Лабораторна робота №1

Тема: Пристрої введення інформації в ПК

Мета:

1. Ознайомитися з основними видами дротяних і бездротових

пристроїв введення;

2. Ознайомитися з основними видами сканерів, їх характеристиками, властивостями і навчиться їх тестувати.

Дротові пристрої введення

Комп'ютер обмінюється інформацією з зовнішнім світом за допомогою периферійних пристроїв. Тільки завдяки периферійним пристроям людина може взаємодіяти з комп'ютером, а також з усіма підключеними до нього пристроями. Будь-який підключений периферійний пристрій в кожний момент часу може бути або зайнятим виконанням дорученої йому роботи або перебувати в очікуванні нового завдання. Вплив швидкості роботи периферійних пристроїв на ефективність роботи з комп'ютером не менше, ніж швидкість роботи його центрального процесора. Швидкість роботи зовнішніх пристроїв від швидкодії процесора не залежить. Найбільш поширені периферійні пристрої наведені на рисунку 1:

Рис. 1 - Периферійні пристрої

Периферійні пристрої поділяються на пристрої введення та пристрої виведення.

Пристрої введення перетворюють інформацію в форму зрозумілу машині, після чого комп'ютер може її обробляти і запам'ятовувати.

Пристрої виведення переводять інформацію з машинного представлення в образи, зрозумілі людині.

Нижче наведено класифікацію пристроїв введення:

Найвідомішим пристроєм введення інформації є клавіатура (keyboard) - це стандартний пристрій, призначений для ручного введення інформації. Роботою клавіатури управляє контролер клавіатури, розташований на материнській платі і підключається до неї через роз'єм на задній панелі комп'ютера. При натисканні користувачем клавіші на клавіатурі, контролер клавіатури перетворить код натиснутою клавіші в відповідну послідовність бітів і передає їх комп'ютера. Відображення символів, набраних на клавіатурі, на екрані комп'ютера називається луною.

Існують такі основні типи клавіатур:

• 83-клавішна клавіатура РС і ХТ;

• 84-клавішна клавіатура АТ;

• 101-клавішна розширена клавіатура;

• 104-клавішна розширена клавіатура Windows.

Звичайна сучасна клавіатура має, як правило, 101-104 клавіші, серед яких виділяють алфавітно-цифрові клавіші, необхідні для введення тексту, клавіші управління курсором і ряд спеціальних і управляючих клавіш.

Багато нові клавіатури, особливо в портативних комп'ютерах, включають різні варіанти пристроїв IBM Track Point або Circue Glaidepoint. Які дозволяють друкуючим наосліп тримати руки на клавіатурі навіть при використанні миші. Microsoft випустила специфікацію Windows-клавіатури, що містить нові клавіші та їх комбінації (рис. 3). Клавіатура, подібна 101-клавішною, виросла до 104-клавішної з додатковими лівої і правої Windows-клавішами і клавішею <Аррlication> (додаток).

Рис. 3 - 104-клавішна клавіатура

Нова клавіша < Аррlication > (вона виконує ті ж функції, що і права кнопка миші). Зверніть увагу, що спільного стандарту на ці клавіші не існує, тому їх розташування розрізняється в різних моделях клавіатур.

У стандартній розкладці \ Ушс! ОлУ5-клавіатури клавіша пробілу вкорочена, дві клавіші Windows розташовані зліва і справа (<WIN>), а клавіша < Аррlication > - праворуч. Клавіші <WIN > викликають меню Пуск, по якому можна переміщатися за допомогою клавіш управління курсором. Клавіша < Аррlication > еквівалентна натискання правої кнопки миші; в більшості додатків вона дозволяє перейти в контекстно-залежне меню. Кілька комбінацій з клавішею < WIN > пов'язано з макрокомандами. Наприклад, натискаючи комбінацію клавіш <WIN + Е>, можна запустити програму Провідник. У табл. 1 ерераховані всі нові комбінації клавіш, використовувані в Windows.

Описані комбінації клавіш підходять практично до будь 104-клавішною клавіатурі, але щасливі володарі продуктів Microsoft можуть розширити їх можливості за допомогою спеціального програмного забезпечення IntelliТуре, що поставляється разом з клавіатурами Microsoft.

