Устройства ввода информации — классификация, виды и характеристики
Для внесения данных и сигналов в компьютер используют устройства ввода информации. С их помощью можно передавать устройству звуковые, графические или текстовые данные и сведения.
Устройства ввода графической информации
Графическая информация – это изображения, эскизы, графики, диаграммы и пр.
В качестве устройств для её ввода можно использовать клавиатуру, сканер, мышь и графический планшет, но все они предназначены для разных задач и имеют преимущества и недостатки.
Самым наименее эффективным способом является набор на клавиатуре, хотя она имеет совсем другое предназначение. С помощью клавиатуры можно создавать рисунки и перемещать объекты с максимальной точностью, путем нажатия нескольких клавиш.
Но это занимает чересчур много времени, поэтому были придуманы альтернативные варианты ввода.
Мышь отлично подходит, как устройство ввода графической информации, но тоже имеет недостатки. Её основное предназначение несколько другое.
Работа, связанная с рисованием чего-либо, напоминает движение карандашом по бумаге, но из-за формы мыши нужно обладать особыми навыками, чтобы делать все ровно и аккуратно. Также сканер может иногда не срабатывать, а если мышь беспроводная, то работа становится сложнее, за счет лагов.
Лучшим устройством для ручного ввода графической информации считается графический планшет. Он имитирует работу настоящей ручкой.
Состоит из пера (ручки) и планшета, способного распознавать близость и нажатие пера, поэтому результат максимально схож с изображением на бумаге. Форма пера схожа с формой карандаша или ручки, отчего не возникает дискомфорта.
Планшет внутри представляет собой сеть из проводов, регистрирующих изменение электрического потенциала сетки, когда там оказывается перо.
Самое простое в использовании и точное устройство – сканер. Чтобы просканировать что-то, нужно положить исходный документ внутрь, закрыть крышкой и запустить устройство.
По завершении процесса вы получите точную копию, которую можно сохранить на компьютере или распечатать на принтере.
Сканер имеет в своей конструкции небольшой источник света, зеркала, линзу и светочувствительные датчики, которые и распознают данные на бумаге. Во многих принтерах сканер встроен и расширяет список его функций.
Устройства ввода звуковой информации
Чтобы записать какой-то звук, используют микрофон. Он способен улавливать звуки на разных частотах и обеспечивают преобразование аналоговой информации в цифровую, чтобы компьютер мог ее произвести.
Микрофоны бывают разных видов, но чаще всего внутри есть диафрагма, улавливающая звук, который затем отправляется в аналого-цифровой преобразователь.
После этого информация, полученная извне, попадает в компьютер или оборудование по проводу, либо беспроводным путем.
Устройства ввода текстовой информации
Для ввода текстовых и числовых данных предусмотрена клавиатура.
Путём нажатия на клавиши идёт передача соответствующей информации компьютеру, который затем преобразовывает ее. В большинстве случаев кнопки соединены в матрицу, по которой идут данные о том, какая именно клавиша нажата.
Клавиатура – самое удобное устройство ввода текстовой информации, почти не имеющее альтернатив. Можно делать те же действия при помощи мыши на мониторе, на экранной клавиатуре, но это в разы медленнее и сложнее.
Указательные (координатные) устройства ввода информации
Это приспособления, предназначенные для осуществления доступа к любой части монитора, управления курсором. Ими являются мышь, тачпад, тачскрин, трекбол и др.
Компьютерная мышь – это устройство, ведя которым по рабочей поверхности можно управлять курсором на экране. Также имеет несколько кнопок.
В наше время мышь является почти самым необходимым устройством для взаимодействия с компьютером, которое можно увидеть в кабинете информатики.
Более ранние версии мыши имели в своей конструкции шарик, который приводил в действие механизм, а он в свою очередь отправлял сигнал на компьютер. Но они были несовершенны: шарик нужно было постоянно чистить, мышь была более громоздкой. На смену пришли лазерные и оптические мыши.
Оптическая мышь имеет схожую форму, но уже является стандартной, так как удобно лежит в руке. Вместо шарика используется светодиод-сенсор.
