Устройства ввода информации

Большинство параметров (температура, давление, звук и др.) воспринимаются человеком в аналоговой форме. Поэтому для обработки этих параметров в компьютере они предварительно должны быть преобразованы в цифровую форму с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП).

Примером такого преобразования служит перевод звука, представляющего собой переменное звуковое давление, в цифровую форму при записи на оптический компакт-диск. Полученный при записи звука с микрофона аналоговый сигнал — переменное электрическое напряжение — преобразуется в цифровой код с помощью АЦП. Для этого АЦП непрерывно, с очень высокой частотой измеряет уровень этого аналогового сигнала — напряжения — и каждый раз кодирует его числом в двоичном коде, т.е. оценивает и выражает его наиболее близким по значению двоичным числом. Таким образом, вместо непрерывного аналогового сигнала образуется последовательность двоичных чисел, а сама операция называется квантованием. Последовательность двоичных чисел значительно устойчивее к помехам и искажениям, чем аналоговый сигнал. Точность такой оценки аналогового сигнала с помощью двоичного кода зависит от частоты и числа разрядов квантования. Для получения высокого качества звучания компакт- диска используется частота 44,1 кГц и 16 разрядов квантования. Это дает возможность получить 216, или 65 536 уровней квантования. Эти 16-разрядные двоичные числа записываются последовательно с частотой 44,1 кГц, одно за другим, с помощью лазерного луча на оптический диск в виде впадин и гладких участков.

Человек способен слышать только аналоговые сигналы звукового давления. Поэтому при воспроизведении звука происходит обратный процесс. С помощью лазерного луча эти двоичные числа последовательно считываются, затем с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) преобразуются в аналоговые сигналы (с точностью до

1/65 536), усиливаются и в громкоговорителе превращаются в звук. Для улучшения качества звука используются специальные фильтры.

Подобное преобразование с помощью АЦП и ЦАП происходит и в модеме (.модуляторе-демодуляторе) персонального компьютера. Модем (от англ, modulator и demodulator) — устройство для обмена информацией между компьютерами. Оно осуществляет преобразование дискретных сигналов в непрерывные модулированные сигналы для передачи по телефонной линии связи и обратное преобразование (с демодуляцией) при приеме.

Режим работы модемов, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексом (half duplex), в обе стороны — дуплексом (full duplex). Модемы бывают внутренними (в виде электронной платы, подключаемой к шине ISA или PCI компьютера) и внешними (в виде отдельного устройства). Отличаются модемы поддерживаемыми протоколами связи и скоростью модуляции {modulation speed). Она определяет физическую скорость передачи данных, которая измеряется количеством бит в секунду (бит/с).

Устройство, сочетающее возможности модема и средства для обмена факсимильными изображениями, называется факс-модемом. Факс-модем осуществляет электронную передачу обычного текста, чертежей, фотографий и схем. Он обеспечивает сканирование документа на передающей стороне, преобразование информации в форму, пригодную для передачи по имеющемуся каналу связи, и формирование на бумажном носителе на приемной стороне дубликата — факсимиле — исходного документа. В состав любого телефакса входят сканер для считывания документа, модем, передающий и принимающий информацию по телефонной линии, а также принтер, печатающий принимаемое сообщение на термо- или обычной бумаге.

Сканер (scaner) представляет собой устройство ввода в компьютер графических изображений (текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей). В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС) (англ. CCD). По способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на ручные, рулонные, планшетные и проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, предназначенные для сканирования фотопленок.

Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС. Каждый элемент принимает информацию о компонентах изображения.

Сканеры

Рис. 2.39. Сканеры

Клавиатура — основное устройство ввода информации в компьютер, представляет собой совокупность механических датчиков, при нажатии на клавиши замыкающих определенную электрическую цепь. Наиболее распространены два типа клавиатур: с механическими и мембранными переключателями. Внутри корпуса любой клавиатуры, помимо датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер клавиатуры.

Клавиатура

Рис. 2.40. Клавиатура

Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш, расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов.

Управляющие клавиши имеют следующее назначение:

  • • Enter — клавиша ввода;
  • • Esc (Escape — выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т.п.;
  • • Ctrl и Alt — эти клавиши самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с другими управляющими клавишами изменяют их действие;
  • • Shift (регистр) — обеспечивает смену регистра клавиш (верхнего на нижний и наоборот);
  • • Insert (вставлять) — переключает режимы вставки (новые символы вводятся посреди уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);
  • • Delete (удалять) — удаляет символ с позиции курсора;
  • • Back Space или <“ — удаляет символ перед курсором;
  • • Ноте и End — обеспечивают перемещение курсора в первую и последнюю позицию строки, соответственно;
  • • Page Up и Page Down — обеспечивают перемещение по тексту на одну страницу (один экран) назад и вперед, соответственно;
  • • Tab — клавиша табуляции, обеспечивает перемещение курсора вправо сразу на несколько позиций до очередной позиции табуляции;
  • • Caps Lock — фиксирует верхний регистр, обеспечивает ввод прописных букв вместо строчных;
  • • Print Screen — обеспечивает печать информации, видимой в текущий момент на экране.
  • • Длинная нижняя клавиша без названия — предназначена для ввода пробелов.
  • • Клавиши ?, <- и служат для перемещения курсора вверх,

вниз, влево и вправо на одну позицию или строку.

Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах — ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock.

Мышь (англ, mouse) — это компьютерный манипулятор, указательное устройство для ввода информации в компьютер. Представляет собой легко умещающуюся в ладони коробочку с кнопками. При перемещении мыши по столу или иной поверхности происходит аналогичное перемещение курсора на экране монитора. С помощью кнопок мыши можно подавать команды компьютеру. Мышь делает очень удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, пиктограммы.

Подавляющее число компьютерных «мышей» используют оптикомеханический принцип кодирования перемещения. С поверхностью стола соприкасается тяжелый, покрытый резиной шарик сравнительно большого диаметра. Ролики, прижатые к поверхности шарика, установлены на перпендикулярных друг другу осях с двумя датчиками. Более точного позиционирования курсора позволяет добиться оптическая (лазерная) мышь. С помощью мыши можно создавать простые рисунки. Однако рисовать на экране компьютера гораздо удобнее с помощью графического планшета.

Графический планшет (или digitizer) — кодирующее устройство, позволяющее вводить в компьютер двумерное, в том числе и многоцветное, изображение в виде растрового образа. Графические планшеты применяют в основном в области компьютерной графики. В состав графического планшета входит специальный указатель (перо) с датчиком. Контроллер планшета посылает импульсы по расположенной под поверхностью планшета сетке проводников. Полученные сигналы контроллер преобразует в координаты, передаваемые в персональный компьютер, который переводит эту информацию в координаты точки на экране монитора. Планшеты, предназначенные для рисования, обладают чувствительностью к силе нажатия пера, преобразуя эти данные в толщину или оттенок линии.

Дигитайзер

Рис. 2.42. Дигитайзер

Мышь

Рис.2.41. Мышь

Трекбол (англ, trackball) — шаровой манипулятор, является разновидностью мыши, применяемой в портативных ПК— ноутбуках {notebook). Рука приводит в движение не корпус мыши, а шарик, а он занимает меньше места, что важно при малых габаритах ноутбука. Обычно шарик трекбола встроен в клавиатуру.

Трекбол

Рис. 2.43. Трекбол

Трекпойнт (англ, trackpoini) представляет собой миниатюрный рычаг с шершавой вершиной диаметром 5—8 мм. Трекпойнт расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Тачпад (англ, touchpad) представляет собой сенсорную панель, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно тачпад, так как отсутствие в нем движущихся частей обусловливает его высокую надежность.

Джойстик (joystick), или рычажный манипулятор, является аналоговым координатным устройством ввода информации. Рукоятка джойстика связана с двумя резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате X, другой — по Y, Адаптер джойстика преобразует изменения параметра сопротивления в соответствующий цифровой код. Джойстик используется в компьютерных играх и различных тренажерах.

Компьютерный джойстик

Рис. 2.44. Компьютерный джойстик

Компьютерный игровой джойстик для гоночных симуляторов

Рис. 2.45. Компьютерный игровой джойстик для гоночных симуляторов

Световое перо — светочувствительное устройство для снятия координат точек экрана и ввода их в компьютер. По форме оно напоминает пишущую ручку. Световое перо предназначено для взаимодействия с экраном монитора. В наконечнике пера установлен фотоэлемент, который реагирует на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера. Световое перо не требует создания специального экрана или его покрытия; как у сенсорного устройства. Оно позволяет выделять точку, указываемую пользователем, и вводить информацию в компьютер. Таким образом, можно записать и затем осуществить распознавание рукописного текста, сделать рисунок. Если же на экране изображено меню символов, пиктограмм, то можно указывать пером на выбранный символ или пиктограмму. Например, можно использовать псевдоклавиатуру, изображенную на экране.

Световое перо

Рис. 2.46. Световое перо

УеЬ-камера — цифровая видео или фотокамера, способная реальном времени фиксировать изображения.

1УеЬ-камеры, доставляющие изображения через 1п1етеТ закачивают изображения на ?еЬ-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путем подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве Veb-cepBepa и (или) отсылать изображения электронной почтой.

Камеры

Рис. 2.47. Камеры

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >