12) 12. Классификация и характеристики основных устройств ввода информации.

Основным устройством ввода информации является клавиатура. Это устройство представляет собой совокупность датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих определенную электрическую цепь. Внутри корпуса клавиатуры помимо датчиков клавиш расположены электронные схемы дешифрации нажатых клавиш и микроконтроллер клавиатуры, передающий на системную плату соответствующие сигналы.

Наряду с клавиатурой важнейшими устройствами управления и ввода информации являются различные типы так называемых манипуляторов-указателей. Наиболее популярный манипулятор-указатель – устройство типа «мышь». «Мышь» передает информацию о своем перемещении по плоскости и нажатии кнопок (двух или более). «Мышь» делает удобным манипулирование такими широко распространенными графическими объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы и т. п. Традиционная компьютерная «мышь» реализует оптико-механический принцип кодирования перемещения. С поверхностью стола соприкасается тяжелый шарик сравнительно большого диаметра. Ролики, прижатые к поверхности шарика, установлены на перпендикулярных друг другу осях с двумя датчиками. Датчики, представляющие собой оптопары (светодиод–фотодиод), располагаются по разные стороны дисков с прорезями. Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы, определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих от них импульсов – скорость. Более точного позиционирования курсора позволяет добитьсяоптическая «мышь». Современные оптические «мыши» имеют встроенный видеодатчик, процессор которого обрабатывает получаемое изображение. Такая «мышь» ориентируется на оптические «неровности» любой поверхности. Манипулятор-указатель типа трекбол (trackball – «шариковая дорожка») представляет собой как бы перевернутую «мышь», шарик которой вращают пальцами. Иногда его встраивают в клавиатуру (чаще в портативных компьютерах). Трекболу не требуется площадка для движения (которая необходима «мыши»), так как позиция курсора рассчитывается исключительно по вращению шарика.В последнее время все большее применение в качестве компактных манипуляторов-указателей (главным образом в мобильных компьютера), находят сенсорные панели, чувствительные к прикосновению пальца пользователя. Популярными игровыми манипуляторами является так называемые джойстики (joystick – «игровая палочка»), которые имеют разнообразное конструктивное исполнение, разный уровень сложности, наличие рычагов или руля и многочисленных функциональных кнопок.

Графический планшет, или дигитайзер (digitizer– «оцифровыватель»), – это кодирующее устройство, позволяющее вводить в компьютер двумерное, в том числе и многоцветное изображения в виде растрового образа. Графические планшеты применяют при работе в области компьютерной графики. Другая область их применения – ввод данных в системах автоматизированного моделирования и проектирования. В состав графического планшета входят специальные устройства указания – курсор или перо с кнопками и датчиками. Собственный контроллер посылает импульсы по сетке проводников, расположенной под поверхностью планшета. Получив два таких сигнала, контроллер преобразует их в координаты, которые передает в компьютер, а 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. Для устройств рукописного ввода информации характерна такая же схема работы, только введенные образы букв дополнительно преобразуются в буквы при помощи специальной программы распознавания. Устройства перьевого ввода часто используются в сверхминиатюрных компактных ПК, в которых нет полноценной клавиатуры.

Универсальным устройством ввода текстовой и графической информации является сканер, который преобразует видеоинформацию на бумаге или другом носителе (текст, рисунки, фотографии, слайды и т. п.) в электрический сигнал и передает его в компьютер. Принцип действия сканера заключается в следующем. Свет, идущий от источника освещения, попадает на оригинал и, отразившись от него, улавливается оптической системой сканера. Она состоит из зеркал и объектива (иногда роль оптической системы может играть просто призма). Оптическая система фокусирует свет на фотопринимающем элементе (фотоприемнике), роль которого – преобразование интенсивности падающего света в электрический сигнал. После аналогово-цифрового преобразования сигнал в цифровом виде через аппаратный интерфейс подается в компьютер, где его получает и анализирует программа работы со сканером. В сканерах большинства типов используется не один фотопринимающий элемент, а линейка или матрица из большого количества фотоприемников. Это дает возможность сканировать не по одной точке исходного изображения, а сразу получать информацию о полосе изображения, что ускоряет процесс сканирования. В этом случае подсвечивается сразу же полоса оригинала на всю его ширину.

