Доклад: Устройства ввода информации в ПК. Альтернативные устройства ввода Ввода какой информации предназначены

Процессор ПК содержит порты, через которые обменивается данными с внешними устройствами ввода-вывода.

Определение 1

Устройства ввода информации – это устройства, которые информацию из формы, понятной человеку, преобразуют в цифровую форму, которая воспринимается компьютером.

Клавиатура

Самым главным и практически незаменимым устройством ввода информации в ПК является клавиатура, которая считается одним из основных составляющих ПК.

Определение 2

Клавиатура – это устройство для ввода числовой и текстовой информации, а так же управления компьютером, которое содержит стандартный набор клавиш и дополнительные клавиши – управляющие, функциональные клавиши, клавиши управления курсором и малую цифровую клавиатуру.

Рисунок 1.

Указательные (координатные) устройства ввода

Устройства, с помощью которых осуществляется непосредственный ввод информации посредством указания курсором на экране монитора команды или места ввода данных. С помощью данных устройств пользователь перемещает курсор или другие объекты программ по двухмерному пространству экрана монитора.

Такие устройства ввода образуют группу манипуляторов.

Компьютерная мышь

Компьютерная мышь является традиционным устройством ввода и позволяет синхронно с перемещением мыши по столу перемещать курсор по экрану монитора.

Используя клавиши мыши, можно задать тот или иной тип операции с объектом. Основной характеристикой мыши является ее разрешение, которое измеряется в точках точек на дюйм.

Разнообразие манипуляторов последнее время поражает.

По типу устройств и способу функционирования мыши классифицируются на:

1. Механические – на сегодняшний день их выпуск прекращен.
2. Оптико-механические.
3. Оптические.
4. Инфракрасные.

Рисунок 2.

Трекбол

Трекбол напоминает мышку «наоборот», т.е. само устройство остается неподвижным, а управление перемещением курсора осуществляется вращением шарика, который находится в верхней части трекбола. При этом такое управление позволяет более точно позиционировать курсор. Применяются трекболы в основном при работе с графическими пакетами, пакетами для автоматизированного проектирования и т.п.

Рисунок 3.

Тачпад

Встроенный манипулятор для портативных ПК, перемещение курсора осуществляется путем прикосновения к тачпаду пальцев. Является альтернативой мыши в ноутбуках.

Игровые устройства ввода информации

Джойстик

Манипулятор для управления в компьютерных играх выполненный в виде рычага на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях. Кроме компьютерных игр применяется в программах-тренажёрах и обучающих симуляторах.

Рисунок 4.

Геймпад

Манипулятор для компьютерных игр. Выполнен в виде пульта, который удерживается двумя руками и управляется большими пальцами рук.

Рисунок 5.

Компьютерный руль

Устройство, которое имитирует автомобильныйруль для игры в автосимулятор (компьютерная игра).

Танцевальная платформа

Плоское устройство ввода, предназначенное для использования в танцевальных играх.

Световой пистолет

Устройство, предназначенное для использования в телевизионных игровых приставкак, которое позволяет «стрелять» в экран телевизора с возвратом результата «попал-промахнулся».

Сенсорные устройства ввода

Выполнены в виде чувствительных поверхностей, покрытых специальным слоем и связанные с датчиком. Курсор приводится в движение перемещением пальца по поверхности датчика.

Сенсорный экран или тачскрин

Является неотъемлемой частью любого сенсорного устройства или оборудования. Выполнен в виде стеклянной или пластиковой пластины, которая специальным образом прикреплена поверх экрана монитора или встроена внутрь корпуса. Датчики, связаны с пластиной, собирают информацию с поверхности экрана. Контроллер, который поставляется в комплекте с сенсорным экраном, обрабатывает информацию, принятую от датчиков, и передает ее в ПК.

Использование сенсорного экрана автономно от других устройств ввода. Предоставляет пользователю высокую скорость управления, надежность и устойчивость к жестким внешним воздействиям.

Рисунок 6.

Световое перо

Разновидность манипуляторов для ввода графических данных в ПК. Выполнен в виде шариковой ручки или карандаша, который соединен проводом с одним из портов ввода-вывода ПК.

