Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ГОСУДРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра автоматизации и обработки информации (АОИ)

Входные устройства ЭВМ и их характеристики

Тематический реферат

по дисциплине ИТОД

Студент гр.405

С.А. Гильмияров

Руководитель

Доцент кафедры АОИ, КТН

Т.А. Ципилёва

Томск 2015

Оглавление

• 1. Введение
• 2. Виды входных устройств
• 3. Указательные (координатные) устройства
• 3.1 Джойстик
• 3.2 Мышь
• 3.2.1 Принцип работы
• 3.3 Тачпад
• 3.4 Трекбол
• 4. Устройства ввода графической информации
• 4.1 Сканер
• 4.1.1 Оптическое разрешение
• 4.1.2 Скорость сканирования
• 4.1.3 Глубина цвета
• 4.1.4 Максимальная оптическая плотность
• 4.1.5 Тип источника света
• 4.1.6 Тип датчика сканера
• 4.1.7 Виды сканеров
• 4.1.8 Принцип действия
• 4.2 Световое перо
• 4.3 Дигитайзер
• 4.4 Цифровые фотокамеры
• 5. Устройства ввода звуковой информации
• 6. Другие устройства ввода
• 7. Заключение
• 8. Список используемой литературы

1. Введение

Входные устройства ЭВМ - периферийное оборудование для ввода данных в компьютер либо в другое электронное устройство во время его работы.

Актуальность данной работы обусловлена тем, что в современном мире компьютер это незаменимая вещь в современном обществе. Следовательно, человек должен знать предметы, которые напрямую связаны с компьютером.

Предмет исследования - различные входные устройства ЭВМ.

Цель данной работы, сформировать у читающего определенные знания о входных устройствах электронно-вычислительной машины (ЭВМ).

2. Виды входных устройств

Существует больше количество видов входных устройств, самые популярные из них указаны в таблице 2.1

Таблица 2.1

Устройства ввода графической информации	Устройства ввода звуковой информации	Указательные (координатные) устройства	Другие устройства ввода
1. Сканер 2. Цифровой фотоаппарат 3. Дигитайзер 4. Сенсорное перо	Микрофон	1. Мышь 2. Трекбол 3. Тачпад 4. Джойстик 5. Сенсорное перо	Клавиатура

3. Указательные (координатные) устройства

3.1 Джойстик

Джойстик - устройство ввода информации, выполненное в виде рукояти управления, напоминает по форме переключатель скоростей. Основное применение джойстика - компьютерные игры. Он позволяет пользователю почувствовать новые ощущения. Джойстик подключается к компьютеру через специальный игровой порт.

Джойстики бывают

А) Аналоговыми: джойстик посылает в игровой порт некий переменный электрический сигнал определенного напряжения и силы тока (аналоговый сигнал). Сигнал обрабатывается контроллером игрового порта и процессором, а дальше, уже в цифровом виде, используется программными интерфейсами. Аналоговые джойстики построены на основе потенциометров.

Б) Цифровыми: джойстики подают на компьютер уже цифровой сигнал, который был сгенерирован самим джойстиком. При этом такие джойстики чаще всего тоже используют потенциометры, просто их аналоговый сигнал оцифровывается внутри устройства. Преимуществом такого решения является то, что аналоговый сигнал превращается в цифровой до того, как он попал в игровой порт, который находился во внутреннем пространстве компьютера, где много электронных шумов. Недостатком такого решения является зачастую возникающая несовместимость игр и нестандартных игровых портов, так как передача цифровых данных через игровой порт стандартизирована, и каждый производитель делает это своим способом.

В) оптические: вместо потенциометров используются оптические сенсоры. Естественно, сигнал на компьютер подается в цифровом виде, отсюда следуют те же преимущества и недостатки, что и у цифровых джойстиков. Однако оптические системы считывания подвержены механическому износу, что является известной проблемой потенциометров.

3.2 Мышь

Компьютерная мышь - координатное устройство ввода для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру. Управление курсором осуществляется путём перемещения мыши по поверхности стола или коврика для мыши. Клавиши и колёсико мыши вызывают определённые действия. [6]

3.2.1 Принцип работы

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, которая работает на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения.

Мышь имеет одну или несколько кнопок, а также дополнительные детали управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т.п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).

3.3 Тачпад

Тачпад (от англ. Touchpad - сенсорная площадка) - это указательное устройство ввода, которое находиться на большинстве портативных компьютеров (ноутбуки, нетбуки), а также встречается на некоторых внешних клавиатурах. Тачпад позволяет управлять указателем мыши без необходимости подключения внешней мыши. Обычно тачпад имеет две кнопки, которые выполняют функции левой и правой кнопки мыши. На изображении справа показан пример того, как может выглядеть тачпад ноутбука. Это устройство также могут называть: сенсорная панель, тачпэд, трекпад (Apple).

