Предназначены для вывода информации от компьютера. К устройствам вывода относятся монитор, печатающие устройства, графопостроители и т. д.
Монитор PC является важнейшим устройством отображения текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветными и монохромными. Они могут работать в двух режимах: текстовом или графическом.
Цифровые ( TTL ) мониторыТермин TTL (Transistor Transistor Logic — транзисторно-транзисторная логика) обозначает стандартную серию цифровых микросхем, применяемых в электронной технике. И как всегда, когда речь идет о цифровой технике, читается, что сигналы имеют только два состояния: логической 1 и логического 0 («да» и «нет»).
Монохромные мониторыКогда речь идет о TTL-мониторах, то чаще всего подразумевают монохромные мониторы, сигналы управления которыми формируются графическими картами стандартов MDA или Hercules. Уже из самого понятия монохромный ясно, что точка на экране может быть только светлой или темной. В лучшем случае точки могут различаться еще и своей яркостью. Hercules-монитор способен отображать изображение только в виде светлых и темных точек с разрешением 728х348 и может работать в комплексе со всей системой только при наличии видеокарты. Другие мониторы формируют изображение (аналогично телевизорам) в результате высокой частоты смены кадров изображения при минимальном его мерцании. Этот принцип не реализован в мониторе типа Hercules. TTL-монитор можно отличить от аналогового также по количеству контактов разъема для подключения к PC. Монитор Hercules имеет 9-контактный штекер типа D (вилка). Однако будьте внимательны: такой же разъем имеет и описанный далее RGB-монитор.
RGB -мониторыЦифровые RGB-мониторы (Red/Green/Blue — красный/зеленый/синий), в основном, предназначены для подключения к карте стандарта EGA. Подобные устройства поддерживают и монохромный режим с разрешением, позволяющим отображать 16 цветов. RGB-мониторы по сравнению с мониторами Hercules имеют меньшее разрешение. Такие мониторы можно узнать по характерной цветовой маркировке на передней панели.
Аналоговые мониторыВ данном случае речь пойдет о мониторах, которые работают с видеокартами стандарта VGA и выше. Они способны поддерживать разрешение стандарта VGA 640х480 пикселов и более высокое.
Название «аналоговый» означает не возможности разрешения, а, в отличие от TTL-мониторов, способ передачи информации о представляемых цветах от видеокарты к монитору. При работе в режиме True Color должно иметься соответствующее число линий для передачи палитры цветов с 24 степенями глубины. Поэтому на цифровых мониторах передача подобной информации не производится. Это единственная небольшая область PC, где аналоговый принцип обработки информации остался до сегодняшнего времени. Аналоговая передача сигналов осуществляется в виде напряжения различных уровней. VGA-мониторы могут работать не только в цветном, но и в монохромном режиме. В последнем случае цвета и их оттенки заменяются оттенками серого цвета.
Принцип формирования изображения в мониторах на базе электронно-лучевой трубки (все выше перечисленные) мало чем отличается от принципа действия телевизора. Испускаемый электронной пушкой (катодом) пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение.
Жидкокристаллические дисплеи ( LCD )В конце 80-х годов были представлены первые модели PC типа notebook (laptop). Основным фактором, повлекшим снижение их веса, было, в первую очередь применение в качестве устройства отображения информации жидкокристаллических дисплеев (Liquid Crystal Display, LCD). Экран такого дисплея состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от приложенного к ним электрического заряда. Это означает, что кристалл под воздействием электрического поля изменяет свою ориентацию, тем самым кристаллы по-разному отражают свет и делают возможным отображение информации. Поскольку сопротивление относительно велико, кристаллы могут двигаться только с определенной скоростью. Это свойство ярко проявлялось при перемещении курсора мыши по LCD-экрану первых дисплеев. При быстром перемещении курсор просто исчезал. Жидкие кристаллы получали электрический импульс, но не успевали среагировать, когда курсор уже переместился на другое место. Для уменьшения смазанности и увеличения контрастности изображения были разработаны жидкокристаллические дисплеи, выполненные по технологии DSTN (Dual-scan Super-Twisted Nematic). Фирмой Toshiba был разработан жидкокристаллический дисплей с активной матрицей на тонкопленочных транзисторах, так называемая технология TFT (Thin Film Translator). В TFT-дисплее, в отличие от DSTN-дисплея, нет никакого замедления. Разновидностью DSTN-технологии явилась технология MLA (Multiline Addressing). Один из недостатков таких дисплеев может быть вам знаком по наручным часам, калькуляторам и т. д., которые работают с LCD-индикаторами. Если посмотреть на экран под углом, то можно увидеть только серебристую поверхность. Изображение и резкость LCD-экранов зависят от угла наблюдения. Хорошее качество изображения достигается при угле наблюдения 90°. Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому подобные мониторы нуждаются в подсветке или во внешнем освещении.
Газоплазменные мониторыДля газоплазменных мониторов нет таких ограничений, как для LCD-дисплеев. Они также имеют две стеклянные пластины, между которыми находятся не кристаллы, а газовая смесь, которая высвечивается в соответствующих местах под действием электрических импульсов. Недостатком таких мониторов является невозможность их использования в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием из-за большого потребления тока.
