Периферией называются все внешние дополнительные устройства, подключаемые к системному блоку компьютера через специальные разъёмы.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

устройства ввода данных;

устройства вывода данных;

устройства хранения данных;

устройства обмена данными.

Устройства ввода данных

Клавиатура;

Мышь, трекбол илитачпад;

Джойстик;

Сканер;

Графический планшет (дигитайзер).

Клавиатура

Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером.

Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

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 (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

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

Группа алфавитно-цифровых клавши 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 ввода прописных символов) выполняют удержанием клавиши SHIFT (нефиксированное переключение).

При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксированное переключение).

Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры.

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. В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный размер. К ним относятся рассмотренные выше клавиши SHIFT и ENTER, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escape) для отказа от исполнения последней введенной команды и клавиша BACKSPACE для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево).

Служебные клавиши PRINT SCREEN, SCROLL LOCK и PAUSE/BREAK размещаются справа от группы функциональных клавиш и выполняют специфические функции, зависящие от действующей операционной системы.

Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели.

Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации.

Курсор используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры.

Клавиши управления курсором позволяют управлять позицией ввода.

Клавиатура является основным устройством ввода данных.

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 эргономики, называют эргономичными клавиатурами.

Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знаковой информации.

Эргономичные клавиатуры не только повышают производительность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижают вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин.

В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизированной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним относится клавиатура Дворака).

Однако практическое внедрение клавиатур с нестандартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально.

На практике подобными клавиатурами оснащают только специализированные рабочие места.

По методу подключения к системному блоку различают проводные ибеспроводные клавиатуры .

Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом.

Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Мышь

Мышь – устройство управления манипуляторного типа.

Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры, мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши.

В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы – драйвера мыши.

Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера.

Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов, средства для работы с которыми имеются в составе BIOS.

Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт. Кроме того, он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам.

Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок (Эти нажатия называются щелчками.)

В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации – ее принцип управления является событийным.

Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера.

Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению.

Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные мыши с тремя кнопками или с двумя кнопками и одним вращающимся регулятором.

В последнее время все большее распространение получают мыши с колесиком прокрутки , расположенным между двумя кнопками и позволяющим выполнять прокрутку в любых приложениях Windows.

Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки.

Преимущество трекбола состоит в том, что он не нуждается в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое применение в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики ) и аналогичные имджой-пады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Устройства этого типа подключаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Тачпад

Тачпад (англ. touchpad - сенсорная площадка), сенсорная панель - указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках.

Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства.

Тачпады являются устройствами с довольно низким разрешением. Это позволяет использовать их в повседневной работе за компьютером (офисные приложения, веб-браузеры, логические игры), однако делает очень сложной работу в графических редакторах.

Однако у тачпадов есть и ряд преимуществ , по сравнению с другими манипуляторами:

не требуют ровной поверхности (в отличие от мыши);

не требуют большого пространства (в отличие от мыши или графического планшета) расположение тачпада фиксировано относительно клавиатуры (в отличие от мыши);

для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца (в отличие мыши или крупного графического планшета);

работа с ними не требует особого привыкания, как например, в случае с трекболом.

Джо́йстик

Джо́йстик (англ. Joystick = Joy + Stick) - устройство управления в компьютерных играх.

Представляет собой рычаг на подставке, который можно отклонять в двух плоскостях.

На рычаге могут быть разного рода гашетки и переключатели.

Также словом «джойстик» в обиходе называют рычажок управления, например, в мобильном телефоне.

Сканер

Сканер - устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта.

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:

Планшетные - наиболее распространённый вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя - высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

Ручные - в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков - низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.

Листопротяжные - лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.

Планетарные сканеры - применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Современные технологии, используемые при сканировании книг и сшитых документов, позволяют добиваться высоких результатов. Сканирование производится лицевой стороной вверх - таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования.Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные ситраницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией "устранения перегиба" книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.

Барабанные сканеры - применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).

Слайд-сканеры - как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

Сканеры штрих-кода - небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

Принцип действия планшетных сканеров:

Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.

Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (англ. CCD - Couple-Charged Device), далее на аналого-цифровой преобразователь и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

Характеристики сканеров:

Оптическое разрешение - Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.

Скорость работы - В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.

Глубина цвета - Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.

