Інформатика І

Для зручної роботи користувача з комп'ютером існує багато пристроїв для введення і виведення інформації. Наприклад, щоб обминути перешкоду, яка виникає на екрані ігрового автомата, гравець мусить повернути кермо. Щоб покупець в магазині мав змогу розрахуватися за покупку, необхідно з кожного товару сканером прочитати смужковий код.

До пристроїв введення інформації належать:

• сканер (від англ. «to scan» — пильно розглядати, вивчати) — для введення інформації з паперу до комп'ютера;

• маніпулятори миша та трекбол (від англ. «trackball», яке складається з двох слів: «track» — слід або доріжка і «ball» — куля) є найпоширенішими пристроями введення графічної інформації до комп'ютера;

• джойстики (від англ. «joystick», яке складається з двох слів: «joy» — радість, «stick» — палиця) найчастіше використовуються в комп'ютерних іграх;

• пристрої оптичного розпізнавання символів (так звані ОРС-системи);

• світлові пера;

• сенсорні екрани: досить лише торкнутися пальцем поверхні екрана, щоб вказати комп'ютеру потрібне місце на екрані;

• графічні та електронні планшети, які також називають ще диджитайзерами (від англ. «digitizer» — перетворювач на цифрову форму).

До пристроїв виведення інформації належать:

• Монітор (диспленй) — є основним пристроєм виведення інформації.

• Принтери і плотери для виведення інформації з комп'ютера на папір.

• Звукові плати, призначені для виведення звукової інформації.

Серед пристроїв існують такі, що призначені для введення і виведення, тобто для обміну інформацією з іншими комп'ютерами. Наприклад, модем, який перетворює сигнали, що надходять від комп'ютера в електричні сигнали для передачі по телефонній лінії. Факс-модем поєднує можливості модему й обміну факсимільними зображеннями з іншими факс-апаратами.

До пристроїв, без яких не може працювати користувач на сучасному ПК, належить клавіатура. З її допомогою до комп'ютера вводиться найрізноманітніша інформація, потрібна для розв'язання задач.

Клавіатура — це стандартний пристрій ручного введення інформації.

Існує багато різноманітних типів клавіатур, що використовуються з ІВМ-сумісними комп'ютерами. Клавіатури відрізняються кількістю та розташуванням клавіш. Так, розповсюдженими є 101 та 104-клавішні клавіатури, останнім часом з'явилися клавіатури з 108 та 109 клавішами.

Рис. 1. Типи клавіатур

На будь-якій клавіатурі можна розрізнити такі основні групи клавіш:

• алфавітно-цифрові клавіші;

• службові клавіші та клавіші керування курсором;

• функціональні клавіші;

• додаткова цифрова клавіатура.

Найбільша група клавіш — це так звані алфавітно-цифрові клавіші, призначені для введення символів та цифр.

Багато клавіш цієї частини клавіатури мають подвійне позначення, тобто така клавіша може бути використана для введення одного або двох написаних на ній символів.

Символьні клавіші розташовані на клавіатурі так, як на звичайних друкарських машинках. Найчастіше використовуються так званий стандарт QWERTY (або, що те саме, ЙЦУКЕН). Таке поєднання символів виходить, коли прочитати зліва направо шість перших літерних клавіш другого зверху ряду алфавітно-цифрової клавіатури. Поміж клавіш алфавітно-цифрової клавіатури є пропуск — символ порожнього простору, довжина якого дорівнює одній літері. Клавіша пропуску (англ. «Space bar») знаходиться у нижньому рядкові клавіатури і використовується для введення пропуску в рядок тексту, що набирається.

Крім алфавітно-цифрових клавіш, у цій частині клавіатури є спеціальні службові клавіші, натискання на які змінює значення інших клавіш.

Службові клавіші призначені для зміни значення інших клавіш.

