Устройства ввода и вывода персонального компьютера. Характеристики и принципы работы

Введение

Во второй половине XX века человечество вступило в новый этап своего развития: начался переход от индустриального общества к информационному. Процесс, обеспечивающий этот переход, получил название информатизации. При этом информация становится важнейшим стратегическим ресурсом общества и занимает ключевое место в экономике, образовании и культуре.

   Неизбежность информатизации объясняется  резким возрастанием роли и  значения информации. Информационное  общество характеризуется высокоразвитой  информационной сферой, которая включает деятельность человека по созданию, переработке, хранению, передаче и накоплению информации.

   Объем информации увеличивается,  по самым скромным оценкам,  в геометрической прогрессии, а  принятие по-настоящему правильного  решения зависит, прежде всего, от полноты, достоверности, оперативности предоставления необходимых информационных ресурсов и вместе с этим их доступности для максимально широкого круга заинтересованных лиц. Сегодня информацию рассматривают как один из основных ресурсов развития общества, а информационные системы и технологии как средство повышения производительности и эффективности работы современного специалиста.

Научным фундаментом процесса информатизации общества является информатика –  естественная наука, основу

которой составляют информационные процессы, протекающие в природе, обществе и технических системах.

Целью данной работы является рассмотрение основных характеристик и принципов  работы устройств ввода-вывода персонального  компьютера и автоматических вычислений в MS Excel.

Для этого  были поставлены следующие задачи: рассмотрение основных принципов работы устройств ввода-вывода ПК, таких  как монитор, манипулятор (мышка), клавиатура и ознакомление с автоматическими  вычислениями в MS Excel, такими как копирование формул, данных, формата; ознакомление с числовым форматом данных Excel; стилем форматирования.

  В  работе были использованы учебные  пособия, статьи, учебники для  вузов по информатике, а также  статьи по информатике с такого  источника как интернет.  

1. Устройства  ввода и вывода персонального компьютера. Характеристики и  принципы работы.

 

Устройства  ввода и вывода можно условно  разделить на устройства, с помощью  которых информация передается машине от человека, человеку от машины и от одной машины другой машине. Наиболее распространенные устройства следующие:

– устройства ввода: клавиатура, сканер, устройства местоуказания (мышь, джойстик, графический  планшет, световое перо);

– устройства вывода: дисплей, принтер, плоттер, звуковая карта;

– устройства, обеспечивающие связь с другими машинами: модем, сетевой адаптер, инфракрасный порт и т.д.

Кроме них имеются специальные устройства, обеспечивающие совместную работу ЭВМ  с специальной аппаратурой,

микрофонами, видеокамерами, видеомагнитофонами, научными приборами и т.д.

1.1 Клавиатура

   Клавиатура – основное устройство  ввода информации. Расположение  латинских букв на ней соответствует

расположению  клавиш на латинской печатной машинке (клавиатура QWERTY – по первым буквам в верхнем ряду), русских

букв  – русской печатной машинке.

1.2 Сканер

  Сканер  – устройство для ввода графической  информации в компьютер. Сканеры  бывают ручные, настольные (планшетные), интегрированные в корпус принтера. Ручные сканеры (более дешевые,  но обладающие более скромными  возможностями) проводят над изображением (чаще всего их используют для считывания штрих-кодов), а в настольные лист

бумаги  вкладывают целиком. Кроме того, сканеры  бывают цветные и черно-белые. Устройства местоуказания предназначены для  ввода координат в компьютер.

1.3 Мышь

   Мышь – наиболее распространенный  манипулятор, позволяющий перемещать  указатель (курсор мыши) по экрану  дисплея и указывать им на  определенные объекты на экране (т.е. вводить в компьютер координаты  выбранной точки на экране). Наиболее  просты и дешевы механические мыши, в основании которых имеется шарик, вращающийся при перемещении мыши по ровной поверхности.

Вращение  шарика передается на датчики, вырабатывающие электрические сигналы, отслеживая тем самым движения кисти

руки  человека, что и приводит к соответствующим перемещениям курсора на экране. Более дорогой и сложной, но более точной и надежной является оптическая мышь, в которой в ее основании вместо шарика используются излучатели света и фотодатчики, считывающие отраженный свет от поверхности стола или коврика мышки.

1.4 Трекбол

   Трекбол – это своеобразная  «мышь вверх ногами». Он представляет  собой шарик, как правило, встраиваемый  в клавиатуру, который вращают  пальцами. Трекбол обычно используют  в переносных компьютерах –  ноутбуках (англ. notebook – записная книжка).

1.5 Джойстик

   Джойстик – манипулятор, выполняемый  в виде рычажка (ручки) на  массивном основании. Управляющие  сигналы вырабатываются движениями  ручки и нажатием кнопки (или  кнопок) на ней. Джойстики, как  правило, используют для работы с игровыми программами.

1.6 Графический планшет

     Графический планшет (дигитайзер  или диджитайзер – англ. digitizer – оцифровыватель) – планшет,  покрытый сеткой пьезоэлементов  – элементов, вырабатывающих  электрический ток при механическом  воздействии. На нем размещают лист бумаги с изображением и надавливанием на определенные точки на нем вводят их координаты в компьютер. Дигитайзеры, как правило, используются для ввода карт или планов в ЭВМ. Световым пером также указываются координаты определенной точки, но непосредственно на экране дисплея. На его

конце имеется фотоэлемент. Им при поднесении к экрану фиксируется момент попадания  на него электронного луча, формирующего изображение (как известно, этот электронный  луч несколько раз в секунду  обегает все точки поверхности экрана). На основе этого вычисляются координаты точки, к которой поднесено световое перо в данный момент времени.

