Проекционные сканеры

Проекционные сканеры напоминают фотоувеличитель или проекционный аппарат. Оригинал располагается изображением вверх на подсветке под сканирующей головкой на расстоянии около 30 см. Внутренний источник света не требуется, естественного освещения оказывается достаточным. Механизм поворота внутри головки датчика направляет «глаз» сканера на каждую линию оригинала.

Преимущества:

- удобство выравнивания оригинала;

- небольшая занимаемая площадь;

- разнообразие сканируемых оригиналов (в том числе трехмерных);

- возможность комбинирования плоских и трехмерных оригиналов.

Недостатки:

- зависимость от источника внешнего освещения;

- ограничения на размер оригинала;

- трудность расположения нестандартных оригиналов (например, книги в развернутом виде).

Матричные сканеры

В слайдовых сканерах, цифровых фото и кинокамерах ПЗС – датчики имеют форму прямоугольной матрицы, что позволяет формировать образ оригинала целиком, а не построчно.

К матричным сканерам относятся:

- цифровые камеры;

- устройства захвата видео-изображений.

Отсканированный текст, компьютер воспринимает как картинку, а не как последовательность символов. Для преобразования такого графического текста в обычный символьный формат используют программы оптического распознавания образов.

Графический планшет (дигитайзер)

Это кодирующее устройство, позволяющее вводить в компьютер двумерное, в том числе и многоцветное, изображение в виде растрового образа (рис. 42). Графические планшеты применяют в основном художники, работающие в области компьютерной графики. Другая область их применения — ввод данных в системах трехмерного моделирования и автоматизированного проектирования

Модем и факс-модем

Модем — устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи (рис. 43).

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи — непрерывных сигналов звуковой частоты.

Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона — этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией. Отсюда название устройства: модем — модулятор/демодулятор.

Рис. 44. Процесс передачи информации через модем

Для осуществления связи один модем вызывает другой по номеру телефона, а тот отвечает на вызов (рис. 44). Затем модемы посылают друг другу сигналы, согласуя подходящий им обоим режим связи. После этого передающий модем начинает посылать модулированные данные с согласованными скоростью (количеством бит в секунду) и форматом. Модем на другом конце преобразует полученную информацию в цифровой вид и передает её своему компьютеру. Закончив сеанс связи, модем отключается от линии.

Управление модемом осуществляется с помощью специального коммутационного программного обеспечения.

Модемы бывают внешние, выполненные в виде отдельного устройства, и внутренние,представляющие собой электронную плату, устанавливаемую внутри компьютера. Почти все модемы поддерживают и функции факсов.

Факс — это устройство факсимильной передачи изображения по телефонной сети. Название "факс" произошло от слова "факсимиле" (лат. fac simile — сделай подобное), означающее точное воспроизведение графического оригинала (подписи, документа и т.д.) средствами печати.

Модем, который может передавать и получать данные как факс, называется факс-модемом.

Манипуляторы

Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) — это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони (рис. 45). Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок — адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея.

В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п.

Принцип работы

При перемещении мыши по коврику «тяжелый» шарик (см. рис. 46) приходит в движение и вращает соприкасающиеся с ним валики. Ось одного валика вращается горизонтально, а другого - вертикально. На этих осях установлены диски с растровыми отверстиями, которые вращаются между двумя пластмассовыми цоколями. На первом цоколе находится источник света, а на другом - фоточувствительный элемент (фотодиод, фоторезистор или фототранзистор).

Рис. 46. Принцип действия оптико-механической мыши

Этот фотосенсор определяет, где находится источник света; перед отверстием или за пластмассовой перегородкой диска. Поскольку таких перегородок два, то порядок освещения фоточувствительных элементов определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих импульсов - скорость.

Импульсы при помощи микроконтроллера превращаются в совместимые с РС данные и передаются через интерфейс RS232 на материнскую плату.

Наряду с клавиатурой мышь является важнейшим средством ввода. Широкое распространение мыши явилось разработка удобного графического интерфейса пользователя.

Типы мыши

Оптическая мышь работает по принципам, схожим с работой оптико-механической мыши, только перемещение мыши регистрируется не механическими валиками. Оптическая мышь посылает луч на специальный коврик. Этот луч после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется электроникой, которая в зависимости от типа полученного сигнала определяет направление движения мыши, основываясь либо на углах падения света, либо на специальной подсветке.

Инфракрасная мышь. Движение мыши регистрируется при помощи уже известной механики и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник.

