1_SEMESTR_1 / Материалы к сессии (лектор Бобкова В.А.) / Материал к вопросам со звездочкой / Устройства ввода-вывода данных

Устройства ввода-вывода

Устройство ввода-вывода - это компонент типовой архитектуры компьютера, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с пользователем.

В соответствии с точным определением, в качестве «сердца» компьютера рассматривается процессор и память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ). Все операции, не являющиеся внутренними по отношению к этому комплексу, рассматриваются как операции ввода/вывода.

Устройства ввода

Устройства ввода — приборы для занесения данных в компьютер.

Основным, и обычно необходимым, устройством ввода текстовых символов и команд в компьютер остаётся клавиатура.

Основные устройства ввода:

Устройства ввода графической информации

• Сканер

• Графический планшет

• Видео- и Веб-камера

• Цифровой фотоаппарат

• Плата видеозахвата

Устройства ввода звука

• Микрофон

• Цифровой диктофон

• Модем

Устройства ввода текстовой информации

• Клавиатура

Указательные (координатные) устройства

С относительным указанием позиции (перемещения)

• Мышь

• Трекбол

• Трекпоинт

• Тачпад

• Джойстик

• Видеокамера

С возможностью указания абсолютной позиции

• Графический планшет

• Световое перо

• Аналоговый джойстик

Игровые устройства ввода

• Джойстик

• Педаль

• Геймпад

• Руль

• Рычаг для симуляторов полёта

Клавиатура — устройство, представляющее собой набор клавиш, предназначенных для управления каким-либо устройством, или для ввода информации.

Стандартная компьютерная клавиатура имеет 101 или 102 клавиши. Расположение клавиш на ней подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит.

По своему назначению клавиши на клавиатуре делятся на шесть групп:

• 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 с самого правого края клавиатуры — цифровая панель.

К алфавитно-цифровому блоку относятся клавиши для ввода букв, цифр, знаков пунктуации и арифметических действий, специальных символов.

К числу клавиш-модификаторов относятся клавиши Shift, Ctrl, Caps Lock, Alt и AltGr (правый Alt). Они предназначены для изменения действий других клавиш. Включение верхнего регистра клавиш (при отключённом Caps Lock) осуществляется нажатием и удержанием клавиши Shift .

Клавиши-модификаторы используются наиболее часто, поэтому они имеют увеличенный размер. К тому же клавиши Shift и Ctrl продублированы по обеим сторонам блока алфавитно-цифровых клавиш.

Основное назначение клавиш цифровой панели — дублирование функций клавиш алфавитно-цифрового блока в части ввода цифр и арифметических операторов. Использование клавиш этой панели более удобно для ввода цифр и арифметических операторов, нежели ввод этих символов клавишами алфавитно-цифрового блока.

Манипулятор «мышь» (в обиходе просто «мышь» или «мышка») — одно из указательных устройств ввода, обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.

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

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:

Планшетные — наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает 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.

Листопротяжные — лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы.

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

Барабанные сканеры — применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).

Слайд-сканеры — 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.

Основные характеристики сканеров

• Оптическое разрешение

Разрешение измеряется в точках на дюйм (англ. dots per inch — dpi, 1 дюйм = 25,4 мм) и является основной характеристикой сканера. Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Сегодня считается нормой уровень разрешения не менее 600 dpi. Для обработки слайдов необходимо более высокое разрешение: не менее 1200 dpi.

• Глубина цвета

Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит. Несмотря на то, что графические адаптеры пока не могут работать с глубиной цвета больше 24 бит, такая избыточность позволяет сохранить больше оттенков при преобразованиях картинок в графических редакторах.

Устройства вывода

Используются для извлечения результатов работы компьютера. Устройство вывода преобразуют информацию из двоичного кода в вид, понятный человеку.

Основные устройства вывода

Устройства для вывода визуальной информации

• Монитор (дисплей)

• Проектор

• Принтер

• Графопостроитель

Устройства для вывода звуковой информации

• Встроенный динамик

• Колонки

• Наушники

Устройства ввода/вывода

• Перфоратор

• Магнитный барабан

• Стример

• Дисковод

• Жёсткий диск

• Различные порты

• Различные сетевые интерфейсы.

Монитор, дисплей — преобразуют цифровую и/или аналоговую информацию в видеоизображение.

Классификация мониторов

По виду выводимой информации

• алфавитно-цифровые

• дисплеи, отображающие только алфавитно-цифровую информацию

• дисплеи, отображающие псевдографические символы

• интеллектуальные дисплеи, обладающие редакторскими возможностями и осуществляющие предварительную обработку данных

• графические

• векторные

• растровые

По строению

• ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT)

• ЖК — жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD)

• Плазменный — на основе плазменной панели

• Проекционный — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал)

• OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод)

• Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.

Основные параметры мониторов

• Вид экрана — квадратный или широкоформатный (прямоугольный)

• Размер экрана — определяется длиной диагонали

• Разрешение — число пикселей по вертикали и горизонтали

• Глубина цвета — число отображаемых цветов (от монохромного до 32-битного)

• Размер зерна или пикселя

• Частота обновления экрана

Принтер — устройство печати цифровой информации на твёрдый носитель, обычно на бумагу.

Принтеры бывают струйные, лазерные, матричные и сублимационные, а по цвету печати — чёрно-белые (монохромные) и цветные. Иногда из лазерных принтеров выделяют в отдельный вид светодиодные принтеры.

Разрешение принтера определяется в точках на дюйм — dpi — количество отдельных точек, линейно размещающихся в процессе печати на отрезке в один дюйм. Для струйных принтеров речь идёт о количестве капель чернил, для лазерных принтеров – о количестве различимых частиц тонера, спёкшихся под воздействием электрографического переноса. Лазерные и струйные принтеры не способны отобразить все варианты цвета одного пикселя одной точкой на бумаге. Вместо того, чтобы точь-в-точь передавать цвет каждого пикселя, принтер наносит на бумагу комбинацию разноцветных точек, которые с определенного расстояния воспринимаются глазом как единое целое.