ПЕРЕФИРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ. УСТРОЙСТВА ВВОДА ЗНАКОВЫХ ДАННЫХ. УСТРОЙСТВА КОМАНДНОГО УПРАВЛЕНИЯ.
В состав современных ЭВМ и систем входят многочисленные и разнообразные по выполняемым функциям, принципам действия и характеристикам периферийные устройства(ПУ), которые по их назначению можно разделить на две группы:
1) внешние запоминающие устройства,предназначенные для хранения больших объемов информации,
2) устройства ввода-вывода, обеспечивающие связь машины с внешней средой, в первую очередь с пользователями, путем ввода в ЭВМ и вывода из машины информации, ее регистрации и отображения.
Устройства вводапозволяют вводить в машину данные и программы, а также вносить исправления в программы и данные, хранящиеся в памяти ЭВМ. Устройства выводаслужат для вывода из ЭВМ результатов обработки данных, их регистрации и отображения.
Общей характеристикой для всех периферийных устройств является скорость, с которой устройство может принимать или выдавать данные. Большинство периферийных устройств имеют электромеханические узлы, скорость работы которых значительно ниже скорости работы электронных устройств ЭВМ (процессоров и др.). Скорости передачи данных, с которыми работают различные ПУ, отличаются весьма значительно: от нескольких байт до нескольких миллионов байт в секунду.
Периферийные устройства различают по реализуемому в них синхронному или асинхронному режиму передачи (приема) данных.
При синхронном режиме передача данных производится в определенном темпе, который задается рабочей скоростью движения носителя информации, например магнитной ленты. При асинхронном режимепередача данных может происходить в свободном темпе с остановом после передачи любого байта.
В устройствах ручного ввода(пульты управления ЭВМ, электрифицированные пишущие машинки, дисплеи и др.) ввод информации осуществляется с помощью клавиатур. Устройства ручного ввода позволяют вводить информацию со сравнительно низкой скоростью [не более 10 символов (знаков)/с].
В группу автоматических устройств вводавходят устройства для считывания информации с промежуточного носителя и устройства непосредственного ввода.
К устройствам ввода с промежуточного носителя информации относятся устройства считывания информации с перфокарт или перфолент, а также с магнитных лент. Информация наносится на перфокарты и перфоленты с помощью пробивок отверстий (перфораций). Устройства ввода с перфолент и перфокарт сравнительно просты и имеют относительно устройств ручного ввода высокие скорости ввода информации. Однако они требуют предварительной ручной подготовки данных — перфорирования перфокарт и перфолент.
Перфокарты и перфоленты как носители информации имеют свои преимущества и недостатки. Перфокарты более долговечны, позволяют легко сменить часть информации (путем простой замены некоторых карт), удобны для хранения, но они дороже перфолент. Перфокартное оборудование, используемое при подготовке перфокарт, вводе и выводе информации, более громоздко и более сложно в эксплуатации и имеет стоимость, большую стоимости оборудования для перфолент.
Для подготовки данных и ввода их в ЭВМ используются также устройства с магнитной лентой.
К автоматическим устройствам непосредственного ввода информации относятся устройства, считывающие информацию со специальных бланков и с графиков. Хотя подобные устройства достаточно сложны и дороги, их применение весьма целесообразно, так как позволяет исключить ручную подготовку данных (перфорация и т.п.), требующую больших затрат труда и нередко сопровождающуюся ошибками. В настоящее время ведутся интенсивные разработки устройств ввода с печатного текста, сделаны первые шаги по практическому использованию устройства ввода информации с голоса.
К автоматическим устройствам непосредственного ввода информации относятся также преобразователи аналоговых сигналов в цифровые, устройства приема информации с линией связи и др.
Клавиатура – один из важнейших элементов связи человека с компьютером. Клавиатура является основным устройством ввода информации в персональный компьютер. Данные, которые требуется обработать, и команды, подлежащие выполнению, сообщаются компьютеру посредством клавиатуры. Кроме того, через нее производится управление работой компьютера во время выполнения программы.
