Устройства ввода информации. 6

Министерство  образования Российской Федерации

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

ОРЕНБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ 

Химико-биологический  факультет

Кафедра химии 
 
 
 
 
 

Реферат на тему:

«Устройства ввода информации» 
 
 
 

Проверил

__________Полищук  Ю.В.

                                                                            «22»октября 2010г.

                                                             Выполнила

                                                                                      студентка группы 10-ХИМ

                                                                                        ____________Зверева Т.В.

                                                                           «20»октября 2010г. 
 
 
 
 
 
 
 

Оренбург 2010 
 
 

Содержание

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

     1.Клавиатура..................................................................................................4

     2.Midi Клавиатуры….....................................................................................7

     3.Манипуляторы..........................................................................................10

     4.Сканеры.....................................................................................................13

     5.Цифровая фотокамера..............................................................................16

     6.Дигитайзер................................................................................................22

     7.Саундбластер и видеобластер.................................................................24

     Заключение………………………………………………………………..26

     Список  использованной литературы…………………………………….27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Персональный  компьютер включает в себя следующие устройства: процессор, выполняющий управление компьютером, вычисления и т.д.; клавиатуру, позволяющую вводить символьную информацию в компьютер; монитор (или дисплей) для изображения текстовой и графической информации; накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи информации на гибкие магнитные диски (дискеты); накопитель на жестком магнитном диске, предназначенном для чтения и записи информации на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер). Кроме того к компьютеру могут подключаться принтер - для вывода на печать текстовой и графической информации; мышь - устройство, облегчающее ввод информации в компьютер, и другие манипулирующие устройства. Процессор персонального компьютера содержит порты ввода-вывода, через которые процессор обменивается данными с внешними устройствами ввода-вывода. Имеются специальные порты, через которые происходит обмен данными с внутренними устройствами компьютера, и порты общего назначения, к которым могут присоединяться различные дополнительные устройства (принтер, мышь, сканер и другие). Порты общего назначения бывают двух видов: параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), асинхронные последовательные (обозначаемые COM1-COM3). Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большей скоростью, чем асинхронные последовательные, но требуют большего числа проводов для обмена данными. К устройствам ввода информации относятся следующие устройства: клавиатура, сканер (skanner), графический планшет (digitizer), средство речевого ввода, мышь, шар, джойстик (joystic), световое перо (light pen) и т.д. 
 
 
 

1.Клавиатура 

     Клавиатура  – это скорее устройство ввода, ведь для вывода информации служат другие устройства — принтер, монитор. Кстати, это устройство универсально; оно является одновременно и устройством ввода, и устройством управления.

     Со  времен появления персонального  компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид, и структура клавиатуры оставались неизменными. Практически неизменными... Но кое-какие изменения все-таки были. В 1995 г., после выхода операционной системы Windows 95, привычные, 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104/105 клавишами. Три новые клавиши были добавлены специально, чтобы реализовать некоторые возможности новой операционной системы. Подробнее об этом будет рассказано позже. Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, т. е. 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, снабженных подставками для кистей и т. д. Наконец, последнее нововведение. Все 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”.

     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.

     Традиционно все имеющиеся на компьютере клавиши делят на две группы: Буквенно-цифровые, предназначенные для ввода информации. Нажатие каждой из этих клавиш “посылает” в компьютер команду вывести на экран букву или цифру. “Значение” этих клавиш является постоянным и не меняется — вне зависимости от “запускаемых” на вашем компьютере программ. Буквенные клавиши могут работать как в режимe латинских, так и русских букв. Схема их расположения — “раскладка” — соответствует той, которая используется в традиционных пишущих машинках. Функциональные клавиши предназначены для отдания компьютеру команды выполнить какую-либо операцию. В разных программах функциональные клавиши могут соответствовать различным операциям. Впрочем, среди функциональных клавиш есть такие, которые выполняют одинаковые функции в любой программе.

     Довольно  популярны сегодня клавиатуры со встроенным манипулятором — трекболом, заменяющим мышь. Однако работать с обычной мышью, как правило, куда удобнее. Кроме того, такие “усовершенствованные” клавиатуры стоят несколько дороже обычных. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2 MIDI-КЛАВИАТУРЫ

     MIDI-клавиатура – устройство, подключаемое к звуковой карте через обычный разъем для джойстика и использующееся для введения в компьютер M1DI-мелодии. В отличие от привычных всем синтезаторов, MIDI-клавиатура сама не в состоянии издать ни звука. Этим занимается звуковая плата компьютера. А роль клавиатуры — отдавать встроенному синтезатору команды: какую ноту какой длительности и на каком инструменте компьютеру следует воспроизвести. Исходя из этого, каждая MlDI-клавиатура представляет собой упрощенную копию фортепианной, с привычными черными и белыми клавишами. Кроме того, на панели многих клавиатур существуют всевозможные кнопки и регуляторы для управления “качеством” звука — например, для транспонирования (изменения тональности мелодии). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Манипуляторы 

     Можно с уверенностью утверждать, что на современном компьютере работать без  мышки стало почти невозможно. Управлять курсором или маркером на экране с помощью одной клавиатуры бывает чудовищно нелепо, когда для этого есть специальные устройства-указатели: «мышка» или трекбол, которые по-другому называются координатными манипуляторами, – это самые распространенные сегодня устройства для дистанционного управления графическими изображениями на экране. В принципе, мышка и трекбол похожи на джойстик. Набирать какие-либо команды не нужно, достаточно при работе в программе указать мышкой нужную операцию меню или иконку в окне на экране, а затем щелкнуть кнопкой. Вот и все, что требуется, а остальное сделает программа. Мышки бывают с двумя и тремя кнопками. Вообще-то практически для всех случаев жизни на мышке достаточно двух кнопок. Делом вкуса является также цвет и дизайн корпуса мышки. Помимо традиционных мышек, подключенных к компьютеру тоненьким кабелем, выпускаются беспроводные мышки, передающих информацию с помощью инфракрасных или радиолучей.

     Трекбол мало чем отличается от мышки. В сущности – это та же самая мышка, но перевернутая «вверх ногами», точнее – перевернутая вверх шаром. Если мышку надо возить по столу и, катая шарик, управлять перемещением маркера на экране, то в трекболе надо просто крутить пальцами или ладонью сам шарик в разные стороны. В портативных компьютерах трекбол нередко встраивается прямо рядом с клавиатурой либо пристегивается с боку или спереди клавиатуры компьютера. Впрочем, и для настольных компьютеров выпускаются клавиатуры с «встроенным трекболом». А в самых портативных компьютерах вместо мышки и трекбола теперь используют крошечный пойнтер – небольшой цветной штырек, торчащий среди клавиш на клавиатуре, который, словно джойстик, можно нажимать в разные стороны. А самый последний писк мышиной моды в портативных компьютерах – вместо пойнтера используется клавиша с буквой J. Это клавиша – «J-пойнтер» – как раз и служит таким джойстиком, воспринимающим нажатия в разные стороны, а окружающие клавишу J другие буквенные клавиши выполняют роль кнопок отсутствующей мышки или трекбола. Мышки вообще, как правило, более удобны, чем трекболы, но трекболы требуют меньше свободного места на рабочем столе.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Виды  манипуляторов и принцип их работы. 

     Механические  «мыши». 

     В них используется маленький шар, который выступает через нижнюю поверхность устройства и вращается по мере его перемещения по поверхности. Переключатели внутри мыши определяют перемещение и направление движения шара. Хотя шар может двигаться в любом направлении, определяются только четыре направления. Перемещение в каждом из них измеряется в сотых долях дюйма. После прохождения этого дискретного расстояния формируется специальный сигнал для центрального блока. Механическая мышь практически может работать на любой поверхности. Можно вращать шар даже пальцем, но в этом случае возникнут проблемы с нажатием кнопок. С другой стороны механической мыши требуется какое-то пространство. Механическим частям свойственны поломки. Мыши имеют тенденцию к собиранию грязи, что приводит к уменьшению надежности их функционирования. Поэтому это устройство периодически необходимо чистить, хотя оно как будто работает на чистой поверхности стола. 

     Оптическая  мышь. 

