Для ввода отдельных элементов изображений, программ или команд используются также сенсорные экраны - устройства, позволяющие производить ввод информации с помощью прикосновений к экрану.
ГРАФИЧЕСКИЕ ПЛАНШЕТЫ
Для ручного ввода графической информации применяются
графические планшеты - диджитайзеры. Ввод изображения осуществляется путем перемещения по планшету специального указателя (пера), при перемещении которого автоматически выполняются считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК.
Для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану (с последующим кодированием координат курсора и ввода их в ПК) используются указательные устройства - манипуляторы (мышь, трекбол, джойстик, световое перо, сенсорные панели).
СКАНЕРЫ
Для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков,
чертежей используются читающие автоматы - сканеры. В
устройстве кодирования сканера в текстовом режиме считанные символы после сравнения с эталонными контурами специальными программами преобразуются в машинные коды, а в графическом режиме считанные графики и чертежи преобразуются в последовательность двухмерных координат.
Черно-белые сканеры могут считывать штриховые изображения и полутоновые. Штриховые изображения не передают полутонов (уровней серого). Полутоновые позволяют распознать и передать 16, 64 или 256 уровней серого.
Цветные сканеры работают и с черно-белыми, и с цветными оригиналами. Число передаваемых цветов колеблется
41
от 256 до 65536 (стандарт High Color) и даже до 16,7 млн. (стандарт True Color).
Разрешающая способность сканеров составляет от 75 до
1600 dpi (dot per inch).
Конструктивно сканеры бывают ручные и настольные. Настольные, в свою очередь, делятся на планшетные, роликовые и проекционные.
Ручные сканеры перемещаются по изображению вручную - за один проход вводится лишь небольшое количество строчек изображения (захват обычно не превышает 105 мм). У ручных сканеров имеется индикатор, предупреждающий о превышении допустимой скорости сканирования (5 - 50 мм/с).
В планшетных сканерах сканирующая головка перемещается относительно оригинала автоматически. Они позволяют сканировать листовые и сброшюрованные документы (книги). Скорость сканирования 2 - 10 с на страницу (формат А4).
Роликовые сканеры наиболее автоматизированы. В них оригинал автоматически перемещается относительно сканирующей головки, но сканировать можно только листовые документы. Скорость сканирования 10 с на страницу.
Проекционные сканеры внешне напоминают фотоувеличитель, но внизу лежит сканируемый документ, а наверху находится сканирующая головка.
Сканер оптическим образом сканирует информационный документ и вводит полученную информацию в виде файла в память компьютера. Файл, создаваемый в памяти ПК, называется битовой картой. Битовая карта требует большого объема памяти для своего хранения. Так битовая карта с 1 листа документа формата А4 (204х297 мм) с разрешением 10 точек/мм без передачи полутонов (штриховое изображение) занимает около 1 Мбайта памяти, при воспроизведении 16 оттенков серого - 4 Мбайта, при воспроизведении цветного качественного изображения - 16 Мбайт. При использовании стандарта True Color и разрешающей способности 50 точек/мм для хранения одной битовой карты может не хватить емкости "винчестера". Сокращение объема памяти, необходимой для хранения битовых
42
карт, осуществляется различными способами сжатия информации.
Существует два формата представления графической информации в файлах компьютера: растровый формат и векторный.
Сканер подключается к параллельному порту ПК. Для работы со сканером ПК должен иметь специальный драйвер.
В настоящее время активно используются устройства, позволяющие вводить в компьютер звуковую информацию
(компьютерные микрофоны) и видеоинформацию (цифровые фото и видеокамеры).
Для обеспечения визуального контроля ввода информации целесообразно использовать видеотерминальные устройства, которые являются устройствами оперативного вывода информации и будут рассмотрены ниже.
5.4. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПРОГРАММНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
В процессе программной обработки информации участвуют устройства, входящие в центральную часть ПК: микропроцессор и основная память. Микропроцессор предназначен для управления и выполнения арифметических и логических операций над информацией согласно программе, находящейся в основной памяти.
