4. Сучасні засоби компютерної техніки

До периферійних пристроїв відносять пристрої, які є зовнішніми по відношенню до системного блоку.

Головними периферійними пристроями є: монітор, клавіатура, миша.

Окрім перерахованих пристроїв, до складу комп’ютера можуть також входити (так звані додаткові периферійні пристрої): принтер, модем; сканер, звукові колонки, головні телефони (навушники), мікрофон, блок безперебійного живлення.

Пристрої введення інформації — це пристрої комп'ютера, призначені для передавання інформації від користувача комп'ютеру. До основних відносяться: клавіатура, маніпулятор «миша», сканер, мікрофон.

Клавіатура призначена для введення до комп'ютера текстової інформації (літер, цифр, розділових знаків) та керування його роботою.

За допомогою клавіатури здійснюється ввід даних в пам’ять комп’ютера (текстів і чисел), а також управління його роботою. Зазвичай клавіатура стаціонарного ПК ─ це самостійний конструктивний блок. Клавіатури мають по 101  104 клавіші, які розміщені за стандартом QWERTY (у верхньому лівому куті літерної частини клавіатури містяться клавіші «Q», «W», «E», «R», «T», «Y»). Розрізняють їх лише за незначними варіаціями розташування і форми деяких службових клавіш, а також особливостями, зумовленими мовою, що використовується.

Стандартна клавіатура має 101 клавішу, за допомогою яких можна згенерувати 256 різних символів. Всі клавіші поділяють на наступні групи:

─ алфавітно-цифрові клавіші;

─ клавіші управління курсором;

─ функціональні клавіші;

─ управляючі клавіші;

─ цифрові клавіші.

Алфавітно-цифрові клавіші є найчисленнішою групою клавіш. Вони містять зображення літер, цифр, знаків дій, знаків пунктуації та деяких інших знаків. Натискання на ці клавіші приводить до появи відповідних знаків на екрані. В клавіатурах, які використовуються на Україні, клавіші цієї групи містять крім зображень латинських літер ще зображення літер українського та російського алфавітів. Перемикання між українською, англійською та російською розкладками (при роботі в середовищі Windows) здійснюється натисканням комбінації клавіш Ctrl+Shift (або Alt+Shift).

Ввід великих літер здійснюється натисканням відповідних клавіш з утримуванням при цьому натиснутої клавіші Shift. Так само, за допомогою клавіші  Shift, здійснюється набір верхнього знака на клавіші. Так, наприклад, для вводу лівої круглої дужки ( потрібно натиснути комбінацію клавіш Shift+9. Тут 9 є нижній знак на клавіші зі знаками 9 і (. Якщо потрібно вводити тривалий час лише великі літери, то можна зафіксувати верхній регістр, натиснувши клавішу Caps Lock. При цьому загоряється відповідний індикатор на клавіатурі. Тепер, при натисканні на клавішу з літерою на екран буде виводитись велика літера, а для набору малої літери потрібно додатково натиснути клавішу Shift. Дія клавіші Caps Lock не поширюється на клавіші, що мають не літери. а знаки.

Призначення клавіш управління курсором зрозуміле з їх назви. До цих клавіш відносяться клавіші зі стрілками, а також клавіші Home, End, Page Down, Page Up. Клавіші зі стрілками переміщують курсор на одну позицію у відповідну сторону. Клавіша Home призначена для здійснення переходу на початок рядка, меню і т.д., а клавіша End – відповідно в кінець. Клавіші Page Down і Page Up переміщують курсор на екран вниз або вгору відповідно.

Функціональним клавішам F1, ... , F12 різні програми приписують різні дії. Тому, в загальному випадку, можна лише сказати, що натискання на клавішу F1 призводить до виводу довідки по роботі з програмою (хоча і тут трапляються виключення). З довідки, в більшості випадків, можна взнати про призначення інших функціональних клавіш.

