Принципы работы устройств ввода вывода

Описание страницы: принципы работы устройств ввода вывода - 2021 год от профессионалов для людей.

Принципы работы устройств ввода вывода

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.

Основные пользовательские характеристики:

количество нажатий каждой клавиши до ее отказа,

дизайн и удобство в работе (эргономичность).

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.

Читайте так же:  Дисциплинарные взыскания прокурорских работников

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.

Источник: http://www.rassyhaev.ru/stati/raznoe/ustrojstva-vvoda/

7. Устройства ввода-вывода

7. Устройства ввода/вывода

Вводом/выводом (ВВ) называется передача данных между ядром ЭВМ, включающим в себя микропроцессор и основную память, и внешними устройствами (ВУ). Это единственное средство взаимодействия ЭВМ с «внешним миром», и архитектура ВВ (режимы работы, форматы команд, особенности прерываний, скорость обмена и др.) непосредственно влияет на эффективность всей системы.

Устройства ввода/вывода обмениваются информацией с магистралью по тем же принципам, что и память. Наиболее существенное отличие с точки зрения организации обмена состоит в том, что модуль памяти имеет в адресном пространстве системы много адресов (до нескольких десятков миллионов), а устройство ввода/вывода не более десяти (чаще всего один). Но модули памяти системы обмениваются информацией только с процессором (посредством магистрали), а устройства ввода/вывода взаимодействуют еще и с внешними устройствами, цифровыми или аналоговыми. Разнообразие устройств ввода/вывода неизмеримо больше, чем модулей памяти. Часто используются еще и другие названия для устройств ввода/вывода: устройства сопряжения, контроллеры интерфейсов, карты расширения, интерфейсные модули и т.д.

Объединяют все устройства ввода/вывода общие принципы организации узлов, которые осуществляют сопряжение с магистралью. Упрощенная структура интерфейсной части приведена на рис. 7.1. Как и в случае модуля памяти, она обязательно содержит схему селектора адреса, схему управления для обработки стробов обмена и буферы данных.

Самые простейшие устройства ввода/вывода выдают/принимают на внешнее устройство код данных в параллельном формате. Такие устройства ввода/вывода часто называют параллельными портами ввода/вывода. Они наиболее универсальны, то есть удовлетворяют потребности сопряжения с большим числом внешних устройств, поэтому их часто вводят в состав микропроцессорной системы в качестве стандартных устройств.

Входной порт (порт ввода) в простейшем случае представляет собой параллельный регистр, в который процессор может записывать информацию. Выходной порт (порт вывода) обычно представляет собой просто однонаправленный буфер, через который процессор может читать информацию от внешнего устройства. Именно такие порты показаны для примера на рис. 7.1. Порт может быть и двунаправленным (входным/выходным). В этом случае процессор пишет информацию во внешнее устройство и читает информацию из внешнего устройства по одному и тому же адресу в адресном пространстве системы. Входные и выходные линии для связи с внешним устройством при этом могут быть объединены поразрядно, образуя двунаправленные линии.

Читайте так же:  Полное досрочное погашение кредита в почта банке

Р ис. 7.1 . Структура простейшего устройства ввода/вывода.

При обращении со стороны магистрали селектор адреса распознает адрес, приписанный данному устройству ввода/вывода. Схема управления выдает внутренние стробы обмена в ответ на магистральные стробы обмена. Входной буфер данных обеспечивает электрическое согласование шины данных с этим устройством (буфер может и отсутствовать). Данные из шины данных записываются в регистр по сигналу С и выдаются на внешнее устройство. Выходной буфер данных передает входные данные с внешнего устройства на шину данных магистрали в цикле чтения из порта.

В составе микропроцессорных систем, как правило, выделяются три специальные группы устройств ввода/вывода:

  • устройства интерфейса пользователя (ввода информации пользователем и вывода информации для пользователя);
  • устройства ввода/вывода для длительного хранения информации;
  • таймерные устройства.

К устройствам ввода для интерфейса пользователя относятся контроллеры клавиатуры, тумблеров, отдельных кнопок, мыши, трекбола, джойстика и т.д. К устройствам вывода для интерфейса пользователя относятся контроллеры светодиодных индикаторов, табло, жидкокристаллических, плазменных и электронно-лучевых экранов и т.д. Роль внешнего устройства в данном случае играет человек.

Устройства ввода/вывода для длительного хранения информации обеспечивают сопряжение микропроцессорной системы с дисководами (компакт-дисков или магнитных дисков), а также с накопителями на магнитной ленте.

