Устройства ввода и вывода информации. 3

      ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

      Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

      «ЧИТИНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНВЕРСИТЕТ»

      (ЧитГУ)

      Институт  экономики и управления

      Кафедра прикладной информатики 
 
 
 
 
 

      Реферат

      Тема: Устройства ввода и вывода информации 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Выполнил: Ст-ка гр.МН-10

                                                       Григорян М.Г.

                                          Проверил:  
 

      Чита 2010

Содержание 

Введение………………………………………………………………………….....3

I. Периферийные устройства ввода информации………..…………………….....5

        1.1 Клавиатура ………………………...............................................................5

        1.2 Мышь…….………………………………………………………………....6

II. Периферийные устройства вывода информации……………………………...9

        2.1 Принтеры…………………………………………………………………..9

        2.2 Плоттеры………………………………………………………………….11

        2.3 Мониторы………………………………………………………………...12

        2.4 Проекционная техника…………………………………………………..13

        2.5 Аудиосистема…………………………………………………………….15

III. Сенсорные устройства ввода…….………………………………...................16

        3.1 Виды сенсорных устройств ввода ……………………………………..16

        3.2 Другие устройства ввода………………………………………………...18

Заключение………………………………………………………………………...20

Список используемых источников…………………………………………….....22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Введение 

      Компьютер является универсальным устройством  для переработки информации. Чтобы  дать компьютеру возможность переработки  информации, её необходимо каким-то образом  туда ввести. Для осуществления ввода  информации были созданы специальные устройства – это в первую очередь клавиатура и сканер. Попадая в компьютер, информация обрабатывается и далее реализовывается возможность вывода этой информации, т.е. пользователь имеет возможность визуального восприятия данных. Для вывода информации используются монитор и принтер. После ввода и обработки информации, её можно сохранить, для чего были созданы специальные устройства, это жёсткий диск, магнитные диски и средства оптического хранения данных.

      Периферийными или внешними устройствами называют устройства, размещенные вне системного блока и задействованные на определенном этапе обработки информации. Прежде всего - это устройства фиксации выходных результатов: принтеры, плоттеры, модемы, сканеры и т.д. Понятие "периферийные устройства" довольно условное. К их числу можно отнести, например, накопитель на компакт-дисках, если он выполнен в виде самостоятельного блока и соединен специальным кабелем к внешнему разъему системного блока. И наоборот, модем может быть внутренним, то есть конструктивно выполненным как плата расширения, и тогда нет оснований относить его к периферийным устройствам. Термин «периферия» обозначает устройства, связывающие компьютер с внешним миром. Список периферийных устройств, делающих компьютер «вещью для нас», практически неограничен. Сюда же часто ошибочно относят мониторы. Периферийные устройства также называют внешними. Второе определение периферии - это устройства, с помощью которых информация может или вводится в компьютер, или может выводиться из него.

      Периферийные  устройства можно разделить на:

1) основные, без которых работа компьютера практически невозможна;

2. прочие, которые подключаются при необходимости;

      К основным устройствам относятся  устройства управления курсором и отчасти  модемы (для терминалов и бездисковых станций). Практически к ПК можно подключить любые устройства, которые могут вырабатывать электрические сигналы и/или ими управляться. Периферийные устройства подключаются к компьютеру через внешние интерфейсы или с помощью специализированных адаптеров или контроллеров. Средством стыковки какого-либо устройства и какой-либо шины компьютера является адаптер и контроллер. Понятия «Адаптер» и «Контроллер» не являются синонимами! Контроллер служит тем же целям сопряжения, но он имеет самостоятельные действия (после получения команд от обслуживающей его программы). Сложный контроллер может иметь в своем составе и собственный процессор.

      I. Периферийные устройства ввода информации 

      1.1 Клавиатура 

      Клавиатура  является основным устройством ввода информации в ПК. Это первое из внешних устройств ввода, с которыми сталкивается пользователь. Со времен появления персонального компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид, и устройство клавиатуры оставались, практически, неизменными.