Наприклад, натискання на клавішу з написаною на ній літерою Q призведе до введення з клавіатури малої літери «q». Якщо ж натиснути на клавішу Shift, а потім, утримуючи її натиснутою, натиснути на клавішу Q, то буде введено велику літеру «Q». Взагалі клавіша Shift (читається як «шифт», від англ. «shift» — зсув), натиснута з будь-якою іншою літерною клавішею, переводить цю літеру у велику або, як ще говорять, переводить її у верхній регістр. Літерні клавіші, натиснуті без клавіші Shift, — це малі літери алфавіту, або символи нижнього регістра. Таким чином, клавіша Shift, натиснута разом із певною символьною клавішею, переводить відповідний символ у верхній регістр.

Якщо потрібно набрати багато великих літер, натискувати з кожною з них клавішу Shift незручно. Для переходу на верхній регістр на певний час використовується клавіша Caps Lock. Після одноразового натиснення на Caps Lock всі клавіші, крім клавіш верхнього цифрового ряду, будуть клавішами верхнього регістра (тобто всі літери будуть великими). Верхній — цифровий — ряд «не реагує» на натиснення цієї клавіші. Символи цього ряду залишаються на нижньому регістрі, тобто дають цифри. Для того, щоб отримати символ верхнього регістра, використовуючи клавіші цього ряду, необхідно натискати їх з клавішею Shift. Наприклад, щоб отримати символ «*», що знаходиться на одній клавіші з цифрою «8», слід натиснути на клавішу Shift, і не відпускаючи її, натиснути клавішу 8. Така комбінація позначається Shift+8. Клавіша Caps Lock — це приклад клавіші-перемикача: кожне наступне натиснення на цю клавішу скасовує дію попереднього натиснення. Друге натиснення на клавішу Caps Lock переведе клавіатуру на нижній регістр, а третє — знову на верхній.

Клавіші-перемикачі призначені для перемикання режимів роботи клавіатури з одного в інший.

До службових клавіш належать також клавіші з позначеннями Ctrl(від англ. «to control» — керувати); Alt (від англ. «to alternate» — змінювати), які використовуються у поєднанні з іншими клавішами. Натиснення будь-якої літерної клавіші, наприклад, клавіші Q, разом з клавішею Ctrl або Alt позначається як Ctrl+Q або Alt+Q. Значення комбінацій клавіш для кожної задачі своє, а для деяких задач такі комбінації можуть взагалі не мати значення. Службові клавіші Shift, Alt, Ctrl знаходяться справа і зліва, на алфавітно-цифровій клавіатурі.

Значення клавіші ESC (від англ. «to escape» — виходити) може змінюватися залежно від задачі, що розв'язується. Звичайно ця клавіша використовується відповідно до своєї назви для відміни дії або виходу з поточного режиму роботи комп'ютера.

Клавіша Tab називається клавішею табуляції. Вона також може використовуватися по-різному. При введенні текстової інформації вона використовується, щоб швидко пересунути курсор на екрані на задане число позицій (знакомісць) уперед. Це число позицій називається розміром або кроком табуляції. Стандартний розмір табуляції дорівнює восьми, проте його можна змінювати. В інших задачах клавіша Tab може виконувати інші функції.

Клавіша Enter називається клавішею введення (від англ. «to enter» — входити). На деяких клавіатурах цю клавішу позначають RETURN. Натиснення на цю клавішу повідомляє комп'ютеру про те, що введення даних завершено.

Клавіша Del (від англ. «to delete» — стирати, знищувати) використовується для вилучення символу справа або над курсором.

Для знищення символу, який знаходиться зліва від курсору, застосовується клавіша Backspace, яка знаходиться над клавішею Еnter і часто має позначення стрілки зліва.

Клавіша Ins (від англ. «to insert» — вставляти) є клавішею-перемикачем режимів вставки та заміни. У режимі вставки символ, що вводиться, вставляється між іншими, а у режимі заміни символ над курсором замінюється на введений символ без будь-якого пересування інших символів, що знаходяться на екрані.

Клавіша PrintScreen (від англ. «to print screen» — друкувати екран) призначена для збереження у пам'яті комп'ютера поточного зображення екрана.