Основные характеристики мониторов:
— частота вертикальной (кадровой) и горизонтальной (строчной) развертки
— разрешающая способность экрана, т.е. число точек (пикселов) отраженных на экране
— диагональ экрана, т.е. расстояние между правым нижним и верхним левым углами
— размер зерна монитора, т.е. размер точки люминофора на внутренней поверхности экрана
— тип электронно-лучевой трубки, от которого зависит качество люминофорного покрытия
— скорость переключения из текстового в графический режим, т.е. смена разрешения
— наличие и качество антибликового покрытия (экран приобретает голубой оттенок)
— уровень излучения (вместе с монитором желательно приобрести защитный экран)
Монитор является устройством для визуального отображения информации. Сигналы, которые получает монитор (числа, символы, графическую информацию и сигналы синхронизации), формируются видеокартой. Таким образом, монитор и видеокарта представляют собой своеобразный тандем, который для оптимальной работы должен быть настроен соответствующим образом. В целях обеспечения эффективной работы оба компонента должны оптимальным образом подходить друг к другу. В настоящее время насчитывается более 30 модификаций различных типов видеокарт, различающихся конструкцией, параметрами и стандартами. Естественно, описать все многообразие этих типов не представляется возможным. В связи с этим решено классифицировать видеокарты по принятым стандартам. Возможно, при таком разделении будут рассмотрены стандарты, которые больше не играют значительной роли в РС и морально устарели, но о них стоит упомянуть для полноты картины.
| Стандарт | Цвет | Текстовой режим | Графический режим |
| MDA | Монохромный | 80*25, 2 цвета | Не поддерживается |
| CGA | Цветной | 80*25, 16 цветов | 640*200, 2 цвета 320*200, 4 цвета |
| HGC | Монохромный | 80*25, 2 цвета | 720*348, 2 цвета |
| EGA | Цветной | 80*25, 16 цветов | 640*350, 16 цветов |
| VGA | Цветной | 80*25, 16 цветов | 640*480, 256 цветов |
| SVGA | Цветной | 80*25, 16 цветов | 1600*1200, True color (32 бита) |
Обозначения:
MDA — Monochrome Display Adapter (адаптер монохромного дисплея)
CGA — Color Graphics Adapter (адаптер цветовой графики)
HGC — Hercules Graphics Card (графическая карта Hercules)
EGA — Enhanced Graphics Adapter (усовершенствованный графический адаптер)
VGA — Video Graphics Adapter (видео графический адаптер)
SVGA — Super Video Graphics Adapter (супер видео графический адаптер)
В настоящее время мониторы стандарта MDA, CGA, Hercules и EGA не используются, т.к. они не обладают надлежащей разрешающей способностью, что приводит к быстрому утомлению глаз. Кроме того, они не имеют возможности программной загрузки шрифтов кириллицы (русских букв). В последнее время наибольшее распространение получили мониторы стандарта SVGA.
Принтер (или печатающее устройство) предназначен для вывода информации на бумагу. Все принтеры могут выводить также рисунки и графики, цветные или черно-белые изображения. Существует несколько тысяч моделей принтеров, которые могут использоваться с IBM PC. Рассмотрим основные типы.
Матричные (игольчатые) принтерыИгольчатый принтер (Dot-matrix-Printer, он же матричный) долгое время являлся стандартным устройством вывода для РС. В недавнем прошлом, когда струйные принтеры работали еще неудовлетворительно, а цена лазерных была достаточно высока, повсеместно использовались игольчатые принтеры. Они еще часто применяются и сегодня. Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь скоростью печати и их универсальностью, которая заключается в способности работать с любой бумагой, а также низкой стоимостью печати. При выборе принтера вы всегда должны исходить из задач, которые будут перед ним поставлены. Если необходим принтер, который должен целый день без перерыва печатать различные формуляры, или скорость печати важнее, чем качество, то дешевле использовать игольчатый принтер. Если вы хотите получать на бумаге качественное изображение, то используйте струйный или лазерный принтер, однако при этом, естественно, себестоимость каждого листа существенно возрастет. Игольчатые принтеры имеют существенное преимущество – возможность печатать сразу несколько копий документа “под копирку”. А недостатком таких принтеров является, производимый ими при работе, шум. Принцип, которым игольчатый принтер печатает знаки на бумаге, очень прост. Игольчатый принтер формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера. Механика подачи бумаги проста: бумага втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается красящая лента. При ударе иголки по этой ленте на бумаге остается закрашенный след. Иголки, расположенные внутри головки, обычно активизируются электромагнитным методом. Головка двигается по горизонтальной направляющей и управляется шаговым двигателем. Существуют головки: 9*9 иголок, 9*18, 18*18, 24*37. Иголки расположены в один или два ряда. С помощью многоцветной красящей ленты реализована возможность цветной печати.
Струйные принтерыПервой фирмой, изготовившей струйный принтер, является HewlettPackard. Основной принцип работы струйных принтеров чем-то напоминает работу игольчатых принтеров, только вместо иголок здесь применяются сопла (очень маленькие отверстия), которые находятся в головке принтера. В этой головке установлен резервуар с жидкими чернилами, которые через сопла, как микрочастицы, переносятся на материал носителя. Число сопел зависят от модели принтера и изготовителя.