Блок цифрових клавіш, що знаходиться праворуч, може працювати в двох режимах: в режимі вводу цифр і в режимі управління переміщенням курсора. Перемикання між цими режимами здійснюється за допомогою клавіші NumLock.  Свічення індикатора NumLock свідчить про те, що цифрові клавіші знаходяться в режимі вводу цифр. Ці клавіші дублюють клавіші з цифрами з блоку алфавітно-цифрових клавіш, але є більш зручними при вводі числової інформації.

Більшість управляючих клавіш (деколи їх називають спеціальними) розміщено серед алфавітно-цифрових клавіш. До цих клавіш належать клавіші Esc, Shift, Enter, Alt, Ctrl, Enter, CapsLock та деякі інші. Клавіші Shift, Alt, Ctrl, як правило, використовуються в комбінаціях з іншими клавішами. За допомогою таких комбінацій (по іншому – клавішних команд) розширюються можливості клавіатури. Дії по тих чи інших клавішних командах визначаються програмою, з якою в даний час працює комп’ютер. Нижче вкажемо призначення деяких клавіш та їх комбінацій, що підтримується більшістю програм.

Клавіша Esc відміняє виконання поточної операції.

Клавіша Enter завершує ввід команди, даних, підтверджує вибір пункту меню і т.п.

Комбінація Ctrl+Alt+Del виводить на екран список програм (відкриває вікно Диспетчера задач), що виконуються комп’ютером в даний момент. При цьому, роботу кожної з цих програм можна завершити. Повторне натискання цієї комбінації клавіш призводить до перезавантаження комп’ютера. При роботі в середовищі MS-DOS використання такої комбінації зразу ж приводить до перезавантаження, без виводу списку працюючих програм.

Клавіша Pause часто дозволяє призупинити роботу програми, а комбінація Ctrl +Break завершити роботу поточної програми. 

Клавіша Del (Delete) видаляє символ над курсором, а клавіша Backspace – зліва від курсора.

Клавіша Ins (Insert) перемикає режим вставки символів в режим заміщення символів і навпаки. В режимі заміщення, символи, які вводяться, просто "затирають" старі. В режимі вставки символів, символи, які вводяться, посувають вправо символи, що знаходяться праворуч від курсора.

Маніпулятор «миша» — це пристрій, за допомогою якого користувач керує позицією курсору на екрані монітора та обирає об'єкти для роботи. «Миша» містить всередині кульку, яка може обертатися у різних напрямках. При переміщенні «миші» по поверхні стола чи планшета курсор відповідно переміщується по екрану. Миші, що використовуються для роботи з програмами фірми Microsoft, є двокнопковими.

Пристрої виведення інформації — це пристрої комп'ютера, призначені для передавання інформації від комп'ютера до користувача. До них відносять: монітор (дисплей), принтери та плоттери (графопобудувачі).

У сучасних комп'ютерах користувач має змогу одержувати від комп'ютера інформацію будь-якого виду: числову, текстову, графічну та звукову.

Монітор – це головний пристрій виводу. Його призначення ─ вивід текстової та графічної інформації на екран. Монітор ще називають дисплеєм. У текстовому режимі екран монітора умовно поділяється на окремі ділянки  знакомісця (найчастіше  на 25 рядків по 80 символів у кожному). Поточне місце екрана, тобто місце, куди буде виводитися черговий символ, помічається курсором.

У графічному режимі на екран виводиться будь-яке зображення — текст, малюнки, графіки тощо. В цьому режимі екран монітора складається з окремих точок — пікселів (від англ. picture element — елемент зображення), кожному з яких можна надати певного кольору.

Кількість точок по горизонталі й вертикалі, яку монітор здатний відтворити чітко і роздільно, називається його роздільною здатністю. Якість зображення напряму залежить від роздільної здатності монітора.

Відстань між двома точками (пікселями) на екрані називається розміром зерна монітора і визначає щільність їх розташування. Чим менший розмір зерна, тим кращі чіткість та якість зображення.