      В 1995 году после выхода ОС Windows 95 привычные 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104 клавишами. Три новые  клавиши были добавлены специально, чтобы реализовать некоторые  возможности ОС. Еще ряд изменений  был связан с эргономическими показателями, то есть с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было замечено, что при каждодневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у «операторов ЭВМ» начинало развиваться профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому сейчас на рынке появилось множество новых, «эргономичных» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабжённых подставками для кистей рук и т. д. Всё более популярными становятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу аналогичному (дистанционному) управлению. Самое главное изменение, однако, не коснулось ни устройства, ни формы клавиатуры - изменилась её роль в ПК. Сегодня круг обязанностей клавиатуры едва ли не целиком и полностью ограничивается вводом текста и цифр. А все функции по управлению, отданию команд с приходом графического интерфейса успешно выполняет мышь.

      При нажатии на любую клавишу клавиатуры срабатывает миниатюрный переключатель, сигнал от которого отслеживается специальным микропроцессором, посылающим соответствующие сообщения в компьютер, где они обрабатываются операционной системой. Клавиши на клавиатуре можно разделить на блоки. Большинство клавиш служит для ввода букв, цифр, различных символов и знаков препинания – основная группа символов. Двенадцать функциональных клавиш: от <F1> до <F12>, имеют специальное назначение, зависящее от конкретной программы. Дополнительная клавиатура расположена справа. Она предназначена как для ввода чисел, так и для дублирования клавиш управления курсором. Если нажата клавиша <Num Lock> (горит индикатор), то вводятся цифры. При повторном нажатии на эту клавишу индикатор гасится, и дополнительная клавиатура дублирует управляющие клавиши.

      Специально  для работы с Microsoft Windows 95/98/2000/NT4/XP на клавиатуре появились две клавиши вызова системного меню с изображением логотипа Windows и клавиша вызова контекстного меню с изображением меню.

      В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В  первом случае датчик представляет из себя традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то, что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.

      Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не дает.

      Для полноценной работы с клавиатурой  требуется определённый навык, на развитие которого потребуется время. Существуют специальные программы – клавиатурные тренажёры, позволяющие ускорить приобретение навыка. 

      1.2 Мышь

      Для управления работой современных  программ, используются различные

манипуляторы. Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором-указателем на экране монитора команду или место ввода данных.

      Мышь – это устройство, предназначенное для обеспечения удобства работы с современным программным обеспечением.

      Мышь  представляет собой электронно-механическое устройство, с помощью которого осуществляется дистанционное управление курсором на экране монитора. Внутри мыши помещен шарик, покрытый мягкой резиной. При движении мыши по гладкой поверхности шарик вращается. Его вращение передается двум валикам (перфорировананные колесики), оси которых перпендикулярны между собой. На валиках установлены диски с прорезями. С одной стороны от диска стоит небольшой источник света (светодиод), а с другой стороны - приемник света (фототранзистор). При вращении дисков луч света, идущий от светодиода к фототранзистору, прерывается, в результате чего на фототранзисторе возникают импульсы (сигналы). Эти сигналы по проводам передаются в компьютер, где и обрабатываются.

        Основной характеристикой мыши  является разрешающая способность,  которая измеряется в точках  на дюйм (dpi). Эта характеристика показывает, какое минимальное перемещение мыши по плоскости фиксируется следящей системой. Некоторые модели имеют динамическое разрешение более 100 dpi. Это означает, что механика фиксирует перемещение мыши менее чем 1/40 миллиметра. На самом деле, динамическое разрешение - величина не постоянная для данной модели. Ее можно регулировать при перемещении указателя по экрану. Если разрешение порядка 400 dpi, то очень трудно установить курсор в нужное место. Он будет прыгать из стороны в сторону как бы по невидимым квадратикам.

