Лекция по теме 3.3. "Устройства ввода информации"

Кафедра Естественно-научных дисциплин

Лекция по теме 3.3. Устройства ввода информации

для студентов очной формы обучения

по специальности 40.02.02«Правоохранительная деятельность»

Одобрены на заседании кафедры Естественно-научных дисциплин

протокол № 1 от 31 августа 2020 г.

Вопросы для рассмотрения:

1.Устройства ввода информации 

2.Принцип действия клавиатуры

3.Состав клавиатуры

4. Виды клавиатур

Рекомендованная литература:

1.Е.В. Михеева// Информационные технологии в профессиональной деятельности: Учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования /Е.В. Михеева, О.И. Титова. М.: Издательский центр «Академия», 2019. - 416 с.

2. В.П.Зверева, А.В. Назаров; Технические средства информатизации: учебник — 2020. - 256 c. - ISBN 978-5-16-105188-7 Режим доступа: https://znanium.com.

3. Прохорский, Г.В. Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности : учебное пособие / Прохорский Г.В. — Москва : КноРус, 2021. — 271 с. — ISBN 978-5-406-08016-0. — URL: https://book.ru/book/938649

1.Устройства ввода информации - это периферийные устройства, предназначенные для сбора информации, преобразования ее в цифровой вид, передачи информации в компьютер.

Клавиатура — компьютерное устройство, которое располагается перед экраном дисплея и служит для набора текстов и управления компьютером с помощью клавиш, находящихся на клавиатуре.

Микрофон используется для ввода звуковой информации, подключается к входу звуковой карты.

Сканер — устройство для перевода графической информации в цифровую.

Сканер используется для оптического ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму изображений (фотографий, рисунков, чертежей).

 Веб-камера — малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать видеоизображения, предназначенные для дальнейшей передачи по компьютерной сети.

Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Позволяют вводить в компьютер графическую информацию. Сенсорный экран — устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.

Графический планшет (дигитайзер). Графический планшет (со световым пером) — это устройство для ввода рисунков от руки и рукописного текста непосредственно в компьютер.

Графический планшет состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Дигитайзер — это ещё одно устройство ввода графической информации.

Специальные датчики, присоединяемые к компьютеру, позволяют измерять и вводить в его память такие числовые характеристики окружающей среды, как температура, влажность, давление и многое другое.

Устройства речевого ввода. Средства речевого ввода позволяют пользователю вместо клавиатуры, мыши и других устройств использовать речевые команды (или проговаривать текст, который должен быть заранее занесён в память компьютера). Возможности таких устройств пока довольно ограничены.

Указательные (координатные) устройства ввода информации осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных. Данные устройства позволяют перемещать курсор или другие объекты соответствующих программ по двухмерному пространству экрана монитора с целью облегчения взаимодействия пользователя с компьютером при вводе информации.

Рассмотренные устройства ввода образуют группу устройств — манипуляторов. 

Мышь - при ее перемещении по коврику на экране перемещается указатель мыши, при помощи которого можно указывать на объекты и/или выбирать их.

 Трекбол. По принципу действия трекбол (Track ball) лучше всего сравнить с мышкой, которая лежит на столе «брюшком» вверх.

Джойстик — устройство управления в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях.

Джойстик  входит в необходимый игровой набор для компьютера, применяют его и в различных программах-тренажёрах и обучающих симуляторах (наряду с виртуальными шлемами, рулями и т. п.).

Сенсорный экран — устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.

Тачпад служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя и используется для замены мыши в ноутбуках. Для перемещения курсора на весь экран достаточно небольшого перемещения пальца по поверхности тачпада.

Световое перо внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов ввода-вывода компьютера.

Обычно на световом пере имеется одна или несколько кнопок, которые могут нажиматься рукой, удерживающей перо. Ввод данных с помощью светового пера заключается в прикосновениях или проведении линий пером по поверхности экрана монитора. В наконечнике пера устанавливается фотоэлемент, который регистрирует изменение яркости экрана в точке, с которой соприкасается перо, за счёт чего соответствующее программное обеспечение вычисляет позицию, «указываемую» пером на экране, и может, в зависимости от необходимости, интерпретировать её тем или иным образом, обычно как указание на отображаемый на экране объект или как команду рисования.

К указательным устройствам относятся также сенсорный экран и графический планшет (дигитайзер).

Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода, поэтому компьютер реагирует на нажатие клавиш сразу после включения.

2.Принцип действия клавиатуры

•                     ·При нажатии на клавишу или комбинации клавиш специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает так называемый скан-код;

•                     ·скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры. Данная микросхема находится на основной плате компьютера внутри системного блока;

•                    ·порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания -9(Interrupt 9 , Int 9);

•                     ·получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится так называемый вектор прерываний. Вектор прерываний - это список адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим с номером записи;

•                    ·определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит к ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания «защита» в микросхему ПЗУ, но программисты могут «подставить» вместо нее свою программу, если изменяет данные в векторе прерываний;

•                    ·программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду;

•                     ·далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою работу, известив об этом процессор;

•                    · процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче;

•                     введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он и предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, наступает эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот момент, при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных.

