Каждый день, садясь за своё рабочее место в офисе, человек берёт в одну руку мышку и начинает выполнять свои обязанности. Он знает, для чего ему нужна клавиатура, принтер, сканер, однако даже не представляет, что у них есть своё официальное название. Всё это - и вывода информации.

Как это работает

Все устройства в персональном компьютере управляются центральным процессором. Для обеспечения взаимодействия с ним устройства вывода и ввода обращаются с запросами к - логическому элементу материнской платы. Он служит для обеспечения связи и обработки запросов от внешних устройств к северному мосту или центральному процессору, если мост отсутствует.

Вообще, изучением строения персонального компьютера занимается информатика. Устройства ввода и вывода она определяет как компоненты типичного персонального компьютера, обеспечивающие взаимосвязь пользователя с ЭВМ. Но перед тем как приступить к описанию всех устройств, отдельного упоминания заслуживает базовое устройство ввода-вывода. Оно же - БИОС. Эта микросхема на материнской плате персонального компьютера обеспечивает первоначальную проверку всех подключенных устройств и запускает операционную систему.

Классификация

Устройства ввода и вывода информации персонального компьютера можно классифицировать по-разному. Определяющим фактором для этого станут их функциональные обязанности.

Первым пунктом обозначим основные устройства ввода-вывода. На самом деле тут можно было бы указать всего один пункт - клавиатура, поскольку без неё ни один пользовательский компьютер не будет продолжать загрузку. Вы можете полностью отключить монитор и мышку, однако без клавиатуры компьютер работать не будет. Исключение составляют компьютеры-серверы, которые работают вообще без подключенных внешних устройств. Итак, основные устройства ввода/вывода, без которых обычный пользователь не сможет работать, это:

• клавиатура;
• монитор;
• мышь.

Также можно выделить дополнительные устройства ввода-вывода:

• принтеры;
• сканеры;
• джойстик;
• проектор;
• также к устройствам ввода/вывода относятся звуковые устройства.

Это далеко не полный перечень возможных устройств, которые взаимодействуют с пользователем, перечислять их можно очень долго. Поэтому давайте рассмотрим устройства ввода/вывода компьютера более подробно.

Мониторы

Компьютерные мониторы за всю свою историю претерпели немало изменений. Начиная от старых, использующих электронно-лучевую трубку, и заканчивая современными LCD.

Сам по себе монитор или дисплей - это устройство, служащее для вывода конечному пользователю. Их можно поделить по нескольким признакам.

1. По виду информации.

• Алфавитно-цифровые. Эти дисплеи предназначаются для вывода исключительно текстовой информации.
• Графические. С этими мониторами мы сталкиваемся каждый день, садясь за персональный компьютер. Предназначаются они для представления информации в графическом виде, в том числе и видео.

2. По типу экрана.

• на основе с таким вы, возможно, работали в 2000 году.
• LCD - жидкокристаллический "плоский" дисплей, используемый сейчас повсеместно. Также такой тип мониторов используется в ноутбуках.
• Плазменный.
• Лазерный - в массовое производство пока не поступил.

Клавиатуры

Что можно сказать о клавиатурах? Фантазия производителей в этой сфере шагнула далеко вперёд, а чувство юмора толкает на самые смелые эксперименты.

Среди клавиатур вы можете встретить и минималистичные варианты - без боковой дополнительной панели с цифрами, и огромные игровые клавиатуры со встроенными джойстиками, дополнительными кнопками и динамиками. Встречаются клавиатуры с дополнительным USB-разъёмом и розовые клавиатуры с "непонятными кнопочками" для "блондинок". Существуют также силиконовые, сворачивающиеся клавиатуры, чтобы их было удобнее носить с собой, или просто складывающиеся в три раза.

Если вы собираетесь приобрести себе клавиатуру, просто идите в компьютерный магазин и выбирайте ту, что вам по вкусу.

Мышка

Компьютерные мыши - это такие устройства ввода/вывода ЭВМ, без которых невозможна работа обычного пользователя. Если продвинутый юзер может перемещаться по папкам и файлам, а также некоторым программам и играм исключительно с помощью клавиатуры, то рядовой человек просто не способен это сделать. За всё время существования компьютерные мышки претерпели не такие уж сильные изменения.

Первые мышки работали на основе шарика в основании. Перемещая ее в разные стороны, шар вращался и управлял контроллерами.

Затем ему на смену пришли оптические мышки, основанные на светодиодах. Первое поколение оптических мышек требовало обязательного наличия специального коврика, на который была нанесена штриховка, способствующая повышенной светоотражаемости поверхности. Более того, у первых мышек коврики были персональные, они не могли быть заменены на другие.

Второе поколение оптических мышек имеет более сложное устройство. На нижней части мышки установлена мини-видеокамера, непрерывно совершающая микроснимки поверхности и сравнивающая их между собой для определения смещения устройства.

Более новым устройством являются мышки. Среди их преимуществ можно выделить низкое энергопотребление, надёжность, отсутствие свечения.

Еще один вариант мышки встречается в виде дополнения к графическому планшету. Такие индукционные мышки достаточно неудобны в использовании, поскольку их нельзя заменить на более удобные, по руке, а повышенная точность дискредитируется небольшой возможностью отойти с ней на расстояние от планшета.

Принтеры

Это устройства вывода информации на печать. За всё время своего существования принтеры не сильно изменились. Развиваются технологии, на смену струйным принтерам приходят лазерные, однако и предыдущие поколения продолжают жить. Чем же это обусловлено? Дело в том, что для разных типов печати подходят разные типы принтеров. Все они выполняют одну функцию и не сильно отличаются по конструкции. Существуют следующие типы принтеров:

• матричные;
• струйные;
• лазерные;
• термопринтеры.

В вопросе выбора такого устройства люди обычно придерживаются личных предпочтений и привычек. Впрочем, если вы собираетесь на нём печатать фотографии, а не только текстовые документы, то вам больше подойдёт лазерный за счет повышенного качества печати.

Сканеры

Устройство ввода информации в компьютер. Особенность заключается в том, что сканеры вносят информацию в ПК исключительно в графической форме. Развитие сканеров застопорилось исключительно на изменении их размеров. Сначала они становились всё меньше и компактнее, а затем им на смену пришли громадные "комбайны" - устройства вывода и ввода, сочетающие в себе ксерокс, принтер и сканер.

Звук

Каждый из нас любит смотреть фильмы, слушать музыку в домашней обстановке. Колонки, наушники, аудиосистемы и домашние кинотеатры, а также гарнитуры и микрофоны - всё это относится к звуковым устройствам вывода и ввода.

Существует множество различных микрофонов и колонок, различающихся по качеству записи аудио или его воспроизведения соответственно. Наверное, любой человек может сам определить, насколько хорошо звучание того или иного динамика. При выборе аудиосистемы также рекомендуется руководствоваться дизайном и мощностью на свой вкус.

Видео

Для работы с видеографикой выделяют специальные устройства вывода и ввода информации - камеры и проекторы.

Проектор - устройство, предназначенное для создания изображения предмета на большом экране. Выделяют следующие виды проекторов:

• Диаскопический . Изображение появляется за счет прохождения лучей света через прозрачную плёнку с картинкой.
• Эпископический . Создаёт изображение с помощью проекции отраженных лучей.
• Эпидиаскопический создаёт на экране изображение как прозрачных, так и непрозрачных объектов.
• Мультимедийный проектор имеет непосредственное отношение к теме статьи. Это устройство вывода графической информации с компьютера на большую поверхность.

Что касается камер, то тут никому подсказывать не надо. В большинстве случаев чем больше разрешение снимающей камеры, тем лучше готовая картинка. С появлением ноутбуков USB-камеры стали заменяться на встроенные в монитор ноутбука.

Прочитав эту статью, вы узнали, какие существуют устройства вывода и ввода, на какие типы они подразделяются и какие их виды актуальны на сегодняшний день. Если вы собираетесь самостоятельно обустраивать своё рабочее и игровое место, а также самостоятельно выбирать устройства, которые вы хотите иметь дома под рукой, то эта статья должна помочь вам с выбором гаджетов.

Запомните главное правило покупателя: дороже не значит лучше. В компьютерном магазине, приобретая принтер или гарнитуру, вы вполне можете переплатить за бренд, а потом долго жалеть о своей покупке.

Примером могут служить принтеры HP. Да, они считаются одними из лучших, однако замена закончившегося картриджа или просто небольшая неисправность влетят вам в копеечку исключительно из-за известности производителя.

При покупке звуковой системы не постесняйтесь проверить звучание и работоспособность динамиков. А если собираетесь купить веб-камеру, то протестируйте её изображение, так как не всегда заявленное в документации разрешение может соответствовать имеющемуся.

И главное правило. При покупке какого-либо продукта уточняйте у продавца информацию по гарантии. Например, для некоторых устройств сервисы требуют коробку, в которой поставлялся агрегат. Яркий пример - ноутбуки "Асус". В большинстве случаев нигде на сайте магазина не указана информация о том, что производители требуют фирменную коробку при обращении в сервисный центр.

Будьте внимательны и хороших вам покупок!

Персональные компьютеры стали действительно распространены сравнительно недавно. Сегодня ПК или ноутбук воспринимаются как необходимая бытовая техника, а степень осведомленности пользователей об основах их работы пренебрежительно мала.

Проще говоря, многих современных «юзеров» ставят в тупик простейшие вопросы, которые когда-то никакого ажиотажа не вызывали. К примеру, что такое основное устройство ввода информации? Выглядит этот термин страшно, толкований может иметь сразу несколько, а потому нуждается в более подробном разборе и комментариях. Впрочем, для того эта статья и создавалась.

Основные понятия

Известно, что у процессора любого компьютера имеется множество портов для ввода/вывода, через которые «камень» обменивается данными с периферическими устройствами. Впрочем, поправимся: некоторые порты действительно предназначены для обмена информацией с периферией, но многие необходимы для контактов со множеством внутренних «железяк» (видеокарта, оперативная память и т. д.). Последние играют особенно важную роль, так как без них нормальное функционирование машины попросту невозможно. Впрочем, обо всем этом рассказывает школьная информатика. Устройства ввода информации также работают через порты.

Какими они бывают?

Следует знать, что порты делятся по видам. Они бывают параллельными (более известными как LPT1-LPT4), а также последовательными асинхронными (имеющими обозначение COM1-COM3). Нужно отметить, что первая категория уже канула в небытие: данные порты были быстрее, но имели кучу сложностей с эксплуатацией. Кроме того, СОМ-разновидность имеется не только в физической форме (разъема), которой уже практически никто не пользуется, но и в виде «виртуального» порта. Через них, в частности, подключаются USB-модемы, принтеры и тому подобная периферия.

Но основным портом на сегодняшний день является USB. Они очень быстрые (особенно последние спецификации), обеспечивают беспроблемное взаимодействие с огромным количеством устройств.

Для чего мы все это рассказали?

Как все вышесказанное поможет понять, что такое основное устройство ввода информации? Все дело в том, что вы должны приблизительно представлять себе, какими способами это самое устройство обменивается данными с компьютером. Сейчас, когда все «формальности» улажены, самое время приступить к основной теме нашей статьи.

Устройствами для ввода называются те, которые предназначены для «перевода» человеческих языков или жестов в машинный код, который понятен компьютеру. Следовательно, устройствами ввода информации являются:

• Клавиатуры и подобные устройства ввода.
• Сканирующая техника.
• Фотокамеры и видеокамеры (цифровые, разумеется).
• Микрофоны.
• Мыши, трекболы.
• Устройства для сенсорного ввода.

Клавиатуры

Вы знаете самое основное устройство ввода информации? Клавиатура - прибор для ввода текста и чисел, основой которого являются клавиши. Кроме того, она может использоваться для подачи определенных кодированных сигналов (хоткеи). Существуют также устройства, имеющие дополнительные клавиши. Как правило, последние служат для каких-то определенных мультимедийных функций, причем их можно (зачастую) самостоятельно назначать.

Несмотря на все усилия адептов сенсорных экранов, именно клавиатура - основное устройство ввода информации. Она проста, не требует особых навыков в изучении, позволяет сообщать компьютеру информацию на любом существующем человеческом языке. Возможно, что с развитием технологий будет изобретено что-то более удобное и универсальное, но пока до этого далеко. Сегодня именно клавиатуры являются обязательным устройством ввода на любой компьютерной технике.

Если вы перечислите устройства ввода информации, но забудете при этом о клавиатуре, неудовлетворительная оценка будет обеспечена.

Манипуляторы (мыши, тачпады, трекболы)

Данные устройства чаще всего подключаются к последовательному порту компьютера. Для управления компьютером используется курсор, который перемещается по монитору или дисплею синхронно с передвижениями мыши или пальца на тачпаде. Практически все устройства такого рода имеют кнопки, которые используются для фиксации определенной позиции курсора. Эти устройства подразделяются на две категории - относительные и абсолютные.