3.4 Трекбол

Трекбол - шарик, вращающийся в любом направлении. Движения шарика снимаются механическим (как в механической мыши) или оптическим способом (применяемым в современных трекболах).

Трекбол можно рассматривать как двухмерное колесо прокрутки. Аналогично джойстику, трекбол может быть использован для альтернативного перемещения указателя. Трекболы обычно используются специалистами, такими, как звукооператорами и другими, так как, чтобы вращать шарик пальцами, нужно достаточно долго привыкать. Однако трекбол обеспечивает более точное позиционирование курсора, чем мыши. В настоящее время почти не используется.

входное компьютерное устройство сканер

4. Устройства ввода графической информации

4.1 Сканер

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

4.1.1 Оптическое разрешение

Это основная характеристика сканера. Сканер снимает изображение по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Оно определяется количеством светочувствительных элементов (фотодатчиков), приходящихся на дюйм горизонтали сканируемого изображения. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Нормальный уровень разрешение не менее 600 dpi, увеличивать его еще дальше - значит, применять дорогую оптику, дорогие светочувствительные элементы, и увеличивать время сканирования. Для обработки слайдов необходимо более высокое разрешение 1200 dpi.

Разрешение по X

Этот параметр показывает количество пикселей у фоточувствительной линейки, из которых формируется изображение. Разрешение является одной из основных характеристик сканера. Большинство моделей имеет оптическое разрешение сканера 600 или 1200 dpi (точек на дюйм). Его достаточно для получения качественной копии. Для профессиональной работы с изображением необходимо более высокое разрешение.

Разрешение по Y

Этот параметр определяется величиной хода шагового двигателя и точностью работы механики. Механическое разрешение сканера значительно выше оптического разрешения фотолинейки. Именно оптическое разрешение линейки фотоэлементов будет определять общее качество отсканированного изображения.

4.1.2 Скорость сканирования

Скорость сканирования зависит от разрешения при сканировании и от размера оригинала. Обычно производители указывают этот параметр для формата А4. Скорость сканирования может измеряться количеством страниц в минуту или временем, необходимым для сканирования одной страницы. Иногда измеряется в количестве сканируемых линий в секунду.

4.1.3 Глубина цвета

Как правило, производители указывают два значения для глубины цвета - внутреннюю глубину и внешнюю. Внутренняя глубина - это разрядность АЦП (аналого-цифрового преобразователя) сканера, она указывает на то, сколько цветов сканер способен различить в принципе. Внешняя глубина - это количество цветов, которое сканер может передать компьютеру. Большинство моделей используют для цветопередачи 24 бита (по 8 на каждый цвет). Для стандартных задач в офисе и дома этого вполне достаточно. Но если вы собираетесь использовать сканер, для серьезной работы с графикой, попробуйте найти модель с большим числом разрядов.

4.1.4 Максимальная оптическая плотность

Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер отличает от 'полной темноты'. Чем больше это значение, тем больше чувствительность сканера и, тем выше качество сканирования темных изображений.

4.1.5 Тип источника света

Ксеноновые лампы отличаются малым временем прогрева, долгим сроком службы и небольшими размерами. Флуоресцентные лампы с холодным катодом дешевы в производстве и имеют долгий срок службы. Светодиоды (LED) обладают малыми размерами, низким энергопотреблением и не требуют времени для прогрева. Но по качеству цветопередачи LED-сканеры уступают сканерам с флуоресцентными и ксеноновыми лампами.

4.1.6 Тип датчика сканера

В сканерах МФУ обычно используется один из двух типов датчиков: контактный (CIS) или ПЗС (CCD). CIS представляет собой линейку фотоэлементов, которая равна ширине сканируемой поверхности. Во время сканирования она перемещается под стеклом и строка за строкой передает информацию об изображении на оригинале в виде электрического сигнала. Для освещения обычно используются светодиоды, которые расположены в непосредственной близости от фотолинейки на той же подвижной платформе. Сканеры на базе CIS имеют простую конструкцию, тонкий корпус и небольшой вес, они обычно дешевле сканеров на базе CCD. Основной недостаток CIS состоит в малой глубине резкости.

4.1.7 Виды сканеров

· планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя - высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

· ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков - низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.

· листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.

· планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

· книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Сканирование производится лицевой стороной вверх - таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования.

· слайд-сканеры - как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

· сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

4.1.8 Принцип действия

Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем. Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу, далее на АЦП и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

Изображение всегда сканируется в формат RAW - а затем конвертируется в обычный графический формат с применением текущих настроек яркости, контрастности, и т.д. Эта конвертация осуществляется либо в самом сканере, либо в компьютере - в зависимости от модели конкретного сканера. На параметры и качество RAW-данных влияют такие аппаратные настройки сканера, как время экспозиции матрицы, уровни калибровки белого и чёрного, и т.п.