     Здесь вместо крутящегося шарика используется луч света, сканирующий координатную сетку, нанесенную на специальную подложку. С помощью такого механизма и  определяется движение. Отсутствие движущихся частей в таком устройстве повышает его надежность. В этих устройствах используются две пары LED и фотодетекторов, устанавливаемых на задней стенке. Одна пара ориентирована под прямым углом по отношению к другой. Подложка покрыта перекрывающимся множеством желтой и голубой координатных сеток. Каждая пара LED и фотодетекторов определяют движение в обоих направлениях при прохождении через соответствующие риски сетки. Специальное покрытие нижней стенки мыши облегчает скольжение по покрытой пластиком подложке. Большим недостатком оптической мыши является необходимость использовать специальную подложку. С одной стороны, вы можете положить ее в любое место, и устройство будет работать. Но, с другой стороны, такая подложка легко загрязняется, и устройство перестает работать. Да и само

пластиковое покрытие легко повреждается.  
4.Сканеры 

     Вводить изображение в компьютер можно  разными способами, например, используя видеокамеру или цифровую фотокамеру. Еще одним устройством ввода графической информации в компьютер является оптическое сканирующее устройство, которое обычно называют сканером. Сканер позволяет оптическим путем вводить черно-белую или цветную печатную графическую информацию с листа бумаги. Отсканировав рисунок и сохранив его в виде файла на диске, можно затем вставить его изображение в любое место в документе с помощью программы текстового процессора или специальной издательской программы электронной верстки, можно обработать это изображение в программе графического редактора или отослать изображение через факс-модем на телефакс, находящейся на другом конце света. Сканер – это глаза компьютера. Первоначально они создавались именно для ввода графических образов, рисунков, фотоснимков, чертежей, схем, графиков, диаграмм. Однако, помимо ввода графики, в настоящее время они все шире используются в довольно сложных интеллектуальных системах OCD (Optical Character Recognition), то есть оптического распознания символов. Эти «умные» системы позволяют вводить в компьютер и читать текст. Сперва текст вводится в компьютер с бумаги как графическое изображение, затем компьютерная программа обрабатывает это изображение по сложным алгоритмам и превращает в обычный текстовый файл, состоящий из символов ASCII. А это значит, что текст книги или газетной статьи можно быстро вводить в компьютер, вовсе не пользуясь клавиатурой. Сканеры бывают различных конструкций. 
 
 
 
 

     Ручной  сканер. 

     Это самый простой и дешевый сканер. Ручной сканер, словно мышка, соединяется  кабелем с компьютером. При прокатывании сканера по странице книги или  журнала, необходимое изображение  считывается и в цифровом коде вводиться в память компьютера. В  ручном сканере роль привода считывающего механизма выполняет рука. Понятно, что равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. Ширина вводимого изображения для ручных сканеров обычно не превышает 4 дюймов (10 см). Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую «склейку» изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. К основным достоинствам этих сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена, однако добиться высокого качества изображения с их помощью очень трудно, поэтому ручные сканеры можно использовать для ограниченного круга задач. Кроме того они совершенно лишены «интеллектуальности», свойственной другим типам сканеров. 

     Планшетный  сканер.

          Это наиболее распространенный тип сканеров. Первоначально он использовался для сканирования непрозрачных оригиналов. Почти все модули имеют съемную крышку, что позволяет сканировать «толстые» оригиналы (журналы, книги). Дополнительно некоторые модели могут оснащаться механизмом подачи отдельных листов, что удобно при работе с программами распознавания текстов – OCR. В последние время многие фирмы-лидеры в производстве плоскостных сканеров стали дополнительно предлагать слайд-модуль (для сканирования прозрачных оригиналов). Слайд-модуль имеет свой, расположенный сверху, источник света. Такой слайд-модуль устанавливается на плоскостной сканер вместо простой крышки и превращает сканер в универсальный. 

     Барабанный  сканер. 

     Основное  его отличие состоит в том, что оригинал закрепляется на прозрачном барабане, который вращается с большой скоростью. Считывающий элемент располагается максимально близко от оригинала. Данная конструкция обеспечивает наибольшее качество сканирования. Обычно в барабанные сканеры устанавливают три фотоумножителя, и сканирование осуществляется за один проход. «Младшие» модели у некоторых фирм с целью удешевления используют вместо фотоумножителя фотодиод в качестве считывающего элемента. Барабанные сканеры способны сканировать любые типы оригиналов. В отличие от плоскостных сканеров со слайд-модулем, барабанные могут сканировать непрозрачные и прозрачные оригиналы одновременно.