Клавиатура должна быть эргономичной, то есть удобной и не утомляющей во время работы. Для этого она может устанавливаться под небольшим наклоном (от 5 до 7°) относительно горизонтальной поверхности. К клавишам должен быть обеспечен свободный доступ, они должны срабатывать от легкого нажатия. Обозначения на ней должны быть ясными и не утомительными для зрения.
Расположение букв на наборном поле клавиатуры аналогично обычной пишущей машинке, что дает возможность использовать в работе с компьютером навыки, приобретенные при работе с пишущей машинкой, достигая высокой скорости ввода как текста, так и цифровых данных.
При работе с компьютером возникает необходимость ввода определенных команд или частого выполнения определенных функций. Занесение их всякий раз в печатном виде занимало бы много времени. Поэтому для ввода этих наиболее часто используемых команд и функций в клавиатурах компьютеров предусматриваются отдельные, так называемые функциональные клавиши. При нажатии каждой из них в компьютер вводится не отдельная буква или цифра, а целое предложение или команда. Так, например, при вводе текста в одной программе нажатие данной функциональной клавиши может означать "установить курсор в конце строки", а в другой программе ее нажатие означает "стереть текст до конца строки".
Клавиатура компьютеров имеет также клавиши, облегчающие управление ими, - так называемые управляющие клавиши. Так, например, существуют отдельные клавиши для перемещения светового курсора по экрану, для вставки символов, для удаления символов.
К управляющим относятся также клавиши, которыми задается работа со строчными или заглавными буквами, с русским или латинским алфавитом.
Для клавиатур компьютеров используются кнопки различных типов, из которых наиболее широкое распространение получили два: емкостные и контактные.
Емкостные кнопки имеют достаточно простое устройство. Они состоят из подвижной металлической пластинки, прикрепленной к кнопке, и двух металлических выступов на печатной плате, образующих практически неподвижные электроды одного конденсатора переменной емкости. При каждом нажатии на клавишу подвижная пластина приближается к выступам, что приводит к изменению емкости конденсатора. Это изменение является указанием на нажатие (или отпускание) клавиши. В электронной схеме такой клавиатуры имеются компоненты, различающие состояние кнопки в зависимости от ее емкости. Помимо простоты устройства емкостные кнопки имеют достаточно высокую надежность. Они выдерживают до 100 и более миллионов циклов нажатий и отпусканий.
Контактные кнопки могут изготавливаться в различных вариантах, но всегда в основе лежит принцип непосредственного механического контакта между двумя гибкими металлическими пластинками. В месте соприкосновения пластинки обычно имеют специальное покрытие, обеспечивающее малое сопротивление контакта. В клавиатуре компьютеров используются контактные кнопки, сконструированные так, что нажатии кнопки приводит к высвобождению одной из предварительно нагруженных пластинок, которая вследствие этого резко соприкасается с другой пластинкой, создавая контакт. В этом случае сила соприкосновения двух пластинок не зависит от силы нажатия клавиши, что в значительной степени уменьшает механические колебания, возникающие в момент осуществления контакта. Срок службы контактных кнопок характеризуется числом срабатываний, составляющим порядка нескольких десятков миллионов циклов. Они более помехоустойчивы, чем емкостные.
Основные характеристики клавиатур представлены в таблице 7.
Таблица 7- Характеристики клавиатур
| Тип клавиатуры | Максимальное количество нажатий для каждой клавиши | Преимущества, применение |
| Мембранная | 20 млн | Практически бесшумная, для обычного пользователя |
| Полумеханическая | 50 млн | Интенсивный ввод текстовой информации |
| Механическая | 100 млн | Ввод информации осуществляется длительное время |
Мышь – это манипулятор для ввода информации в компьютер. Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами, легко уменьшающуюся в ладони. Вместе с проводом для подключения к компьютеру это устройство действительно напоминает мышь с хвостом.