Методы подачи чернил:
— головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки
— используется отдельный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами головку принтера; замена головки связана только с её износом
Цветная печать с помощью струйных принтеров является достаточно качественной, что и привело к широкому распространению струйных принтеров. Обычно цветное изображение формируется при печати наложением друг на друга трех основных цветов: циан (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Хотя теоретически наложение этих трех цветов должно в итоге давать черный цвет, на практике в большинстве случаев получается серый или коричневый, и поэтому в качестве четвертого основного цвета добавляют черный (Black). На основании этого такую цветовую модель называют CMYK (Cyan-Magenta-Yellow-Black).
Лазерные принтерыНесмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных принтеров лазерные принтеры позволяют достигать значительно более высокого качества печати. Качество получаемого с их помощью изображения приближается к фотографическому. Таким образом, для получения высококачественной черно-белой или цветной распечатки следует отдавать предпочтение лазерному принтеру по сравнению со струйным. Большинством изготовителей лазерных принтеров используется механизм печати, который применяется в ксероксах. Важнейшим конструктивным элементом лазерного принтера является вращающийся барабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Барабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Для этого служит тонкая проволока или сетка, называемая коронирующим проводом. На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала. Этот луч, приходя на барабан, изменяет его электрический заряд в точке прикосновения. Таким образом, на барабане возникает скрытая копия изображения. На следующем рабочем шаге на фотонаборный барабан наносится тонер — мельчайшая красящая пыль. Под действием статического заряда эти мелкие частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют изображение. Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает, благодаря своему заряду, частички тонера от барабана. Для фиксации тонера бумага вновь заряжается и пропускается между двумя роликами с температурой около 180° С. После собственно процесса печати барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц готов для нового процесса печати. Лазерные принтеры этого класса оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило, собственным винчестером. На винчестере располагаются разнообразные шрифты и специальные программы, которые управляют работой, контролируют состоянием оптимизируют производительность принтера.
Термические принтерыЦветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения цветного изображения фотографического качества используются термические принтеры или, как их еще называют, цветные принтеры высокого класса. Существуют три технологии цветной термопечати:
— струйный перенос расплавленного красителя (термопластичная печать)
— контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая печать)
— термоперенос красителя (сублимационная печать)
Общим для последних двух технологий является нагрев красителя и перенос его на бумагу (пленку) в жидкой или газообразной фазе. Многоцветный краситель, как правило, нанесен на тонкую лавсановую пленку (толщиной 5 мкм). Пленка перемещается с помощью лентопротяжного механизма, который конструктивно схож с аналогичным узлом игольчатого принтера. Матрица нагревательных элементов за 3—4 прохода формирует цветное изображение. Принтеры, использующие струйный перенос расплавленного красителя, называют еще восковыми принтерами с твердым красителем. При печати блоки цветного воска расплавляются и выбрызгиваются на носитель, создавая яркие насыщенные цвета на любой поверхности. Перечислим основные качества принтеров, определяющие их сравнительные достоинства с точки зрения пользователя.
— Качество и скорость печати — обеспечивает ли принтер необходимое качество печати, и если да, то с какой скоростью.
— Надежность — какова надежность принтера при печати типичных документов и при работе с имеющейся у пользователя бумагой
— Смена красящих элементов — какова продолжительность работы принтера с данным красящим элементом.
— Совместимость с имеющимися программами.
Принтеры практически всегда подключаются к параллельному порт у LPT (LinePrinter, 25-ти контактный Sub-D разъем). Редко встречаются беспроводные инфракрасные принтеры, которые применяются в основном пользователями PC типа notebook.
Плоттер является устройством вывода, которое применяется только в специальных областях. Плоттеры обычно используются совместно с программами САПР. Результат работы практически любой такой программы — это комплект конструкторской или технологической документации, в которой значительную часть составляют графические материалы. Таким образом, вотчиной плоттера являются чертежи, схемы, графики, диаграммы и т. п. Для этого плоттер оборудован специальными вспомогательными средствами. Поле для черчения у плоттеров соответствует форматы А4 — А0. Все современные плоттеры можно отнести к двум большим классам;
— планшетные для форматов АЗ—А2 (реже А1—А0) с фиксацией листа электрическим, реже магнитным или механическим способом
— барабанные (рулонные) плоттеры для печати на бумаге формата А1 или А0, с роликовой подачей листа, механическим или вакуумным прижимом барабанные плоттеры используют рулоны бумаги длиной до нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные чертежи и рисунки. В настоящее время подготовка машинных носителей информации требует больших затрат ручного труда. Их применение эффективно в пакетном режиме. Ранее широко использовались машинные перфоносители информации. Процесс подготовки данных на перфокартах и перфолентах в вычислительных центрах разбивался на три этапа. Заполнение первичного документа, проверку и кодирование исходных данных выполнял пользователь. Оператор осуществлял запись и верификацию с помощью клавиатур: дублирование перфокарт и сравнение их на контрольнике. Логический и арифметический контроль записанной информации производился на ЭВМ. В настоящее время осуществляется переход на «безбумажную» технологию, поэтому прекращены разработка и выпуск новых устройств ввода-вывода с перфоносителей. Использование бумажных носителей неэффективно, так как устройства ввода-вывода, работающие с такими носителями, имеют низкую производительность. Рассмотрим классификацию устройств ввода-вывода документов. Основными признаками классификации являются: тип информации (текстовый или графический), функциональное назначение устройства (ввода или вывода), степень автоматизации процесса ввода-вывода и тип носителя информации.