Таблиця 1

Win + Up - Розгорнути вікно Win + Down - Відновити / Мінімізувати вікно Win + Left - Прикріпити вікно до лівого краю екрана Win + Right - Прикріпити вікно до правого краю екрану Win + Shift + Left - Переключитися на лівий монітор Win + Shift + Right - Переключитися на правий монітор Win + Home - Мінімізувати / Відновити всі неактивні вікна Win + M - Мінімізувати всі вікна Win + Т - Вибрати перший елемент в панелі завдань (Повторне натискання перемикає на наступний елемент Win + Shift + T - прокручує у зворотному порядку) Win + Space - Показати робочий стіл Win + B - Перехід в область повідомлень (трей) Win + G - Відобразити гаджети поверх всіх вікон Win + P - Відобразити додаткові опції дисплея (розширити робочий стіл на 2 монітор і т.п.) Win + X - Запустити Mobility Center Win + цифра - Запустити програму з панелі завдань (Win +1 запускає перше додатка ліворуч, Win +2, друге, і тому) Win + "+" - Збільшити масштаб Win + "-" - Зменшити масштаб Ctrl + колесо миші (нагору \ униз) на робочому столі - збільшити \ зменшити іконки робочого столу.

Використання кнопок Windows не обов'язково. По суті, існуючі комбінації клавіш виконують ті ж самі функції. Крім того, необхідність постійно тримати руки на клавіатурі і використовувати комбінації клавіш актуальна тільки для досвідчених користувачів, які, на відміну від решти, що використовують миша. Нова специфікація Windows -клавіатури вимагає, щоб виробники збільшили кількість трілограм.

Трілограма - це комбінація трьох одночасно натискаючих клавіш, наприклад <Ctrl+Alt+Del>, призначена для виконання деякої спеціальної функції. Сама по собі розробка клавіатури, яка забезпечувала б коректну обробку трілограм, вимагає додаткових витрат, а це призведе до збільшення її вартості.

Як би там не було, але сьогодні кожен виробник оснащує свої клавіатури цими клавішами. Деякі виробники додали на клавіатуру клавіші для роботи з Web-браузером, що спрощують процес навігації по Web-сторінкам і запуску різноманітних додатків; однак універсального стандарту на такі кнопки не існує.

Останнім часом стають більш популярними клавіатури, що підключаються до комп'ютера за допомогою універсальної послідовної шини USB замість стандартних портів клавіатури і миші. Оскільки USB є універсальною шиною, вона з успіхом може замінити звичайні паралельні і послідовні порти, а також порти клавіатури і миші.

Найбільш важливими характеристиками клавіатури є чутливість її клавіш до натискання, м'якість ходу клавіш і відстань між клавішами. Довговічність клавіатури визначається кількістю натискань, які вона розрахована витримати. Клавіатура проектується таким чином, щоб кожна клавіша витримувала 30-50 мільйонів натиснень.

Клавіатура являє собою сукупність механічних датчиків, що сприймають тиск на клавіші і замикають певний електричний ланцюг. У сучасних клавіатурах використовується декілька типів клавіш. У більшості клавіатур встановлені механічні перемикачі, в яких відбувається замикання електричних контактів при натисканні клавіш. У деяких клавіатурах високого класу використовуються безконтактні ємнісні датчики.

Найбільш широко поширені контактні клавіатури. Існують наступні їх різновиди:

• з механічними перемикачами;

• з замикаючими накладками;

• з гумовими ковпачками;

• мембранні.

Мембранна клавіатура є різновидом попередньою, але в ній немає окремих клавіш: замість них використовується лист з розміткою, який укладається на пластину з гумовими ковпачками. При цьому хід кожної клавіші обмежений, і така клавіатура не годиться для звичайної друку. Але, оскільки розглянута клавіатура складається фактично з трьох пластин і мінімуму інших деталей, вона може виявитися незамінною в екстремальних умовах. Мембранні клавіатури часто використовуються в пультах управління (верстатами, агрегатами і т. п.), тобто там, де необхідно вводити великі об'єми даних.

Мембранні перемикачі, які мають досить низьку собівартість, стали загальновизнаним фаворитом на дешевих ринках. Клавіатури з цими перемикачами можуть зустрітися в місцевих магазинах комп'ютерної техніки або бути в комплекті з купленим комп'ютером. Незважаючи на те, що термін життя дешевих мембранних перемикачів обмежений 5-10 млн. натискань, кращі моделі витримують до 20 млн. натискань, що доводить надійність перемикачів такого типу (рис. 4).

Мембранні клавіатури забезпечують більш надійний і жорсткий контакт, ніж клавіатури з гумовими ковпачками або застарілі клавіатури з замикаючими накладками, але по чутливості поступаються механічним або ємнісним перемикачам.