Мышь позволяет передвигать курсор в нужное место экрана путем перемещения мыши по столу мыши по столу или ругой поверхности и фиксировать выбор нажатием одной из кнопок на своей поверхности. Как и в других случаях, программное обеспечение должно оказаться способным распознать наличие аппаратного средства, то есть мыши, и воспринять управляющие сигналы. К счастью, большинство программ, которые "понимают" управление курсором с клавиатуры, могут использовать мышь после подключения небольшой дополнительной программы, представляющей компьютеру информацию о перемещении мыши в виде эквивалентной последовательности кодов, генерируемых при нажатии клавиши управления курсором.
Существуют два основных варианта конструкции мыши: механический и оптический. Механическое устройство использует свободно вращающийся шарик, который располагается на "дне" мыши. Шарик в результате трения поворачивается, когда мышь двигают по плоской поверхности. Схемы мыши воспринимают это, подсчитывают число оборотов и передают информацию компьютеру. Оптическую мышь двигают по специальной отражающей панели. Луч света, испускаемой мышью, отражается от равномерно нанесенных на панель штрихов. При этом сенсор, расположенный внутри мыши определяет пройденное расстояние и направление перемещения и посылает эту информацию компьютеру.
На поверхности мыши может находится две или три кнопки. Как они используются – зависит от программного обеспечения.
Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ использующих мышь, допускают замену мыши командами, вводимыми с клавиатуры. Однако часто при такой замене работа с программой весьма затруднительна.
Устройства командного управления – это 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 джойпады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.
Устройства выводаинформации из ЭВМ можно разделить на следующие группы:
1 устройства вывода цифровой информации на промежуточный носитель (перфокарты, перфоленты, магнитные ленты);
2 устройства, фиксирующие результаты обработки в виде текста, графиков и изображений,— различного рода печатающие устройства, устройства вывода информации на разного рода экраны, графопостроители;
3 устройства вывода информации во внешнюю среду (цифро-аналоговые преобразователи и устройства выдачи данных на линии связи);
4 устройства речевого вывода.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Применение ЭВМ стало обыденным делом, хотя еще совсем недавно рабочее место, оборудованное компьютером, было большой редкостью. Информационные технологии открыли новые возможности для работы и отдыха, позволили во многом облегчить труд человека.
С развитием информационных технологий растет прозрачность мира, скорость и объемы передачи информации между элементами мировой системы. Усиливается реакция элементов на сигналы с положительной обратной связью.
Информационные технологии вобрали в себя лавинообразные достижения электроники, а также математики, философии, психологии и экономики. Образовавшийся в результате жизнеспособный гибрид ознаменовал революционный скачек в истории развития компьютерных технологий, насчитывающий сотни тысяч лет.
Современное общество вряд ли возможно представить без компьютерных технологий. Оно наполнено и пронизано потоками информации, которые нуждаются в обработке. Поэтому без современных технологий, равно как без энергетических, транспортных и химических технологий, общество нормально функционировать не может.
Не следует надеяться, что развитие компьютерной техники как – то кардинально изменить наше существование. Компьютер не более ( но и не менее) чем один из мощных двигателей прогресса ( как энергетика, металлургия, химия, машиностроение), который берет на себя такую важную функцию, как рутину обработки информации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.С. Грошев Информатика. Учебник для вузов — Архангельск: «Арханг. гос. техн. ун-т», 2010. — С. 470. — ISBN 978-5-261-00480-6.
2. А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер. Информатика. М., 2000.
3. А.Я. Савельев. Основы информатики. М., 2001.
4. Б.В. Соболь Информатика. Учебник - 2007, 3-е изд
5. Б.М. Каган Электронные вычислительные машины и системы. Москва «энергоатомиздат» 1991.
6. В. А. Острейковский Информатика. Издательство: Высшая школа. 2009г.
7. Г.Н. Хубаева Информатика. Учебное пособие. 2010г
8. И. С. Давыдов Информатика. Издательство: Проспект Науки 2009 г
9. М.В. Гаврилов Информатика и информационные технологии. Москва. 2006г.