Устройства ввода и вывода информации

          Нижнеангарская средняя общеобразовательная школа №1 
 
 
 
 

Реферат на тему:

Устройства  ввода и вывода информации. 
 
 
 
 
 

      Выполнили: Намжилов Ж, Крутиков А

Проверил: Литвинова  Е. Б.  
 
 
 
 
 

2010 год

Содержание:

1) Устройства ввода информации(характеристика)

А) Клавиатура

Б) Мышь

В) Трекбол

Г) Дигитайзер

Д) Сканер

2)Устройства вывода информации (характеристика)

А) Монитор

Б) Принтер

В) Плоттер

Г) Модем

Д) Устройства для вывода звуковой информации: 

3) Устройства ввода/вывода (характеристика)

 

А) Магнитный барабан

Б) Стример

В) Дисковод

Г) Жёсткий диск 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

             Компьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Скорость работы внешних устройств от быстродействия процессора не зависит. Наиболее распространенные периферийные устройства приведены на рисунке:  

Периферийное устройство - часть технического обеспечения, конструктивно  отделенная от основного блока вычислительной системы.

Периферийные устройства имеют собственное управление и  функционируют по командам центрального процессора.

Периферийные устройства предназначены для внешней обработки  данных, обеспечивающий их подготовку, ввод, хранение, управление, защиту, вывод  и передачу на расстояние по каналам  связи.

Периферийные устройства делятся на устройства ввода и  устройства вывода (компонент типовой архитектуры ЭВМ, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с внешним миром и, в частности, с пользователями и другими компьютерами.)

Устройства  ввода информации.

Устройства ввода  преобразуют информацию в форму  понятную машине, после чего компьютер  может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в  образы, понятные человеку.

Ниже приведена  классификация устройств ввода:

Самым известным  устройством ввода информации является клавиатура (keyboard) – это стандартное устройство, предназначенное для ручного ввода информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на материнской плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. При нажатии пользователем клавиши на клавиатуре, контроллер клавиатуры преобразует код нажатой клавиши в соответствующую последовательность битов и передает их компьютеру. Отображение символов, набранных на клавиатуре, на экране компьютера называется эхом. Существуют беспроводные модели клавиатуры, в них связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей. Обычная современная клавиатура имеет, как правило, 101-104 клавиши, среди которых выделяют алфавитно-цифровые клавиши, необходимые для ввода текста, клавиши управления курсором и ряд специальных и управляющих клавиш:

1. функциональные клавиши – [F1] – [F12]. За каждой из них в каждой конкретной задаче может быть закреплена своя функция, отличная от функции этой клавиши в других задачах.
2. символьная клавиатура – для ввода символов (верхний и нижний регистры) и пробела.
3. управляющие клавиши – нажатие которых изменяет значение других клавиш. [Shift] – перевод регистров. [CapsLock] – фиксирование верхнего регистра. [Ctrl], [Alt] – в различных комбинациях с другими клавишами изменяют их значение (регистр, язык). [Esc] – обычно используется для выхода из текущего режима работы компьютера. [Tab] – передвигает курсор на шаг табуляции или для других функций. [Backspace] – стирает последний набранный символ. [Enter] – указывает, что закончен ввод данной строки, и набранные данные поступают для обработки в компьютер.
4. цифровая клавиатура – может находиться в одном из 2-х режимов (переключается клавишей [NumLock]): режиме ввода цифр и режиме управления курсором.
5. специальные и дополнительные клавиши – [PageUp], [PageDown] – постраничный просмотр. Клавиши управления курсором – для изменения положения курсора на экране. [Pause] –пауза. [ScrollLock] – режим прокрутки экрана. [PrintScreen] – в комбинации с клавишей [Shift] является командой печати копии экранного изображения на принтере. [Del] – удаление символа над курсором. [Ins] – режимы вставки и замены.

Наиболее важными  характеристиками клавиатуры являются чувствительность ее клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами. На долговечность  клавиатуры определяется количеством  нажатий, которые она рассчитана выдержать. Клавиатура проектируется  таким образом, чтобы каждая клавиша  выдерживала 30-50 миллионов нажатий.