1.7 Дисплей

   Дисплей (монитор) – основное  устройство вывода информации. Дисплеи  бывают основанными на электронно-лучевой трубке или панели на жидких кристаллах (LCD, от англ. Liquid Crystal Display). Кроме того различают цветные и монохромные (одноцветные ) дисплеи.

Формирование  изображения на экране обеспечивает как электронная начинка монитора, так и специальное устройство – видеоадаптер, который формирует, хранит и передает изображение на экран дисплея. Конструктивно видеоадаптер представляет собой плату, которая вставляется в корпус компьютера (в системный блок). Дисплей подключается непосредственно к ней. На этой плате находятся, в частности, схемы видеопамяти, в которых запоминается изображение,

выводимое на экран. Современные дисплеи должны соответствовать очень строгим  требованиям, установленным международными нормами

– стандартами. Защита человека от разного рода излучений в дисплеях выполняется на более серьезном уровне. Специальные защитные фильтры, навешиваемые на экран, защищают его поверхность от бликов, позволяют несколько увеличить четкость изображения, обеспечивают дополнительную защиту от излучений. Защита от негативных полей

обеспечивается  лишь при подключении к заземлению как корпуса компьютера, так и  защитного экрана. Следует помнить, что излучения имеют место  не только со стороны экрана, где  конструкторы предусматривают максимально  возможную защиту для человека, но и с задней стороны дисплея, где никакой защиты, как правило, не устраивается. Поэтому размещать компьютер в помещении следует так, чтобы с задней стороны дисплея люди в течение длительного времени не находились.

Дисплей может работать либо в текстовом (когда на экран могут быть выведены только стандартные ASCII – символы), либо в графическом режиме, когда изображения строятся из большого числа точек – пикселов (для работы с чертежами, графикой, текстом, видео и т.д.).

Качество  изображения в графическом режиме зависит от разрешающей способности, т.е. количества пикселов по горизонтали и вертикали (640*480, 800*600, 1024*768 и т.д.). Разрешающая способность не зависит от размера экрана дисплея.

Существуют  различные видеорежимы. Они отличаются разрешающей способностью и палитрой – количеством выводимых цветов. С течением времени и развитием техники появляются новые графические режимы с большей разрешающей способностью и более богатой палитрой. От типа дисплея зависит способность поддерживать различные видеорежимы. Как правило, для дисплеев выполняется правило совместимости «сверху вниз». Это значит, что дисплей более современного типа (дисплеи типа SVGA – 800*600 и 1024*768) может работать как в режимах с высокой разрешающей способностью и большим количеством выводимых цветов, так и в режимах, разработанных для дисплеев старых типов, т.е. с

меньшей разрешающей способностью и меньшим  количеством цветов (дисплеи типа VGA 640*480).

1.8 Принтер

    Принтер – устройство вывода  информации на бумагу. Принтеры бывают матричные, струйные, лазерные. Иногда встречаются принтеры других типов – литерные, лепестковые, светодиодные и др. Кроме того, по формату бумаги различают «широкие» и «узкие» принтеры.

В матричном  принтере изображение выводится  на бумагу с помощью специальной движущейся головки, в которой имеется несколько (9, 24 или 48) иголок, наносящих удары по листу бумаги через красящую ленту. Скорость работы матричных принтеров невысока (от 10 секунд на страницу при низком качестве, до нескольких минут – при высоком), кроме того, они издают неприятный звук при работе. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, высокую надежность. В струйных принтерах красящее вещество (тонер) выдувается на бумагу с помощью системы сопел. Эти принтеры обеспечивают более высокие скорость и качество печати, позволяют создавать цветные изображения. При этом по стоимости струйные принтеры незначительно отличаются от матричных. Эксплуатационные расходы (стоимость тонера и обслуживания) у них выше. Наиболее высокую скорость печати (до 5 секунд на страницу) при наилучшем качестве обеспечивают лазерные

принтеры. В них изображение переносится  на бумагу со специального барабана, к  участкам поверхности которого, наэлектролизованного лучом лазера, притягиваются частицы  красящего порошка. Лазерные принтеры являются достаточно дорогими, но наиболее экономически выгодными при печати большого количества документов в офисе и дома.

1.9 Плоттер

Плоттер (графопостроитель) – устройство для  вывода чертежей на бумагу. Бывают струйные и механические плоттеры.

  Устройство  струйных плоттеров аналогично  устройству струйных принтеров.  В механических плоттерах пишущий  узел с перьями (шариковыми, керамическими  или фитильными, как во фломастерах)  перемещается по направляющим  относительно листа ватмана, или бумага, зажатая в прижимных устройствах, перемещается относительно пишущего узла. В корпус компьютера обычно встраивается динамик, способный выдавать звуковые сигналы, например при ошибках

загрузки  компьютера. Для возможности прослушивания  музыки в качественном исполнении, речи, звуковых эффектов необходимо оснастить компьютер звуковой приставкой – специальной платой (саунд-бластером, англ. sound blaster –«выдувающий» звук), вставляемой в системный блок (корпус) компьютера, и подключаемыми к ней колонками. В настоящее практически все производители встраивают звуковую карту непосредственно в материнскую плату (основную плату, на которой расположены процессор память и др.). Мощный компьютер, оснащенный этими и другими устройствами для создания звуковых эффектов называют мультимедийным (от англ. Multimedia – «многие среды», т.е. возможность одновременно использовать всевозможные способы представления информации – текстовой, графической, звуковой, видео и пр.).