Основными типами фотоприемников современных сканеров являются фотоприемники на основе ПЗС («приборов с зарядовой связью» – Couple-ChargedDevice, CCD) и фотоприемники на основе КДИ («контактных датчиков изображения» –Contact Image Sensor, CIS). Преимуществами фотоприемников на основе ПЗС являются относительно высокая чувствительность и широкий спектральный диапазон, а недостатками – ограниченность разрешения, существование «фотонных шумов» (вносящих искажения в результаты сканирования), так называемое «растекание» заряда (приводящее к расплывчатости ярких деталей изображения). Положительными сторонами КДИ-сканеров являются более простое конструктивное исполнение, меньшие габариты и потребляемая мощность, чем у ПЗС-сканеров, большая равномерность качества получаемого изображения, меньшая чувствительность к внешним условиям работы.

Для ввода в компьютер изображения цветного оригинала в современных сканерах используются либо три фотопринимающие линейки, на которые попадает свет соответствующего спектра после разложения его по составляющим в специальной призме оптической системы сканера, либо специальная ПЗС-матрица, имеющая покрытие, которое фильтрует цвет по составляющим и состоит из нескольких слоев фотоэлементов, каждый из которых воспринимает свою составляющую цветовой гаммы.

В сканерах, работающих «на просвет» оригинала (например, слайдов) источник освещения и фотоприемник находятся по разные стороны от оригинала.

Самым распространенным видом сканеров являются планшетные сканеры. Оригинал в планшетном сканере лежит неподвижно, а считывание (в большинстве случаев в отраженном свете) производится считывающей головкой, перемещающейся вдоль сканируемого изображения. Считывающая головка представляет собой при этом матрицу или линейку фотоприемников.

Основной характеристикой сканеров является разрешение (resolution) – это совокупность параметров, характеризующих минимальный размер деталей изображения, который сканер в состоянии считать. Принято различать оптическое разрешение, механическое разрешение и интерполяционное разрешение.

Оптическое разрешение характеризует минимальный размер точки по горизонтали, которую сканер в состоянии распознать. Эта характеристика определяется отношением количества элементов в линии матрицы к ширине рабочей области сканирования.

Механическое разрешение – это количество шагов, которое делает сканирующая каретка, поделенное на длину пройденного ею пути. Этот параметр определяет минимальный размер точки по вертикали, которую сканер может распознать.

Поскольку матрица не может сканировать с разрешением по горизонтали больше оптического, для добавления недостающих точек используются математические методы интерполяции. Интерполяционное разрешение – это разрешение, искусственно увеличенное с помощью математических методов.

Разрешение сканера обычно измеряется в пикселах на дюйм (pixel per inch –ppi).

Важной характеристикой сканеров является разрядность или глубина цвета – параметр, характеризующий количество цветов или оттенков серого цвета (в зависимости от цветности сканера). Разрядность означает, сколько бит используется сканером для представления цвета одной точки изображения.

Сканеры характеризуются таким параметром, как оптический (динамический) диапазон, который определяет способность сканера воспроизводить плавные тоновые изменения и выражает различие между самыми светлыми и самыми темными тонами, которые могут быть зафиксированы с помощью сканера.

Максимальный формат оригинала, который планшетный сканер в состоянии обработать, называют рабочей областью сканирования.

Современные распространенные образцы планшетных сканеров обеспечивают оптическое разрешение 1200 х 2400 ррi, глубину цвета – от 36 до 48 бит, оптический диапазон – до 5 единиц.