Ввод данных заключается в прикосновениях или при ведении линий пером по поверхности экрана монитора с помощью фотоэлемента, установленного на конце пера, который регистрирует изменение яркости экрана в точке. Часто световое перо поставляется в комплекте графического планшета (дигитайзера).

Применяется в карманных ПК, системах проектирования и дизайна.

Рисунок 7.

Графический планшет (дигитайзер)

Выполнен в виде планшета. Применяется для поточечного координатного ввода изображений в системах автоматического проектирования, в компьютерной графике, анимации и рукописного текста в ПК. Может применяться для ввода готовых бумажных изображений в ПК.

Рисунок 8.

Другие устройства ввода информации

Сканер

Устройство преобразования графических данных (текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей) в цифровые.

Классифицирутся по способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга на ручные, рулонные, планшетные и проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайдсканеры.

Рисунок 9.

Цифровые фото- и видеокамеры

Вместо пленки используется специальный элемент памяти, сохраняющий переданные с объектива фото- или видеоданные в виде несжатого или сжатого файла с последующей передачей в ПК.

Рисунок 10.

Микрофон

Устройство для преобразования звуковых колебаний в электрические, подключаемое к входу звуковой платы. Применяется в телефонах, радио, телевизионных системах, системах звукоусиления и звукозаписи.

Веб-камера

Цифровая фото- или видеокамера небольшого размера, которая способна фиксировать изображения в реальном времени для последующей передачи по компьютерной сети.

Рисунок 11.

Перечень устройств ввода информации в ПК не ограничивается вышеперечисленными элементами, многообразие которых не перестает удивлять.

По мере технологического прогресса появляется все больше устройств, предназначенных для ввода данных в компьютер. Нижеследующая статья содержит информацию об этих устройствах.

Изначально единственным способом ввода информации в компьютерную память был ее набор руками при помощи клавиатуры. Однако по мере развития технологий начали создаваться все более новые и быстрые устройства ввода. Они помогают заносить в компьютер значительные объемы информации без необходимости долгой работы вручную. Технически подкованные пользователи знают компьютерные устройства ввода как свои пять пальцев, но если вас все еще затрудняет ответ на вопрос, что именно можно назвать компьютерным устройством ввода данных, то эта статья наиболее полно ответит на ваш вопрос.

Что такое компьютерные устройства ввода данных?

Это компоненты аппаратных средств, которые помогают вам поместить информацию в память компьютера. Компьютер, не имеющий устройств для ввода информации или команд, может использоваться лишь в качестве обычного телевизора. Такие устройства помогают вам не только размещать данные в памяти компьютера, но и в дальнейшем распечатывать их на принтере, отправлять на электронную почту, копировать на переносные устройства. Следовательно, устройством ввода можно считать любое периферийное устройство, помогающее вводить данные и контролирующее выполняемые компьютером команды.

Устройства ввода подразделяются на следующие категории:
- аудио, видео и механические устройства;
- непрерывные устройства ввода (к примеру, мышь, позиция которой изменяется достаточно быстро и постоянно, что может рассматриваться как непрерывный ввод);
- устройства для пространственного использования, такие как двухмерная мышь или трехмерный навигатор (особенно для CAD-приложений).

Также многие компьютерные указывающие устройства ввода классифицируются по способу управления курсором:
- прямой ввод, когда управление осуществляется непосредственно в месте видимости курсора. Например, сенсорные панели и экраны;
- непрямые указывающие устройства, к примеру, Trackballs или мыши .

Виды компьютерных устройств ввода

Теперь давайте рассмотрим различные устройства, способные помочь в обработке информации на компьютере.

Клавиатура - это самое старое и наиболее широко используемое устройство ввода. Она применяется со стационарными компьютерами, ноутбуками и другими разновидностями вычислительных устройств. Компьютерная клавиатура содержит все наиболее необходимые буквенные и числовые символы для ввода данных и команд. Чаще всего клавиатура соединяется с компьютером при помощи провода, но в настоящее время широко распространены и беспроводные клавиатуры.

Мышь - небольшое ручное компьютерное устройство, которое помогает перемещаться по экрану и выполнять необходимое действие. Компьютерная мышь отображается на мониторе в виде курсора, который служит для открытия файлов, папок и позволяет делать выбор нужных пунктов меню. Мышь, как и клавиатура, либо связана с компьютером через провода, либо имеет беспроводное соединение.

