Манипуляторные устройства ввода информации

Мало кто задумывается над тем, насколько универсально это уст­ройство - клавиатура: это одновременно и устройство ввода, и устрой­ство управления.

Со времен появления персонального компьютера вплоть до самого последнего времени внешний вид и структура клавиатуры оставались неизменными.

Однако в 1995 году, после выхода операционной системы Wmdows 95, привычные, 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104/105 клавишами. Три новые клавиши были добавлены специаль­но, чтобы реализовать некоторые возможности новой операционной си­стемы. Дурной пример заразителен - и с тех пор редкий производитель не решился дополнить свою клавиатуру парой десятков новых кнопок...

Традиционно все имеющиеся на компьютере клавиши делят на две группы:

Буквенно-цифровые , предназначенные для ввода информации. На­жатие каждой из этих клавиш посылает в компьютер команду вывести на экран букву или цифру. «Значение» этих клавиш является постоян­ным и не меняется - вне зависимости от запускаемых на вашем ком­пьютере программ. Буквенные клавиши могут работать как в режиме латинских, так и русских букв. Схема их расположения - «расклад­ка» - соответствует той, которая используется в традиционных пишу­щих машинках. Совершенно особой является группа цифровых кла­виш в правой части клавиатуры: она может работать и в буквенно-ци­фровом режиме, и как...

Функциональные клавиши , предназначенные для отдания компьюте­ру команды выполнить какую-либо операцию. В разных программах могут соответствовать совершенно различным операциям. Впрочем, среди функциональных клавиш есть такие, которые выполняют одина­ковые функции в любой программе. Для вашего удобства мы приводим что-то вроде краткого справочника таких клавиш для режима текстово­го редактора (в зависимости от используемой программы значения кла­виш могут меняться).

F1 - традиционная клавиша «Помощь». При ее нажатии на экран во время работы практически любой программы будет выведен краткий справочник по ее основным функциям.

Enter - ввод - нажатие этой клавиши дает указание «Выполнить» какую-либо из выбранных вами команд. В режиме набора текста - пе­реход на следующий абзац, аналогичный «переводу каретки» на пишу­щей машинке.

Esc - (от Escape - отменить) - прекратить выполнение операции.

Caps Lock - включить режим большой буквы. При нажатой клави­ше весь печатаемый вами тест будет набираться ПРОПИСНЫМИ БУКВАМИ.

Shift - при работе в текстовом режиме нажатие этой клавиши одно­временно с буквенной выдаст вам большую, прописную букву.

Page Up - «пролистывание» изображения вверх.

Page Down - «пролистывание» изображения вниз.

Backspace - удаление последнего символа. В Проводнике Windows используется для перехода в папку более «высокого» уровня.

Del - клавиша удаления выделенного текста, файла и т. д.

Ins -команда, противоположная Delete. Клавиша вставки и создания.

Home - переход в начало/левый край строки/экрана.

End -переход в конец/правый край строки/экрана.

Tab - вставка табуляции (отступа до заранее заданной позиции). В Wmdows используется для переключения между элементами окна без помощи мышки).

PrintScreen - эта кнопка позволяет сделать «снимок» с экрана ком­пьютера, помещая его в «буфер обмена». В дальнейшем вы можете со­хранить его, с помощью любого графического редактора, в виде файла. Именно таким образом и было создано большинство иллюстраций для «программного» раздела этой книги.

Wmdows-клавиши. Большинство современных клавиатур снабжены тремя специальными кнопками, предназначенными для работы в опе­рационной системе Wmdows 95/98/ME, расположенными в нижней части клавиатуры, рядом с кнопками Ctrl и Alt. Кнопки с изображени­ем логотипа Wmdows - летящего окна - служат для быстрого вызова меню «Пуск», третья же клавиша отвечает за вызов «контекстного ме­ню», дублируя правую клавишу мышки.

Дополнительные клавиши . Если первые два десятка лет практически не повлияли на номенклатуру клавиш, то за последние три года созда­тели клавиатур словно спохватились. На некоторых новых моделях клавиатур можно найти до двух десятков(!) новых функцио­нальных клавиш!

Эти «новые» клавиши можно условно разделить на три группы:

1. Клавиши управления питанием [включение/выключение ПК (Power), перевода компьютера в «спящий» режим (Sleep) и выхо­да из него (Wake)].

2. Клавиши для управления программами Интернет (открыть брау­зер, запустить программу электронной почты и так далее).

3. Мультимедиа-клавиши (запуск воспроизведения компакт-диска, клавиши перехода между песнями, управление громкостью).

В качестве доказательства «крутизны» обладателя такие клавиатуры просто незаменимы. В работе же, как показывает практика, лишние кла­виши могут только запутать пользователя, но никак не облегчить его жизнь.

Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, то есть с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было замечено, что при каждодневной интен­сивной работе со старыми плоскими клавиатурами у «операторов ЭВМ» начинало развиваться профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому сейчас на рынке появилось множество новых, «эргоно­мичных» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабженных подставками для кистей и так далее.

Впрочем, вам не стоит выбрасывать на помойку старую клавиатуру и спешно выкладывать деньги за новую: вряд ли вы «стучите по клави­шам» по восемь часов каждодневно. А вот автор этой книги уже начал подумывать о приобретении этого хитрого устройства...

Наконец, последнее нововведение. Все более популярными стано­вятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу, аналогичному «дистанционному управлению». Удобно, конечно. Но и стоит такая клавиатура пока что немало.

Самое главное изменение, однако, не коснулось ни устройства, ни формы клавиатуры - изменилась ее роль в персональном компью­тере. Сегодня круг обязанностей клавиатуры едва ли не целиком и пол­ностью ограничивается вводом текста и цифр. А все функции по управ­лению, отданию команд с приходом «графического интерфейса» ус­пешно выполняет мышь.

Тем, кто привык работать на обычной, плоской клавиатуре, на пер­вых порах будет значительно труднее воспринимать новые эргономич­ные клавиатуры. Но, честное слово, работать на них значительно при­ятнее. Вот если бы вдобавок ко всему они имели еще и «эргономич­ную» цену. Увы, пока что такие клавиатуры в два-три раза дороже обычных - их стоимость составляет до 100 долларов.

Если вы не собираетесь активно работать с текстовыми редакторами, то вас вполне устроит самая обычная клавиатура - лучше всего, конеч­но, таких серьезных производителей, как Microsoft, Cherry или BTC.

Довольно популярны сегодня клавиатуры со встроенным манипу­лятором - трекболом, заменяющим мышь. Однако работать с обычной мышью, как правило, куда удобнее. Кроме того, такие «усовершенст­вованные» клавиатуры стоят несколько дороже обычных.

И последнее. Клавиатуры, как и мыши, могут выпускаться, как ми­нимум, с двумя разными разъемами - круглым разъемом PS/2 и плос­ким, предназначенным для подключения к шине USB. Поскольку к скорости передачи данных клавиатура абсолютно нетребовательна, ее, как и мышь, лучше подключать к разъему PS/2, освободив дефи­цитный USB для более скоростных устройств.

Графический планшет (дигитайзер)

Художники и прочие люди, привыкшие что-то постоянно чертить и рисовать, облюбовали ПК в качестве рабочего инструмента уже дав­но. Чуть позже, чем бухгалтеры и журналисты, но раньше, чем музы­канты. Все-таки цвет пришел в компьютер раньше, чем звук.

И в который раз приходится повторять уже опостылевшую шаблон­ную фразу о «фантастических возможностях компьютера в сфере как сугубо индивидуального, так и коллективного художественного про- цесса»... Впрочем, все желающие смогут перелистнуть полкниги и пря­миком отправиться в раздел, посвя­щенный программам - графическим редакторам. Там о возможностях компьютерной графики сказано вполне достаточно.

Мы же здесь поговорим о «желе­зе» - о том аппаратном средстве, ко­торое ежедневно и ежечасно исполь­зует в работе уважающий себя ком­пьютерный художник. Это - графи­ческий планшет или дигитайзер.

Как известно, в большинстве компьютерных программ «виртуальной кистью» служит курсор мышки. Не слишком удобное орудие - повышен­ной чувствительностью мышь не отличается, точную и плавную линию ею не проведешь. Да и держать ее не так привычно, как обычный карандаш.

Первоначально планировалось специально для художников разрабо­тать «компьютерный карандаш» - вид мышки в форме пера. Потом со­образили, что куда проще, чтобы сигнал передавался в компьютер не с мышиного шарика, а с той поверхности, на которой вы рисуете. Со спе­циального планшета, оборудованного чувствительной поверхностью, ко­торая реагирует на испускаемые пером сигналы и передает точные коор­динаты «точки соприкосновения» в компьютер. Тесный контакт пера с рабочей поверхностью планшета при этом не обязателен - между ними может находиться лист бумаги. Именно это качество графического план­шета делает возможным не только создание новых иллюстраций, но и пе­ренос в компьютер старых рисунков - их надо просто положить на план­шет под специальную пленку и обвести контуры рисунка пером.

Короче говоря, под «шкурой» графического планшета скрываются сра­зу два умных устройства - сам планшет и «перо». Поскольку «перо» ком­пьютерное тоже не простое - обычной ручкой на графическом планшете не порисуешь. «Перо» при контакте с планшетом испускает специальные сигналы, говорящие ему о том, каким цветом нужно нарисовать в компью­тере тот или иной элемент, какой толщины должен быть штрих и пр.

