Устройства ввода

      Современные компьютеры могу обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию.
      Для ввода в компьютер звуковой информации применяются микрофоны; сканеры, цифровые фотоаппараты и видеокамеры используются для ввода сложных графических изображений, фотографий и видеофильмов; числовая и текстовая информация также может быть введена в память компьютера с помощью сканера. Но для того чтобы успешно работать на компьютере, необходимо знать клавиатуру – важнейшее устройство ввода в память компьютера.

     Клавиатура
     

      Клавиатура — компьютерное устройство ввода, которое служит для набора текстов и управления компьютером с помощью клавиш, находящихся на клавиатуре.
      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.

      Виды клавиатур
     
      Одни клавиатуры при нажатии на клавишу издают механический щелчок, другие — молчат.

      Программная поддержка
      Работа любого аппаратного средства требует программного управления. Для устройств ввода (устройств вывода) управляющие программы называются ДРАЙВЕРАМИ.
      Практически все выпускаемые сейчас периферийные устройства соответствуют стандарту Plug and Play (подключи и работай), позволяющему автоматически настроить устройство входе диалога с компьютером в процессе начальной загрузки.
      Драйвер клавиатуры, как правило, поставляется вместе с операционной системой. Эта программа позволяет пользователю выбрать алфавит, осуществить раскладку клавиш.

      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.

     Группы клавиш
      Все клавиши можно условно разделить на несколько групп:

1. алфавитно-цифровые клавиши;
2. функциональные клавиши;
3. управляющие клавиши;
4. клавиши управления курсором;
5. цифровые клавиши.

     

      В центре расположены алфавитно-цифровые клавиши, очень похожие на клавиши обычной пишущей машинки. На них нанесены цифры, специальные символы («!», «:», «*» и т.д.), буквы русского алфавита, латинские буквы. С помощью этих клавиш вы будете набирать всевозможные тексты, арифметические выражения, записывать свои программы. В нижней части клавиатуры находится большая клавиша без символов на ней – «Пробел». «Пробел» используется для отделения слов и выражений друг от друга.
      Русские клавиатуры двуязычные, поэтому на их клавишах нарисованы символы как русского, так и английского алфавитов. В режиме русского языка набираются тексты на русском языке, английского — на английском.

      Алфавитно-цифровая клавиатура — основная часть клавиатуры с алфавитно-цифровыми клавишами, на которых нарисованы символы, вместе со всеми тесно прилегающими управляющими клавишами.
      Алфавитно-цифровые клавиши (клавиши пишущей машинки занимают центральную часть клаиатуры. На левой стороне клавиш нарисованы символы, которые набираются в режиме английского языка. На правой — символы режима русского языка.

      Функциональные клавиши F1 – F12, размещенные в верхней части клавиатуры, запрограммированы на выполнение определенных действий (функций). Так, очень часто клавиша F1 служит для вызова справки.

      Для перемещения курсора служат клавиши управления курсором, на них изображены стрелки, направленные вверх, вниз, влево и вправо. Эти клавиши перемещают курсор на одну позицию в соответствующем направлении. Клавиши PageUp и PageDown позволяют «листать» документ вверх и вниз, а клавиши Home и End переводят курсор в начало и конец строки.

      Очень часто используются управляющие (служебные) клавиши. Они не собраны в одну группу, а размещены так, чтобы их было удобно нажимать.
      Клавиша Enter (иногда изображается со стрелкой) завершает ввод команды и вызывает ее выполнение. При наборе текста служит для завершения ввода абзаца.
      Клавиша Esc расположена в верхнем углу клавиатуры. Обычно служит для отказа от только что выполненного действия.
      Клавиши Shift, Ctrl, Alt корректируют действия других клавиш.

      Цифровые клавиши – при включенном индикаторе Num Lock удобная клавишная панель с цифрами и знаками арифметических операций. Расположенными, как на калькуляторе. Если индикатор Num Lock выключен, то работает режим управления курсором.

     Клавиатура – это электронное устройство, содержащее внутри микросхемы и другие детали. Поэтому обращаться с ней следует бережно и аккуратно. Нельзя допускать загрязнения клавиатуры пылью, мелким мусором, металлическими скрепками пр. Нет нужды сильно стучать по клавишам. Движения пальцев должны быть легкими, короткими и отрывистыми.

      Сканер

      Сканер — устройство для ввода графической информации в компьютер.

     Функция сканера — получение электронной копии документа, созданного на бумаге.

     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.

     Виды сканеров

     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.
      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 ppi — pixels per inch);
• 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.

      Манипулятор мышь
     
      Манипулятор «мышь» - координатное устройство, предназначенное для управления курсором (указателем) мыши и ввода 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.

     Виды манипуляторов типа «мышь»
      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.

      Джойстик
     
      Джойстик— (англ. Joystick = Joy + Stick) — 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.
      В русском языке ручку управления промышленными механизмами и транспортными средствами (самолётом и т. д.) джойстиком не называют никогда (в отличие от английского joystick).

      Световое перо
     

      Световое перо — (англ. light pen, также — стило, англ. stylus) — 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 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 типа «Мышь» — для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов.

      Световое перо было распространено во время распространения графических карт стандарта EGA, которые обычно имели разъем для подключения светового пера. Световое перо невозможно использовать с обычными ЖК-мониторами.

      Дигитайзер
     
       Дигитайзер (со световым пером) или графический планшет (от англ. digitizer) - 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 - рабочая площадь обычно приравнивается к одному из стандартных бумажных форматов (А7-А0). Стоимость приблизительно пропорциональна площади планшета. На больших планшетах работать удобнее.
• Разрешение - разрешением планшета называется шаг считывания информации. Разрешение измеряется числом точек на дюйм (англ. dots per inch, dpi). Типичные значения разрешения для современных планшетов составляет несколько тысяч dpi.
• Число степеней свободы - количество степеней свободы описывает число квазинепрерывных 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
     
      Тачпад (англ. touchpad — сенсорная площадка), сенсорная панель — указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

     Принцип работы.

     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.

     Трекпойнт
     

      Трекпойнт (TrackPoint) - координатное устройство, представляет собой миниатюрный джойстик с шершавой вершиной 5-8 мм, расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

      Сенсорный экран

     Сенсорный экран- предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану.

     Сенсорные экраны зарекомендовали себя как наиболее удобный способ взаимодействия человека с машиной. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надёжность, устойчивость к жёстким внешним воздействиям (включая вандализм), интуитивно понятный интерфейс.
       Сенсорные экраны используются в платежных терминалах, информационных киосках, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности.

      Принцип работы.

     Сенсорный экран представляет собой стеклянную конструкцию, размещаемую на поверхности дисплея, отображающего систему навигации. Выбор необходимой функции системы происходит при прикосновении к соответствующему изображению на экране. Контроллер сенсорного экрана обрабатывает координаты точки прикосновения и передает их в компьютер. Специальное программное обеспечение запускает выбранную функцию.