- •«Национальный исследовательский томский политехнический университет» а.Н. Осокин периферийные устройства
- •Часть 1
- •Оглавление
- •Тема 1 Интерфейсы для подключения периферийных устройств 10
- •Тема 2 Устройства ввода 61
- •Тема 3 Общие сведения о формировании изображений 110
- •Тема 4 Видеосистема 119
- •Введение
- •Тема 1 Интерфейсы для подключения периферийных устройств
- •1.1. Общая характеристика интерфейсов информационных систем
- •1.1.1. Понятие интерфейса
- •1.1.2. Стандартизация интерфейсов
- •1.1.3. Классификация аппаратных интерфейсов
- •1.1.4. Принцип обмена данными
- •1.1.5. Режимы передачи данных
- •1.2. Интерфейс rs-232
- •1.2.1. Общие сведения об интерфейсе
- •1.2.2. Порты асинхронного адаптера персонального компьютера
- •1.3. Интерфейс ieee 1284
- •1.3.1. Общие сведения об интерфейсе
- •1.3.2. Параллельные порты пк
- •1.4.1. Общие сведения
- •1.4.2. Составляющие usb
- •1.4.3. Физическая архитектура шины usb
- •1.4.4. Аппаратное обеспечение usb
- •1.4.5. Физический интерфейс
- •1.4.6. Ограничения usb 1.1 и usb 2.0
- •1.5. Интерфейс 1394 (FireWire)
- •1.5.1. Общие сведения
- •1.5.2. Спецификации интерфейса FireWire
- •1.5.3. Разъёмы и кабель
- •1.5.4. Преимущества интерфейса ieee 1394 и его использование
- •1.6. Беспроводные интерфейсы
- •Тема 2 Устройства ввода
- •2.1. Клавиатура
- •2.1.1. Принцип действия клавиатуры
- •2.1.2. Взаимодействие клавиатуры с системами персонального компьютера
- •2.1.3. Стандартная раскладка и назначение клавиш
- •2.2. Манипулятор «мышь»
- •2.2.1.Общие сведения о мыши. Принцип работы мыши
- •2.2.2. Кнопки мыши
- •2.2.3. Интерфейс подключения
- •2.2.4. Характеристики мыши
- •2.2.5. Эргономические проблемы использования мыши
- •2.3. Графические планшеты (дигитайзеры)
- •2.3.1. Назначение и принцип действия графических планшетов
- •2.3.2. Характеристики планшетов
- •2.4. Джойстики
- •2.4.1. Назначение джойстиков
- •2.4.2. Джойстики с плавным регулированием
- •2.4.3. Оптические и потенциометрические джойстики
- •2.4.4. Оси плавного регулирования
- •2.4.5. Функция обратной силовой связи
- •2.5. Сканеры
- •2.5.1. Назначение и принцип работы сканера
- •2.5.2. Классификация сканеров
- •2.5.3. Параметры сканеров
- •2.5.4. Программы оптического распознавания символов (ocr)
- •2.6. Цифровые фотоаппараты
- •2.6.1. Общие принципы работы цифровых фотоаппаратов
- •2.6.2. Классификация цифровых фотоаппаратов
- •2.7. Устройства естественного взаимодействия
- •2.8. Нейрокомпьютерный интерфейс
- •Тема 3 Общие сведения о формировании изображений
- •3.1. Методы вывода изображений
- •3.2. Формирование цветных изображений в визуализаторах
- •3.3. Формирование цветных изображений при печати
- •Тема 4 Видеосистема
- •4.1. Состав видеосистемы pc-совместимого компьютера
- •4.2. Мониторы
- •4.2.1. Структура монитора и виды мониторов
- •4.2.2. Жидкокристаллические мониторы
- •4.2.3. Плазменные панели
- •4.2.4. Органические светодиодные мониторы (oled)
- •4.2.5. Pled-мониторы
- •4.2.7. Энергосберегающие устройства отображения информации
- •4.3. Мультимедиапроекторы
- •4.3.1. Принцип действия и классификация компьютерных проекторов
- •4.3.2. Основные характеристики мультимедийных проекторов
- •4.3.3. Мультимедийные tft-проекторы
- •4.3.4. Полисиликоновые проекторы
- •4.3.5. Dmd/dlp-проекторы
- •4.3.6. Lcos-проекторы (d-ila-проекторы)
- •4.3.8. Светодиодные проекторы
- •4.4. Устройства отображения объемных изображений
- •4.4.1. Особенности восприятия человеком объемных изображений
- •4.4.2. Двухэкранные устройства отображения объемных изображений
- •4.4.3. Одноэкранные устройства отображения объемных изображений
- •4.5. Интерактивные доски
- •4.5.1. Функции и виды интерактивных досок
- •4.5.2. Интерактивные доски прямой проекции
- •4.5.3. Интерактивные доски обратной проекции
- •4.5.4. Интерактивные насадки на плазменные и lcd-дисплеи
- •4.5.5. Интерактивные жк-доски
- •4.6. Электронные книги
- •4.7. Видеоадаптеры
- •4.7.1. Назначение и принцип работы видеоадаптера
- •4.7.2. Устройство современного видеоадаптера
- •4.7.3. Технологии повышения реалистичности трехмерного изображения
- •4.7.4. Интерфейс прикладного программирования (api)
- •4.8. Интерфейсы видеосистемы
- •4.8.1. Назначение интерфейсов и их виды
- •4.8.2. Цифровые интерфейсы подключения мониторов к видеоадаптеру
- •Список источников
- •Периферийные устройства
- •Часть 1
- •Зарегистрировано в Издательстве тпу Размещено на корпоративном портале тпу в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета
2.1.3. Стандартная раскладка и назначение клавиш
Стандартная компьютерная клавиатура, также называемая клавиатурой PC/AT, или AT-клавиатурой (поскольку она начала поставляться вместе с компьютерами серии IBM PC/AT), имеет 101 или 102 клавиши. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, называемой QWERTY, спроектированной в расчёте на английский алфавит и названной так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры. «Быстродействующие» альтернативные раскладки (самая известная DVORAK) не прижились из-за нарушения принципа преемственности и совместимости.
