Устройства ввода и вывода информации

Наиболее универсальным устройством ввода информации является клавиатура. Клавиатура позволяет вводить числовую и текстовую информацию, кроме того, с помощью клавиатуры пользователь может управлять работой компьютера. К устройствам ввода относятся также манипуляторы типа мышь, трекболы и джойстики. Точный ввод рисунков и чертежей можно выполнять с помощью дигитайзеров. Для оптического считывания изображений и преобразования в цифровой код используются сканеры. Последние годы все большее распространение получают цифровые видеокамеры и фотоаппараты. Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается к входу звуковой платы.

Чтобы работать с тем или иным внешним устройством ввода-вывода, необходима специальная программа, называемая драйвером.

Драйвер - это программа, управляющая работой устройства. После первого подключения устройства к ПК нужно выполнить установку соответствующего драйвера.

Клавиатура. Клавиатура служит для ввода информации и прочих управляющих сигналов. Стандартная клавиатура содержит 104 клавиши и 3 информирующие о режимах работы цветовых индикатора в правом верхнем углу. Имеется 12 функциональных клавиш, расположенных в верхнем ряду.

Клавиатура имеет несколько групп клавиш:

Алфавитно-цифровые клавиши. Расположение и назначение этих клавиш отвечает клавишам печатающей машинки. Возможность введения русских/украинских символов обеспечивается использованием специальных программ русификации клавиатуры. Переключение с латинских символов на кириллицу происходит назначенной пользователем клавишей или комбинацией клавиш
Функциональные клавиши F1,..., F12 предназначены для управления действиями, которые задаются конкретной программой. С клавишей F1 практически всегда связана функция помощи (Help).
Клавиши управления курсором ↑, ↓, →, ← перемещают курсор на одну позицию соответственно вверх, вниз, вправо и влево, Home и End перемещают курсор в начало и конец строки, PgUp и PgDn дают возможность прокручивать текст соответственно вверх и вниз.
Специальные клавиши:

Enter – окончание ввода строки, подтверждение команды.
Esc – отмена действия.
Del – удаление символа справа от курсора. При этом текст, который находится справа от курсора, смещается влево.
Ins – переключение между режимами ввода символов со вставкой и заменой.
Shift – изменение регистра клавиатуры (переключение больших/малых букв).
CapsLock – фиксация работы клавиатуры на верхнем регистре.
Backspace – удаление символа слева от курсора.
NumLock – включение/выключение вспомогательной цифровой клавиатуры (справа) с включением/выключением соответствующих клавиш управления курсором.
Ctrl и Alt – клавиши для смены значений других клавиш.
Print Screen – копирование изображения с экрана в буфер обмена (в программах ОС Windows).

Координатные устройства ввода. Это манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол), сенсорные панели тачпад и графические планшеты. В оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является шар (металлический, покрытый резиной). В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши. Источник света, размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется

Подключается мышь к ПК через последовательный порт. В настоящее время уже имеются модели беспроводной мыши, которые используют передачу данных в радио- или инфракрасном диапазоне. Такая мышь может находиться в любом месте в радиусе 1,5 - 2м от компьютера. В комплект поставки мыши входят, как правило, программы установки и тестирования, а также драйвер.

Трекбол по своему устройству и принципу работы подобен мыши. Отличие состоит в том, что вместо передвижения устройства ввода вращается вмонтированный в устройство шарик.

Для работы в некоторых программах (особенно в играх) удобным оказывается еще одно устройство ввода - джойстик. Само слово джойстик является комбинацией двух английских слов: joy(радость) и stick (палка). Действительно, это устройство ввода создано для развлечений и представляет собой рукоятку управления, снабженную кнопками.

Для ввода в компьютер изображений (рисунков, фотографий, текста и проч.) широко применяются сканеры.

Существует множество моделей сканеров, они различаются, прежде всего, по механизму движения считывающего устройства (сканирующей головки) относительно бумаги. Чтобы ввести в компьютер какой-либо документ с помощью самого простого - ручного сканера, нужно вручную провести сканирующую головку вдоль изображения. Перемещение сканирующей головки автоматизировано в более совершенных моделях сканеров: планшетных и барабанных. Планшетный сканер, называемый также настольным, располагается на столе. Вы кладете лист документа под крышку сканера, а сканирующая головка перемещается относительно листа с помощью специального двигателя. В сканерах барабанного (или рулонного) типа лист документа протягивается автоматически через устройство сканера, при этом считывание осуществляется неподвижной сканирующей головкой.

Первые модели сканеров были черно-белыми, то есть воспринимали только черный и белый цвета. Современные сканеры позволяют распознавать миллиарды цветовых оттенков.