Графические планшеты . Графический планшет использует устройства ввода информации, подобные перу, которые называются стилусами. Этим прибором можно писать на планшете или сенсорном экране, будто обычной ручкой. Некоторые стилусы имеют специальные кнопки, которые позволяют использовать данное устройство в качестве мыши. Многие из последних моделей графических планшетов рассчитаны на то, чтобы пользоваться пальцами вместо стилуса.

Джойстики . Если вы заядлый геймер и любите проводить время в компьютерных играх, то наилучшим помощником для вас станет джойстик (или геймпад). Это подвижная ручка с кнопкой или двумя, которая помогает контролировать движения персонажей в игре. Джойстики последнего поколения поставляются с различными модификациями кнопок, чтобы вы лишь одним нажатием пальца могли выполнять множество сложных движений в игре.

Сканеры - компьютерные устройства ввода, которые помогут вам создать электронную копию документа или даже фотографии. Вы можете затем скопировать цифровое изображение документа, который вы хотите отобразить, и сохранить его на компьютере или распечатать. Эта копия также может быть изменена посредством графических или текстовых программ.

Гарнитуры . Сюда можно отнести такие приборы, как наушники и микрофон. Они помогут вам записать свой голос, надиктовать данные или даже команды для компьютера. Современные гарнитуры оставляют ваши руки свободными для выполнения различных задач. Вы даже можете установить программное обеспечение для распознавания голоса, чтобы компьютер воспринимал только команды, произнесенные вашим голосом.

Устройства ввода мультимедийной информации . Существует множество различных устройств, которые помогут вам обмениваться с компьютером информацией различных форматов. Ниже приводятся устройства, созданные для выполнения функций оцифровки изображения, обработки видео или аудио:

Веб-камера
- графический сканер
- цифровые фотоаппараты
- считыватель штрих-кода
- сканер отпечатков пальцев
- 3D-сканер
- лазерный измеритель
- аппаратная видеосъемка
- MIDI-клавиатура

Выше перечислены некоторые из компьютерных устройств ввода информации, которые помогут вам перенести данные на компьютер с других устройств. По мере роста технологий методы преобразования информации и ввода данных продолжают совершенствоваться. В данной статье речь шла о тех устройствах, которые наиболее часто используются домашними пользователями на сегодняшний день.

В оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола вращается непосредственно рукой.

Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение которых с большой точностью считывается инфракрасными оптопарами (то есть парами "светоизлуча-тель-фотоприемник") и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране монитора. Главным "врагом" мыши является загрязнение, а способом борьбы с ним - использование специального "мышиного" коврика.

В настоящее время широкое распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Источник света, размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение курсора на экране.

Разрешающая способность мышей обычно составляет около 600 dpi (dot per inch - точек на дюйм). Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм =2,54 см) указатель мыши на экране перемещается на 600 точек.

Манипуляторы имеют обычно две кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом программ. В настоящее время появились мыши с дополнительным колесиком, которое располагается между кнопками. Оно предназначено для прокрутки вверх или вниз не умещающихся целиком на экране изображений, текстов или Web-страниц.

Современные модели мышей и трекболов часто являются беспроводными, то есть подключаются к компьютеру без помощи кабеля (рис. 4.10).

В портативных компьютерах вместо манипуляторов используется сенсорная панель тачпад (от мышь и трекбол английского слова TouchPad), которая представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к перемещению пальца и нажатию пальцем. Перемещение пальца по поверхности сенсорной панели преобразуется в перемещение курсора на экране монитора. Нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши.

Для рисования и ввода рукописного текста используются графические планшеты (рис. 4.11). С помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и подписи к электронным документам. Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в Ipi (lines per inch - линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера.

В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 Ipi (перемещение пера по поверхности планшета на 1 дюйм соответствует перемещению на 2048 точек на экране монитора), а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.

Сканер. Для оптического ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов используется сканер (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Сканер

Сканируемое изображение освещается белым светом (черно-белые сканеры) или тремя цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат. В отсканированном изображении количество различаемых цветов может достигать десятков миллиардов.

Системы распознавания текстовой информации позволяют преобразовать отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы способны распознавать текстовые документы на различных языках, представленные в различных формах (например, таблицах) и с различным качеством печати (начиная от машинописных документов).

Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi и выше, то есть на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек.

Цифровые камеры и ТВ-тюнеры. Последние годы все большее распространение получают цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты - рис. 4.13). Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.

Рис. 4.13. Web-камера и цифровая фотокамера

Цифровые видеокамеры могут быть подключены к компьютеру, что позволяет сохранять видеозаписи в компьютерном формате.

Для передачи "живого" видео по компьютерным сетям используются недорогие Web-камеры, разрешающая способность которых обычно не превышает 640x480 точек.

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272x1704 точек (всего до 3,9 млн пикселей). Для хранения фотографий используются модули flash-памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.

Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

Звуковая карта. Звуковая карта производит преобразование звука из аналоговой формы в цифровую. Для ввода звуковой информации используется микрофон, который подключается к входу звуковой карты. Звуковая карта имеет также возможность синтезировать звук (в ее памяти хранятся звуки различных музыкальных инструментов, которые она может воспроизводить).

Многие звуковые платы имеют специальный игровой порт (GAME-порт), к которому подключаются игровые манипуляторы (джойстики), которые предназначены для более удобного управления ходом компьютерных игр.

Вопросы для размышления

1. Какие основные группы клавиш можно выделить на клавиатуре и каково их назначение?

2. Какие существуют типы координатных устройств ввода и каков их принцип действия?

Практические задания

4.5. Экспериментальным путем определить разрешение вашей мыши. Сравнить со значением, приведенным в техническом описании.

Информации широко применяются для самых разнообразных областей в работе с компьютером. Есть устройства общего применения, которые используются практически всеми пользователями ПК, а есть и специально разработанные для той или иной функции. Главным и основным компьютерным устройством ввода является клавиатура, а после нее по списку идет мышь.

Клавиатура

Клавиатуры представляют собой устройства ввода информации в компьютер посредством ручного набора. Все современные клавиатуры различаются своим конструктивным исполнением, эргономичностью, назначением и количеством клавиш. Клавиатуры могут по-разному подключаться к ПК, например к разъемам типа PS/2 или USB, а также посредством беспроводных технологий. Конструктивное исполнение зависит от фирмы-изготовителя, которая учитывает особенности той или иной операционной системы, под которую разрабатывается клавиатура. Например, клавиатура для пользователей операционной системы Windows.

Компьютерная мышь

Компьютерные мышки - это так называемые координатные устройства ввода информации. С помощью такого устройства пользователь ПК управляет экранным курсором, который передается на монитор импульсами мыши, что облегчает работу с операционной системой. Мышь, как правило, имеет две кнопки, левая из которых выбирает пункт меню или значок, а правая вызывает контекстное меню. Современные мыши могут быть дополнены колесом прокрутки, с помощью которого удобно листать страницы документов или сайтов, а также открывать ссылки в новых вкладках (если нажать на колесо). Помимо колеса прокрутки, мышь может быть оснащена дополнительными кнопками и иметь эргономичную форму для удобства работы. Компьютерные мыши по своему исполнению могут быть оптическими или механическими. Механические мыши, как правило, уже устарели, и на смену им пришли мышки с оптическими импульсами или лазером, что повышает точность ведения курсора на экране и не требует специального коврика для работы.

В ноутбуках и планшетах используют сенсорную панель для ввода информации, которая реагирует на движения и нажатия пальцев, что заменяет работу мышью. Любители компьютерных игр используют также джойстик, который является специальным игровым манипулятором.

Микрофон

Микрофоны - это электроакустические устройства ввода информации, преобразующие звуки в электрические сигналы. Микрофон подключается к звуковой карте компьютера с помощью электрического кабеля. Звуковая карта принимает сигнал с микрофона, преобразует его в цифровую форму из аналоговой и после этого сохраняет в виде аудиофайла, расширение которого определяет программа для обработки аудиоинформации (например, расширение WMA).

