Устройства ввода
Клавиатура
Основным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура , которая представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь. В настоящее время распространены два типа клавиатур : с механическими или с мембранными переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Во втором случае переключатель состоит из двух мембран: верхней - активной, нижней - пассивной, разделенных третьей мембраной-прокладкой.
Как правило, внутри корпуса любой клавиатуры , кроме датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер. Обмен информации между клавиатурой и системной платой осуществляется по специальному последовательному интерфейсу 11-битовыми блоками. Основной принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из этих переключателей соответствует уникальный цифровой код - скан-код. В случае, когда клавиша отпускается, клавиатура IBM PC AT предваряет скан-код кодом F016. Когда контроллер клавиатуры фиксирует нажатие или отпускание клавиши, он инициирует аппаратное прерывание IRQ1. Если в клавиатурах компьютеров типа IBM PC XT передача данных может осуществляться только в одном направлении, то в клавиатурах типа IBM PC AT подобная связь возможна уже в двух направлениях, т. е. клавиатура может принимать специальные команды (установки параметров задержки автоповтора и частоты автоповтора). Подключение клавиатуры к системной плате выполняется посредством электрически идентичных разъемов 5 DIN 5 DIN (Deutsche Idustrie Norm) - Немецкий промышленный стандарт. или 6 mini- DIN , последний впервые был представлен в IBM PS/2, откуда и унаследовал свое "жаргонное" название. Для обеспечения двунаправленного обмена используется единственная линия данных, требующая, однако, выводов с открытым коллектором.
Мышь
Первую компьютерную мышь создал Дуглас Энджельбарт в 1963 году в Стэндфордском исследовательском центре. Распространение мыши получили благодаря росту популярности программных систем с графическим интерфейсом пользователя. Мышь делает удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы и т.д.
Первая мышь при движении вращала два колеса, которые были связаны с осями переменных резисторов. Перемещение курсора такой мыши вызывалось изменением сопротивления переменных резисторов. Большинство современных мышей имеют оптико-механическую конструкцию (рис. 16.1). С поверхностью, по которой перемещают мышь , соприкасается тяжелый обрезиненный шарик сравнительно большого диаметра. При перемещении мыши этот шарик может вращать прижатые к нему два перпендикулярных ролика. Ось вращения одного из роликов вертикальна, а другого - горизонтальна. На оси роликов установлены датчики, представляющие собой диски с прорезями, по разные стороны которых располагаются оптопары "светодиод- фотодиод ". Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы одной оси, определяет направление перемещения мыши , а частота приходящих от них импульсов - скорость.
Рис.
16.1.
Другой популярной конструкцией мыши является полностью оптическая конструкция. С помощью светодиода и системы линз, фокусирующих его свет, под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы процессора обработки изображений. Этот чип делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой и обрабатывает их. На основании анализа череды последовательных снимков, представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости, интегрированный DSP-процессор высчитывает результирующие показатели, свидетельствующие о направлении перемещения мыши вдоль осей Х и Y, и передает результаты своей работы на периферийный интерфейс. Основные характеристики, обеспечивающие надежность работы оптических мышей , определяются техническими параметрами применяемых сенсоров (табл. 16.1).
| Марка сенсора | HDNS-2000 | ADNS -2620 | ADNS -2051 | ADNS -3060 |
| Разрешение, cpi (точек на дюйм) | 400 | 400 | 400/800 | 400/800 |
| Размер "снимков", пикс. | 18x18 | 16x16 | 30x30 | |
| Макс. скорость, см/с | 30 | 30 | 35 | 100 |
| Макс. ускорение (в рывке), м/с 2 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 150 |
| Частота снимков, кадр/с | 1500 | 1500/2300 | 500-2300 | 500-6400 |
Первые мыши подключались к ПК через специальную плату-адаптер (т. н. мыши с шинным интерфейсом - bus mouse ). Затем большое распространение получил способ подключения мыши через последовательный интерфейс RS-232C . Мыши с последовательным интерфейсом для передачи данных чаще всего работают с разработанным Microsoft протоколом. Данные передаются со скоростью 1200 бит/с, используется 7 бит данных без контроля четности и один стоповый бит. Одна передача содержит три 7-битных числа, кодирующих 8-битное горизонтальное (dX) и 8-битное вертикальное перемещение (dY), а также 2 бита (LB, RB) состояния кнопок (табл. 16.2). Перемещение задается в виде числа со знаком (-128:+127) в специальных единицах - counts, определяемых разрешением мыши - counts per inch ( cpi ), которое обычно составляет 400 cpi . Кроме протокола Microsoft, распространены также протокол Logitech (отличается от протокола Microsoft способом передачи информации о средней кнопке) и протокол Mouse Systems (5-байтовый, передается информация о "старом" и "новом" положении мыши ).
