Дипломна робота

розділити на декілька етапів, організувавши передачу даних від одного етапу до наступного. При цьому конвейєрну обробку можна використовувати для поєднання етапів виконання різних команд. Продуктивність при цьому зростає завдяки тому, що одночасно на різних ступенях конвейєра виконуються декілька команд. Конвейєрна обробка такого роду широко застосовується у всіх сучасних швидкодіючих процесорах.

1.4 Пристрої введення і виведення

Пристрій введення — пристрій для внесення данних до комп'ютера під час його

роботи.

Види пристроїв введення Клавіатура (рис.1.14 )– це одна з основних частин комп'ютера. З її допомогою

вводять алфавітно-цифрові дані і керують роботою комп'ютера. Сьогодні існують різні варіанти дизайну клавіатур. Також їх розрізняються по функціональності.

Рис. 1.14 Клавіатура звичайна

1.4.1 Призначення клавіатури

Клавіатура IBM PC призначена для введення в комп'ютер інформації від користувача. Друк на клавіатурі - це поки що основний спосіб введення алфавітно-

цифрової інформації від користувача в комп'ютер. Кожна клавіша клавіатури являє собою кришку для мініатюрного перемикача (механічного або мембранного). Міститься в клавіатурі невеликий мікропроцесор відстежує стан цих перемикачів, і при натисканні або відпуску кожної клавіші посилає в комп'ютер відповідне повідомлення

32

(переривання), а програми комп'ютера (операційної системи) обробляють ці повідомлення.

Умовно можна виділити на клавіатурі чотири групи клавіш:

1. Алфавітно-цифрові і знакові клавіші з пробілом (цифри 0-9, латинські літери A-

Z, символи кирилиці А-Я, знаки пунктуації, службові символи"+", "-", "/" тощо).

2.Функціональні клавіші F1, F2, F3 … F12.

3.Службові клавіші: Enter, Esc, Tab, стрілки управління курсором Left, Up,Down Right, PgUp, PgDn, Home, End і багато інших.

4.Права (допоміжна) клавіатура.

1.4.2. Функції деяких клавіш у більшості програм

«Caps Lock» - зазвичай служить перемикачем верхнього і нижнього регістрів клавіатури.

«Shift» - переводить клавіатуру в режим протилежний встановленим клавішею

«Caps Lock».

«Alt», «Ctrl» - самостійного значення не мають, працюють спільно з іншими клавішами.

«Enter» - сигнал про завершення введення. Вибір пункту меню. Натискання кнопки

«ОК».

«Esc» - скасування останньої введеної команди.

«Tab» - перехід між зонами екрану або позиціями табуляції. «Home» - переведення курсора до початку рядка.

«End» - переклад курсору до кінця рядка. «PgUp» - переміщення на "сторінку" вгору. «PgDn» - переміщення на "сторінку вниз.

«Ins (Insert)» - перемикання режиму вставки та заміни при введенні інформації в текстових редакторах і редакторах без даних.

«Del (delete)» - видалення символу, під яким знаходиться курсор. «Backspace» - видалення символу ліворуч від курсору.

«Print Screen» - друк текстового екрану (DOS). Пересилка графічної копії екрану в буфер обміну.

33

«Print Screen» - формує копію екрану на принтері. «Scroll Lock» - плавне перелистування екрану.

«Pause» - тимчасово призупиняє роботу виконуваної програми.

При натисканні тієї чи іншої клавіші в комп'ютер передається деяке число - номер

(код) натиснутою клавіші. Цей код не залежить ні від мови, ні від алфавіту, а тільки від конкретної натиснутої клавіші. Система містить спеціальні таблиці, в яких зазначено,

який клавіші який ASCII-код відповідає, і відсилає потрібний ASCII-код в програму, яка в даний момент очікує введення з клавіатури, наприклад, текстовий редактор. Так звані клавіші-модифікатори - Command, Control, Option (Alt), Shift, Caps Lock дозволяють за допомогою однієї і тієї ж клавіатури задати кілька варіантів перетворення коду натиснутою клавіші . Коли ми разом з натисканням основних клавіш утримуємо ще й певну комбінацію клавіш-модифікаторів, система автоматично перемикається на потрібну таблицю. На деяких клавіатурах міститься 32 таблиці відповідності.

Клавіатурна розкладка - це як раз і є сукупність всіх 32 таблиць відповідності кодів клавіш і які здійснюються за їх допомогою символів. Коли ми говоримо: «Треба переключитися на російську клавіатуру, це означає, що ми повинні активізувати 32

таблиці кириличного скрипта, але на іншій мові, наприклад російська чи англійська.

