Файл: Развитие периферийных устройств.pdf

При всем многообразии модификаций и вариантов ПК (персонального компьютера) в любой, даже самый экзотический комплект неизменно входят одни и те же виды устройств: внутренние (комплектующие) и внешние (периферийные). В к внешним устройствам относят устройства ввода-вывода информации (клавиатура, монитор, мышь, принтер, сканер и пр.). Все это обязательный набор, без которого сама работа с компьютером становится невозможной. Раньше первые ПК состояли из системного блока и клавиатуры, роль монитора исполнял обычный телевизор.

Сейчас существует масса дополнительных внешних устройств – принтеров, сканеров, акустических систем (колонок), игровых манипуляторов и др. Их присутствие не является обязательным для ПК, но они могут сделать работу несколько более комфортной и качественной. Эти устройства постоянно развиваются и усовершенствуются с течением времени.

Внешние устройства (периферия)

Помимо устройств, которые скрываются в системном блоке, компьютер должен быть укомплектован дополнительными, внешними устройствами или периферией. Эти устройства принято разделять на устройства ввода и вывода информации.

Глава 1. Устройства ввода информации

Клавиатура

Клавиатура – это приспособление для ввода данных в электронно-вычислительную машину и управления ею. Все клавиатуры унифицированы, то есть имеют одинаковый набор клавиш, такой же, как был на печатных машинках, а также дополнительные клавиши управления движением курсора и функциональные.

Очень часто в них устанавливаются еще и малые клавиатуры, содержащие цифровые клавиши и кнопки осуществления математических операций.

История компьютерной клавиатуры насчитывает уже более 150 лет. Прообразом современной клавиатуры были пишущие машинки, которые появились в середине XIX столетия. Первая печатная машинка была запатентована Кристофером Лэтем Шоулзом, ее клавиши с буквами располагались по алфавиту. Со временем пользователи поняли, что такое расположение неудобно, так как буквы, которые использовались часто, находились далеко от центра. Спустя чуть более 20 лет была изобретена латинская раскладка клавиатуры, называемая «QWERTY». Она же используется и сейчас. Интересно, что русская раскладка клавиатуры была придумана в Америке на заре XIX века и практически в неизменном виде дошла до наших дней. Название «QWERTY» произошло от первых 6-ти клавиш верхнего буквенного ряда раскладки.

В 1943 году появился первый компьютер «ENIAC», который поверг мировую науку в шок. Как и многие другие изобретения, в первую очередь компьютер стал применяться в военной сфере, с его помощью проводились расчеты баллистических данных. Программирование и ввод значений осуществлялось с помощью наборных панелей и переключения штекеров.

Спустя 5 лет с целью внедрения компьютеров в массовое производство началась разработка новых моделей BINAC и UNIVAC. Особое внимание создатели уделили проектированию устройств ввода/вывода.

Кардинальный перелом в истории создания компьютерной клавиатуры произошел с появлением электрических печатных машинок. В них были установлены емкостные клавиатуры, позволяющие осуществлять ввод информации более мягкими и легкими нажатиями на клавиши.

В 1965 году при разработке фирмами General Electric и Bell новой операционной системы, был впервые создан интерфейс видеотерминального показа. Это значительно облегчило пользователям работу с компьютерами, так как теперь они могли увидеть на экране вводимую информацию и отредактировать ее.

С начала 80-х годов прошлого века компьютеры стали доступны не только крупным фирмам, но и простым людям. Материнская плата таких компьютеров располагалась в одном корпусе с клавиатурой, к нему же подсоединялось устройство отображения информации. Клавиатуры также претерпели некоторые изменения: были добавлены клавиши «Alt», «Control», а клавиша «Enter» обзавелась функцией ввода данных. Для удобства работы с документами на клавиши цифровой клавиатуры добавили функции управления движением курсора.

