Тема 3. Периферийные устройства и узлы эвм Лабораторная работа 8 и следование периферийных устройств и интерфейсов

Учебные вопросы

1. Классификация периферийных устройств

2. Устройства ввода

3. Устройства вывода

4. Интерфейсы периферийных устройств

I. Классификация периферийных устройств

Периферийные устройства ПК можно разделить на две группы – устройства ввода и вывода.

Устройства ввода можно классифицировать на:

1)Устройства ввода графической информации:

• Сканер

• Видео - и веб-камера

• Цифровой фотоаппарат

• Плата видеозахвата

2)Устройства ввода звука:

• Микрофон

• Цифровой диктофон

3) Устройства ввода текстовой информации:

• Клавиатура

4) 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

• Клавиатура

5) Игровые устройства ввода:

• Джойстик

• Педаль

• Геймпад

• Руль и педали

• Рычаг для симуляторов полёта

Устройства вывода можно разделить на:

1) Устройства для вывода визуальной информации

• Монитор (дисплей)

• Проектор

• Принтер

• Графопостроитель

2) Устройства для вывода звуковой информации

• Встроенный динамик

• Колонки

• Наушники

3) Устройства ввода/вывода

• Дисковод

• Жёсткий диск

• Различные порты

• Различные сетевые интерфейсы.

II. Устройства ввода

Основными устройствами ввода являются клавиатура и мышь. 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. Клавиатуры, которые поставлялись вместе с предыдущими сериями — IBM PC и IBM PC/XT, — имели 86 клавиш. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на английский алфавит (раскладка QWERTY). Данная раскладка появилась во второй половинеXIXвека в печатной машинке «RemingtonNo.1». Существуют и новые, более совершенные раскладки Августа Дворака, созданная в 1936 году, и раскладкаColemax(2005 год), но они пока не получили широкого распространения. Большинство клавиатур подключаются к ПК при помощи интерфейсовPS/2 иUSB.

Первая компьютерная мышь, изобретённая Дугласом Энгельбартом в Стенфордском исследовательском институте в 1963 году, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении колеса мыши крутились каждое в своем измерении. Такая конструкция имела много недостатков и довольно скоро была заменена на мышь с шаровым приводом.

Первая компьютерная мышь

В шаровом приводе движение мыши передается на выступающий из корпуса обрезиненный стальной шарик (его вес и резиновое покрытие обеспечивают хорошее сцепление с рабочей поверхностью). Два прижатых к шарику ролика снимают его движения по каждому из измерений и передают их на датчики, преобразующие эти движения в электрические сигналы. Следующим шагом на пути совершенствования мышей стало появление оптической мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надёжность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора. В последние годы была разработана новая, более совершенная разновидность оптического датчика, использующего для подсветки полупроводниковый лазер.

Мышь с оптическим датчиком

В 2009 году фирмой Apple была представлена мышь Magic Mouse, являющаяся первой в мире мышью с сенсорным управлением и поддержкой технологии мультитач. Вместо кнопок, колёсиков и прочих элементов управления в этой мыши используется сенсорный тачпад, позволяющий при помощи различных жестов осуществлять нажатия, прокрутку в любом направлении, масштабирование картинки, переходы по истории документов и пр.

Графический планшет предназначен для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь. По принципу работы и технологии существуют различные типы планшетов. В электростатических планшетах регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под пером. В электромагнитных - перо излучает электромагнитные волны, а сетка служит приёмником. В обоих случаях на перо должно быть подано питание. Самым популярным производителем графических планшетов является компания Wacom.

Графический планшет производства фирмы Wacom

Еще одним указательным устройством ввода является 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.

Самым распространенным устройством ввода звука является микрофон. Основные типы микрофонов – динамические и конденсаторные. Любой микрофон состоит из двух систем: акустико-механической и механоэлектрической. Свойства акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления). Большое влияние на характеристики микрофона оказывает его механоэлектрическая часть. Распространенные интерфейсы для подключения микрофонов – mini-jackиXLR.

Конденсаторный микрофон

Кратко рассмотрим основные устройства ввода графической информации.

Ска́нер (англ. scanner) — устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием. Бывают ручные (англ. Handheld), рулонные (англ. Sheet-Feed), планшетные (англ. Flatbed) и проекционные сканеры. Разновидностью проекционных сканеров являются слайдсканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

Сканер

Видеокамера — электронный киносъёмочный аппарат, устройство для получения оптических образов снимаемых объектов на светочувствительном элементе, приспособленное для записи или передачи в телевизионный эфир движущихся изображений. Обычно оснащается микрофоном для параллельной записи звука.

Через видоискатель определяется изображаемое в кадре и производится фокусировка изображения объективом, который формирует оптическое изображение объекта на светочувствительной матрице. Видеокамеры делятся на категории:

1)Для повседневной съёмки:

Обычно небольших размеров и невысокого качества съёмки.

2)Для экстремальной съёмки:

Слабовосприимчивые к внешним воздействиям камеры, противоударные, противопыльные, подводные и другие.

3)Для профессиональной съёмки:

Камеры для съёмки фильмов и репортажей, обычно значительного веса, от портативных, до устанавливаемых стационарно или на рельсы. Применяются для съёмок HDTV и объёмного видеоизображения. Для подключения видеокамер к ПК широко используется интерфейс FireWire.

Видеокамера Sony EVW-300