У сучасних моніторах розмір зерна дорівнює від 0,31 мм до 0,21 мм. Для задовільної якості зображення, наприклад, в режимі 800 x 600 на 15-дюймовому моніторі достатньо обмежитись розміром зерна 0,28 мм.

Розмір екрана вимірюється по діагоналі у дюймах. Використовуються монітори розміром 14", 15", 17", 19", 20", 21", 24".

Принтери та плоттери — це пристрої для виведення на папір символьної та графічної інформації.

Існує багато моделей принтерів, однак, як правило, використовуються три види — матричні, струминні та лазерні.

Головним вузлом матричного принтера є друкарська голівка з тонкими металевими стрижнями (голками), розміщеними у вертикальній площині перпендикулярно до паперу. Чим більше голок на друкувальній голівці, тим більше формується точок на папері, тобто тим краща якість друку. Швидкість друкування матричними принтерами  від 10 до 60 с на сторінку в текстових режимах. Швидкість друкування в графічних режимах відчутно нижча.

У струминних принтерах зображення формується мікрокраплями спеціального чорнила, що викидаються на папір через мініатюрні сопла. Швидкодія та якість друку за допомогою струмнниих принтерів вища, ніж матричних. Розповсюдження дістали кольорові струминні принтери, які забезпечують якісний друк будь-яких кольорових текстів і зображень.

Найбільш швидке і якісне друкування забезпечують лазерні принтери, у яких зображення створюється лазерним променем на світлочутливому барабані, що знаходиться всередині принтера.

Плоттери або графопобудувачі, призначені для друкування будь-яких складних графічних зображень великих форматів. Використовуються вони у галузях, де необхідне виготовлення креслень, схем, графіків, карт, діаграм.

Сканер — це пристрій, для введення в комп’ютер чорно-білого або кольорового півтонового зображення, графічної та текстової інформації. За допомогою спеціального програмного забезпечення можна розпізнавати текст, введений за допомогою сканера, і це дозволяє швидко переносити у комп'ютер надрукований (на принтері, друкарській машинці, а іноді — навіть рукописний) текст. Введена інформація може оброблятися за допомогою графічних або текстових редакторів, зберігатися, виводитися на друк тощо.

За способом переміщення зчитуючого вузла сканери поділяються на ручні, барабанні та планшетні. Після вводу зображення в пам’ять, його можна зберегти в файлі в одному з графічних форматів (.bmp, .pcx, .gif, .jpg та інші). Такі файли мають значний розмір, який тим більше, чим з більшою роздільною здатністю і кількістю кольорів проскановано зображення. Якщо сканується текст, то отримане електронне зображення піддають додатковій обробці – за допомогою спеціальних програм літери розпізнаються і зображення перетворюється в форматовану послідовність знаків. Це значить, що перетворене зображення текстової сторінки можна записати у вигляді текстового файла, розмір якого значно менший (в десятки, а то й сотні разів) за розмір початкового.

Ручний сканер призначений для вводу в пам’ять комп’ютера невеликих за розмірами графічних зображень. Для вводу зображення ручний сканер переміщують по поверхні зображення. Ручні сканери порівняно недорогі, але мають ряд істотних недоліків. Зокрема, ним незручно сканувати сторінки книг, бо, по-перше, його робоча поверхня якщо і захоплює по ширині текст на сторінці книги, то захоплює його без всякого запасу. Невеликий зсув в сторону при переміщенні робочої поверхні сильно викривлює зображення. По-друге, на нижній стороні сканера знаходиться ролик, який повинний бути при скануванні в тісному контакті з поверхнею, по якій рухається сканер. Цей контакт втрачається, коли робоча поверхня сканера досягає нижньої частини сканованої сторінки в товстій книзі. Щоби уникнути цього, потрібно використовувати додаткові пристрої (спеціальні накладні поверхні), що ускладнює роботу. В даний час ручні сканери майже повністю витіснені планшетними.

В барабанних сканерах лист з оригіналом за допомогою барабану втягується у сканер і переміщується вздовж нерухомого зчитуючого пристрою. Такий спосіб сканування не дає змоги сканувати книги та переплетені брошури.

В планшетному сканері оригінал розміщується на прозорій поверхні, під якою знаходиться зчитуючий пристрій. Пристрій в процесі сканування переміщується вздовж оригіналу, здійснюючи зчитування.

Принцип роботи сканера полягає в наступному:

Спеціальне джерело світла освітлює поверхню оригіналу. Світлочутливий датчик вимірює з деякою частотою інтенсивність відбитого оригіналом світла і перетворює її в двійковий код. Роздільна здатність сканера прямо пропорційна частоті вимірювань.

Основними показниками сканерів є глибина кольору та оптична роздільна здатність.

Глибина кольору — це обсяг пам'яті (звичайно в бітах), який відводиться для кодування кольорової палітри.

Оптична роздільна здатність вимірюється кількістю точок, які містяться в одному дюймі, від оптичної здатності напряму залежить якість зображення. Одиниця виміру оптичної здатності називається «dpi» (від англ. Dot Per Inch — кількість точок на одному дюймі).

При фізичному з'єднанні двох або більше комп'ютерів виникає комп'ютерна мережа.

Комп'ютерна мережа — це сукупність комп'ютерів, які поєднані лініями зв'язку, оснащені комунікаційними пристроями та відповідним програмним забезпеченням. Комп’ютерна мережа забезпечує користувачів засобами обміну інформацією і колективного використання її апаратних, програмних та інформаційних ресурсів.

Комп'ютерні мережі можна класифікувати за територіальним розподілом. При цьому розрізняють глобальні, регіональні та локальні мережі.

Локальні мережі поєднують групи невіддалених комп'ютерів. Такі мережі звичайно сполучають абонентів одного або кількох сусідніх будівель одного підприємства, установи та включають, як правило, декілька десятків комп'ютерів. Для організації локальної мережі кожний комп'ютер повинен мати мережеву плату (через яку і відбувається обмін даними) та відповідне програмне забезпечення.

Регіональні мережі об’єднують користувачів міст, областей, невеликих країн. Як канали зв’язку в них найчастіше застосовують телефонні лінії,

Глобальні мережі (WAN — Wide Area Network) — це мережі, які поєднують локальні мережі та комп'ютери, що знаходяться на великій відстані один від одного, тобто об’єднують користувачів, розташованих в різних частинах світу. У них часто використовуються супутникові канали зв’язку, що дають змогу сполучати вузли мережі зв’язку та комп’ютери, які розташовані на відстані 10  15 км один від одного.

Одним з пристроїв для організації комп’ютерного зв'язку є модем. Модем — це пристрій для перетворення телефонних (аналогових) сигналів на цифрові комп'ютерні та навпаки. Модем – пристрій для обміну інформацією між комп’ютерами через телефонну лінію. Слово "модем" є скороченням терміну "модулятор-демодулятор". Телефонна лінія передає аналогові (тобто неперервні) сигнали, а комп’ютер оперує з дискретними сигналами (0 і 1). Для передачі двійкового повідомлення по телефонній лінії, це повідомлення потрібно перетворити в аналогове. Таке перетворення здійснюється за допомогою накладання на синусоїдальну частоту телефонного сигналу дискретних сигналів і називається модуляцією. Зворотне перетворення аналогового модульованого сигналу в послідовність дискретних називається демодуляцією.

Модеми бувають двох типів: зовнішні (у вигляді окремого блоку, що приєднується до системного блоку через один з комунікаційних портів) та внутрішні (у вигляді плати, що вставляється в слот розширення). Внутрішні модеми деколи ще називають вбудованими.

Основною характеристикою модему є швидкість передачі, що вимірюється в бітах за секунду (bps). Найбільш поширеними в даний час є модеми з швидкостями 28800, 33600 і 56000 біт за секунду.

