Файл: Анализ методов и устройств ввода информации в компьютер (Новейшие разработки устройств ввода).pdf

Введение

Мы живем в 21-м веке. Компьютеры заняли настолько прочное место в нашей повседневной жизни! Уже невозможно представить современного человека, который не обладает компьютерной грамотностью. Ни одно производство невозможно представить без ПК, специального софта. А ведь компьютер - это не только ПК, но и планшет, смартфон, компьютеры встраивают в холодильники, телевизоры, часы, стиральные машины, создаются “умные дома”, где многие процессы в доме, будь то нагрев полов или управление стиральной машиной с котлом осуществляются из одного пульта управления. Компьютеры используются во всех отраслях науки, на производстве, в медицине, в сфере образования и культуры. Компьютеры устанавливаются в автомобилях и поездах, без компьютеров невозможно представить полеты самолетов при современном темпе жизни и дальние плавания многотонных кораблей, не говоря уже о покорении космоса и экспедиций в далекие уголки нашей планеты. И всем этим компьютерам необходим обмен информацией с окружающей средой и человеком. Таким образом, существование периферийных устройств а именно устройств ввода-вывода информации для компьютера обусловлено прямым его назначением -для работы человека с информацией.

Цель данной работы: рассмотреть виды устройств ввода, принцип и методы их работы и представить перспективы развития устройств ввода.

За развитием и разнообразием устройств взаимодействия человека с компьютером стоит комфорт в жизни человека. ведь ни для кого уже не является секретом то, что со временем, компьютеры будут все больше и больше вторгаться в человеческую жизнь и, в конце концов, человек попросту не сможет существовать без компьютеров.

Основное назначение устройств ввода информации - обеспечить поступление в компьютер из окружающей среды программ и данных для обработки, работы, редактирования. Устройства ввода в немалой степени определяют возможности применения компьютера. Устройств ввода информации существует поистине великое множество, что объясняется интеграцией компьютеров практически во все сферы деятельности человека.

Устройства ввода информации в компьютер: клавиатура, мышь и Touch pad, планшет, джойстик, сканер, цифровые фото- и видеокамеры, Web-камеры и микрофон.

Глава 1. Устройства ввода

К настоящему моменту устройства вводастали значительно разнообразней, приобрели новые формы и теперь значительно отличаются от первых устройств. Они претерпели колоссальные изменения и в них применяются многие полезные нововведения.

Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение - реализовывать воздействие на компьютер. Существуют разнообразные технологии: от осязаемых до голосовых.

1.1 Клавиатура

Основным стандартным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура. В ее корпусе присутствуют датчики клавиш, схемы дешифрации и микроконтроллер. Каждая клавиша соответствует определенному порядковому номеру. При надавливании на клавишу информация об этом передается процессору в виде соответствующего кода. Данный код интерпретируется драйвером – специальной программой, принимающей вводимые с клавиатуры символы.

На клавиатуре присутствуют клавиши, которые не посылают процессору никакого кода и используются для переключения состояния специальных признаков статуса клавиатуры.

Для экономии места в портативных и карманных ПК используются клавиатуры с небольшим числом клавиш.

Расположение клавиш на клавиатуре соответствует стандарту латинских печатающих машинок.

До недавнего времени использовалась стандартная клавиатура, 101/102 клавиши, но с развитием персональных компьютеров производители старались развивать и основное устройство ввода информации. Это и привело к созданию мультимедийных клавиатур, которые в наши дни все больше и больше набирают популярность.

К дополнительным клавишам относятся группы клавиш управления мультимедийными приложениями (например, вызов и управление программами просмотра видео), клавиши управления громкостью системы, группа клавиш для быстрого вызова офисных приложений Pages, Numbers, Keynote, калькулятора, Safari и т.д.

Клавиатуры различаются по двум признакам: способ подключения и дизайн. Подключение клавиатуры к компьютеру может осуществляться через порт PS/2, USB и через ИК и Bluetooth порт для беспроводных моделей. В последнем способе подключения клавиатура требует дополнительного источника питания, например, батарейки.

1.2 Координатные манипуляторы

Координатные манипуляторы -устройства покоординатного ввода. К ним относятся мыши, трекболы и пойнтеры.

Мышь

С развитием операционных систем с графическим интерфейсом этот манипулятор стал просто незаменимой частью персонального компьютера. Манипулятор обеспечивает простое и удобное управление многими функциями операционных систем и прикладных программ.

Мыши различаются по трем характеристикам:

-числу кнопок;

-используемой технологии;

-типу соединения устройства с системным блоком.

Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню. С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки - нажата она или нет.

Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером. Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость управления. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках, в то время как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони. В то же время существуют сенсорные мыши, позволяющие осуществлять взаимодействие с компьютером с помощью лишь одной кнопки и сенсорной поверхности.

Существуют «мыши» двух видов: шариковые и оптические. В шариковых манипуляторах используется механический способ передачи направления движения (шарик расположенный внизу манипулятора при перемещении вращает два расположенных внутри валика). В оптических «мышках» вместо шарика используется светодиод. При перемещении мыши информация о виде данного перемещения передается драйверу, который изменяет местоположение курсора мыши на экране. Благодаря этому можно сообщать прикладной программе текущие значения его координат. Мышь играет особую роль при работе с графической информацией в графических редакторах, системах автоматизированного проектирования. Чаще всего используются левая и правая кнопки мыши. Обычно программы отслеживают одно– и двукратное нажатие левой клавиши мыши, а также однократное нажатие правой. Манипулятор «мышь» имеет несколько типов подключения: COM, PS/2, USB, ИК, Bluetooth.

 Трекбол

Трекболом называют шар, встроенный в клавиатуру, который отличается от мыши тем, его не нужно перемещать по рабочей поверхности.

Пойнтер

Пойнтер является аналогом джойстика и размещается на клавиатуре.

Трекболы и пойнтеры чаще всего применяются в портативных компьютерах, а в карманных компьютерах в качестве устройства покоординатного ввода используется сенсорный экран.

Джойстик

Джойстик представляет собой подвижную рукоять (или руль) с несколькими кнопками. Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр. Джойстики можно разделить на два вида:

Дискретные - сенсоры таких джойстиков могут принимать два значения: «0» или «1», включён/выключен и т. д. При этом каждое нажатие выдает один управляющий импульс и смещает курсор на одну позицию (длительное нажатие приводит к автоповтору команды), диапазон смещения курсора при этом неограничен и определяется только количеством нажатий. Джойстики такого типа считаются устаревшими в ПК, но широко применяются в простых игровых приставках, мобильных телефонах и прочих устройствах.

Аналоговые - у таковых выходной сигнал плавно меняется от нуля до максимума в зависимости от угла отклонения рукоятки: чем больше рукоять отклонена, тем больше уровень сигнала. Диапазон перемещения курсора ограничен ходом ручки джойстика и разрешением применённых сенсоров. После калибровки, подобные джойстики можно применять для указания абсолютной позиции курсора. (Семакин И. Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов/ И. Семакин, Е. Хеннер - М.: БИНОМ, 2013. - 350)

Touchpad

Touchpad- англ. touchpad: touch - касаться, pad - подушечка - указательное (координатное) устройство ввода, предназначенное для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру, телефону или другому электронному оборудованию. Ввод осуществляется путём прикосновения одним или несколькими пальцами руки к поверхности тачпада.

Слово «TouchPad» является зарегистрированной торговой маркой компании Synaptics

Работа Touchpad основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей Touchpad, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью. Компания Apple традиционно использует для обозначения Touchpad слово «Trackpad»

На рисунке 1 (слева направо) показан тачпад (трекпад) на смартфоне (обведён красным кружком).

На рисунке 2 показан тачпад ноутбука.

На рисунке 3 показан тачпад встроенный в клавиатуру.

Web-камеры

Малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).

Веб-камеры, доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой.

Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, — это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger.

Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (такими, как детекторы движения, подключение внешних датчиков и т. п.)

Микрофон

Микрофон (от греч. μικρός — маленький, φωνη — голос) — электроакустический прибор, преобразующий звуки, голос, музыку в элект­рические колебания.

Наиболее распростра­нённый вид микрофона в настоящий момент — динамический микрофон, к достоинствам которого можно отнести их хорошие качественные показатели. Прочность, небольшие размеры и массу, малую восприимчивость к вибрациям и тряске, широкий интервал воспринимаемых частот, что позволяет использовать этот тип микрофона как в студиях, так и во внестудийных условиях при записи открытых концертов и репортажей

Сканер

Сканерами называют устройства ввода графической информации в компьютер. Различают ручные, планшетные и рулонные сканеры; черно-белые и цветные. Сканер (англ. scanner, от scan «пристально разглядывать, рассматривать») — это устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием. Сканеры можно разделить на черно-белые и цветные. Черно-белые сканеры в основном применяются для сканирования текстовой информации, на цветные для графической.