ЛЕКЦИЯ 5.2. УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (УВИ)

КЛАССИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

Внешние (периферийные) устройства (ВУ) – важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса. Достаточно сказать, что по стоимости ВУ иногда составляют 50 - 80% всего ПК. От состава и характеристик ВУ во многом зависят возможность и эффективность применения ПК.

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой; пользователями, объектами управления и другими ЭВМ. ВУ весьма разнообразны и могут быть классифицированы по ряду признаков. Так, по назначению можно выделить следующие виды ВУ:

· устройства ввода информации;

· устройства вывода информации;

· средства связи и телекоммуникации.

В свою очередь, устройства ввода по типу носителей информации можно разделить на 3 группы, причем в первую из них входят переносные устройства внешней памяти ЭВМ:

· средства ввода с промежуточных носителей;

· средства ввода с документов;

· специальные средства ввода.

Состав устройств каждой группы представлен на рис. 5.2.

Среди устройств ввода с документов необходимо выделить группу устройств ввода графической информации:

· графические планшеты (диджитайзеры) - для полуавтоматического 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 (см. п. 5.1);

· 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 двухмерных координат (см. п. 6.5);

· манипуляторы (устройства указания): джойстик - рычаг, 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;

Среди специальных устройств ввода информации можно выделить

· сенсорные экраны - для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд непосредственно с экрана дисплея в ПК;

 

 

Рис. 5.2. Классификация устройств ввода информации в ЭВМ

· устройства речевого ввода - это различные микрофонные акустические системы, " звуковые мыши", например, со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком буквы и слова, идентифицировать их и закодировать;

· платы видеозахвата (videograbber), снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК.

К устройствам вывода информации относятся:

· видеомониторы (дисплеи) - устройства для отображения вводимой и выводимой из ПК информации;

· принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;

· графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель; плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые: термографические, электростатические, струйные и лазерные. По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные. Основные характеристики всех плоттеров примерно одинаковые: скорость вычерчивания - 100 - 1000 мм/с, у лучших моделей возможны цветное изображение и передача полутонов; наибольшая разрешающая способность и четкость изображения у лазерных плоттеров, но они самые дорогие.

· устройства речевого вывода - это различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру;

· высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами

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). В частности, показанный на рис. 4.4 сетевой адаптер является внешним интерфейсом ПК и служит для подключения его к каналу связи для обмена информацией с другими ЭВМ, для работы в составе вычислительной сети. В глобальных сетях функции сетевого адаптера выполняет модем.

 

Устройства ручного ввода текста

Конструкция клавиатуры

Основным устройством ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации является клавиатура (keyboard), состоящая из набора клавиш и позволяющие кодировать передаваемые в ПК символы. Число клавиш на клавиатуре всегда меньше числа символов в алфавите, поэтому используются специальные клавиши, изменяющие коды для остальных клавиш. Вначале IBM-совместимые компьютеры использовали стандартную клавиатуру AT (86 клавиш), затем так называемую улучшенную (enhanced) или расширенную клавиатуру. Основное улучшение касалось общего числа (101 (США), 102 (международный стандарт)) и расположения клавиш. Для использования с Windows-95 число клавиш увеличено до 105, добавились левая и правая клавиша вызова ОС Windows и клавиша приложений.

Наиболее распространенным стандартом расположения клавиш является QWERTY (ЙЦУКЕН) аналогичный расположению клавиш в пишущей машинке. История появления этого стандарта такова: при работе механических печатных машинок из-за быстрой работы машиниста возникал перехлест рычагов печатной машинки, и в 1975 году Р. Ди придумал данный стандарт. Он интересен тем, что в средний ряд клавиатуры, наиболее используемый при работе, были внесены наименее употребительные буквы латинского алфавита (G, F, J), а наиболее употребительные были разнесены по краям клавишной панели. Скорость работы сократилась, и от неприятного эффекта – перехлеста удалось избавиться.

В дальнейшем данный тип был переложен на компьютерную клавиатуру, но для нее он не совсем удобен по расположению клавиш, так как для ЭВМ перехлест клавиатуры не страшен. Форма и размеры клавиш определяются эргономическими факторами.