Клавіша ScrollLock може використовуватися для дозволу або заборони режиму, за яким інформація безперервно переміщується по екрану у вертикальному напрямку. Такий режим називається «прокручуванням» екрана, або скроллінгом (від англ. «scrolling» — переміщення, прокручування).

Натиснення клавіші Pause (від англ. «pause» — пауза) призупинить роботу комп'ютера, доки не буде натиснута будь-яка інша клавіша. Клавіша Pause може мати інше позначення — Break. Цим зручно користуватися, коли комп'ютер виводить на екран інформацію швидше, ніж ви встигаєте їх прочитати.

Клавіші керування курсором призначені для зміни місцезнаходження курсора на екрані. Клавішами керування курсором є клавіші, що мають позначення ↑, ↓, ←, →, PgUp, PgDn, Home та End.

Позначення PgUp і PgDn є скороченнями від англійських «Page Up» — сторінка вверх і «Page Down» — сторінка вниз. Ці клавіші надають змогу переглядати довгі тексти частинами — посторінково. Щоб переглянути частину тексту, яка є наступною відносно тексту, що знаходиться на екрані, треба натиснути на клавішу PgDn, а щоб подивитися на попередню частину — на клавішу PgUp.

Клавіша Home (від англ. «Home» — дім) переводить курсор на початок поточного рядка, а клавіша End (від англ. «end» — кінець) — на його кінець (поточним є рядок, в якому знаходиться курсор).

Функціональні клавіші знаходяться у верхньому ряду клавіатури і мають позначення F1, F2, ..., F12. Ці клавіші не мають постійного призначення: воно залежить від програмного забезпечення. Разом з тим, є традиція, за якою клавіша F1 звичайно надає довідкову інформацію або викликає довідкову службу. Найчастіше ці клавіші використовуються, щоб указати комп'ютеру на конкретну дію (функцію), яку він має виконати, коли користувач натискує на одну з них. Саме тому ці клавіші отримали назву функціональних.

Права частина клавіатури — це цифрова клавіатура. Так само, як і на символьній клавіатурі, більшість клавіш тут мають подвійні позначення, одне з них — цифра. Саме тому ця частина клавіатури називається цифровою. Така клавіатура може перебувати в одному з двох режимів. У першому режимі вона дозволяє вводити цифри і десяткову крапку (режим введення цифр), в другому режимі — змінювати місцезнаходження курсора на екрані (режим керування курсором). У нижній частині цифрової клавіатури розташовані ще дві важливі клавіші Del та Ins, які повторюють відповідні службові клавіші.

Клавіша NumLock, що розміщена у верхньому ряду цифрової клавіатури, є клавішею-перемикачем між режимом уведення цифр і режимом керування курсором. На клавіатурі є світловий індикатор, що вказує на той режим, у якому вона перебуває. Якщо індикатор світиться, клавіатура перебуває в режимі введення цифр.

Необхідним пристроєм виведення інформації, що входить до апаратної частини ІВМ-сумісного комп'ютера, є дисплей (від англ. «to display» — показувати), або, як його ще називають, монітор (від англ. «to monitor» — відслідковувати, стежити за чимось). Однією з основних частин дисплея є екран, який може бути кольоровим або монохромним (від грецьк. «моно» — один, «хром» — колір), на який виводиться інформація.

Дисплей (монітор) — необхідний пристрій виведення інформації.

Рис. 2. Монітори

Будова екрана більшості дисплеїв така сама, як і екрана телевізора. Цей екран є передньою частиною пристрою, що називається електронно-променевою трубкою. Електронно-променева трубка була винайдена в 1897 році німецьким ученим Карлом Фердінандом Брауном. Розглянемо, як вона діє. У задній частині електронно-променевої трубки, що є скляною колбою, з якої викачано повітря, знаходяться кілька пристроїв. Один з них випромінює найдрібніші електрично заряджені частинки, що називаються електронами. За допомогою іншого пристрою електрони збираються у вузький пучок, спрямований у бік екрана. На шляху променя стоять пристрої, що керують напрямком його руху.