| 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| байт 1 | 1 | LB | RB | dY7 | dY6 | dX7 | dX6 |
| байт 2 | 0 | dX5 | dX4 | dX3 | dX2 | dX1 | dX0 |
| байт 3 | 0 | dY5 | dY4 | dY3 | dY2 | dY1 | dY0 |
В 1987 году компания IBM выпустила серию персональных компьютеров PS/2, в котором был представлен выделенный последовательный интерфейс для подключения мыши с разъемом 6 mini- DIN . Одним из преимуществ новых портов по сравнению с последовательным было низкое напряжение питания - 5 В вместо 12 В, а также независимость от других устройств, в то время как последовательные мыши нередко мешали внутренним модемам, поскольку четыре COM-порта ПК делили всего два IRQ . Необходимо отметить также недостатки этого интерфейса. Наиболее существенным является более высокий риск вывода из строя порта при подключении или отключении мыши при работающем компьютере. Хотя последовательные порты мыши и клавиатуры в PS/2 имеют сходный электрический интерфейс и даже одинаковые разъемы, материнская плата не опознает мышь и клавиатуру , если их подключить не в "свой" порт, т.к. протоколы передачи данных отличаются, а, кроме того, линия данных в порту клавиатуры - двунаправленная. В спецификации Microsoft PC 97 предлагается единая цветовая маркировка этих портов: для клавиатуры - фиолетовая, для мыши - зеленая. Широкое распространение портов PS/2 произошло с внедрением в 1997 г. фирмой Intel стандарта ATX . А уже в 2002 году в спецификации Microsoft PC 2002 было предложено отказаться от этих портов в пользу универсального интерфейса USB.
Прочие устройства ввода - манипуляторы
Трекбол представляет собой "перевернутую" оптико-механическую мышь - в движение приводится не сам корпус устройства, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором и, кроме того, экономить место, поэтому трекболы часто используют в ноутбуках.
Сенсорная панель ( touchpad или trackpad ) - это устройство ввода, применяемое в ноутбуках, служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя. Используется в качестве замены компьютерной мыши . Сенсорные панели различаются по размерам, но обычно их площадь не превосходит 50 см2. Работа сенсорной панели основана на измерении емкости пальца или измерении емкости между сенсорами. Емкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей панели, что позволяет определять положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении емкости, оно не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов сенсорная панель будет работать только при достаточной площади соприкосновения, поэтому, например, работа с влажными пальцами весьма затруднена. Преимуществами сенсорных панелей являются:
- отсутствует необходимость в ровной поверхности, как для мыши ;
- расположение сенсорной панели, как правило, фиксировано относительно клавиатуры ;
- для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца;
- работа с ними не требует особого привыкания, как, например, в случае с трекболом.
Недостатком же сенсорных панелей является низкое разрешение, что затрудняет работу в графических редакторах и 3D-играх.
Джойстик является аналоговым координатным устройством ввода информации, выполняемым обычно в виде двух реостатных датчиков с питанием +5 В. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате Х, другой - по Y. Джойстик обычно подключается к адаптеру игрового порта, расположенному на многофункциональной плате ввода-вывода (Multi I/O Card) или звуковой карте (в последнем случае разъем игрового порта совмещается с интерфейсом MIDI ). Очевидно, что основным элементом игрового адаптера является АЦП. Адаптер принимает до четырех цифровых сигналов типа "включено-выключено" (кнопки) и до четырех аналоговых сигналов, что позволяет подключать два 2-кнопочных джойстика.
Световое перо работает с помощью небольшого оптического детектора, находящегося на его кончике. По ходу сканирования экрана электронным лучом инициируется импульс оптического детектора, когда пучок достигает точки экрана, над которой находится перо. Время возникновения этого импульса относительно сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации позволяет определить позицию светового пера. По своей сути световое перо является расширением видеосистемы. Разъем для подключения светового пера был обязательным для видеоадаптеров
- ручные сканеры - проблема ровного и равномерного перемещения сканирующей головки по соответствующему изображению (от чего зависит качество сканированного изображения) возлагается на пользователя;
- планшетные сканеры - сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя;
- рулонные сканеры - отдельные листы документов протягиваются через устройство так, что сканирующая головка остается на месте (неприменимы для сканирования книг и журналов);
- проекционные сканеры - вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, при этом блок сканирования также находится сверху, а перемещается только сканирующее устройство (возможно сканирование проекций трехмерных предметов). сканерах фирмы Microtek сканируемое изображение поочередно освещается красным, зеленым и синим цветом, так что страница сканируется за три прохода. Похожий подход используется в сканерах Epson и Sharp , однако там смена цвета происходит для каждой строки, что позволяет избежать проблем с "выравниванием" пикселей при разных проходах. В сканерах Hewlett Packard и Ricoh сканируемое изображение освещается источником белого света, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трехполосную ПЗС-линейку через систему специальных фильтров, разделяющих свет на три компоненты: красный, синий, зеленый.
Для связи с компьютером сканеры , как правило, используют один из универсальных периферийных интерфейсов: SCSI, IEEE 1284 или USB.
Для унифицирования прикладного программного интерфейса драйвера сканера (а также цифровых камер) в 1992 г. компаниями Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard и Logitech была разработана спецификация TWAIN 6Слово TWAIN было взято из "Баллады о Востоке и Западе" Р.Киплинга: "...and never the twain shall meet..." (и двое никогда не встретятся), отражая существовавшую в то время сложность взаимодействия компьютера и сканера . После частого написания названия спецификации большими буквами сложилось предубеждение, что это аббревиатура, и были предложены такие варианты: Technology Without An Interesting Name (технология без интересного имени) или Toolkit Without Any Important Name (средство без какого-либо важного имени). .
Современные персональные компьютеры обычно имеют в своем распоряжении множество периферийных устройств.