Рукописная информация для автоматического ввода в ЭВМ с документа должна быть закодирована в нормализованном, стилизованном или кодированном шрифтах. Оптические читающие автоматы обеспечивают считывание данных в виде графических меток с формализованных документов, кодированных, нормализованных и стилизованных письменных знаков; печатных, машинописных и рукописных знаков. Например, автомат «Бланк 2» считывает со скоростью до 400 бланков/мин. документы четырех форматов, на которых данные представлены стилизованным шрифтом. Ввод информации вручную осуществляется с помощью клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода в ПЭВМ. Типичная клавиатура похожа на клавиатуру пишущей машинки. Она содержит клавиши букв русского и латинского алфавитов. Иногда для удобства пользования выделяется специальное цифровое поле, которое содержит помимо цифр некоторые символы арифметических операций. На клавиатуре могут размещаться от 70 до 101 клавиши. Многие клавиши имеют двойное и даже тройное значения, их переключение осуществляется с помощью специальных клавиш (переключение с нижнего на верхний регистр или наоборот). В состав клавиатуры включается набор функциональных клавиш, которые облегчают и ускоряют ввод данных и формируют некоторые управляющие команды. Устройства ввода графической информации (УВГИ) выполняют: поиск изображения на носителе информации, выделение элементов изображения, подлежащих кодированию, преобразование координат точек кодируемого изображения в цифровую форму и передачу цифрового описания элементов изображения в ЭВМ для дальнейшей обработки. Для вывода информации из ЭВМ наиболее часто используются быстродействующие печатающие устройства. Главными параметрами при выборе типа печатающих устройств являются скорость, качество печати и стоимость. В современных ЭВМ применяется матричные, литерные, термографические, струйные и лазерные печатающие устройства (ПУ). По методу нанесения печатных знаков на носитель информации ПУ делятся на устройства ударного и безударного действия. В печатающих устройствах ударного действия изображение — оттиск символа цифровой или символьной информации -формируется в результате механического удара печатающего молоточка на шрифтоноситель с одновременным нанесением красящего вещества. На шрифтоноситель наносятся все символы алфавита. Такое ПУ называется знакопечатающим. Однако чаще используется так называемое матричное ПУ. В матричных ПУ печатающая головка содержит вертикальный ряд тонких металлических стержней. Головка движется вдоль строки бумагоносителя, в нужный момент стержни ударяют по бумаге через красящую ленту. Это обеспечивает формирование на бумаге символов и изображений. Печатающие головки могут содержать 9, 24 и 48 стержней. Чем больше в головке стержней, тем выше качество печати. С помощью матричных ПУ можно печатать не только текст, но и рисунки, так как движением стержней и бумаги может управлять программа. Скорость печати в матричных ПУ колеблется в зависимости от качества печати в пределах от 30 до 200 зн./с. В литерных ПУ используются сменные шрифтоносители в виде дисков с нанесенными литерами какого-либо алфавита. Они обеспечивают довольно высокое качество печати. Литерные ПУ применяют только для печати текстов. Скорость печати достигает 60 зн./с. В безударных печатающих устройствах для нанесения символьной и цифровой информации используют термографические, струйные, лазерные ПУ. Термографические ПУ воздействуют теплом на термочувствительную бумагу или растапливают красящий состав, который затем ложится на бумагу. Они компактны, дешевы, бесшумны. Возможно получение хорошего качества, однако требуется специальная светочувствительная бумага. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формирует капельная струя красящей жидкости. Широкое распространение получили пьезоструйные головки, которые имеют почти неограниченный срок службы: по мере расходования красящей жидкости, например чернил, заменяют баллончик с красящими чернилами. Струйный способ позволяет реализовать не только одноцветную, но и многоцветную печать. При этом в блоке головок располагаются четыре группы сопел, каждое из которых связано с емкостью, заполненной чернилами одного из четырех цветов: черного, синего, пурпурного и желтого, что позволяет получить семицветное изображение. Лазерные печатающие устройства осуществляют печать с очень высокой скоростью и качеством печати, вполне сравнимым с качеством высокой печати. Они используют только листовую бумагу различного формата (A3 или А4). Многие лазерные ПУ позволяют масштабировать шрифты. Буквы одного и того же по начертанию шрифта могут печататься с разной высотой и соответствующей шириной. Лазерные ПУ сравнительно дороги, поэтому могут использоваться в вычислительных системах или профессиональных ПЭВМ. Наиболее выгодно применять их для изготовления оригинал-макетов изданий (книг и брошюр). Дорого само печатающее устройство, его программное обеспечение, а также предварительная подготовка текста, которая должна быть выполнена введением его с клавиатуры или при помощи сканера. В ЭВМ используется вывод алфавитно-цифровой и графической информации на микрофильм. Применение фотопленки в качестве носителя позволяет значительно повысить скорость вывода информации (1500-2700 строк/мин), ускорить процесс создания копий, повысить плотность записи информации на носителе. Микрофильм гораздо удобнее для хранения, чем любой бумажный носитель. Однако для чтения записанной на микрофильм информации необходимы специальные устройства. Устройства вывода на микрофильм сравнительно дороги. Вывод графической информации осуществляется с помощью графопостроителей.
www.ronl.ru
Человек взаимодействует с информационными системами главным образом через устройства ввода-вывода (input-output devices). Прогресс в области информационных технологий достигается не только благодаря возрастающей скорости процессоров и емкости запоминающих устройств, но также за счет совершенствования устройств ввода и вывода данных. Устройства ввода-вывода называются также периферийными устройствами (peripheral devices).