Графические планшеты (дигитайзеры)

Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации.

Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета.

Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).

К техническим характеристикам планшетам относятся: разрешающая способность (линий/мм), площадь рабочей области и количество уровней чувствительности к нажатию пера.

Периферийные устройства. К периферийным устройствам относятся:

К периферийным устройствам относятся:

Клавиатура,

Манипулятор «мышь»

Мониторы,

Принтеры,

Другие устройства.

Рассмотрим эти устройства более подробно.

Клавиатура – это клавишное устройство, которое служит для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления.

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

Стандартная клавиатура современных персональных компьютеров имеет 102 клавиши, функционально распределенных по четырем группам:

Алфавитно-цифровые клавиши

Функциональные клавиши

Служебные клавиши

Дополнительные клавиши

Манипулятор «мышь» - это устройство управления специальным указателем (указателем мыши) на экране монитора. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора.

Монитор – это устройство визуального представления данных, Это не единственное, но главное устройство вывода. Его основными эксплуатационными параметрами являются:

Размер экрана,

Максимальная частота регенерации,

Класс защиты.

Размер экрана монитора измеряется по диагонали между противоположными углами экрана. Единицей измерения являются дюймы. Стандартными размерами экрана являются 14”, 15”, 17”, 19”, 21”. В настоящее время наиболее распространенным размером экрана является 17 дюймов. Однако для работы с графикой желательно иметь размеры 19-21 дюйм.

В настоящее время в персональных компьютерах используются в основном мониторы двух типов:

Мониторы на электронно-лучевых трубках,

Мониторы на жидких кристаллах.

Плазменные мониторы

В мониторах на электронно-лучевых трубках изображение на экране получается в результате облучения люминофорного покрытия тремя остронаправленными пучками электронов. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящихся красным, зеленым и синим цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку, и изображение было четким, перед люминофором устанавливается маска – специальная панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Шаг маски измеряется в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространенные мониторы имеют шаг маски 0,25-0,27 мм.

В жидкокристаллических мониторах изображение представляет собой совокупность отдельных точек – пикселов. Однако принцип действия жк-мониторов существенно отличается от принципа действия монитора на основе ЭЛТ. Различия заключаются в способах создания светящегося элемента и формирования растра.

В жк-мониторе минимальным элементом изображения является жк-ячейка. В отличие от зерна люминофора жк-ячейка не генерируе свет, а только управляет интенсивностью проходящего света. Для формирования изображения на экране жк-монитора не требуется высокое напряжение, поэтому жк-мониторы имеют очень низкое энергопотребление.

Принтер – это печатающее устройство вывода данных, позволяющее получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе.

В современных персональных компьютерах используются различные типы принтеров, которые различаются по принципу действия. К ним относятся принтеры:

Матричные,

Струйные,

Светодиодные,

Лазерные.

Матричные принтеры – это простейшие печатающие устройства. В настоящее время практически вышли из употребления.

Струйные принтеры – это печатающие устройства, в которых изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования.

Устройство компьютера выглядит сложным, но мы опишем его простым языком. Аппаратная часть компьютера состоит из системного блока и периферийных устройств. Системный блок (коробка, в которую вставляются диски, подключаются наушники). Он - главная составляющая персонального компьютера, работа без него невозможна. Периферийные устройства компьютера - все устройства, подключаемые к системнику: клавиатура, принтер, мышка, монитор и т. д.

В системном блоке (системнике) происходят основные процессы, отвечающие за работу ПК. Остальные устройства только отображают результат этих процессов или выполняют заданные им действия.

Сняв боковую стенку системного блока (открутив шурупы сзади), можно увидеть кучу непонятных плат и комплектующих. Устройство выглядит сложно, но разобраться в нем проще, чем может показаться. Ниже представлены все основные устройства, которые находятся в системном блоке.

Эта плата организовывает правильный алгоритм работы всех подключенных к ней элементов ПК. Устройство материнской платы компьютера позволяет всем его компонентам работать, как один механизм.

Часто процессором называют весь системный блок. На самом деле центральный процессор – это чип (микросхема), размещенный в материнской плате. Он подобен мозгу человека: отвечает за прием, обработку, передачу заданной пользователем информации и является одной из основных частей компьютера. От него напрямую зависит быстродействие ПК. Чем выше разрядность и тактовая частота процессора, тем больше операций он может выполнять.