Радио-мышь. Передача информация от мыши осуществляется посредством радиосигналов.

Драйвер мыши

В качестве стандарта в мире РС выступает так называемая Microsoft-совместимая мышь (MS-Mouse). С помощью драйверов для этой мыши можно управлять всеми совместимыми мышами.

Джойстик — обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора (рис. 47). Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

Трекбол — небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса (рис. 48). Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины.

Клавиатура

Служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши — управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.

Курсор — светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак.

Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора.

Наиболее распространена сегодня 101-клавишная клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY (читается «кверти»), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры:

Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш, расположенных вдоль верхнего края (рис. 49). Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов.

В центральном (светлом) поле клавиатуры (показываю на распечатке) расположены клавиши с символами, которые есть на обычной пишущей машинке: буквы, цифры, знаки препинания, пробел, дополнительные символы.

Слева и справа центральное поле обрамляют управляющие клавиши.

Верхние ряд клавиатуры содержит функциональные клавиши F1- F2, назначение которых определяется конкретной прикладной программой, а также некоторые управляющие клавиши.

Справа от центрального поля расположена группа клавиш управления курсором.

Самая правая группа клавиш при включенном режиме Num Lock дублирует цифровые клавиши, а при включенном – клавиши управления курсором.

Условные зоны клавиатуры:

1) алфавитно-цифровая и знаковая;

2) служебная;

3) малая цифровая;

4) управления курсором;

5) функциональная.

Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи (подсказки) задействована клавиша F1, а для выхода из программы — клавиша F10.

Управляющие клавиши имеют следующее назначение:

- Enter — клавиша ввода;

- Esc (Escape — выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т.п.;

- Ctrl и Alt — эти клавиши самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с другими управляющими клавишами изменяют их действие;

- Shift (регистр) — обеспечивает смену регистра клавиш (верхнего на нижний и наоборот);

- Insert (вставлять) — переключает режимы вставки (новые cимволы вводятся посреди уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);

- Delete (удалять) — удаляет символ с позиции курсора;

- Back Space или — удаляет символ перед курсором;

- Home и End — обеспечивают перемещение курсора в первую и последнюю позицию строки, соответственно;

- Page Up и Page Down — обеспечивают перемещение по тексту на одну страницу (один экран) назад и вперед, соответственно;

- Tab — клавиша табуляции, обеспечивает перемещение курсора вправо сразу на несколько позиций до очередной позиции табуляции;

- Caps Lock — фиксирует верхний регистр, обеспечивает ввод прописных букв вместо строчных;

- Print Screen — обеспечивает печать информации, видимой в текущий момент на экране.

- Длинная нижняя клавиша без названия — предназначена для ввода пробелов.

- Клавиши , , и служат для перемещения курсора вверх, вниз, влево и вправо на одну позицию или строку.

Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах — ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock.

Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местное устройство управления), который выполняет следующие функции:

- последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;

- управляет световыми индикаторами клавиатуры;

- проводит внутреннюю диагностику неисправностей;

- осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры.

Клавиатура имеет встроенный буфер — промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом — это означает, что символ не введён (отвергнут).

Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, «зашитые» в BIOS, а также драйвер клавиатуры, который обеспечивает возможность ввода русских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др.

В настоящее время клавиатура является основным устройством ввода информации в РС, несмотря на сильную конкуренцию со стороны мыши. Это положение не изменится до тех пор, пока не будет создана надежная и не дорогая система распознавания человеческой речи.

Принцип действия клавиатуры представлен на рис. 50. Сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры и передается в виде так называемого СКЭН-КОДА на материнскую плату.

Рис. 50. Принцип действия клавиатуры

СКЭН-КОД - это однобайтовое число, младшие 7 бит которого представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. На материнской плате РС для подключения клавиатуры используется специальный контроллер. Для РС типа АТ обычно применяется микросхема универсального периферийного интерфейса. СКЭН-КОД поступает в контролер, процессор прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую СКЭН-КОД. Данное прерывание обслуживается специальной программой, входящей в состав ROM BIOS. Затем введённый код помещается в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до 15 вводимых символов, пока прикладная программа не может их обработать. Буфер организован по принципу FIFO (первый пришел - первый вышел). Каждая клавиша генерирует два типа СКЭН-КОДА: код нажатия, когда клавиша нажимается, и код освобождения, когда клавиша отпускается.

ЛЕКЦИЯ № 2