Нестандартные устройства ввода информации

Министерство образования и  науки Украины

Запорожский национальный технический  университет

 

 

 

 

Кафедра КСС

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине «Периферийные устройства ЭВМ»

на тему:

«Нестандартные устройства ввода  информации»

 

 

 

 

Выполнил студент гр. ИВТ-615     Лазаревич Е.И..

Проверил         Рыбин В.О.

 

 

 

 

 

 

Запорожье

2008

 

Введение

 

В состав современного персонального компьютера, даже домашнего, зачастую входит большое разнообразие периферийных устройств. Среди них  есть устройства, относящиеся к устройствам  ввода-вывода. Основные устройства ввода информации, без которых сложно представить персональный компьютер – это клавиатура, мышь, иногда сканер. Однако существует большое множество периферийных устройств ввода, которые используют всевозможные способы считывания информации. Некоторые из них созданы для замены стандартных устройств по желанию пользователя. Например, вместо стандартной компьютерной мыши, вы можете использовать трэкбол, тачпад, а если вы художник и хотите рисовать не на бумаге, а сразу на компьютере, вам будет удобен дигитайзер.

В этом реферате описаны некоторые нестандартные  устройства ввода информации, технология их работы, область применения.

 

 

Трэкбол

 

Трэкбол мало чем отличается от мышки.  В сущности - это та же самая мышка,  но перевернутая " вверх ногами  ",  точнее  -  перевернутая вверх шаром. Если мышку надо возить по столу и, катая шарик, управлять перемещением маркера на экране,  то в  трэкболе  надо  просто  крутить пальцами или ладонью сам шарик в разные стороны.

В портативных  компьютерах трэкбол нередко встраивается прямо рядом с клавиатурой  либо  пристегивается с боку или спереди клавиатуры компьютера. Впрочем,  и для настольных компьютеров выпускаются клавиатуры с  "  встроенным  трэкболом ".  А в самых портативных компьютерах вместо мышки и трэкбола теперь используют крошечный пойнтер – небольшой цветной штырек,  торчащий среди клавиш на клавиатуре, который, словно джойстик, можно нажимать в разные стороны.

В портативных  компьютерах в место пойнтера используется клавиша с буквой J.  Это клавиша  -  или J-пойнтер - как раз и служит таким джойстиком, воспринимающим нажатия в разные стороны,  а окружающие клавишу J другие буквенные клавиши выполняют роль кнопок отсутствующей мышки или трэкбола.

Мышки вообще как правило более удобны,  чем трэкболы, но трэкболы требуют меньше свободного места на рабочем столе.

 

Устройства  автоматизированного ввода информации 

 

Устройства этого типа считывают  информацию с носителя, где она  уже имеется. Примерами таких систем могут служить кассовые терминалы, сканеры штрих-кодов и другие системы оптического распознавания символов.

Одно из преимуществ устройств  автоматизированного ввода данных состоит в том, что при их использовании исключаются некоторые ошибки, неизбежные при вводе информации с клавиатуры. Сканер штрих-кодов делает менее чем одну ошибку на 10000 операций, в то время как обученный наборщик ошибается один раз при вводе каждых 1000 строк.

Основные вида устройств автоматизированного  ввода информации – системы распознавания магнитных знаков, системы оптического распознавания символов, системы ввода информации на базе светового пера, сканеры, системы распознавания речи, сенсорные датчики и устройства видеозахвата.

Системы распознавания магнитных  знаков (Magnetic Inc Character Recognition, MICR) используются в основном в банковской сфере. В нижней части обычного банковского чека находится код, нанесенный специальными магнитными чернилами. В коде содержится номер банка, номер расчетного счета и номер чека. Система считывает информацию, преобразовывает ее в цифровую форму и передает в банк для обработки.

Сенсорные датчики (sensors) – это устройства для ввода в компьютер пространственной информации. Например, корпорация General Motors использует сенсоры в своих легковых автомобилях для передачи в бортовой компьютер машины данных об окружающем пространстве и маршруте. Сенсорные датчики также нашли применение в системах виртуальной реальности, игровых приставках и симуляторах.

