхней части клавиатуры. Эти клавиши предназначены для различных специальных действий; они программируются и для каждого программного продукта имеют свое назначение.

2. Манипуляторы. Манипулятор мышь – устройство для ввода команд, представляющее собой небольшое устройство с несколькими клавишами. Перемещение указателя мыши по экрану производится передвижением мыши по столу. Различают механические, оптические и беспроводные устройства. Механическое устройство состоит из резинового шарика, вращающегося при перемещении мыши, и двух взаимно перпендикулярных роликов. Датчики поворота ролика передают сигналы в компьютер. «Хвост» из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству имя «мышь». Электронные устройства перемещения используют принцип обработки отраженных световых импульсов от поверхности, по которой перемещается мышь. Такие устройства значительно надежнее механических. Выпускаются мыши, передающие информацию в компьютер по инфракрасному каналу (беспроводные). Характеристикой мыши является разрешение. Оно измеряется в dpi (dot per inch – количество точек на дюйм). Если мышь имеет разрешение 900 dpi и её передвинули на 1 дюйм (2,53 см) вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 900 единиц вправо. Баллистическим эффектом называется зависимость точности позиционирования мыши от скорости её перемещения. Драйвер мыши поставляется вместе с устройством. Современные операционные системы содержат драйверы для большинства манипуляторов этого типа и автоматически при включении компьютера подбирают наиболее подходящий из них.

Джойстик – устройство управления в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях. На рычаге могут быть разного рода гашетки и переключатели. Также словом «джойстик» в обиходе называют рычажок управления, например, в мобильном телефоне.

Световое перо – один из инструментов ввода графических данных в компьютер. 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. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, «указываемую» пером на экране и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать её тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования. Кнопки используются аналогично кнопкам манипулятора мышь – для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов.

3. Сканер – устройство для перевода графической информации в цифровую. Функция сканера – получение электронной копии документа, созданного на бумаге. Лампа освещает сканируемый текст, отражённые лучи попадают на фотоэлемент, состоящий из множества светочувствительных ячеек. Каждая из них под действием света приобретает электрический заряд. Аналого-цифровой преобразователь ставит в соответствие каждой ячейке числовое значение, и эти данные передаются в компьютер. Сканеры бывают ручные и настольные (портативно-страничные или листовые, планшетные, слайд-сканеры, барабанные); они могут быть чёрно-белые (до 64 оттенков серого) и цветные (256 - 16 млн. цветов).

Основной отличительный признак планшетного сканера – сканирующая головка перемещается относительно неподвижной бумаги. Они просты и удобны в эксплуатации, позволяют сканировать изображения, как с отдельных листов, так и с книг, журналов.

Слайд-сканеры – это узкоспециализированные устройства, предназначенные для ввода изображения с прозрачного материала (фотопленки) с высоким разрешением и качеством изображения. Они обладают ярко выраженной профессиональной направленностью и высокой стоимостью.

Барабанные сканеры представляют собой профессиональные стационарные устройства, предназначенные для применения в полиграфии и сканировании крупноформатных изображений. Основными преимуществами являются высокая скорость и точность сканирования благодаря стационарно закрепленному сканирующему элементу и высокой равномерности вращения барабана с размещенным на нем сканируемым изображением.

Основными характеристиками являются:

Разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм;

Скорость сканирования – показатель быстродействия, который равен времени, затрачиваемому на обработку одной строки изображения;

Размеры сканируемого листа (область сканирования);

Разрядность битового представления – определяет максимальное число цветов или оттенков серого, которые может воспринимать сканер.

Драйвер сканера предназначен для управления процессом сканирования и настройки основных параметров сканера. Иногда драйверы дополняются средствами манипулирования отсканированными изображениями (изменить яркость, контрастность и т. п.). Сканеры могут использоваться для простого переноса картинок (фотографий, рисунков и пр.) в память компьютера или на экран дисплея, или же для быстрого ввода текстовых документов. Во втором случае из графического изображения необходимо выделить (распознать) буквы, цифры, пробелы, знаки табуляции, столбцы, то есть перевести изображение в текстовый формат. Для преобразования отсканированных текстов в текстовые коды предназначены программы оптического распознавания символов.

4. Сенсорные устройства. Дигитайзер (графический планшет) – это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера.