Усередині корпусу будь клавіатуру, окрім датчиків клавіш, розташовані електронні схеми дешифрації і мікроконтролер клавіатури. Підключення клавіатури до системної плати здійснюється за допомогою або 5-контактних роз'ємів DIN, що застосовуються в материнських платах формату АТ, або 6-ти контактних роз'ємів miniDIN (їх іноді називають роз'ємами типу РS / 2), які застосовуються переважно в материнських платах формату АТХ.

Рис. 4 - Типовий мембранний перемикач, використовуваний в клавіатурах

Інтерфейс клавіатури

Клавіатура складається з набору перемикачів, об'єднаних в матрицю. При натисканні клавіші процесор, встановлений в самій клавіатурі, визначає координати натиснутої клавіші в матриці. Крім того, процесор клавіатури визначає тривалість натиснення і може обробити навіть одночасне натиснення декількох клавіш. У клавіатурі встановлений буфер ємністю 16 байт, в який заносяться дані при дуже швидких або одночасних натисненнях. Потім ці дані у відповідній послідовності передаються в систему.

Зазвичай при натисканні клавіш виникає ефект дребезжання, тобто контакт встановлюється не відразу, а після декількох короткочасних замикань і розмикань. Процесор, встановлений в клавіатурі, повинен пригнічувати це дребезжання і відрізняти його від двох послідовних натиснень на одну і ту ж клавішу. Зробити це досить просто, оскільки перемикання контактів при деренчанні відбувається набагато швидше, ніж при натисканні клавіші користувачем.

Клавіатура ПК фактично являє собою невеликий комп'ютер, пов'язаний з основною системою одним із двох способів:

• за допомогою стандартного роз'єму клавіатури і спеціального послідовного каналу передачі даних;

• через порт USB/

Зв'язок з системним блоком здійснюється через послідовний канал, дані по якому передаються по 11 біт, причому вісім з них власне дані, а решта - синхронізуючі та управляючі. Хоча це повноцінний послідовний канал зв'язку (дані передаються по одному провідникові), він не сумісний із стандартним послідовним портом RS-232, який часто використовується для підключення модемів.

Клавіатура, підключена до порту USB - мікросхеми контролера, встановлені в клавіатурі, використовуються для отримання та інтерпретації даних перед тим, як вони будуть передані через порт USB в систему. Деякі мікросхеми включають в себе логічну частину концентратора USB, що дозволяє клавіатурі працювати безпосередньо в якості концентратора USB. При отриманні даних від клавіатури порт USB передає їх на 8042-сумісний контролер, який обробляє дані так само, як і будь-яку іншу інформацію клавіатури.

Описаний процес здійснюється вже після завантаження Windows.

Основною тенденцією розвитку клавіатур домашніх ПК є підвищення їх ергономічних якостей. Сучасна ергономічна клавіатура, як правило, характеризується своєрідною вигнутою формою, яка дозволяє підтримувати лікті в розведеному положенні. У деяких клавіатурах полотно можна розділяти на дві половинки і розносити їх на зручну відстань. Ергономічні клавіатури випускають Microsoft, Сhеггу, ВТС та інші компанії.

Іншою тенденцією є оснащення клавіатури динаміками, маніпуляторами типу трекбол, пристроями для зчитування пластикових карт і т. п.

До маніпуляторів відносять пристрої, що перетворюють рухи руки користувача в керуючу інформацію для комп'ютера. Серед маніпуляторів виділяють миші, трекболи, джойстики.

Миша призначена для вибору і переміщення графічних об'єктів екрану монітора комп'ютера. Для цього використовується покажчик, переміщенням якого по екрану управляє миша. Миша дозволяє істотно скоротити роботу людину з клавіатурою при управлінні курсором і введенні команд. Особливо ефективно миша використовується при роботі графічними редакторами, видавничими системами, іграми. Сучасні операційні системи також активно використовують мишу для керуючих команд.

У миші можуть бути одна, дві або три клавіші. Між двома крайніми клавішами сучасних мишей часто розташовують скрол. Це додатковий пристрій у вигляді коліщатка, яке дозволяє здійснювати прокрутку документів вгору-вниз і інші додаткові функції.

Миша складається з пластикового корпусу, зверху знаходяться кнопки, з'єднані з мікроперемикачами. Усередині корпусу знаходиться прогумований металева кулька, нижня частина якого стикається з поверхнею столу або спеціального килимка для миші, який збільшує зчеплення кульки з поверхнею. При русі маніпулятора кулька обертається і переїдає рух на сполучені з ним датчики подовжнього і поперечного переміщення. Датчики перетворять руху кульки у відповідні імпульси, які передаються по проводах миші в системний блок на керуючий контролер. Контролер передає оброблені сигнали операційній системі, яка переміщує графічний покажчик по екрану.