Самыми надежными микропроцессорами считаются продукты компании Intel.

Они поддерживают работу со всеми программами, а также периферийными устройствами, имеют низкое тепловыделение. При работе с графикой и в игровом процессе себя лучше показывают процессоры от AMD, но они не такие надежные. Установленный процессор покрыт термической пастой и на нем через нее закреплен радиатор, изготовленный из металла, обладающего хорошей теплоотдачей. Это сделано для повышения теплоотдачи, что упрощает охлаждение ЦП с помощью кулера.

Кулер - вентилятор для охлаждения процессора

Эту деталь размещают в непосредственной близости к ЦП. Его задача – охлаждать процессор, защищая его от повышения температуры, что может мешать правильной работе. Также устанавливают дополнительные кулеры возле винчестеров: при обработке данных они нагреваются, что снижает быстроту выполняемых операций. Установка небольшого кулера над жестким диском, увеличит срок его службы, и ускорит работу компьютера. При наличии мощной видеокарты также нужно позаботиться о системе ее охлаждения, если есть место для установки в корпусе системного блока.

Жесткий диск или винчестер

Устройство персонального компьютера трудно рассматривать без этой детали - она отвечает за хранение информации. На нем находятся операционная система и файлы пользователя: фото, видео, программы и т. д.

От размера жесткого диска и его класса зависит количество доступного для хранения места, скорость работы системы.

Чем выше класс ЖД, тем быстрее процессор может совершать запись данных, делать их извлечение. Скорость напрямую зависит от частоты вращения. Подключается ЖД к «материнке» через ATA или IDE интерфейс.

Это устройство системного блока компьютера установлено с целью ускорения обработки, воспроизведения видеоданных. От нее зависит четкость деталей при просмотре видео или во время игрового процесса. Средней видеокарты должно хватать для обычного использования, но «геймерам» или для профессиональных программ, работающих с графическими фалами, нужно покупать более сильную видеокарту.

ОЗУ - Оперативная память

Эта деталь необходима для выполнения операций ЦП. Оперативка – внутренняя память ПК. Центральный процессор при обработке данных как бы временно записывает информацию в ОЗУ и начинает с ней работать. Чем больше оперативной памяти, тем более сложные процессы может совершать компьютер. Еще значение имеет скорость записи данных в оперативку. При маленькой скорости записи даже сильный процессор будет «притормаживать» . Это как разгонять Феррари на поле для мини-футбола: мощность есть, но ехать некуда.

ПЗУ - Постоянное Запоминающее Устройство

В ПЗУ записан BIOS. Эта составная часть компьютера необходимая для управления при отсутствии операционной системы.

Блок питания

Он обеспечивает работоспособность ПК: получает электроэнергию от сети, распределяет между комплектующими, выдавая для каждой нужную мощность.

Эта часть компьютера отвечает за обработку звуковых файлов и вывод полученной информации на колонки. Звуковая карта подключается к материнке и изначально встроенная в нее. Реже встречаются ПК с внешними звуковыми картами, которые можно заменять.

Часто является изначально встроенной комплектующей. Иногда присутствует на материнской плате место для установки дополнительной сетевой карты (она необходима для создания простой локальной сети, без использования основной сетевой карты).

Также подключается к материнской плате, но не напрямую, а с помощью кабелей. Без дисковода можно обойтись. Сейчас наибольшая от него польза – возможность установить с диска операционную систему.

Порты и разъемы

Они отвечают за подключение к компьютеру периферийных устройств:

1. PS/2 за подключение мыши и клавиатуры.
2. D-sub (VGA) за передачу видеоданных на внешние устройства. До появления более современного интерфейса, был стандартом для подключения монитора.
3. DVI-I – улучшенный разъем, отвечающий за подключения монитора в ПК с современными материнскими платами. Обычно расположен рядом со стандартным VGA – если его нет, то в комплектации должен быть переходник с DVI на VGA.
4. MiniJack – разъемы, окрашенные в разные цвета: красный отвечает за подключение микрофона, зеленый – наушников и колонок, синий – запись звука с внешнего устройства, желтый – сабвуфера, черный – боковых, а серый – задних колонок стереосистемы.
5. LAN предназначен для приема и передачи данных через интернет или локальную сеть.
6. USB порт позволяет подключить к ПК множество периферийных устройств. Перечислять все не будем, но чем больше таких портов, тем лучше.