Несмотря на то, что оба эти устройства продаются в едином ком­плекте, стоит поговорить о параметрах каждого отдельно.

Графический планшет. Как и у сканера, важных параметров здесь два - размер рабочей поверхности и разрешающая способность.

Размер планшета может колебаться от A4 до размера большого газетного листа. При этом у графических планшетов существует несколько более тонкая градация размеров, чем у тех же сканеров. Поэтому прежде всего стоит обратить внимание не просто на формат, но и на точный размер рабочей площа­ди планшета. Обычно он указывается в дюймах (один дюйм - пример­но 2,5 см) - например, 6x8 дюймов (15x21 см). Это тот размер, с которого стоит начинать при выборе графического планшета. Разрешающая способность. Поскольку при работе с графи­ческим планшетом вам придется иметь дело не столько с точечным изо­бражением, сколько с отдельными линиями, то и разрешающая способ­ность планшета будет выражаться не в точках, а в линиях на дюйм (lpi).

Для домашних художеств и для простой работы по пе­реносу в компьютер рисунков вам с лихвой хватит разрешающей спо­собности любого планшета (если только это не детская игрушка). Не­обходимая величина для среднего пользователя - в районе 100 lpi, ну а современные планшеты поддерживают до 2540 lpi.

Перо. Его самые важные качества - легкость и возможности управления. Понятно, что чем лепш «компьютерное перо», тем легче с ним работать. Вот почему фактор веса для нас, поклонников эргономичности, весьма важен.

Самые легкие - перья, не содержащие внутри себя дополнительных элементов питания (проще говоря, батареек). Такие перья практически не отличаются «на ощупь» от обычной ручки. На ряде старых моделей графических планшетов встречаются перья с аккумуляторами и бата­рейками - это куда менее выгодный выбор. Кстати, технология, при­меняемая в «безбатареечных» перьях, создана и запатентована круп­нейшим производителем графических планшетов - Wacom. И именно такими «перышками» комплектуется вся их продукция.

Помимо легкости, каждое перо должно быть снабжено и еще кое-чем. Например, специальными кнопочками (обычно их три), с помо­щью которых регулируются параметры рисуемой линии.

Чувствительность пера к нажатию. Степень этой чувствительности у разных производителей и на разных моделях планшетов различна - от 128 до 1024 уровней нажатия. Стан­дартная же величина - 256 уровней, и этого более чем достаточно - ре­ально вы вряд ли будете использовать больше трех-четырех десятков ви­дов нажатия...

Тема 2.7 Манипуляторные устройства ввода информации: кла­виатура, мышь и т.д.

Клавиатура, типы и принципы функционирования. Логическая.модель обработки нажатия клавиши. Скан-код и коды символов. Функции контроллера клавиатуры. Эргономические требования к клавиатурам.

Типы манипуляторов «мышь». Принципы функционирования и конструктивные особенности оптомеханических и оптических манипуляторов. Другие типы манипулято­ров: трэкболл, тачпад, джойстик.

Студент должен знать:

О принципах функционирования клавиатуры;

О принципах функционирования и видах манипуляторов;

Студент должен уметь:

Подключать и инсталлировать устройства ввода информации;

Цели занятия:

Ознакомить студентов с основными типами и принципами функционирования клавиатуры, мыши.

Изучить типы манипуляторов и их характеристики.

Воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Развитие познавательных интересов, навыков самоконтроля, умения конспектировать.

Ход занятия :

Теоретическая часть.

Клавиатура

Клавиатура - клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Принцип действия. Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Принцип действия клавиатуры заключается в следующем.

1. При нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает так называемый скан-код.

2. Скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры. (Порты - специальные аппаратно-логические устройства, отвечающие за связь процессора с другими устройствами.) Данная микросхема находится на основной плате компьютера внутри системного блока.

3. Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания - 9 (Interrupt 9, Int 9).

4. Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится так называемый вектор прерываний. Вектор прерываний - это список адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим с номером записи.

5. Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит к ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания «зашита» в микросхему ПЗУ, но программисты могут «подставить» вместо нее свою программу, если изменят данные в векторе прерываний.

6. Программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.

8. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.

9. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он и предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, наступает эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных.

Состав клавиатуры. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.

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). При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксированное переключение). Если клавиатура используется для ввода данных, абзац закрывают нажатием клавиши ENTER. При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки. Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей ENTER завершают ввод команды и начинают ее 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 98 для этой цели могут использоваться следующие комбинации: левая клавиша ALT+SHIFT или CTRL+SHIFT. При работе с другой операционной системой способ переключения можно установить по справочной системе той программы, которая выполняет переключение.

Общепринятые раскладки клавиатуры имеют свои корни в раскладках клавиатур пишущих машинок. Для персональных компьютеров IBM PC типовыми считаются раскладки QWERTY (английская) и ЙЦУКЕНГ (русская). Раскладки принято именовать по символам, закрепленным за первыми клавишами верхней строки алфавитной группы.

Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общеприняты для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный размер. К ним относятся рассмотренные выше клавиши SHIFT и ENTE, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escape) для отказа от исполнения последней введенной команды и клавиша BACKSPACE для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево).

Служебные клавиши PRINT SCREEN, SCROLL LOCK и PAUSE/BREAK размещаются справа от группы функциональных клавиш и выполняют специфические функции зависящие от действующей операционной системы. Общепринятыми являются следующие действия:

PRINT SCREEN - печать текущего состояния экрана на принтере (для MS-DOS) и сохранение его в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена (для Windows).

SCROLL LOCK - переключение режима работы в некоторых (как правило, устаревших) программах.

PAUSE/BREAK - приостановка/прерывание текущего процесса.

Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели. Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Курсор используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры. Клавиши управления курсором позволяют управлять позицией ввода.

Четыре клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении, указанном стрелкой. Действие прочих клавиш описано ниже.

PAGE UP/PAGE DOWN - перевод курсора на одну страницу вверх или вниз. Понятие «страница» обычно относится к фрагменту документа, видимому на экране. В графических операционных системах (например Windows) этими клавишами выполняют «прокрутку» содержимого в текущем окне. Действие этих клавиш многих программах может быть модифицировано с помощью служебных регистровых клавиш, в первую очередь SHIFT и CTRL Конкретный результат модификации зависит от конкретной программы и/или операционной системы.

Клавиши HOME и END переводят курсор в начало или конец текущей строки, соответственно. Их действие также модифицируется регистровыми клавишами.

Традиционное назначение клавиши INSERT состоит в переключении режима ввода данных (переключение между режимами вставки и замены). Если текстовый курсор находится внутри существующего текста, то в режиме вставки происходит ввод новых знаков без замены существующих символов (текст как бы раздвигается). В режиме замены новые знаки заменяют текст, имевшийся ранее в позиции ввода.

В современных программах действие клавиши INSERT может быть иным. Конкретную информацию следует получить в справочной системе программы. Возможно, что действие этой клавиши является настраиваемым, - это также зависит от свойств конкретной программы.

Клавиша DELETE предназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего положения курсора. При этом положение позиции ввода остается неизменным.

Сравните действие клавиши DELETE с действием служебной клавиши BACKSPACE. Последняя служит для удаления знаков, но при ее использовании позиция ввода смещается влево, и, соответственно, удаляются символы, находящиеся не справа, а слева от курсора.

Группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели. Во многих случаях для использования этой группы клавиш следует предварительно включать клавишу-переключатель NUM LOCK (о состоянии переключателей NUM LOCK, CAPS LOCK и SCROLL LOCK можно судить по светодиодным индикаторам, обычно расположенным в правом верхнем углу клавиатуры).

Появление дополнительной панели клавиатуры относится к началу 80-х годов. В то время клавиатуры были относительно дорогостоящими устройствами. Первоначальное назначение дополнительной панели состояло в снижении износа основной панели при проведении расчетно-кассовых вычислений, а также при управлении компьютерными играми (при выключенном переключателе NUM LOCK клавиши дополнительной панели могут использоваться в качестве клавиш управления курсором),

В наши дни клавиатуры относят к малоценным быстроизнашивающимся устройствам и приспособлениям, и существенной необходимости оберегать их от износа нет. Тем не менее, за дополнительной клавиатурой сохраняется важная функция ввода символов, для которых известен расширенный код ASCII (см. выше), но неизвестно закрепление за клавишей клавиатуры. Так, например, известно, что символ <§> (параграф) имеет код 0167, а символ <°> (угловой градус) имеет код 0176, но соответствующих им клавиш на клавиатуре нет. В таких случаях для их ввода используют дополнительную панель.

Порядок ввода символов по известному ALT-коду.

1. Нажать и удержать клавишу ALT.

2. Убедиться в том, что включен переключатель NUM LOCK.

3.Не отпуская клавиши ALT, набрать последовательно на дополнительной панели alt- код вводимого символа, например: 0167.

4. Отпустить клавишу ALT. Символ, имеющий код 0167, появится на экране в позиции ввода.

Настройка клавиатуры. Клавиатуры персональных компьютеров обладают свойством повтора знаков, которое используется для автоматизации процесса ввода. Оно состоит в том, что при длительном удержании клавиши начинается автоматический ввод связанного с ней кода. При этом настраиваемыми параметрами являются:

Интервал времени после нажатия, по истечении которого начнется автоматический повтор кода;

Темп повтора (количество знаков в секунду).

Средства настройки клавиатуры относятся к системным и обычно входят в состава операционной системы. Кроме параметров режима повтора настройке подлежат также используемые раскладки и органы управления, используемые для переключения раскладок.

Со средствами настройки клавиатуры мы познакомимся при изучении функций операционной системы,

Мышь - устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

Принцип действия. В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры, мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши.

В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы - драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов, средства для работы с которыми имеются в составе BIOS. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт. Кроме того, он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам.

Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок. (Эти нажатия называются щетками.) В отличие, от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации- ее принцип управления является событийным. Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению.

Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим. Пользователь наблюдает на экране графические объекты и элементы управления. С помощью мыши он изменяет свойства объектов и приводит в действие элементы управления компьютерной системой, а с помощью монитора получает от нее отклик в графическом виде.

Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные мыши с тремя кнопками или с двумя кнопками и одним вращающимся регулятором. Функции нестандартных органов управления определяются тем программным обеспечением, которое поставляется вместе с устройством.

К числу регулируемых параметров мыши относятся: чувствительность (выражает величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши), функции левой и правой кнопок, а также чувствительность к двойному нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок). Программные средства, предназначенные для этих регулировок, обычно входят в системный комплект программного обеспечения - мы рассмотрим их при изучении операционной системы.Мышь (mouse) - манипуляторное устройство ввода информации.

Первая мышь создана в 1963 г.

Основные системы мышей - Microsoft Mouse, Logitech Mouse, Genius Mouse, Mouse System. Другие фирмы-производители обеспечивают совместимость устройств с Microsoft Mouse (2-клавишные) или Mouse System (3-клавишные), а чаще с обеими.

Мышь облегчает работу и обеспечивает удобство манипулирования в графическом пользовательском интерфейсе.

В корпусе мыши размещена печатная плата 1, на которой находятся микропроцессор 2 и механизм манипулятора 3.

Манипулятор состоит из тяжелого резинового шарика 1; прижимного ролика 2; двух дисков с прорезями 3, и роликов 4, закрепленных на осях X и Y; оптических пар светодиод 5 – фотоприемник 6.

При перемешении мыши по поверхности резиновый шарик начинает вращаться. Его вращение через контактирующие с его поверхностью ролики передается на диски с прорезями. Фотоэлементы оптопар, размещенных по обе стороны оси вращения, регистрируют периодические световые импульсы. Порядок, с которым освещаются фотоэлементы, определяет направление перемещения мыши, а частота импульсов - скорость.

Подключение мыши к компьютеру выполняется двумя способами: через порт COM1 (9-контактный разъем) или через порт PS/2 (6-контактный круглый разъем 6miniDIN).

Работа мыши поддерживается поддерживается специальной программой-драйвером.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие основные элементы входят в конструкцию оптико-механической мыши

2. На каких принципах действия работают известные типы клавиатур

3. Преимущество и недостатки оптической мыши по сравнению с

Гребенюк Е.И., Гребенюк Н.А. Технические средства информатизации издательский дом «Академия»-Москва, 2007 /стр.149-156/

Клавиатура

Сейчас основным широко распространенным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура (клавишное устройство). Она реализует диалоговое общение пользователя с ПК:

Ввод команд пользователя, обеспечивающий доступ к ресурсам ПК;

Запись, корректировку и отладку программ;

Ввод данных и команд в процессе решения задачи.

В настоящее время принят стандарт клавиатуры MFII. Условно мы можем выделить пять групп клавиш, несущих свою функциональную отгрузку:

· группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов;

· группа функциональных клавиш (от F1 и F12) определяющих. Функции работающей в данный момент программы:

· служебные клавиши: Shift, Enter, Ctrl, Alt, Tab, Esc, Back space, Print Screen, Scroll Lock, Pause/Brear;

· две группы клавиш управления курсором. Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Одна группа, клавиш со стрелками выполняет смещение курсора в направлении, указанном стрелкой. Другая имеет следующие клавиши: Page Up/Page Down – перевод курсора на одну страницу вверх или вниз.

Home и End – переводят курсор в начало или конец текущей строки.

Insert – переключает режимы вставки и замены.

Delete – предназначена для удаления знаков, находящихся справа от

текущего положения курсора;

· группа клавиш малой цифровой клавиатуры или дополнительной панели в основном предназначена для ввода чисел. Однако они же могут дублировать клавиши управления курсором. Переход от одного режима их использования к другому осуществляется нажатием клавиши Num Lock.

Данная классификация строго условна, так как в действительности, в зависимости от выполняемой программы, почти любая клавиша может исполнять и функциональные, и служебные обязанности, а также может блокироваться программой. Поэтому в описании каждого программного продукта обязательно имеется раздел с изложением функций клавиатуры.

Мышь

Она служит для ввода данных или одиночных команд, выбираемых из меню или текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора.

Мышь подключается к компьютеру при помощи специального шнура и требует специальной программной поддержки.

