Устройства ввода информации в компьютер

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Устройства ввода информации в компьютер

2009 г.

План

Введение

1. Устройства ввода информации в компьютер

1.1 Клавиатура

1.2 Манипуляторы

1.3 Сканер

1.4 Дигитайзер

1.5 Программное обеспечение устройств ввода информации

2. Программы для подготовки текстовой информации

2.1 Текстовые процессоры

2.2 Web-редакторы

2.3 Набор текста

2.4 Специальные возможности текстовых редакторов

Заключение

Литература

Введение

В данной работе рассмотрены и описаны конструкции и принципы работы устройств ввода информации в компьютер, а также программы для подготовки текстовой информации.

Вообще, компьютер - это инструмент, расширяющий сознание.

Человек всегда стремился к прогрессу: взял в руки палку, изобрел колесо, множество механизмов и инструментов. А теперь, когда человек научился умножать силу рук, увеличивать скорость ног, зоркость глаз и тонкость слуха, ему понадобился инструмент для усиления интеллекта.

К началу 60-х годов в мире работали тысячи электронно-вычислительных машин. Они становились все современнее, усовершенствованное. Сегодня в компьютере ежесекундно происходит множество различных операций.

Сегодняшний компьютер интерактивен. Он незаметно для нас следит за каждым нашим действием, фиксирует каждое нажатие клавиш и движение мыши. Компьютер вносит изменения в данные, с которыми работают его программы.

Современный компьютер называют «персональным», так как каждый человек, от ребенка до интеллектуала, использует его неповторимо, по-своему. Широта функциональных возможностей компьютера напрямую зависит от типа используемой операционной системы, от того, какие системные средства содержат ее ядро, как она обеспечивает взаимодействие компонентов триединого комплекса человек - программы - оборудование.

1. Устройства ввода информации в компьютер

К основным устройствам ввода информации в персональный компьютер относятся следующие устройства: клавиатура, мышь, шар (track-ball), сканер, графический планшет (digitizer) и т. д.

Рассмотрим подробнее назначение и принципиальное устройство каждого из них.

1.1 Клавиатура

Является одним из первым и наиболее необходимым на настоящий момент устройством для ввода буквенно-символьной информации в ПК.

По расположению клавиш настольные клавиатуры делятся на два основных типа, функционально ничуть не уступающие друг другу:

1. Функциональные клавиши располагаются в двух вертикальных рядах, отдельных групп клавиш управления курсором нет. Всего в такой клавиатуре 84 клавиши. Некоторые считают этот стандарт устаревшим.

2. Усовершенствованная (расширенная), имеет 101 или 102 клавиши. Клавиатурой такого типа снабжаются сегодня почти все настольные персональные компьютеры. Количество функциональных клавиш в усовершенствованной клавиатуре не 10, а 12. Логично выделены группы клавиш для работы с текстами и управления курсором, продублированы некоторые специальные клавиши, позволяющие более эргономично работать обеими руками.

Расположение буквенных клавиш на компьютерных клавиатурах стандартно. Сегодня повсеместно применяется стандарт QWERTY - по первым шести латинским буквенным клавишам верхнего ряда. Ему соответствует отечественный стандарт ЙЦУКЕН расположения клавиш кириллицы, практически аналогичный расположению клавиш на пишущей машинке.

Стандартизация в размере и расположении клавиш нужна для того, чтобы пользователь на любой клавиатуре мог без переучивания работать «слепым методом». Слепой десятипальцевый метод работы является наиболее продуктивным, профессиональным и эффективным. Увы, клавиатура из-за низкой производительности пользователя оказывается сегодня самым «узким местом» быстродействующей вычислительной системы.

Устройство. Клавиатура представляет собой совокупность датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих определенную электрическую цепь, со стандартным разъемом (PS/2, USB) и интерфейсом для подключения к системной плате компьютера. Длительное время выпускались клавиатуры с механическими датчиками. Современные клавиатуры - мембранного типа. Переключатель представляет собой набор мембран: активная - верхняя, пассивная - нижняя, разделяющая.

Внутри корпуса клавиатуры помимо датчиков расположены электронные платы дешифрации сигнала. Обмен данными между клавиатурой и системной платой осуществляется 11-битовыми блоками (8 разрядов плюс служебная информация) по 2-проводному кабелю (сигнал и земля). Клавиатура содержит внутренний контроллер, позволяющий производить самотестирование в момент подключения (одновременная индикация светодиодов «NumLock», «CapsLock», «ScrollLock»), управляющий индикаторами и обеспечивающий связь с системной платой ПК посредством последовательного интерфейса.