Устройство предназначено для считывания информации с флеш и смарт-карт. В старых моделях ПК вместо карт-ридера устанавливался дисковод для работы с маленькими магнитными дисками. Емкость этих дисков была 1.44 МБ, что со временем сделало их использование нецелесообразным.

Корпус

Его задача – защита размещенных в нем комплектующих от пыли и механических повреждений, надежная фиксация всех деталей, количество которых зависит от типа корпуса. Может показаться значение корпуса маленьким, но это не так: от него зависит, сколько деталей может поместиться в системный блок и способ их компоновки.

Из чего состоит системный блок компьютера, мы разобрали, теперь рассмотрим внешние устройства.

Периферийные устройства

К периферийным устройствам можно условно отнести все, не находящиеся в системном блоке. Они предназначены для передачи информации, отображения результатов ее обработки и выполнения задач, поставленных ЦП (печать документов и т. д.). Проще говоря, устройства ввода, вывода и хранения.

• Планшетный сканер . Предназначен для ввода в ПК полученной графической информации с листов. Считывание данных происходит с помощью луча света, отражение которого улавливается специальными приборами (оформлены в виде линейки) и отправляется на обработку в ЦП.
• Ручной сканер . Принцип его работы аналогичен планшетному, но перемещение «Линейки» с улавливающими приборами осуществляется в ручном режиме.
• Барабанный сканер . Лист бумаги крепится на специальный цилиндр, который при сканировании вращается на высоких оборотах. Эта технология позволяет получать отсканированное отображение наивысшего качества.
• Штрих-сканер . Этот вид сканера предназначен для считывания информации в виде штрихкода. Используется исключительно в коммерческих целях.
• Графический планшет . Позволяет передавать информацию на ПК с помощью движений, которые улавливаются специальным пером. Используется художниками и иллюстраторами.
• Клавиатура . Входит в основные устройства компьютера. Применяется для ввода текста и передачи команд пользователя.
• Мышка . Устройство, упрощающее управление компьютером.

Устройство вывода

• Матричный принтер . Простейшее устройство для печати данных на бумаге посредством удара цилиндрического стержня.
• Лазерный принтер . Изображение на бумагу наносится точечным способом, что позволяет достичь высокого качества печати.
• Струйный принтер . Картинка на бумаге формируется нанесением капель краски.
• Монитор . Важная аппаратная часть компьютера, отображающая графические данные, передаваемые видеокартой, а в случае ее отсутствия – материнской платой.
• Колонки . Отвечают за вывод данных, обработанных звуковой картой.
• Веб-камера . Она необходима для передачи на компьютер изображения пользователя. Используется для видеоразговоров.

Устройства хранения

Необходимость в дополнительных местах хранения данных появляется при необходимости сохранить файлы, не помещающиеся на основной накопитель, или когда эти файлы несут большую ценность. Самые популярные дополнительные устройства хранения:

• USB-накопитель . Это так называемая Флешка. Она может вмещать до 128 ГБ. Отличается компактностью, но имеют ряд недостатков: высокая стоимость, ненадежность и маленькое количество места под запись данных.
• Внешний жесткий диск . Позволяет хранить до 2 ТБ информации, обеспечивая высокую скорость записи и защищенность данных.

Мы описали то, из чего состоит компьютер, основные его части. Для более глубокого изучения нужно читать специальную литературу.

графопостроители и т.п.) и интерактивные устройства (терминалы, ЖК-планшеты с сенсорным вводом и др.)

Устройства массовой памяти (винчестеры 1НЖМД - накопитель на жестком магнитном диске. , дисководы 2НГМД - накопитель на гибком магнитном диске. , стримеры 3НМЛ - накопитель на магнитной ленте., накопители на оптических дисках, флэш-память 4EEPROM - перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство с электрическим стиранием. и др.)

Устройства связи с объектом управления (АЦП, ЦАП, датчики, цифровые регуляторы, реле и т.д.)

Средства передачи данных на большие расстояния (средства телекоммуникации) (модемы, сетевые адаптеры).

