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

На рисунке 1 представлены некоторые варианты портов на системной плате.

Необходимо отметить, что наличие или отсутствие в ПК различных портов зависит от его стоимости и уровня современности^[29] [5, 8].

По итогам данной главы можно сделать вывод о наличии большого количества различных компьютерных устройств, необходимых для работы. Основным разновидностями устройств являются устройства ввода, вывода хранения и обработки информации. Устройства ввода предназначены для переноса информации от пользователя в компьютер.

Рис. 1. Аппаратные порты компьютера

(сверху вниз и слева направо: PS/2-порты клавиатуры и мыши, 2 USB-порта, 2 COM-порта, LPT-порт, 3 звуковых порта 3,5mm jack, игровой порт(также используется для ввода-вывода MIDI))

2. Классификация устройств ввода информации

2.1. Клавиатура

Клавиатура представляет собой устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Клавиши клавиатуры разделяются на 6 групп:

• клавиши пишущей машинки;
• клавиши редактирования;
• цифровые клавиши;
• специальные клавиши;
• функциональные клавиши F1 – F12;
• две группы клавиш управления курсором^[30].

Размещение клавиш первой группы соответствует пишущей машинке. Расположение латинских букв на клавиатуре персонального компьютера обычно такое же, как на английской пишущей машинке, а кириллических букв – как на русской пишущей машинке. Клавиши редактирования Insert, Delete, BackSpace необходимы для удаления и изменения введенного текста. Обычно эти клавиши располагают со второй группой клавиш управления курсором: Home, End, Page Up, Page Down. Первая группа представляет собой стрелки для управления курсором и обычно располагается отдельно. Специальные клавиши Ctrl, Alt, Esc, Num Lock, Scroll Lock, Print Screen, Pause располагаются внутри блока клавиш пишущей машинки и в отдельном блоке. Они предназначены для ввода специальных команд или сочетаний клавиш^[31].

Клавиша NumLock расположена в группе цифровых клавишей и предназначена для переключения режима работы с ввода цифр на управление курсором и обратно. Функциональные клавиши F1 – F12 расположены в верхней части клавиатуры и предназначены для вызова наиболее часто использующихся команд^[32]. В зависимости от производителя, назначения клавиатуры, а также устройства, в которое она встроена (ноутбук, кпк, пульт SmartTV и др.), набор и расположение клавиш может быть различным, но в основном соответствует общепринятым стандартам или незначительно отличается от них.

Для ввода прописных букв и других символов, располагающихся на верхнем регистре клавиатуры, имеется клавиша Shift. Например, чтобы ввести прописную букву, надо нажать клавишу Shift и, не отпуская ее, нажать клавишу с требуемым символом^[33].

Клавиша Caps Lock служит для фиксации режима прописных букв. Клавиша Space служит для создания пробела между символами. Клавиша Enter при редактировании текста работает как «возврат каретки» на пишущей машинке и переносит курсор на следующую строку. Также нажатие этой клавиши может означать окончание ввода команды или другой информации и обращение к компьютеру^[34].

Переключение языка раскладки клавиатуры можно осуществить с помощью расположенного на панели задач переключателя клавиатуры, либо с помощью сочетаний клавиш Shift+ Alt или Shift+ Ctrl, в зависимости от выбора пользователя^[35] [2, 5, 8, 9].

Внешний вид клавиатуры представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Внешний вид клавиатуры

2.2. Мышь, тачпад и трекбол

Подобные устройства ввода классифицируются по способу управления курсором:

• прямой ввод, когда управление осуществляется непосредственно в месте видимости курсора;
• непрямые указывающие устройства^[36].

К устройствам прямого ввода относят сенсорные панели и экраны, а к непрямым указывающим устройствам относят трекбол или мышь^[37].

Манипулятор мышь является устройством управления манипуляторного типа, выглядящим как небольшая коробочка с клавишами. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора^[38].

Ввод информации осуществляется перемещением курсора в определенную область экрана и кратковременным нажатием кнопок манипулятора или щелчками. По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические, оптические и лазерные^[39].

Внешний вид компьютерной мыши представлен на рисунке 3.

Рис. 3. Внешний вид компьютерной мыши

В портативных персональных компьютерах в качестве мыши используются трекболы, пойнтеры и тачпады. Комбинация монитора и мыши обеспечивает диалоговый режим работы пользователя с компьютером, это наиболее удобный и современный тип интерфейса пользователя^[40].

Трекбол представляет собой шарик, встроенный в верхнюю часть корпуса. Пользователь вращением шарика меняет положение курсора на экране монитора. В от­личие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера. Используется, чаще всего, в портативных ПК. Его ещё называют «мышкой вверх ногами»^[41].

Внешний вид трекбола представлен на рисунке 4.

Рис. 4. Внешний вид трекбола

Тачпад представляет собой сенсорную панель, при прикосновении особым предметом или пальцем к которой координаты места касания определяются и передаются в ПК. Сенсорные панели используются для замены клавиатуры в бытовом и промышленном оборудовании и замены мыши в переносной электронике^[42] [2, 5, 8].

Внешний вид тачпада представлен на рисунке 5.