Принцип работы. Принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из переключателей соответствует уникальный цифровой код (scan code) размером 1 байт. На системной плате прием и обработку сигналов от клавиатуры выполняет специальная микросхема - контроллер клавиатуры.

Внутренний микропроцессор клавиатуры обрабатывает специальный сигнал, поступающий к нему после нажатия любой клавиши и, преобразуя его, последовательно передает центральному процессору сканируемый код. Каждое нажатие клавиши формирует два кода: один по нажатию, другой по освобождению клавиши.

Клавиатура в своей собственной специальной памяти запоминает, какая клавиша была нажата (обычно в памяти клавиатуры может храниться до 20 кодов нажатых клавиш, если процессор не успевает ответить на прерывание). После передачи кода нажатой клавиши процессору эта информация из памяти клавиатуры исчезает.

Ввод символов с клавиатуры осуществляется только в той точке экрана, где располагается курсор.

1.2 Манипуляторы

Хотя клавиатура еще вовсе не утратила значения для общения пользователя с компьютером, другое устройство ручного ввода информации - мышка - становится все более весомой и важной. Можно с уверенностью утверждать, что на современном компьютере работать без мышки стало почти невозможно: вы тут же увязните в графическом интерфейсе Windows и многих прикладных программ, работающих с окнами, меню, иконками и диалоговыми боксами (если только вы не ас клавиатурных сокращений).

Управлять курсором или маркером на экране с помощью одной клавиатуры бывает чудовищно нелепо, когда для этого есть специальные устройства-указатели: «мышка» или трекбол, которые «по-умному» принято называть координатными манипуляторами, это самые распространенные сегодня устройства для дистанционного управления графическими изображениями на экране. В принципе, мышка и трекбол похожи на джойстик, известный всякому, кто увлекается компьютерными играми. Набирать какие-либо команды не нужно, достаточно при работе в программе указать мышкой нужную операцию меню или иконку в окне на экране, а затем щелкнуть кнопкой. Вот и все, что требуется, а остальное сделает программа.

Мышки бывают с двумя и тремя кнопками. Вообще-то практически для всех случаев жизни на мышке достаточно двух кнопок. Делом вкуса является также цвет и дизайн корпуса мышки. Выбор здесь огромный. Над этим старательно работают дизайнеры множества фирм, так что выбрать тут есть из чего.

Трекбол мало чем отличается от мышки. В сущности это та же самая мышка, но перевернутая «вверх ногами», точнее перевернутая вверх шаром. Если мышку надо возить по столу и, катая шарик, управлять перемещением маркера на экране, то в трекболе надо просто крутить пальцами или ладонью сам шарик в разные стороны.

Мышки вообще, как правило, более удобны, чем трекболы, но трекболы требуют меньше свободного места на рабочем столе. И если стол завален документами, книгами, чертежами,_t найти свободное место для мышки порой оказывается непросто

Помимо традиционных мышек, подключенных к компьютеру тоненьким кабелем, выпускаются беспроводные мышки, передающих информацию с помощью инфракрасных или радиолучей.

Механическая мышь. В ней используется маленький шар, который выступает через нижнюю" поверхность устройства и вращается по мере его перемещения по поверхности. Переключатели внутри мыши определяют перемещение и направление движения шара. Хотя шар может двигаться в любом направлении, определяются только четыре направления. Перемещение в каждом из них измеряется в сотых долях дюйма. После прохождения этого дискретного расстояния формируется специальный сигнал для центрального блока. Механическая мышь практически может работать на любой поверхности. Можно вращать шар даже пальцем, но в этом случае возникнут проблемы с нажатием кнопок. С другой стороны механической мыши требуется какое-то пространство. Механическим частям свойственны поломки. Мыши имеют тенденцию к собиранию грязи, что приводит к уменьшению надежности их функционирования. Поэтому это устройство периодически необходимо чистить, хотя оно как будто работает на чистой поверхности стола.

Оптическая мышь. Здесь вместо крутящегося шарика используется луч света, сканирующий координатную сетку, нанесенную на специальную подложку. С помощью такого механизма и определяется движение. Отсутствие движущихся частей в таком устройстве повышает его надежность. В этих устройствах используются две пары LED и фотодетекторов, устанавливаемых на задней стенке. Одна пара ориентирована под прямым углом по отношению к другой. Подложка покрыта перекрывающимся множеством желтой и голубой координатных сеток. Каждая пара LED и фотодетекторов определяют движение в обоих направлениях при прохождении через соответствующие риски сетки. Специальное покрытие нижней стенки мыши облегчает скольжение по покрытой пластиком подложке. Большим недостатком оптической мыши является необходимость использовать специальную подложку. С одной стороны, вы можете положить ее в любое место, и устройство будет работать. Но, с другой стороны, такая подложка легко загрязняется, и устройство перестает работать. Да и само пластиковое покрытие легко повреждается.