К цифровым камерам относятся видеокамеры (WEB-камеры) и фотоаппараты. Они позволяют получить изображение и снимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Для передачи «живого» видео по компьютерным сетям используются недорогие WEB-камеры, разрешающая способность которых не превышает 640x480 точек. Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272 х 1704 точек. Для хранения фотографий используют модули флэш-памяти или жесткие диски малого размера.

Основным устройством вывода информации в ПК является монитор. Монитор служит для отображения на экране графической и символьной информации. В подавляющем большинстве ПК используются мониторы на электроннолучевых трубках (ЭЛТ), напоминающие кинескопы обычных телевизоров. Исключение составляют портативные компьютеры, в которых для отображения информации применяются экраны на жидких кристаллах.

От типа трубки напрямую зависит качество изображений.

Тип экрана монитора определяется двумя показателями: объёмом и цветом. Плоская поверхность экрана лучше выпуклой. О цвете экрана можно сказать одно: чем чернее экран (а не корпус монитора) в выключенном состоянии, тем лучше.

Любое изображение на экране монитора, как и на экране телевизора, состоит из множества светящихся точек. Эти точки называются пикселями или точками растра. Иногда такие мониторы называют растровыми.

Одной из важнейших характеристик монитора является число точек на экране, которые используются для создания изображения. Эта характеристика называется разрешением или разрешающей способностью

Измеряется разрешающая способность как количество пикселей по горизонтали на количество пикселей по вертикали.

Разрешающая способность монитора - это число точек изображения, которые воспроизводятся по горизонтали и вертикали.

Например, значение разрешающей способности 640х480 отвечает 640 строкам растра, каждая из которых состоит из 480 точек. Возможны и другие стандартные значения разрешающей способности, например, 800х600, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200.

Размер экрана характеризуется длиной его диагонали, которая обычно выражается в дюймах. Существуют несколько стандартных размеров экрана монитора, выражаемых в дюймах: 9', 14', 15', 17', 19', 20', 21’ и др. Мониторы с небольшим экраном (до 15' включительно) используются для целей обучения, а также в домашних и некоторых офисных компьютерах. Для работы с графическими, издательскими системами требуется размер экрана не менее 17', а желателен 2Г.

Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные. Цветное изображение на экране монитора получается как комбинация трёх цветов: красного, зелёного и синего.

Видеоадаптеры

Видеоадаптер -это устройство сопряжения работы монитора и процессора.

Видеоадаптеры имеют собственную память, предназначенную для хранения изображения, выводимого на экран. Объём этой памяти определяет количество цветов и разрешающую способность экрана. Чем больше объём памяти используется для управления одним пикселем, тем больше количество воспроизводимых цветов.

Если для управления 1 пикселем используется один бит информации (0 или 1), то пиксель либо светится каким-либо одним цветом -1, либо не светится (имеет цвет фона – 0(монохромный))

Если 2 бита, то пиксель может светиться 2²=4 цветами.

Если 1байт=8 битов, то пиксель может светиться 2⁸=256 цветов

В настоящее время есть видеоадаптеры, использующие для управления одним пикселем 3 байта (24 бита). Изображение использует 2²⁴=16777216 цветов.

Объём памяти видеоадаптера ограничен. Поэтому разрешающая способность и количество воспроизводимых цветов - взаимосвязаны. Можно увеличить количество пикселей, тогда уменьшить количество цветов, и наоборот. Чаще всего используются видеоадаптеры SVGA(что означает Super VGA). В видеоадаптере SVGA возможно воспроизведение до 16,7 миллиона цветов.

Принтер - печатающее устройство. Основные виды: матричный, лазерный, струйный.

Матричные используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остается отпечаток символа. Недостаток: шумная работа, невысокое качество печати. Разрешение: до 150 точек на дюй

Лазерные работают примерно так же, как ксероксы. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от степени освещенности. После засветки на барабан, находящийся под напряжением, наносится красящий порошок-тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью горячего валика протягивает бумагу под барабаном, тонер переносится на бумагу и вплавляется в нее, оставляя стойкое изображение. Скорость печати от 4 до 25 страниц в минуту. Разрешение - 600-1200 точек на дюйм.

Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры чувствительны к качеству бумаги. Цветные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех цветов: ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного. Скорость печати - от 15 секунд на страницу. Разрешение - 300-700 точек на дюйм, до 1440 на специальной бумаге.

Плоттер (графопостроитель).

Устройство, которое чертит графики, рисунки, диаграммы под управлением компьютера.

Используется для получения сложных чертежей, архитекторских планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Рисует изображение с помощью пера. Роликовые плоттеры прокручивают бумагу под пером, а планшетные перемещают перо через всю поверхность горизонтально лежащей бумаги. Плоттеру, как и принтеру, нужна специальная программа-драйвер, позволяющая прикладным программам передавать ему инструкции: поднять или опустить перо, провести линию и прочее.