Периферийные устройства - это любые дополнительные и вспомогательные устройства, которые подключаются к ПК для расширения его функциональных возможностей.
Благодаря периферийным устройствам, компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.
Классификация периферийных устройств по назначению.
1. Устройства ввода данных:
· специальные клавиатуры;
· специальные манипуляторы;
· планшетные сканеры;
· ручные сканеры;
· барабанные сканеры;
· сканеры форм;
· штрих-сканеры;
· графические планшеты (дигитайзеры);
· цифровые фотокамеры).
2. Устройства вывода данных:
· матричные принтеры;
· лазерные принтеры;
· светодиодные принтеры;
· струйные принтеры.
3. Устройства хранения данных:
· стримеры;
· ZIP-накопители;
· накопители HiFD;
· накопители JAZ;
· магнитооптические устройства.
4. Устройства обмена данными (модемы).
Рассмотрим некоторые из периферийных устройств.
Принтер (print - печатать) - устройство для вывода на печать текстовой и графической информации. Принтеры, как правило, работают с бумагой формата А4 или А3. Наиболее распространены на сегодняшний день лазерные и струйные принтеры, матричные принтеры уже вышли из обихода.
В матричных принтерах печатающая головка состояла из ряда тонких металлических иголок, которые при движении вдоль строки в нужный момент ударяли через красящую ленту, и тем самым обеспечивали формирование символов и изображения. Матричные принтеры обладали низкими скоростью и качеством печати.
В струйных принтерах краска под давлением выбрасывается из отверстий (сопел) в печатающей головке и затем прилипает к бумаге. При этом формирование изображения происходит как бы из отдельных точек - "клякс". Для струйных принтеров характерна высокая стоимость расходных материалов.
В лазерных принтерах луч лазера, пробегая по барабану, электризует его, а наэлектризованный барабан притягивает частицы сухой краски, после чего изображение переносится с барабана на бумагу. Далее лист бумаги проходит через тепловой барабан и под действием тепла краска фиксируется на бумаге. Лазерные принтеры обладают высокими скоростью и качеством печати.
Плоттер (графопостроитель) - устройство для вывода на бумагу больших рисунков, чертежей и другой графической информации. Плоттер может выводить графическую информацию на бумагу формата А2 и больше. Конструктивно в нем может использоваться или барабан рулонной бумаги, или горизонтальный планшет.
Сканер (scanner) - устройство, позволяющее вводить в компьютер графическую информацию. Сканер при движении по картинке (лист текста, фотография, рисунок) преобразует изображение в числовой формат и отображает его на экране. Затем эту информацию можно обработать с помощью компьютера.
Манипулятор мышь (mouse) - устройство, облегчающее ввод информации в компьютер.
Дисковод CD-ROM - устройство для чтения информации, записанной на лазерных компакт-дисках (CD ROM - Compact Disk Read Only Memory, что в переводе означает компакт-диск с памятью только для чтения). На компакт-дисках можно хранить большое количество информации (до 650 Мбайт). Такие диски используются для хранения справочной информации, больших энциклопедий, баз данных, музыки, видеоинформации и т.д.
Основной показатель для дисковода CD-ROM - это скорость считывания информации с компакт-диска.
Дисковод DVD является дальнейшим развитием лазерных технологий. В нем применяется усовершенствованная технология использования лазерного луча для записи и чтения информации с компакт-дисков. Аббревиатура DVD означает Digital Video Disk (цифровой видеодиск) или в другой трактовке - Digital Versatile Disk (цифровой многоцелевой диск).
В отличие от дисков CD-ROM диски DVD могут использовать для работы обе поверхности. Причем технология позволяет записывать на каждой из сторон два слоя данных.
Что такое компьютерная техника? Каковы ее различные типы? Чтобы узнать примеры компьютерной техники и периферийных устройств, прочитайте эту статью.
По определению, разные части компьютера входят в его аппаратную часть. Компьютерная техника включает в себя центральный процессор, материнскую плату, микросхемы, а также компьютерную периферию, такую как устройства ввода-вывода и хранения данных, которые были добавлены к компьютеру, чтобы повысить его способности. Вот обзор различных видов компьютерной техники с фотографиями.
Компоненты компьютера
Вот список основных компонентов компьютера вместе со списком мультимедийных устройств, сетевых аппаратных компонентов, и компьютерной периферии. Они вместе образуют набор аппаратных компонентов компьютера.
Основные компоненты
Системная шина: Это подсистема, которая передает данные внутри компьютера. Компьютерная шина обеспечивает логическое соединение между различными периферийными устройствами компьютера. Процессоры используют шину управления, чтобы общаться с другими устройствами в компьютере. Адресная шина используется для указания физического адреса. Процессор при определении местоположение памяти читает или пишет на адресной шине. Значения, которое он должен читать или писать посылаются на шину данных. Таким образом, шина данных осуществляет доставку обрабатываемых данных. Параллельная шина способна нести несколько данных параллельно, а последовательная шина передает данные в битной форме. Внутренняя шина соединяет внутренние компоненты компьютера с материнской платой, внешняя шина соединяет внешние периферийные устройства с материнской платой.
- AGP: Сокращенно ускоренный графический порт, является точкой крепление видеокарты к материнской плате компьютера.
- HyperTransport: Это компьютерная шина с низкой латентностью, которая использует высокую пропускную способность и действует двунаправленным образом.
- PCI: (Component Interconnect – взаимодействие периферийных компонентов) относится к шине компьютера подключения периферийных устройств к материнской плате.
- PCI Express: Это формат интерфейса карты компьютера.
- USB: (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), выступает в качестве интерфейса к компьютеру. USB является наиболее популярным устройством для подключения внешних устройств.
- QuickPath: Также известен как общий интерфейс системы, QuickPath является процессором меж-соединений точка-точка, и находится в тесной конкуренции с HyperTransport.
- Serial ATA: Это компьютерная шина, которая позволяет передавать данные между запоминающими устройствами хранения и материнской платой.
- Serial Attached SCSI: Это последовательный интерфейс точка-точка. Обеспечивает передачу данных с устройств хранения, таких как жесткие диски.
Это набор логических машин, которые могут выполнять компьютерные программы. Фундаментальная функция процессора - это выполнение последовательности сохраненных инструкций, известных как программы. Во время своего первого шага работы, процессор извлекает команды из памяти программ. Этот этап известен как стадия «загрузки». В стадии «декодировать», процессор разбивает инструкции на части, после чего выполняет их. В течение четвертого этапа обратной записи, процессор записывает результаты обработанных инструкций в памяти.
Он прикреплен к центральному процессору и используется, чтобы понизить его температуру. Вентиляторы в корпусе компьютера помогают поддерживать постоянный поток воздух, тем самым охлаждая компоненты компьютера.
Прошивка: Это компьютерная программа, которая встраивается в аппаратное устройство. Это что-то среднее между аппаратным и программным обеспечением. Будучи частью компьютерной программы, она похожа на программное обеспечение, в то же время тесно связана с аппаратными средствами и делает ее близкой к аппаратным компонентам.
Это центральный печатная плата, сокращенно PCB, которая образует сложную электронную систему компьютера. Материнская плата обеспечивает компьютерную систему со всеми электрическими соединениями, базовой схемой, и компонентами, необходимыми для его функционирования.
Этот компонент отвечает за подачу питания к компьютеру. Он преобразует энергию переменного тока от электросети в низкое напряжение постоянного тока для внутренних компонентов компьютера.
Память с произвольным доступом, сокращенно ОЗУ, физическая память компьютера. Она используется для хранения запущенных программ и крепится к материнской плате.
Это плата расширения компьютера, которая позволяет производить вход и выход аудио сигналов на и от компьютера. Звуковые карты обеспечивают работу мультимедийных приложений с аудио компонентами.
Видеоадаптер, который также известен как видеокарта представляет собой аппаратный компонент, который генерирует и выводит изображения на дисплее.
Контроллеры хранения: Они расположены на материнской плате или на картах расширения. Контроллеры хранения включают в себя контроллеры для жестких дисков, CD-ROM и других устройств.
Медиа устройства
Такие устройства, как CD, DVD, Blu-Ray, и флэш-накопители являются одними из самых популярных съемных носителей информации, на которых можно хранить цифровые данные. Ленточные накопители и дискеты являются устаревшими. Жесткие диски и твердотельные накопители используются для внутреннего хранения.
Компакт-диск: Известный как CD , устройство для хранения цифровых данных. Стандартные компакт-диски могут хранить около 80 минут аудио. CD-ROM содержит данные, доступны для чтения и которые нельзя изменить. CD-ROM используются для распространения компьютерных программ и мультимедийных приложений. Для записи компакт-дисков используется оптический дисковод, который использует лазерное излучение или электромагнитные волны для считывания и записи данных на диски.
Digital Versatile Disc: обычно известен как цифровой видеодиск и сокращенно как DVD , цифровой универсальный диск является одним из очень популярных носителей информации. С физическими размерами, аналогичными компакт-диску, DVD-диски могут хранить данные, в шесть раз больше, чем CD. DVD-ROM привод используется для чтения данных с DVD. DVD RW используется для считывания и записи данных на DVD. Диски DVD-RAM позволяют записывать на них информацию несколько раз. HD DVD является форматом оптических дисков высокой плотности.
Disc Array Controller: Контроллер дискового массива, он управляет физическими дисководами и представляет их на компьютере в виде логических единиц. Он почти всегда реализует аппаратный RAID, таким образом, его иногда называют контроллером RAID. Он также обеспечивает дополнительный кэш диска.
Это диск из тонкого магнитного носителя данных, покрытой пластмассовой оболочкой. С появлением оптических устройств хранения данных, дискеты устарели.
Ленточный накопитель: Это устройство хранения данных считывает и записывает данные, хранящиеся на магнитной ленте. Ленточные накопители имеют емкость хранения от нескольких мегабайт до нескольких гигабайт. Они в основном используются для архивного хранения данных.
Это энергонезависимое запоминающее устройство, которое хранит цифровые данные на магнитной поверхности. Он используется для среднесрочного хранения данных.
Solid-State Drive: Сокращенно SSD , известный также как твердотельный накопитель. Это устройство хранения использует твердотельную память для хранения устойчивых данных. Он может заменить жесткий диск во многих приложениях, но стоит значительно более дороже.