     Принцип работы: механизмы считывания изображения базируются или на фотоумножителе или на ПЗС (приборе с зарядовой связью). Фотоумножитель проще всего сравнить с радиолампой-фотосенсором, у которой имеются пластины катода и анода и которая конвертирует свет в электрический сигнал. Считываемая информация подается на фотоумножитель точка за точкой с помощью засвечивающего луча. ПЗС так же как и умножитель конвертирует световую энергию в электрический сигнал. Набор элементарных ПЗС-элементов располагают последовательно в линию, получая линейку для считывания сразу целой строки, естественно и освещается сразу целая строка оригинала. Цветное изображение такими сканерами считывается за три прохода (с помощью RGB-светофильтра). Многие сканеры имеют три параллельные линейки ПЗС, тогда сканирование цветных оригиналов осуществляется за один проход, так как каждая линейка считывает один из трех базовых цветов. Потенциально ПЗС-сканеры более быстродейственны, чем барабанные сканеры на фотоумножителях.  

     Основные  характеристики:

• тип подключения (COM, SCSI, LTP, USB);
• тип матрицы (CIS, CCD);
• максимальный сканируемый формат;
• оптико-механическое разрешение (плотность, с которой сканер производит выборку информации на заданной области сканирования);
• интерполяционное (программное) разрешение (максимальное разрешение сканирования путем интерполяции цветовых точек сканированного изображения);
• глубина цвета (количество цветов, воспринимаемое устройством);
• динамический диапазон (способность передачи полутонов, плавности перехода цветов);
• поддержка ОС

      5.Цифровая фотокамера 

     “Пленочно-бумажная” фотография — неудобная вещь. Бог с ней, с проявкой-печатью, с неудачными кадрами, с горами пыльных отпечатков в шкафу... Обычная фотография недолговечна: лет десять — и яркий некогда цветной снимок потеряет всю свою прелесть. Иное дело — компьютерный файл. Он не выцветает, не портится. Цифровой фотоаппарат снимает готовый к переброске в компьютер графический файл. По внешнему виду он не слишком отличается от обычного. Разница — внутри: вместо пленки “цифровик” использует специальный элемент памяти, который сохраняет переданную с объектива картинку в виде несжатого (TIFF) или сжатого с некоторой потерей качества файла (JPEG-компрессия). Позднее получившийся файл передается в компьютер, а затем его можно обработать в любом графическом редакторе и, если нужно, отпечатать, как обычную фотографию, на специальном принтере, либо на обычном струйном принтере, снабженном фотокартриджем. Какие же параметры характеризуют сегодняшний цифровой фотоаппарат?

     Разрешающая способность матрицы. По качеству изображения и по удобству “цифровикам” пока еще далеко до простых, аналоговых аппаратов. Разрешение, обеспечиваемое цифровой камерой низшего класса — всего лишь 640х480 точек, что позволяет сделать “отпечаток” фотографического качества величиной чуть больше спичечного коробка.

     1280х960 — вот та величина, с которой и начинается собственно цифровая фотография. Снимок такого разрешения может “выдать” фотографию, по качеству практически не отличающуюся от обычного отпечатка размером около 20х15 см. Для домашнего фотоальбома и для газетной публикации вполне достаточно.

     1800х1280 — это разрешение самых последних  моделей фотокамер. Его уже вполне хватает на то, чтобы получить отпечаток фотографического качества размером до обычного машинописного листа (формат А4). С разрешающей способностью матрицы крепко связан и другой показатель — число пикселей (точечных элементов изображения) на матрице. Именно его чаще всего указывают в качестве главной характеризующей камеру величины. Число пикселей — это результат умножения двух составляющих разрешения (например, 1024х768 даст нам суммарную величину примерно в 800 000 пикселей). Самые популярные и дорогие камеры сегодня снабжены “мегапиксельными” матрицами (т.е. матрицами, способными сохранять свыше миллиона пикселей).

     Вид и емкость носителя. Носителем информации в цифровой камере служат особые карты памяти — точнее, “флэш-памяти”. Ее основные свойства: данные из флэш-памяти не исчезают при отключении питания, они могут быть стерты или записаны только специальным электрическим импульсом. Именно поэтому “заполненные” изображениями карты можно хранить отдельно от цифрового фотоаппарата.

     Метод передачи данных на компьютер. После того как вы отсняли нужное вам количество снимков, их необходимо “перебросить” в компьютер. Но как? Самый удобный способ — подключить фотокамеру к компьютеру через LPT или LJSB-порт. Существует и другой вариант — подключить к компьютеру сами карты памяти. Многие фотоаппараты оборудованы специальным разъемом и кабелем для вывода изображений... на экран телевизора.