При движении он сканирует поверхность стола и буквально «фотографирует» ее, делая более 1000 «снимков» в минуту. Далее микропроцессор обрабатывает данные и направляет их в компьютер.
Лазерная мышь практически не отличается от своего брата, только светодиод сменился лазером. Принцип работы одинаковый, просто лазер потребляет меньше энергии и более точен, поэтому способен распознавать движения даже на стеклянной или зеркальной поверхности.
Тачпад
Тачпад или сенсорная панель – это устройство для управления курсором, работа с которой производится одним или несколькими пальцами. Чаще всего он выполнен в виде небольшого прямоугольника.
Для управления нужно поставить палец или стилус и водить по поверхности. Принцип работы основан на измерении электрической емкости между устройством и пальцем. Внутри находятся ряды проводников, а так как тело человека тоже хороший проводник, то палец выполняет роль обкладки конденсатора.
Электрическое поле меняется и микроконтроллер понимает, в каком месте происходит касание. Потом он передает эти данные компьютеру.
Тачскрин
Тачскрин – это сенсорный экран, прикосновение к поверхности которого контролируют действия на дисплее. Существует несколько видов этого устройства, которые сейчас устанавливаются: ёмкостные и резистивные. Ёмкостные более современные.
Такой тачскрин представляет собой стекло со специальным слоем, который выполняет роль вместилища-накопителя заряда. При касании высвобождается часть заряда, а компьютер вычисляет разницу электрических потенциалов.
Резистивные тачскрины намного проще и всё реже и реже их можно встретить. Это стекло с токопроводящим покрытием и упругой металлической пленкой. Во время касания слои соприкасаются в определенном месте, а затем передают информацию для дальнейшей обработки и вывода на экран.
Трекбол
Это указательное устройство, похожее на перевернутую механическую мышь. Пользователь, вращая шар, приводит в действие механизм или датчик, который распознает, куда он повернулся. Дальше эти данные преобразуются и отправляются в компьютер.
Такие устройства нечасто можно увидеть на столе обычного пользователя, они обычно применяются в производстве. Это вынужденная мера, так как приходится работать в условиях малого пространства или если есть вибрация.
Другие устройства ввода информации на компьютер
Такие устройства созданы не для обычного использования. Например: джойстики, геймпады, компьютерные рули и др.
С их помощью проще играть в видеоигры, обучаться на симуляторе или выполнять другие процессы, для которых не подходят вышеперечисленные устройства, а некоторые из них даже имеют внутреннюю память.
Геймпады имеют триггеры, кнопки, аналоговый стик (микроджойстик) и, главное, удобную для игры форму. Компьютерный руль, к которому часто подключают педали, полностью имитирует настоящий, что хорошо передает управление настоящим автомобилем. Джойстик упрощает работу с манипулятором.
Устройства ввода компьютера: клавиатура, HDD, USB, мышь и другие устройства
Периферийные устройства ПК значительно облегчают ввод и вывод информации. Устройства ввода компьютера позволяют не только размещать данные на жестком диске, но и в дальнейшем выводить информацию с помощью принтера, пересылать ее по электронной почте и копировать на съемный носитель.
Клавиатура компьютера
Первый и самый распространенный внешний девайс компьютера. Клавиатуры бывают:
- с USB-выходом;
- с выходом PS/2;
- беспроводные.
Первые два типа подсоединяются к ПК шнуром. А беспроводные комплектуются USB-приемником, помогающим передавать данные и команды, вводимые с клавиатуры на ПК. Такая клавиатура позволяет работать в радиусе 8-15 метров от компьютера.
Кнопки клавиатуры делятся на функциональные блоки:
- Клавиши для набора. Это блок с буквенными и числовыми надписями, со знаками препинания и символами и клавишей «пробел».
- Цифровой блок. Это клавиши с цифрами, расположенные как на счетной машинке. Обычно эти кнопки находятся на клавиатуре слева и облегчают ввод числовой информации.
- Клавиши для управления. Их используют отдельно либо в комбинации с другими кнопками. Например, одновременно удерживается Shift и буквенная клавиша, если букву нужно ввести в верхнем регистре (как заглавную).