Основные пользовательские характеристики:

Рабочая площадь обычно приравнивается к одному из стандартных бумажных форматов (А7-А0);

Разрешение – шаг считывания информации;

Число степеней свободы описывает число характеристик взаимного положения планшета и пера. Минимальное число степеней свободы – 2 (X и Y положения проекции чувствительного центра пера), дополнительные степени свободы могут включать давление, наклон пера относительно плоскости планшета.

Тачпад (сенсорная панель) – указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках. Работа тачпадов основана на измерении емкости пальца или измерении емкости между сенсорами. Емкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша.

Аннотация: Человек взаимодействует с информационными системами главным образом через устройства ввода. Прогресс в области информационных технологий достигается не только благодаря возрастающей скорости процессоров и емкости запоминающих устройств, но также за счет совершенствования устройств ввода данных.

Устройства ввода информации - это периферийные устройства, предназначенные для сбора информации, преобразования ее в цифровой вид, передачи информации в компьютер .

Клавиатура

Клавиатура - одно из важнейших устройств компьютера, используемое для ввода в систему команд и данных.

Основные типы клавиатур:

83 -клавишная клавиатура PC и XT;
84-клавишная клавиатура AT;
101 -клавишная расширенная клавиатура;
104-клавишная расширенная клавиатура Windows .

104-клавишная клавиатура

Клавиатура, подобная 101-клавишной, которая выросла до 104-клавишной. У такой клавиатуры есть дополнительные клавиши: левая и правая Windows-клавиша и клавиша (приложение).

Режим USB Legacy

Набор микросхем системной платы и драйверы ROM BIOS позволяют использовать клавиатуру USB вне среды пользовательского графического интерфейса (GUI) Windows . Режим USB Legacy дает возможность использовать клавиатуру USB в среде MS DOS , для конфигурирования системной BIOS , при использовании командной строки во время работы в Windows или же при первой установке Windows в системе.

Клавиатуры для портативных компьютеров

Ограниченный размер портативного компьютера не позволяет использовать стандартную раскладку клавиатуры. Наиболее очевидное отличие клавиатуры портативных компьютеров состоит в отсутствии вспомогательной цифровой клавиатуры. Для переключения клавиатуры обычно используется комбинация, в которую входит клавиша .

Конструкции клавиш

В клавиатурах используется несколько типов клавиш. В большинстве клавиатур установлены механические переключатели, в которых происходит замыкание электрических контактов при нажатии клавиш. Также используются бесконтактные емкостные датчики.

Разновидности контактных клавиатур:

с механическими переключателями;
с замыкающими накладками;
с резиновыми колпачками;
мембранные.

Механические переключатели

В механических переключателях происходит замыкание металлических контактов. Для обратной связи устанавливаются пружины и смягчающие пластинки. Они выдерживают до 20 млн. срабатываний и стоят вторыми по долговечности после емкостных датчиков.

Замыкающие накладки

В таких клавиатурах состоит из пористого материала с приклеенной снизу фольгой, которая соединяется с кнопкой клавиши. При нажатии клавиши фольга замыкает печатные контакты на плате. Когда клавиша отпускается, пружина возвращает ее в исходное положение, а пористая прокладка смягчает удар. Недостаток в том, что она чувствительна к коррозии фольги и загрязнению контактов на печатной плате.

Резиновые колпачки

Клавиатура с резиновыми колпачками похожа на предыдущую конструкцию, вместо пружины в ней используется резиновый колпачок с замыкающей вставкой из той же резины, но с угольным наполнителем. При нажатии клавиши шток надавливает на резиновый колпачок, деформируя его. Деформация колпачка сначала происходит упруго, а затем он "проваливается". При этом угольный наполнитель замыкает проводники на печатной плате. При отпускании резиновый колпачок принимает первоначальную форму и возвращает клавишу в исходное состояние.

Замыкающие вставки делаются из очищенного угля, потому они не подвержены коррозии и сами по себе очищают металлические контакты, к которым прижимаются. Колпачки обычно прессуются все вместе в виде листов резины, покрывающих плату целиком и защищающих ее от пыли, грязи и влаги. Количество деталей в такой конструкции минимально. Все это обеспечивает высокую надежность клавиатуры и ее широкое распространение.

Мембранная клавиатура

Эта клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш: вместо них используется лист с разметкой, который укладывается на пластину с резиновыми колпачками. В настоящее время такие клавиатуры не годится для обычной печати, но используются для управления станками, агрегатами.

