Системы ввода/вывода информации

В качестве устройств ввода информации обычно используют: клавиатуру, манипуляторы, графические планшеты и сканеры.

Клавиатура («Keyboard»)
Клавиши представляют совокупность датчиков, воспринимающих давление на них и замыкающих определённые электрические цепи. Каждое замыкание клавиши или их совокупности соответствует уникальному цифровому коду. Обычно используется стандартное расположение клавиш («QWERTY» или «ЙЦУКЕН»). Для перевода алфавитно-цифровой информации с клавиш в компьютер используется кодовая таблица ASCII.
Адаптер клавиатуры встроен в материнскую плату и подключается к клавиатуре специальным разъёмом. В этот же разъём можно подключить считыватель штрих-кодов.

Устройствами ввода являются световое перо и сенсорный экран.
Световое перо (Light pen ) - светочувствительное устройство снятия координат точек экрана. Оно используется для ввода данных и не требует специального экрана. В наконечнике светового пера размещён фотоэлемент, реагиру-ющий на световой сигнал, передаваемый экраном в точке прикосновения пера. Сопоставление времени появления сигнала с синхросигналом развертки изображения позволяет определить положение светового пера на экране.
Сенсорный экран - экран, совмещенный с сенсорными устройствами, позволяющими вводить в компьютер информацию прикосновением пальца руки. Ими оборудуют рабочие места операторов и диспетчеров, используют в информационно-справочных системах и т.д.

Графический планшет или диджитайзер или дигитайзер («digitizer» – цифровой преобразователь) является периферийным устройством ввода данных в ПК или местоуказателем. Планшет покрыт сеткой пьезоэлементов, вырабатывающих электрический ток в момент механических воздействий на них. Работа с ним напоминает рисование карандашом или ручкой. Он намного упрощает ввод графической информации, состоящей из линий, т.е. штриховых рисунков; применяется для создания (рисования) изображений.

Манипуляторы – координатные устройства
Наибольшее распространение получили манипуляторы «мышь» и «джойстик». Функционально их можно сравнить с электронной указкой или карандашом в виде курсора на экране компьютера, способного перемещаться по его полю, выбирать необходимую информацию, вычерчивать произвольного вида кривые и др.
Альтернативным мыши устройством является шаровой манипулятор «Трекболл» («Trackball») – устройство, в котором шарик закреплён, как правило, на клавиатуре и не «ездит» по столу, а рука пользователя вращает его (перевёрнутая мышь).
Другим устройством управления курсором является сенсорная панель – устройство, работающее от изменения электрического поля над поверхностью устройства при движении пальца.

Другими устройствами ввода данных в компьютер являются сканеры и веб-камеры.

Web-камеры - это видеокамеры, предназначенные для общения в Интернете, проведения видеоконференций и другого, например, их можно использовать в качестве сканеров.
Они не содержат средств хранения данных, а просто транслируют видеосигналы в компьютер, где эти сигналы преобразуются в цифровую форму. Их возможности ограничены, а качество получаемого изображения не слишком высокое.
Аналогичные камеры, но с лучшими параметрами используются для организации видеонаблюдений за состоянием различных объектов, например, в системах охраны объектов.

В качестве устройств вывода информации принято использовать мониторы, принтеры, плотеры и устройства телекоммуникации.
Они предназначены для вывода информации на твердый носитель (печать) или отправки её пользователям по каналам передачи данных.

