7.6Оперативная память

Оперативная память, которая также именуется RAM-память (Random Access Memory), то есть память с произвольным доступом, используется центральным процессором для совместного хранения данных и исполняемого программного кода.

Оперативная память представляет собой совокупность электронных ячеек, каждая из которых может хранить конкретную 8-значную комбинацию из нулей и единиц - 1 байт (8 бит). Каждая такая ячейка имеет адрес (адрес байта) и содержимое (значение байта). Адрес нужен для обращения к содержимому ячейки при записи и считывании информации.

К характеристикам оперативной памяти относятся:

• емкость, измеряемой в Мбайтах, обычно это 64, 128, 256, 512 Мб и более;

• время доступа (нс) или частота шины (МГц);

• пропускная способность канала данных (Мбайт/сек).

Оперативная память современных компьютеров изготавливается в виде модулей, устанавливаемых на материнскую плату.

7.7Устройства ввода

Ввод информации в компьютер обеспечивает подсистема ввода, которая реализована в виде устройств ввода информации. К таким устройствам относятся:

• клавиатура;

• манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол, трекпойнт);

• сканер;

• дигитайзер (цифровой планшет);

• тактильная панель (тачпад);

• тактильный экран;

• речевой ввод.

Существуют и другие устройства ввода информации.

Клавиатура (Keyboard) является стандартным устройством ввода и предназначена для ввода программ и данных в ПЭВМ.

Клавиатуры могут иметь 83, 101-107 и более клавиш, которые можно сгруппировать по выполняемым функциям. Выделяют следующие группы клавиш:

• алфавитно-цифровые;

• функциональные;

• управления курсором;

• дополнительные цифровые;

• служебные.

В зависимости от выполняемых программ клавиши могут изменять свое назначение. Для этого необходимо использовать программу управления клавиатурой (драйвер клавиатуры). Такой драйвер организует, например, ввод помимо латинского еще и символов национального алфавита.

На персональных компьютерах используется клавиатура с расположением клавиш qwerty / йцукенг (по первым буквам верхнего ряда алфавитных клавиш), но могут быть использованы и другие стандарты расположения клавиш.

Клавиатура подсоединяется к контроллеру (порту) клавиатурного ввода с помощью кабеля и специального разъема стандарта АТ или PS/2, однако в настоящее время разработана конструкция клавиатуры с передачей данных в компьютер без кабеля в инфракрасном диапазоне.

Каждой клавише соответствует определенный код (скэн-код), который передается в компьютер при нажатии клавиши. Этот код зависит от включенного режима и нажатия клавиши в комбинации с другими клавишами, как правило, Alt, Ctrl, Shift, которые изменяют значение скэн-кода.

Мышь (Mouse) - приспособление для перемещения указателя (курсора) по экрану, указания нужных точек на экране дисплея и передачи экранных координат этой точки. Она перемещается вручную по плоской поверхности. Это особого рода манипулятор, позволяющий оптимизировать работу с большой категорией компьютерных программ, исключив непроизводительное частое нажатие некоторых клавиш (например, клавиш управления курсором).

Благодаря тщательно продуманной конструкции мышь стала незаменимым устройством при работе пользователей ПК с такими программами, как графические редакторы, системы автоматизированного проектирования, программы управления электронными таблицами, настольные издательские системы и др.

Для того чтобы ввести в компьютер информацию о перемещении манипулятора по плоскости (например, по поверхности рабочего стола), в конструкции мыши используется оптико-механический или оптический принципы.

Оптико-механическая мышь представляет наиболее распространенный тип этого устройства. Ее основным рабочим органом является металлический (для тяжести) шар, покрытый резиной, вращение которого передается на ролики. Ролики, в свою очередь, приводят во вращение диски со щелями, благодаря чему свет, проходящий через щели, периодически перекрывается. Вследствие этого на фотоприемник падают световые импульсы, вызывая периодическое возникновение электрического потенциала, эти сигналы передаются в ПК. Таким образом, создается подобие многократному нажатию, скажем, клавиши перемещения курсора.