Мембранные клавиатуры обеспечивают более надежный и жесткий контакт, но при этом требуется усилие для нажатия клавиш. , , - 35 г. Максимальное усилие приходится а клавишу пробела - 85 г. Стандартное усилие нажатия любых клавиш обычной клавиатуры равно 55г.

Емкостные датчики

Это единственные бесконтактные переключатели, которые получили широкое распространение. Для обеспечения обратной связи в них используются цилиндрические (винтовые) пружины.

В емкостных датчиках нет замыкающихся контактов. Их роль выполняют две смещающиеся относительно друг друга пластинки и специальная схема, реагирующая на изменение емкости между ними. Когда верхняя пластинка приближается к нижней, емкость между ними увеличивается, что регистрируется схемой компаратора, установленной в клавиатуре.

Ее долговечность - до 25 млн. нажатий, в отличие от 10-12 млн. для клавиатур других типов.

Интерфейс клавиатуры

Клавиатура состоит из набора переключателей, объединенных в матрицу. При нажатии клавиши процессор, установленный в самой клавиатуре, определяет координаты нажатой клавиши в матрице. Кроме того, процессор клавиатуры определяет продолжительность нажатия и может обработать даже одновременное нажатие нескольких клавиш. В клавиатуре установлен буфер емкостью 16 байт, в который заносятся данные при слишком быстрых или одновременных нажатиях. Затем эти данные в соответствующей последовательности передаются в систему.

Клавиатура, подключенная к порту USB , микросхемы контроллера, установленные в клавиатуре, используются для получения и интерпретации данных перед тем, как они будут переданы через порт USB в систему. Некоторые микросхемы включают в себя логическую часть концентратора USB , что позволяет клавиатуре работать непосредственно в качестве концентратора USB . При получении данных от клавиатуры порт USB передает их на 8042-совместимый контроллер, который обрабатывает данные так же, как и любую другую информацию клавиатуры.

При нажатии клавиши встроенный в клавиатуру процессор (8048 или 6805) определяет координаты замкнутого переключателя в матрице. После этого он передает на системную плату последовательный пакет данных, содержащий скан-код нажатой клавиши. Это называется кодом активизации (make code ). Когда клавиша возвращается в первоначальное состояние, отправляется код останова (break code ), указывающий системной плате на то, что клавиша отпущена.

Манипулятор "мышь"

Устройство ввода, обеспечивающее взаимосвязь между пользователем и компьютером.

Многообразие периферийных устройств ввода определяется принципом ввода и видом вводимой информации.
Устройства ввода можно разделить на два основных класса:
- с клавиатурным вводам , при котором осуществляется ручной ввод с клавиатуры;
- с прямым вводом , при котором данные считываются непосредственно компьютерными устройствами.
В свою очередь, среди устройств с прямым вводом данных выделяются подклассы устройств: манипуляторы, сенсорные устройства, сканеры, устройства распознавания речи.

Клавиатура

Стандартным устройством ввода является клавиатура. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши - управляющие (Esc, Alt и др.) и функциональные (F1 - F12), клавиши управления курсором (обозначены стрелками), а также малую цифровую клавиатуру . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Курсор - светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак. Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора. Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местное устройство управления), который выполняет следующие функции:

последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный 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.

Клавиатура имеет 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 (отвергнут). На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, "зашитые" в BIOS, а также драйвер клавиатуры , который обеспечивает возможность работы в режиме национального алфавита, управление скоростью работы клавиатуры и др.

Обычно используется 101-104-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной, клавиатура бывает мембранной и сенсорной .

На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающих наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:

форму буквы V и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
большие опоры для ладоней, поддерживающие кисти в прямом положении;
мембранную бесшумную замену клавишам;
сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.

Манипуляторы

Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных. Манипуляторы, как правило, подключаются к коммуникационному порту (СОМ1-СОМ4).
Существуют манипуляторы: мышь, трекбол, джойстик и др..

Мышь

Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя.
Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Разрешающая способность мышей обычно составляет около 600 dpi. Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм = 2,54 см) указатель мыши на экране перемещается на 600 точек.
В настоящее время широко распространены 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.

Трекбол

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.

Джойстик

Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований форма ручки джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен. Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры вы ведете машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в руке, и вы чувствуете, как пули попадают в автомобиль.

Сенсорные устройства ввода

Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.