Для работы с мышью необходима плоская поверхность, с этой целью используют резиновые коврики (Mouse Pad).

Так как с помощью мыши нельзя вводить в компьютер серии команд. поэтому мышь и клавиатура - не взаимозаменяемые устройства. Назначение графических оболочек - в обеспечении инициализации множества команд без длительного набора их с клавиатуры. Это снижает вероятность опечаток и экономит время. На объекте в виде текстограммы выбирается пункт меню или символ и щелчком кнопки мыши инициализируется. Конечно, при наборе или осуществлении некоторых функций применение мыши может быть нерациональным, если, например, эти функции выполняются нажатием функциональных клавиш.

В настоящее время также существует оптическая мышь, где сигнал передается с помощью луча мыши на специальный коврик и анализируется электроникой. Пока менее распространена бесхвостая (бескабельная) инфракрасная мышь (принцип ее действия похож на действие пультов дистанционного управления) и радиомышь.

Трекбол

В портативных ПК (Lapton, Notebook) мышь обычно заменяют особым встроенным в клавиатуру шариком на подставке с двумя клавишами по бокам, называемым трекбол.

Принцип его работы такой же, как принцип работы мыши. Несмотря на наличие трекбола, пользователь портативной ПК может использовать и обычную мышь.

Джойстик

К ручным манипуляторам относится и джойстик, представляющий собой подвижную рукоять с одной или двумя кнопками, имеющими то же назначение, что и клавиши мыши.

Это устройство ввода наиболее распространено в области компьютерных игр. В игровых приставках используются цифровые джойстики, а в компьютерах - аналоговые. Аналоговый джойстик имеет перед цифровым множество преимуществ, самыми главными являются более широкая точность управления и отсутствие необходимости в применении специальной карты и переходника для подключения к компьютеру.

Световое перо

Для ввода рисунков в ПК может использоваться, так называемое, световое перо. Оно применяется сравнительно редко, так как пригодно для работы с крупными объектами, но очень ненадежно при выборе малых объектов.

Световое перо получило дальнейшее развитие при его совместном использовании с дигитайзером (диджитайзером), где пером просто пишут, затем специальные программы переводят рукописный текст или рисунок в цифровой код. Профессиональные световые перья могут определять толщину линий, силу нажатия на перо и другие параметры.

Дигитайзер

Является стандартным устройством ввода для профессиональных графических работ. С помощью программного обеспечения движение руки преобразовывается в формат векторной графики. Дигитайзер способен определять и обрабатывать абсолютно точные координаты, что недоступно другим устройствам ввода.

Сканер

Для непосредственного считывания графической информации с бумажного или иного носителя в ПК применяется оптические сканеры. Сканируемое изображение считывается и преобразуется в цифровую форму элементами специального устройства: CCD - чипами. Существует множество видов и моделей сканеров. Какой из них выбрать, зависит от задач, для которых сканер предназначается. Самые простые сканеры распознают только два цвета: черный и белый. Такие сканеры используют для чтения штрихового кода.

Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой недостаток - небольшая ширина полоса сканирования, что затрудняет чтение широких оригиналов.

Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

Листовые сканеры. Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD - элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.

Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов.

Слайд-сканеры используются для сканирования микроизображений.

Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.

В наше время у сканеров появилось еще одно применение - считывание рукописных текстов, которые затем специальными программами распознавания символов преобразуются в коды ASC II и в дальнейшем могут обрабатываться текстовыми редакторами.

Цифровая камера

Цифровая камера служит для видеоввода изображений в компьютер.

Принцип действия аналогичен описанному для сканеров. Хотя камера имеет фотооптику, подобную оптике фотоаппарата, но нет необходимости в фотопленке, как и для проекционного сканера. Сканируемое камерой изображение сразу принимается и преобразовывается в цифровую форму. В данной области ожидается быстрый прогресс и снижение цен на соответствующее оборудование.

Микрофон

Служит для ввода звуковой информации (речи) в компьютер. Микрофоны бывают двух модификаций - присоединённые к наушникам и самостоятельные устройства. Вводимая информация сохраняется в виде звуковых файлов.

Похожая информация.

Многообразие периферийных устройств ввода определяется принципом ввода и видом вводимой информации.
Устройства ввода можно разделить на два основных класса:
- с клавиатурным вводам , при котором осуществляется ручной ввод с клавиатуры;
- с прямым вводом , при котором данные считываются непосредственно компьютерными устройствами.
В свою очередь, среди устройств с прямым вводом данных выделяются подклассы устройств: манипуляторы, сенсорные устройства, сканеры, устройства распознавания речи.