У бездротової миші дані передаються за допомогою інфрачервоних променів.

Існують оптичні миші, в них функції датчика руху виконують приймачі лазерних променів, відбитих від поверхні столу.

В даний час існують три основні способи підключення мишки: через послідовний, або СОМ-порт (інтерфейс RS-232С, ЕIА-232D), через порт РS / 2 (6-контактний роз'єм miniDIN) або за допомогою універсальної послідовної шини USB.

Трекбол за функціями близький миші, але кулька в ньому великих розмірів, і переміщення покажчика здійснюється обертанням цієї кульки руками. Трекбол зручний тим, що його не потрібно переміщати по поверхні столу, якого може не бути в наявності. Тому, в порівнянні з мишею, він займає на столі менше місця. Більшість переносних комп'ютерів оснащуються вбудованим трекболом.

Джойстик являє собою підставу з рухомою рукояткою, яка може нахилятися в поздовжньому і поперечному напрямках. Рукоятка і підстава забезпечуються кнопками. Усередині джойстика розташовані датчики, що перетворюють кут і напрямок нахилу рукоятки у відповідні сигнали, що передаються операційній системі. У відповідності з цими сигналами здійснюється переміщення і керування графічних об'єктів на екрані.

Дігітайзери - це пристрій для введення графічних даних, таких як креслення, схеми і т. п. Він складається з планшета, сполученого з ним візира або спеціального олівця. Переміщуючи олівець по планшету, користувач малює зображення, яке виводиться на екран.

Більш точного позиціонування курсору дозволяє домогтися оптична миша. Для неї використовується спеціальний килимок, на поверхні якого нанесена дрібна сітка з перпендикулярних один одному темних і світлих смуг. Розташовані в нижній частині миші дві оптопари висвітлюють килимок і по числу пересічених при русі ліній визначають величину і швидкість переміщення. Оптичні миші не мають рухомих частин і позбавлені такого притаманного оптико-механічним мишам недоліку, як переміщення курсора миші ривками через забруднення кульки.

Оптичний метод реєстрації переміщень сьогодні є одним з найперспективніших.

Рис. 5. Оптична миша (вид знизу)

На рис. 5 представлена типова оптична миша. Хоча кабелі бувають різні, їх звичайна довжина складає 120-180 см. У деяких моделях замість кабелю використовується інфрачервоний або радіопередавач. Приймач підключається в порт миші, а в самому маніпуляторі з встановленою батарейкою міститься компактний передавач сигналів.

Взаємодія миші і комп'ютера здійснюється за допомогою спеціальної програми-драйвера, яка або завантажується окремо, або є частиною системного програмного забезпечення. Наприклад, для роботи з Windows окремий драйвер для миші не потрібен. У будь-якому випадку драйвер (вбудований або окремий) перетворить отримувані від миші електричні сигнали в інформацію про положення покажчика і стан кнопок.

Влаштована миша досить просто: кулька стосується двох валиків, один з яких обертається при русі навколо осі X, а другий - навколо осі У. На осі з валиками насажені невеликі диски з прорізами ("переривники"), через які проходять (або не проходять) інфрачервоні промені від відповідних джерел. При обертанні дисків промені періодично уриваються, що реєструється відповідними фотодатчиками. Кожен імпульс минулого випромінювання розцінюється як один крок по одній з координат. Такі оптико-механічні датчики (рис. 6) набули найбільшого поширення. На рис. 7 показаний типовий роз'єм миші. При переміщенні миші шарик крутиться. Комп'ютер отримує сигнали за допомогою кабелю, по якому операційній системі віддаються дані щодо напрямку, відстані і швидкості переміщення миші.

Кнопки миші передають сигнали комп'ютеру, який, у свою чергу, направляє їх програмі. Поворот кульки призводить до переміщення пари внутрішніх роликів, розташованих до кульки під кутом 90 °. Один ролик контролює вертикальне переміщення, другий - горизонтальне. Пара роликів з'єднана з колесом кодування даних, яке повертається нарівні з роликами. Металеві контакти уздовж краю кожного колеса кодування взаємодіють з двома контактними смужками, при цьому виникають електричні сигнали. Кількість сигналів відповідає швидкості і відстані вертикального або горизонтального переміщення миші.

Рис. 7 – Девятиконтактний роз’їм miniDIN шинної миші

Інтерфейси миші

Миша можна підключити до комп'ютера трьома способами:

• через послідовний інтерфейс;

• через спеціальний порт миші на системній платі;

• через порт універсальної послідовної шини (USB).