МИКРОПРОЦЕССОР
Микропроцессор - функционально законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем. Первый микропроцессор был выпущен в 1971 г. фирмой Intel - МП 4004. В настоящее время выпускается несколько сотен различных микропроцессоров, но наиболее популярными и распространенными являются процессоры фирмы Intel и Intel-подобные, которые используются в ПК типа
43
IBM PC. Характеристики наиболее распространенных из них приведены в таблице.
Модель МП |
Разрядность, бит |
Тактовая |
Число |
Год |
|
|
данных |
адреса |
частота, |
элементов |
выпуск |
|
|
|
Мгц |
|
а |
4004 |
4 |
4 |
4,77 |
2300 |
1971 |
8080 |
8 |
8 |
4,77 |
10000 |
1974 |
8086 |
16 |
16 |
4,77 и 8 |
70000 |
1982 |
80186 |
16 |
20 |
8 и 10 |
140000 |
1984 |
80286 |
16 |
24 |
10 - 33 |
180000 |
1985 |
80386 |
32 |
32 |
25 - 50 |
275000 |
1987 |
80486 |
32 |
32 |
33 - 100 |
1,2х106 |
1989 |
80586 |
64 |
32 |
50 - 150 |
3,1х106 |
1993 |
80686 |
64 |
32 |
66 -200 |
3,5х106 |
1995 |
Число элементов - это количество элементарных полупроводниковых элементов, размещенное в интегральной схеме МП.
Микропроцессоры 80586 (Р5) более известны по их товарной марке Pentium, которая запатентована фирмой Intel. Эти микропроцессоры имеют пятиступенчатую конвейерную структуру, обеспечивающую многократное совмещение тактов последовательных команд и КЭШ-буфер для команд условной передачи управления, позволяющий предсказать направление ветвления программ, что обеспечивает эффективное быстродействие - обмен данными с системой может выполняться со скоростью 1 Гбайт/c.
Микропроцессоры 80686 (Р6) - торговая марка Pentium Pro - обеспечивают еще более высокую производительность, благодаря новым схемотехническим решениям - динамическому исполнению (наличию 14-ступенчатой суперконвейерной структуры, предсказанию ветвлений программы при условиях передачи управления и исполнению команд по предполагаемому пути ветвления).
44
ОСНОВНАЯ ПАМЯТЬ
Основная память содержит оперативное (RAM - Random Access Memory - память с произвольным доступом) и постоянное
(ROM - ReadOnly Memory - память только для чтения)
запоминающие устройства.
Оперативное запоминающее устройство предназначено для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК. Основу ОЗУ составляют большие интегральные схемы, содержащие матрицы полупроводниковых запоминающих элементов (триггеров). конструктивно элементы оперативной памяти выполняются в виде отдельных микросхем. Модули памяти имеют емкость 256 Кбайт, 1,4,8,16 или 32 Мбайта. На материнскую плату можно установить несколько модулей памяти. ОЗУ - энергозависимая память.
Постоянное запоминающее устройство также строится на основе установленных на материнской плате модулей (кассет) и используется для хранения неизменной информации: загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и драйверов базовой системы ввода-вывода. Запись информации в ПЗУ производится вне компьютера в лабораторных условиях. ПЗУ - энергонезависимое запоминающее устройство.
В последние годы в ПК стали использоваться полупостоянные, перепрограммируемые запоминающие устройства - FLASH - память.
Структурно основная память состоит из миллионов отдельных ячеек памяти емкостью 1 байт каждая. Общая емкость основной памяти современных ПК обычно лежит в пределах от 8 до 64 Мбайт. Емкость ОЗУ на один-два порядка превышает емкость ПЗУ (ПЗУ занимает 128 или 256 Кбайт, остальной объем - это ОЗУ).
45