Видеомониторы
Дисплей или монитор предназначен для вывода машиночитаемой информации на экран, который может быть черно-белым или цветным.
Они обычно бывают с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и жидкокристаллической матрицей (ЖКМ).
Графический режим монитора характеризуется формированием изображения на экране, состоящего из множества маленьких точек (пикселей), то есть минимальных элементов изображения.
Мониторы с частотой кадровой развертки менее 70 Гц и с чересстрочной разверткой использовать не рекомендуется, так как мерцание экрана пагубно отражается на зрении. Визуально следует проверить четкость фокусировки, а у цветного монитора и сводимость лучей (попадание лучей всех трех цветов в одну точку). Для обеспечения хорошей разрешающей способности монитор должен работать с видео­адаптером SVGA, имеющим видеопамять не менее 16 Мбайт. Экран у монитора желательно иметь плоский, антибликовый, с антистатическим покрытием (типа AS – AntiStatic), с низким уровнем излучения (тип LR – Low Radiation). Монитор должен удовлетворять одной из спецификаций ТСО. При выборе CRT-видеомонитора (дисплея) учитывают следующие факторы: цветность, тип монитора (аналоговый или цифровой), параметры экрана, размер зерна экрана, разрешающую способность, частоту кадровой развертки, тип строчной развертки, объем памяти видеоадаптера, уровень радиации.
Сенсорный экран («touch screen») – функциональный аналог светового пера в смысле указания точки на экране, но имеет гораздо меньшую разрешающую способность, так как вместо пера используется палец. Сенсорные экраны совместно с интерактивными (диалоговыми) программами часто применяются для выбора пользователем пунктов меню и выполнения процедур компьютером, то есть вместо манипуляторов и клавиатуры.
Плазменные дисплеи (Plasma Display Panel, PDF) создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом (аргоном, неоном). Затем на стеклянную поверхность наносят миниатюрные прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд, вызывающий свечение частиц люминофора в видимом человеком диапазоне. Важнейшим преимуществом этих мониторов является высокая яркость и контрастность наряду с отсутствием дрожания.
Компания E Ink в 1997 году предложила технологию, «электронные чернила» (electronic ink), на основе которой можно создать отражающие мониторы.

Принтеры
Печатающее устройство (англ. «Printer» – принтер) – периферийное устройство, предназначенное для вывода информации, как правило, на бумажный носитель. Первые такие устройства получили название автоматические цифровые печатающие устройства (АЦПУ). Они появляются в середине XX века, вслед за появлением первых ЭВМ и, являясь потомками печатающих машинок, использовали специфический печатный узел – литерную головку, как правило, в виде «ромашки», за что и получили название «литерный принтер». Распечатать с их помощью можно было только те символы, которые присутствовали в печатной головке. Графику с помощью таких принтеров образовывали псевдографические изображения.
Виды принтеров представлены на рисунке.

Ударные принтеры представляют собой печатающие элементы (шрифтоносители), на которых размещены литеры всех печатных знаков, могут выполняться цилиндрическими (в виде барабана), шарообразными, лепестковыми («ромашка») и др.
Зачастую эти элементы делают съемными, что позволяет изменять виды шрифтов, наборы символов и языки.

Светодиодные принтеры (LED-принтеры, Light Emitting Diode) используют принцип действия лазерных принтеров. Конструктивное отличие в том, что барабан освещается не лучом лазера, развертка которого обеспечивается с помощью механи-чески управляемых зеркал, а неподвижной диодной строкой, состоящей из 2500 светодиодов, описывающей не каждую точку, а целую строку (Так работают принтеры фирмы OKI).

Твердочернильные и сублимационные принтеры
Перед началом работы твердые красители в них плавятся, а затем поступают в печатающую головку и переносятся на бумагу, где практически мгновенно застывают. За один проход они делают то, что в цветных лазерных принтерах выполняется за 4 прохода барабана по бумаге. Отпечаток на таком принтере получается немного зернистым из-за физических свойств красителя (как правило, это цветной воск), зато очень насыщенным и хорошо передает полутона.

Существуют также термо- и сублимационные принтеры, но в настоящее время широкого распространения для работы с ПК они не получили. Так, технология термопечати предполагает использование печатной головки с матрицей нагревательных элементов и специальной термобумаги.
В результате использования такой технологии отпечатки получаются недостаточно яркими и контрастными, а изображения на них обычно долговременно не сохраняются. Однако современные термотрансферные принтеры лишены этих недостатков и широко используются для нанесения шрих-кодов на этикетки.

К категории принтеров относятся плоттеры.

Графопостроитель (Плоттер, Plotter ) - устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера с помощью пера (пишущего блока).
Плоттер позволяет выводить на печать материалы больших форматов для выполнения в чёрно-белом и цветном изображении конструкторских, картографических и архитектурных чертежей, дизайнерских, рекламных и иных проектов, географических и метеорологических карт и деловых схем.
Графопостроители подразделяются на: