Устройства вывода и ввода информации: характеристика

Устройство компьютера

Компьютер, в обыденном понимании, состоит из системного блока, монитора, клавиатуры, мышки, аудиосистемы. К нему можно подключить геймпад, принтер, сканер и много других устройств.

Но самой главной, сложной и дорогостоящей частью компьютера является системный блок. Собственно, это и есть компьютер (в классическом понимании). Остальные устройства предназначены лишь для ввода и вывода информации в различной форме. Потому они и называются периферийными (английское слово peripheral переводится как «второстепенный, внешний, окружной, удаленный»).

Если к системному блоку присоединить более современный монитор, клавиатуру или мышь, станет удобней смотреть фильмы, работать с текстом или играть, но возможности компьютера от этого не улучшатся. Более того, при отключении любого из периферийных устройств компьютер будет продолжать работать, поскольку все вычислительные процессы происходят внутри системного блока.

О его строении и пойдет речь в этой публикации.

Системный блок состоит из нескольких ключевых частей, без которых компьютер не может функционировать — это материнская плата, процессор, оперативная память, постоянное запоминающее устройство и блок питания. Критически важным является также наличие видеокарты, без которой невозможен вывод из компьютера графической информации.

Внутрь системного блока могут устанавливаться другие устройства, которые, по сути, являются «внутренними» аналогами периферийных устройств и без них вполне можно обойтись (телевизионные тюнеры, карты захвата видео, звуковые карты, модемы, wi-fi модули, дисководы, карт-ридеры и др.).

Как осуществляется ввод данных?

К устройствам ввода и вывода информации относятся все «железные» устройства, а иногда и виртуальные компоненты.

Среди простейших, знакомых каждому пользователю средств, отвечающих за ввод, можно отметить клавиатуру, мышь, джойстик, тачпад, камеру, микрофон, сканер, стример и другие сопутствующие компоненты.

Каждый такой элемент позволяет решать узконаправленные задачи по добавлению информации или данных, которые на определенном уровне могли бы быть распознаны и обработаны компьютерной системой. Но это только лишь самый поверхностный взгляд. И не стоит удивляться, что в списке присутствуют два последних устройства. По сути, ведь мы задаем системе распознавание информации, а это уже есть ввод неких данных, которые должны быть определены системой.

Последовательный порт (COM)

Этот порт отличает последовательная передача данных по одной линии. Последовательная передача означает, что биты информации передаются по линии один за другим. Кроме того, передача данных в последовательном порту является двунаправленной. Как правило, COM предназначен для подключения таких периферийных устройств, как мышь или модем. В качестве разъема порта на материнской плате компьютера используется 9-штырьковый разъем DE-9 типа «вилка».

На сегодняшний день этот порт не так уж часто встречается на материнских платах. Кроме того, его не поддерживают современные операционные системы, такие, как Windows 7. Тем не менее, его до сих пор можно увидеть на звуковых картах. Разъемом порта является коннектор c 15-ю контактами.

Как можно догадаться из названия порта, он предназначен, прежде всего, для подключения джойстиков. Особенностью порта является возможность подключить к нему сразу два устройства. Кроме того, в звуковых картах игровой порт часто используется для подключения MIDI – устройств, например, таких, как синтезаторы. Поскольку он способен работать с аналоговыми и аналого-цифровыми устройствами, то в обслуживающую его микросхему встроен аналого-цифровой преобразователь.

Звуковые устройства

Со звуковой информацией работают акустические колонки, наушники и встроенные динамики. Стоит назвать два способа воспроизведения звуков:

1. Частотный. Метод имитации основан на спектре частот музыкальных инструментов, описанных математическими моделями. Для него характерен явный «металлический» оттенок.
2. Волновой. Использует в работе записи звучания реальных инструментов — семплы, которые хранятся в памяти звуковой карты. Большое разнообразие семплов позволяет добиться наиболее естественного звучания.

За программную часть взаимодействия звуковой карты с воспроизводящей техникой отвечают драйвера. Получая электрический сигнал, головка колонок аппаратно преобразует его в звуковое давление. Различают однополосные и многополосные устройства с одним широкополосным и несколькими излучателями соответственно. При использовании нескольких головок каждая отвечает за определённый спектр частот, что позволяет повысить качество звука. Среди них пассивные выдают малую мощность, а активные обладают встроенным усилителем, регуляторами тембра и громкости, из-за чего нуждаются в подключении к электрической сети.

Существуют различные способы классификации наушников. По методу передачи сигнала они бывают проводными и беспроводными. Первые отличаются более качественным звуком за счет отсутствия потерь информации, а вторые — мобильностью и удобством эксплуатации. Наушники различаются своей конструкцией:

1. Вставные.
2. Внутриканальные.
3. Накладные.
4. Мониторные.

Любое акустическое устройство, в том числе наушники, отличаются оформлением. Существует три типа акустического оформления:

1. Открытое. Отсутствует изоляция от внешних звуков, но при этом волны почти не взаимодействуют с корпусом, что делает звук естественным.
2. Полуоткрытое. Переходный тип.
3. Закрытое. Полная звукоизоляция, которая приводит к некоторым искажениям звука.

К самому простому устройству звукового вывода следует отнести динамик. Из-за своей дешевизны, несмотря на примитивность семплов и низкое качество звука, применяется везде. Наибольшее его значение для компьютера — способ подачи сигналов об ошибках, которые можно настроить отдельно от основного звукового выхода. Это может быть важно, когда подсоединены колонки с выключенным звуком или снятые с головы наушники. Ещё одно преимущество — предупреждающий сигнал получится вывести даже без установленных драйверов.

Устройства вывода информации — важный компонент компьютера в современном представлении. Эта техника позволяет видеть изображения и текст, печатать их, слышать системные оповещения и музыку. Для дальнейшего изучения информатики важно иметь представление о принципах взаимодействия процессора и оперативной памяти с этими устройствами.

Веб-камера

Веб-камера- цифровая видео или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет (в программах типа Skype или в любом другом видеоприложении).

Рисунок 29 – Веб-камера

Веб-камеры (рисунок 29), доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой.

Веб-камера содержит объектив, оптический фильтр, ПЗС или КМОП матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения и опционально веб-сервер для подключения к сети.

Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, вебкамеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним пользователям Интернета созерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Что такое устройство вывода

Устройства вывода — периферийные устройства, преобразующие результаты обработки цифровых машинных кодов в форму, удобную для восприятия человеком или пригодную для воздействия на исполнительные органы объекта управления.

Устройства вывода достаточно медленные по сравнению с процессором компьютера. Поэтому они подключаются к процессору, также как и устройства ввода, к общей шине. Это позволяет устройствам вывода работать со своей скоростью, не замедляя тем самым работу процессора.

Для вывода текстовой и графической информации используется монитор компьютера. Монитор показывает абсолютно все, что может воспроизвести компьютер. Правда, не все мониторы могут воспроизводить звук. Для вывода звука обычно используют звуковые колонки или наушники. В ноутбуках, планшетах, смартфонах есть собственные встроенные динамики.

На экране монитора картинку или текстов можно только посмотреть. Чтобы иметь «твердую» копию текста или картинки, нужно вывести данные на печать. Для этого используют принтеры.

Современные принтеры без труда печатают тексты и картинки, но чаще всего в черно-белом варианте. Для печати цветных картинок и текстов применяют цветные принтеры – более дорогие по своему устройству и обслуживанию. Появились 3D принтеры.

