Современные устройства ввода информации в ПК

Буквенно-цифровые клавиши занимают центральную часть клавиатуры. Расположение букв и цифр на клавишах соответствует  расположению их на клавиатуре пишущей  машинки. Латинские буквы на клавиатуре расположены по стандарту QWERTY, названному так по последовательности первых шести  букв в верхнем ряду буквенной  клавиатуры. Для русского алфавита размещение буквенно-цифровых клавиш соответствует расположению клавиш на пишущих машинках с русским  шрифтом – стандарт ЙЦУКЕН. Для обеспечения ввода с клавиатуры русских букв необходим соответствующих драйвер, который должен быть предварительно загружен в оперативную память и оставаться в ней резидентно. Переключение клавиатуры в режим ввода русских букв и обратный переход на ввод латинских букв осуществляется нажатием двух специальных клавиш: Ctrl и Shift⁴.

Многие современные компьютерные клавиатуры, помимо стандартного набора из ста четырех клавиш, снабжаются дополнительными клавишами (как  правило, другого размера и формы), которые предназначены для упрощенного  управления некоторыми основными функциями  компьютера:

– управление громкостью звука: громче, тише, включить или выключить звук;

– управление лотком в приводе для компакт-дисков: извлечь диск, принять диск;

– управление аудиопроигрывателем: играть, поставить на паузу, остановить воспроизведение, промотать аудиозапись вперед или назад, перейти к следующей или предыдущей аудиозаписи;

– управление сетевыми возможностями компьютера: открыть почтовую программу, открыть браузер, показать домашнюю страницу, двигаться вперед или назад по истории посещенных страниц, открыть поисковую систему;

– управление наиболее популярными программами: открыть калькулятор, открыть файловый менеджер;

– управление состоянием окон операционной системы: свернуть окно, закрыть окно, перейти к следующему или к предыдущему окну;

– управление состоянием компьютера: перевести в ждущий режим, перевести в спящий режим, пробудить компьютер, выключить компьютер.

Так как многие из этих функций (управление звуком и воспроизведением звукозаписей, управление компакт-дисками  и тому подобнее) относятся к сфере мультимедиа, то такие клавиатуры часто называются «мультимедийными клавиатурами».

По соображениям коммерческого  характера производители и (или) поставщики таких клавиатур предпочитают намеренно снабжать их такими драйверами, которые значительно ограничивают функциональные возможности клавиш. Например, клавиши управления воспроизведением звукозаписей оказываются способны управлять только какой-то одной программой аудио-проигрывателем, а сетевые клавиши способны управлять только одним браузером из нескольких существующих в мире. Кроме того, пользователи нередко бывают лишены всякой возможности по перепрограммированию функционального предназначения большинства дополнительных клавиш (кроме, возможно, специальной группы «пользовательских клавиш»), а также не могут определять дополнительные сочетания нескольких клавиш (с участием мультимедийных) и назначать им новые специальные функции.

Этот недостаток, впрочем, легко преодолевается в настоящее  время при помощи специальных универсальных драйверов, разрабатываемых независимыми авторами. Примером такого драйвера является Extra Keys Assigner 2⁵.

II Компьютерная мышь (см. Приложение Б).

Название «мышь» манипулятор получил  в Стенсфордском Исследовательском Институте из-за схожести сигнального провода с хвостом одноименного грызуна (у ранних моделей он выходил из задней части устройства).

Первым компьютером, который  стал продаваться вместе с мышью, был Xerox 8010 Star Information System (англ.) в 1981 году.

В процессе «эволюции» компьютерной мыши наибольшие изменения претерпели датчики перемещения.

Изначальная конструкция  датчика перемещения мыши, изобретенной Дугласом Энгельбартом в Стэнфордском исследовательском институте в 1963 году, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении мыши колеса крутились каждое в своем измерении. Такая конструкция имела много недостатков и довольно скоро была заменена на мышь с шаровым приводом. Основной недостаток шарового привода – загрязнение шарика и снимающих роликов, приводящее к заеданию мыши и необходимости в периодической ее чистке.

Оптические мыши первого поколения. Оптические датчики призваны непосредственно отслеживать перемещение рабочей поверхности относительно мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надежность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора.

Недостатками таких датчиков обычно называют:

• необходимость использования специального коврика и невозможность его замены другим. Кроме всего прочего, коврики разных оптических мышей часто не были взаимозаменяемыми и не выпускались отдельно;
• необходимость определенной ориентации мыши относительно коврика, в противном случае мышь работала неправильно;
• чувствительность мыши к загрязнению коврика (ведь он соприкасается с рукой пользователя) – датчик неуверенно воспринимал штриховку на загрязненных местах коврика;
• высокую стоимость устройства.

Оптические мыши второго поколения. Оптические мыши второго поколения сделаны на базе микросхемы, содержащей фотосенсор и процессор обработки изображения. Удешевление и миниатюризация компьютерной техники позволили уместить все это в одном элементе за доступную цену. Фотосенсор периодически сканирует участок рабочей поверхности под мышью. При изменении рисунка процессор определяет, в какую сторону и на какое расстояние сместилась мышь. Сканируемый участок подсвечивается светодиодом (обычно – красного цвета) под косым углом.

Лазерные мыши. В последние годы была разработана новая, более совершенная разновидность оптического датчика, использующего для подсветки полупроводниковый лазер.

О недостатках таких датчиков пока известно мало, но известно об их преимуществах:

• более высокой надежности и разрешении;
• успешной работе на стеклянных и зеркальных поверхностях (недоступных оптическим мышам);
• отсутствии сколько-нибудь заметного свечения;
• низком энергопотреблении.

Индукционные мыши. Индукционные мыши используют специальный коврик, работающий по принципу графического планшета, или собственно, входят в комплект графического планшета. Некоторые планшеты имеют в своем составе манипулятор, похожий на мышь со стеклянным перекрестием, но работающий по несколько иному принципу.

Инерционные мыши. Инерционные мыши используют акселерометры для определения движений мыши по каждой из осей. Обычно инерционные мыши являются беспроводными и имеют выключатель для отключения детектора движений, для перемещения мыши без влияния на указатель.

Беспроводные  мыши. Сигнальный провод мыши иногда рассматривается как мешающий и ограничивающий фактор. Этих недостатков лишены беспроводные мыши. Однако беспроводные мыши имеют серьезную проблему – вместе с сигнальным кабелем они теряют стационарное питание и вынуждены иметь автономное, от аккумуляторов или батарей, которые часто далеки от совершенства⁶ (см. Приложение 2).

Дополнительные  функции. Siemens AG разработал мышь с сенсором-дактилоскопическим сканером, для использования в системах управления.

С конца 20-го века все большую  силу набирает производство аксессуаров  специально для любителей компьютерных игр. Эта тенденция не обошла стороной и компьютерные мыши. От своих обычных  офисных собратьев этот подвид отличается большей чувствительностью (более 800 dpi), наличием дополнительных, индивидуально настраиваемых кнопок, нескользящей внешней поверхностью, а также дизайном.

Как и всякий элемент компьютера, мышь стала объектом для моддинга. Некоторые производители мышей добавляют в мышь функции оповещения о каких-либо событиях, происходящих в компьютере. В частности, Genius и Logitech выпускают модели, оповещающие о наличии непрочитанных электронных писем в почтовом ящике свечением светодиода или воспроизведением музыки через встроенный в мышь динамик.

Известны случаи помещения  внутрь корпуса мыши вентилятора  для охлаждения во время работы руки пользователя потоком воздуха через  специальные отверстия. Некоторые  модели мышей, предназначенные для  любителей компьютерных игр, имеют  встроенные в корпус мыши маленькие  моторы, которые обеспечивают ощущение вибрации при выстреле в компьютерных играх. Примерами таких моделей  является линейка мышей Logitech iFeel Mouse⁷.

III. Сканер

Типы сканеров.

1. Ручные. Состоят из линейки светодиодов и источника света, помещенных в единый корпус. Перемещение по изображению такого сканера выполняется вручную. С их помощью за один проход вводится лишь небольшое количество строчек изображения. У ручных сканеров имеется индикатор, предупреждающий оператора о превышении допустимой скорости сканирования. Эти сканеры имеют малые габариты и низкую стоимость. Скорость сканирования составляет 5-50 мм/с.

2. Планшетные. В них линейка светодиодов перемещается относительно оригинала автоматически. Они позволяют обрабатывать и листовые, и сброшюрованные документы. Скорость сканирования составляет 2-10 секунд на страницу (формат А4).

