5. Перечислите и опишите типовые внешние устройства ввода данных.

Современный компьютер имеет различные внешние типовые (периферийные) устройства.

Внешние типовые устройства могут не только использоваться для ввода или вывода информации, но и обеспечивать выполнение сразу двух функций ввода и вывода информации.

Например, модем, даже если он выполнен не во внешнем исполнении, осуществляет функцию передачи информации от компьютера в сеть и наоборот. Ввод и вывод информации могут выполняться с помощью специальных интерактивных досок, подключенных к компьютеру. Интерактивная доска (ИД) - это устройство, позволяющее лектору или докладчику объединить два различных инструмента: экран для отображения информации и обычную маркерную доску. Такая доска может быть также разделена на две области: одна область служит для отображения информации, а другая ее часть содержит специальные элементы для управления этой доской и ввода информации или эти обе области могут функционально быть совмещены.

Каждое устройство ввода или вывода информации подключается с помощью специального кабеля к контроллеру этого устройства через соответствующий порт (разъем). С назначением и типами портов вы знакомились ранее в курсе информатики. В некоторых случаях контроллер может быть размещен прямо на устройстве.

Каждый контроллер управляет своим устройством и обеспечивает доступ этого устройства к компьютеру.

С назначением большинства основных устройств ввода информации в компьютер вы уже знакомы.

Внешние устройства ввода информации предназначены для передачи информации в компьютер, представляя эту информацию в понятной для компьютера форме.

Для систематизации знаний об устройствах ввода данных представим их классификацию на рисунке 1.

Среди устройств ввода данных в компьютер вам уже знакомы клавиатура, микрофон, мышь и сканер. К устройствам бесклавиатурного ввода данных в компьютер относятся также сенсорные устройства. Эти устройства способны распознавать зрительные образы, звуки, прикосновение, уровень температуры и т.д. В настоящее время сенсорные устройства широко используются в робототехнике и при разработке искусственного интеллекта. Наиболее часто встречающимися на практике сенсорными устройствами являются: оптические перья, сенсорные интерактивные экраны, графические планшеты (дигитайзеры), сенсорная клавиатура.

Клавиатура предоставляет пользователю возможность вводить информацию (программы и данные) в память ПЭВМ и управлять работой машины. Принцип действия клавиатуры достаточно прост: совокупность датчиков воспринимает давление на клавиши и замыкает тем или иным образом определенную электрическую цепь. Как правило, внутри корпуса любой кла­виатуры помимо датчиков расположены электронные схемы дешифрации, а контроллер (устройство управления) находится на системной плате системного блока.

Наиболее распространены два типа клавиатур: с механичес­кими переключателями и с мембранными («бутерброд» из тонких, обычно посеребренных, листков пластика, между которыми с небольшим воздушным зазором находится, например, проводящая жидкость) переключателями.

Известна 101–клавишная «улучшенная клавиатура IBM» (один из стандартов США). В ней выделяется четыре поля:

• функциональное. Содержит двенадцать клавиш Fl–F12. Они расположены в верхней части. Функции этой клавиатуры ме­няются (программируются);

• алфавитно–цифровое. Это клавиши с буквами латинского и русского алфавитов, цифрами, знаками препинания и специальными символами, обрамленные управляющими клавишами, отличающимися, как правило, от остальных не только обозначением, но и цветом. Эта часть клавиатуры во многом будет напоминать пользователю клавиатуру пишущей машинки. Функции, реализуемые управляющими клавишами, достаточно стабильны;

• два поля управления положением курсора: одно – только кла­виши управления (справа от алфавитно–цифровых клавиш) и второе – совмещенные управляющие и цифровые клавиши (малое цифровое поле). В старых стандартах с десятью функциональными клавишами имеется только одно поле – совме­щенное. Функции совмещенных клавиш переопределяются клавишей «Num Lock».

Дальнейшее развитие клавиатуры идет по пути расширения функциональных возможностей. Известны, например, клавиатуры с 24 дополнительными программируемыми клавишами, с возможностью чтения штрихового кода и магнитных карточек и др.

«Стандартная» клавиатура подключается к системному блоку с помощью разъема PS/2 (круглого) или USB (прямоугольного). Существуют и другие способы подключения клавиатуры – с помощью инфракрасного луча (как при дистанционном управлении музыкальным центром или телевизором) или ультразвуковой связи, но они еще мало распространены.

Манипулятор «мышь» обеспечивает быстрое перемещение световой (цветовой) метки по экрану, определяя (как указательным перстом) реализуемую функцию. Это главное назначение манипулятора, однако в некоторых программах (например, в графических редакторах) с его помощью можно рисовать. В большинстве случаев можно обойтись и без мыши, но с ней гораздо удобней. Различают механические и оптические мыши. В днище механических мышей монтируется маленький шар. При перемещении мыши шар вращается. Переключатели внутри мыши фиксируют вра­щение шара только по четырем направлениям. Однако движе­ние световой метки (указателя мыши) – всегда сумма векторов движений мыши по осям координат. Так осуществляется «привязка» перемещения мыши, например по столу, с перемещением световой метки по экрану. Механические мыши могут работать практически на любой поверхности, но лучше всего – на специальном коврике.