      Манипулятор «мышь» - как правило, самый дешевый из компонентов компьютера, поэтому и отношение к нему соответствующее: очень часто почти безразличное («лишь бы была»). В то же время, очевидно, что мышь - крайне важное устройство в составе ПК, поскольку вместе с клавиатурой постоянно используется для ввода информации и управления ею внутри компьютера.

      Мыши  различаются по свойствам: способ считывания информации (механические, оптические, оптико-механические); количество кнопок; способ соединения (проводные и беспроводные).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      II. Периферийные устройства вывода информации 

      2.1 Принтеры 

      Компьютерный  принтер (англ.  printer — печатник) —  устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.

      Современные принтеры позволяют выводить на печать текстовую информацию, а также рисунки и графики. Существует множество моделей принтеров, различающихся по качеству печати, производительности и другим характеристикам.

      Основными характеристиками принтера являются:

      - количество игл или сопел (за  исключением лазерных), определяющее  качество печати;

      - скорость печати, определяющая производительность  принтера;

      - количество встроенных шрифтов;

      - формат бумаги и вид подачи  листов (автоматическая или полуавтоматическая).

      По  способу получения изображения  на бумаге, способу нанесения красящего  материала принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, термические, литерные.

      Матричные принтеры относятся к ударным  печатающим устройствам. Изображение  формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Головка движется вдоль печатаемой строки, а иглы ударяют в нужный момент через красящую ленту по бумаге.

      Струйные  принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка  печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила. Головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем выше качество печати. В отличие от матричных струйные принтеры работают почти бесшумно и обеспечивают лучшее качество печати, особенно цветной.

      Лазерные  принтеры для формирования изображения  используют лазерный луч. С помощью  систем линз тонкий луч лазера формирует  скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. Во время печати на поверхность барабана подается высокое напряжение, и к заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя, который затем переносится на бумагу. Закрепляется изображение на бумаге разогревом тонера до температуры плавления. Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество и высокую скорость печати, но являются наиболее дорогими.

      Современные принтеры имеют встроенный процессор, что позволяет значительно разгрузить центральный процессор.

      Одним из важных параметров лазерного принтера является «скорострельность» печати. Некоторые принтеры могут печатать до 20 страниц в минуту.

      Изображение, получаемое с помощью современных  принтеров, состоит из точек. Чем эти точки мельче и чаще расположены, тем более качественное изображение можно получить. Качество печати принтера принято измерять максимальным количеством точек, которое он может напечатать на отрезке длиной в 1 дюйм (2,54 см). Эта характеристика называется разрешением и измеряется в единицах, обозначаемых dpi (dot per inch, точек на дюйм). Лазерные принтеры имеют разрешение от 600 до 1200 dpi, а некоторые и выше.

      Термические принтеры или цветные принтеры высокого класса применяются для получения  цветного изображения с качеством, близким к фотографическому.

      В термических принтерах используют три технологии цветной термопечати: струйный перенос расплавленного красителя (термопластичная печать); контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать) и термоперенос красителя (сублимационная печать).

      Литерные  принтеры обладают высокой надежностью, обеспечивают типографское качество печати и допускают смену шрифтов, хотя последнее не является удобным и  простым. Принтеры этого вида имеют  низкую скорость печати (10 - 60 символ/сек), высокий уровень шума и сравнительно высокую стоимость (до 1000$), а также характеризуются отсутствием графических возможностей.

        Литерные принтеры не являются  широко распространенными.

      2.2 Плоттеры 

      Плоттеры, или графопостроитель,- это чертежная  машина, позволяющая с высокой точностью и скоростью вычерчивать сложные графические изображения большого размера: чертежи, схемы, карты, графики и так далее.

      Плоттеры  снабжаются сменными пишущими узлами, которые могут перемещаться вдоль бумаги в продольном и поперечном направлениях. В пишущий узел могут вставляться цветные перья или ножи для резки бумаги. Графопостроители могут быть миниатюрными, и могут быть настолько большими, что на них можно вычертить кузов автомобиля или деталь самолета в натуральную величину.