     6. Дигитайзер 

Дигитайзер – это еще одно устройство ввода графической информации,

имеющее пока сравнительно узкое применение для некоторых  специальных 

целей. Свое название дигитайзеры получили от английского digit – цифра. То

есть по-русски их можно назвать просто «оцифровыватели». Впрочем, есть и

более благозвучное название – цифровые преобразователи. Обычно

дигитайзеры выполняются  в виде планшета. Поэтому такие  устройства часто 

называют графическими планшетами. Применяется такой дигитайзер для 

поточечного координатного ввода графических изображений в системах

автоматического проектирования, в компьютерной графике  и анимации.

Надо отметить, что это далеко не самый быстрый  и удобный способ

построения рисунков и чертежей, особенно в случае сложной  геометрии. Но

зато графический планшет обеспечивает наиболее точный ввод графической

информации в  компьютер. Графический планшет  обыкновенно содержит

рабочую плоскость, рядом с которой находятся  кнопки управления. На

рабочую плоскость  может быть нанесена вспомогательная  координатная

сетка, облегчающая  ввод сложных изображений в компьютер. Для ввода 

информации служит специальное перо или координатное устройство с 

«прицелом», подключенное кабелем к планшету. Сам дигитайзер также 

подключается  к компьютеру кабелем через порт связи. Разрешающая

способность таких  графических планшетов не менее 100 dpi (точек на дюйм).

В самых совершенных  дигитайзерах ввод информации происходит без 

специальных перьев или прицелов, так как рабочая  поверхность планшета

обладает «тактильной  чувствительностью», основанной на использовании

пьезоэлектрического эффекта. При нажатии на точку, расположенную  в 

приделах рабочей  поверхности планшета, под которой  проложена сетка из

тончайших проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает  разность

потенциалов. Координаты этой точки обнаруживаются программой-

драйвером, сканирующей  сетку проводников. Эта программа  выполнит

отображение точки  на экран монитора. Пьезоэлектрические дигитайзеры

позволяют чертить  на рабочей поверхности планшета, словно на обычной 

чертежной доске, и таким образом вводить даже несуществующие

изображения. При  этом графическая информация вводится с разрешением 

400 dpi. Программное  обеспечение устройств ввода информации. Каждое

устройство, будь то простая мышь или сложный высокочувствительный

сканер требует  набор определенных команд, посредством  которых 

компьютер распознает устройство и получает инструкцию по его 

применению. Такой  набор команд в быту именуют драйверами устройства. В

настоящее время  возможности подключаемых устройств  настолько возросли,

 что ограничиваться  только драйверами значит ограничить  их использование 

простым пользователем. Поэтому производители устройств  дополнительно 

снабжают свое детище подробной инструкцией пользователя в виде

графической (часто  мультимедийной) оболочки, которая  доступно вводит его 

в курс дела и  исключает неграмотное использование  и именуется 

программным обеспечением. Так большинство сканеров имеют  программное

обеспечение, позволяющее  их использование в отсутствие

профессиональных  и дорогостоящих программ по распознаванию  текста или 

обработке графических  материалов. Простая и неказистая мышь с помощью 

дополнительного программного обеспечения превращается в колоссальное

орудие управления компьютером или программами, поддерживающими  так 

называемый «язык  жестов».  
 

     7. Саундбластер и видеобластер 

     Для превращения персонального компьютера в простейшую систему мультимедиа МРС достаточно установить в компьютер проигрыватель компакт-дисков CD-ROM и звуковую плату. Звуковая плата вставляется в свободный слот расширения на материнской плате. Обычно звуковая плата позволяет осуществлять запись звукового сигнала в файл, воспроизведение и синтез звука. К звуковой плате подключается микрофон, две акустические колонки или стереонаушники, джойстик и проигрыватель компакт-дисков. Синтезатор, встроенный в звуковую плату, помогает воспроизводить сложные звуковые эффекты, не загружая при этом центральный процессор компьютера. Для синтеза высококачественного звука желателен " волновой " wave-синтезатор, но в большинстве звуковых плат применяется FM-синтезатор с частотной модуляцией. Звуковые платы принято называть саундбластерами. Кроме того, звуковые платы снабжаются эффективной программой распознавания речи (не на русском языке).