SHPORA.net :: PDA

[ Back ]

5) Устройства ввода – вывода ЭВМ: назначение, принцип работы и их характеристики.
Устройства ввода-вывода относятся к внешним периферийные) устройства персонального компьютера составляют важнейшую часть любого вычислительного комплекса.
Основные устройства Ввода: 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.

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; 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 (читающие автоматы) - для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; в устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательности двухмерных координат;
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.
манипуляторы (устройства указания):
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.

Вывода: сканер; веб-камера; мониторы; принтеры.
Монитор – устройство, отображающее текстовую, графическую информацию на экране. Качество монитора характеризуется его разрешающей способностью. Основные характеристики монитора:
Монитор – устройство изображения текстовой и графической информации на экране. Выделяют: аналоговые и цифровые. Характеристики:
1. частота кадровой развертки (у современных – 70-80 Гц);
2. разрешающая способность: 2 режима – текстовый и графический. Стандартные разрешающие способности: 640х480, 800х600, 1200х1600;
3. четкость изображения на экране является размер зерна люминофора экрана монитора – от 0,41 до 0,18 мм;
4. монохромные или цветные;
5. с плоским или выпуклым экраном

Монито́р — конструктивно законченное устройство, предназначенное для визуального отображения информации.
Современный монитор состоит из экрана (дисплея), блока питания, плат управления и корпуса. Информация для отображения на мониторе поступает с электронного устройства, формирующего видеосигнал (в компьютере — видеокарта). В некоторых случаях в качестве монитора может применяться и телевизор.
По виду выводимой информации
алфавитно-цифровые
o дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию
o дисплеи, отображающие псевдографические символы
o интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных
графические,
для вывода текстовой и графической (в том числе видео-) информации[1].
векторные (vector-scan display)
o растровые (raster-scan display) — используются практически в каждой графической подсистеме PC; IBM назвала этот тип отображения информации (начиная с CGA) отображением с адресацией всех точек (All-Points-Addressable, APA), — в настоящее времядисплеи такого типа обычно называют растровыми (графическими) поскольку каждому элементу изображения на экране соответствует один или несколько бит в видеопамяти
По типу экрана
• ЭЛТ — монитор на основе электронно-лучевой трубки
• ЖК — жидкокристаллические мониторы
• Плазменный — на основе плазменной панели
• Проектор — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал); и проекционный телевизор
• LED-монитор — на технологии LED (англ. light-emitting diode — светоизлучающий диод)
• OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод)
• Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза
• Лазерный — на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство

Принтеры
— печатающие устройства для вывода информации на бумажный носитель.
Компьютерный принтер (англ. printer — печатник) — устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.
Современные принтеры позволяют выводить на печать текстовую информацию, а также рисунки и графики. Существует множество моделей принтеров, различающихся по качеству печати, производительности и другим характеристикам.
Основными характеристиками принтеров являются:
- количество игл или сопел (за исключением лазерных), определяющее качество печати;
- скорость печати, определяющая производительность принтера;
- количество встроенных шрифтов;
- формат бумаги и вид подачи листов (автоматическая или полуавтоматическая).
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, термические, литерные.
Основные виды принтеров:
матричные — изображение формируется из точек, печать которых осуществляются тонкими иглами, ударяющими бумагу через красящую ленту. Знаки в строке печатаются последовательно. Количество иголок в печатающей головке определяет качество печати. Недорогие принтеры имеют 9 иголок. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 и 24 иглы;
• струйные — в печатающей головке имеются тонкие трубочки — сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайщие капельки чернил. Матрица печатающей головки обычно содержит от 12 до 64 сопел. В настоящее время струйные принтеры обеспечивают разрешающую способность до 50 точек на миллиметр и скорость печати до 500 знаков в секунду при отличном качестве печати, приближающемся к качеству лазерной печати. Струйные принтеры выполняют и цветную печать, но разрешающая способность при этом уменьшается примерно вдвое;
• лазерные — применяется электрографический способ формирования изображений. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающей на разряженные участки, выполняется печать — перенoc тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления. Лазерные принтеры обеспечивают наиболее высококачественную печать с высоким быстродействием. Широко используются цветные лазерные принтеры.
Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. Во время печати на поверхность барабана подается высокое напряжение, и к заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя, который затем переносится на бумагу. Закрепляется изображение на бумаге разогревом тонера до температуры плавления. Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество и высокую скорость печати, но являются наиболее дорогими. Современные принтеры имеют встроенный процессор, что позволяет значительно разгрузить центральный процессор. Одним из важных параметров лазерного принтера является «скорострельность» печати. Некоторые принтеры могут печатать до 20 страниц в минуту. Изображение, получаемое с помощью современных принтеров, состоит из точек. Чем эти точки мельче и чаще расположены, тем более качественное изображение можно получить. Качество печати принтера принято измерять максимальным количеством точек, которое он может напечатать на отрезке длиной в 1 дюйм (2,54 см). Эта характеристика называется разрешением и измеряется в единицах, обозначаемых dpi (dot per inch, точек на дюйм). Лазерные принтеры имеют разрешение от 600 до 1200 dpi, а некоторые и выше.

К принтерам близки по назначению плоттеры – специализированные устройства для вывода на бумагу чертежей и рисунков. Рисунок исполняется специальным пером, управляемым электронным блоком; для цветного плоттера необходимо несколько перьев. Плоттер необходим как часть АРМ проектировщика, инженера-конструктора, архитектора. В силу специализированное™ и высокой стоимости плоттеры не получили массового распространения.
Своеобразные устройства вывода – синтезаторы звука. Простейшие из них есть в арсенале почти у всех персональных компьютеров и представляют собой обычный малогабаритный динамик, напряжение сигнала на котором с большой частотой изменяется компьютером. Таким способом удается подать простой звуковой сигнал, указывающий на наступление какого-либо события. Многие языки программирования дополняются командами типа ВЕЕР, SOUND, позволяющими программировать серии звуков.