Устройства ввода

Клавиатура

Основным устройством ввода информации в компьютер является клавиатура , которая представляет собой совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь. В настоящее время распространены два типа клавиатур : с механическими или с мембранными переключателями. В первом случае датчик представляет собой традиционный механизм с контактами из специального сплава. Во втором случае переключатель состоит из двух мембран: верхней - активной, нижней - пассивной, разделенных третьей мембраной-прокладкой.

Как правило, внутри корпуса любой клавиатуры , кроме датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации и микроконтроллер. Обмен информации между клавиатурой и системной платой осуществляется по специальному последовательному интерфейсу 11-битовыми блоками. Основной принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из этих переключателей соответствует уникальный цифровой код - скан-код. В случае, когда клавиша отпускается, клавиатура IBM PC AT предваряет скан-код кодом F016. Когда контроллер клавиатуры фиксирует нажатие или отпускание клавиши, он инициирует аппаратное прерывание IRQ1. Если в клавиатурах компьютеров типа IBM PC XT передача данных может осуществляться только в одном направлении, то в клавиатурах типа IBM PC AT подобная связь возможна уже в двух направлениях, т. е. клавиатура может принимать специальные команды (установки параметров задержки автоповтора и частоты автоповтора). Подключение клавиатуры к системной плате выполняется посредством электрически идентичных разъемов 5 DIN 5 DIN (Deutsche Idustrie Norm) - Немецкий промышленный стандарт. или 6 mini- DIN , последний впервые был представлен в IBM PS/2, откуда и унаследовал свое "жаргонное" название. Для обеспечения двунаправленного обмена используется единственная линия данных, требующая, однако, выводов с открытым коллектором.

Мышь

Первую компьютерную мышь создал Дуглас Энджельбарт в 1963 году в Стэндфордском исследовательском центре. Распространение мыши получили благодаря росту популярности программных систем с графическим интерфейсом пользователя. Мышь делает удобным манипулирование такими широко распространенными в графических пакетах объектами, как окна, меню, кнопки, пиктограммы и т.д.

Первая мышь при движении вращала два колеса, которые были связаны с осями переменных резисторов. Перемещение курсора такой мыши вызывалось изменением сопротивления переменных резисторов. Большинство современных мышей имеют оптико-механическую конструкцию (рис. 16.1). С поверхностью, по которой перемещают мышь , соприкасается тяжелый обрезиненный шарик сравнительно большого диаметра. При перемещении мыши этот шарик может вращать прижатые к нему два перпендикулярных ролика. Ось вращения одного из роликов вертикальна, а другого - горизонтальна. На оси роликов установлены датчики, представляющие собой диски с прорезями, по разные стороны которых располагаются оптопары "светодиод- фотодиод ". Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы одной оси, определяет направление перемещения мыши , а частота приходящих от них импульсов - скорость.

Рис. 16.1.

Другой популярной конструкцией мыши является полностью оптическая конструкция. С помощью светодиода и системы линз, фокусирующих его свет, под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы процессора обработки изображений. Этот чип делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой и обрабатывает их. На основании анализа череды последовательных снимков, представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости, интегрированный DSP-процессор высчитывает результирующие показатели, свидетельствующие о направлении перемещения мыши вдоль осей Х и Y, и передает результаты своей работы на периферийный интерфейс. Основные характеристики, обеспечивающие надежность работы оптических мышей , определяются техническими параметрами применяемых сенсоров (табл. 16.1).

Таблица 16.1. Параметры некоторых сенсоров для оптических мышей

Марка сенсора	HDNS-2000	ADNS -2620	ADNS -2051	ADNS -3060
Разрешение, cpi (точек на дюйм)	400	400	400/800	400/800
Размер "снимков", пикс.		18x18	16x16	30x30
Макс. скорость, см/с	30	30	35	100
Макс. ускорение (в рывке), м/с 2	1,5	2,5	1,5	150
Частота снимков, кадр/с	1500	1500/2300	500-2300	500-6400

Первые мыши подключались к ПК через специальную плату-адаптер (т. н. мыши с шинным интерфейсом - bus mouse ). Затем большое распространение получил способ подключения мыши через последовательный интерфейс RS-232C . Мыши с последовательным интерфейсом для передачи данных чаще всего работают с разработанным Microsoft протоколом. Данные передаются со скоростью 1200 бит/с, используется 7 бит данных без контроля четности и один стоповый бит. Одна передача содержит три 7-битных числа, кодирующих 8-битное горизонтальное (dX) и 8-битное вертикальное перемещение (dY), а также 2 бита (LB, RB) состояния кнопок (табл. 16.2). Перемещение задается в виде числа со знаком (-128:+127) в специальных единицах - counts, определяемых разрешением мыши - counts per inch ( cpi ), которое обычно составляет 400 cpi . Кроме протокола Microsoft, распространены также протокол Logitech (отличается от протокола Microsoft способом передачи информации о средней кнопке) и протокол Mouse Systems (5-байтовый, передается информация о "старом" и "новом" положении мыши ).