В современной клавиатуре предусмотрено около 60 клавиш с буквами, цифрами, значками пунктуации и другими символами, встречающимися в печатных текстах, и еще около 40 клавиш, предназначенных для управления компьютером и исполнением программ. Продублированы клавиши управления курсором, а также клавиши Ctrl и Alt. Функциональные клавиши F1-F10 перенесены в верхний ряд и к ним добавлены две новые (F11 и F12). Габаритные размеры стандартной клавиатуры составляют примерно 3х19х45 см, а вес – около 1 кг.

Кроме того, наряду с этими типами существует и специальный стенографический стандарт (Stenographic International Keyboard Standard (SIKS)) в англоязычных странах, и Стандарт «стенограмма» в бывшем СССР и России.

В 70-е, 80-е в Советском Союзе была распространена стенографическая клавиатура «Стен-2Про», наиболее удобная для работы стенографиста. Использовалось 34 клавиши, позволяющих вводить текст не посимвольно, а по слогам с возможностью расширения этой функции до ввода пословно и отдельных фраз целиком. Работа с такой клавиатурой позволяло квалифицированному оператору без усилий регистрировать устную речь со скоростью до 100 слов/мин.

Клавиатура включает в себя совокупность ключей, замыкаемых при нажатии соответствующих клавиш, а также схемы управления для формирования кода при замыкании ключа, исключения неоднозначности кода из-за «дребезга» контактов и выполнения других управляющих функций.

В последнее время появилась прогрессивные разновидности механической клавиатуры – клавиатура с мембранными ключами и с ключами на основе проводящей резины. В первом случае, ключ представляет собой набор мембран: активная – верхняя, пассивная – нижняя, а третья мембрана – прокладка разделяет первые две.

Ориентировочная стоимость клавиатуры: механическая – 12$, мембранная – 20$, фирмы MS – 90$.

Нажатие на клавишу приводит к опусканию плунжера и переходу состояния ключа из состояния, соответствующего логическому «0», в состояние логической «1». Так как такой переход связан с физическим замыканием (размыканием) контактов или изменением напряжения, то он происходит не мгновенно, а в течение короткого интервала времени и сопровождается возможными обратными изменениями состояний, называемыми дребезгом контактов. Схемы управления должны устранять влияние дребезга контактов, в противном случае при однократном нажатии клавиши формируется последовательность неопределенной длины из одинаковых кодов.

Описанные выше явления отсутствуют в клавиатуре со щелчком. При нажатии клавиши на такой клавиатуре механическое сопротивление клавиши тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления нужно затратить определенную силу, после чего клавиша идет очень легко. Таким образом, обеспечивается однозначный контакт. Клавиатуры со щелчком предпочтительнее клавиатур без щелчка, потому что в этом случае можно быть уверенным в обеспечении относительно «чистого» нажатия на клавишу.

Клавиатуры с механическими микропереключателями имеют характеристики, аналогичные клавиатурам со щелчком. Но микропереключатели характеризуются большей прочностью и большим сроком службы.

Еще лучше функционируют клавиатуры с герконами (герметическими контактами), которые представляют собой переключатели с пружинными контактами (в виде пластин) из ферромагнитного материала, помещенными в герметизированный стеклянный баллон. Контакты приходят в соприкосновение (размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного снаружи баллона.

Принцип действия сенсорной клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество этих элементов соответствует количеству клавиш. В качестве чувствительных элементов используются токопроводящие контактные площадки в виде, например одного или двух прямоугольников, разделенных небольшим зазором. В момент касания пальцем контактных площадок статический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный формируемому при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, поскольку в них отсутствуют какие-либо механические элементы и информация о нажатии той или иной «клавиши» (касании чувствительного элемента) формируется только электроникой. Однако за счет этого электронная схема сенсорной клавиатуры сложнее.

Привлекательность той или иной клавиатуры в основном зависит от расположения клавиш, тактильных ощущениях и усилия при нажатии клавиши. Независимо от используемой технологии, сила, требуемая при нажатии клавиши, составляет 20-50г, а рабочий ход – около 4мм. Минимальное число нажатий «фирменной» клавиатуры – 30-50 млн. раз.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: