Устройства ввода/вывода данных

Монитор (дисплей) — устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Различают мониторы на электронно-лучевых трубках и жидкокристаллические. Его основными потребительскими параметрами являются: размер монитора и размер точки экрана, максимальная частота регенерации изображения. Размер монитораизмеряется между противоположными углами трубки кинескопа по диагонали. Единица измерения — дюймы. Стандартные размеры: 14”; 15”; 17”; 19”; 20”; 21”, 22”, 23”.

В настоящее время наиболее универсальными являются мониторы размером 15 и 17 дюймов, а для операций с графикой желательны мониторы размером 19—21 дюйм. Выделяют три принципиальноразличающихся разновидности мониторов — на базе электронно-лучевой трубки (CRT), газоразрядные и жидкокристаллические (ТFТ). Два последних вида благодаря своей конструкции не выделяют излучения, в отличие от моделей с электроннолучевой трубкой Размер точки экрана или шаг маски(0,25—0,27) — изображение на экране состоит из точек, размер которых колеблется от 0,24 до 0,27 мм. Чем меньше размер точки экрана, тем четче полученное изображение; Частота регенерации, или частота кадров изображения, показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек, Хотя предельные возможности определяет все-таки монитор. Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц).Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Минимальным считают значение — 75Гц, нормативным — 85 Гц, комфортным — 100 Гц и более. Среди фирм, выпускающих мониторы (офисные), наибольшим предпочтением пользуются LD, Samsung, Sony, IIYAMA, ViewSonic, Asus, Nec, BenQ, Mitsubishi.

Видеоадаптер Качество изображения, которое пользователь видит на экране монитора, во многом завис не только от самого монитора, но и от контроллера, который управляет работой монитора. Такой контроллер называется видеоконтроллер (видеоадаптер, видеокарта). Это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст в графику) и управляет работой монитора. Основным компонентом видеокарты является память, где хранятся передаваемые процессором числа, характеризующие каждый пиксель монитора. Для видеоадаптеров на сегодняшний день применяется память только одного типа — DDR (динамическая оперативная память). Цифроаналоговые преобразователи преобразуют эти числа в аналоговые сигналы, необходимые дня работы монитора. Для ускорения процесса обработки видеоданных и разгрузки при этом центрального процессора ЭВМ современные видеокарты имеют свой собственный видеопроцессор. Видеокарта может быть интегрирована в системную плату или подключаться к специальному разъему — АGР-порту — ускоренный графический порт. Обязательно присутствует на карте и разъем для подключения монитора. Видеокарта может содержать в себе ТV-тюнер (устройство для приема телевизионного сигнала), видеовыходы дня второго (и даже третьего) монитора, разъемы для подключения антенн. К основным характеристикам видеоадаптера можно отнести следующее:1. Чипсет — NVIDEA Riva TNT, NVIDEA GeForce, RADEON 2. Объем памяти — 16—512 Мбайт 3. Выход на телевизор - наличие ТV-тюнера 4. Наличие видеоускорителя — возможность построения изображений без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путем — преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускорители бывают двух типов — ускорение плоской (2D) и трехмерной графики (3D). 5. Возможность подключения второго монитора. Достаточно широко представлены модели видеоадаптеров таких компаний, как NVIDIA, SUSTEK, Gigabyte и др.

Клавиатура — клавишное устройство ввода в персональный компьютер алфавитно-цифровых (знаковых) данных и команд управления.

Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. Клавиатура имеет свой порт на задней панели системного блока. Данная микросхема находится на основной плате компьютера внутри системного блока. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционального распределенных по нескольким группам (рис. 6).

Группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов) и верхним регистром (для ввода прописных символов) выполняют удержанием клавиши SHIFT(нефиксированное переключение).

Рис. 6. Схема стандартной клавиатуры

При необходимости жестко переключать регистр используют клавишу CAPS LOCK(фиксированное переключение). Если клавиатура используется для ввода данных абзац закрывают нажатием клавиши ЕNТЕR. При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки. Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей ЕNТЕR завершают ввод команды и начинают се исполнение. Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры.Переключения между различными раскладками выполняются программным образом —это одна из функций операционной системы. Соответственно способ переключения зависит от того, в какой операционной системе работает компьютер. Например, в системе Windows для этой цели могут использоваться следующие комбинации: левая клавиша АLТ+SHIFT или СТRL+SHIFT. При работе с другой операционной системой способ переключения можно установить по справочной системе той программы, которая выполняет переключение.

Принтеры. IIринтер-печатающее устройство для регистрации информации на твердый, как правило, бумажный носитель. Существует огромное количество наименований принтеров. Но основных видов принтеров три: матричные (игольчатые), лазерные и струйные. Основной характеристикой принтера является разрешение принтера – это число точек, которое различают на линии длиной в один дюйм.

Матричные принтеры. Ихпечатающая головка содержит некоторое количество «иголок», которые под воздействием управляющих сигналов наносят удар по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остается отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на таком принтере, образуется из набора 9 или 24 игл, сформированных в виде вертикальной колонки. Выводят на бумагу текст и графику в черно-белом изображении. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная работа и невысокое качество печати. Основными параметрами, на которые следует обращать внимание при покупке, являются: — максимальный формат листа бумаги — А3-А4— количество игл (рiп) в печатающей головке — 9или 24; — количество пе чатаемых знаков в минуту; — интерфейс подключения — LPT или USB

Струйные принтеры. Печатное устройство этого принтера представляет собой емкость со специальными чернилами, которые через крошечные сопла под большим давлением выбрызгиваются на диаметр полученной таким образом точки на бумаге в десятки раз меньше, чем диаметр точки от матричного принтера, что обеспечивает значительно лучшее качество печати. Цветные струйные принтеры, кроме черного картриджа, дополнительно имеют картридж с чернилами ярко-голубого, пурпурного и желтого цветов. Основные характеристики: — способность выводить па печать различную цветовую палитру - черно-белые или цветные изображения; разрешающая способность (dрi) количество точек на один дюйм бумаги. Чем это значение выше, тем отчетливее получается изображение;— количество печатаемых страниц в минуту; —интерфейс подключения LРТ, USB или IЕЕЕ 1394.

Лазерные принтеры.Основным печатающим устройством лазерного принтера, так же, как ксерокса, является валик-«барабан», имеющий светочувствительное покрытие, изменяющее свои электрические свойства в зависимости от освещенности. Принцип работы лазерного принтера заключается в следующем. Компьютер формирует в своей памяти «образ» страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан. После чего на барабан, находящийся под электрическим напряжением наносится красящий порошок — тонер, частицы которого налипают на засвеченные участки поверхности барабана. Принтер с помощью специального горячего валика протягивает бумагу под барабаном; тонер переносится на бумагу и «вплавляется» в нее, оставляя стойкое высококачественное изображение. Из-за сложности технологии цветной лазерной печати цветные лазерные принтеры стоят значительно дороже черно-белых. Ведущими производителями принтеров являются такие компании, как Ерsоn, Hewlett –Расkаrd, Саnon, Хeгохе, Lexmark, Samsung.

Манипуляторы. Манипулятор (мышь, трекбол и др.) — специальные устройства ввода и управления, облегчающие взаимодействие пользователя и ПЭВМ.Манипулятор мышь бывает трех видов: механическая, оптическая и оптическая беспроводная. Несмотря па большое разнообразие форм и размеров, мыши имеют единые принципыработы. Приперемещении мыши по поверхности это перемещение преобразуется в последовательности импульсов, передаваемых в ПК.При нажатии кнопок мыши их код также передается в ПК,где специальная программа управления мышью (драйвер мыши) преобразует последовательности импульсов и коды нажатия кнопок в определенные действия. Взависимости от способа определения перемещения — механического, связанного с перемещением частей устройства, или оптического, основанного па фиксации перемещения с помощью оптических приборов, различают соответственно механические и оптические мыши. Принцип работы мыши заключается в следующем. При перемещении мыши по поверхности расположенный в ее основании шарик начинает вращаться, приводя в движение расположенные внутри корпуса ролики. Эти ролики смонтированы относительно друг друга под углом 90°и, соприкасаясь с шариком, могут вращаться только по часовой или против часовой стрелки, преобразуя произвольное движение шарика в движение в двух взаимно—перпендикулярных направлениях (Х и У).При перемещении мыши строго вертикально или строго горизонтально приводится в движение только один из роликов, показывающий движение либо в направлении Х, либо в направлении У соответственно. Электронные схемы мыши преобразуют движения роликов в последовательности импульсов, передаваемые в ПЭВМ.Оптическая мышь, в отличие отмеханической, не имеет никаких движущихся элементов, а для фиксации перемещения используются оптические приборы. Трекбол, по своему функциональному устройству аналогичен механической мыши с той лишь разницей, что вместо перемещения мыши для вращения шарика пользователь вращает рукой сам шарик, встроенный в верхнюю часть корпуса. Вотличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины. Одним из широко распространенных манипуляторов, применяемых в компьютерных играх, является джойстик. Обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направления по экрану монитора. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. Вэтом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку,тем быстрее движется курсор по экрану дисплеи.

Сканеры. Для ввода в ПЭВМтекстовой или графической информация наиболее часто используется устройство, называемое сканером. Онсоздает оцифрованное (переводит аналоговое изображение в цифровое) изображение документа и помещает его в память компьютера. В настоящем существует два основных типа сканеров: ручной и настольный. Однако встречаются и комбинированные модели. С ручными cканерами сталкивался почти каждый. Например, сканеры штрих-кодов, используемые в супермаркетах. Но существуют модели и для домашнего применения. Для того чтобы ввести в компьютер документ при помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей головкой по изображению. Равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве. В ряде моделей для подтверждения нормального ввода встроен индикатор. Большинство современных ручных моделей автоматически «склеивает» части вводимого изображения. Наиболее распространенный тип — настольные сканеры,существующие в трех видах: планшетные, рулонные и проекционные. В рулонных сканерах считывающая головка неподвижна и относительно нее протягивается отдельные листы или рулон сканируемого документа. Внешне это напоминает работу факсимильного аппарата. В проекционных сканерах документ кладется на рабочую поверхность изображением вверх, где и находится перемещающийся блок сканирования. Основная особенность типа - возможность сканирования проекций трехмерных предметов. Наиболее распространенные планшетные сканеры напоминают копировальные машины: открывается крышка, лист располагается на стеклянной пластине изображением вниз, крышка закрывается. Сканирующая головка перемещается относительно бумаги. Принцип работы сканера относительно прост. Луч света (специальная лампа, расположенная в корпусе сканера) «пробегает» по сканируемой поверхности, при этом светочувствительным и датчиками воспринимается яркость и цветность отраженного света и преобразуется в двоичный код. Введенную с помощью сканера и графическую, и текстовую информацию компьютер воспринимает как картинку, поэтому для преобразования графического текста в обычный символьный формат используют программы оптического распознавания образов. Качество сканера определяется качеством пяти основных параметров разрешающая способностью, разрядность, динамический диапазон, источник света и шум. Наиболее популярны офисные сканеры таких фирм, как Ерsоп, Hewltt-Packard, Сапоп, ВепQ (Acer,), Mustek иGепiиs.