Устройства ввода графической информации

Для ввода графической информации в ПК используются различные устройства, созданные для того или иного типа информации. Сканеры, видеокамеры и цифровые фотоаппараты передают в компьютер сложные графические изображения, видеофайлы или фотографии. Также с помощью сканера можно распознать текст с книги или бумажного документа, чтобы преобразовать его в числовой или текстовый файл. Веб-камеры используются для передачи видеоинформации по Интернету или создания небольших видеофайлов.

Устройства для передачи в ПК графической информации рукописным способом

Для того чтобы передать на компьютер сложную графическую информацию ручным способом, используют графический планшет, который представляет собой специальную доску-основание и указатель-перо, имеющий форму шариковой ручки. Использование графических планшетов облегчает работу в специализированных графических программах, например в "Corel Draw" или "Adobe Photoshop".

В зависимости от типа ПК назначение клавиш на клавиатуре, их обозначение и раз­мещение могут варьироваться. Чаще всего клавиатура содержит 104 клавиши, но встречаются еще и старые клавиату­ры со 101 клавишей.

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;

сканеры (читающие автоматы) - для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей; в устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравне­ния с эталонными контурами специальными программами преобразуются в коды ASCII, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в после­довательности двумерных координат. Сканеры бывают черно-белые и цветные.

Конструктивно сканеры бывают ручные и планшетные. Ручные сканеры вручную перемещаются по изображению. С их помощью за один проход вводится лишь небольшое количество строчек изображения (их захват обычно не превышает 105 мм). У ручных сканеров имеется индика­тор, предупреждающий оператора о превышении допустимой скорости сканирования. Эти сканеры имеют малые габариты и низкую стоимость. Скорость сканирования 5 - 50 мм/с (зависит от разрешающей способности).

Планшетные сканеры наиболее распространенные; в них сканирующая головка перемещается относительно оригинала автоматически; они позволяют сканировать и листо­вые, и сброшюрованные (книги) документы. Скорость сканирования 2-10 с на страницу (формат А4).

манипуляторы (устройства указания): джойстик , мышь, трекбол- шар в оправе, 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;

сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.

3. К устройствам вывода информации относятся:

графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель;

принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;

Принтеры являются наиболее развитой группой ВУ ПК, насчитывающей до 1000 раз­личных модификаций. По принципу действия различают: матричные, струйные, лазерные принтеры .

Матричные принтеры. В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом, поэтому их более правильно называть ударно-матричные принтеры, тем более что и прочие типы знакосинтезирующих принтеров тоже чаще всего используют матричное формирование символов, но безударным способом.

Матричные принтеры могут работать в двух режимах - текстовом и графическом. В текстовом режиме на принтер посылаются коды символов, которые следует распечатать, причем контуры символов выбираются из знакогенератора принтера. В графическом режиме на принтер пересылаются коды, определяющие последо­вательность и местоположение точек изображения.

В игольчатых (ударных) матричных принтерах печать точек осуществляется тонкими иглами, ударяющими бумагу через красящую ленту. Каждая игла управляется соб­ственным электромагнитом. Печатающий узел перемещается в горизонтальном направле­нии, и знаки в строке печатаются последовательно. Многие принтеры выполняют печать как при прямом, так и при обратном ходе. Количество иголок в печатающей головке опре­деляет качество печати. Недорогие принтеры имеют 9 игл. Более совершенные матричные принтеры имеют 18 игл и даже 24.

Струйные принтеры. В печатающей головке этих принтеров вместо иголок имеются тонкие трубочки - сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки красителя (чернил). Это безударные печатающие устройства. Матрица печатающей головки обычно содержит от 12 до 64 сопел. В последние годы в их совершенствовании достигнут существенный прогресс: созданы струйные принтеры, обеспечивающие разрешающую спо­собность до 20 точек/мм и скорость печати до 500 зн./с при отличном качестве печати, при­ближающемся к качеству лазерной печати. Имеются цветные струйные принтеры.

Лазерные принтеры. В них применяется электрографический способ формирования изображений, используемый в одноименных копировальных аппаратах. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения - электрический заряд стекает с засвеченных лучом лазера точек на поверх­ности барабана. После проявления электронного изображения порошком красителя (тоне­ра), налипающего на разряженные участки, выполняется печать - перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления.

Лазерные принтеры обеспечивают наиболее качественную печать. Широко используются цветные ла­зерные принтеры.

4. 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).