Клавиатура

Стандартным устройством ввода является клавиатура. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши - управляющие (Esc, Alt и др.) и функциональные (F1 - F12), клавиши управления курсором (обозначены стрелками), а также малую цифровую клавиатуру . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Курсор - светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак. Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора. Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местное устройство управления), который выполняет следующие функции:

• последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;
• управляет световыми индикаторами клавиатуры;
• проводит внутреннюю диагностику неисправностей;
• осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры.

Клавиатура имеет встроенный буфер - промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом - это означает, что символ не введён (отвергнут). На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, "зашитые" в BIOS, а также драйвер клавиатуры , который обеспечивает возможность работы в режиме национального алфавита, управление скоростью работы клавиатуры и др.

Обычно используется 101-104-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной, клавиатура бывает мембранной и сенсорной .

На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающих наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:

• форму буквы V и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
• большие опоры для ладоней, поддерживающие кисти в прямом положении;
• мембранную бесшумную замену клавишам;
• сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.

Манипуляторы

Манипуляторы осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных. Манипуляторы, как правило, подключаются к коммуникационному порту (СОМ1-СОМ4).
Существуют манипуляторы: мышь, трекбол, джойстик и др..

Мышь

Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя.
Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Разрешающая способность мышей обычно составляет около 600 dpi. Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм = 2,54 см) указатель мыши на экране перемещается на 600 точек.
В настоящее время широко распространены оптические мыши , в которых нет механических частей. Источник света, размещенный внутри мыши, освещает поверхность, а отраженный свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение курсора на экране.

Трекбол

Трекбол - небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины.

Джойстик

Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований форма ручки джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен. Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры вы ведете машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в руке, и вы чувствуете, как пули попадают в автомобиль.

Сенсорные устройства ввода

Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.

Сенсорный манипулятор

Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств -представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, осуществляется полноэкранное управление курсором и разрешающая способность в 1000 точек на дюйм.

Сенсорный экран

Сенсорный, тактильный экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации. Вы можете увидеть такие устройства ввода в банковских компьютерах, аэропортах, а также в военной сфере и промышленности.

Световое перо

Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, дигитайзер

Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - "цифра". Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры.

Сканеры

Большое распространение в наше время прибрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин "сканирование" происходит от английского глагола to scan, что означает "пристально всматриваться".

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера. Отличительные черты сканеров:

• глубина распознавания цвета: черно-белые, с градацией серого, цветные;
• оптическое разрешение, или точность сканирования измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 400, 600, 1200 точек на дюйм;
• программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные сами обучаются;
• конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные.

К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.

Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов для презентаций, доков, рекламы.

Устройства распознавания символов

К устройствам распознавания символов относятся, например, терминалы больших универмагов. Они оснащены разнообразными устройствами считывания штрихкодов, специальных символом и меток для определения условий приобретения товара. Считанная информация преобразуется, выводится на экран или бумажный чек и по линиям связи передается на главный, более мощный компьютер.

Устройства распознавания речи

С помощью обычного микрофона речь человека вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тысяч слов с адаптацией к индивидуальным голосам.

В чем отличия эргономической клавиатуры от обычной?

Какие устройства образуют класс манипуляторов?

Назовите основные характеристики мыши.

Укажите характерные особенности сенсорных устройств ввода.

Назовите основные характеристики сканеров.

Что представляют собой устройства распознавания речи?

Аннотация: Человек взаимодействует с информационными системами главным образом через устройства ввода. Прогресс в области информационных технологий достигается не только благодаря возрастающей скорости процессоров и емкости запоминающих устройств, но также за счет совершенствования устройств ввода данных.

Устройства ввода информации - это периферийные устройства, предназначенные для сбора информации, преобразования ее в цифровой вид, передачи информации в компьютер .

Клавиатура

Клавиатура - одно из важнейших устройств компьютера, используемое для ввода в систему команд и данных.

Основные типы клавиатур:

• 83 -клавишная клавиатура PC и XT;
• 84-клавишная клавиатура AT;
• 101 -клавишная расширенная клавиатура;
• 104-клавишная расширенная клавиатура Windows .

104-клавишная клавиатура

Клавиатура, подобная 101-клавишной, которая выросла до 104-клавишной. У такой клавиатуры есть дополнительные клавиши: левая и правая Windows-клавиша и клавиша (приложение).

Режим USB Legacy

Набор микросхем системной платы и драйверы ROM BIOS позволяют использовать клавиатуру USB вне среды пользовательского графического интерфейса (GUI) Windows . Режим USB Legacy дает возможность использовать клавиатуру USB в среде MS DOS , для конфигурирования системной BIOS , при использовании командной строки во время работы в Windows или же при первой установке Windows в системе.

Клавиатуры для портативных компьютеров

Ограниченный размер портативного компьютера не позволяет использовать стандартную раскладку клавиатуры. Наиболее очевидное отличие клавиатуры портативных компьютеров состоит в отсутствии вспомогательной цифровой клавиатуры. Для переключения клавиатуры обычно используется комбинация, в которую входит клавиша .