Это оптический формат носителя данных диска. Он получает свое название от синего лазера, который используется для чтения и записи таких дисков. Благодаря короткой длине волны, Blu-Ray диски могут хранить большие объемы данных. BD-ROM дисковод используется для чтения данных с Blu-Ray дисков, BD-ROM может быть использован как для считывания, так и записи.
Более известна как флэшка . Это малогабаритное, съемное и перезаписываемое устройство хранения данных с объемом памяти в диапазоне от 64 МБ до 64 ГБ. Из-за их высокой емкости, долговечности и компактной конструкции, они приобрели огромную популярность в наше время.
Дисковод гибких дисков средней мощности для хранения информации, разработан Iomega в 1994 году имел мощность около 100 МБ, на более поздних версиях объем хранения данных увеличился до 250 Мб, а затем 750 Мб. Формат стал самым популярным продуктом, который заполнил нишу портативного хранения в конце 1990-х годов. Тем не менее, он никогда не был достаточно популярен, чтобы заменить 3,5-дюймовый флоппи-диски и не мог соответствовать размеру хранения доступного на перезаписываемых компакт-дисков и более поздних перезаписываемых DVD-дисков. Флэш-накопители в конечном счете, оказались лучшими перезаписываемыми носителями данных среди широкой общественности в связи с почти повсеместным использованием USB портов на персональных компьютерах, и вскоре из-за больших размеров Zip диски впали в немилость для массового портативного хранения в начале 2000-х годов.
Сетевые аппаратные средства и компоненты
Вот краткий обзор некоторых частей аппаратного обеспечения, которые делают возможным для компьютера быть частью сети.
Сетевая карта: Это одна из наиболее важных частей аппаратного обеспечения, так как позволяет компьютеру взаимодействовать с другими компьютерами по сети. Она служит в качестве сетевого носителя и предоставляет компьютеру систему МАС-адресов. Сетевая карта также известна как сетевой адаптер, карта LAN (Local area network) или NIC (Network Interface Card).
Модем: Это устройство используется для подключений удаленного доступа. Он демодулирует аналоговые сигналы для декодирования цифровой несущей информации и модулирует аналоговые сигналы для кодирования передаваемой информации.
Маршрутизаторы не совсем часть оборудования. Скорее, они являются устройствами, которые используются для объединения нескольких проводных и беспроводных компьютерных сетей.
Компьютерная периферия
Помимо аппаратных компонентов компьютера, есть много внешних устройств, которые одинаково важны для его функционирования. Клавиатура, мышь и монитор это основные входные и выходные устройства. Джойстики, игровые устройства и другие указывающие устройства обычно используются для игровых приложений на компьютере. Наушники, колонки, микрофоны, и веб-камеры широко используются для запуска мультимедийных приложений. Давайте посмотрим на некоторые примеры этих периферийных устройств.
Это устройство ввода, дизайн которой произошел от пишущей машинки. Клавиатура состоит из нескольких ключей, установленных определенном образом. Каждая клавиша действует как электронный переключатель, рождая букву, цифру или символ, введенный в текстовом процессоре или выполнение определенной операции компьютера.
Display: Известный как монитор, это электрическое устройство, которое отображает изображения, полученные в результате видеовыхода от компьютера.
Компьютерная мышь указывающее устройство, которое обнаруживает двумерное движение. Движение мыши переводится в движение указателя на дисплее компьютера, что позволяет пользователю графически управлять пользовательским интерфейсом.
Это указывающее устройство, которое содержит курсор вместе с шаром с датчиками вращательного движения. Трекболы нашли применение в рабочих станциях специального назначения и видеоиграх.
Они состоят из пары небольших динамиков, которые можно удерживать близко к ушам. Они могут быть подключены к источнику звуковой частоты, таких как усилитель или проигрыватель компакт-дисков.
Это акустический преобразователь, который преобразует звуковые сигналы в электрические. Как правило, микрофоны состоят из мембраны, которая вибрирует в ответ на звук. Колебания переводятся в электрические сигналы.
Этот периферийное устройство производит бумажные копии электронных документов. Он прикреплен к компьютеру с помощью периферийного кабеля или кабеля USB. Принтер часто выпускают в сочетании со сканером, который служит в качестве копировального инструмента.
Это периферийное устройство, которое может сканировать изображения, почерк, или объекты и преобразовать их в цифровые изображения.
Это устройство ввода, которое используется в видеоиграх, или развлекательных системах для обеспечения ввода в видео игры, как правило, для управления объектом или персонажем в игре.
Спикер: Внешние компьютерные колонки, которые позволяют пользователям компьютеров прослушивать аудиофайлы.
Веб-камера маленькая камера, которая широко используется во время проведения видеоконференций и мгновенного обмена сообщениями. Они представляют собой цифровые камеры, которые могут загружать изображения на веб-сервер.
Это было введение в различные виды аппаратных средств компьютера. С развитием компьютерных технологий, мы можем рассчитывать на развитие многих других аппаратных компонентов, которые переводят технологию к действию!
Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им, компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.
По назначению периферийные устройства можно подразделить на:
Устройства ввода данных;
Устройства вывода данных;
Устройства хранения данных;
Устройства обмена данными.
Устройства ввода знаковых данных
Специальные клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.
Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.
Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизированной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним относится клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.
По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.
Устройства командного управления. Специальные манипуляторы. Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.
Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах.
Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.
Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.
Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джой-пады, геймпады и штурвалъно-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.