Устройства ввода данных
Клавиатура
Клавиатура (keyboard) – традиционное устройство ввода данных в компьютер. Клавиатурами оснащены как персональные компьютеры, так и терминалы мэйнфреймов. Клавиатура современного компьютера содержит обычно 101 или 102 клавиши, разделенные на 4 блока:
алфавитно-цифровой блок – содержит клавиши латинского и национального алфавитов, а также клавиши цифр и специальных символов;
блок управляющих клавиш;
блок расширенной цифровой клавиатуры;
блок навигации.
Компьютерная мышь
Мышь (mouse) была разработана довольно давно (в 60-х годах), но стала широко использоваться только с приходом в мир персональных компьютеров графического пользовательского интерфейса. Обычно мышь, как и клавиатура, подключается к компьютеру с помощью кабеля. Пользоваться мышью легко – вы передвигаете ее по столу, а на экране компьютера синхронно перемещается курсор. Чтобы активизировать некоторую опцию, нужно щелкнуть левой (left) клавишей мыши. С помощью мыши можно также «рисовать» на экране картинки.
Сенсорные экраны
Сенсорные экраны (touch screens) предназначены для тех, кто не может пользоваться обычной клавиатурой. Пользователь может ввести символ или команду прикосновением пальца к определенной области экрана. Сенсорные экраны используются в основном на сладах продукции, в ресторанах, супермаркетах. К примеру, в магазинах Muse Inc. (Бруклин), продающей компакт-диски, можно прослушать желаемую композицию, прикоснувшись пальцем к ее названию на экране компьютера. Слушая выбранную мелодию, вы можете одним прикосновением вызвать список других композиций исполнителя.
Устройства автоматизированного ввода информации
Устройства этого типа считывают информацию с носителя, где она уже имеется. Примерами таких систем могут служить кассовые терминалы, сканеры штрих-кодов и другие системы оптического распознавания символов. Одно из преимуществ устройств автоматизированного ввода данных состоит в том, что при их использовании исключаются некоторые ошибки, неизбежные при вводе информации с клавиатуры. Сканер штрих-кодов делает менее чем одну ошибку на 10000 операций, в то время как обученный наборщик ошибается один раз при вводе каждых 1000 строк.
Основные вида устройств автоматизированного ввода информации – системы распознавания магнитных знаков, системы оптического распознавания символов, системы ввода информации на базе светового пера, сканеры, системы распознавания речи, сенсорные датчики и устройства видеозахвата.
Системы распознавания магнитных знаков (Magnetic Inc Character Recognition, MICR) используются в основном в банковской сфере. В нижней части обычного банковского чека находится код, нанесенный специальными магнитными чернилами. В коде содержится номер банка, номер расчетного счета и номер чека. Система считывает информацию, преобразовывает ее в цифровую форму и передает в банк для обработки.
Системы оптического распознавания символов (Optical Character Recognition, OCR) преобразуют специальным образом нанесенную на носитель информацию в цифровую форму. Наиболее широко используемые устройства этого типа – сканеры штрих-кодов (bar-code scanners), которые применяются в кассовых терминалах магазинов. Эти системы используются также в больницах, библиотеках, на военных объектах, складах продукции и в компаниях по перевозке грузов. В дополнение к данным, идентифицирующим предмет, на который нанесен штрих-код, последний может содержать информацию о времени, дате и физическом положении предмета; таким образом, можно, например, отслеживать передвижение груза.
Ручные устройства распознавания информации, такие как перьевые планшеты, особенно полезны для людей, работающих в сферах сбыта продукции и сервиса – такие работники избегают «общения» с клавиатурой. Устройства перьевого ввода обычно содержат плоский экран и световое перо, похожее на шариковую ручку. Перьевые планшеты преобразуют буквы и цифры, написанные пользователем на экране, в цифровую форму, и передают эти данные в компьютер для обработки. Например, United Parcel Service (UPS), известнейшая в мире компания по доставке грузов, заменила обычные планшеты с листками бумаги, использовавшиеся водителями, на портативные перьевые планшеты. Эти устройства используются для подтверждения заказов, и передачи другой информации, необходимой для погрузки и доставки грузов. К недостаткам систем данного вида следует отнести недостаточную точность распознавания информации, написанной от руки.
Сканеры (scanners) преобразуют в цифровую форму графическую информацию (рисунки, чертежи и пр.) и большие объемы текстовой информации. Системы распознавания речи (voice input devices) преобразуют в цифровую форму произносимые пользователем слова. Существует два режима работы подобных устройств. В режиме управления (command mode) вы произносите команды (такие как «открыть документ», «запустить программу» и т.д.), которые выполняются компьютером. В режиме диктовки (dictation mode) можно надиктовывать компьютеру любой текст. К сожалению, точность распознавания речи таких систем оставляет желать лучшего. Человеческий голос имеет множество оттенков, на точность распознавания может повлиять интонация, громкость речь, окружающий шум, даже банальный насморк. Тем не менее, работа над совершенствованием этих устройств ввода информации продолжается и, несомненно, у них большое будущее. Некоторые отделения Почтовой службы США используют системы распознавания речи для повышения эффективности труда работников, занятых упаковкой и сортировкой почтовых грузов. Вместо того чтобы вводить ZIP-код, работник произносит его, в то время как его руки заняты упаковкой.