- Блок навигации. В него входят стрелки и кнопки, которые расположены над ними: HOME, END, PAGE UP, PAGE DOWN, DELETE и INSERT. С помощью клавиш навигации можно перемещаться по документу, веб-странице или редактировать текстовые файлы.
- Функциональный блок. Это клавиши с буквой F и цифрой после нее, расположенные в ряд. Их нажатие запускает определенную функцию, определенную настройками программы или приложения.
О подключении клавиатуры, установки драйверови что делать, если клавиатура не работает читаем здесь.
Координатные устройства ввода информации
Координатные (или указательные) девайсы позволяют перемещать курсор или какой-то объект в двумерном пространстве монитора. Все эти периферические приборы образуют группу, называемую манипуляторами.
Компьютерная мышь
Обеспечивает взаимодействие между пользователем и компьютером. Управление компьютерной мышью отображается на мониторе ПК как перемещение курсора.
Дополнительно обычно оснащается несколькими кнопками, колесом прокрутки и джойстиком. Их функции обычно настраиваемые, а действие зависит от того, в какой области приложения находится курсор.
Оптомеханические (шариковые) мышки
Их можно узнать по вращающемуся резиновому шарику в нижней части. Он вращается при передвижении девайса по твердой поверхности. Этот шарик задает вращение еще двум роликам, находящимся внутри корпуса. Они отображают движение курсора по вертикальной и горизонтальной оси. Безусловным недочетом оптомеханических мышей является загрязнение шариков, из-за чего рабочий механизм может заедать. Сегодня они практически вышли из обращения, на замену им пришел следующий вид.
Оптическая мышь
Первое поколение оптических мышей имеют встроенные светочувствительные диоды, излучающие и принимающие свет. Светодиодам для функционирования требуется специальная рабочая область. На ней должна присутствовать особая штриховка из параллельных или пересекающихся линий.
На многих ковриках для мышей эта штриховка наносилась краской, неразличимой человеческим глазом. Недостатками оптических мышей первого поколения является то, что без ковриков со штриховкой девайс работать не будет.
Загрязнение таких ковриков приводит к искажению принимающего сигнала светодиода при прохождении по загрязненному пятну. Курсор на экране монитора будет вести себя при этом неправильно.
Второе поколение оптических мышек устроено более интересно. Внизу имеется светодиод, который подсвечивает
рабочую область, по которой движется мышка. А микрокамера делает около тысячи снимков этой поверхности в секунду.
После изображения передаются процессору. А он обрабатывает данные об изменении положения мыши по осям координатам. Оптические мышки второго поколения менее капризны к грязи и характеру рабочей поверхности (исключение составляет лишь зеркальная).
Лазерные мышки
Вместо диода рабочая поверхность подсвечивается лазером. Он дает более узконаправленный пучок света, и точность определения положения курсора становится выше.
Гироскопические мышки
Работа этих девайсов основывается на применении гироскопического датчика. Он полностью следит за положением мышки в пространстве, не только в двухмерной системе координат. Гироскопическими мышками можно пользоваться, перемещая их в воздухе.
Беспроводная мышь
Новое поколение компьютерных мышек. Внешнее отличие от других видов компьютерных мышек заключается в отсутствии провода, идущего к компьютеру или ноутбуку.
Питание идёт от батареек внутри корпуса мыши, поэтому она весит больше обычной. Управление устройством осуществляется с помощью Блютуз и Вай Фай. Первый вариант встречается чаще.
У беспроводного устройства есть большой минус — передача данных осуществляется медленнее, чем через провод. Поэтому, если вы хотите купить беспроводную мышь, то выбирайте бренды, зарекомендовавшие себя на рынке.
В ценовой категории 300-500 рублей беспроводную мышь рассматривать не стоит. Начните свои поиски этого устройства ввода минимум от 1500 рублей.
Тачпад
Это указательное устройство ввода информации – аналог компьютерной мышки для ноутбуков. Он представляет собой панель с сенсорной рабочей областью и реагирует на соприкосновение с пальцем.
Перемещая свой палец по поверхности сенсора можно управлять курсором. Если же пользователю удобнее работать с обычной компьютерной мышью, то тачпад можно отключить и он перестанет реагировать на прикосновения.