4.2 Световое перо

Световое перо - один из инструментов ввода графических данных в компьютер, разновидность манипуляторов. Внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов ввода-вывода компьютера. Обычно на световом пере имеется одна или несколько кнопок, которые могут нажиматься рукой, удерживающей перо.

Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или при ведении линий пером по поверхности экрана монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, "указываемую" пером на экране и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать её тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования. Кнопки используются аналогично кнопкам манипулятора типа "Мышь" - для выполнения дополнительных операций и включения дополнительных режимов. Световое перо было распространено во время распространения графических карт стандарта EGA, которые обычно имели разъем для подключения светового пера. Световое перо невозможно использовать с обычными ЖК-мониторами. Также световое перо может быть элементом дигитайзера (графического планшета). В этом случае пером пишут или рисуют не по экрану монитора, а по поверхности планшета.

4.3 Дигитайзер

Дигитайзер - устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель - планшет, располагаемую на столе, и специальный инструмент - световое перо, с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении пера по планшету фиксируются его координаты в близко расположенных точках, которые затем преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения.

Применяется такой дигитайзер для поточечного координатного ввода графических изображений в системах автоматического проектирования, в компьютерной графике и анимации. Надо отметить, что это далеко не самый быстрый и удобный способ построения рисунков и чертежей, особенно в случае сложной геометрии. Но зато графический планшет обеспечивает наиболее точный ввод графической информации в компьютер.

4.4 Цифровые фотокамеры

Бесплёночные (цифровые) камеры тоже являются устройствами ввода графической информации.

В отличие от обычных фотокамер внутри цифровой камеры вместо пленки используется специальный элемент памяти, который сохраняет переданную с объектива картинку в виде несжатого (TIFF) или сжатого с некоторой потерей качества файла (JPEG-компрессия). Позднее получившийся файл передается в компьютер, а затем его можно обработать в любом графическом редакторе и, если нужно, от­печатать, как обычную фотографию, на специальном принтере, либо на обычном струйном принтере, снабженном фотокартриджем.

5. Устройства ввода звуковой информации

Микрофон - это электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. Применяется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиления и звукозаписи.

Принцип действия микрофона заключается в преобразовании звуковых колебаний в электрические таким образом, чтобы содержащаяся в звуке информация не претерпевала заметных изменений.

Для этого микрофон должен отвечать следующим требованиям:

при рабочих уровнях звука микрофон должен вырабатывать электрический сигнал, в достаточной мере превышающий уровень собственных электрических шумов;

вырабатываемый сигнал не должен иметь существенных искажений;

микрофон должен практически без изменений передавать все звуковые

частотные составляющие, содержащиеся в сигнале в пределах частотного диапазона аппаратуры, к которой он подключен.

Микрофоны отличаются по способу преобразования колебаний звукового давления в колебания электрические. С этой точки зрения различают электродинамические, электромагнитные, электростатические, пьезоэлектрические, угольные и полупроводниковые микрофоны.

6. Другие устройства ввода

Клавиатура - комплект расположенных в определенном порядке клавиш для управления каким-либо устройством или для ввода данных

Клавиши компьютерной клавиатуры

Стандартная компьютерная клавиатура обычно имеет 102 клавиши. Многие современные клавиатуры оснащены дополнительными клавишами. Дополнительные клавиши используются для управления мультимедиа-проигрывателями, для навигации в интернет-браузерах, запуска приложений и т.д.

Беспроводная клавиатура

Передача данных от беспроводной клавиатуры к компьютеру происходит через ресивер. Отсутствие проводов делает работу более комфортной. Питание беспроводных клавиатур осуществляется от аккумуляторов или батареек, которые требуют регулярной подзарядки или замены.

Источник питания клавиатуры

Обычно это батарейки типа AA или AAA, либо литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы специального формата, которые подходят только для определенной модели. Разрядившиеся AA и AAA элементы питания всегда можно заменить на новые, купив их в ближайшем магазине. Клавиатуры на Li-Ion аккумуляторах собственного формата могут производить их зарядку от сети без дополнительно приобретаемых аксессуаров.

Тип клавиатуры по принципу действия

· в мембранных клавиатурах при нажатии клавиш замыкаются две мембраны, которые представляют собой диски на пластиковой пленке. Возврат клавиш после нажатия осуществляется резиновым куполом. Клавиатуры мембранного типа распространены наиболее широко, т.к. имеют невысокую стоимость, низкий уровень шума при работе. Кроме того, они достаточно герметичны, что особенно важно при попадании влаги.