Устройства видеозахвата (video capture devices) представляют собой небольшие цифровые видеокамеры, соединенные с компьютером. Устройства видеозахвата применяются в основном в системах видеоконференций, которые получают все большее распространение. Благодаря развитию локальных сетей и Интернет, появилась возможность организовывать видеоконференцсвязь, находясь в любой точке планеты.

 

Графические планшеты (дигитайзеры)

 

Дигитайзер, или планшет, как его еще называют, состоит из двух основных элементов: основания и курсора, перемещаемого по его поверхности. Это устройство изначально предназначалось для оцифровки изображений. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а координаты передаются в компьютер.

Дигитайзер  можно использовать как аналог манипулятора “мышь”. Часто с дигитайзером связывают управлением командами в AutoCAD'е и аналогичных системах при помощи накладных меню. Команды меню расположены в разных местах на поверхности дигитайзера. При выборе курсором одной из них специальный программный драйвер интерпретирует координаты указанного места, посылая соответствующую команду на выполнение.

Важную роль играет применение планшета в создании на компьютере рисунков и набросков. Художник рисует на экране, но его рука водит пером по планшету. Дигитайзер можно использовать просто как аналог мыши. Особый случай - это чувствительные к нажиму дигитайзеры.

 

Принцип действия

Принцип действия дигитайзера основан на фиксации местоположения курсора с помощью встроенной в планшет сетки, состоящей из проволочных или печатных проводников с довольно большим расстоянием между ними (от 3 до 6 мм). Но механизм регистрации положения курсора позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм). Шаг считывания информации называется разрешением дигитайзера.

По технологии изготовления дигитайзеры делятся на два типа: электростатические (ЭС) и электромагнитные (ЭМ). В первом случае регистрируется локальное изменение электрического потенциала сетки под курсором. Во втором - курсор излучает электромагнитные волны, а сетка служит приемником. Фирма Wacom создала технологию на основе электромагнитного резонанса, когда сетка излучает, а курсор отражает сигнал. Но в обоих случаях приемником является сетка. Следует отметить, что при работе ЭМ-планшетов возможны помехи со стороны излучающих устройств, в частности мониторов.

При использовании  электромагнитного резонанса излучающим (активным) устройством является сам дигитайзер. Перо отражает волны, а дигитайзер анализирует это отражение, для того чтобы установить координаты пера в данный момент. Поэтому перо или курсор не имеют ни батарей, ни шнура, подающего напряжение на микросхемы внутри курсора, их там просто нет. При использовании же активного курсора именно он излучает волны, сообщая таким образом дигитайзеру о своем местоположении. В этом случае либо батареи, либо провод являются его неотъемлемым атрибутом. Но, независимо от системы, в обоих случаях информация о положении курсора относительно сетки, встроенной в поверхность дигитайзера, преобразуется в компьютере так, что мы получаем данные о точном положении курсора.

 

Характеристики  дигитайзеров:

Независимо  от принципа регистрации существует погрешность в определении координат курсора, называемая точностью дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его компонент. На нее влияет неидеальность регистрирующей сетки планшета, способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к разным температурным условиям (стабильность), качество курсора, помехозащищенность и прочие факторы. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 до 0.03 дюйма. В среднем точность электромагнитных дигитайзеров выше, чем у электростатических.

 Важными  параметрами дигитайзера являются  размер рабочей области и скорость обмена.

Размер рабочей  области (Surface Sizes) устанавливает размеры чувствительной части поверхности дигитайзера. Огромное значение играет размер планшета. Планшеты выпускаются от размера А6 (формат открытки) до размера А3 (420 Х 291 мм) и более. Планшеты малого размера обычно используются для не сложных работ: обучение детей рисованию, оформление простых рисунков, введение в электронные документы подписи и т.д.

Планшеты  большого формата используются для  полупрофессиональных и профессиональных работ там, где требуется высокая точность и удобство в работе.

Скорость  обмена (Output Rate) указывает на реальную скорость передачи координат дигитайзером.

