Классификация устройств ввода информации.

►Классификация устройств ввода

Устройства ввода по способу ввода информации можно подразделить на два основных класса

• с клавиатурным вводом, при котором осуществляется ручной ввод с клавиатуры;

• с прямым вводом, при котором данные читаются непосредственно компьютерными устройствами.

В свою очередь, среди устройств с прямым вводом данных выделяются подклассы устройств: манипуляторы, сенсорные устройства, сканеры, устройства распознавания речи. Рассмотрим основные характеристики этих классов технических средств.

КЛАВИАТУРА

Стандартным устройством для ввода информации в компьютер является клавиатура. С ее помощью вы можете вводить числовую и текстовую информацию, а также различные команды и данные.

Обычно вводимая с клавиатуры информация в целях контроля отображается на экране монитора. Место ввода информации на экране указывается специальным значком, который называется курсором. Вид курсора может быть различным в зависимости от используемой программы и режима работы. Это может быть мигающая черточка, прямоугольник и пр.

Как правило, используется 101—103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной, клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля дополнительно наносится разметка букв национального алфавита. Если на компьютере установлена операционная система, не настроенная на работу в режиме национального алфавита (нелокализованная версия), то необходима дополнительная специальная программа — драйвер клавиатуры. В локализованных версиях Windows драйвер клавиатуры входит в комплект поставки.

На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и специальные прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:

• форму буквы V и разъединение посередине, угол между частями можно плавно изменять в зависимости от особенностей строения кистей рук человека;

• большие опоры для ладоней, поддерживающие кисти в прямом положении;

• мембранную бесшумную замену клавишам;

• сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет действие мыши.

Работа на персональном компьютере невозможна без освоения клавиатуры.

При всем разнообразии конструкций любая клавиатура имеет следующие группы клавиш:

1. Алфавитно-цифровое поле клавиш — для ввода прописных и строчных букв, цифр, различных знаков и других символов. Часто это поле называют полем печати. Клавиши этого поля выделены светло-серым цветом.

2. Поле управляющих клавиш — для ввода и выполнения команд, для редактирования данных. Клавиши этого поля имеют серый цвет. Назначение основных управляющих клавиш приведено в таблице. Клавиши , , расширяют возможности клавиатуры. При одновременном нажатии одной из этих клавиш и клавиши поля печати вводится команда.

3. Поле функциональных клавиш -. За каждой клавишей этого поля, как правило, закреплена та или иная функция Назначение клавиш — устанавливается используемой в данный момент программой. Но есть и общепринятые назначения. Например, клавише обычно назначается функция отображения справки (помощи).

4. Поле клавиш управления курсором — для перемещения курсора на экране монитора. На клавишах стрелками указано направление перемещения (вверх, вниз, вправо, влево).

5. Поле клавиш малой (цифровой) клавиатуры позволяет работать в двух режимах в зависимости от состояния индикатора Num Lock, расположенного над этим полем. Этот индикатор переключается клавишей :

• при включенном индикаторе Num Lock обеспечивается быстрый и удобный ввод цифр;

• при выключенном индикаторе Num Lock дублируются функции поля управления курсором и поля управляющих клавиш.

Назначение основных управляющих клавиш

Клавиша

Назначение

Ввод набранной команды или текста

Отмена текущего действия

Установка курсора в определенную позицию

Фиксация режима ввода прописных букв

, ,

Самостоятельного действия не имеют, действуют только при совместном нажатии с буквенной или управляющей клавишей

Удаление символа слева от курсора

Удаление текущего символа

Включение режима вставки или замены символа

Переключение режимов работы малой (цифровой) клавиатуры

Печать экрана

Мышь

Идея создания мыши появилась давно. В 1968 году в Сан-Франциско прошла конференция по вычислительной технике, где молодой ученый Дуглас Энджелбарт продемонстрировал управление курсором на экране монитора с помощью специального устройства размером с пачку сигарет. Это устройство было оснащено парой кнопок и соединено с компьютером тонким кабелем, напоминающим мышиный хвостик. Это и была первая мышь.

Рядом с клавиатурой размещается подвижное устройство, называемое мышью. На нижней поверхности мыши имеется шарик. Перемещение мыши по ровной поверхности (столу, коврику) приводит к вращению шарика. При этом он взаимодействует с датчиками внутри корпуса мыши, в результате чего вырабатывается сигнал, который заставляет перемещаться указатель мыши на экране монитора. На верхней поверхности мыши расположены 2 или 3 кнопки. Нажатие на ту или иную кнопку («щелчок») мыши компьютер воспринимает как указание на выполнение некоторого заданного действия. Использование мыши позволяет более быстро и удобно управлять работой различных программ.

Качество мыши определятся ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм — dpi (dot per inch). Этой характеристикой обуславливается, насколько точно указатель мыши будет передвигаться по экрану.

Точность отслеживания движений мыши называется разрешающей способностью и измеряется числом точек на дюйм.

Для мышей среднего класса разрешение составляет 400—800 dpi. Разные типы мыши отличаются друг от друга:

• способом считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);

• количеством кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);

• способом соединения с компьютером (проводные — присоединяемые с помощью кабеля; беспроводные мыши — соединение с компьютером обеспечивается инфракрасным сигналом, который воспринимается специальным портом).