· подвидом мембранных клавиатур являются гибкие клавиатуры, у которых отсутствует жесткий корпус. Такие клавиатуры устойчивы к воздействию влаги, а клавиши нажимаются практически бесшумно.

· в механических клавиатурах клавиши после нажатия возвращаются в исходное положение пружиной. Контакты металлические иногда позолоченные. Такие клавиатуры очень надежны,рассчитаны на 51-101 млн нажатий. Из недостатков у такой клавиатуры можно выделить высокую стоимость, шум при нажатии клавиш и отсутствие герметичности.

· полумеханические клавиатуры имеют долговечные металлические контакты, а клавиши после нажатия возвращаются резиновым куполом.

Тип компьютерной клавиатуры по назначению

· алфавитно-цифровые клавиатуры используются для управления техническими и механическими устройствами. Каждой клавише соответствует один или несколько определённых символов. Возможно увеличить количество действий, выполняемых с клавиатуры, с помощью сочетаний клавиш.

· цифровая клавиатура это совокупность близко расположенных клавиш с цифрами, предназначенных для ввода чисел.

· в калькуляторах используется клавиатура, в которой числовые значения клавиш возрастают слева направо и снизу вверх. Многие компьютерные клавиатуры справа имеют блок клавиш, в который входит клавиатура калькуляторного типа.

· мультимедийные клавиатуры кроме стандартного набора из ста четырёх клавиш, имеют дополнительные клавиши, которые предназначены для упрощённого управления некоторыми основными функциями компьютера.

Конструкция компьютерной клавиатуры

· классические клавиатуры имеют клавиши прямоугольной формы, расположенные горизонтальными рядами параллельно друг другу.

· эргономические клавиатуры разделены на две части, которые располагаются под углом 120 градусов друг относительно друга, профиль алфавитной части имеет форму выпуклой дуги. Благодаря такой конструкции нет необходимости держать руки параллельно плоскости стола.

· раздвижные клавиатуры состоят из двух несвязанных блоков, которые можно расположить под любым удобным углом.

· ромбические имеют форму ромба и расположены под углом к вертикали, благодаря чему при десятипальцевой "слепой" печати руки занимают более естественное положение.

· клавиатуры для КПК чаще всего имеют складную конструкцию для более легкой транспортировки.

· цифровые блоки предназначены, в первую очередь, для пользователей ноутбуков, которым приходится много работать с числовой информацией.

7. Заключение

Из выше изложенного становится понятно, что входных устройств довольно много и все они различны как по внешним признакам, так и по функциям, следовательно, и сферы их применения различны. Информационное технологии не стоят на месте, что способствует быстрому развитию и созданию новых устройств ввода, которые значительно помогают в работе с ЭВМ.

8. Список используемой литературы

1 Назаров С.В. Основы информационных технологий-М.: Информатика, 2011. - 596с.

2 Бройдо В.Л. Архитектура ЭВМ и систем-П.: Информационные системы, 2006-718с.

3 Э. Таненбаум. Архитектура компьютера-П.: Структурная организация компьютера, 2000-704с.

4 Mag.com.ua [электронный ресурс] - режим доступа: http://playuif.com/images/55adba112c6b5. jpg (31.10.2015)

5 Диджитек Трейд [электронный ресурс] - режим доступа: http://24shop. by/images/cache/b83/_thumb_582x434xin_upload_iblock_b83_b839acdc8f2650edc957805d45fc442a. jpeg (31.10.2015)

6 Википедия [электронный ресурс] - режим доступа: https: // ru. wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D1%8B%D1%88%D1%8C (31.10.2015)

7 mobilend [электронный ресурс] - режим доступа: http://computerologia.ru/wp-content/uploads/2014/02/touchpad. jpg (31.10.2015)

8 taobao-max [электронный ресурс] - режим доступа: http://www.cclonline.com/images/or_product_images/Kensington/OR23500000147841_BigProductImage. jpg (31.10.2015)

9 Информатика [электронный ресурс] - режим доступа: https: // im3-tub-ru. yandex.net/i? id=43d11a6eea12e30e0dc642fec594b7fd&n=33&h=190&w=332 (31.10.2015)

10 Сокол [электронный ресурс] - режим доступа: http://www.menstyle. cz/images/articles/2013-03-04-11. jpg (31.10.2015)

11 FreeMarket [электронный ресурс] - режим доступа: http://sanatfalan.com/image/55fcbaa855987. jpg (31.10.2015)

12 MTR [электронный ресурс] - режим доступа: https: // im0-tub-ru. yandex.net/i? id=51483c65857dd5ebedd7e4bb5c13fbb8&n=33&h=190&w=395 (31.10.2015)

Размещено на Allbest.ru