До недавнего времени практически все манипуляторы поставлялись с собственным набором драйверов, но сегодня этот относится только к игровым мышам, имеющим огромное количество дополнительных клавиш, на которые нередко могут быть «завязаны» самостоятельно написанные пользователем макросы.

Мыши

Несмотря на все вышесказанное (касаемо клавиатур), многие пользователи склоняются к мысли, что основное устройство ввода информации - именно мышь, которая в давние советские времена называлась «колобком». изобрел это замечательное устройство еще в 70-х годах прошлого века, так что «мышки» лишь немногим моложе клавиатур.

Можно с уверенностью утверждать, что в системе ОС Windows без нее вы работать не сможете: пользователь мгновенно увязнет в десятках окон и подменю. С Linux ситуация несколько иная, так как там практически все можно делать из консоли, но с графическими редакторами без мыши вы ничего толкового сделать не сможете. Не так давно была распространена классификация, по которой «грызуны» делились на модели с двумя и тремя клавишами. Сегодня этот способ типизации явно устарел: классические трехкнопочные мыши встречаются разве что в музеях и организациях с очень ограниченным финансированием. Игровые модели могут иметь по 20 (!) кнопок, а на месте третьей клавиши сегодня практически всегда имеется колесико.

Как мы уже и говорили, функциональное назначение кнопок можно менять. Кроме того, сегодня можно найти немало утилит, которые значительно упрощают подобные действия. Принято считать, что основным показателем качества мыши является ее разрешение, которое измеряется в количестве точек на один дюйм (DPI).

Классификация мышей

• Механические устройства, предназначенные для ввода информации. Сегодня практически не встречаются. Отличительным признаком такой мыши является обрезиненный шарик, расположенный в нижней части мышки. Пользователи постарше прекрасно помнят, что для нормального позиционирования курсора приходилось часто протирать его спиртом. Кроме того, если в доме были кошки или собаки, механизм нередко заклинивал от попавших в него волос.
• Оптико-механические разновидности. В принципе, в конструкции имеется все тот же самый шарик, но его движение отслеживается при помощи контролирующих светодиодов.
• Перемещение курсора контролируется только за счет и светодиодов. Свет, который они излучают, выполняет функции все того же шарика.
• Беспроводные мыши. Сигнал на компьютер передается не по проводу, а через ИК-порт или «Голубой зуб».

Тачпад

Тачпад произошел от трекбола. Последний представлял собой «мышь наоборот», когда управление курсором осуществлялось одним только шариком. Тачпад построен на несколько ином принципе, когда курсор перемещается вслед за движением пальцев по сенсорной поверхности.

Здесь снова следует сделать отступление и вновь упомянуть о трекболах: в отличие от механических мышей, такие устройства до сих пор используются в некоторых разновидностях компьютерной техники, так как обеспечивают идеальное позиционирование курсора.

В отличие от мышей, тачпады в большинстве случаев достаточно примитивны: оснащение их дополнительными клавишами (а не только «правой» и «левой» кнопкой), а также полосой прокрутки - исключительно на совести производителя. Еще недавно тачпады не слишком любили люди, чья профессия связана с набором текстов и подобной работой, так как количество ложных срабатываний (от легких прикосновений кистей рук) было непозволительно большим. Современные модели от этого недостатка практически полностью избавлены.

Сканирующая техника

Сканеры нужны для перевода в цифровой формат изображений, фотографий, текстов и чертежей. Они незаменимы в архивах и библиотеках, где нередко приходится выполнять огромное количество работы, связанной с оцифровкой. Проще говоря, такими устройствами выполняется ввод графической информации.

Сканирующая техника бывает ручной (такой аппарат сильно напоминает считывающие сканеры в супермаркетах), рулонными и планшетными. Порой попадаются проекционные модели. Опять-таки, в вышеупомянутых архивных заведениях не так уж и редко можно увидеть слайдовые сканеры, предназначенные для оцифровки диафильмов. Как и мыши, эта техника оценивается по количеству пикселей на дюйм, только в этом случае характеристики DPI имеют решающее значение: сканер с плохими показателями даже качественный текст на абсолютно белой бумаге вполне может превратить в нечитаемую «кашу».

Цифровые фото и видеокамеры

Как ни странно, но к устройствам ввода информации относятся также цифровые камеры. Впрочем, ничего необычного в этом нет: такие фотоаппараты и видеокамеры переводят изображение и видео в «цифру», которая так мила компьютерным процессорам. В отличие от сканирования, такой подход не оставляет места погрешностям и помехам, позволяя сразу же начать обрабатывать высококачественные материалы в графических редакторах.

Как правило, для подключения самой камеры к компьютеру требуется целый пакет драйверов, которые производитель поставляет в комплекте с устройством. Впрочем, такие сложности нужны не так часто: достаточно извлечь карту памяти и считать информацию с нее напрямую.

Микрофоны

Микрофоном называется устройство информации, преобразующее в электрические (или цифровые) импульсы, которые может понять компьютер. Сфера использования невероятно широка: их используют не только в театральном деле и телевидении, но и в науке. Особенно чувствительные микрофоны могут зафиксировать даже звук растущей травы, так что ученые пользуются ими весьма активно.

Как мы уже говорили, принцип действия заключается в преобразовании акустических колебаний. Так как на этом пути подстерегает много препятствий в виде многочисленных помех и неточностей в кодировании, качественный микрофон должен отвечать целому ряду обязательных требований:

• Собственный уровень электрических шумов микрофона не должен перебивать записываемый акустический сигнал. Особенно это касается чувствительных научных моделей.
• Получаемая запись должна содержать минимальное количество искажений.
• Вся акустическая информация должна передаваться практически без искажений, что практически исключается использование беспроводных каналов связи (возможны помехи) в особенно сложной аппаратуре подобного класса.

Разновидностей микрофонов существует множество, но сегодня чаще всего можно встретить полупроводниковые и электростатические модели. Такое устройство ввода звуковой информации позволяет обеспечить максимально качественное звучание.

Сенсорные устройства

В последние годы эта технология развернулась «на полную». Смартфоны с сенсорным управлением есть едва ли не у каждого второго первоклассника, так что объяснять все преимущества и недостатки этой техники не имеет особенно смысла. А потому сосредоточимся на описании устройств, которые активно используются на сегодняшний день.

Дигитайзер

Итак, к устройствам ввода информации относятся дигитайзеры. Это устройство предназначено для ввода графической информации, а потому особенное признание получило в среде профессиональных дизайнеров и художников. Как правило, эти устройства выполняются в форм-факторе прекрасно известных всем планшетов. А потому их часто называют графическими планшетами.

Их постоянно применяют в компьютерной графике, анимации и разработках трехмерных моделей. Сразу отметим, что как раз-таки в случае построения сложных геометрических моделей дигитайзер - далеко не лучшее решение. Зато для художников он в большинстве случаев незаменим. А какие устройства ввода информации такого типа еще можно встретить в профессиональной среде?

Сенсорные дисплеи

Сенсорные экраны, как мы уже и говорили выше, сегодня крайне распространены. В толще такого дисплея находится множество датчиков, которые в режиме реального времени отслеживают месторасположение пальца. Контроллер обрабатывает получаемую информацию и отсылает ее процессору для окончательной обработки.

Преимущества сенсорных экранов

Теоретически можно обойтись без мышки и клавиатуры. Но если по отношению к мышам это действительно так, то долговременное использование сенсорной клавиатуры способно заставить взмолиться о пощаде любые пальцы. Куда важнее то, что к тем же планшетам без проблем привыкают даже пожилые люди, для которых использование мыши было сродни изощренной пытке.

В некоторых отраслях промышленности и в медицине такие экраны порой являются единственно верным выбором, так как они могут работать в агрессивной среде (легко защитить от влаги и прочих факторов, поместив в чехол). Кроме того, сегодня создано немало особенно прочных разновидностей (для терминалов и банкоматов), которые могут работать в общественных местах. А как называется устройство ввода информации, которое нередко используется в комплекте с графическими планшетами?

Световое перо

Еще одна разновидность манипуляторов. С первого взгляда похоже на обычный карандаш или шариковую ручку, проводом соединенную с компьютером. Для регулировки параметров на пере имеется несколько кнопок, функционал которых позволяет гибко «подогнать» инструмент к конкретной ситуации. В наконечнике пера имеется фотоэлемент, который выполняет ту же самую функцию, что и его «коллеги» в обычной оптической мышке. В настоящее время подобная техника встречается только как элемент дигитайзеров. Разумеется, что наибольшее распространение световые перья получили в среде профессиональных художников и дизайнеров.

Эти устройства позволяют создать практически достоверную имитацию использования обычного карандаша, что для многих специалистов крайне важно.

Вывод

Проще говоря, любые устройства ввода текстовой информации, графики или звука - не только незаменимые помощники любого пользователя, но и средства, которые позволяют нам продуктивно работать с компьютером. Не имея той же клавиатуры, вы вряд ли сможете сделать что-то стоящее, не затратив при этом неоправданно много трудовых ресурсов.

В настоящее время довольно активно ведутся работы, направленные на создание новых средств для ввода. Некоторые устройства получаются сравнительно удачными, а другие отправляются ждать своего часа. Как бы там ни было, процесс этот не останавливается, а потому возможно, что уже наши внуки будут вспоминать некоторые из перечисленных в статье приборов как жуткий анахронизм.

Назначение: ввод алфавитно-цифровых символов, управление курсором.

Курсор - специальный значок на экране дисплея (чёрточка, стрелка, подсвеченный прямоугольник, крестик и пр.), который отмечает место, где появится символ, введённый с клавиатуры, или обозначение команды (программы, документа), которую надо выполнить.

Принцип работы. Клавиши клавиатуры подключены к матрице контактов. Каждой клавише или комбинации клавиш присвоен свой номер (код). Внутри клавиатуры находится отдельный микропроцессор. Каждое нажатие на клавишу замыкает контакт. При этом в соответствии с матрицей контактов микропроцессор генерирует код нажатой клавиши. Этот код запоминается в специальной области (буфере микропроцессора) и становится доступным для обработки программными средствами.

Клавиатуры бывают механические, полумеханические и мембранные. Одни клавиатуры при нажатии на клавишу издают механический щелчок, другие - молчат.

количество нажатий каждой клавиши до ее отказа,

Манипулятор мышь

Назначение: управление курсором (указателем) мыши, ввод управляющей информации.

С появлением графических оболочек мышь стала необходимой для эффективной работы на компьютере.

Принцип работы. Мышь - небольшая коробочка с кнопками. В ней - шарик, катающийся по поверхности стола. К шарику прижаты два взаимно перпендикулярных ролика, которые он вращает. Датчики поворота ролика передают сигналы в компьютер. «Хвост» из проводов, по которым идут сигналы, дал устройству имя «мышь». Курсор мыши управляется перемещением мыши по столу. Управляющая информация вводится нажатием на кнопки мыши.

Мыши бывают одно-, двух-, трёхкнопочные. Они могут соединяться с компьютером проводом или при помощи радиопередатчиков (беспроводные). Существуют оптические мыши без шарика, оснащённые фотоэлементами, и оптомеханические мыши. Разновидностью мыши можно считать трэкбол (trackball), который можно сравнить с мышью, которая лежит на спине шарообразным брюшком вверх.

Основные пользовательские характеристики:

количество нажатий кнопки до её отказа;

реакция на движение руки или баллистический эффект;

разрешающий шаг (разрешение);

дизайн и удобство в работе (эргономичность).

Разрешение измеряется в dpi (dot per inch - количество точек на дюйм). Если мышь имеет разрешение 900 dpi и её передвинули на 1 дюйм (2,53 см) вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 900 единиц вправо. Нормальное разрешение мыши - от 200 до 900 dpi.

Баллистическим эффектом называется зависимость точности позиционирования мыши от скорости её перемещения.

Программная поддержка. Драйвер мыши поставляется вместе с устройством. Современные операционные системы содержат драйверы для большинства манипуляторов этого типа и автоматически при включении компьютера подбирают наиболее подходящий из них.

Тачпад (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель

Указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства. Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превосходит 50 см².

Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью.

Поскольку работа устройства основана на измерении ёмкости, тачпад не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов тачпад будет работать только при достаточной площади соприкосновения. (Попробуйте касаться тачпада пальцем лишь чуть-чуть). Влажные пальцы затрудняют работу тачпада.

Трекбол (англ. trackball)

Указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. Аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевернутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом не перемещая корпус устройства. Несмотря на внешние различия, трекбол и мышь конструктивно похожи - при движении шар приводит во вращение пару валиков или, в более современном варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в оптической мыши).

В настоящее время трекболы достаточно редко применяются в домашних и офисных компьютерах, однако нашли применение в промышленных и военных компьютерах, где пользователю приходится работать в условиях недостатка места и наличии вибрации. Так, трекболы используются в кабинах управления ракетного комплекса С-300.

Джойстик (англ. Joystick = Joy + Stick)

Устройство ввода информации в электронное устройство, манипулятор, часть интерфейса пользователя. Служит для изменения позиции элемента интерфейса (в частности курсора), также для перебора элементов списков. Является одним из стандартных средств ввода для компьютеров и многих мобильных телефонов. Широкое применение получил в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на основании, который можно перемещать в одном, двух, трёх плоскостях. На рычаге обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения.

По количеству степеней свободы и, соответственно, плоскостей, в которых возможно изменение положения контролируемого объекта, джойстики подразделяются на:

одномерные (управление перемещением объекта либо вверх-вниз, либо влево-вправо)

двухмерные (управление объектом в двух плоскостях)

трёхмерные (управление объектом во всех трёх плоскостях)

Графический планшет (или дигитайзер)

Это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь.Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).

Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Сканер

Устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.

Назначение. Сканер - устройство для перевода графической информации в цифровую. Функция сканера - получение электронной копии документа, созданного на бумаге.

Ввод данных в компьютер - это одна из самых утомительных и подверженных ошибкам операций, сканеры облегчают эту работу.

Принцип работы. Лампа освещает сканируемый текст, отражённые лучи попадают на фотоэлемент, состоящий из множества светочувствительных ячеек. Каждая из них под действием света приобретает электрический заряд. Аналого-цифровой преобразователь ставит в соответствие каждой ячейке числовое значение, и эти данные передаются в компьютер.

Сканеры бывают ручные, портативно-страничные, планшетно-офисные, сетевые (скоростные), широкоформатные; они могут быть чёрно-белые (до 64 оттенков серого) и цветные (256 – 16 млн. цветов).

Ручные сканеры внешне напоминают «мышь» большого размера, которую пользователь двигает по сканируемому изображению. Однако ручное перемещение устройства по бумаге, небольшой размер охватываемой области сканирования не обеспечивают достаточной скорости и требуют тщательной состыковки отдельных участков изображения. ручной сканер

К настольным сканерам относятся планшетные, роликовые (портативно-страничные), барабанные и проекционные сканеры.

Основной отличительный признак планшетного сканера - сканирующая головка перемещается относительно неподвижной бумаги. Они просты и удобны в эксплуатации, позволяют сканировать изображения как с отдельных листов, так и с книг, журналов.

У портативно-страничных сканеров бумага перемещается относительно сканирующей головки. Они довольно компактны, но отсканировать с их помощью рисунок из книги вряд ли получится. Этот тип сканеров используется для ввода страниц документов форматом от визитной карточки до А4, система автоматической подачи бумаги обеспечивает равномерное сканирование по всей ширине листа.

Основные пользовательские характеристики:

разрешающая способность (оптическое разрешение), то есть количество распознаваемых точек (пикселей) на дюйм (измеряется в dpi - dots per inch). Обычно составляет 600-1200 dpi;

скорость сканирования - показатель быстродействия, который равен времени, затрачиваемому на обработку одной строки изображения;

размеры сканируемого листа (область сканирования);

разрядность битового представления - определяет максимальное число цветов или оттенков серого, которые может воспринимать сканер.

Веб-камера

Цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).

Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним пользователям Интернета созерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.

Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихся вулканов, канатных дорог, пекарен и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).

Цифровой фотоаппарат

Устройство, являющееся разновидностью фотоаппарата, в котором светочувствительным материалом является матрица или несколько матриц, состоящая из отдельных пикселей, сигнал с которых представляется, обрабатывается и хранится в самом аппарате в цифровом виде.

Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов:

Компактные («мыльница» традиционных размеров). Характеризуются малыми размерами и весом. Малый физический размер матрицы означает низкую чувствительность или высокий уровень шумов. Также этот тип камер обычно отличает отсутствие или недостаточная гибкость ручных настроек экспозиции.

Сверхкомпактные, миниатюрные. Отличаются не только размерами, но часто и отсутствием видоискателя и экрана.

Встроенные в другие устройства. Отличаются отсутствием собственных органов управления.

Псевдозеркальные - внешним видом напоминают зеркальную камеру, а также, как правило, помимо цифрового дисплея, оснащены видоискателем-глазком. Изображение в видоискателе такого аппарата формируется на отдельном цифровом экране, или на поворачивающемся основном экране. Как правило, имеют резьбу на объективе для присоединения насадок и светофильтров (пример - Konica Minolta серия моделей Z).

Полузеркалка - жаргонный термин, описывающий класс аппаратов, в которых имеется наводка по матовому стеклу через съёмочный объектив, однако нет возможности объектив менять. В таких аппаратах оптическая схема содержит светоделительную призму, которая направляет от 10 до 50 % светового потока на матовое стекло, а остальное передается на матрицу. (примеры - Olympus E-10, E-20)

Устройство ввода звуковой информации

Микрофо́н (от микро- и phōnē - звук) - электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Подключается к микрофонному входу на звукой плате. Звуковая плата преобразует электрический сигнал с микрофона в цифровой дискретный сигнал.

Внешние устройства (ВУ) - это важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса, они составляют 50-80 % всего ПК. От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК.

Внешние устройства обеспечивают взаимодействие компьютера с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. Внешние устройства весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков. В состав ВУ ЭВМ входят внешние запоминающие, ввода, вывода, ввода-вывода, телеобработки и подготовки данных.

Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

• внешние запоминающие устройства (ВЗУ), или внешняя память ПК;
• диалоговые средства пользователя;
• устройства ввода информации;
• устройства вывода информации;
• средства связи и телекоммуникации.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи), реже пультовые пишущие машинки (принтеры с клавиатурой) и устройства речевого ввода-вывода информации.

Видеомонитор (дисплей) - устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации. Дисплеи бывают цветные и монохромные. Они имеют различные размеры по диагонали.

Любое текстовое или графическое изображение на экране монитора компьютера (так же, как и телевизора) состоит из множества дискретных, представляющий собой минимальный элемент изображения (растра) и называемых пикселями. Количество точек на экране, из которых формируется изображение, называется разрешающей способностью, или разрешением.

Для формирования растра (рис. 2.5) в мониторе используются специальные сигналы. В цикле сканирования луч движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла до правого нижнего.

На четкость изображения на экране монитора существенное влияние оказывает размер точки (зерна или пикселя) экрана. Чем меньше размер точки (зерно), тем более четким получается изображение. На мониторах стандартного размера 640 х 480 удовлетворительное изображение получается при размере зерна 0,39 мм, а хорошее - при зерне 0,31 мм. На мониторах с большим зерном изображение получается нечетким (расплывчатым). При разрешении 800 х 600 необходимо зерно 0,31 мм, а для режима 1024 х 768 - 0,28 или 0,25 мм; у самого качественного известного монитора зерно - 0,19 мм.