Таблица 16.2. Протокол Microsoft для мышей с последовательным интерфейсом

	6	5	4	3	2	1	0
байт 1	1	LB	RB	dY7	dY6	dX7	dX6
байт 2	0	dX5	dX4	dX3	dX2	dX1	dX0
байт 3	0	dY5	dY4	dY3	dY2	dY1	dY0

В 1987 году компания IBM выпустила серию персональных компьютеров PS/2, в котором был представлен выделенный последовательный интерфейс для подключения мыши с разъемом 6 mini- DIN . Одним из преимуществ новых портов по сравнению с последовательным было низкое напряжение питания - 5 В вместо 12 В, а также независимость от других устройств, в то время как последовательные мыши нередко мешали внутренним модемам, поскольку четыре COM-порта ПК делили всего два IRQ . Необходимо отметить также недостатки этого интерфейса. Наиболее существенным является более высокий риск вывода из строя порта при подключении или отключении мыши при работающем компьютере. Хотя последовательные порты мыши и клавиатуры в PS/2 имеют сходный электрический интерфейс и даже одинаковые разъемы, материнская плата не опознает мышь и клавиатуру , если их подключить не в "свой" порт, т.к. протоколы передачи данных отличаются, а, кроме того, линия данных в порту клавиатуры - двунаправленная. В спецификации Microsoft PC 97 предлагается единая цветовая маркировка этих портов: для клавиатуры - фиолетовая, для мыши - зеленая. Широкое распространение портов PS/2 произошло с внедрением в 1997 г. фирмой Intel стандарта ATX . А уже в 2002 году в спецификации Microsoft PC 2002 было предложено отказаться от этих портов в пользу универсального интерфейса USB.

Прочие устройства ввода - манипуляторы

Трекбол представляет собой "перевернутую" оптико-механическую мышь - в движение приводится не сам корпус устройства, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором и, кроме того, экономить место, поэтому трекболы часто используют в ноутбуках.

Сенсорная панель ( touchpad или trackpad ) - это устройство ввода, применяемое в ноутбуках, служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя. Используется в качестве замены компьютерной мыши . Сенсорные панели различаются по размерам, но обычно их площадь не превосходит 50 см2. Работа сенсорной панели основана на измерении емкости пальца или измерении емкости между сенсорами. Емкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей панели, что позволяет определять положение пальца с нужной точностью. Поскольку работа устройства основана на измерении емкости, оно не будет работать, если водить по нему каким-либо непроводящим предметом, например, основанием карандаша. В случае использования проводящих предметов сенсорная панель будет работать только при достаточной площади соприкосновения, поэтому, например, работа с влажными пальцами весьма затруднена. Преимуществами сенсорных панелей являются:

• отсутствует необходимость в ровной поверхности, как для мыши ;
• расположение сенсорной панели, как правило, фиксировано относительно клавиатуры ;
• для перемещения курсора на весь экран достаточно лишь небольшого перемещения пальца;
• работа с ними не требует особого привыкания, как, например, в случае с трекболом.

Недостатком же сенсорных панелей является низкое разрешение, что затрудняет работу в графических редакторах и 3D-играх.

Джойстик является аналоговым координатным устройством ввода информации, выполняемым обычно в виде двух реостатных датчиков с питанием +5 В. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате Х, другой - по Y. Джойстик обычно подключается к адаптеру игрового порта, расположенному на многофункциональной плате ввода-вывода (Multi I/O Card) или звуковой карте (в последнем случае разъем игрового порта совмещается с интерфейсом MIDI ). Очевидно, что основным элементом игрового адаптера является АЦП. Адаптер принимает до четырех цифровых сигналов типа "включено-выключено" (кнопки) и до четырех аналоговых сигналов, что позволяет подключать два 2-кнопочных джойстика.

