Средства ввода и вывода информации. Типы устройств ввода вывода

Федеральное агентство по образованию

Лысьвенский филиал

государственного  образовательного учреждения высшего профессионального образования

«ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по Архитектуре  ЭВМ

на тему:

«Средства ввода и вывода информации. Типы устройств ввода вывода. Сравнительные характеристики. Основные тенденции развития устройств ввода вывода».  
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                Студент группы И – 08

                                                                                       Торощина Наталья

                                                                                         Шифр – 08 – 18         

                                                                                              Преподаватель:

                                                                                                Банников В.Б. 
 
 
 
 

Лысьва, 2009

Содержание 

1.Введение 

      Устройства  ввода и вывода являются важной частью компьютера. С их помощью мы можем вводить и выводить информацию. За все время своего существования, компьютер претерпел множества изменений, так как все в мире развивается. Конечно же, эти изменения коснулись и устройств ввода и вывода.

      Для ввода и вывода информации используются все виды внешних запоминающих устройств (ВЗУ). Информация, хранящаяся на ВЗУ недоступна для непосредственного восприятия человеком, так как они предназначены для промежуточного хранения данных. Многие другие устройства ввода/вывода, напротив, предназначены для обмена информацией с человеком.

      Цель  работы: рассмотреть виды устройств  ввода и вывода, как они работают, сравнить принципы работы этих устройств. Каковы перспективы развития устройств  ввода и вывода?

      Устройствами  ввода  являются: клавиатура, сканер. Мышь и трекбол это координаторные устройства ввода информации.

      Устройствами  вывода являются: монитор, принтер, графопостроитель (плоттер).

      Какими  они были, какими стали, в процессе развития компьютерных технологий? На эти и другие вопросы я попытаюсь ответить в своей работе.

2.Устройства  ввода и их сравнительные характеристики 

      Клавиатура является основным устройством ввода информации в компьютер. Большинство современных клавиатур являются полнокодовыми  контактными, т.е. при нажатии, клавиша утапливается и замыкает контакт, между двумя металлическими пластинами, которые покрыты, во избежание окисления, пленкой благородного металла. Клавиатура рассчитана на несколько десятков миллионов нажатий каждой клавиши.

Клавиатуры  имеют стандартные наборы клавиш:

1. Алфавитно-цифровые и знаковые клавиши;
2. Специальные клавиши: Esc, Tab, Enter, Backspace.
3. Функциональные клавиши: F1 – F12.
4. Служебные клавиши, для перемещения курсора (стрелки: Up, Down, Left, Right; клавиши Home, End, PgUp, PgDn).
5. Служебные клавиши для редактирования Ins, Del.
6. Служебные клавиши для смены регистров и модификации кодов других клавиш:Alt, Сtrl, Shift.
7. Служебные клавиши для фиксации регистров CapsLock, ScrolLock, NumLock.
8. Разные вспомогательные клавиши PrtSc, Break, Grey+,Grey-.

      Общее число клавиш в основной модификации клавиатуры - 83, в расширенной клавиатуре - до 101. Количество различных сигналов от клавиатуры значительно превышает это число, так как:

      При нажатии и освобождении клавиши в ЭВМ передаются разные кодовые комбинации: при нажатии - порядковый номер нажатой клавиши на клавиатуре (ее скан-код), а при освобождении - скан-код, увеличенный на 80h. Заглавные и строчные буквы набираются в разных регистрах. Переключение регистров производится клавишей  Shift. Если при нажатой клавише Shift, нажать буквенную клавишу, то в компьютер будет отправлен код заглавной буквы, соответствующей нажатой клавише. Однократно нажав клавишу CapsLock, мы изменим, порядок работы клавиши Shift: без нажатия будут набираться заглавные буквы, а при совместном нажатии – строчные.

      Повторно  нажав на клавишу CapsLock , порядок работы клавиши Shift восстанавливается. Аналогично клавише Shift действуют Alt и Ctrl – при одновременном нажатии с ними любой другой клавиши,  в ЭВМ передается расширенный код(2 байта). Клавиша NumLock является триггерным переключателем дополнительной цифровой клавиатуры: при негорящей лампочке она работает как клавиатура для управления курсором; при зажженной - как цифровая. Для переключения регистров иногда используются другие комбинации клавиш, например, программы – русификаторы  клавиатуры переключают  РУС – ЛАТ при одновременном нажатии клавиш Shift и Alt.

      Сигналы, поступающие от клавиатуры, проходят трехуровневую обработку - на физическом, на логическом и на функциональном уровнях:

1. Физический уровень имеет дело с сигналами, которые поступают в вычислительную машину при нажатии и отпускании клавиш.
2. На логическом уровне, реализуемом BIOS, через прерывание 9, скан-код транслируется в специальный 2-байтовый код.
3. На функциональном уровне отдельным клавишам программным путем приписываются определенные функции. Для программирования клавиш существует драйвер – программа, которая обслуживает клавиатуру в операционной системе.

      В клавиатуре имеется свой микропроцессор, работающий по прошитой  в ПЗУ программе. Контроллер клавиатуры постоянно опрашивает клавиши, какие из них нажаты и выдает код нажатой или отпущенной клавиши в системный блок компьютера. В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то, что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость. Технология, основанная на мембранных переключателях, считается более прогрессивной, хотя особых преимуществ не даёт.

      Существуют  также беспроводные клавиатуры. Они  оснащены инфракрасным портом или радиопередатчиком. Приемник с помощью кабеля подключается к стандартному разъему клавиатуры системной платы.   

Сканер

      Сканером  называется устройство, позволяющее  вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий и другой графической информации. Они превращают аналоговые графические объекты – документы, страницы журнала, фотографии, служебные удостоверения – в цифровые растры, которые распознает система ПК. Соответствующее программное обеспечение позволяет изменять такие параметры изображения, как яркость, контрастность, цветовой тон, (как в телевизоре) и использовать спецэффекты. Специальные программы для оптического распознавания символов (OCR – Optical Characters Recognition) позволяют преобразовать графическое изображение станицы текста в форму, которую воспринимают текстовые редакторы (такие как Word). Картинка становится текстом, и его можно редактировать обычным образом. 
 
 
 
 

      Основные  типы сканеров:

1. Планшетный сканер – это наиболее популярный и универсальный прибор. Это прямоугольная коробка, под крышку которой помещается лист формата А4. Планшетный сканер позволяет более точно сканировать документ, так как, лист неподвижен, а оптическая система осуществляет прецизионное движение. На таких сканерах можно сканировать страницы журналов и не очень толстых книг. В случае толстых книг качество сканирования падает (как и в ксероксах), так как не удается обеспечить плотное прилегание сканируемого листа вблизи корешка книги. Некоторые производители сканеров, дополнительно предлагают слайд-модуль, для сканирования прозрачных оригиналов. Слайд-модуль устанавливается на планшетный сканер вместо простой крышки и превращает сканер в универсальный (планшетный сканер с установленным слайд-модулем).
2. Ручной сканер - это самый простой 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. 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.
3. 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.

      Средства  речевого ввода – это устройство ввода, которое появилось недавно. Оно позволяет пользователю использовать, речевые команды Возможности таких устройств достаточно ограничены, хотя они постоянно совершенствуются. Проблема не в том, чтобы записать речь, подвергнуть ее дискретизации и ввести коды в компьютер (при современном уровне техники это несложно), а чтобы распознать смысл речи и представить ее, например, в текстовой форме, допускающей последующую компьютерную обработку. 

Мышь  и трекбол

      Мышь  –  это устройство ввода и управления. Это коробочка с выступающим внизу шариком, который, поворачиваясь, вращает взаимно перпендикулярные колесики. Первая мышь каталась на двух колесиках, которые были связаны с осями переменных резисторов. В дальнейшем конструкция перетерпела значительные изменения. Ролики были перенесены внутрь корпуса, а с поверхностью стал соприкасаться твёрдый резиновый шарик. Существует три способа подключения мыши. Самыми распространёнными являются подключения через последовательный порт. Менее распространены мыши с шинным интерфейсом, для подключения которых требуется специальный интерфейс или, “мышиный” порт.  Третьей разновидностью можно считать мыши в стиле PS/2, которые используются в портативных компьютерах.

      Основными компонентами мыши являются:

• корпус, который вы держите в руке и передвигаете по рабочему столу;
• шарик - датчик перемещения мыши;
• несколько кнопок (обычно две) для подачи (или выбора) команд;
• кабель для соединения мыши с компьютером;
• разъем для подключения к компьютеру.

      Корпус  мыши сделан из пластмассы, и в нем  практически нет движущихся компонентов. В верхней части корпуса, под пальцами, располагаются кнопки. Количество кнопок может быть разным, но обычно их только две. Для работы дополнительных кнопок нужны специальные программы. Внизу располагается небольшой покрытый резиной металлический шарик, который вращается при перемещении мыши по столу. Вращение шарика преобразуется в электрические сигналы, которые по кабелю передаются в компьютер. В некоторых конструкциях мыши устанавливается оптический датчик, с помощью которого регистрируются перемещения устройства относительно нарисованной координатной сетки.