Полезные комбинации клавиш:

[Shift]–[PrintScreen] – печать копии экрана на принтер;

[Ctrl]–[NumLock], [Ctrl]–[S] – приостановка выполнения программы;

[Ctrl]–[Break], [Ctrl]–[C] – прерывание выполнения программы;

[Ctrl]–[Alt]–[Del] - мягкая перезагрузка компьютера.

К манипуляторам относят устройства, преобразующие движения руки пользователя в управляющую информацию для компьютера. Среди манипуляторов выделяют мыши, трекболы, джойстики.

Мышь предназначена для выбора и перемещения графических объектов экрана монитора компьютера. Для этого используется указатель, перемещением которого по экрану управляет мышь. Мышь позволяет существенно сократить работу человека с клавиатурой при управлении курсором и вводе команд. Особенно эффективно мышь используется при работе графическими редакторами, издательскими системами, играми. Современные операционные системы также активно используют мышь для управляющих команд.

У мыши могут быть одна, две или три клавиши. Между  двумя крайними клавишами современных  мышей часто располагают скрол. Это дополнительное устройство в  виде колесика, которое позволяет  осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции.

Мышь состоит из пластикового корпуса, cверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или специального коврика для мыши, который увеличивает сцепление шарика с поверхностью. При движении манипулятора шарик вращается и переедает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения. Датчики преобразуют движения шарика в соответствующие импульсы, которые передаются по проводам мыши в системный блок на управляющий контроллер. Контроллер передает обработанные сигналы операционной системе, которая перемещает графический указатель по экрану. В беспроводной мыши данные передаются с помощью инфракрасных лучей. Существуют оптические мыши, в них функции датчика движения выполняют приемники лазерных лучей, отраженных от поверхности стола.

Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.

Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.

Дигитайзер – это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.

Сканер – устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

Различают сканеры  барабанные, проекционные, протягивающие и планшетные. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. После этого изображение закрывается крышкой и производится сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей. Барабанный сканер, основное его отличие состоит в том, что оригинал закрепляется на прозрачном барабане, который вращается с большой скоростью. Считывающий элемент располагается максимально близко от оригинала. Данная конструкция обеспечивает наибольшее качество сканирования. Проекционный сканер, этот тип сканеров применяется для сканирования с высоким разрешением и качеством слайдов небольшого формата (как правило, размером не более 4 x 5 дюймов).

В настоящее время  все известные модели можно разбить  на два типа: ручной и настольный. Существуют и комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности и тех и других.

Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи ручного сканера, надо без резких движений провести сканирующей  головкой по изображению. Равномерность  перемещения handheld существенно сказывается на качестве вводимого изображения. Ширина вводимого изображения обычно не превышает 4дюйма ( 10см ).

Настольные же сканеры  позволяют вводить изображения  размером 8,5 на 11 дюймов или 8,5 на 14 дюймов. Существует три разновидности настольных сканеров: планшетные, рулонные и проекционные.

Принцип работы ч/б сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается белым светом. Отражённый свет через уменьшающую линзу попадает не фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый Прибором с Зарядовой Связью ( ПЗС ). Каждая строка сканирования соответствует определённым значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналогово-цифровой преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров ), либо через компаратор ( для двухуровневых сканеров ). Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета.

В настоящее время  существует несколько технологий для  получения серых и цветных  сканируемых изображений. Один из принципов  работы цветного сканера заключается  в следующем. Сканируемое изображение  освещается через вращающийся RGB-светофильтр  или тремя лампами различного цвета.

Ручной сканер. Это  самый простой и дешевый сканер. Ручной сканер, словно мышка, соединяется  кабелем с компьютером. При прокатывании сканера по странице книги или  журнала, необходимое изображение  считывается и в цифровом коде вводиться в память компьютера. В  ручном сканере роль привода считывающего механизма выполняет рука. Понятно, что равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. Ширина вводимого изображения для ручных сканеров обычно не превышает 4 дюймов ( 10 см ). Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую " склейку " изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. К основным достоинствам этих сканеров относятся небольшие габаритные размеры и сравнительно низкая цена, однако добиться высокого качества изображения с их помощью очень трубно, поэтому ручные сканеры можно использовать для ограниченного круга задач.