Файл: Анализ методов и устройств ввода информации в компьютер (Определение компьютера).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня, в нашем быстроразвивающемся мире, очень важно идти в ногу вместе с развитием технических новинок. С каждым годом появляются всё новые, совершенные и мультифункциональные устройства без которых мы уже не можем обойтись. Кажется, совсем недавно мы с огромным удивлением наблюдали выпуск первого айфона, - помните как Стив Джобс двумя пальцами увеличил изображение на айфоне и какова была реакция публики на это?.. И вот уже в продаже - седьмая его версия с такими улучшениями, о которых можно было только мечтать.

Если взять простого среднестатистического человека, то для него большинство функций некоторых устройств не нужны вовсе, да и разбираться в них он не должен(не хочет, нет необходимости). Есть устройство, оно работает и выполняет то, чего от него хочет пользователь, - на этом всё. Для нас же интересно куда более глубокое изучение вопроса!

Данная работа затрагивает обширнейшую тему по устройствам ввода информации в компьютер и анализу методов ввода информации. Мною преследовалась задача разобраться в том, что же представляют собой устройства ввода информации в компьютер основываясь на безграничной вариации компьютеров в нашем современном мире.

Глава 1. Компьютер.

Определение компьютера
 

Для начала хотелось бы определиться с тем, что же есть на самом деле «компьютер» в нашей повседневной жизни? По материалам Википедии компьютер (англ. computer — «вычислитель») — устройство или система, способное выполнять заданную чётко определённую изменяемую последовательность операций. Это чаще всего операции численных расчётов и манипулирования данными, однако сюда относятся и операции ввода-вывода. Описание последовательности операций называется программой. Проще говоря, компьютером является устройство, которое совершает какие-либо действия по определённому алгоритму (программе). Теперь, зная определение компьютера мы расширим свое понимание компьютеров как таковых и далее, для более конкретного понимания вопроса, будем использовать определение «устройства», взамен «компьютера».

Коммуникация с устройствами

Любое устройство может оказаться совершенно бесполезным, если оно не будет совершать каких-либо определённых действий, либо решать каких-то определённых задач. Именно поэтому, любое устройство должно состоять из: основной части, - процессора, - там, где будет обрабатываться тот или иной алгоритм, устройства вывода информации, и конечно-же устройства ввода информации. Таким образом пользователь устройства должен всегда иметь возможность ввести свою информацию в устройство(либо выбрать из имеещихся вариантов), после чего она будет обработана процессором, и затем – получить обработанную информацию на выходе. Примеры из жизни: взяли калькулятор, ввели пример – алгоритм обработался процессором – получили ответ, взяли пульт от телевизора – нажали кнопку, включили, выбрали канал – наслаждаемся картинкой с экрана, взяли мультиварку, - засыпали ингридиенты, выставили программу – через время получили оповещение о том, что наш обед приготовлен. Примеров можно приводить огромное множество, ведь в наше время определение «компьютер» - это не просто штука в которую можно играть, а целый мир вокруг нас, с различными устройствами, без которых, в некоторых случаях, наша жизнь уже сейчас становится практически невозможной.

Питание устройств

Очень важно понимать, что все устройства для своей работы используют энергию. Совершенно неважно маленькое ли это устройство выполняющее какую-то незначительную роль, либо какая-то производственная установка – всем им(устройствам) необходимо питание. Источником питания является электрическое оборудование, предназначенное для производства, аккумулирования электрической энергии или изменения ее характеристик. Таким образом, устройство при своей работе обязано либо производить энергию либо преобразовывать энергию из одного вида в другой либо питаться аккумулированной энергией. Очень часто устройство дополняется дополнительным зарядным устройством, которое «заряжает» аккумулятор устройства, тем самым продлевая срок его бесперебойной эксплуатации.

Ближайшее будущее

Работа над изобретениями ближайшего будущего кипит и её следы прекрасно заметны по активности производителей в регистрации патентов. Что же ожидает нас в ближайшем будущем?

- Гибкие дисплеи, либо их отсутствие (рис. 1)

Рисунок 1. Прозрачный дисплей. Концепт.

Мобильники с изогнутым корпусом или экраном сегодня выглядят чудачеством — объёмной и обволакивающей картинки на дисплее скромного размера всё равно не добиться, а надуманная производителем функциональность «умных граней» на деле никем не используется. Но будущее — именно за гибкими устройствами.
Например, LG уже разработали экран, который можно свернуть в трубочку без каких-либо повреждений и сделать крупную электронику компактнее (рис. 2). Летом 2014 года даже был продемонстрирован рабочий прототип с таким экраном… и отложили его до лучших времён, потому как остальные компоненты гаджетов такой гибкостью всё ещё похвастаться не могут.

Рисунок 2. Гибкий дисплей LG.

- Устройства на водороде и с самозаживляющимся корпусом
Водородное топливо для электроники при всей своей необычности не так уж далеко от серийной стадии. Apple уже сейчас запатентовала свою разработку и активно работает над продвижением. Компактным такой способ питания вряд ли сможет быть на первом этапе, поэтому Apple планирует сначала внедрить его в ноутбуки MacBook. Главным отличием от нынешних «батареек» станет принцип работы — ведь по своей сути это будут даже не аккумуляторы, а маленькие генераторы. То есть, электричество будет поступать в ноутбуки за счёт химической реакции, происходящей «здесь и сейчас», а не накапливающейся со временем. Удивительно, но в отличие от известных водородных элементов питания, батарея Apple якобы получит состав, который не позволит ей воспламеняться — это важно, учитывая, что даже воздушный шарик с водородом внутри очень мощно взрывается(наверняка все видели смешные ролики в ютюбе с взрывом шариков, заполненных водородом), и не понятно, что произойдёт с владельцем, у которого на ногах перегреется алюминиевый ноутбук. Будем надеяться, у Apple все получится удачно. И, наконец, та же самая Apple «засветила» планы о разработке корпусов с самовосстанавливающимся материалом — он будет чинить оболочку устройства самостоятельно в случаях, если на корпусе iPhone появятся царапины от ключей и прочей всячины. Специальное напыление будет заполнять трещины, чтобы дорогой смартфон оставался новеньким на вид. На мой взгляд, очень удачное изобретение, поскольку мой телефон не любит быть обёрнутым в силиконовый чехол и из за этого постоянно пребывает в царапинах.

Рисунок 4. Разница поцарапанного и чистенького корпуса.

Строго говоря, LG внедрили такую технологию в серийные модели ещё пару лет назад, но, во-первых, Apple реализовали «регенерацию» чуть иначе (в противном случае патент компании не выдали бы), а во-вторых, изобретение может оказаться более эффективным, чем имеющиеся аналоги. Так почему бы и нет?

- Дополнительные устройства
«Когда-нибудь 5-дюймовые «лопаты» надоедят покупателям и нам придётся изобретать что-то новое», — думают про себя производители и патентуют гаджеты нового типа, которые должны стать более полезной альтернативой нынешним мобильникам.

Например, Apple в поисках новых аксессуаров не ограничилась модернизацией старого доброго стилуса, а взяла и запатентовала «умное кольцо» — миниатюрное устройство с сенсорным экраном, микрофоном и датчиками, которые будут трансформировать движения кисти в текст (рис. 5).

То есть, есть вероятность, что в будущем можно будет ухватить пальцами спичку/булавку, поводить ими над столом, а итоговое изображение/текст отобразятся на смартфоне/планшете. Apple считает, что такое изобретение придётся кстати всем, кто проводит много времени в движении и не может пользоваться громоздкими мобильниками на ходу.

Правда, до сих пор такие аксессуары оказывались бесполезными погремушками с Bluetooth, поэтому компании может не хватить духа выпустить что-то подобное. Раз уж Тим Кук(генеральный директор Apple) стесняется говорить о количестве проданных Apple Watch — будущее носимой электроники Apple остаётся под вопросом.

Рисунок 5. Умное кольцо Apple может выглядеть таким образом.

Зато корейцы не унывают — и вооружаются гибкими аккумуляторами и дисплеями, чтобы научить смартфоны превращаться в наручные часы. Samsung и LG почти одновременно запатентовали смартфоны, которые располагаются на запястье на манер браслета. И если LG не раскрыли детали конструкции такого устройства, то Samsung упомянули, что браслет будет состоять из кучи соединенных между собой сегментов, то есть, устройство получится действительно очень гибким и, вероятно, не таким громоздким, как нынешние смартфоны любой диагонали.

Рисунок 6. Концепт гибких смартфонов Samsung.

А вот Google на подобные мелочи не разменивался и запатентовал линзы со встроенным сканером радужной оболочки глаз. Перво-наперво, такие линзы (аналогичные по размеру «обычным» линзам) пригодятся для входа в хитроумные системы, потому что рисунок глаза у каждого человека индивидуален, как и отпечаток пальца.

Второй областью применения таких линз является диагностика здоровья. С помощью системы дополненной реальности (мы видели такую у Терминатора) Google будет докладывать о состоянии здоровья владельца на экран. Шутки шутками, а люди, больные сахарным диабетом, смогут видеть уровень глюкозы в крови постоянно — иной раз такая особенность спасёт владельцу линзы жизнь.

Рисунок 7. Концепт электронной линзы.

Третья особенность изобретения заключается в корректировке зрения — линза способна починить дальнозоркость на лету и может работать в качестве «автофокуса» для людей с таким заболеванием.

Электроника в нашей жизни

Перечисленные мной «фишки» вовсе не являются объектами из далёкого будущего — это как раз-таки очень приземлённые проекты на повестке производителей в ближайшие пару лет. Очень многие интересности пришлось вынести за скобки: тот же Google параллельно занимается плавучими дата-центрами в нейтральных водах и умными автомобилями, способными совещаться и выбирать самый быстрый маршрут без аварий.

Управление техникой с помощью глаз по алгоритмам Apple; британское устройство, которое способно преобразовывать радиоволны от сотовой сети и Wi-Fi в электричество для носимой электроники; новые датчики измерения самочувствия в электронике Samsung; сверхпрочные корпуса мобильников из графена и, конечно же, развитие искусственного интеллекта — над всем этим трудятся сотни инженеров, пока покупатели стоят в очереди за смартфонами с чуть более чёткими экранами и символически улучшенными фотокамерами. Уже очень скоро мы испытаем на себе немало радостей и печалей от новых технологий, не хуже, чем герои фантастических фильмов. Скучно не будет!

Глава 2. Устройства ввода информации в персональный компьютер.

Клавиатура

Пожалуй, самое важное и самое универсальное устройство до тех пор, пока ввод слов и символов остаётся единственным источником информации. Стандартные клавишные устройства позволяют не только осуществить ввод необходимой информации, но и подавать управляющие сигналы для компьютера, обычно реализованы дополнительными клавишами, ну, например как поворот видеокамеры, осуществляемый клавишами «со стрелками».

Рисунок 8. Клавиатура.

Манипулятор. (абсолютный дигитайзер + относительные мышь, трекбол-мышь, джойстик и тачпад)

Сюда входят ручные координатные устройства служащие для управления курсором.

Мышь - является довольно весомым аргументом, облегчающим использование интерфейса операционной системы: иначе пользователь запросто может потеряться в интерфейсе операционной системы и ее программах (окна, иконки, боксы и пр.) Компьютерные мыши бывают с 2-мя, 3-мя и более кнопками (однажды моему взору предстала мышь с 21 кнопкой); оптико-механические, оптические или инфракрасные.

Трекбол-мышь – это, по сути, «мышь наоборот» (само устройство остаётся неподвижным, вращается только шарик вверху). Область применения – автоматизированное проектирование, графические пакеты и разного рода приложения (требуются плавное перемещение, но четкое позиционирование курсора). Современные компьютерные мыши, а также трекболы могут похвастаться как изысканным дизайном, так и высокотехнологичным функционалом.

Рисунок 9. Мышь и трекбол в одном устройстве.

Сканер

Представляет из себя устройство для обработки и преобразования графики (текстов, фото, рисунков и т.д.) в их цифровую форму. Сканеры классифицируют на следующие разновидности: ручные или рулонные, планшетные или проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайдсканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель.

Рисунок 10. Рулонный сканер.

Цифровая фотокамера

Знакомое нам с детства беспленочное устройство для автоматического ввода графических данных в сжатом виде при помощи USB кабеля, которые можно без труда обработать в соответствующем редакторе и распечатать на листе.

Рисунок 11. Цифровая фотокамера.