Существуют две основные технологии производства дисплеев - на кинескопах (электронно-лучевых трубках) и на жидкокристаллических экранах. На кинескопах работают аналоговые и

Рис. 2.5.

мультичастотные мониторы. Дисплеи на электронно-лучевых трубках имеют серьезный недостаток - высокое энергопотребление. Дисплеи на жидких кристаллах очень экономичны.

В жидкокристаллических дисплеях экран состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находятся жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от электрического заряда, т. е. кристаллы под воздействием электрического поля изменяют свою ориентацию и тем самым по-разному отражают свет. Разрешение жидкокристаллического дисплея - 800 х 600 и 1024 х 768.

Неотъемлемо от монитора надо рассматривать и видеокарту компьютера (видеоадаптер). Она работает как посредник между процессором и монитором.

К устройствам ввода информации относятся:

• клавиатура - устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;
• манипуляторы (устройства указания): джойстик; мышь, трекбол; световое перо и др. - для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК;
• сканеры - для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
• графические планшеты (диджитайзеры) - для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;

Клавиатура состоит из собранных в определенном порядке миниатюрных переключателей. Встроенный в клавиатуру микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер соответствующее сообщение (прерывание), а программы компьютера (операционной системы) обрабатывают эти сообщения.

В компьютерах используются разнообразные виды клавиатуры. Наибольшее распространение имеет универсальная клавиатура (так называемая 101-клавишная), используемая иногда с небольшими модификациями на большинстве современных настольных компьютеров (рис. 2.6). Ее клавиши представляют буквы одного или двух естественных языков, десять цифр, используемые в текстах программ символы и управляющие клавиши.

Для работы со многими современными программами практически обязательным является использование мыши или иного заменяющего ее устройства. При перемещении мыши по столу или иной поверхности на экране компьютера соответственным образом передвигается указатель мыши (обычно - стрелка).

Классическая мышь имела механическое устройство, перемещение курсора зависело от перекатывающегося шарика. Сейчас на рынке есть и другие варианты: оптическая мышь посылает на специальный коврик луч, который после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется электроникой; в инфракрасной мыши движение регистрируется при помощи механики и преобразуется в инфракрасный сигнал; в радио -мыши передача информации осуществляется посредством радиосигналов. Независимо от способа реализации этого устройства принцип его работы всегда одинаков: когда необходимо выполнить то или иное действие (например, вы-

Рис. 2.6.

полнить пункт меню, на который установлен указатель мыши), пользователь нажимает ту или иную кнопку.

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер в графическом виде текст, рисунки, слайды, фотографии и др. Существует несколько классификаций сканеров, однако во всех таких устройствах имеются:

• источники света;
• механизм перемещения датчика (или система отклоняющих зеркал) вдоль оригинала либо перемещение оригинала относительно датчика;
• электронное устройство (для преобразования считанной информации в цифровую форму).

По способу перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга сканеры подразделяются на две группы: ручные и настольные.

Сканирование вручную осуществляется последовательным перемещением сканера относительно оригинала. К преимуществам такого сканера относятся низкая стоимость, небольшой размер, широкие возможности выбора оригинала. Недостатками являются непостоянство скорости перемещения сканера относительно оригинала, что вызывает искажение сканированного образа, и ограниченные возможности использования совместно с программами распознавания.

Настольные сканеры бывают планшетные, роликовые, барабанные и проецируемые. Основной отличительный признак планшетного сканера - сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Такой сканер прост и удобен в эксплуатации, но имеет большие габариты.

В роликовом сканере оригинал пропускается через ролики механизма подачи бумаги и попадает в поле зрения линейки датчиков. Сканер работает в двух режимах: режиме сканирования и режиме факсимильной передачи. Он компактен, может функционировать автоматически, имеет низкую стоимость. К недостаткам относятся сложность выравнивания оригиналов, ограниченный диапазон типов оригинала, неудобство работы с листами разного размера, возможность повреждения оригинала.

Барабанные сканеры, как видно из названия, имеют барабан в виде прозрачного цилиндра из органического стекла, на поверхности которого закрепляется оригинал. Находящиеся рядом сканирующие датчики считывают изображение. Сканирование выполняется с наиболее высоким разрешением с оригинала практически любого типа, однако барабанные сканеры имеют большой размер, высокую стоимость. Кроме того, на них невозможно непосредственного сканирования книг и журналов.

Проекционные сканеры напоминают фотоувеличитель или проекционный аппарат. К преимуществам такого сканера относятся: удобство выравнивания оригинала; небольшая занимаемая площадь; разнообразие сканируемых оригиналов (в том числе трехмерных); возможность комбинирования плоских и трехмерных оригиналов. Недостатками являются зависимость от источника внешнего освещения; ограничения на размер оригинала; трудность расположения нестандартных оригиналов (например: книги в развернутом виде).

К устройствам вывода информации относятся принтеры и плоттеры (графопостроители).

Принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель. Принтеры делятся на:

• цветные и монохромные;
• ударные и безударные.

К ударным относятся матричные принтеры. Матричные принтеры формируют изображение с помощью специальных иголок печатающей головки. Матричные принтеры неприхотливы, надежны, просты в эксплуатации и обладают большим рабочим ресурсом. Они сохраняют безусловное лидерство в реализации такой функции, как получение сразу нескольких копий документа (с использованием копировальной бумаги). Время жизни печатающей головки - около 700 млн символов. Скорость печати матричных принтеров лежит в очень широких пределах 200-1400 симв./мин. Однако на сегодняшний день она недостаточна. Кроме того, матричный принтер имеет высокий уровень шума. Это, а также относительно высокая цена переводят описанный способ печати в разряд устаревших.

К особенностям работы струйного принтера относят низкий уровень шума, зависимость скорости от качества печати, невозможность использования бумаги в рулоне. Головки для струйной печати заканчиваются микроскопическими отверстиями, или дюзами (форсунками), через которые чернила наносятся на бумагу. Количество дюз может колебаться от десятков до нескольких сотен.

Скорость печати струйных принтеров лежит в пределах 2-4,5 ppm для текста (около 200 знаков в секунду) и 0,3- 1,5 ppm для графики. Максимальное значение печатных страниц в минуту - до семи.

Несмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных принтеров, с помощью лазерных принтеров на настоящий момент можно получить более высокое качество печати. Большинство изготовителей лазерных принтеров используют механизм печати, который применяется в ксероксах. Скорость печати в лазерном принтере определяется двумя факторами: механической протяжкой бумаги и скоростью обработки данных. Обычно лазерный принтер оборудован собственным процессором. Так как лазерный принтер является страничным принтером (т. е. он формирует для печати полную страницу), скорость печати измеряется в страницах в минуту. Средний лазерный принтер печатает 4, в лучшем случае 8 страниц в минуту. Высокоскоростные принтеры, которые, как правило, используются в компьютерных сетях, могут печатать до 20 и более страниц в минуту.

Для получения цветного изображения с качеством, близким к фотографии, или изготовления допечатных цветных проб используют термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса. В настоящее время распространение получили три технологии цветной термопечати: струйный перенос расплавленного красителя (термопластиковая печать); контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать); термоперенос красителя (сублимационная печать).

Плоттеры используются для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель. Плоттеры являются устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Они обычно используются совместно с программами систем автоматизированного проектирования. Результат работы практически любой такой программы - это комплект конструкторской и/или технологической документации, в которой значительную часть составляют графические материалы. Таким образом, основой плоттера являются чертежи, схемы, графики, диаграммы и т. д. Для этого плоттер оборудован специальными вспомогательными средствами.

Все современные плоттеры по конструкции можно отнести к двум большим классам:

• 1) планшетные для формата АЗ-А2 (реже А1 - АО);
• 2) барабанные (рулонные) плоттеры с шириной бумаги формата А1 или АО, они используют рулоны бумаги длиной до нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные рисунки и чертежи.

Плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные.

Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа. Используются специальные фломастеры с возможностью их автоматической замена (по сигналу программы) из доступного набора. Кроме фломастеров, применяются чернильные, шариковые пишущие узлы, рапидографы, кабирафы и многие другие устройства, обеспечивающие различную ширину линий, насыщенность, цветовую палитру и т. д.

В последнее время на базе перьевых плоттеров были созданы режущие плоттеры. Пишущий узел в таких плоттерах заменяется на резак. Изображение переносится не на бумагу, а, например, на самоклеющуюся пленку или аналогичный носитель. Буквы или знаки, полученные с помощью режущего плоттера, можно увидеть на витринах, вывесках, указателях и т. п.

Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т. п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, «стыки», мультиплексоры передачи данных, модемы).

Средства мультимедиа - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.

Мультимедиа используются для создания виртуальной реальности, интерактивного режима, когда пользователь становится не пассивным наблюдателем событий, а их активным участником. Это касается не только компьютерных игр, но и другого специального программного обеспечения. Кроме того, на ПК, оборудованных средствами мультимедиа, можно создавать и обрабатывать динамические изображения в реальном масштабе времени. Мультимедийный продукт должен обеспечивать:

• акустические эффекты качества Ш-Бц
• визуальные динамические и ЗО-эффекты;
• взаимодействие с пользователем таким образом, чтобы акустические и визуальные эффекты комбинировались друг с другом по его желанию.

К быстроразвивающимся средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода-вывода. Это микрофонные акустические системы (например, «звуковые мыши», программное обеспечение которых позволяет распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и кодировать) и синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.

Контрольные вопросы

• 1. Структура ЭВМ по фон Нейману и ее отличия от современной организации ПК.
• 2. Устройства персонального компьютера, расположенные внутри системного блока.
• 3. Назначение и состав микропроцессора.
• 4. Запоминающие устройства ЭВМ: классификация, функции, основные характеристики.
• 5. Виды внутренней памяти ПК.
• 6. Магнитные внешние запоминающие устройства. Классификация магнитных дисков.
• 7. Классификация оптических накопителей.
• 8. Магнитооптические диски и флэш-память.
• 9. Виды устройств ввода-вывода информации.
• 10. Монитор. Назначение, состав, режимы и принцип работы монитора.
• 11. Устройства ввода информации: клавиатура и мышь.
• 12. Назначение сканера. Классификация и общие характеристики сканеров.
• 13. Классификация принтеров по принципу нанесения изображения на бумагу.
• 14. Назначение и классификация плоттеров.

Мышь! Животное, путь которого усеян
упавшими в обморок женщинами.
С.Джонсон

Пользователь может управлять работой компьютера при помощи различных устройств: клавиатуры, джойстика, трекбола, мыши, сенсорного экрана, микрофона, светового пера и т. д. Перечисленные устройства относятся к устройствам ввода информации.

Устройства ввода информации служат для преобразования информации, поступающей с периферийных устройств, в цифровой вид.

Устройства ввода информации, такие как мышь, джойстик, трекбол, трекпойнт, трекпад, порой называют манипуляторами. Самое известное устройство ввода информации — клавиатура. Нагрузка на это устройство, пожалуй, наибольшая. Клавиатура проектируется таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 млн нажатий.

Мышью называют устройство, которое обеспечивает преобразование своего положения на плоской поверхности стола в позицию курсора на экране дисплея. Внешне мышь представляет собой коробочку, которая перемещается по столу. Длинный кабель соединяет мышь с системным блоком.

На рис. 10.1. показана конструкция мыши.

Рис. 10.1. Конструкция мыши

Идея работы манипулятора состоит в преобразовании перемещений мыши в электрические импульсы, формируемые с помощью светодиодов (источники света) и фотодиодов (приемники света). При движении мыши в направлении Х вращение шара передается диску 1. Диск 2 в это время не вращается. Вращение диска 1 приводит к тому, что световой поток между светодиодом 1 и фотодиодом 1 периодически перекрывается зубцами диска. На выходе схемы, подключенной к фотодиоду, возникают электрические импульсы, частота которых пропорциональна скорости перемещения мыши (скорости вращения шара).

При движении мыши в направлении Y вращается диск 2, а диск 1 остается неподвижным. Это позволяет электрической схеме контроллера распознавать направление движения мыши и синхронно с движением мыши перемещать курсор по экрану дисплея.

Если мышь движется точно посередине между направлениями (векторами) X и Y, то оба диска вращаются с одинаковыми скоростями. Очевидно, что направление движения мыши может быть любым, при этом отношения скоростей вращения дисков будут разными.

Работать с мышью удобно на специальном коврике, который улучшает сцепление шарика с поверхностью стола. Порой коврик шутя называют «подмышкой».

Кроме электромеханической мыши разработана оптическая мышь.

Она перемещается по специальному планшету, на поверхность которого нанесена мелкая сетка из разноцветных перпендикулярных линий. Специальный фотоэлектрический узел определяет направление и скорость перемещения мыши. В этой конструкции нет механических частей, и ее надежность выше.