Современные мыши разнообразны по конструкции. Наиболее распространена мышь с механическим контактом с поверхностью. Внутри нее расположен тяжелый прорезиненный шарик и ролики, прижимающиеся к его поверхности и установленные на одной оси с датчиками, с помощью которых определяется направление и скорость перемещения мыши. Преобразованное в электрический сигнал перемещение передается на плату контроллера мыши, где осуществляется преобразование в сигналы управления курсором на экране компьютера. Эти сигналы обрабатываются драйвером мыши.

Достаточным для определения перемещения является использование двух роликов. При произвольном перемещении каждый из роликов поворачивается на некоторый угол, датчики определяют угол поворота роликов, угол пересчитывается в координаты.

Оптические мыши не содержат движущихся частей, их заменяет миниатюрная видеокамера, которая более тысячи раз в секунду делает снимки поверхности под мышью. Для анализа полученных изображений используется специальный микропроцессор, который сопоставляет два последних снимка и по характерным деталям определяет направление и величину сдвига мыши. Для освещения поверхности используется небольшой красный светодиод. Мышь прекрасно работает на любой поверхности, за исключением зеркала, стекла и бархата.

Джойстик

Простейший джойстик представляет собой стержень, закрепленный на крестовине, имеющей электрические контакты на четырех концах. Замыкание контакта обеспечивает перемещение курсора в соответствующем направлении, замыкание двух контактов обеспечивает перемещение по диагонали

У аналогового устройства основание стержня проходит через валик, соединенный с одним потенциометром, и подвеску, соединенную с другим, расположенным под прямым углом к первому. Один потенциометр регистрирует движение в вертикальной плоскости, другой — в горизонтальной. Когда джойстик приходит в движение, валик вращается в одной плоскости, тогда как подвеска поворачивается в другой. Компьютер регистрирует меняющееся напряжение с каждого потенциометра и преобразует эти данные в перемещение курсора на экране.

Джойстик, или ручка управления, был разработан специально для игр. Так же, как мышь и трекбол, он позволяет перемещать курсор или графический объект по экрану монитора. Джойстик представляет собой рукоятку, отклоняющуюся во все стороны, и несколько кнопок на небольшой панели — для выполнения простейших действий. Джойстики имеют различное количество кнопок и число направлений перемещения курсора по экрану. С целью соблюдения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен. Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все более приближается к естественным условиям имитируемой ситуации-. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры вы ведете машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в руке и вы чувствуете, как пули попадают в капот автомобиля.

► Группа сенсорных устройств ввода с прямым доступом

Сенсорными являются устройства, срабатывающие от прикосновения. Примерами являются сенсорный экран, световое перо, графический планшет.

Сенсорный экран

Сенсорный, или тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Прикосновение к определенному месту экрана обеспечивает выбор задания, которое должно быть выполнено компьютером, или команды в экранном меню. Так, например, во время проведения олимпиад сенсорные экраны помогают спортсменам, тренерам, корреспондентам быстро выбрать интересующую его информацию о результатах соревнований, составе команд и т. п. указанием пальца в соответствующем меню.

Сенсорный экран позволяет также перемещать объекты. Он удобен в использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации. Такие устройства ввода можно увидеть в банковских компьютерах, аэропортах, а также в военной сфере и промышленности.

Световое перо

Световое перо похоже на обычный карандаш, на кончике которого имеется специальное устройство — светочувствительный элемент. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Если перемещать по экрану такое перо, можно рисовать или писать на экране, как на листе бумаги.

Световое перо используется для ввода информации в самых маленьких персональных компьютерах — в карманных микрокомпьютерах. Оно также применяется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, или дигитайзер

Графический планшет, или дигитайзер, используется для создания либо копирования рисунков или фотографий. Он позволяет создавать рисунки так же, как на листе бумаги. Изображение преобразуется в цифровую форму, отсюда название устройства (от англ. digit — цифра). Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результат работы дигитайзера воспроизводится на экране монитора и в случае необходимости может быть распечатан на принтере. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры.

► Устройства сканирования

Сканер

Большое распространение в наше время прибрели устройства сканирования изображений, таких как тексты или рисунки. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться».

Сканер предназначен для ввода в компьютер графической или текстовой информации с листа бумаги, со страницы журнала или книги. Для работы сканера необходимо программное обеспечение, которое создает и сохраняет в памяти электронную копию изображения. Все разнообразие подобных программ можно подразделить на два класса — для работы с графическим изображением и для распознавания текста.

Сканеры различаются по следующим параметрам:

• глубина распознавания цвета: черно-белые, с градацией серого, цветные;

• оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения — 200, 300, 600, 1200 точек на дюйм;

• программное обеспечение, входящее в комплект поставки сканеров: обучаемые программы, которые имеют образцы почерков для распознания текста; интеллектуальные — сами обучаются;

• конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные.

К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.

Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Эти устройства незаменимы при создании презентаций, докладов, рекламных материалов высокого качества.

► Устройства распознавания речи

Самым естественным способом общения для человека является речь. Электрический сигнал может быть преобразован в двоичный код. Сравнение полученного кода с образцами в памяти компьютера позволяет определить действие, которое необходимо выполнить

С помощью обычного микрофона речь человека непосредственно вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в память компьютера. Некоторые системы способны определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тысяч слов и реагируют на индивидуальные особенности голоса. Есть системы, которые не только распознают речь, но и осуществляют перевод с одного языка на другой.

Системы распознавания речи находят широкое применение в образовании, например при изучении иностранных языков. Функции распознавания и коррекции речи незаменимы для формирования правильного произношения.