Конструктивно дигитайзеры бывают жесткие и  гибкие. Гибкий графический планшет обладает такими же возможностями, что и обычный жесткий дигитайзер, но он дешевле и намного легче, и его рабочее поле выполнено из гибкого материала, похожего на прямоугольный кусок линолеума. Его можно свернуть в трубочку, что очень удобно в случае переноса и хранения. Гибкие дигитайзеры появились на нашем рынке весной 1994 года. Низкая цена, небольшой вес (7 кг в упаковке), компактность при транспортировке выгодно отличают их от традиционных жестких. От того, для каких работ вы выбираете дигитайзер, зависит его формат. Размер рабочего поля обычно от 6 х 8 дюймов до 44 х 62 дюйма. Изготовители гибких планшетов по новой технологии утверждают, что могут "вырезать" их любого формата. Часто пользователи называют формат по аналогии с бумажными листами, но размер 305 x 305мм трудно соотнести с каким-то стандартным форматом.

 

Указующее устройство

Указующим устройством  является курсор, ещё существует перо (или стило). Перья в виде ручки производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть простые перья и перья, чувствительные к нажиму. Последние особенно интересны для художников и аниматоров. Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочными. Желая выделиться, некоторые фирмы стараются стать исключением из правила. Так, Oce Graphics добавляет на большом курсоре семнадцатую, "самую главную" кнопку. Форма курсора, легкость нажатия и расположение кнопок - вот в чем отличия. Во всем мире одними из лучших признаны четырехкнопочные курсоры фирмы CalComp. Их чаще прочих фотографируют и помещают в журналах. На них вторая и третья кнопки расположены рядом, а первая и четвертая L-образной формы обрамляют средние. Традиционным же считается ромбовидное расположение кнопок, которому продолжают следовать другие известные производители. Однако для двенадцати- и шестнадцатикнопочных курсоров канон один - "табличное" расположение кнопок, как на телефонном аппарате.

 

 

Перья

Как уже говорилось, перья производятся с одной, двумя и тремя кнопками. Кроме того, есть среди них чувствительные к нажиму, особенно привлекательные для компьютерных художников и аниматоров. Такое перо может воспринимать до 256 градаций усилия нажима. Степени нажима ставят в соответствие или толщину линии, или цвет в палитре, или его оттенок. В результате можно имитировать на компьютере процесс рисования масляными красками, темперой или акварелью на специально подобранной "фактуре". Для реализации этих возможностей необходимо иметь специальное программное обеспечение. Среди подобных программ для персональных компьютеров можно упомянуть Adobe PhotoShop, Aldus PhotoStyler, Fauve Matisse, Fractal Design Painter, Autodesk Animator Pro, CorelDraw.

Удобство пера - характеристика сугубо субъективная, как и при выборе авторучки. Некоторым нравятся легкие перья фирмы Wacom, в то время как другие предпочитают более тяжелые, но хорошо сбалансированные перья от Kurta. И курсоры, и перья бывают как с проводом, так и без него. Беспроводной указатель удобнее, но он должен иметь батарейку, что утяжелит его и потребует дополнительного обслуживания.

Исключение составляют пассивные неизлучающие перья Wacom, которые, впрочем, воспринимают вдвое меньше градаций нажима. Не так давно на рынке дигитайзеров появились предложения с модифицируемыми курсорами, которые могут работать и с проводом, и с батарейкой.

В настоящее время в связи с появлением программ распознавания рукописных текстов и символов, у дигитайзеров появилось новое применение, это ввод рукописных записей и ввод электронной подписи в факсы, и документы, а также для защиты конфиденциальных документов и файлов от редактирования и прочтения. Введенные образы букв преобразуются в буквы при помощи специальной программы распознавания, а размер площадки для ввода, у таких дигидайзеров меньше. Устройства перьевого ввода информации чаще используются в сверхминиатюрных компьютерах PDA (Personal Digital Assistant) или HPC (Handheld PC), в которых нет полноценной клавиатуры.

 

Тачпад

 

Тачпад (TouchPad) представляет собой чувствительную контактную площадку, движение пальца по которой вызывает перемещение курсора. В подавляющем большинстве современных ноутбуков применяется именно это указательное устройство, имеющее не самое высокое разрешение, но обладающее самой высокой надежностью из-за отсутствия движущихся частей.

TouchPad поддерживает индустриальный  стандарт "mouse" плюс собственные, специфические, расширенные протоколы. Поддержка "mouse" означает, что, подключив к компьютеру TouchPad, вы сразу можете использовать ее как обычную "мышку", без инсталляции ее собственного драйвера.