Трекпоинт
Это маленьких размеров джойстик, установленный на клавиатуре между клавишами G, H и B. Он может вполне заменить собой компьютерную мышку. Его удобство в том, что не нужно убирать руки с клавиатуры, если вдруг понадобиться переместить курсор. Он более оперативен, так как движения пальцев руки более быстры, чем движения кисти. Но нужно определенное время, чтобы привыкнуть к управлению трекпоинтом.
Игровые манипуляторы
Эти приборы призваны придать максимальную реалистичность во время компьютерной игры. Девайсы с обратной связью могут даже вибрировать в нужный момент времени.
- джойстик – прибор, дающий возможность управлять виртуальным объектом в трехмерном пространстве. Джойстик выглядит как ручка с кнопками, закрепленная на основании посредством шарнира.
- геймпад – гаджет, ассоциирующийся с игровыми приставками типа X-box. В компьютерных играх на ПК они тоже используются. Геймпады удерживаются двумя руками, а большинство движений совершаются большими и указательными пальцами. Помимо кнопок на геймпадах часто устанавливаются аналоговые джойстики.
- руль – крайне полезный девайс для тех, кто увлекается автомобильными симуляторами. Он может идти в комплекте с педалями. Руль с обратной связью будет не просто реалистично управлять машиной, но и вести себя так, как это было бы в реальных условиях. Например, при заносе авто он может вывернуться так, что его можно будет и не удержать.
Ввод графических данных
Любое изображение можно представить в виде набора оптических неоднородностей, которые различаются между собой по яркости и оттенку. Следующие приборы именно в таком виде считывают графическую информацию и передают его на компьютер.
Сканер
Данный девайс преобразовывает физический объект информации в электронный. Например, с помощью сканера в память ПК можно внести цветные или черно-белые снимки, а также можно оцифровать текст книги или журнала.
В современных планшетных сканерах оригинал изображения или книгу кладут на специальное стекло. Под этим стеклом считывающий датчик проходит вдоль всего изображения. Просканированная информация отправляется на обработку в специальную программу, а затем сохраняется на жестком диске в виде графического изображения.
После этого можно сделать копию картинки или текста, используя устройство вывода компьютера – принтер.
Графический планшет
Этот девайс имеет узкую специализацию и применяется чаще всего в работе аниматоров либо в системах проектирования и компьютерной графики. Он позволяет с высочайшей точностью вводить графические данные в ПК. Это происходит при помощи перемещения специального пера по поверхности рабочей плоскости планшета. Иногда рабочая область дополнена координатной сеткой для облегчения ввода сложных изображений.
Цифровая камера
В отличие от пленочного фотоаппарата, в цифровом снимки хранятся в электронном виде. Здесь светочувствительный элемент – это матрицы, состоящие из пикселей. Сигнал от этих пикселей снимается, обрабатывается и сохраняется на съемном носителе камеры. Подключив цифровую камеру к ПК, снимки и видео можно перенести на жесткий диск и просмотреть их на экране монитора.
Для передачи видео в реальном времени используются web-камеры. Стоят они недорого, но и качество передаваемого видео оставляет желать лучшего (разрешение не более 640х480 пикселей). Веб-камеры могут быть самостоятельными приборами, подключаемые к ПК посредством кабеля, а также встроенными в ноутбук.
ТВ-тюнер
Это устройство представляет собой плату, устанавливаемую на материнскую плату. ТВ-тюнер является приемником телевизионного и радиосигнала. Соответственно, с помощью него можно смотреть телепередачи и слушать радио.
Программное обеспечение платы ТВ-тюнера позволяет вести запись теле- и радиопрограмм. Это можно осуществлять как в ручном режиме, нажав соответствующую кнопку в приложении, так и поставив запись на таймер.
Микрофон
Данный прибор позволяет вводить в память ПК звуковую информацию. Микрофон подсоединяется к звуковой карте, преобразующей звуковые сигналы из аналоговой в цифровую форму. Звуковая карта, или аудиоадаптер, является одновременно и устройством вывода компьютера. Она передает преобразованный аналоговый сигнал звуковой частоты на колонки или наушники.