По своему назначению клавиши на стандартной полной клавиатуре делятся на шесть групп (рис. 2.4):
функциональные;
алфавитно-цифровые;
управления курсором;
цифровая панель;
специализированные;
модификаторы.
Двенадцать функциональных клавиш расположены в самом верхнем ряду клавиатуры. Ниже располагается блок алфавитно-цифровых клавиш. Правее этого блока находятся клавиши управления курсором, а у самого правого края клавиатуры – цифровая панель.
К алфавитно-цифровому блоку относятся клавиши для ввода букв, цифр, знаков пунктуации и арифметических действий, специальных символов. В стандартной клавиатуре PC/AT этот блок включает 47 клавиш.
Рис. 2.4. Группы клавиш стандартной полной клавиатуры
К числу клавиш-модификаторов относятся клавиши Shift, Ctrl, Caps Lock, Alt и AltGr (правый Alt). Они предназначены для изменения (модификации) действий других клавиш. Включение верхнего регистра клавиш (при отключённом Caps Lock) осуществляется нажатием и удержанием клавиши Shift. Нажатие и удержание клавиши AltGr используется для перехода на второй уровень клавиатуры.
На верхней части клавиатуры (а иногда в другом месте) располагается блок так называемых функциональных клавиш – от F1 до F12 . Функции этих клавиш определяются программой и операционной системой, с которой пользователь работает в данный момент. Часто программы устанавливают те или иные функции и для комбинаций функциональных клавиш с клавишами Shift, Ctrl и Alt. Во многих программах при нажатии F1 на экран выводится встроенный справочник по программе.
Основное назначение клавиш цифровой панели – дублирование функций клавиш алфавитно-цифрового блока в части ввода цифр и арифметических операторов. Клавиши этой панели более удобны для ввода цифр и арифметических операторов, нежели клавиши алфавитно-цифрового блока.
2.2. Манипулятор «мышь»
2.2.1.Общие сведения о мыши. Принцип работы мыши
Наряду с клавиатурой манипулятор мышь является важнейшим средством ввода. С начала повсеместного использования графических оболочек мышь стала необходимой для эффективной работы на РС с соответствующим программным обеспечением. С помощью мыши нельзя вводить в РС серии команд.
Компьютерная мышь – механический манипулятор, преобразующий движение в управляющий сигнал. Сигнал может быть использован для позиционирования курсора или прокрутки страниц.
Изобретение мыши приписывают Дугласу Энгельбарту (фото приведено на рис. 2.5). Именно он придумал слово augmentation (прирост, увеличение) и применял этот принцип практически с начала инженерной карьеры. Под термином augmentation Энгельбарт понимал гуманизацию процесса общения человека и машины. Это он первым выдвинул идею создания мониторов.
Но его самое известное и распространенное изобретение – компьютерная мышь. Она возникла как результат реализации множества идей: от сетевой коммуникации до универсального пользовательского интерфейса. Необходим был удобный и не существовавший тогда манипулятор для указания объектов на экране при интерактивной работе с текстами. Так, в 1962 г. на свет родился дикого вида монстр в деревянном корпусе (рис. 2.6). Первую мышь собрал Билл Инглиш, а программы для демонстрации возможностей написал Джефф Рулифсон. Внутри устройства находились два металлических диска: один поворачивался, когда устройством двигали вперед, второй отвечал за движение мыши вправо и влево.
|
|
Рис. 2.5. Дуглас Энгельбарт |
Рис. 2.6. Первая компьютерная мышь |
Несколько модифицированная мышь Энгельбарта в 1968 г. была продемонстрирована публике: имела три кнопки одинакового размера. «Я смог поместить только три, хотя мне хотелось, чтобы устройство имело 5 кнопок, по одной на каждый палец руки», – говорит Дуглас.
Позже разработка попала в исследовательский центр компании Xerox. Исследователи компании изменили конструкцию мыши, и именно в исследовательском центре Xerox компьютерная мышь стала похожа на современные устройства. Два диска были заменены небольшим шаром и роликами (оптомеханическая мышь). Компания Xerox впервые представила мышь как часть персонального компьютера Alto в начале 70-х. Впервые компьютерная мышь стала доступна обычным пользователям.
В оптомеханической мыши движения шарика отслеживаются оптическими датчиками. Такие мыши довольно надежны, универсальны: могут работать на любой ровной поверхности, дешевы, но очень быстро загрязняются, не обеспечивают необходимое разрешение, имеют малое быстродействие. На смену им появились оптические мыши. Оптическая мышь посылает луч на непрозрачную поверхность, а после отражения луч поступает обратно в мышь и там анализируется электроникой, которая в зависимости от характеристик полученного сигнала и отслеживает два направления движения мыши, основываясь либо на углах падения, либо на каких-либо других признаках. Но эта мышь не способна работать на полированных поверхностях, не обеспечивает требуемую в настоящее время точность позиционирования.
Современные мыши – лазерные. Лазерная мышь оснащена маломощным полупроводниковым лазером. За счет того, что лазер излучает когерентный свет, мышь может «рассмотреть» детали даже на такой поверхности, где обычной оптической мыши это не под силу. Снизу такая мышь имеет микрокамеру, которая порядка 1000 раз в секунду снимает положение мыши, данные с камеры анализируются контроллером (процессором), встроенным в мышь.