Майже всі сучасні модеми можуть виконувати функції факсимільних апаратів (факсів). Факс – прилад для передачі зображень по телефонній лінії.

Джойстик та інші маніпулятори. Джойстик являє собою важільний маніпулятор, який використовується при роботі з моделюючими програмами та в комп’ютерних іграх для управління рухомими об’єктами на екрані монітора. Важіль джойстика можна переміщувати вперед-назад та вправо-вліво. Переміщення важеля призводить до синхронного переміщення у відповідну сторону і об’єкта управління. Одна або декілька кнопок дозволяють здійснювати додаткові функції управління. Так, в більшості ігор натискання на головну кнопку призводить до "пострілу в чужих". Взагалі, до яких дій на екрані призведе натискання на кнопку джойстика цілком залежить від фантазії авторів гри чи моделюючої програми. Джойстик під’єднується за допомогою проводу до спеціального адаптера, який вставляється в один з слотів розширення на системній платі.

Трекбол – маніпулятор, що управляє курсором за допомогою обертання кульки. Трекбол нагадує собою перевернуту мишу. Основне використання трекбола – портативні комп’ютери, де він або вбудовується в клавіатуру, або прикріплюється до неї збоку. 

Світлове перо нагадує за формою звичайний олівець. За допомогою світлового пера можна малювати малюнки на екрані монітора, подібно до того, як малюють на папері. За допомогою світлового пера малювати більш звичніше, ніж за допомогою миші.

Крім перерахованих маніпуляторів використовують також спеціальні чутливі екрани, які реагують на дотик пальця або спеціальної указки. Це дозволяє здійснювати вибір з меню, переміщувати об’єкти по екрану, навіть малювати. Ще один пристрій такого роду –управляючий планшет. Робота з ним цілком аналогічна роботі з чутливим екраном, тільки управління здійснюється шляхом дотику до планшета, а не екрана.

Сучасні програми реагують на ті чи інші події, що відбуваються при їх виконанні, не тільки виводом візуальних повідомлень на екрані, але й відповідними звуками. Це робить спілкування з комп’ютером більш "людянішим", а також, дозволяє уникнути помилок, особливо при роботі з декількома програмами одночасно. І, звичайно, ігри на комп’ютері без можливості відтворювати різного роду звуки, були б досить непривабливими. Звуковий ввід найбільш часто використовують при навчанні іноземних мов за допомогою комп’ютера.

Для роботи зі звуком комп’ютери обладнуються пристроями для звукового вводу/виводу. До таких пристроїв належать звукова плата (звукова карта), звукові колонки, головні телефони та мікрофон. Всякий комп’ютер також має вбудований гучномовець. Звукова карта являє собою адаптер, що вставляється в один з слотів розширення системної плати. На звуковій карті є спеціальні гнізда для приєднання колонок та мікрофона. Звукові колонки поділяються на пасивні і активні. Активні колонки комплектуються блоком живлення, в той час, як пасивні його не потребують.

Звукова плата — це пристрій комп'ютера, який забезпечує введення та виведення звукової інформації. Звукова плата вмонтовується в системний блок та виконує операції, пов'язані з перетворенням звукової інформації на цифрову та навпаки. До звукової плати для виведення звуку можна підключати колонки або навушники, а для введення  мікрофон.

Основним параметром звукової плати є розрядність, що визначає кількість бітів, які використовуються при опрацюванні звукових сигналів. Нині найбільш популярні 32- та 64-розрядні плати.

Мікрофон — це пристрій для введення звукової інформації. Мікрофон підключається до звукової плати, яка вмонтовується в системний блок.

Зараз активно розробляються програми для аналізу і розпізнавання мови, з метою здійснювати управління комп’ютером без використання миші та клавіатури – з голосу. Можливо, в недалекому майбутньому, можна буде диктувати комп’ютеру тексти, замість того, щоби їх набирати на клавіатурі.