Файл: устройство персонального компьютера ( Общее устройство компьютера.).pdf

3. Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания — 9 (Interrupt 9)

4. Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится так называемый вектор прерываний. Вектор прерываний — это список адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим с номером записи.

5. Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания «зашита» в микросхему ПЗУ, но программисты могут «подставить» вместо нее свою программу, если изменят данные в векторе прерываний.

6. Программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.

7. Далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою работу, известив об этом процессор.

8. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.

9. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор,
его не заберет оттуда та программа, для которой он предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, возможен эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных.

[12]

3.7.2 Устройства позиционного ввода (манипуляторы).

Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) - это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок - адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т. п. [1]

Принцип действия.

В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выдел- ленного 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.

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.
Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим. Пользователь наблюдает на экране графические объекты и элементы управления. С помощью мыши он изменяет свойства объектов и приводит в действие элементы управления компьютерной системой, а с помощью монитора получает от нее отклик в графическом виде. [12]

Рис. 19. Мышь компьютера

Джойстик - обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

Рис. 20 Джойстик

Трекбол - небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины.

Рис. 21 Трекбол

Дигитайзер - устройство для преобразования готовых изображений (чертежей, карт) в цифровую форму. Представляет собой плоскую панель - планшет, располагаемую на столе, и специальный инструмент - перо, с помощью которого указывается позиция на планшете. При перемещении пера по планшету фиксируются его координаты в близко расположенных точках, которые затем преобразуются в компьютере в требуемые единицы измерения. [1]

3.7.3 Печатающие устройства.

Классификация и принципы работы печатающих устройств

В зависимости от порядка вывода информации различают:

· посимвольные печатающие устройства (ПУ) – выводят на носитель последовательно символ за символом;

· построчные ПУ – выводят за один цикл печати всю строку;

· постраничные ПУ – выводят за один цикл печати всю страницу.

Матричные и струйные принтеры являются строчными, а лазерные принтеры – страничными.

По принципу формирования изображений символов на носителе различают:

· литерные ПУ – изображение формируется одновременно на всей поверхности символа при единичном воздействии на носитель записи;

· матричные ПУ – изображение символа формируется из отдельных элементов – точек последовательно или последовательно-параллельно (их еще называют знакосинтезирующими).

По физическому принципу печати различают:

· ПУ ударного действия – изображения получаются в результате удара по носителю записи органом записи – молоточком, стержнем;

· ПУ безударного действия – изображения получают в результате физико-химического или другого воздействия на конечный или промежуточный носитель записи, входящий в состав ПУ.

Наибольшее распространение при реализации безударных ПУ получили электрографический (лазерный) и струйный способы регистрации.

Электрографические ПУ. В основе лежит электрофотографический способ регистрации, при котором создают скрытое электронное изображение на промежуточном носителе записи с фотопроводниковым слоем на поверхности, визуализируют это изображение мелкодисперсным красящим порошком-тонером, получая при этом порошковое изображение, которое затем переносят на конечный носитель – бумагу и закрепляют термическим способом. В таких ПУ используют лазерные и светодиодные источники излучения. Во всех лазерных ПУ развертку лазерного луча вдоль строки производят электромеханическим путем с помощью вращающегося зеркального многогранника или призмы. В качестве фотопроводникового слоя применяют неорганические вещества (селен-теллур) или органические фотопроводниковые вещества. Скрытое электронное изображение визуализируют с помощью магнитной кисти (подаваемый лист заряжается так, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге). Порошковое изображение на бумаге закрепляют, используя термический или термосиловой способ фиксации (прокатывают между двух нагретых валов).

Струйные ПУ. Струйная технология является на сегодня самой распространенной для реализации цветных устройств. Отличие струйных ПУ заключается в конструкции головки, используемом красконосителе и способе его подачи. В большинстве струйных ПУ красящая капля генерируется по запросу, то есть с поступлением управляющего сигнала из отверстия сопла вылетает только одна капля. Используют многоканальные струйные головки. Для генерации капель в канале с чернилами, сопряженным с выходными отверстиями сопл, возбуждают ударную волну, которая, дойдя до отверстия, выбрасывает каплю. Наиболее распространены два способа возбуждения ударной волны – возбуждение пьезоэлемента и нагревание микрорезистора (bubble-jet – пузырьковая технология). Достоинство головок с пьезоприводом – неограниченный срок службы. Недостаток – повышенная трудоемкость при изготовлении.