«Мышь» характеризуется в основном разрешением, которое измеряется в dpi, то есть количество просканированных точек поверхности при перемещении на 1 дюйм. В последнее время добавилась пользовательская характеристика количество дополнительных кнопок и возможность их программирования, т. е. назначение им каких-либо функциональных возможностей (запуск и закрытие программ, скроллинг текста и т. д.).

1.3 Сканер

Вводить изображение в компьютер можно разными способами, например, используя видеокамеру или цифровую фотокамеру. Еще одним устройством ввода графической информации в компьютер является оптическое сканирующее устройство, которое обычно называют сканером. Сканер позволяет оптическим путем вводить черно-белую или цветную печатную графическую информацию с листа бумаги. Отсканировав рисунок и сохранив его в виде файла на диске, можно затем вставить его изображение в любое место в документе с помощью программы текстового процессора или специальной издательской программы электронной верстки, можно обработать это изображение в программе графического редактора или отослать изображение через факс-модем на телефакс, находящейся на другом конце света.

Сканер это глаза компьютера. Первоначально они создавались именно для ввода графических образов, рисунков, фотоснимков, чертежей, схем, графиков, диаграмм. Однако, помимо ввода графики, в настоящее время они все шире используются в довольно сложных интеллектуальных системах OCD (Optical Character Recognition), то есть оптического распознания символов. Эти «умные» системы позволяют вводить в компьютер и читать текст.

Сперва текст вводится в компьютер с бумаги как графическое изображение, затем компьютерная программа обрабатывает это изображение по сложным алгоритмам и превращает в обычный текстовый файл, состоящий из символов ASCII. А это значит, что текст книги или газетной статьи можно быстро вводить в компьютер, вовсе не пользуясь клавиатурой.

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

Планшетный сканер. Это наиболее распространенный тип сканеров. Первоначально он использовался для сканирования непрозрачных оригиналов. Почти все модули имеют съемную крышку, что позволяет сканировать «толстые» оригиналы (журналы, книги). Дополнительно некоторые модели могут оснащаться механизмом подачи отдельных листов, что удобно при работе с программами распознавания текстов - OCR. В последние время многие фирмы-лидеры в производстве плоскостных сканеров стали дополнительно предлагать слайд-модуль (для сканирования прозрачных оригиналов). Слайд-модуль имеет свой, расположенный сверху, источник света. Такой слайд-модуль устанавливается на плоскостной сканер вместо простой крышки и превращает сканер в универсальный.

Барабанный сканер. Основное его отличие состоит в том, что оригинал закрепляется на прозрачном барабане, который вращается с большой скоростью. Считывающий элемент располагается максимально близко от оригинала. Данная конструкция обеспечивает наибольшее качество сканирования. Обычно в барабанные сканеры устанавливают три фотоумножителя, и сканирование осуществляется за один проход. «Младшие» модели у некоторых фирм с целью удешевления используют вместо фотоумножителя фотодиод в качестве считывающего элемента. Барабанные сканеры способны сканировать любые типы оригиналов.

В отличие от плоскостных сканеров со слайд-модулем, барабанные могут сканировать непрозрачные и прозрачные оригиналы одновременно.

1.4 Дигитайзер

информация компьютер клавиатура сканер

Дигитайзер это еще одно устройство ввода графической информации, имеющее пока сравнительно узкое применение для некоторых специальных целей. Свое название дигитайзеры получили от английского digit цифра. То есть по-русски их можно назвать просто «оцифровыватели». Впрочем, есть и более благозвучное название - цифровые преобразователи.

Обычно дигитайзеры выполняются в виде планшета. Поэтому такие устройства часто называют графическими планшетами. Применяется такой дигитайзер для поточечного координатного ввода графических изображений в системах автоматического проектирования, в компьютерной графике и анимации. Надо отметить, что это далеко не самый быстрый и удобный способ построения рисунков и чертежей, особенно в случае сложной геометрии. Но зато графический планшет обеспечивает наиболее точный ввод графической информации в компьютер.

Графический планшет обыкновенно содержит рабочую плоскость, рядом с которой находятся кнопки управления. На рабочую плоскость может быть нанесена вспомогательная координатная сетка, облегчающая ввод сложных изображений в компьютер, для ввода информации служит специальное перо или координатное устройство с «прицелом», подключенное кабелем к планшету. Сам дигитайзер также подключается к компьютеру кабелем через порт связи. Разрешающая способность таких графических планшетов не менее 100 dpi (точек на дюйм).