К области узкоспециализированных профессиональных сканеров относятся так называемые барабанные сканеры. В них оригинал (в виде гибкого листа) закрепляется на вращающемся барабане. Применяются эти сканеры, как правило, в высококачественной полиграфии, так как позволяют обеспечить высокое оптическое разрешение, достигающее 24 000 ppi. Такие характеристики достигаются благодаря уникальной технологии, применяющейся в барабанных сканерах, которая основана на использовании в качестве светочувствительных элементов так называемыхфотоэлектронных умножителей (ФЭУ).

Для сканирования больших объемов информации применяют быстродействующие листопротяжные (роликовые) сканеры, в которых оригинал протягивается с помощью роликов сквозь сканер и считывается неподвижной линейкой фотоприемников.

Одним из первых и ранее наиболее распространенных типов сканеров является так называемый ручной сканер. В настоящее время модификации таких сканеров используются в основном для считывания товарных штрих-кодов.

Производятся и другие типы сканеров, являющиеся модификациями или комбинациями вышеописанных типов.

Популярные современные цифровые фото- и видеокамеры также могут быть отнесены к компьютерным устройствам ввода информации. По принципу действия они практически не отличаются от сканеров. В общих чертах в дополнение к обычным сканерам эти устройства имеют лишь оптические объективы для фокусирования светового потока от удаленных объектов.

13)13. Классификация и характеристики основных устройств вывода информации.

К ним можно отнести:монитор,принтер(лазерный,струйный),звуковые колонки,наушники,плоттер.

Монитор-стандартное устр-во вывода,предназначен для визуального отображения текставых и графич.данных

• С электронно-лучевой трубкой(100квт)

14)14. Понятие программного обеспечения. Классификация ПО.

Програм.обесп.-совокупность прог.выполн.вычисл.сист.

Комп.выполняет действ.по заранее задан.проге.Файлы прог вместе с прогами др.типов хранятся на накоп.инфы и перед выполнением считываются в ОЗУ

К ПО относится совокупность прог.процедуп(подпрог.)правил и документации касающихся фундаментационирования системы обработки данных.

Проги предназначены для управ.аппаратн.устройствами

Классификация ПО:

1. Базовое ПО или базовый уровень ПО(самый низкий)осущ.взаимно с аппаратным обеспечением BIOS(ответст.за проверку работоспособн.системы и загрузку)

2. Системный-обеспеч.взаимодейств др.прог с базовым уровнем,определяет эксплуатационные показатели вычислит.системы.обеспеч. средство пользов.интерфейса.

Находится ядро операц.сист.,помещаются проги для дров.Обеспеч.взаимодейств.с конкретн.устройствами.

3. Служебный уровень.Содержит проги(утилиты),кот.обеспеч.автоматизацию работ по проверке и настройке комп.системы,а также автоматиз.и улучш.прог.(сист.прог.)

15. Прикладное программное обеспечение.

Программное обеспечение ЭВМ – совокупность программ обработки данных и необходимых для их эксплуатации документов. Программное обеспечение (ПО) ЭВМ разделяют на общее, или системное (general Software), и специальное, или прикладное (application or spesial Software). Общее ПО объединяет программные компоненты, обеспечивающие многоцелевое применение ЭВМ и мало зависящие от специфики вычислительных работ пользователей. Сюда входят программы, организующие вычислительный процесс в различных режимах работы машин, программы контроля работоспособности ЭВМ, диагностики и локализации неисправностей, программы контроля заданий пользователей, их проверки, отладки и т. п.

Общее ПО обычно поставляется потребителям комплектно с ЭВМ. Часть этого ПО может быть реализована в составе самого компьютера. Специальное ПО (СПО) содержит пакеты прикладных программ (ППП), обеспечивающие специфическое применение ЭВС и ВС. Прикладной программой называется программный продукт, предназначенный для решения конкретной задачи пользователя. Обычно прикладные программы объединяются в пакеты, что является необходимым атрибутом автоматизации труда каждого специалиста§прикладника. Специализация пакета определяется характером решаемых задач (пакеты) для разработки экономических документов, бухгалтерских отчетов, статистических данных, планирования и т. д.)