Клавіатурна розкладка Unicode Hex Input служить для введення Unicode-символів за допомогою набору числових значень кодів. Для цього треба додатково утримувати клавішу Alt, щоб «попередити» систему про те, що далі буде вводитися один Unicode-

символ у шістнадцятковому представленні, а не чотири окремих алфавітно-цифрових символів.

Клавіатурні розкладки пов'язані із загальною системою письма, з деякими

«базовими» алфавітами, визначаються скриптом. У рамках одного і того ж сценарію може існувати декілька клавіатурних розкладок, кожна з яких враховує специфіку тієї чи іншої мови, тобто служить для введення не тільки символів із загального базового алфавіту, але і додаткових символів, специфічних для конкретної мови. Клавіатурна розкладка враховує прийняте для даного мови розташування клавіш на клавіатурі.

Наприклад, для романського скрипта існують американська, французька, німецька,

іспанська та інші розкладки. Аналогічно для кириличного скрипта створені російська,

34

українська, білоруська розкладки. В «інтернаціональних» системах є засоби, що дозволяють легко перемикатися між різними скриптами і клавіатурними розкладками, що дасть можливість з допомогою однієї і тієї ж клавіатури вводити різні набори символів в відповідності з національними стандартами і особливостями.

1.4.3 Маніпулятор(мишка)

Мишею називають двомірний аналоговий маніпулятор, що підключається до персонального комп’ютера й обладнаний однією, двома або трьома кнопками на верхній кришці і коліщатком(Рис.1.15)

Рис.1.15Мишка звичайна(Маніпулятор)

Кнопки миші

Перебір функцій визначається переміщенням миші, але вибір функції відбувається лише за допомогою кнопки, що дозволяє уникнути випадкового запускання програми при перебирання функцій меню.

Одна кнопка миші може реалізувати лише мінімальні можливості пристрою. Уся робота комп’ютера в цьому випадку полягає у визначенні положення кнопки: натиснута

35

вона чи ні. Проте добре складене, меню повністю дозволяє реалізувати управління комп’ютером.

Але три кнопки набагато краще полегшують роботу з комп’ютером. Але, з іншого боку, збільшення кількості кнопок збільшує подібність пристрою до клавіатури, долаючи йому недоліки останньої. Практично три кнопки є межею, тому кількість пальців,

вільних для натискання кнопок, обмежується вказівним і середнім. Великий і мізинець використовуються для переміщення миші й утримання її в долоні. Більшість моделей обладнуються трьома або навіть двома кнопками. Найпопулярніші — трьохкнопкові миші.

Кілька років тому з’явилися миші з додатковими пристосуваннями для скролінга

(скролінг — це прокручування вгору, вниз, вліво або вправо великого зображення,

наприклад тексту (або WEB-сторінки, який не помішається на екрані повністю).

Причому миші зі скролінгом є дуже зручними при роботі з великими текстами,

таблицями, картинками. Засоби для швидкого скролінга зазвичай розташовуються між двома великими основними кнопками миші й поділяються на три типи гумове колі шатко

(обертається дискретними «кроками»), невеликий важіль (натискається вперед або назад,

задаючи відповідний напрямок скролінга) і так звана кнопка-гойдалка (натискання на її передній кінець задає скролінг угору, натискання на задній кінець — униз) Крім того, ці пристрої найчастіше доповнюються ще однією кнопкою (вона розташовується під коліщатком (важелем), або на бічній поверхні корпуса миші), яка за вмовчанням включає в Windows-додатках такий режим скролінга, коли напрямок прокручування задається переміщенням усієї миші (у цьому режимі вищезгадані засоби швидкого скролінга не використовуються) Але ця кнопка може використовуватися і для інших цілей.

1.4.4 Механічна миша

Перші миші мали механічну конструкцію У ній використовувався маленька кулька,

що виступала через нижню поверхню пристрою й оберталася в міру його переміщення по поверхні. Перемикачі усередині миші визначали переміщення й напрямок руху кульки.

Хоча кулька може обертатися в будь-якому напрямку, визначаються тільки чотири напрямки. Це асоціюється з двома напрямками у двокоординатній системі. Переміщення

36

в кожному з чотирьох напрямків вимірюється в сотих частках дюйма. Після проходження кулькою цієї дискретно! відстані формується спеціальний сигнал для центрального блока

Механічна миша може працювати практично на будь-якій поверхні Ви можете обертати кульку навіть пальцями (хоча в цьому випадку виникнуть проблеми з натисканням кнопок). Однак набагато краше використовувати спеціальну підкладку

(килимок), щоб мінімізувати або виключити проковзування кульки на гладкій поверхні столу. При цьому сам килимок повинен досить добре прилипати до столу.

До мінусів механічних мишей можна віднести те, що для їх роботи потрібен якийсь простір для переміщення (зазвичай місця на робочих столах завжди не вистачає). А крім того, механічні частини часто ламаються Миші мають тенденстю до накопичування бруду, що призводить до зменшення надійності їхнього функціонування. Тому цей пристрій необхідно періодично чистити, хоча він начебто працює на чистій поверхні столу. Однак дешевизна і простота механічних мишей зробили їх найпоширенішими.

1.4.5 Оптична миша

Альтернативою механічної миші є оптична, у якій замість кульки, що крутиться,

використовується промінь світла, що сканує координатну сітку, нанесену на спеціальну підкладку. За допомогою такого механізму і визначається рух. Відсутність рухомих частин у пристрої підвищує його надійність.

В оптичних мишах використовуються дві пари світлодіодів і фотодетекторів, які установлюються на задній стінці. Одна пара орієнтована під прямим кутом щодо іншої.

Підкладка вкрита безліччю жовтих і блакитних координатних сіток, що перекриваються.

Кожна пара світлодіодів і фотодетекторів визначає рух в обох напрямках при проходженні через відповідні риски сітки. Спеціальне покриття нижньої стінки миші полегшує ковзання по вкритій пластиком підкладці.

Суттєвим недоліком оптичної миші є необхідність використовувати спеціальну підкладку. З одного боку, ви можете покласти її у будь-яке місце, і пристрій буде працювати. Але, з іншого боку, така підкладка легко забруднюється, і пристрій перестає працювати. Та й саме пластикове покриття легко ушкоджується. Хоча в нормальних умовах сучасних офісів оптичні миші працюють довго й надійно.

37

Кілька років назад Microsoft випустила оптичну мишу IntelliMouse Explorer, якій не потрібні спеціальний килимок і взагалі вона може працювати майже на будь-якій поверхні (аби вона не була абсолютно гладкою і такою, що відбиває промені). У ній використовується більш складний оптичний датчик, який ніби фотографує поверхню під маніпулятором.

1.4.6 Підключення миші до комп’ютера

Миші також поділяються на «проводові» (їх переважна більшість) і «без-

проводові». Перші з’єднуються з ПК за допомогою кабелю, а другі — відповідно,

проводу не мають і передають інформацію за радіохвилями на спеціальний приймач,

який підключається в порт USB ПК. Теоретично безпроводові миші, звичайно, більш зручні: відсутність кабелю гарантує вільне переміщення. Але є в таких мишей і два характерні недоліки: висока ціна й необхідність періодичної заміни батарейок. До того ж на практиці при правильному розміщенні кабелю і зі звичайною мишею ніяких незручностей у роботі не виникає.

Зараз можна зустріти миші із трьома видами роз’ємів: СОМ (дев’ятиконтактний трапецієподібний, найбільший із трьох), PS/2 (маленький, круглий, п’ятиконтактний) і USB (чотириконтактний, маленький, плоский, прямокутний). І Останнім часом пристрої з СОМ-роз’ємом зустрічаються дуже рідко, а з USB набагато частіше.

1.4.7 Сканери

Сканером називається пристрій, що дозволяє вводити в комп'ютер образи зображень, представлених у виді тексту, малюнків, слайдів, чи фотографій іншої графічної інформації. Незважаючи на достаток різних моделей сканерів, у першому наближенні їхню класифікацію можна провести усього по декількох ознаках (критеріям);

Перше: по ступені прозорості оригіналу зображення, що вводиться; друге: по кінематичному механізмі сканера (конструкції; механізму руху); третє, по типу зображення, що вводиться; четверте: по особливостях програмного й апаратного забезпечення сканера.

Оригінали зображень

Зображення можна умовно розділити на дві великі групи. До першої з них

відносяться називані непрозорі оригінали: усілякі фотографії, малюнки, сторінки

38

журналів і буклетів. Якщо згадати курс шкільної фізики, то відомо, що зображення з подібних оригіналів ми бачимо у відбитому світлі. Інша справа прозорі оригінали — кольорові і чорно-білі слайди і негативи; у цьому випадку очей (як оптична система)

обробляє світло, що пройшло через оригінал. Таким чином, насамперед, варто звернути увагу на те, з якими типами оригіналів сканер може працювати. Зокрема, для роботи зі слайдами існують спеціальні приставки.