Сенсорные датчики (sensors) – это устройства для ввода в компьютер пространственной информации. Например, корпорация General Motors использует сенсоры в своих легковых автомобилях для передачи в бортовой компьютер машины данных об окружающем пространстве и маршруте. Сенсорные датчики также нашли применение в системах виртуальной реальности, игровых приставках и симуляторах.
Устройства видеозахвата (video capture devices) представляют собой небольшие цифровые видеокамеры, соединенные с компьютером. Устройства видеозахвата применяются в основном в системах видеоконференций, которые получают все большее распространение. Благодаря развитию локальных сетей и Интернет, появилась возможность организовывать видеоконференцсвязь, находясь в любой точке планеты.
Устройства вывода информации
Основные устройства вывода информации – мониторы и принтеры.
Мониторы
Мониторы (monitors) – наиболее популярные устройства отображения информации. Основа большинства современных мониторов – электронно-лучевая трубка, ЭЛТ (cathode ray tube, CRT). По принципу работы ЭЛТ напоминают кинескопы, используемые в обычных телевизорах – электронная пушка испускает пучок электронов, высвечивающих на экране картинку, состоящую из точек (pixels). Чем больше точек может вместить экран, тем выше разрешение (resolution) монитора. Большинство мониторов поддерживают режимы разрешения 800x600 и 1024x768 точек. Кроме разрешения, мониторы характеризуются следующими параметрами, определяющими качество изображения:
размер зерна (dot size), дюйм (inch) – физический размер одной точки экрана монитора. Чем меньше размер зерна, тем выше качество изображения. Большинство мониторов бизнес-класса имеют размер зерна, равный 0.28 дюйма;
размер ЭЛТ по диагонали (CRT size), дюйм (inch). Еще недавно стандартом был размер ЭЛТ 14 дюймов, но сейчас в сфере бизнеса применяют мониторы с размерами ЭЛТ 15, 17, 19 и 21 дюйм;
частота развертки (refresh frequency), Гц (Hz) – частота смены кадров. Чем выше частота развертки, тем меньше устают глаза пользователя. Относительно безопасной является частота развертки от 85 Гц и выше.
Принтеры
Принтеры (printers) выполняют печать информации на бумаге или пленке (результат, получаемый при печати, называют твердой копией [hard copy]).
Принтеры бывают матричные (dot matrix), струйные (inkjet), лазерные (laser) и термографические (thermal transfer). К последним относятся сублимационные и твердочернильные. Большинство принтеров печатают от 2 до 8 страниц в минуту. Линейно-матричные принтеры могут печатать до 20000 строк в минуту.
Основные характеристики принтеров:
разрешение (print resolution) – количество точек на один квадратный дюйм. Чем выше разрешение, тем качественнее печать. Матричные принтеры обеспечивают сравнительно низкое разрешение – от 80 до 200 точек на кв. дюйм; струйные – до 720, лазерные – до 1200, термографические – от 1200 до 5000 точек на кв. дюйм;
скорость печати (print speed), страниц в минуту (ppm). Скорость печати варьируется от 2 ppm у матричных принтеров до 4-6 ppm у струйных и 4-8 ppm у лазерных. Мощные лазерные и термографические принтеры способны выводить на печать до 100 страниц в минуту;
поддержка цветной печати (color print) – очень важное свойство для тех, кто занимается компьютерной графикой и дизайном. Также очень удобно пользоваться цветными принтерами при печати графиков и диаграмм. В качестве устройств цветной печати используются в основном струйные принтеры. Возможности цветной печати есть и у других типов принтеров. Однако, матричные цветные принтеры неудобны в управлении и не обеспечивают приемлемое качество печати. Лазерные и термографические принтеры способны обеспечить высочайшее качество изображения, но эти печатающие устройства пока слишком дороги для применения в бизнесе.
Другие устройства вывода информации
Высококачественные графические документы могут быть созданы при использовании графопостроителей (plotters). Графопостроители оснащаются набором перьев, в который входят рапидографы для рисования линий разной толщины и разного цвета. Плоттеры несколько медленнее принтеров, зато позволяют получать документы больших размеров – чертежи, карты, схемы.
Системы синтеза человеческого голоса (voice output devices) используются в современном программном обеспечении в основном для поддержки людей с ослабленным слухом или зрением. Такая система способна произносить содержимое экрана, преобразуя текстовую информацию в человеческую речь.
Сканер
Сканер — устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта.
В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:
Планшетные — наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя — высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.
Ручные — в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков — низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.
Листопротяжные — лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.
Планетарные сканеры — применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).
Книжные сканеры
Книжные сканеры — предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Современные технологии, используемые при сканировании книг и сшитых документов, позволяют добиваться высоких результатов. Сканирование производится лицевой стороной вверх — таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования.Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией; устранения перегиба; книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.
Барабанные сканеры
Барабанные сканеры — применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).
Слайд-сканеры — как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.
Сканеры штрих-кода
Сканеры штрих-кода — небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.
Принцип действия сканеров
Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.
Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (английский CCD — Couple-Charged Device), далее на аналого-цифровой преобразователь и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.
Основные характеристики сканеров определяющих их стоимость
Оптическое разрешение — Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на дюйм — dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.