Программное управление принтером

Принтеры могут выполнять различные команды, поступающие от компьютера в виде специальных кодов: выбор типа и размера шрифта, длины строки, цвета печати, протяжка бумаги, установка интервала, число строк на странице и т.д. Особенности команд, исполняемых принтерами, учитывают разработчики программ для ПК. Прежде чем использовать многие из прикладных программ, например, редактор Word, пользователь ПК должен настроить на определенную конфигурацию оборудование компьютера. Часто эта настройка сводится к указанию марки используемого принтера или подключению драйвера печати конкретного устройства (Windows).

3.7.4 Графопостроитель

Графопостроитель, или плоттер (от английского plotter), – это устройство вывода, представляющее выводимые из ЭВМ данные в форме рисунка или графика на бумаге или другом подобном ей носителе информации. Графопостроители являются высококачественной альтернативой принтерам при выводе изображений. Графопостроители широко применяются в системах автоматизированного проектирования.

В зависимости от конструктивного исполнения плоттеры делятся на устройства планшетного и рулонного (барабанного типа).

В графопостроителе планшетного типа лист бумаги закрепляется на рабочей плоскости, над которой движется перо (или несколько перьев), перемещающееся по двум координатам x и y. Пишущий узел приводится в движение сервоприводом, обеспечивающим высокую точность его установки. Точности позиционирования пера, как правило, достаточно, например, для вычерчивания в реальном масштабе рисунков сложных печатных плат. Роль перьев в простых моделях плоттеров играют обычные шариковые ручки, а в совершенных моделях – специальные фломастеры. Изображение формируется на листе бумаги при перемещении опущенного пера. Если нужно просто установить перо в другую исходную точку, то оно автоматически приподнимается и переводится в требуемое место. Совместно с ПК применяются главным образом устройства в настольном исполнении и намного реже – в напольном.

3.7.5 Графические планшеты

Графические планшеты и диджитайзеры (от английского digitizer – цифровой преобразователь) автоматизируют создание и ввод в компьютер изображений, в основном рисунков. Работа с графическим планшетом аналогична рисованию карандашом или ручкой, а поэтому более удобна, чем с манипулятором (конечно, это замечание касается только создания рисунков). Графические планшеты являются факультативным ПУ. Они намного упрощают (по сравнению с написанием специальных программ) ввод в ПК графической информации, состоящей из линий, то есть штриховых рисунков.

Графический планшет состоит из прямоугольного корпуса, на котором расположены наклонная рабочая поверхность и панель управления, а внутри – электронный блок. Для формирования рисунка служит специальное перо, подключаемое к планшету при помощи гибкого шнура. Сам же планшет обычно подсоединяется к ПК через интерфейс RS232C. Для облегчения ввода сложных изображений на рабочую поверхность может быть нанесена вспомогательная координатная сетка.

3.7.6 Сканер.

Сканером (от английского scanner) называется устройство ввода, позволяющее вводить в ЭВМ изображения. Ввод изображений может потребоваться при копировании, размножении документов, для их редактирования с последующим размножением, а также в системах хранения и поиска изображений. При комплектации сканером и высококачественным печатающим устройством ПК превращается в АРМ для подготовки и издания различных информационных материалов.

Сканеры характеризуются:

· разрешающей способностью (разрешением);

· количеством воспринимаемых оттенков;

· возможностью ввода цветных изображений;

· быстродействием;

· размером обрабатываемых изображений;

· стоимостью.

Большинство из этих показателей рассмотрим на фоне изложения принципов работы сканирующих устройств.

Аналогично копировальному устройству сканер освещает оригинал белым светом с протяженного осветителя, а светочувствительные многоэлементные фотоприемные линейки (датчик сканера) с определенной частотой производит замеры интенсивности отраженного оригиналом света. Число фотоприемников в линейке может составлять 2000 и больше. Оптическая разрешающая способность сканера определяется расстоянием между фотоприемниками в линейке (чем их больше, тем разрешение лучше). Обычно оно не превышает 300-600 точек на дюйм. Более высокие значения достигаются благодаря интерполяции, сглаживающей неровности контуров, именно эти значения указывают производители в документации (1200, 1600).