В дальнейшем с появлением так называемых модульных персональных компьютеров, в которых материнская плата с процессором и памятью была вынесена в отдельный корпус, клавиатура тоже стала самостоятельным устройством. В едином корпусе были установлены 83 клавиши, разбитые на два неравных блока. Первый – алфавитно-цифровой, включающий также стрелки управления курсором, второй – служебный, в нем располагались системные клавиши.

А в 1987 году в массовое производство была запущена клавиатура известная нам и сегодня. В связи с тем, что количество клавиш было увеличено с 83 до 101, такая клавиатура получила название – расширенная. Функциональные клавиши в ней были вынесены отдельно в верхний ряд, а их количество увеличилось на 2 единицы: «F11» и «F12». Клавиши, ответственные за управление движением курсора, выделились в отдельный блок, размещенный между основным и цифровым блоками. Клавиши Alt и Ctrl были продублированы и размещены попарно слева и справа от клавиши «пробел».

Вспомнив о том, как происходила эволюция клавиатуры, мы понимаем, что на этом ее развитие не заканчивается. Она менялась и будет меняться с появлением новых устройств и функций.

Микрофон

Первый в мире микрофон был запатентован 4 марта 1877 года. Поэтому этот день называют днем рождения звукоусиливающего устройства. Об истории микрофона рассказали специалисты лидера по производству микрофонной техники в России — тульского завода «Октава» Госкорпорации Ростех.

Первые угольные микрофоны

Впервые патент на микрофон получил американский изобретатель Эмиль Берлинер, но его изобретение — не первое устройство, способное усилить голос. Системы акустического звукоусиления существовали со времен античного театра. Комедии и трагедии представляли в открытых амфитеатрах, в стены и ряды были вмонтированы сосуды-резонаторы, а в маски актеров — рупоры.

Но оспорить в суде первенство Берлинера решились не театры, а телефонная компания. Американец Александр Белл на год раньше оппонента — в 1876 году — представил на международной выставке в Филадельфии изобретение для передачи звука и назвал его «передатчиком жидкостным».

«Передатчик имел форму резервуара, в котором перманентная диафрагма разделяла провод и слабый раствор кислоты. При воздействии голоса диафрагма колебалась, провод соприкасался с жидкостью больше или меньше, меняя сопротивление электрической цепи», — рассказал дизайн-директор завода «Октава» Госкорпорации Ростех Владимир Шипилов.

В 1877 году Эмиль Берлинер усовершенствовал изобретение Александра Белла. Он сделал звук для передачи чище и сильнее. Это изменение и посчитали изобретением первого микрофона — передатчика с неплотным контактом для телефонии. В споре между двумя изобретателями суд выбрал сторону молодого Берлинера. Тогда Белл выкупил патент за 50 тысяч долларов, а оппонента принял работать на должность главного специалиста по телефонной технике в Bell Telephone Company.

Среди первооткрывателей микрофонных устройств называют также россиянина Павла Голубицкого и поляка Генриха Махальского. Но в мае 1878 года самым известным стало изобретение английского и американского физика Дэвида Хьюза, принцип работы которого был таким: заостренный стержень из угля соприкасался с двумя угольными чашами и имел точечное соединение с движущейся мембраной. Позже микрофон Хьюза много раз видоизменяли.

«Хотя микрофон Берлинера называют первым угольным микрофоном, сегодня этот тип микрофонов известен благодаря Томасу Эдисону, который предложил вариант устройства из герметичной капсулы с порошком угля между пластин из металла. Еще один автор наиболее прижившейся конструкции угольного микрофона — Энтони Уайт. Он придумал свой микрофон в 1890 году. В России производство микрофонов началось во времена второй пятилетки. Угольные микрофоны выпускали в советское время на тульском заводе «Октава». Среди известных моделей — ММ-1 и МРУ», — отметил Владимир Шипилов.

Эволюция микрофона

В 1916 году было объявлено об изобретении конденсаторного микрофона. «В его основе находится конденсатор, мембрана колеблется при воздействии звука и емкость конденсатора при этом меняется. При заряженном конденсаторе изменение его емкости приводит к скачку напряжения, который и позволяет воспроизвести сигнал микрофона», — объясняет Шипилов.

Уже в 1920-х годах ученый из Японии Ёгути изобрел электретный микрофон. Он родственен современному конденсаторному микрофону по конструкции и принципу действия. История динамических микрофонов началась в 1924 году, благодаря немецким ученым Эрлаху и Шоттки. Первоначально их изобретение вытеснило конденсаторные микрофоны. А в 1925 году советские конструкторы Ржевкин и Яковлев создали пьезоэлектрический микрофон. Первый в СССР динамический микрофон в 1936 году начали выпускать на «Октаве».

В послевоенные годы завод разработал студийный динамический микрофон РДМ, заменивший угольные микрофоны в системах звукозаписи и звукоусиления страны.

«Но микрофоны с угольным порошком не ушли в прошлое, а заняли другую нишу. Такие микрофоны до середины восьмидесятых годов ХХ века стояли в самых распространенных бытовых телефонных аппаратах с диском для набора номера. В современных устройствах угольные микрофоны применяются только в технике спецназначения. В соответствии с ГОСТом 7153-85, разработка телефонов с угольным микрофоном прекращена с января 1987 года», — отмечает эксперт Ростеха.

Современные микрофоны

К концу 1970-х годов в массовое производство вернулись конденсаторные микрофоны. На тульском электроакустическом заводе их выпуск достиг миллиона штук в год. Именно динамические и конденсаторные микрофоны — самые распространенные в наши дни.

Конденсаторные модели многие считают лучшими: они предназначены для передачи высоких частот, отличаются передачей качественного звука. Но выбор той или иной модели микрофона, во многом зависит от цели использования.

«Например, для живых выступлений чаще используют динамические микрофоны, а в оборудованных звукозаписывающих студиях почти всегда — конденсаторные. Это потому, что при живом исполнении необходимо яркое звучание, а при записи звук должен быть более четким, без посторонних шумов», — говорит дизайн-директор предприятия Ростеха.

Самое главное при выборе микрофона — личные предпочтения вокалиста, его техника исполнения, особенности голоса. Микрофон — вещь индивидуальная и каждый певец в процессе работы находит «свою» марку и модель и редко изменяет этому выбору.

Сканер

Сканер - это устройство выполняющее перевод оптического изображения присущего данному объекту в электрические сигналы, которые используются для хранения, и воспроизведения данного изображения на экране электронных устройств либо на другие физические носители.

Во время сканирования в сканере создаётся цифровое описание внешнего изображения образа объекта в приемлемом для ЭВМ виде, которое затем передаётся посредством системы ввода-вывода на ЭВМ или другие устройства.

Процесс создания цифровой копии исходного изображения носит название сканирование.

История создания сканера.

Эксперименты с преобразованием оптического изображения в электрические сигналы начались еще до появления компьютеров.

Первое подобное устройство было запатентовано в 1843 году шотландским изобретателем Александром Бэйном. Его «записывающий телеграф» работал на телеграфных линиях и был способен передавать только черно-белые изображения, без полутонов. Однако для того времени это было огромным достижением.

В 1856 году флорентийский аббат Джованни Казелли создал свой прибор для передачи изображения на расстояние, названный впоследствии пантелеграф. Передаваемая картинка в пантелеграфе наносилась токопроводящими чернилами на металлический барабан и считывалась с помощью иглы.

В 1902 году немецкий физик Артур Корн запатентовал технологию фотоэлектрического сканирования, на основе которой был создан телефакс. Передаваемое изображение закреплялось на прозрачном вращающемся барабане, луч света от лампы, перемещающейся вдоль оси барабана, проходил сквозь оригинал, и через призму и объектив, попадал на селеновый фотоприёмник. Такой тип сканеров получил название барабанные сканеры. Они используются до сих пор.