Таймерные устройства отличаются от других устройств ввода/вывода тем, что они могут не иметь внешних выводов для подключения к внешним устройствам. Эти устройства предназначены для того, чтобы микропроцессорная система могла выдерживать заданные временные интервалы, следить за реальным временем, считать импульсы и т.д. В основе любого таймера лежит кварцевый тактовый генератор и многоразрядные двоичные счетчики, которые могут перезапускать друг друга.

Еще один важный класс устройств ввода/вывода — это устройства для подключения к информационным сетям (локальным и глобальным).

Иногда устройства ввода/вывода обеспечивают сопряжение с внешними устройствами с помощью аналоговых сигналов. Это бывает очень удобно, поэтому в состав некоторых микроконтроллеров даже вводят внутренние ЦАП и АЦП.

Способы передачи информации по линиям данных

Существуют два способа передачи слов информации по линиям данных : параллельный, когда одновременно пересылаются все биты слова, и последовательный, когда биты пересылаются поочередно, начиная, например, с его младшего разряда.

Преимущества параллельного способа передачи очевидны и состоят в увеличении скорости обмена информацией.

Но при параллельном режиме передачи данных при изменении сигнала в одном из проводников, из-за существования электрической емкости между проводниками, возникает помеха (короткий выброс напряжения) на других проводниках. С увеличением длины шины (увеличением емкости проводников) помехи возрастают и могут негативно повлиять на процесс передачи данных. Поэтому, рабочее расстояние для шины параллельной передачи данных ограничивается длиной 1-2 м.

Это обстоятельство и желание использовать линии для дистанционной передачи информации (на десятки и сотни километров), обусловили широкое распространение способа последовательного обмена данными между ВУ и ЭВМ и между несколькими ЭВМ.

Возможны два режима последовательной передачи данных: синхронный и асинхронный.

При синхронной последовательной передаче каждый передаваемый бит данных сопровождается импульсом синхронизации, информирующим приемник о наличии на линии информационного бита. Следовательно, между передатчиком и приемником должны быть протянуты минимум три провода: два для передачи импульсов синхронизации и бит данных, а также общий заземленный проводник. Синхронная последовательная передача начинается с пересылки в приемник одного или двух символов синхронизации. Получив такой символ (символы), приемник начинает прием данных и их преобразование в параллельный формат.

Синхронная последовательная передача целесообразна лишь для пересылки массивов слов между устройствами, имеющими сходную скорость работы.

Асинхронная последовательная передача данных используется, когда у передатчика и приемника слишком разные скорости работы и применение синхроимпульсов невозможно. В этом случае процедура передачи информации выглядит следующим образом.

Стандартный формат асинхронной последовательной передачи данных, используемый в ЭВМ и ВУ, содержит n пересылаемых бит информации стартовый бит, бит контроля четности (или нечетности) и 1 или 2 стоповых бита. Когда передатчик бездействует, и данные не посылаются, на линии сохраняется уровень сигнала, соответствующий логической 1.

Передатчик может начать пересылку символа в любой момент времени посредством генерирования стартового бита, перевода линии в состояние логического 0 на время, точно равное времени передачи бита. Затем происходит передача битов символа, начиная с младшего значащего бита, за которым следует дополнительный бит контроля по четности или нечетности. Далее с помощью стопового бита линия переводится в состояние логической 1.

Промежуток времени от начала стартового бита до конца стопового бита (стоповых бит) называется кадром.

Если линия перешла в состояние логического нуля и находится в этом состоянии в течение времени, не меньшего половины временного интервала передачи бита, то приемник переводится в режим считывания бит информации. В противном случае приемник остается в режиме обнаружения, так как вероятнее всего это был не стартовый бит, а шумовая помеха. Находясь в режиме считывания, приемник вырабатывает специальные сигналы считывания через интервалы, равные времени передачи бита. Аналогичным образом будут считаны бит контроля четности и сигнал логической единицы (стоповый бит). Если оказывается, что на месте стопового бита, обнаружен сигнал логического нуля, приемник фиксирует «Ошибку кадра» и отмечает текущий символ принятым неправильно. Если стоповый бит прочитан, проверяется, четно ли общее число единиц в информационных битах и бите контроля, и если оно четно, производится запись принятого символа в буфер приемника.