Механізм руху

Визначальним фактором для даного параметра є спосіб переміщення голівки сканера, що зчитує, з папера відносно один одного. В даний час усі відомі сканери про цей критерій можна розбити на два основних типи: ручний (hand-held) і настільний

(desktop). Проте, існують також комбіновані пристрої, що сполучать у собі можливості настільних і ручних сканерів. Як приклад можна привести модель Niscan Page

американської фірми Nisca(Рис.1.16)

Рис.1.16 сканер Niscan Page

1.4.8 Настільні сканери

Настільні сканери називають: сторінковими, планшетними, і авто сканерами. Такі сканери дозволяють вводити зображення розмірами 8,5 на 11 чи 8,5 та на 14 дюймів.

Існують три різновиди настільних сканерів: планшетні (flatbed), рулонні (sheet-fed) і

проекційні (overhead).

Основною відмінністю планшетних сканерів є те, що скануюча голівка переміщається щодо папера за допомогою крокового двигуна. Планшетні сканери — звичайно , досить дорогі пристрої, але вони є більш якісними.

39

Для сканування зображення чи любого іншого документу необхідно відкрити кришку сканера, підключити скануючий лист на скляну пластину зображенням униз,

після чого закрити кришку. Усе подальше керування процесом сканування здійснюється з клавіатури комп'ютера — при роботі з однієї зі спеціальних програм, що поставляються разом з таким сканером. Найбільш популярними сканерами цього типу на російському ринку є моделі фірми Hewlett Packard(рис.1.17).

Рис.1.17сканер фірми Hewlett Packard

Типи зображення, що вводиться

За даним критерієм всі існуючі сканери можна підрозділити на чорно-білі і кольорові. Чорно-білі сканери у свою чергу можуть підрозділятися на штрихові і напівтонові («сірі»). Отже, перші моделі чорно-білих сканерів могли працювати тільки в дворівневому (bilevel) режимі, чи сприймаючи чорний, чи білий колір. Таким чином,

скануватися могли або штрихові малюнки (наприклад, креслення), або двох тонових зображень. Хоча ці сканери і не могли працювати з дійсними відтінками сірого кольору,

вихід для сканування напівтонових зображень такими сканерами був знайдений.

Псевдополутоновий режим, чи режим растрування (dithering), сканера імітує відтінки сірого кольору, групуючи, кілька крапок в зображення, що вводиться, у так названі gray- scale-піксели. Такі піксели можуть мати розміри 2х2 (4 крапки), 3х3 (9 крапок) чи 4х4 (16

крапок) і т.д. Відношення кількості чорних крапок до білого виділяє рівень сірого

40

кольору. Наприклад, gray-scale-піксель розміром 4х4 дозволяє відтворювати 17 рівнів сірого кольору (включаючи і цілком білий колір).

1.4.9 Чорно-білі сканери

Спробуємо пояснити принцип роботи чорно-білого сканера. Скануюче зображення висвітлюється білим світлом, одержуваним, як правило, від флуоресцентної лампи.

Відбите світло через що редукує (зменшену) лінзу попадає на фоточуттєвий напівпровідниковий елемент, який називається приладом із зарядовим зв'язком ПЗС

(ChangeCoupled Device, CCD), в основу його покладена чутливість провідності p-n-

переходу звичайного напівпровідникового діода до ступеня його освітленості. На p-n-

переході створюється заряд, що розсмоктується зі швидкістю, та залежить від освітленості. Чим вище швидкість розсмоткування, тим більший струм проходить через діод. Кожен рядок сканування зображення відповідає визначеним значенням напруги на ПЗС. Ці значення напруги перетворюються в цифрову форму або через аналого-

цифровий перетворювач АЦП (для напівтонових сканерів). Розрядність АЦП для напівтонових сканерів залежить від кількості підтримуваних рівнів сірого кольору.

Наприклад, сканер, що підтримує 64 рівня сірого, повинен мати 6-розрядний АЦП. Таким чином сканується кожен наступний рядок зображення, цілком залежить від типу використовуваного сканера. Але в планшетних сканерів рухається скануюча голівка, а в рулонних сканерах вона залишається нерухомої, тому що рухається носій із зображенням

— папір.

1.4.10Кольорові сканери

Вданий час існує кілька технологій для одержання кольорових скануючих

зображень. Один з найбільш загальних принципів роботи кольорового сканера полягає в наступному. Скануюче зображення висвітлюється вже не білим кольором, а через обертовий RGB-світлофільтр (рис.1.18). Для кожного з основних кольорів (червоного,

зеленого і синього) послідовність операцій практично не відрізняється від послідовності дій при скануванні чорно-білого зображення. Виключення складає, лише етап попередньої обробки і гамма-корекції кольорів, перед тим як інформація передається в комп'ютер. Зрозуміло, що цей етап є загальним для всіх кольорових сканерів.

У результаті трьох проходів сканування виходить файл, що містить образ

41