Файл: Анализ методов и устройств ввода информации в компьютер (Джойстик, мышь).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. В данной работе рассмотрены и описаны конструкции и принципы работы устройств ввода информации в компьютер, а также программы для подготовки текстовой информации.

Вообще, компьютер – это инструмент, расширяющий сознание.

Человек всегда стремился к прогрессу: взял в руки палку, изобрел колесо, множество механизмов и инструментов. А теперь, когда человек научился умножать силу рук, увеличивать скорость ног, зоркость глаз и тонкость слуха, ему понадобился инструмент для усиления интеллекта.

К началу 60-х годов в мире работали тысячи электронно-вычислительных машин. Они становились все современнее, усовершенствованное. Сегодня в компьютере ежесекундно происходит множество различных операций.

Сегодняшний компьютер интерактивен. Он незаметно для нас следит за каждым нашим действием, фиксирует каждое нажатие клавиш и движение мыши. Компьютер вносит изменения в данные, с которыми работают его программы.

Современный компьютер называют «персональным», так как каждый человек, от ребенка до интеллектуала, использует его неповторимо, по-своему. Широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависит от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержат ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие компонентов триединого комплекса человек – программы – оборудование.

Целью данной работы является анализ методов и устройства ввода информации в компьютер, для достижения поставленной цели были выделены следующие задачи:

- рассмотреть теоретические аспекты вводы информации в компьютер;

- изучить устройства и способы ввода информации.

Объект исследования – устройства ввода информации в компьютер.

Предмет исследования - методы и устройства ввода информации в компьютер.

Структура работы состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

Теоретической и методологической базой данной работы послужили труды российских и зарубежных авторов в области информатики, материалы периодических изданий и сети Интернет.

ГЛАВА 1 УКАЗАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

1.1 Джойстик, мышь

Существует больше количество видов входных устройств, самые популярные из них указаны в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Устройства ввода информации

Джойстик - устройство ввода информации, выполненное в виде рукояти управления, напоминает по форме переключатель скоростей. Основное применение джойстика - компьютерные игры. Он позволяет пользователю почувствовать новые ощущения. Джойстик подключается к компьютеру через специальный игровой порт.

Джойстики бывают

А) Аналоговыми: джойстик посылает в игровой порт некий переменный электрический сигнал определенного напряжения и силы тока (аналоговый сигнал). Сигнал обрабатывается контроллером игрового порта и процессором, а дальше, уже в цифровом виде, используется программными интерфейсами. Аналоговые джойстики построены на основе потенциометров.

Б) Цифровыми: джойстики подают на компьютер уже цифровой сигнал, который был сгенерирован самим джойстиком. При этом такие джойстики чаще всего тоже используют потенциометры, просто их аналоговый сигнал оцифровывается внутри устройства. Преимуществом такого решения является то, что аналоговый сигнал превращается в цифровой до того, как он попал в игровой порт, который находился во внутреннем пространстве компьютера, где много электронных шумов. Недостатком такого решения является зачастую возникающая несовместимость игр и нестандартных игровых портов, так как передача цифровых данных через игровой порт стандартизирована, и каждый производитель делает это своим способом.

В) оптические: вместо потенциометров используются оптические сенсоры. Естественно, сигнал на компьютер подается в цифровом виде, отсюда следуют те же преимущества и недостатки, что и у цифровых джойстиков. Однако оптические системы считывания подвержены механическому износу, что является известной проблемой потенциометров.

Компьютерная мышь - координатное устройство ввода для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру. Управление курсором осуществляется путём перемещения мыши по поверхности стола или коврика для мыши. Клавиши и колёсико мыши вызывают определённые действия. [6]

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, которая работает на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения.

Мышь имеет одну или несколько кнопок, а также дополнительные детали управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т.п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).

1.2 Тачпад, трекбол

Тачпад (от англ. Touchpad - сенсорная площадка) - это указательное устройство ввода, которое находиться на большинстве портативных компьютеров (ноутбуки, нетбуки), а также встречается на некоторых внешних клавиатурах. Тачпад позволяет управлять указателем мыши без необходимости подключения внешней мыши. Обычно тачпад имеет две кнопки, которые выполняют функции левой и правой кнопки мыши. На изображении справа показан пример того, как может выглядеть тачпад ноутбука. Это устройство также могут называть: сенсорная панель, тачпэд, трекпад (Apple).

Трекбол - шарик, вращающийся в любом направлении. Движения шарика снимаются механическим (как в механической мыши) или оптическим способом (применяемым в современных трекболах).

Трекбол можно рассматривать как двухмерное колесо прокрутки. Аналогично джойстику, трекбол может быть использован для альтернативного перемещения указателя. Трекболы обычно используются специалистами, такими, как звукооператорами и другими, так как, чтобы вращать шарик пальцами, нужно достаточно долго привыкать. Однако трекбол обеспечивает более точное позиционирование курсора, чем мыши. В настоящее время почти не используется.