Цими пристроями промінь може бути спрямованим у будь-яку точку екрана. Внутрішня поверхня екрана покрита спеціальною сумішшю, що називається люмінофором. Коли промінь потрапляє на люмінофор, точка, в яку потрапив промінь, починає світитися. Будь-яке зображення на екрані дисплея так само, як і на екрані телевізора, складається з багатьох точок, що світяться. Ці точки називаються пікселями (англ. «pixel» від «picture element» — елемент зображення), або точками растру. Такі дисплеї називають ще растровими.

Піксель — це найменший елемент зображення, точка, що світиться. Сукупність пікселів утворює зображення на екрані.

Однією з найважливіших характеристик дисплея є кількість точок на екрані, які використовуються для утворення зображення. Ця характеристика називається роздільною здатністю екрана. Визначається роздільна здатність як кількість пікселів по горизонталі та кількість пікселів по вертикалі.

Роздільна здатність екрана — це найбільша кількість пікселів, що використовуються для утворення зображення.

У сучасних комп'ютерах найчастіше використовуються дисплеї з роздільною здатністю 640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024. Зрозуміло, що більш чітким є зображення, яке використовує більшу кількість точок. Екран, який використовує більшу кількість точок для утворення зображення, має більш високу роздільну здатність. Роздільну здатність 640×480 називають низькою, а 1280×1024 — високою.

За великої різноманітності задач, що розв'язуються за допомогою комп'ютера, режимів, у яких працює дисплей, лише два. Це текстовий режим і графічний режим. У текстовому режимі на екран виводяться символи.

Під символами в інформатиці розуміємо літери латинського, українського або будь-якого іншого алфавіту, які використовуються під час роботи на комп'ютері, цифри, знаки арифметичних операцій, розділові знаки, спеціальні символи, такі, як #, & тощо.

Для виведення символів під час роботи в текстовому режимі екран комп'ютера розбивається на 80 вертикальних стовпчиків, кожний з яких, як правило, розбитий на 25 рядків по горизонталі (іноді використовується розбиття на 43 або 45 рядків). Кожний найменший прямокутник, отриманий при такому розбитті, називається знакомісцем.

Знакомісце — це прямокутна область на екрані, що призначена для розміщення одного символу в текстовому режимі.

Знакомісця позначаються двома числами: перше число вказує номер рядка, друге — номер стовпця. Саме через це текстовий режим називають ще символьним. Знакомісце складається з пікселів. Коли символ виводиться на екран, частина пікселів використовується для зображення цього символу, а решта утворює фон. Іноді ті пікселі, які використовуються для зображення символу, називають переднім планом. Для зображення символу в текстовому режимі використовуються 16 кольорів, а для зображення фону — 8 кольорів.

Користувач, що сидить перед екраном дисплея, бачить на ньому мигаючу позначку, що знаходиться в якомусь знакомісці. Ця позначка називається курсором (від англ. «cursor» — покажчик).

Курсор — це позначка, що показує поточну позицію (знакомісце) на екрані

Курсор може мати різну форму. Він показує поточну (робочу) позицію на екрані — знакомісце, в якому з'явиться наступний, уведений з клавіатури символ. Після появи символу в цьому знакомісці курсор зміщується на одну позицію (знакомісце) вправо.

При роботі в графічному режимі кожний піксель екрана використовується окремо. Зображення на екрані складається з окремих пікселів, причому будь-які два суміжні пікселі можуть мати різні кольори.

Повний набір кольорів, що використовується для відтворення зображення, називається кольоровою палітрою.

Графічний режим використовується для виведення на екран різнокольорових рисунків, діаграм, графіків, текстів, написаних різними шрифтами, розмірами і по-різному розташованих на екрані.

Дисплей підключається до комп'ютера через пристрій сполучення, що називається відеоадаптером.

Відеоадаптер — це пристрій поєднання роботи дисплея і ЦП.