Скорость работы — В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.
Глубина цвета — Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.
Графические планшеты (дигитайзеры)
Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации.
Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета.
Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).
К техническим характеристикам планшетам относятся: разрешающая способность (линий/мм), площадь рабочей области и количество уровней чувствительности к нажатию пера.
www.ronl.ru
Устройства ввода
Устройствами ввода являются те устройства, посредством которых можно ввести информацию в компьютер. Главное их предназначение — реализовывать воздействие на машину. Разнообразие выпускаемых устройств ввода породили целые технологии от осязаемых до голосовых. Хотя они работают по различным принципам, но предназначаются для реализации одной задачи — позволить пользователю связаться со своим компьютером.
Главным устройством ввода большинства компьютерных систем является клавиатура. До тех пор, пока система распознавания голоса не смогут надежно воспринимать человеческую речь, главенствующее положение клавиатуры вряд ли изменится.
IBM разработала, по крайней мере, восемь разновидностей клавиатур для своих персональных компьютеров. Четыре типа клавиатур не использовались при комплектации больших ЭВМ. Две были разработаны для PCjr, одна для портативных РС и последняя — для PC 3270. Три других типа отличаются между собой только расположением клавиш. И последняя имеет небольшую модернизацию своих ножек.
Неприятности начались с первым типом клавиатур, предложенным для PC XT. Несмотря на критику прессы, эта разработка оставалась стандартом IBM до презентации АТ. Она имела 83 клавишы. Два ряда функциональных клавиш располагались вертикально, слева от главной алфавитно-цифровой клавиатуры. Клавишы управления курсора были совмещены с отдельными цифровыми клавишами. Клавиша ввода была мала и амбициозно выделена изогнутой стрелкой. Не была предусмотрена никакая индикация положения клавищ заглавного регистра, блокировки служебной/цифровой клавиатуры и блокировки просмотра.
Главная критика пришлась на долю расположения периферийных клавиш. Функциональная клавиатура, расположенная под левую руку, не соответствовала ключам по просмотру экранных страниц, как это было тогда принято. Недостаток индикаторов породил большое количество при вводе цифр или движений курсора, а также заглавные буквы часто путались с прописными.
После нескольких лет критики IBM разработала и представила новую клавиатуру вместе с новой моделью. Это была АТ. Её клавиатура была снабжена специальной клавишей, предназначенной для многопользовательского использования. Клавиша ввода стала больше. Так же обеспечивалась необходимая индикация.
Но в действительности настоящие изменения лежали более глубоко. Не в пример клавиатуре РС клавиатура АТ была программируемой. Ей было выделено своё собственное множество команд. Эти команды могут поступать с центрального блока. Один этот факт делает новую клавиатуру несовместимой с РС и ХТ. Хотя используются одни и те же разьемы, клавиатура PC/XT не будет работать при ее подключении к АТ и наоборот
— клавиатура АТ не сможет работать, если она будет подключена к РС или ХТ.
Улучшенная клавиатура IBM
Вместе с производством модернизированных АТ, IBM начала выпускать новый тип клавиатуры, названной IBM улучшенной клавиатуры. Но все остальные называют ее расширенной клавиатурой. Хотя эта клавиатура электрически полностью совместима со своей предшественницей (оставаясь несовместимой с РС и ХТ), расположение клавиш на ней было вновь изменено. Усовершенствование вылилось в увеличение числа клавиш. Их общее количество 101, что соответствует стандарту США.
В международных моделях добавляется еще одна клавиша. Дополнительных ключей было несколько. Клавишы по управлению курсором были продублированы, и их полное множество было выделено в отдельную группу. Появились две новые функциональные клавиши — F11 и F12. Вся дюжина функциональных клавиш переместилась на самый верхний ряд клавиатуры, слегка отделившись от алфавитно-цифровой зоны. Клавиша Caps Lock заняла старую позицию клавиши CTRL.
Используемое расположение функциональной клавиатуры предлагалось пользователями сразу же после появления первых АТ. Такое их расположение соответствовало позициям ключей на экране. Но самые ярые сторонники такой планировки клавиатуры вскоре убедились в том, что старый вариант являетсяя более удобным, особенно когда необходимо набрать комбинацию функциональных ключей с Ctrl или Alt. Раньше можно было это сделать одной рукой, сейчас необходимы две.
Более того, новое расположение ключей оказалось более громоздким при работе. Более мелкая клавиша ввода в новой конструкции чаще пропускалась при быстрой работе. Вот и получалось, что новая клавиатура больше подходила для дилетантов, чем для профессиональных машинисток. А критиковали старую клавиатуру скорее всего профессионалы, хотя были и люди, которые просили расположить буквы в алфавитном порядке.
Клавиатура PS/2
Модель PS/2 использует универсальную улучшенную клавиатуру IBM или клавиатуру уменьшенных размеров, специально разработанную для крошечной модели.
Единственное отличие улучшенных клавиатур PS/2 и XT/AT
— это разьем подключаемого кабеля. PS/2 использует простой миниатюрный DIN разьем, вместо стандартного DIN разьема клавиатуры РС/ХТ/АТ. Этот кабель легко может быть заменен вами или IBM для корректного подключения к вашей компьютерной системе.
Клавиатура совместимых компьютеров Производители совместимых РС шли в ногу с IBM и адап-
тировали свою клавиатуру к расширяющимся стандартам. Некиторые производители, смутившись критики расположения клавиш на клавиатуре IBM, постарались внести свои изменения в это устройство. ПОЛНОЕ ОПИСАНИЕ ВСЕЙ ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ клавиатуры потребовало бы написания книги «Таинственные перемещения клавиш». Одно существенное улучшение было произведено рядом производителей совместимых компьютеров — они установили в днище клавиатуры переключатель совместимости.
Два положения этого переключателя позволяют выбрать электрические параметры соединения при подключении к РС/ХТ или АТ. Таким образом такая клавиатура может использоваться в двух типах систем.
Мышь
Для многих людей клавиатура представляется самым трудным и непонятным атрибутом. Благодаря этому и тому, что интерфейсы DOS и OS/2 не прощают ошибок, теряется большое количество пользователей РС.
Для преодоления этих недостатков было разработано графическое управление меню пользовательского интерфейса. Эта разработка породила специальное указывающее устройство, процесс становления которого длился с 1957 по 1977 год. Устройство позволяло пользователю выбирать функции меню, связывая его перемещение с перебором функций на экране. Одна или несколько кнопок, расположенных сверху этого устройства, позволяли пользователю указать компьютеру свой выбор.
Устройство было довольно миниатюрным и легко могло поместиться под ладонью с расположением кнопок под пальцами. Подключение производится специальным кабелем, который придает устройству сходство с мышью с длинным хвостом. А процесс перемещения мыши и соответствующего перебора функций меню заработал термин «проводка мыши». Мыши различаются по трем характеристикам — числу кнопок, используемой технологии и типу соединения устройства с центральным блоком.
Кнопки мыши
В первоначальной форме в устройстве была одна кнопка. Перебор функций определяется перемещением мыши, но выбор функции происходит только при помощи кнопки, что позволяет избежать случайного запуска задачи при переборе функций меню.
С помощью одной кнопки можно реализовать только минимальные возможности устройства. Вся работа компьютера в этом случае заключается в определении положения кнопки — нажата она или нет. Тем не менее, хорошо составленное меню полностью позволяет реализовать управление компьютером.
Однако две кнопки увеличивают гибкость системы. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. В графических системах одна может выключать световой карандаш, а вторая — включать его.
Вне всяких сомнений, три кнопки еще более увеличат гибкость программирования. Но, с другой стороны, увеличение кнопок увеличивает сходство устройства с клавиатурой, возвращая ему недостатки последней. Поэтому не рекомендуется использовать устройства с большим количеством кнопок.
Практически три кнопки являются разумным пределом, потому что они позволяют лежать указательному, среднему, безымянному пальцам на кнопках в то время, как большой и мизинец используются для перемещения мыши и удержании ее в ладони. Большинство моделей снабжаются двумя или даже одной кнопкой. Самые популярные — двухкнопочные мыши. Но это не означает, что вы должны отказываться от трехкнопочных устройств. Они могут делать то же самое, что и двухкнопочные мыши, и даже больше их. Но для большинства приложений вполне достаточно двух кнопок.
Механические мыши
Первые мыши имели механическую конструкцию. Вней использовался маленький шар, который выступал через нижнюю поверхность устройства и вращался по мере его перемещения по поверхности. Переключатели внутри мыши определяли перемещение и направление движения шара.
Хотя шар может вращаться в любом направлении, определяются только четыре направления. Это ассоциируется с двумя направлениями в двухкоординатной системе. Перемещение в каждо из четырех направлений измеряется в сотых долях дюйма. После прохождения шара этого дискретного расстояния формируется специальный сигнал для центрального блока.
Механическая мышь практически может работать на любой поверхности. Вы можете вращать шар даже пальцами (хотя в этом случае возникнут проблемы с нажатием кнопок). Но, с другой стороны, механической мыши требуется какое-то пространство (хотя вы можете водить ее по ногам, но это обычно плохо воспринимается окружающими).
А кроме того, механическим частям свойственны частые поломки. Мыши имеют тенденцию к собиранию грязи, что приводит к уменьшению надежности их функционирования. Поэтому это устройство необходимо периодически чистить, хотя оно как будто работает на чистой поверхности стола.
Оптическая мышь
Альтернативой механической мыши является оптическая мышь. В последнем устройстве вместо крутящегося шарика используется луч света, сканирующий координатную сетку, нанесенную на специальную подложку. С помощью такого механизма и определяется движение. Отсутствие движущихся частей в таком устройстве повышает его надежность.
Наиболее популярна оптическая мышь фирмы MSC
Corporation. В устройствах этой фирмы используются две пары
LED и фотодетекторов, устанавливаемых на задней стенке. Одна пара ориентирована под прямым углом по отношению к другой. Подложка покрыта перекрывающимся множеством желтой и голубой координатных сеток. Каждая пара LED и фотодетекторов определяют движения в обоих направлениях при прохождении через соответствующие риски сетки. Специальное покрытие нижней стенки мыши облегчает скольжение по покрытой пластиком подложке.
Большим недостатком оптической мыши является необходимость использовать специальную подложку. С одной стороны, вы можете положить ее в любое место, и устройство будет работать. Но, с другой стороны, такая подложка легко загрязняется и устройство перестает работать. Да и само пластиковое покрытие легко повреждается. Хотя в нормальных условиях современных офисов оптические мыши работают долго и надежно.
www.ronl.ru