1.5 Программное обеспечение устройств ввода информации

Каждое устройство, будь то простая мышь или сложный высокочувствительный сканер требует набор определенных команд, посредством которых компьютер распознает устройство и получает инструкцию по его применению. Такой набор команд в быту именуют драйверами устройства.

В настоящее время возможности подключаемых устройств настолько возросли, что ограничиваться только драйверами значит ограничить их использование простым пользователем. Поэтому производители устройств дополнительно снабжают свое детище подробной инструкцией пользователя в виде графической (часто мультимедийной) оболочки, которая доступно вводит его в курс дела и исключает неграмотное использование и именуется программным обеспечением.

Так большинство сканеров имеют программное обеспечение, позволяющее их использование в отсутствие профессиональных и дорогостоящих программ по распознаванию текста или обработке графических материалов.

Простая и неказистая мышь с помощью дополнительного программного обеспечения превращается в колоссальное орудие управления компьютером или программами, поддерживающими так называемый «язык жестов».

2. Программы для подготовки текстовой информации

Текстовые редакторы - класс прикладных программ, основные функции которого заключаются в вводе и редактировании текстов. Дополнительные функции состоят в автоматизации процессов ввода и редактирования.

2.1 Текстовые процессоры

Основное отличие текстовых процессоров от текстовых редакторов в том, что они позволяют не только вводить и редактировать тексты, но и форматировать их, т.е. оформлять. основные средства текстовых процессоров - это средства обеспечения взаимодействия текста, графики, таблиц и других объектов.

Современный стиль работы с документами подразумевает два альтернативных подхода: работу с бумажными документами и работу с электронными документами. Поэтому, говоря о форматировании документов средствами текстовых процессоров, надо иметь ввиду два разных направления:

- форматирование документов, предназначенных для печати;

- форматирование документов, предназначенных для отображения на экране.

2.2 Web-редакторы

Это особый класс редакторов, объединяющих в себе свойства текстовых и графических редакторов. Они предназначены для создания и редактирования так называемых Web-документов (Web-страниц Интернета).

Вообще, для создания Web-документов можно использовать обычные текстовые редакторы и процессоры, но Web-редакторы обладают рядом полезных функций, повышающих производительность труда Web-дизайнеров.

К системам подготовки текстовых документов относятся:

- редакторы текстов;

- текстовые процессоры;

- настольные издательские системы.

Редакторы текстов (text editor) или иначе экранные редакторы, обеспечивают ввод, изменение и сохранение любого символьного текста, но предназначены в основном для подготовки текстов.

Для подготовки текстов на естественных языках и их печати набор операций редактора существенно расширяется, а сам программный продукт переходит в свое новое качество - систему подготовки текстов или текстовый процессор (word processor).

Текстовые процессоры предназначены для создания, редактирования, форматирования и печати простых и комплексных текстовых документов.

При оценке работы с текстовым процессором учитывают:

- количество необходимых нажатий клавиш для выполнения той или иной операции;

- скорость отображения текста на экране при начальной загрузке, при удалении, вставке и копировании фрагментов текста;

- удобство вызова поясняющих текстов-подсказов, их полнота, скорость вывода на экран;

- ограничения на длину текстов;

- количество одновременно обрабатываемых файлов;

- возможность введения новых шрифтов и алфавитов;

- общий объем оперативной памяти, занимаемый текстовым процессором и другие.

Структуру любого текстового документа можно рассматривать в трех аспектах:

- изобразительном,

- операционном,

- внутримашинном.

Изобразительная структура характеризует логику построения документа. Операционная структура характеризует человеко-машинный аспект. Она отражает возможности, предоставляемые для манипуляции основными элементами текста.

Основными этапами подготовки текстовых документов являются:

· набор текста;

· редактирование текста;

· ведение архива текстов;

· печать текста.

Каждый этап состоит из выполнения операций. Не все операции можно четко отнести к конкретному этапу подготовки документа. Если присутствует этап набора и редактирования, то лучше перед печатью выполнить этап записи текста на МД.

2.3 Набор текста

Очередной символ отображается на экране в позиции курсора, а курсор перемещается на одну позицию вправо.

Большинство редакторов хранит весь вводимый текст в оперативной памяти.

Дисплей используется либо в текстовом, либо в графическом режиме. В текстовом режиме 25 строк по 80 прямоугольников в каждой. В графическом режиме экран и отдельных точек. Каждый символ отображается с помощью матрицы, например 8х8 точек.

Редактор избавляет от необходимости осуществлять действия по переводу курсора на следующую строку и автоматически выравнивает правые границы строк.

При использовании ПК и текстовых редакторов этап печати документа отделен от этапов набора и редактирования.

Этап редактирования состоит из операций:

· перемещения курсора;

· просмотра текста;

· вставки символов, строк, фрагментов;

· замены символов, строк, фрагментов;

· удаления символов, строк, фрагментов;

· перемещения символов, строк, фрагментов;

· поиска по образцу или по месту;

· контекстной замены;

· форматирование абзацев.

Этап печати состоит из операции подготовки текста к печати и собственно печати.

К операциям подготовки текста к печати относятся:

· разделение на страницы;

· нумерация страниц;

· изменение шрифта;

· выделение элементов текста при печати;

· задание заголовка и подножия страницы.

Существуют "мягкие" и "жесткие" разделители страниц. Всегда перед распечаткой вновь подготовленного текста желательно сделать пробную распечатку текста на экране дисплея.

Собственно печать является самой заключительной стадией.

2.4 Специальные возможности текстовых редакторов

1) редактирование текста

· работа с участком текста

- выделение

- удаление

- запись в буфер

- копирование

- запись в виде отдельного файла и т.д.

· выравнивание текста

- по краю (правому, левому, ширине)

- по центру

- по ширине

· автоперенос слов

- целиком

- по правилам переноса

· организация колонок

создание резервных копий через равные промежутки времени

работа с таблицами

· разметка

· удаление и добавление столбцов и строк

· выравнивание текста в ячейках

· оформление рамок

отказ от последних действий и отказ от отказа

операции над рисунками

· вставка в текст

· масштабирование и растяжка по осям

· обтекание рисунка текстом и т.д.

6)разбиение на страницы

· автоматическое, путем задание числа строк на странице

· жесткое, принудительное

· нумерация страниц (сверху, снизу)

использование шаблонов документов

использование набора шрифтов

· true type (ttf) - пропорциональные шрифты

· шрифты с произвольно изменяемыми размерами

· различные способы выделения шрифтов -- подчеркивание, курсив и т.д.

9) контекстный поиск и замена заданной последовательности слов в тексте

10) проверка орфографии с использованием встроенного словаря

11) подсказка синонимов и антонимов

12) проверка грамматики - анализ предложения как целого

13) построение оглавлений, индексов, сносок

14) набор сложных формул (математических, физических)

15) использование в тексте информации из СУБД и ЭТ.

Основные возможности текстового процессора:

- набор текста с контролером на экране;

- создание жесткой копи (распечатка);

- использование ASCII.

Основные возможности совпадают практически с возможностями печатной машинки.

В общем случае для оценки удобства работы с ТП могут служить следующие параметры:

количество необходимых нажатий клавиш для выполнения конкретной операции (колеблется от 1-2 до 20-30);

скорость отображения измененного текста на экране при загрузке, перемещениях по тексту, редактировании - вставке, копировании и удалении фрагментов, смене шрифтов и т.д.;

удобство работы с помощью, т.е. скорость вызова подсказок, их полнота, и структура;

возможность реализации WYSIWYG, т.е. получение на экране точной копии будущего печатного документа - текста без управляющих и разметочных символов;

ограничения на длину файлов;

количество одновременно обрабатываемых текстовых файлов;

возможности использования новых шрифтов и алфавитов, их расширения и дополнения;

требования к аппаратному обеспечению - например, к объему оперативной памяти ПК.

Заключение

В настоящее время большое количество текстовых документов оседает в хранилищах автоматизированных данных, например, в Интернете.

Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых выполняются конкретные задания.

Развитие операционных систем значительно облегчило работу пользователя по использованию печатающих устройств.

Существует еще много различных программ, таких как Браузеры (обозреватели, средства просмотра Web), Интегрированные системы делопроизводства, Бухгалтерские программы, Финансовые аналитические системы. Они все сочетают в себе функции текстовых и табличных редакторов, используются в банковских и биржевых структурах, они контролируют и прогнозируют.

Отдельные категории прикладных программ обладают и представляют обучающие, развивающие и развлекательные системы и программы.

Литература

1. Гуде С.В., Ревин С.Б. Информационные системы. Учебное пособие. МВД России, 2007 г.

2. Информатика и математика. Учебник / Под ред. Д.В.Захарова. 2007.

3. Информатика: Учебник / Под ред. Н.В.Макаровой. М., 2008 г.

4. Информатика. Учебник для вузов (Гриф О РФ) / Острейковский В.А. М., 2006 г.

5. Математика и информатика / Турецкий В.Я. - М.: Инфра-М, 2006 г.

Размещено на Allbest.ru