В настоящее время манипулятор типа «мышь» претерпел зна­чительные изменения. Помимо ручных появились и ножные устройства. Все большее распространение получают оптические мыши, принцип действия которых базируется на отражении света от поверхности. Поэтому их нельзя использовать на стекле или черном бархате.

Рынок предлагает мыши без «хвоста» – беспроводные мыши. Для управления компьютером используются инфракрасные либо радиосигналы. В последнем случае не имеет значения ориента­ция устройства относительно системного блока.

Функции «мышиных» клавиш определяются специальной программой (их несколько модификаций) и адаптируются к лев­шам или правшам. Средняя кнопка трехклавишной мыши используется достаточно редко, хотя для операционной системы Solaris трехкнопочная мышь просто находка.

Важным параметром мыши является разрешение. Оно опре­деляется числом импульсов, генерируемых электроникой мыши при перемещении манипулятора на единицу длины, и измеряется в точках на дюйм (dpi – dot per inch). Чем разрешение выше, тем лучше (пользователь сможет точнее позиционировать указатель на экране монитора и перемещать указатель без видимых рывков). Считается, что для обычного применения вполне достаточно разрешения 400 dpi.

Мышь обычно подключается к системному блоку посредством разъема того же типа, что и клавиатура – стандарта PS/2 или USB.

Манипуляторы джойстик (joystick – «рукоятка», рычажный; указатель) и трекбол (trackball) реализуют ту же идею преобразования движения шара, что и мышь, хотя конструктивно они существенно отличаются. Джойстик – это укрепленная на шар­нире ручка (рукоятка) с кнопками (чаще одной), а трекбол – неподвижная перевернутая «вверх ногами» мышь с клавишами, закрепленными на одной поверхности с шаром.

Имеются и другие манипуляторы, в основе которых непод­вижный планшет со встроенной электрической координатной сеткой. В них перемещение пальца по планшету вызывает перемещение курсора.

Графический планшет (дигитайзер, от англ. digitiser «циф­ровой преобразователь») и перо (pen). Эти устройства ввода, существенно отличаясь друг от друга конструктивно, реализуют один и тот же (уже известный пользователю) принцип преобразования положения указателя в координатной сетке, независимо от того, выполнена ли координатная сетка в виде специального планшета (дигитайзер и перо) либо определяется растром дисплейного экрана (световое, перо – light pen). Целевое назна­чение дигитайзера – ввод (оцифровка) контурных графических изображений с плоских, до 2 мм толщиной, немагнитных носи­телей, а пера – ввод рукописных текстов.

Сканер (scanner) – оптико–электронное считывающее устройство, обеспечивающее ввод текстов и других плоских изображений в машину. Обычно сканеры характеризуются разрешающей способностью (степенью детализации воспринимаемого изображения); количеством воспринимаемых оттенков черного и белого (штриховые и полутоновые сканеры) либо цветовой гаммы (цветные); размером обрабатываемых изображений; стоимостью.

В основе работы сканера лежит принцип преобразования луча, отраженного от данной точки оригинала, в цифровой код, вос­принимаемый машиной либо как код светового оттенка (интенсивность) в черно–белых сканерах, либо как код цвета – в цветных. Поэтому в сканере есть источник света, чувствительные датчики и преобразователи.

Наиболее простыми являются сканеры, ориентированные на вос­приятие только двух цветов – черного и белого. Поддерживающие их программы позволяют считывать штриховые изображения и изображения с полутоновой интерпретацией. Штриховой рисунок – это только белые и черные участки, а полутоновые изображения – множество точек разных размеров (самые крупные – черный цвет) с одинаковым расстоянием между их центрами. Далее по сложности идут черно–белые полутоновые сканеры. Обычно их «серая шкала» ограничена 256 оттенками. Говорят, что человеческий глаз не в состоянии различить большего количества оттенков серого. Повышение характеристик сканера требует более высоких характеристик и для ПЭВМ. В частности, при сканировании цветной фотографии размером 2130 см при разрешении 300 точек на дюйм потребуется около 30 Мбайт дискового пространства и соответствующий объем оперативной памяти.

Следует подчеркнуть, что при считывании сканером текста он фиксируется в памяти машины как картинка. Распознавание каждого символа (представленного, возможно, различными шриф­тами) требует наличия специальных программ.

Цифровые видеокамеры и фотоаппараты — устройства, позволяющие получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом формате и имеют память, аналогичную компьютерной.