3.Состав клавиатуры

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам:

•                     ·группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов) и верхним регистром (для прописных символов) выполняют удержанием клавиши SHIFT (нефиксированное переключение). При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксированное переключение). Если клавиатура используется для ввода данных, абзац закрывают нажатием клавиши ENTER. При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки. Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей ENTER завершают ввод команды и начинают ее исполнение. Стоит отметить то, что для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называют раскладками клавиатуры. Переключение между различными раскладками клавиатуры выполняются программным образом - это одна из функций оперативной системы. При работе с каждой оперативной системой способ переключения можно установить по справочной системе той программы, которая выполняет переключение. Общепринятые раскладки клавиатуры имеют свои корни в раскладках клавиатур пишущих машинок. Для персональных компьютеров IBM PC типовыми считаются раскладки QWERTY (английская) и ЙЦУКЕНГ (русская). Раскладки принято именовать по символам, закрепленным за первыми клавишами верхней строки алфавитной группы;

•                     · группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общепринятым для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

•                     · служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. На них приходится наиболее частое использование, поэтому они имеют увеличенный размер. К ним относятся: SHIFT и ENTER, ALT и CTRL (используются в комбинации с другими клавишами для формирования команд), ТAB (ввод позиций табуляции при наборе текста), ESC (отказ от исполнения последней введенной команды), BAKSPACE (удаление только что введенных знаков);

•                      две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели. Курсор используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры. Клавиши управления курсором позволяют управлять позицией ввода. Четыре клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении, указанном стрелкой;

•                     группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели. Во многих случаях для использования этой группы клавиш следует предварительно включать клавишу-переключатель NUM LOCK. Дополнительная клавиатура выполняет важную функцию ввода символов, которым известен расширенный код ASC

Таблица 1.Виды служебных клавиш

Наименование иных служебных клавиш	Выполняемые ими функции
PRINT SCREEN	Печать текущего состояния экрана на принтере или сохранение его в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена
SCROLL LOCK	Переключение режима работы в некоторых программах
PAUSE/BREAK	Приостановка/прерывание текущего процесса

Таблица 2. Виды клавиш управления

Наименование иных клавиш управления курсором	Выполняемые ими функции
PAGE UP/PAGE DOWN	Перевод курсора на одну страницу вверх или вниз. В графических операционных системах этими клавишами выполняют «прокрутку» содержимого в текущем окне.
NOME/END	Перевод курсора в начало или конец текущей строки, соответственно. Их действие также модифицируется регистровыми клавишами.
INSERT	Переключение режима ввода данных. В современных программах действие данной клавиши может быть иным.
DELETE	Удаление знаков, находящихся справа от текущего положения курсор

4.Виды клавиатур

Мембранные клавиатуры - самая простая и распространенная и дешевая клавиатура, в конструкции клавиш есть гибкая мембрана, которая при нажатии и замыкает контакт на плате.

Минусы: со временем для каждой клавиши четкость снижается, так как мембрана изнашивается, средний срок службы 5млн нажатий и в конечном итоге клавиши перестают работать.

Плюсы: тихая работа за счет силиконовой мембраны, она и глушит звук. Невысокая стоимость.

Механическая клавиатура - считается самой лучшей клавиатурой и самой долговечной за счет своей конструкции. При нажатии на клавишу происходит замыкание двух контактов, через которые происходит передача сигнала. Клавиши имеют в своей конструкции пружинки, возвращающие кнопку в исходное состояние после прекращения нажатия. Подходят для геймеров, так как происходит нажатие одних и тех же клавиш в играх с небольшой частотой. Мягкие и удобные клавиши.

Плюсы: срок службы 50 млн нажатий и со временем тактильность не ухудшается, т.е. после 2 лет службы клавиатура будет так же работать как новая; удобство работы в связи с хорошей тактильностью. Минусы: Высокая стоимость за счет сложности изготовления, так как не герметична сама конструкция, возможно засорение, поэтому принимать пищу за такой клавиатурой не рекомендуется, в принципе как и за любой. Шумность за счет конструкции.

Технические характеристики стандартной клавиатуры:

Тип клавиатуры - проводная

Количество клавиш - 102

Интерфейс -USB

Цвет символов раскладки кириллицы отличный от английской раскладки – предусмотрено.

Все изображения на клавишах нанесены промышленным способом.

Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раскладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку. Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований аргономики, называют аргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества информации. Аргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний. Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимальной раскладкой (клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними нужно учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места. По методу подключения различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Контрольные задания:

1.                 Составить рейтинг лучших клавиатур 2020 года для компьютера, планшета или ноутбука.

2.                 Описать технические характеристики любой понравившейся вам модели клавиатуры.

3.                 Разработать и представить в электронном виде презентации:

Презентация 1

Тема Устройства командного управления - специальные манипуляторы.

Презентация 2

Тема Устройства ввода графических данных.

Срок выполнения контрольного задания — 1 неделя, выполненное задание прислать по адресу электронной почты [e-mail].

ВНИМАНИЕ!!!

Всем студентам зарегистрироваться в электронной библиотеке на сайте URL: https://book.ru

Указывать ссылку на данный источник в рефератах и презентациях (в списке литературы).

Пройти курс на сайте ИНТУИТ - «Периферийные устройства в вычислительной технике».

Вопросы можно задавать в личном сообщении в социальной сети "В контакте", либо по электронной почте [e-mail]. На все вопросы, заданные во время урока, сразу будет дан ответ. На вопросы, заданные вне времени урока, ответ будет дан в удобное для меня время. В теме письма студент указывает свою фамилию и группу.

Краткое описание документа:

Лекция по теме 3.3. Устройства ввода информации для студентов очной формы обучения по специальности 40.02.02«Правоохранительная деятельность»Вопросы для рассмотрения: 1.Устройства ввода информации 2.Принцип действия клавиатуры 3.Состав клавиатуры 4. Виды клавиатур