1.3 Программное обеспечение устройств ввода информации

Устройства ввода-вывода делятся на два типа: блок-ориентированные устройства и байт-ориентированные устройства. Блок-ориентированные устройства хранят информациюв блоках фиксированного размера, каждый из которых имеет свой собственный адрес. Самое распространенное блок-ориентированное устройство - диск. Байт-ориентированные устройства не адресуемы и не позволяют производить операцию поиска, они генерируют или потребляют последовательность байтов. Примерами являются терминалы, строчные принтеры, сетевые адаптеры. Однако некоторые внешние устройства не относятся ни к одному классу, например, часы, которые, с одной стороны, не адресуемы, а с другой стороны, не порождают потока байтов. Это устройство только выдает сигнал прерывания в некоторые моменты времени.

Внешнее устройство обычно состоит из механического и электронного компонента. Электронный компонент называется контроллером устройства или адаптером. Механический компонент представляет собственно устройство. Некоторые контроллеры могут управлять несколькими устройствами. Если интерфейс между контроллером и устройством стандартизован, то независимые производители могут выпускать совместимые как контроллеры, так и устройства.

Операционная системаобычно имеет дело не с устройством, а с контроллером. Контроллер, как правило, выполняет простые функции, например, преобразует поток бит в блоки, состоящие из байт, и осуществляют контроль и исправление ошибок. Каждый контроллер имеет несколько регистров, которые используются для взаимодействия с центральнымпроцессором. В некоторых компьютерах эти регистры являются частью физического адресного пространства. В таких компьютерах нет специальных операций ввода-вывода. В других компьютерах адреса регистров ввода-вывода, называемых часто портами, образуют собственное адресное пространство за счет введения специальных операций ввода-вывода (например, команд IN и OUT впроцессорахi86).

ОС выполняет ввод-вывод, записывая команды в регистры контроллера. Например, контроллер гибкого диска IBMPC принимает 15 команд, таких как READ, WRITE, SEEK, FORMAT и т.д. Когда команда принята,процессороставляет контроллер и занимается другой работой. При завершении команды контроллер организует прерывание для того, чтобы передать управление процессором операционнойсистеме, которая должна проверить результаты операции. Процессор получает результаты и статус устройства, читая информацию из регистров контроллера.

Основная идея организации программногообеспеченияввода-вывода состоит в разбиении его на несколько уровней, причем нижние уровни обеспечивают экранирование особенностей аппаратуры от верхних, а те, в свою очередь, обеспечивают удобный интерфейс для пользователей.

Ключевым принципом является независимость от устройств. Вид программыне должен зависеть от того, читает ли она данные с гибкого диска или с жесткого диска.

Очень близкой к идее независимости от устройств является идея единообразного именования, то есть для именования устройств должны быть приняты единые правила.

Другим важным вопросом для программного обеспечения ввода-вывода является обработка ошибок. Вообще говоря, ошибки следует обрабатывать как можно ближе к аппаратуре. Если контроллер обнаруживает ошибку чтения, то он должен попытаться ее скорректировать. Если же это ему не удается, то исправлением ошибок должен заняться драйвер устройства. Многие ошибки могут исчезать при повторных попытках выполнения операций ввода-вывода, например, ошибки, вызванные наличием пылинок на головках чтения или на диске. И только если нижний уровень не может справиться с ошибкой, он сообщает об ошибке верхнему уровню.

Еще один ключевой вопрос - это использование блокирующих (синхронных) и неблокирующих (асинхронных) передач. Большинство операций физического ввода-вывода выполняется асинхронно - процессор начинает передачу и переходит на другую работу, пока не наступает прерывание. Пользовательские программы намного легче писать, если операции ввода-вывода блокирующие - после команды READ программаавтоматически приостанавливается до тех пор, пока данные не попадут в буфер программы. ОС выполняет операции ввода-вывода асинхронно, но представляет их для пользовательскихпрограммв синхронной форме.

Последняя проблема состоит в том, что одни устройства являются разделяемыми, а другие - выделенными. Диски - это разделяемые устройства, так как одновременный доступ нескольких пользователей к диску не представляет собой проблему. Принтеры - это выделенные устройства, потому что нельзя смешивать строчки, печатаемые различными пользователями. Наличие выделенных устройств создает для операционной системы некоторые проблемы.

ГЛАВА 2. УСТРОЙСТВА ВВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

2.1 Сканер

Сканер - это устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.

Это основная характеристика сканера. Сканер снимает изображение по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Оно определяется количеством светочувствительных элементов (фотодатчиков), приходящихся на дюйм горизонтали сканируемого изображения. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Нормальный уровень разрешение не менее 600 dpi, увеличивать его еще дальше - значит, применять дорогую оптику, дорогие светочувствительные элементы, и увеличивать время сканирования. Для обработки слайдов необходимо более высокое разрешение 1200 dpi.

Разрешение по X

Этот параметр показывает количество пикселей у фоточувствительной линейки, из которых формируется изображение. Разрешение является одной из основных характеристик сканера. Большинство моделей имеет оптическое разрешение сканера 600 или 1200 dpi (точек на дюйм). Его достаточно для получения качественной копии. Для профессиональной работы с изображением необходимо более высокое разрешение.