Рис. 5. Внешний вид тачпада

2.3. Планшет, световое перо и дигитайзер

Дигитайзер является устройством для преобразования готовых изображений, таких как чертежи или карты, в цифровую форму. Дигитайзер представляет собой плоскую панель, называемую планшетом, рас­полагаемую на столе, и специальный инструмент, называемый световым пером, с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении светового пера по планшету, координаты пера фиксируются и преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения. Дигитайзеры обычно используются для ввода планов или карт в компьютер^[43] [2].

Внешний вид дигитайзера представлен на рисунке 6.

Рис. 6. Внешний вид дигитайзера

2.4. Игровые устройства

Джойстик чаще всего представляет собой стержень, который закреплен на устойчивом основании. Отклонение джойстика от вертикального положения приводит к перемещению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Чаще всего подобные устройства применяются в ком­пьютерных играх^[44].

Внешний вид джойстика представлен на рисунке 7.

Рис. 7. Внешний вид джойстика

Помимо джойстика в ком­пьютерных играх часто используются такие манипуляторы как геймпад, руль и шлемы виртуальной реальности^[45] [1].

2.5. Устройства ввода графической информации

Web-камера является устройством, производящим видеосъёмку, оцифровку, сжатие, сохранение и передачу цифрового видео в компьютер. По тому же принципу, без некоторых этапов, работают видеокамера, цифровой фотоаппарат и плата видеозахвата^[46].

Внешний вид web-камеры представлен на рисунке 8.

Сканер является устройством, создающим цифровую копию изображения объекта при анализе самого объекта.

Существует три основные категории сканеров, разделяющиеся по скорости сканирования, качеству и функциональным возможностям^[47].

Рис. 8. Внешний вид web-камеры

Ручной сканер протягивается над поверхностью документа вручную, обеспечивая минимальное качество сканирования. Ручной сканер непригоден для сканирования иллюстраций и применяется в условиях, при которых использование стандартных устройств сканирования неудобно или невозможно^[48].

Внешний вид ручного сканера представлен на рисунке 9.

Рис. 9. Внешний вид ручного сканера

Листовой сканер при сканировании протягивает отдельные страницы мимо светочувствительного элемента. Его недостатком является невозможность сканирования журналов и книг без разборки на отдельные страницы. В связи со значительным снижением стоимости планшетных сканеров, практически вышел из употребления^[49].

Внешний вид листового сканера представлен на рисунке 10.

В планшетном сканере в ходе сканирования внутри корпуса устройства перемещается подвижный светочувствительный элемент. Сканируемый документ располагается напротив прозрачного окна в корпусе прибора. Этот вид сканера лишен недостатков, характерных для ручных и листовых сканеров. На сегодняшний день планшетный сканер является наиболее распространенным типом сканера^[50] [1, 8].

Внешний вид планшетного сканера представлен на рисунке 11.

Рис. 10. Внешний вид листового сканера

Рис. 11. Внешний вид планшетного сканера

2.6. Устройства ввода звуковой информации

Микрофон является прибором, который преобразует музыку, звуки и голос в электрические колебания^[51].

Наиболее распространенный тип микрофона состоит из пластмассовой диафрагмы, которая вибрирует от звуковых волн. За этой мембраной находится емкость, заполненная угольными шариками, которые то сближаются, то отталкиваются друг от друга.

Напряжение тока увеличивается в зависимости от частоты звуков, проходящих через угольные шарики. Этот ток можно передавать на большие расстояния по проводам или по радио. Затем ток преобразуется в акустические колебания, благодаря громкоговорителям в радиоприемниках и телевизорах^[52].

Внешний вид микрофона представлен на рисунке 12.

Рис. 12. Внешний вид микрофона

Принцип работы цифрового диктофона схож с микрофонным, с отличием в том, что в диктофон имеет собственные модули оцифровки и памяти^[53] [1].

По итогам данной главы можно отметить большое количество подключаемых устройств ввода для компьютера. В зависимости от назначения компьютера могут быть убраны или добавлены те или иные устройства, каждое из которых выполняет определенную функцию. Одну и ту же функцию, например, ввод позиционных данных, могут выполнять различные устройства, такие как мышь, трекбол, тачпад и другие подобные.

Заключение

В данной работе рассмотрены основные виды устройств ввода. В начале работы рассмотрено само понятие устройства, которое является рукотворным объектом, прибором, механизмом, конструкцией или установкой со сложной внутренней структурой, созданным для выполнения определённых функций, обычно в области техники. Устройства подразделяются на устройства ввода, устройства вывода и устройства ввода-вывода, которые, в свою очередь, подразделяются на компоненты ЭВМ с переносными носителями и двунаправленные интерфейсы.

Помимо однонаправленных устройств ввода в работе также были затронуты устройства ввода-вывода. В качестве устройств ввода-вывода были рассмотрены магнитный барабан, стример, дисковод, жесткий диск, сетевая плата и модем. Также в работе были рассмотрены драйвера, как программная составляющая подключения дополнительных устройств к компьютеру. Драйвер является компьютерным программным обеспечением, с помощью которого операционная система или другое программное обеспечение получают доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства. Аппаратным обеспечением подключения являются порты, которые являются специализированным разъёмом в компьютере, предназначенным для подключения оборудования определённого типа. В качестве портов были рассмотрены Game, VGA, COM, PS/2, LPT, USB, IEЕЕ-1394, iRDA, Bluetooth и разъемы звуковой карты.