Конструкции клавиш

В клавиатурах используется несколько типов клавиш. В большинстве клавиатур установлены механические переключатели, в которых происходит замыкание электрических контактов при нажатии клавиш. Также используются бесконтактные емкостные датчики.

Разновидности контактных клавиатур:

• с механическими переключателями;
• с замыкающими накладками;
• с резиновыми колпачками;
• мембранные.

Механические переключатели

В механических переключателях происходит замыкание металлических контактов. Для обратной связи устанавливаются пружины и смягчающие пластинки. Они выдерживают до 20 млн. срабатываний и стоят вторыми по долговечности после емкостных датчиков.

Замыкающие накладки

В таких клавиатурах состоит из пористого материала с приклеенной снизу фольгой, которая соединяется с кнопкой клавиши. При нажатии клавиши фольга замыкает печатные контакты на плате. Когда клавиша отпускается, пружина возвращает ее в исходное положение, а пористая прокладка смягчает удар. Недостаток в том, что она чувствительна к коррозии фольги и загрязнению контактов на печатной плате.

Резиновые колпачки

Клавиатура с резиновыми колпачками похожа на предыдущую конструкцию, вместо пружины в ней используется резиновый колпачок с замыкающей вставкой из той же резины, но с угольным наполнителем. При нажатии клавиши шток надавливает на резиновый колпачок, деформируя его. Деформация колпачка сначала происходит упруго, а затем он "проваливается". При этом угольный наполнитель замыкает проводники на печатной плате. При отпускании резиновый колпачок принимает первоначальную форму и возвращает клавишу в исходное состояние.

Замыкающие вставки делаются из очищенного угля, потому они не подвержены коррозии и сами по себе очищают металлические контакты, к которым прижимаются. Колпачки обычно прессуются все вместе в виде листов резины, покрывающих плату целиком и защищающих ее от пыли, грязи и влаги. Количество деталей в такой конструкции минимально. Все это обеспечивает высокую надежность клавиатуры и ее широкое распространение.

Мембранная клавиатура

Эта клавиатура является разновидностью предыдущей, но в ней нет отдельных клавиш: вместо них используется лист с разметкой, который укладывается на пластину с резиновыми колпачками. В настоящее время такие клавиатуры не годится для обычной печати, но используются для управления станками, агрегатами.

Мембранные клавиатуры обеспечивают более надежный и жесткий контакт, но при этом требуется усилие для нажатия клавиш. , , - 35 г. Максимальное усилие приходится а клавишу пробела - 85 г. Стандартное усилие нажатия любых клавиш обычной клавиатуры равно 55г.

Емкостные датчики

Это единственные бесконтактные переключатели, которые получили широкое распространение. Для обеспечения обратной связи в них используются цилиндрические (винтовые) пружины.

В емкостных датчиках нет замыкающихся контактов. Их роль выполняют две смещающиеся относительно друг друга пластинки и специальная схема, реагирующая на изменение емкости между ними. Когда верхняя пластинка приближается к нижней, емкость между ними увеличивается, что регистрируется схемой компаратора, установленной в клавиатуре.

Ее долговечность - до 25 млн. нажатий, в отличие от 10-12 млн. для клавиатур других типов.

Интерфейс клавиатуры

Клавиатура состоит из набора переключателей, объединенных в матрицу. При нажатии клавиши процессор, установленный в самой клавиатуре, определяет координаты нажатой клавиши в матрице. Кроме того, процессор клавиатуры определяет продолжительность нажатия и может обработать даже одновременное нажатие нескольких клавиш. В клавиатуре установлен буфер емкостью 16 байт, в который заносятся данные при слишком быстрых или одновременных нажатиях. Затем эти данные в соответствующей последовательности передаются в систему.

Клавиатура, подключенная к порту USB , микросхемы контроллера, установленные в клавиатуре, используются для получения и интерпретации данных перед тем, как они будут переданы через порт USB в систему. Некоторые микросхемы включают в себя логическую часть концентратора USB , что позволяет клавиатуре работать непосредственно в качестве концентратора USB . При получении данных от клавиатуры порт USB передает их на 8042-совместимый контроллер, который обрабатывает данные так же, как и любую другую информацию клавиатуры.

При нажатии клавиши встроенный в клавиатуру процессор (8048 или 6805) определяет координаты замкнутого переключателя в матрице. После этого он передает на системную плату последовательный пакет данных, содержащий скан-код нажатой клавиши. Это называется кодом активизации (make code ). Когда клавиша возвращается в первоначальное состояние, отправляется код останова (break code ), указывающий системной плате на то, что клавиша отпущена.

Манипулятор "мышь"

Устройство ввода, обеспечивающее взаимосвязь между пользователем и компьютером.