Картинки большого размера или чертежи выводят на графопостроители и плоттеры, которые также бывают черно-белые или цветные. Данные устройства вывода позволяют печатать документы огромного формата, вплоть до формата А0 (обычный лист бумаги – это формат А4; вдвое больший формат – это А3; затем еще вдвое больший, чем А3 – это А2; потом А1 как два формата А2; и только потом идет формат А0 – два формата А1, соединенные вместе)

Чтобы демонстрировать тексты, картинки и видео для большой аудитории, применяют проекторы. Они проецируют изображение на экран или на стену, как в кинотеатре. Вместо монитора (или вместе с монитором) изображение транслируется на большой общий экран. В сочетании с хорошими звуковыми колонками можно получить отличный эффект демонстрации всего, что угодно с помощью компьютера.

Еще устройства вывода

Устройствами вывода являются и внешние жесткие диски, и магнито-оптические диски, стримерные магнитные ленты. Если быть более точным, данные устройства являются одновременно как устройствами вывода, так и устройствами ввода. Для них безразлично, хотим ли мы записать на них что-либо из компьютера, или хотим, наоборот, прочитать данные и отправить их в компьютер. Вот такие могут быть устройства ввода-вывода одновременно.

И вообще, любое устройство можно подключить к портам компьютера, если, конечно, это позволяет делать само устройство. Далее, для такого устройства в компьютере должны быть записаны драйверы – программы обработки данные для отправки на устройство. После чего данные будут отправляться из компьютера в это устройство вывода. Например, автомобильный компьютер может отправлять данные на блоки управления двигателем, системой охлаждения и прочим. Эти блоки и будут для автомобильного компьютера устройствами вывода информации.

Но все же, когда мы говорим о компьютерных устройствах вывода, мы в первую очередь имеем в виду универсальные домашние и офисные компьютера, которые не управляют умным домом, разными системами безопасности, автомобилями и прочим. Мы имеем в виду прежде всего обычные компьютеры, где обрабатывается текстовая, графическая, звуковая и видео информация.

А вот специализированные компьютеры обрабатывают сигналы от разных устройств, например, от датчиков. И выдают свои сигналы на различные исполнительные механизмы. Таким образом датчики для таких специализированных компьютеров есть устройства ввода, а исполнительные механизмы (выключатели, заслонки, регуляторы и прочее) являются устройствами вывода информации.

Видео

Для работы с видеографикой выделяют специальные устройства вывода и ввода информации — камеры и проекторы.

Проектор — устройство, предназначенное для создания изображения предмета на большом экране. Выделяют следующие виды проекторов:

• Диаскопический. Изображение появляется за счет прохождения лучей света через прозрачную плёнку с картинкой.
• Эпископический. Создаёт изображение с помощью проекции отраженных лучей.
• Эпидиаскопический создаёт на экране изображение как прозрачных, так и непрозрачных объектов.
• Мультимедийный проектор имеет непосредственное отношение к теме статьи. Это устройство вывода графической информации с компьютера на большую поверхность.

Что касается камер, то тут никому подсказывать не надо. В большинстве случаев чем больше разрешение снимающей камеры, тем лучше готовая картинка. С появлением ноутбуков USB-камеры стали заменяться на встроенные в монитор ноутбука.

PS/2

Разъем PS/2 используется в компьютере для подключения мыши и/или клавиатуры. Несмотря на то, что он был разработан довольно давно, еще в середине 1980-x, тем не менее, он до сих активно используется в компьютерах. В некоторых материнских платах находятся два универсальных разъема, к которым можно подключить и мышь, и клавиатуру, в других же существует два отдельных разъема для мыши и клавиатуры. При этом разъем зеленого цвета предназначен для подключения мыши, синего – для клавиатуры. Оба разъема выполнены в формате mini-DIN c 9 контактами.

Порт USB, о котором будет подробно рассказано в отдельной статье, является наиболее скоростным, универсальным и производительным портом в/в в современных компьютерах. Именно по этой причине USB практически вытеснил многие другие порты. Обычно в компьютере используется несколько разъемов для подключения устройств USB.