3. Листовые (страничные, протяжные) сканеры наиболее автоматизированы: в них оригинал автоматически перемещается относительно неподвижной сканированной головки, часто имеется автоматическая подача документов, но сканируемые документы только листовые. Достоинствами таких сканеров являются низкая стоимость и высокое качество получаемого изображения. К недостаткам относятся проблемы выравнивания листов и сложности работы с нестандартными листами.

4. Барабанные сканеры чаще всего содержат один датчик, в качестве которого выступает фотоэлектронный умножитель. Сканируемый оригинал закрепляется на поверхности прозрачного цилиндра, который вращается с большой скоростью. Датчик последовательно считывает оригинал. Достоинством таких сканеров является самое высокое качество получаемого изображения, недостатком – высокая стоимость.

5. Проекционные сканеры внешне напоминают фотоувеличитель, но внизу лежит сканируемый документ, а наверху находится сканирующая головка. Сканер оптически снимает информацию с документа и вводит ее в виде файла в память компьютера.

6. Слайд-сканеры. Они также бывают разные: планшетные, проекционные, барабанные и так далее. Прозрачный оригинал представляет собой пленку с линейным размером стороны прямоугольника от 35 до 300 мм. По характеристикам слайд-сканеры самые качественные: их разрешающая способность обычно лежит в пределах от 2000 до 5000 dpi⁸.

К основным характеристикам  сканеров относятся оптическое разрешение, глубина цвета (разрядность), диапазон оптических плотностей, размер области  сканирования, используемый интерфейс.

Разрешение характеризует  величину самых мелких деталей изображения, передаваемых при сканировании без  искажений. Измеряется обычно в dpi – числе отдельно видимых точек на дюйм изображения (dot per inch). Существует несколько видов разрешения, указываемого производителем сканеров.

Оптическое разрешение определяется плотностью элементов в ПЗС-линейке  и равно количеству элементов  ПЗС-линейки, деленному на ее ширину. Оно является самым важным параметром сканера, определяющим детальность  получаемых с его помощью изображений.

Механическое разрешение определяет точность позиционирования каретки с ПЗС-линейкой при перемещении  вдоль изображения. Механическое разрешение обычно в 2 раза больше оптического, что  дает повод изготовителю сканера  вводить в заблуждение покупателя тем, что сканер имеет «оптическое  разрешение 300х600 dpi», хотя без интерполяции на таком сканере можно сканировать только с разрешением 300 dpi.

Интерполяционным называется разрешение, полученное путем 16-кратного программного увеличения изображения. Оно не несет в себе абсолютно  никакой дополнительной информации об изображении по сравнению с  реальным разрешением, причем в специализированных пакетах операция масштабирования  и интерполяции выполняется зачастую качественнее, чем драйвером сканера.

Глубина цвета, или разрядность, характеризует количество бит, применяемых  для хранения информации о цвете  каждого пиксела. Черно-белые сканеры  имеют один разряд, монохромные, как  правило, 8 разрядов, а цветные сканеры, как минимум, 24 разряда (по 8 бит на хранение каждой из RGB-компонент цвета  пиксела). Более совершенные сканеры  могут иметь разрядность 30 или 36 (по 10 или 12 бит на каждый канал). При  этом их внутренняя разрядность может  быть выше внешней: «лишние» разряды используются для выполнения цветовой коррекции изображения до передачи в компьютер, хотя такая практика в основном характерна для дешевых моделей. Профессиональные и полупрофессиональные сканеры имеют и внешнюю разрядность 30, 36, 42 бит или выше.

Диапазон оптических плотностей – это динамический диапазон сканера, который во многом определяется его  разрядностью. Он характеризует возможность  сканера правильно передавать изображения  с большим или с очень маленьким  разбросом яркости (возможность  отсканировать «фото черной кошки  в темной комнате»). Вычисляется  как десятичный логарифм от отношения  интенсивности падающего на оригинал света к интенсивности отраженного света, и измеряется в D: 0,0 D соответствует идеально белому цвету, 4,0 D — идеально черному. У сканера этот диапазон зависит от разрядности: у 36-битного сканера он не превышает 3,6 D, у 30-битного — 3,0 D. Сканируемые изображения обычно обладают диапазоном до 2,5 D для фотографий и 3,5 D для слайдов. Дешевые 24-битные планшетные сканеры имеют динамический диапазон – 2,3 D, хорошие 36-битные – до 3,1-3,4 D. Производители недорогих сканеров обычно не указывают динамический диапазон своих изделий.