Световое перо работает с помощью небольшого оптического детектора, находящегося на его кончике. По ходу сканирования экрана электронным лучом инициируется импульс оптического детектора, когда пучок достигает точки экрана, над которой находится перо. Время возникновения этого импульса относительно сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации позволяет определить позицию светового пера. По своей сути световое перо является расширением видеосистемы. Разъем для подключения светового пера был обязательным для видеоадаптеров

По кинематическому механизму сканера :

• ручные сканеры - проблема ровного и равномерного перемещения сканирующей головки по соответствующему изображению (от чего зависит качество сканированного изображения) возлагается на пользователя;
• планшетные сканеры - сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя;
• рулонные сканеры - отдельные листы документов протягиваются через устройство так, что сканирующая головка остается на месте (неприменимы для сканирования книг и журналов);
• проекционные сканеры - вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, при этом блок сканирования также находится сверху, а перемещается только сканирующее устройство (возможно сканирование проекций трехмерных предметов).
сканерах фирмы Microtek сканируемое изображение поочередно освещается красным, зеленым и синим цветом, так что страница сканируется за три прохода. Похожий подход используется в сканерах Epson и Sharp , однако там смена цвета происходит для каждой строки, что позволяет избежать проблем с "выравниванием" пикселей при разных проходах. В сканерах Hewlett Packard и Ricoh сканируемое изображение освещается источником белого света, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трехполосную ПЗС-линейку через систему специальных фильтров, разделяющих свет на три компоненты: красный, синий, зеленый.

Для связи с компьютером сканеры , как правило, используют один из универсальных периферийных интерфейсов: SCSI, IEEE 1284 или USB.

Для унифицирования прикладного программного интерфейса драйвера сканера (а также цифровых камер) в 1992 г. компаниями Aldus, Caere, Eastman Kodak, Hewlett Packard и Logitech была разработана спецификация TWAIN 6Слово TWAIN было взято из "Баллады о Востоке и Западе" Р.Киплинга: "...and never the twain shall meet..." (и двое никогда не встретятся), отражая существовавшую в то время сложность взаимодействия компьютера и сканера . После частого написания названия спецификации большими буквами сложилось предубеждение, что это аббревиатура, и были предложены такие варианты: Technology Without An Interesting Name (технология без интересного имени) или Toolkit Without Any Important Name (средство без какого-либо важного имени). .

К периферийным устройствам относятся: принтеры, сканеры, акустические колонки, модемы, т. е. те устройства, без которых компьютер может функционировать самостоятельно.

Принтеры. Принтеры (print — печать) — это автоматические печатающие устройства, предназначенные для распечатки на бумагу результатов работы на компьютере (тексты, рисунки, графики). По принципу действия различают ударно-матричные, струйные и лазерные принтеры.

Ударно-матричные принтеры печатают с помощью головки с набором иголок. Число иголок в головке может быть различным — 9, 18 и 24. Движениями иголок, головки и листа управляет электронная схема принтера в соответствии с командами, поступающими из компьютера. По команде компьютера иголки собираются в группы, соответствующие очертаниям букв, и, выдвигаясь из головки, отбивают через красящую ленту нужные символы. Чем больше иголок в головке, тем выше качество печати. Скорость печати — от 60 до 10 секунд на страницу.

К достоинствам матричных принтеров можно отнести их экономичность. Стоимость расходных материалов для них самая низкая, и сам матричный принтер стоит недорого. Другие достоинства матричных принтеров определяются ударным принципом работы, что позволяет печатать сразу несколько копий, используя специальную самокопирующую бумагу. К преимуществам матричной технологии относится возможность печатать на материалах с нестандартными размерами. Это могут быть рулонная бумага, картон и даже паспорта и сберегательные книжки.

К недостаткам матричных принтеров можно отнести сравнительно низкую скорость печати и неприятный шум во время работы. На матричных принтерах невозможна многоцветная печать.

В струйных принтерах изображение формируется микрокаплями специальных чернил разного цвета, которые выбрасываются через сопла в печатающей головке. За одну секунду выбрасывается до миллиона капель. Это позволяет использовать для печати любую бумагу, включая картон.

Струйные принтеры являются самыми востребованными из всех типов принтеров. К достоинствам струйных принтеров относятся:

Низкая цена (в 3 раза ниже по сравнению с лазерными принтерами);

Низкий по сравнению с матричными принтерами уровень шума;

Самая дешевая цветная печать.