Оптическая мышь в отличие от оптико-механической мыши не имеет движущихся частей. Свет отражается от поверхности по которой перемещается мышь и попадает на фотодетектор. Чередование отражений позволяют установить направление и скорость перемещения мыши и после специального преобразования передать эту информацию в ПК.

В настоящее время существуют три основных способа подключения мыши: через последовательный, или COM-порт (интерфейс RS-232), через порт PS/2 или при помощи универсальной последовательной шины USB. Для управления мышью используется специальная программа - драйвер мыши.

Современные мыши могут иметь дополнительные программируемые кнопки, расположенные на боковой поверхности под большим пальцем, а также колесо или рычажок (Scroll), обеспечивающие перемещение по тексту не за счет движения мыши, а за счет вращения колесика.

Джойстик (joystick) - рычажный манипулятор - устройство управления перемещением курсора по экрану. Представляет собой рычажок, который крепится вертикально на основание и может отклоняться от вертикального положения в произвольном направлении, что вызывает перемещение курсора по экрану в соответствующем направлении. Джойстик часто используется для управления в игровых программах вместо клавиш управления курсором.

Трекбол (trackball) - шаровой манипулятор - устройство для перемещения курсора по экрану. Его основным узлом является шарик, который вращается пальцами, но при этом остается в гнезде вращения. Датчики, поддерживающие шарик, расположены под углом 90 градусов друг к другу, и вырабатывают сигналы о направлении вращения шарика, которые передаются в ПК. Зависимость сигналов от угла поворота шарика не калибруется, и управление выполняется самим оператором в ходе визуального наблюдения за перемещением курсора на экране.

Тактильная панель (TouchPad) представляет собой чувствительную контактную площадку, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно это указательное устройство, имеющее не самое высокое разрешение, но обладающее самой высокой надежностью из-за отсутствия движущихся частей

Трекпойнт (trackpoint) — координатное устройство, впервые появившееся в ноутбуках IBM, представляет собой миниатюрный джойстик с шершавой вершиной диаметром 5-8 мм. Трекпойнт расположен на клавиатуре между клавишами и управляется нажатием пальца.

Сенсорный (тактильный) экран дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации. Такие устройства ввода используются в банковских компьютерах, аэропортах, промышленности и всех моделях карманных компьютеров.

Сканером (scanner) называется устройство для ввода в компьютер изображения текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей и другой графической информации. В большинстве устройств для преобразования изображения в цифровую форму применяются матрица или линейка светочувствительных элементов (фотоэлементов).

По способу перемещения считывающей головки и носителя изображения друг относительно друга сканеры подразделяются на ручные, рулонные, планшетные.

Графический планшет (digitizer) — это кодирующее устройство, позволяющее вводить в компьютер двумерное, в том числе и многоцветное, изображение в виде растрового образа. Графические планшеты применяют художники, работающие в области компьютерной графики или с их помощью осуществляют ввод данных в системах трехмерного моделирования и автоматизированного проектирования.

В состав графического планшета (дигитайзера) входит специальный указатель (перо) с датчиком. Собственный контроллер посылает импульсы по расположенной под поверхностью планшета сетке проводников. Получив два таких сигнала, контроллер преобразует их в координаты, передаваемые в ПК. Компьютер переводит эту информацию в координаты точки на экране монитора, соответствующие положению указателя на планшете. Планшеты, предназначенные для рисования, обладают чувствительностью к силе нажатия пера, преобразуя эти данные в толщину или оттенок линии.

Речевой ввод - устройство для ввода информации голосом. Из-за необходимости настройки системы на характеристики голоса каждого пользователя и ограничений по использованию, это устройство пока не получило широкого распространения, однако может стать одним из основных устройств ввода информации в машинах пятого поколения.

Принцип работы цифровой камеры аналогичен принципу работы фотоаппарата: оптическая система проецирует уменьшенное изображение на матрицу из светочувствительных элементов ПЗС (CCD) или КМОП (CMOS). Далее оцифрованное изображение сжимается в формат JPEG, FlashPix или аналогичный им и затем записывается в память камеры, емкостью которой и определяется количество снимков. Для передачи в ПК записанного в памяти камеры изображения могут использоваться различные носители и интерфейсы.