Сенсорный манипулятор

Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств -представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, осуществляется полноэкранное управление курсором и разрешающая способность в 1000 точек на дюйм.

Сенсорный экран

Сенсорный, тактильный экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации. Вы можете увидеть такие устройства ввода в банковских компьютерах, аэропортах, а также в военной сфере и промышленности.

Световое перо

Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, дигитайзер

Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - "цифра". Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры.

Сканеры

Большое распространение в наше время прибрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин "сканирование" происходит от английского глагола to scan, что означает "пристально всматриваться".

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера. Отличительные черты сканеров:

глубина распознавания цвета: черно-белые, с градацией серого, цветные;
оптическое разрешение, или точность сканирования измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 400, 600, 1200 точек на дюйм;
программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные сами обучаются;
конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные.

К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.

Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов для презентаций, доков, рекламы.

Устройства распознавания символов

К устройствам распознавания символов относятся, например, терминалы больших универмагов. Они оснащены разнообразными устройствами считывания штрихкодов, специальных символом и меток для определения условий приобретения товара. Считанная информация преобразуется, выводится на экран или бумажный чек и по линиям связи передается на главный, более мощный компьютер.

Устройства распознавания речи

С помощью обычного микрофона речь человека вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тысяч слов с адаптацией к индивидуальным голосам.

В чем отличия эргономической клавиатуры от обычной?

Какие устройства образуют класс манипуляторов?

Назовите основные характеристики мыши.

Укажите характерные особенности сенсорных устройств ввода.

Назовите основные характеристики сканеров.

Что представляют собой устройства распознавания речи?

На этой страничке мы поговорим на такие темы, как: Устройства ввода информации , Манипуляторы , Игровые устройства , Графические планшеты , Световое перо, WEB-камера .

Устройства ввода информации — устройства осуществляющие взаимодействия пользователя, и компьютера, преобразовывают информацию введенную пользователем, в понятный компьютеру вид.

Манипуляторы.

Манипуляторы (мышь, трекбол, джойстик и др.) – это специальные координатные устройства, которые используются для управления курсором. Манипулятор «Мышь» (в обиходе просто «мышь» или «мышка») – координатное устройство ввода и управления. Трекбол («перевернутая мышь», англ. trackball) небольшое устройство с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса.

Трекбол – это указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера, аналогичное мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую мышь. Шар находится сверху или сбоку и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом не перемещая корпус устройства. Несмотря на внешние различия, трекбол и мышь конструктивно похожи – при движении шар приводит во вращение пару валиков или, в более современном варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в оптической мыши).

В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины. Часто встраивается в ноутбуках.

Игровые устройства.

Популярность игровой периферии с каждым годом набирает обороты. Выпускается все больше игровых устройств, будь то рули, джойстики или гейм-пады. Сегодня игровые устройства стали простым и доступным дополнением для мультимедийных возможностей ПК.

Джойстик – обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

Компьютерный руль – игровой контроллер, имитирующий автомобильный руль. Применяется для игры в компьютерные игры – симуляторы.

Графические планшеты.

Графические планшеты (дигитайзеры) относятся к узкоспециализированным решениям для работы с графикой. Их отличает более высокая по сравнению с традиционными устройствами ввода комфортность работы.

Работа графических планшетов основана на следующем принципе. В основе их действия лежит фиксация перемещений пера (Pen) относительно чувствительной зоны планшета. Это возможно при использовании явления электромагнитного резонанса (для беспроводных перьев) или излучающих перьев, имеющих встроенные источники питания.

Световое перо.

Световое перо (англ. light pen) – 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. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях с поверхности экрана монитора.

В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, «указываемую» пером на экране и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать её тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования. Кнопки используются аналогично кнопкам манипулятора типа «Мышь» – для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов.

Также световое перо может быть элементом дигитайзера (графического планшета). В этом случае пером пишут или рисуют не по экрану монитора, а по поверхности планшета.

WEB-камера.

В современной бытовой жизни общение между людьми на расстоянии уже давно перестало ограничиваться телефонными разговорами и письмами. С массовым распространением Интернета все большую популярность получил e-mail, различные чаты, форумы, Интернет-пейджеры и создание видеоконференций. Устройствами, способствующими созданию видео контакта с собеседником – видеоконференциями, являются Web-камеры . Среди компаний, занимающихся разработкой и производством Web-камер , можно выделились Genius, CREATIVE, Logitech.