      Типы  плоттеров:

      - рулонные и планшетные;

      - перьевые, струйные и электростатические;

      - векторные и растровые.

      Назначение  графопостроителей — высококачественное документирование чертёжно-графической  информации.

      Графопостроители можно классифицировать следующим образом:

      - по способу формирования чертежа  — с произвольным сканированием  и растровые;

      -  по способу перемещения носителя  — планшетные, барабанные и смешанные  (фрикционные, с абразивной головкой).

      - по используемому инструменту (типу чертёжной головки) — перьевые, фотопостроители, со скрайбирующей головкой, с фрезерной головкой.

      Также плоттерами называют широкоформатные  принтеры. 

      2.3 Мониторы 

      Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

      В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные  участки - знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть введён один из 256 заранее символов. В число этих символов входят большие и малые латинские буквы, цифры, определённые символы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так далее.

      В число символов, изображаемых на экране в текстовом режиме, могут входить  и символы кириллицы. На цветных  мониторах каждому знакоместу может  соответствовать свой цвет символа  и фона, что позволяет выводить красивые цветные надписи на экран.

      На  монохромных мониторах для выделения  отдельных частей текста и участков экрана используется повышенная яркость  символов, подчёркивание и так  далее.

      Графический режим предназначен для вывода на экран графиков, рисунков и так далее. Разумеется, в этом режиме можно выводить и текстовую информацию в виде различных надписей, причем эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер и другое.

      В графическом режиме экран состоит  из точек, каждая из которых может быть тёмной или светлой на монохромных мониторах и одного или нескольких цветов - на цветном. Количество точек на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Следует заметить, что разрешающая способность не зависит от размеров экрана монитора.

      Наиболее  широкое распространение на компьютерах IBM PC получили мониторы типа MDA, CGA, Herkules, EGA и VGA.

      В настоящее время мониторы MDA и CGA практически не используются, так  как они не обладают надлежащей разрешающей  способностью, что приводит к быстрому утомлению глаз. Кроме того, они не имеют программной загрузки шрифтов символов, поэтому для изображения букв кириллицы приходится заменять микросхемы, хранящие шрифты символов.

      В основном на компьютерах используют мониторы SVGA, что позволяет добиться нужного качества изображения.

      2.4 Проекционная техника 

      Мультимедиа-проекторы  прочно вошли в нашу жизнь в  конце XX столетия, и сейчас без них  невозможно представить многие сферы  человеческой деятельности. Это учебный  процесс, презентации, шоу-бизнес и домашнее кино. Мультимедиа-проектор позволяет воспроизводить на большом экране информацию, получаемую от самых разнообразных источников сигнала: компьютера, видеомагнитофона, видеокамеры, фотокамеры, DVD-проигрывателя, игровой приставки. Современный проектор — наиболее совершенное звено в цепи эволюции проекционного оборудования, начало которой положили слайдпроекторы, позволяющие демонстрировать на большом экране фотографические диапозитивы. Им на смену пришли так называемые оверхед-проекторы, проецирующие изображения с просвечиваемых материалов больших размеров. Возможности современных мультимедиа-проекторов поистине безграничны по сравнению с их предшественниками.

      Изображение в мультимедиа-проекторе формируется  несколькими основными способами: с помощью жидкокристаллических панелей (LCD-технология) и с помощью микрозеркальных чипов DMD (DLP-технология). В LCD-проекторах свет от лампы проходит через жидкокристаллическую панель, на которой как на обычной пленке, но с помощью цифровой электронной схемы создается картинка. Свет проходит через панель и объектив, и в результате на экран проецируется увеличенное во много раз изображение. Основная характеристика мультимедиа-проектора — его яркость, или световой поток. Чем мощней световой поток, тем больший размер изображения можно получить при заданных освещенности и качестве материала экрана. Световой поток (измеряемый в ANSI-люменах) зависит от конструкции проектора, качества LCD-панелей, мощности и типа лампы.