7.5. Определение интерфейса. Виды интерфейсов

Для включения микропроцессора в любую микропроцессорную систему или для обмена информацией между системами или пользователем необходимо установить единые принципы и средства его сопряжения с этими объектами, т.е. унифицированный интерфейс. В состав интерфейса входят аппаратурные средства соединения устройств (разъем и связи), номенклатура и характер связей, программные средства, описывающие характер сигналов интерфейса и их временную диаграмму, а также описание электрофизических параметров сигналов.

Для получения сведений о разновидностях интерфейсов, необходимо изучить следующий материал для чтения: ..Раздаточный и дополнительный материалЛК6 виды интерфейсов.doc

Читайте так же:  Надо ли платить алименты с наследства

Источник: http://studizba.com/lectures/10-informatika-i-programmirovanie/377-elementy-mikroprocessornoy-tehniki/5150-7-ustroystva-vvoda-vyvoda.html

9.1 Принципы аппаратуры ввода-вывода

Два нижних уровня системы управления вводом-выводом составляет hardware: сами устройства, непосредственно выполняющие операции, и их контроллеры, служащие для организации совместной работы устройств и остальной вычислительной системы. Следующий уровень составляют драйверы устройств ввода-вывода, скрывающие от разработчиков операционных систем особенности функционирования конкретных приборов и обеспечивающие четко определенный интерфейс между hardware и вышележащим уровнем – уровнембазовой подсистемы ввода-вывода, которая, в свою очередь, предоставляет механизм взаимодействия между драйверами и программной частью вычислительной системы в целом.

Видео (кликните для воспроизведения).

Рис. 1.Структура системы ввода-вывода

В составе любой ОС существует специальная подсистема, управляющая аппаратурой ввода-вывода. Основные задачи, решаемые с помощью этой подсистемы, состоят в следующем:

подсистема должна обеспечить пользователей удобным и понятным интерфейсом для обращения к ПУ как в однопользовательском, так и в многопользовательском режимах работы ЭВМ; при этом часто выдвигается требование на достижение унифицированного интерфейса для доступа к различным по своим физическим характеристикам ПУ, для чего реализуется принцип независимости от устройств;

в мультипрограммном режиме работы систем разделения времени подсистема должна обеспечить такое планирование процесса ввода-вывода данных, чтобы достичь максимального перекрытия во времени работы центрального процессора (ЦП) и аппаратуры ввода-вывода.

состав подсистемы ОС для устройств ввода-вывода и аппаратура ввода-вывода существенно отличаются для различных ЭВМ, но можно выделить и единое концептуальное начало, свойственное всем подсистемам. Аппаратуру ввода-вывода можно рассматривать как совокупность аппаратурных процессоров, которые способны работать параллельно друг относительно друга, а также относительно ЦП. На таких процессорах выполняются так называемые внешние процессы. Например, для печатающего устройства процесс может состоять из совокупности действий, обеспечивающих перевод каретки, продвижение бумаги на одну строку, печать любого заданного числа символов на строке.

Внешние процессы взаимодействуют с программными процессами, выполняемыми ЦП и оперативной памятью (ОП). Существенно, что скорость выполнения программного процесса может на несколько порядков превосходить скорость внешнего процесса.

Подсистема ОС для управления вводом-выводом с точки зрения программных процессов является интерфейсом с ПУ. Различают три типа действий с ПУ:

1. операции чтения-записи данных;

2. операции управления ПУ;

3. операции по проверке состояния ПУ.

9.1.1 Устройства ввода-вывода

Устройства делят на две категории (некоторые не попадают ни в одну):

блочные устройства — информация считывается и записывается по блокам, блоки имеют свой адрес (диски)

символьные устройства — информация считывается и записывается посимвольно (принтер, сетевые карты, мыши)

9.1.2 Контроллеры устройств

Устройства ввода-вывода обычно состоят из двух частей:

механическая (не надо понимать дословно) — диск, принтер, монитор

Если интерфейс между контроллером и устройством стандартизован (ANSI, IEEE или ISO), то независимые производители могут выпускать совместимые как контроллеры, так и устройства. Например: диски IDE или SCSI.

Операционная система обычно имеет дело не с устройством, а с контроллером. Контроллер, как правило, выполняет простые функции, например, при считывании с диска, преобразует поток бит в блоки, состоящие из байт, и осуществляют контроль и исправление ошибок, проверяется контрольная сумма блока, если она совпадает с указанной в заголовке сектора, то блок считан без ошибок, если нет, то считывается заново.

Источник: http://studfile.net/preview/4034529/

Устройства ввода информации и их характеристики.

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:

— клавиши управления курсором;

— специальные управляющие клавиши;

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.

Разновидностью мыши можно считать трэкбол, который можно сравнить с перевернутой мышью,.

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).

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.

Читайте так же:  Возьму частный займ под проценты

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.

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.

Сенсорный экран предназначен для управления устройствами с помощью простого прикосновения к экрану. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надёжность, устойчивость к жёстким внешним воздействиям, интуитивно понятный интерфейс. Они используются в платежных терминалах, информационных киосках, оборудовании для автоматизации торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности. 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.

5. Цифровые фото- и видеокамеры– устройства ввода графической и видеоинформации.

6. Микрофон – устройство ввода звуковой информации.

Дата добавления: 2017-02-24 ; просмотров: 5184 | Нарушение авторских прав

Источник: http://lektsii.org/14-67038.html

Устройства ввода и вывода информации

Наиболее универсальным устройством ввода информации является клавиатура. Клавиатура позволяет вводить числовую и текстовую информацию, кроме того, с помощью клавиатуры пользователь может управлять работой компьютера. К устройствам ввода относятся также манипуляторы типа мышь, трекболы и джойстики. Точный ввод рисунков и чертежей можно выполнять с помощью дигитайзеров. Для оптического считывания изображений и преобразования в цифровой код используются сканеры. Последние годы все большее распространение получают цифровые видеокамеры и фотоаппараты. Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается к входу звуковой платы.

Чтобы работать с тем или иным внешним устройством ввода-вывода, необходима специальная программа, называемая драйвером.

Драйвер — это программа, управляющая работой устройства. После первого подключения устройства к ПК нужно выполнить установку соответствующего драйвера.

Клавиатура. Клавиатура служит для ввода информации и прочих управляющих сигналов. Стандартная клавиатура содержит 104 клавиши и 3 информирующие о режимах работы цветовых индикатора в правом верхнем углу. Имеется 12 функциональных клавиш, расположенных в верхнем ряду.

Клавиатура имеет несколько групп клавиш:

Координатные устройства ввода. Это манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол), сенсорные панели тачпад и графические планшеты. В оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является шар (металлический, покрытый резиной). В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши. Источник света, размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется

Подключается мышь к ПК через последовательный порт. В настоящее время уже имеются модели беспроводной мыши, которые используют передачу данных в радио- или инфракрасном диапазоне. Такая мышь может находиться в любом месте в радиусе 1,5 — 2м от компьютера. В комплект поставки мыши входят, как правило, программы установки и тестирования, а также драйвер.

Трекбол по своему устройству и принципу работы подобен мыши. Отличие состоит в том, что вместо передвижения устройства ввода вращается вмонтированный в устройство шарик.

Для работы в некоторых программах (особенно в играх) удобным оказывается еще одно устройство ввода — джойстик. Само слово джойстик является комбинацией двух английских слов: joy(радость) и stick (палка). Действительно, это устройство ввода создано для развлечений и представляет собой рукоятку управления, снабженную кнопками.

Для ввода в компьютер изображений (рисунков, фотографий, текста и проч.) широко применяются сканеры.

Читайте так же:  Месяц просрочки по кредитам что делать

Существует множество моделей сканеров, они различаются, прежде всего, по механизму движения считывающего устройства (сканирующей головки) относительно бумаги. Чтобы ввести в компьютер какой-либо документ с помощью самого простого — ручного сканера, нужно вручную провести сканирующую головку вдоль изображения. Перемещение сканирующей головки автоматизировано в более совершенных моделях сканеров: планшетных и барабанных. Планшетный сканер, называемый также настольным, располагается на столе. Вы кладете лист документа под крышку сканера, а сканирующая головка перемещается относительно листа с помощью специального двигателя. В сканерах барабанного (или рулонного) типа лист документа протягивается автоматически через устройство сканера, при этом считывание осуществляется неподвижной сканирующей головкой.

Первые модели сканеров были черно-белыми, то есть воспринимали только черный и белый цвета. Современные сканеры позволяют распознавать миллиарды цветовых оттенков.

К цифровым камерам относятся видеокамеры (WEB-камеры) и фотоаппараты. Они позволяют получить изображение и снимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются недорогие WEB-камеры, разрешающая способность которых не превышает 640×480 точек. Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272 х 1704 точек. Для хранения фотографий используют модули флэш-памяти или жесткие диски малого размера.

Основным устройством вывода информации в ПК является монитор.Монитор служит для отображения на экране графической и символьной информации. В подавляющем большинстве ПК используются мониторы на электроннолучевых трубках (ЭЛТ), напоминающие кинескопы обычных телевизоров. Исключение составляют портативные компьютеры, в которых для отображения информации применяются экраны на жидких кристаллах.