Хороший струйный принтер может печатать не только текстовые материалы, но и документы с цветными фотографиями и диаграммами.

К недостаткам струйных принтеров следует отнести:

Неустойчивость печатного текста к действию воды, света и трения;

Необходимость использования специальной ценной бумаги для получения цветных изображений;

При относительной дешевизне принтера его эксплуатация требует серьезных расходов вследствие частой замены дорогих картриджей.

Ремонт печатающей головки обходится в сумму, почти равную стоимости самого принтера;

В лазерных принтерах для печати используется луч лазера. В принтере имеется валик-барабан, покрытый полупроводниковым веществом, способным электризоваться при облучении лазером. Зеркальная развертка заставляет пульсирующий луч лазера скользить по строкам вдоль барабана. Вспышки луча происходят в тех местах, где должно быть изображение точек.

К наэлектризованным лазером местам притягиваются мельчайшие частицы сухой краски (тонера), которая находится в контейнере под барабанном. Затем валик прокатывается по листу бумаги, при этом на нее переходит краска. Закрепление изображения на бумаге осуществляется путем расплавления тонера специальным барабаном-печкой.

Лазерные принтеры обеспечивают самую высокую среди всех принтеров скорость печати и не требуют специальной бумаги.

К недостаткам лазерных принтеров следует отнести их дороговизну и большой расход электроэнергии. Его не рекомендуется использовать в квартире из-за большого количества озона, который он выделяет во время работы. Озон является окислителем и при передозировке вреден для здоровья.

Сканеры. Сканер — это устройство, которое позволяет вводить в компьютер изображения текстов, рисунков, фотографий непосредственно с бумажного документа (рис.).

Рис. Сканеры: Слева — роликовые; справа — планшетный; внизу — ручной

Сканеры классифицируют по цветности вводимых изображений на черно-белые и цветные и по способу использования — на ручные и настольные.

Ручные сканеры конструктивно самые простые: они перемещаются вручную по изображению. Настольные сканеры подразделяются на планшетные и роликовые. Планшетные сканеры самые распространенные; они позволяют сканировать и листовые, и сброшюрованные (книги) документы. Роликовые сканеры наиболее автоматизированы, но сканируемые документы должны быть только листовые.

Компьютерные акустические колонки. Встроенный в компьютер сигнальный динамик не предназначен для обеспечения высококачественного звучания, поэтому для прослушивания музыкальных записей служат акустические колонки. Принцип их устройства сходен с устройством акустических систем для бытовой аудиотехники. В зависимости от типа усилителя различают активные и пассивные колонки.

Для пассивных колонок усиление сигналов осуществляется усилителем, расположенным на звуковой плате внутри системного блока. В этом случае аналоговый сигнал подвергается воздействию многочисленных электрических наводок, что приводит к акустическим искажениям.

В активных колонках усилитель находится в одной из колонок (вне системного блока), что способствует повышению качества звучания.

Модемы. Модем — это устройство для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть. Он соединяет компьютер с телефоном. Термин "модем" образован из двух слов (МОдуляция-ДЕМодуляция). Модем осуществляет модуляцию и демодуляцию информации, т. е. преобразует цифровые сигналы компьютера в аналоговые, совместимые с подключенным к нему телефоном и, наоборот, принимает входящие с телефона аналоговые сигналы и преобразует их в цифровые, совместимые с подключенным к нему компьютером. Модем необходим для соединения с электронными сетями Интернета и для работы с электронной почтой.

Факс-модемом называется модем для передачи и получения изображений. Последовательность работы факсимильной системы следующая: оптическое сканирование изображения, модуляция и передача сигналов по каналам связи, демодуляция и изготовление копий. Большинство современных модемов являются также и факс-модемами.

Источники бесперебойного питания. При резком изменении параметров напряжения или полного отключения электрического тока данные, содержащиеся в операционной памяти компьютера, могут быть безвозвратно утрачены.

Поэтому при продаже компьютера всегда предлагается источник бесперебойного питания (ИБП). В состав ИБП входит аккумуляторная батарея, которая находится постоянно на подзарядке и в случае падения напряжения ее энергия используется для питания компьютера в течение 15-20 мин для аварийного завершения работы.