Рис. 3. Відеоадаптер

Відеоадаптер має власну пам'ять, призначену для зберігання зображення, що виводиться на екран. Як і будь-яка інша пам'ять комп'ютера, ця пам'ять працює з двійковими кодами. Зображення, що виводиться на екран, зберігається в ній у вигляді нулів та одиниць. Обсяг цієї пам'яті визначає кількість кольорів у кольоровій палітрі і роздільну здатність екрана. В основному це стосується роботи адаптера в графічному режимі. Чим більший обсяг пам'яті, тим більшою кількістю пікселів на екрані може керувати адаптер, тобто мати більш високу роздільну здатність екрана. Чим більший обсяг пам'яті використовується для керування одним пікселем, тим більша кількість відтворюваних кольорів, отже, багатша кольорова палітра.

Якщо для керування одним пікселем використовується один біт інформації (0 або 1), то піксель або світиться якимось одним кольором — 1, або не світиться (має колір фону) — 0 (монохромний дисплей). Якщо для керування одним пікселем використовуються два біти інформації, то піксель може світитися 2² = 4 кольорами. Якщо для керування одним пікселем використовується один байт інформації (1 байт = 8 бітів), то піксель може світитися 2⁸ = 256 кольорами. Є відеоадаптери, що використовують для керування одним пікселем 3 байти (24 біти) інформації. Зображення, що отримуємо за допомогою таких відеоадаптерів, використовують 2²⁴ = 16777216 кольорів.

Обсяг пам'яті відеоадаптера обмежений, через це роздільна здатність і кількість відтворюваних кольорів взаємопов'язані. Можна збільшувати кількість пікселів (роздільну здатність екрана), але тоді зменшуватиметься обсяг пам'яті, що використовується для керування кожним пікселем, тобто кількість кольорів, які можуть відтворюватися. Або, навпаки, можна збільшувати той обсяг пам'яті, що обслуговує керування кожним пікселем, але тоді зменшуватиметься кількість пікселів, тобто роздільна здатність екрана буде нижчою.

Існують певні стандарти відеоадаптерів, які мають назви CGA (від англ. «Color Graphics Adapter» — кольоровий графічний адаптер), EGA (від англ. «Enhanced Graphics Adapter» — збільшений або розширений графічний адаптер), VGA (від англ. «Video Graphics Array» — відеографічний масив) і SVGA (від англ. «Super VGA» — супервідеографічний масив). Дані про стандартну кількість кольорів і роздільну здатність названих відеоадаптерів наведено в таблиці.

Дуже поширеним пристроєм, що полегшує роботу користувача за комп'ютером, особливо при використанні графічного режиму роботи дисплея, є миша. Цей пристрій був винайдений у 1963 році Дугласом Енджелвбартом.

Миша — це пристрій, за допомогою якого можна керувати місцезнаходженням курсора на екрані дисплея і вибирати об'єкти для подальшої роботи.

При підключенні миші до комп'ютера на екрані дисплея як у текстовому, так і в графічному режимах роботи з'являється курсор миші. Залежно від режиму роботи форма курсора може змінюватися.

Для переміщення курсора по екрану користувач повинен пересунути мишу по поверхні стола або спеціального килимка. Рух миші призводить до обертання кулі, що міститься внизу в тілі миші. Обертання кулі перетворюється на сигнал, що керує рухом курсора миші на екрані дисплея. Таким чином, коли миша рухається по поверхні стола або килимка, відповідно до цього руху її курсор переміщається по екрану. За допомогою миші курсор можна переводити в будь-яке місце на екрані.

Рис. 4. Миші

Введення інформації в комп'ютер відбувається за допомогою кнопок. Залежно від конструкції, в тіло миші вбудовані одна, дві або три кнопки. Більшість сучасних ІВМ-сумісних комп'ютерів використовують дво- та трикнопкові миші.

Є ще один пристрій, подібний до миші за принципом дії та функціями, які він виконує. Він називається трекбол. Це та сама миша, але перевернута на «спину». Куля, що керує рухом курсора на екрані, знаходиться зверху. Користувач обертає кулю пальцем, і відповідно до цього обертання курсор пересувається по екрану. Трекбол застосовується у портативних комп'ютерах і зручний тим, що немає потреби рухати його, адже він весь час залишається на одному місці.