Устройства ввода графических данных. Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметить, что с помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами (программами распознавания образов).
Планшетные сканеры. Планшетные сканеры предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС).
Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:
Разрешающая способность;
Производительность;
Динамический диапазон;
Максимальный размер сканируемого материала.
Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.
Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)
Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.
От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.
Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.
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).
Цифровые фотокамеры. Как и сканеры, эти устройства воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром цифровых фотоаппаратов является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице.
Устройства вывода данных. В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры ), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.
Матричные принтеры. Это простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати матричных принтеров напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Наибольшее распространение имеют 9-игольчатые и 24-игольчатые матричные принтеры.
Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, не уступающее, а во многих случаях и превосходящее полиграфическое. Они отличаются также высокой скоростью печати, которая измеряется в страницах в минуту (ррт -page per minute). Как и в матричных принтерах, итоговое изображение формируется из отдельных точек
Принцип действия лазерных принтеров следующий:
В соответствии с поступающими данными лазерная головка испускает световые импульсы, которые отражаются от зеркала и попадают на поверхность светочувствительного барабана;
Горизонтальная развертка изображения выполняется вращением зеркала;
Участки поверхности светочувствительного барабана, получившие световой импульс, приобретают статический заряд;
Барабан при вращении проходит через контейнер, наполненный красящим составом (тонером), и тонер закрепляется на участках, имеющих статический заряд;
При дальнейшем вращении барабана происходит контакт его поверхности с бумажным листом, в результате чего происходит перенос тонера на бумагу;
Лист бумаги с нанесенным на него тонером протягивается через нагревательный элемент, в результате чего частицы тонера спекаются и закрепляются на бумаге.
К основным параметрам лазерных принтеров относятся:
Разрешающая способность, dpi (dots per inch - точек на дюйм);
производительность (страниц в минуту);
Формат используемой бумаги;
Объем собственной оперативной памяти.
При выборе лазерного принтера необходимо также учитывать параметр стоимости оттиска, то есть стоимость расходных материалов для получения одного печатного листа стандартного формата А4. К расходным материалам относится тонер и барабан, который после печати определенного количества оттисков утрачивает свои свойства. В качестве единицы измерения используют цент на страницу (имеются в виду центы США). В настоящее время теоретический предел по этому показателю составляет порядка 1,0-1,5. На практике лазерные принтеры массового применения обеспечивают значения от 2,0 до 6,0.
Основное преимущество лазерных принтеров заключается в возможности получения высококачественных отпечатков. Модели среднего класса обеспечивают разрешение печати до 600 dpi, а профессиональные модели - до 1200 dpi.
Светодиодные принтеры. Принцип действия светодиодных принтеров похож на принцип действия лазерных принтеров. Разница заключается в том, что источником света является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Поскольку эта линейка расположена по всей ширине печатаемой страницы, отпадает необходимость в механизме формирования горизонтальной развертки и вся конструкция получается проще, надежнее и дешевле. Типичная величина разрешения печати для светодиодных принтеров составляет порядка 600 dpi.
Струйные принтеры. В струйных печатающих устройствах изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования. В некоторых моделях капля выбрасывается щелчком в результате пьезоэлектрического эффекта - этот метод позволяет обеспечить более стабильную форму капли, близкую к сферической.
Качество печати изображения во многом зависит от формы капли и ее размера, а также от характера впитывания жидкого красителя поверхностью бумаги. В этих условиях особую роль играют вязкостные свойства красителя и свойства бумаги.
К положительным свойствам струйных печатающих устройств следует отнести относительно небольшое количество движущихся механических частей и, соответственно, простоту и надежность механической части устройства и его относительно низкую стоимость. Основным недостатком, по сравнению с лазерными принтерами, является нестабильность получаемого разрешения, что ограничивает возможность их применения в черно-белой полутоновой печати.
В то же время, сегодня струйные принтеры нашли очень широкое применение в цветной печати. Благодаря простоте конструкции они намного превосходят цветные лазерные принтеры по показателю качество/цена. При разрешении выше 600 dpi они позволяют получать цветные оттиски, превосходящие по качеству цветные отпечатки, получаемые фотохимическими методами.
При выборе струйного принтера следует обязательно иметь виду параметр стоимости печати одного оттиска. При том, что цена струйных печатающих устройств заметно ниже, чем лазерных, стоимость печати одного оттиска на них может быть в несколько раз выше.
Устройства хранения данных. Необходимость во внешних устройствах хранения данных возникает в двух случаях:
Когда на вычислительной системе обрабатывается больше данных, чем можно разместить на базовом жестком диске;
Когда данные имеют повышенную ценность и необходимо выполнять регулярное резервное копирование на внешнее устройство (копирование данных на жестком диске не является резервным и только создает иллюзию безопасности).
В настоящее время для внешнего хранения данных используют несколько типов устройств, использующих магнитные или магнитооптические носители.
Стримеры - это накопители на магнитной ленте. Их отличает сравнительно низкая цена. К недостаткам стримеров относят малую производительность (она связана, прежде всего, с тем, что магнитная лента - это устройство последовательного доступа) и недостаточную надежность (кроме электромагнитных наводок, ленты стримеров испытывают повышенные механические нагрузки и могут физически выходить из строя).