      Разрешение LCD-панели или DMD-чипа — следующий важный параметр, влияющий на выбор проектора. Большинство панелей и чипов разрабатывается с учетом стандартных разрешений, принятых для компьютеров: 640×480 (VGA), 800×600 (SVGA), 1024×768 (XGA), 1280×1024 (SXGA). Если же разрешение проецируемого изображения будет отличаться от базового разрешения проектора (разрешения его LCD-панели или DMD-чипа), оно будет пересчитано при воспроизведении с помощью специального алгоритма практически без потери качества. В последнее время стали появляться мультимедиа-проекторы с LCD-панелями стандарта Wide XGA с разрешением 1366×768, предназначенные в основном для просмотра видеоизображений. Их появление обусловлено популярностью «широких» экранов с соотношением сторон 16:9, вместо традиционного 4:3.

      Мультимедиа-проектор — современное и высокотехнологичное устройство. Надежность большинства выпускаемых моделей велика, и пользователю вряд ли придется обращаться в сервисный центр с просьбой о ремонте. Единственная заменяемая деталь проектора — его лампа. В большинстве проекторов используются дуговые лампы с высокой яркостью и более ровным по сравнению с лампами накаливания спектром. Средний срок их службы — 2000 часов работы. Иногда бывает полезно применять функцию экономного режима работы лампы, вдвое продлевающего ее ресурс.

2.5 Аудиосистема

      В персональных компьютерах применяются  самые разнообразные схемы формирования звуковых сигналов – от простых  до сложных. Вроде бы проблема со звуком для персональных компьютеров решена окончательно. Редко встретишь материнские платы необорудованные аудиоконтроллером. Тем не менее, даже если считать  вопрос с аудиоплатами закрытым, остается животрепещущей тема акустических систем. Животрепещущим этот вопрос остается, потому что многие пользователи не ограничиваются просмотром видеофильмов и играми с объемным звучанием. Настоящие аудиофилы предпочитают качественный стереозвук с объемным звучанием и глубоким басом, не говоря уже об энтузиастах, которые занимаются созданием музыки при помощи своих персональных компьютеров. Для них вообще обязательным элементом домашней студии является качественная стереоакустика, даже если вся остальная роль возложена на компьютер со звуковой платой.  
В наши дни на рынке очень много акустических систем, состоящих из двух активных колонок, и выполненных по системе 2.1. Подобные системы в народе называются «пищалками», потому что не способны обеспечить звук высокого качества даже на самом низком уровне громкости компьютера.  
Совсем недавно идеалом в мире компьютерных (и не только) акустических систем была система 5.1 (пять сателлитов и один сабвуфер), но в последнее время производители акустики расширяют возможности своих систем, что привело сначала к появлению системы 6.1, а позднее и 8.1  
 
 
 
 
 
 

      III. Сенсорные устройства ввода 

      3.1 Виды сенсорных устройств ввода 

      Такие устройства называют еще тактильными, поскольку ввод информации в них  выполняется через прикосновение  к светочувствительной поверхности  устройства.

      Выделяют  несколько видов сенсорных устройств  ввода:

1. Сенсорный манипулятор – представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику.
2. Сетевое перо – имеет светочувственный элемент на своём кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает электрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Перемещая перо по экрану можно рисовать или писать. Применяются такие устройства в дизайнерских работах. Часто используется в карманных микрокомпьютерах.
3. Дигитайзер (графический планшет) – позволяет создавать или копировать рисунки. Рисунок выполняется на поверхности дигитайзера специальным пером или пальцем. Результаты работы производятся на экране монитора.
4. Сканеры – в этих устройствах изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

       Сканер  распознает изображение, автоматически  создает его электронную копию, которая может быть сохранена  в памяти компьютера.