Общее ПО включает

в свой состав:

• операционную систему (ОС);

• систему автоматизации программирования (САП);

• комплекс программ технического обслуживания (КПТО);

• пакеты программ, дополняющие возможности ОС (ППос);

• систему документации (СД).

Операционная система служит для управления вычислительным процессом путем обеспечения его необходимыми ресурсами. Средства автоматизации программирования объединяют программные модули, обеспечивающие этапы подготовки задач к решению.

Модули КПТО предназначены для проверки работоспособности вычислительного комплекса. В иерархии программных средств отсутствуют программы КПТО. Эти компоненты непосредственного участия в вычислениях не принимают, они только обеспечивают

их. Перед началом вычислений их задачей является проверка работоспособности аппаратуры и параметров сопряжения перечисленных уровней ПО. ПО современных ЭВМ и ВС строится по иерархическому модульному принципу. Это дает возможность адаптации ЭВМ и ВС к конкретным условиям применения, открытость системы для расширения состава предоставляемых услуг, способность систем к совершенствованию, наращиванию мощности и т. д.

Важной частью ПО является система документации, хотя она и не является программным продуктом. СД предназначается для изучения программных средств подсистем ПО, она определяет порядок их использования, устанавливает требования и правила разработки новых программных компонентов и особенности их включения в состав ОПМО или СПО (общее или специальное программное обеспечение). В настоящее время на любой вид деятельности существуют, совершенствуются и разрабатываются программы, позволяющие пользователям, даже не имеющим хорошей компьютерной подготовки, эффективно решать специфические задачи обработки информации (подготовка справок, отчетов, разработка документов, графическое представление данных и т. д.).

16)16. Операционная система. Назначение и функции ОС.

Операционная система- Комплекс взаимосвязанных системных прог.и данных,с помощью которого осущ.управление всеми устройствами компа и взаимодействие с пользователем.Является посредником между аппаратной частью,программной и пользователем,позволяет взаимодействовать прог.обеспеч.и аппаратн.обеспеч.

Функции ОС:

1. Осущ.диалога с пользователем(интерфейс пользователя)

2. Ввод\вывод и управление данными

3. Планирование и организация процесса работы прог.

4. Распределение ресурсов(оперативной памяти,процессора,внешних уст-в)

5. Запуск прог. на выполнение

6. Вспомогательные операции обслуживания

7. Передача инфы между внутрен.устройствами

8. Программная поддержка работы переферийных устройств

Назначение операционной системы:

Компьютеры не всегда нуждались в операционной системе. Если компьютер мог включаться, начинать работать и воспринимать команды человека без операционной системы, то в ней не было никакой необходимости. Примерами таких « компьютеров» могут быть игровые приставки. У них тоже есть процессор, оперативная память, в которой находится программа во время работы, есть устройства ввода информации (например, джойстик), но операционной системы нет или она совсем примитивна.

Игровые программы для приставок (и данные к ним, такие как музыка и рисунки) записаны в микросхеме ПЗУ (она находится в игровом картридже) или на лазерном диске. Когда картридж (или лазерный диск) вставляется в приставку, программа автоматически запускается и никакого управления, кроме того, которое положено по сценарию игры, не предполагается, поэтому и никакая операционная система не нужна. На приставку можно посмотреть и с другой стороны. Загружая игру, попадают под управление как бы ее игровой « операционной системы» и можно делать только то, что в игре предусмотрено, например, «бегать», «прыгать» и «стрелять». Ограниченность и нестандартность не позволяют назвать видеоигру «операционной системой» без кавычек. Настоящая операционная система должна:

– быть общепризнанной и использоваться как стандартная система на многих компьютерах;

– работать с многочисленными аппаратными устройствами, выпущенными разными фирмами, в том числе и в прошлое время;

– обеспечивать возможность запуска самых разных программ, написанных разными людьми и выпущенных разными организациями;

– предоставлять средства для проверки, настройки, обслуживания компьютера, его устройств и программ, которые на нем установлены