Емкость магнитных кассет (картриджей) для стримеров составляет до нескольких сот Мбайт. Дальнейшее повышение емкости за счет повышения плотности записи снижает надежность хранения, а повышение емкости за счет увеличения длины ленты сдерживается низким временем доступа к данным.
ZIP-накопители выпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных. Устройство работает с дисковыми носителями, по размеру незначительно превышающими стандартные гибкие диски и имеющими емкость 100/250 Мбайт. ZIP-накопители выпускаются во внутреннем и внешнем исполнении. В первом случае их подключают к контроллеру жестких дисков материнской платы, а во втором - к стандартному параллельному порту, что негативно сказывается на скорости обмена данными.
Накопители HiFD. Основным недостатком ZIP-накопителей является отсутствие их совместимости со стандартными гибкими дисками 3,5 дюйма. Такой совместимостью обладают устройства HiFD компании Sony. Они позволяют использовать как специальные носители емкостью 200 Мбайт, так и обычные гибкие диски. В настоящее время распространение этих устройств сдерживается повышенной ценой.
Накопители JAZ. Этот тип накопителей, как и ZIP-накопители, выпускается компанией Iomega. По своим характеристикам JAZ-носитель приближается к жестким дискам, но в отличие от них является сменным. В зависимости от модели накопителя на одном диске можно разместить 1 или 2 Гбайт данных.
Магнитооптические устройства. Эти устройства получили широкое распространение в компьютерных системах высокого уровня благодаря своей универсальности. С их помощью решаются задачи резервного копирования, обмена данными и их накопления. Однако достаточно высокая стоимость приводов и носителей не позволяет отнести их к устройствам массового спроса.
Устройства обмена данными. Модем. Устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи, принято называть модемом (МОдулятор + ДЕМодулятор). При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы). В зависимости от типа канала связи устройства приема-передачи подразделяют на радиомодемы, кабельные модемы и прочие. Наиболее широкое применение нашли модемы, ориентированные на подключение к коммутируемым телефонным каналам связи.
Цифровые данные, поступающие в модем из компьютера, преобразуются в нем путем модуляции (по амплитуде, частоте, фазе) в соответствии с избранным стандартом (протоколом) и направляются в телефонную линию. Модем-приемник, понимающий данный протокол, осуществляет обратное преобразование (демодуляцию) и пересылает восстановленные цифровые данные в свой компьютер. Таким образом, обеспечивается удаленная связь между компьютерами и обмен данными между ними.
К основным потребительским параметрам модемов относятся:
Производительность (бит/с);
Поддерживаемые протоколы связи и коррекции ошибок;
Шинный интерфейс, если модем внутренний (ISA или РСI).
От производительности модема зависит объем данных, передаваемых в единицу времени. От поддерживаемых протоколов зависит эффективность взаимодействия данного модема с сопредельными модемами (вероятность того, что они вступят во взаимодействие друг с другом при оптимальных настройках). От шинного интерфейса в настоящее время пока зависит только простота установки и настройки модема (в дальнейшем при общем совершенствовании каналов связи шинный интерфейс начнет оказывать влияние и на производительность).
Здравствуйте уважаемые читатели сайт. В одном из уроков мы разобрались, что компьютер можно разделить на системный блок со всем его содержимым и на периферийные устройства. Именно о периферийных устройствах и пойдет речь в сегодняшней статье. Если вы не читали статью про устройства компьютера, то перейдите по ссылке « » .
Периферийные устройства персонального компьютера — это устройства, которые подключаются к компьютеру с помощью специальных разъёмов. Ниже приведу примеры основных устройств, которые можно часто встретить на домашних компьютерах.
Монитор, дисплей, экран. Это устройство, которое часто называют пользователи «телевизор». Он выводит изображение на экран, а значит, является очень важным компонентом в компьютере.
Мониторы по технологии работы делятся на ЭЛТ (Электронно — лучевая трубка) и ЖК (жидкокристаллический). Первый вид – это устройство, содержащее в себе кинескоп, такой же, как в старых телевизорах. Использование такого монитора довольно вредно для здоровья пользователя, к счастью, сегодня они мало применяются. Второй вид – жидкокристаллический монитор – это современное решение, его использование гораздо менее вредно для здоровья.
Второй важной характеристикой является размер экрана в мониторе. Его принято измерять по диагонали и указывать в дюймах. Жидкокристаллические мониторы бывают широкоформатными, это значит, что экран будет слегка вытянут по ширине, соотношение сторон такого экрана обычно 16:9 (у обычного квадратного 4:3).
Мониторы можно подключать через следующие интерфейсы VGA, DVI,HDMI и DisplayPоrt. В данное время на персональных компьютерах широко используются VGA и DVI интерфейсы, также существуют различные переходники, если в мониторе или в материнской плате не предусмотрены данные интерфейсы.
Это устройство для ввода информации. Все клавиши разделены на несколько групп:
- Буквенно-цифровые;
- Управляющие (клавиши Enter, Backspace, Shift, Ctrl, Alt, Win, Caps Lock, Tab, Print Screen, Scroll Lock, Pause Break, Num Lock);
- Функциональные (клавиши F1 – F12);
- Клавиши управления курсором (Стрелки, Insert, Delete, Home, End, Page Up, Page Down);
- Малая цифровая клавиатура.
Кроме перечисленных выше, на клавиатуре может находиться набор мультимедийных клавиш самого разного назначения. Также обычно имеются индикаторы режима Num Lock, Caps Lock, Scroll Lock.