От типа трубки напрямую зависит качество изображений.

Тип экрана монитора определяется двумя показателями: объёмом и цветом. Плоская поверхность экрана лучше выпуклой. О цвете экрана можно сказать одно: чем чернее экран (а не корпус монитора) в выключенном состоянии, тем лучше.

Любое изображение на экране монитора, как и на экране телевизора, состоит из множества светящихся точек. Эти точки называются пикселями или точками растра.Иногда такие мониторы называют растровыми.

Одной из важнейших характеристик монитора является число точек на экране, которые используются для создания изображения. Эта характеристика называется разрешением или разрешающей способностью

Измеряется разрешающая способность как количество пикселей по горизонтали на количество пикселей по вертикали.

Разрешающая способность монитора

это число точек изображения, которые воспроизводятся по горизонтали и вертикали.

Например, значение разрешающей способности 640х480 отвечает 640 строкам растра, каждая из которых состоит из 480 точек. Возможны и другие стандартные значения разрешающей способности, например, 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200.

Размер экрана характеризуется длиной его диагонали, которая обычно выражается в дюймах. Существуют несколько стандартных размеров экрана монитора, выражаемых в дюймах: 9′, 14′, 15′, 17′, 19′, 20′, 21’ и др. Мониторы с небольшим экраном (до 15′ включительно) используются для целей обучения, а также в домаш­них и некоторых офисных компьютерах. Для работы с графическими, издатель­скими системами требуется размер экрана не менее 17′, а желателен 2Г.

Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные. Цветное изображение на экране монитора получается как комбинация трёх цветов: красного, зелёного и синего.

Видеоадаптеры

Видеоадаптер -это устройство сопряжения работы монитора и процессора.

Видеоадаптеры имеют собственную память, предназначенную для хранения изображения, выводимого на экран. Объём этой памяти определяет количество цветов и разрешающую способность экрана. Чем больше объём памяти используется для управления одним пикселем, тем больше количество воспроизводимых цветов.

Если для управления 1 пикселем используется один бит информации (0 или 1), то пиксель либо светится каким-либо одним цветом -1, либо не светится (имеет цвет фона – 0(монохромный))

Если 2 бита, то пиксель может светиться 2 2 =4 цветами.

Если 1байт=8 битов, то пиксель может светиться 2 8 =256 цветов

В настоящее время есть видеоадаптеры, использующие для управления одним пикселем 3 байта (24 бита). Изображение использует 2 24 =16777216 цветов.

Объём памяти видеоадаптера ограничен. Поэтому разрешающая способность и количество воспроизводимых цветов — взаимосвязаны. Можно увеличить количество пикселей, тогда уменьшить количество цветов, и наоборот. Чаще всего используются видеоадаптеры SVGA(что означает Super VGA). В видеоадаптере SVGA возможно воспроизведение до 16,7 миллиона цветов.

Принтер — печатающее устройство. Основные виды: матричный, лазерный, струйный.

Матричные используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остается отпечаток символа. Недостаток: шумная работа, невысокое качество печати. Разрешение: до 150 точек на дюй

Лазерные работают примерно так же, как ксероксы. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от степени освещенности. После засветки на барабан, находящийся под напряжением, наносится красящий порошок-тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью горячего валика протягивает бумагу под барабаном, тонер переносится на бумагу и вплавляется в нее, оставляя стойкое изображение. Скорость печати от 4 до 25 страниц в минуту. Разрешение — 600-1200 точек на дюйм.

Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры чувствительны к качеству бумаги. Цветные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех цветов: ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного. Скорость печати — от 15 секунд на страницу. Разрешение — 300-700 точек на дюйм, до 1440 на специальной бумаге.

Устройство, которое чертит графики, рисунки, диаграммы под управлением компьютера.

Используется для получения сложных чертежей, архитекторских планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Рисует изображение с помощью пера. Роликовые плоттеры прокручивают бумагу под пером, а планшетные перемещают перо через всю поверхность горизонтально лежащей бумаги. Плоттеру, как и принтеру, нужна специальная программа-драйвер, позволяющая прикладным программам передавать ему инструкции: поднять или опустить перо, провести линию и прочее.

Дата добавления: 2015-11-05 ; просмотров: 879 | Нарушение авторских прав

Видео (кликните для воспроизведения).

Источник: http://lektsii.org/3-85646.html

Принципы работы устройств ввода вывода
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here