Трекбол (ручной шаровой манипулятор) представляет собой устройство (рис. 10.2), в котором перемещение курсора осуществляется вращением шарика, частично выступающего над плоской поверхностью. В результате поворотов шарика оптические датчики вырабатывают импульсы, соответствующие скорости и направлению вращения шарика. Трекбол — это перевернутая электромеханическая мышь, только шар в нем вращается рукой.

Рис. 10.2. Трекбол

Сенсорный экран. При выборе предметов (например, в магазине) человек порой показывает на нужный объект пальцем. Именно таким образом вводится информация в ЭВМ с помощью сенсорных экранов (СЭ).

По принципу действия СЭ разделяются на ультразвуковые, фотоэлектрические, резистивные и емкостные экраны. Главная задача СЭ состоит в определении координаты прикосновения пальца к экрану. Определив координату, дальше можно с помощью меню управлять работой ЭВМ.

В ультразвуковых СЭ по краям экрана размещаются ультразвуковые преобразователи (датчики), которые создают на поверхности экрана акустические волны. Ультразвуковые колебания расходятся по стеклу монитора подобно кругам на воде. Ультразвуковые преобразователи одновременно выполняют функции передатчика и приемника акустических волн. Время прохождения от передатчика до приемника постоянно, если акустическая волна не наталкивается на какой-либо возмущающий объект (палец). Точку прикосновения можно достаточно точно определить методом эхолокации путем измерения времени прихода отраженных волн. Аналогично в аэропорту радиолокатор определяет расстояние до самолета.

В фотоэлектрическом СЭ монитор освещается линейками светодиодов, расположенными по нижнему и правому краям дисплея. С левой и верхней сторон экрана установлены линейки фотодиодов. В результате образуется матрица из световых лучей, затемнение которых позволяет определить вертикальную и горизонтальную координаты прикосновения к экрану. Емкостные СЭ представляют собой матрицу конденсаторов, которые меняют свою емкость в месте прикосновения к экрану. В резистивных СЭ измеряется электрическое сопротивление двух соприкасающихся пленок.

Световое перо - это устройство в форме карандаша, воспринимающее свет от люминофора дисплея. Чувствительным элементом выступает фотодиод или фототранзистор. Подсчет числа строк растра позволяет определить вертикальную координату, а отсчет времени от начала формирования строки до момента срабатывания пера дает координату по горизонтали. Для ввода рисунков сложной формы используется режим, при котором под кончиком светового пера формируется светящаяся траектория (контур).

Цифровые (графические) планшеты - диджитайзеры обеспечивают перенос изображения с накладываемого листа бумаги в ЭВМ с помощью перемещения по планшету специального указателя. Диджитайзеры позволяют создавать чертежи сразу в электронном виде. Работа с графическим планшетом аналогична рисованию карандашом. Особенно они удобны для формирования штриховых рисунков и чертежей.

У графического планшета высокая разрешающая способность (свыше 2500 dpi против 200...400 dpi у мыши). Заметим, что символы dpi означают — число точек на дюйм (dot per inch).

При контакте с поверхностью планшета указатель обретает чувствительность к нажатию (256 уровней, или градаций) и наклону относительно плоскости планшета.

Рис. 10.3. Упрощенная конструкция сканера

Ввод плоского изображения в ОЗУ обеспечивает сканер . Сканер исключает утомительную процедуру введения текста с помощью клавиатуры и формирование рисунка с помощью мыши. Полученную копию изображения можно редактировать: изменять масштаб, добавлять и удалять детали, изменять цвет и т. д. Электронную копию изображения можно длительное время хранить на магнитном или оптическом носителе.

По своему конструктивному исполнению сканеры бывают ручные, планшетные, барабанные, проекционные и др. На рис. 10.3. показана упрощенная конструкция сканера.

Копируемое изображение освещается источником света (как правило, флуоресцентная лампа). При этом луч света осматривает (сканирует, разворачивает) каждый участок оригинала. Отраженный от бумажного листа луч света через оптическую систему попадает на прибор с зарядовой связью (ПЗС).

На поверхности ПЗС за счет сканирования формируется уменьшенное изображение копируемого объекта. ПЗС осуществляет преобразование оптической картинки в электрические сигналы.

ПЗС представляет собой матрицу (прямоугольную таблицу, представленную на рис. 10.4), которая содержит большое число полупроводниковых элементов (например, 2000 × 2000 элементов), чувствительных к световому излучению. При этом в черно-белых штриховых сканерах на выходе освещенных элементов с помощью контроллера формируется сигнал логической единицы, а на выходе неосвещенных элементов - сигнал логического нуля. Штриховые черно-белые сканеры используются для копирования чертежей.

Рис. 10.4. Прибор с зарядовой связью

Существуют полутоновые черно-белые сканеры, в которых на выходе каждого элемента ПЗС с помощью аналогово-цифрового преобразователя формируется несколько (например, 256) оттенков (уровней) серого цвета. Эта конструкция сканеров позволяет копировать черно-белые фотографии и рисунки.

В цветных сканерах освещение копируемого изображения осуществляется либо от трех разноцветных источников света, либо от источника белого света, но поочередно через трехцветный фильтр.

При цветном сканировании происходит формирование изображения в полутоновом (сером) режиме с различными фильтрами или источниками света (красным, синим, зеленым). Сигнал с выхода каждого элемента ПЗС кодируется 8 битами, что дает 256 оттенков серого цвета. В результате такого преобразования можно получить более 16,7 млн возможных цветовых оттенков (24-битное кодирование, 3 цвета по 8 бит).

Существуют сканеры, разрешение которых составляет 600...1200 dpi. Благодаря математической обработке изображения (интерполяции) можно получить разрешение даже 1600 dpi.

Использование сканера совмещается с системами распознавания образов типа OCR (Optical Character Recognition). Система OCR распознает считанные сканером с документа мозаичные портреты символов (букв, цифр, знаков препинания) и преобразует их в байты в соответствии с кодовой таблицей. За счет системы OCR можно считывать машинописный и рукописный тексты. Правда, в последнем случае привлекаются сложные алгоритмы распознавания образов, основанные на теории искусственного интеллекта.

Ввод объемных изображений (зданий, автомобилей и т. д.) в ЭВМ осуществляется с помощью цифровых камер .

В играх часто используется джойстик - рычаг, с помощью которого можно направлять, например, самолет вправо, влево, вверх, вниз.

В будущем работой ЭВМ будут управлять преимущественно голосом, с помощью микрофона .