Устройство может подключаться по интерфейсу Ps/2,USB. Существуют также переходники, которые позволяют подключить USB клавиатуру в порт PS/2 и наоборот.
На ноутбуках и нетбуках в целях экономии места могут отсутствовать некоторые группы клавиш. Также могут отсутствовать они и в обычных клавиатурах.
Плюсом USB клавиатуры является, что ее можно подключать с включенным компьютером и через некоторое время операционная система автоматически опознает клавиатуру, тем самым вам не надо перезагружать компьютер, чтобы начать работать с ней. Если подключить клавиатуру PS/2 с включенным компьютером, то система не сможет определить устройство и придется перегрузить компьютер, чтобы начать использовать клавиатуру.
Это устройство-манипулятор, которое преобразует движения руки пользователя в движения курсора на экране. Минимальный набор – это две клавиши и колесико прокрутки, некоторые модели могут иметь расширенный набор: более одного колесика и дополнительные клавиши по левой и правой стороне мышки, которые очень популярны у «геймеров».
Кнопки мыши обычно принято называть «левая кнопка мыши» (ЛКМ, Mouse 1) и «правая кнопка мыши» (ПКМ,Mouse 2), под колесиком обычно тоже имеется третья дополнительная кнопка.
По принципу работы мышки бывают механическими, оптическими и лазерными. Механические содержат внутри прорезиненный шар, который при движении вращает маленькие валы, с которых и считывается информация о направлении и скорости движения манипулятора (устаревшая модель). Оптические мышки имеют направленный вниз светодиод. Отраженный от поверхности свет и дает возможность узнать направление и скорость перемещения. Лазерные мышки являются разновидностью оптических.
Разница состоит в том, что светодиод заменен миниатюрным лазером. Это позволило избавиться от свечения мыши и увеличило точность позиционирования. Механические мыши устарели и почти не используются, обычно применяются разновидности оптических манипуляторов.
Способы подключения мыши такие же, как и у клавиатуры: USB и PS/2. Как и с клавиатурами USB мышки определяются с включенным компьютером.
Это устройство для вывода (печати) информации на бумагу.
В первую очередь они различаются по технологии печати. Бывают лазерные (светодиодный принтер), струйные, матричные и другие принтеры (твердочернильный, сублимационный).
Лазерные принтеры – наиболее практичные для работы устройства. У них наибольшая скорость печати, ресурс картриджа и наименьшая стоимость обслуживания и заправки. Обычно бывают черно-белыми, хотя существуют и цветные. Для печати используется специальный порошок, называемый тонер. Он наносится на лист бумаги в нужных местах, а затем закрепляется на ней путем нагрева и расплавления. Также есть cветодиодный принтер, который является параллельной веткой развития технологии лазерной печати.
Струйный принтер – самый подходящий вариант для печати цветных изображений, в том числе фотографий. В качестве печатающего вещества используется жидкая краска 4-х или 6-и цветов. Смешение этих красок в разных сочетаниях дает всю палитру при печати. Недостатком является опасность засыхания краски в картридже в случае длительного простоя и невысокая скорость печати. Однако такие принтеры дают наибольшее качество цветной печати, а также невысокую стоимость заправки при условии использования СНПЧ – системы непрерывной подачи чернил. Это система, при которой емкости с краской находятся рядом с принтером и подача в картриджи осуществляется по специальным трубкам.
Матричный принтер. Это наиболее старый и наименее удобный вариант. В нем для печати используется лента, пропитанная красящим веществом. Лента прижимается к бумаге специальными уголками в нужных местах и формирует из точек изображение. Главными минусами таких принтеров является: низкая скорость печати, качество и повышенный шум при печати. Однако они по-прежнему используются во многих организациях потому, что некоторые старые программные продукты могут печатать только на таких принтерах.
Принтеры подключаются к компьютеру через интерфейс USB или LPT (старые модели).
. Устройство для передачи информации с бумажного носителя в компьютер. Отсканировав изображение, мы получим картинку. В случае если сканируется текст и его нужно отредактировать, применяются специальные программы для распознавания текста. Одна из популярных программ, которая распознает текст со сканированного документа ABBYY FineReader, которая распространяется как платный программный продукт.
Сканеры подключаются через USB.
. Аббревиатура расшифровывается как многофункциональное устройство. Это очень практичное решение, представляющее собой комплектацию принтера и сканера. Современные МФУ также дают возможность делать копии без включения компьютера (копировальный аппарат), а также могут выполнять функции факса.
Подключаются через USB и Ethernet (по сети).
. Это устройства для воспроизведения звука.
Отличаются колонки в первую очередь мощностью. Подключать их необходимо в двух местах: к источнику сигнала – зеленый круглый разъем на материнской плате или дискретной звуковой карте; а также к источнику питания, чаще в обычную розетку, но бывают версии питающиеся от USB.
К числу периферийных устройств можно отнести множество других девайсов: это и источники бесперебойного питания, веб- камеры, внешние модемы и еще множество других полезных приспособлений. Рассмотреть их все в рамках одного урока не представляется возможным, поэтому остановимся на описанных выше самых популярных представителях этой группы периферии. В настоящее время развиваются беспроводные периферийные устройства: мышки, клавиатуры, принтеры и т.д.