Устройства ввода информации. Клавиатура. Манипуляторы. Дигитайзеры. Сканеры.

Введение

Непосредственно понятие «компьютер» переводится на обычный язык как «вычислитель» – это программное устройство, которое использовано для реализации самых разнообразных вычислений.
Указанный факт повязан также с тем, что некоторые из самых первых компьютеров создавались в качестве специально работающих устройств для выполнения сложных вычислений, иначе говоря, они были похожи на усовершенствованные арифмометры.
Основное отличие их от разного рода устройств для счета и иных вычислителей (к примеру, логарифмических линеек) состояло и в том, что указанные арифмометры могли решать иногда и отдельные вычислительные команды (так называемые арифметические операции), а другие персональные компьютеры (ПК) могут в нынешнее время позволить проводить сложные действия по спланированной ранее инструкции – программе, а для этого необходимо выполнить ввод информации с помощью специальных устройств.
На теперешнее время ПК используются абсолютно во всех известных секторах жизни человека.
Актуальность реферата состоит в необходимости использования различных периферийных устройств для ввода информации в ПК для ее обработки. В связи с этим фактом необходимо изучать разные типы ПК, так как правильный их выбор гарантирует достижение корректного ввода данных.
Объектом реферата является современное аппаратное обеспечение ПК.
Предмет реферата – устройства для ввода данных.
Главной целью реферата является описание устройств ввода данных, а также их характеристика.
В соответствии с такими целями выделены задачи:
–провести анализ источников для рассмотрения устройств ввода данных;
–дать характеристику главным видам компьютеров и описать функционал;
–рассмотреть классификацию периферийных устройств ПК;
–выполнить описание устройств для вывода информации;
–указать главные характеристики клавиатуры, дигитайзера и других устройств.
Проблему проектирования устройств для ввода данных рассматривали многие ученые: К.У. Волынов, М.Р. Королюк, В.Гербер.

ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

1.1. Развитие вычислительной техники
Практически всем теперешним компьютерам предшествовали очень специфические и громоздкие электромеханические приборы. Еще в середине 40-х гг 17 столетия француз Б. Паскаль сконструировал в свои 17 лет суммирующую машину с названием Паскалина.
Эта машина Паскаля имела в себе несколько движущихся дисков, которые располагали несколькими прорезями. Машина могла также и выполнять сложение больших чисел.
Для своей созданной счетной машины великий ученый также решил применить десятичную систему счисления. Смещение первого диска, к примеру, на все 10 выполненных прорезей использовало оборот, далее он другой диск также перемещал на 1 позицию, то есть выполнял увеличение на 1 десятое используемого числа.
Если же какой-то диск, что отвечал за реализацию десятков, делал снова оборот, то он реализовал смещение следующего диска, а также он при этом увеличивал и количество сотен, и т.п.[2]
Истории известны много ранних попыток для выполнения проектирования обычных механических счетных машин.
Общее описание такой машины, которая хотя бы какими-то характеристиками напоминала бы машину Блеза Паскаля, найдено в мемуарах да Винчи. [2]
Подобное устройство также рассматривалось в 1622 г. ученым-техником У. Шикардом. До нашего времени дошли только некоторые самые основные его чертежи.
Стоит заметить, что германский математик и физик У. Лейбниц, используя в схемах структуру Паскалины, значительно улучшил ее, добавив умножение чисел.
При этом, вместо нескольких шестеренок ученый использовал при этом специальный пошаговый барабан.
Но широчайшее и повсеместное применение вычислительных устройств ученые получили также после 1820 года, когда ученый Калмар создал новое вычислительное устройство, которое могло выполнить уже 4 основных арифметических операции – арифмометр.
Арифмометры для того времени были универсальными, а также применялись в самых разных направлениях науки и техники.
Самые разные популярные на то время техники и ученые могли выполнять какие-то его усовершенствование.
Вильгон Однер в 1879 году создал специальный арифмометр, где были использованы специальные переменные числа зубцов на шестеренке. Далее на основе описанного им устройстве был создан арифмометр "Феликс" (рисунок 1).[2]

Рисунок 1 – Арифмометр Феликс
Начало эры ЭВМ, которые начали создаваться с таким видом, в котором присутствуют и сейчас, повязано с работами ученого Бэббиджа. Он в начале 20-х гг XIX века разработал свою идею по созданию новейшей вычислительной машины. [3]
Бэббидж обратил внимание также на тот факт, что любая вычислительная машина также без ошибок реализовывает вычисления больших и сложных математических функций при работе обычного итерационного метода.
При работе с описанной проблемой, он в 1822 году предложил проект новой ЭВМ для решения некоторых дифференциальных уравнений с размерностью более 10. Для реализации вычислительных операций в машине Бэббиджа была применена энергия пара

. [12]
Процесс вычислений на такой машине получилось значительно автоматизировать. В последующие годы ученый Бэббидж создал модели новейших универсальных вычислительных машин для выполнения очень обширного круга задач.
В 1884 г. немец Холлеринг сконструировал самое первое вычислительное устройство на основании перфокарт по вычислении разных статистических заданий, а также основал компанию по выпуску линейки современных на то время вычислительных машин – IBM.[1]
На рисунке 2 показана одна из первых перфокарт.

Рисунок 2 – Перфокарта
С помощью механических вычислительных машин далее применять начали и аналоговые машины по выполнению вычислений, по которым обработка информации выполнялась также с использованием специально реализованного физического процесса, который мог смоделировать закономерность над числами. [8]
Простейшим примером такой аналоговой вычислительной машины являются классические наручные часы.
При этом самыми первыми серийными ЭВМ аналогового вида были устройства с основными элементами дифференцирующего типа, а также интегрирующие приспособления, что позволяли посчитать интегралы для разных функций.
Очень полезным свойством созданных ЭВМ является мгновенный вывод результата сразу же после задания нужных начальных параметров конкретной задачи (рисунок 3).
Непосредственно круг задач, который решался специальной аналоговой машиной в это время, был также ограничен всеми процессами, которые давала возможность она смоделировать.
center1651000

Рисунок 3 – Образец аналоговой машины
В середине 30-х гг 20 ст. молодой и перспективный математик Тьюринг описал научную работу "О вычисляемых числах", где и заложил теоретические основы общепринятой теории алгоритмов.
Концепция, что была выдвинута А.Тьюрингом возникла еще с приведением композиции действий человека, и в соответствии с уже заранее указанным планом выполняет самые разные вычисления – четко последовательные преобразования данных.
Анализ был осуществлен также для решения проблем с поиска эквивалента общего представления алгоритмов. [2]
Непосредственно работа Алана Тьюринга стимулировала создание специального направления – абстрактной теории автоматов, при этом определила все особенности функционирования ПК.
Направления развития компьютеров
Любое указание этапов развития ПК является очень обусловленным по разным причинам, поскольку при начале активного пользования ПК одного поколения, сразу же были созданы базовые предпосылки для появления уже последующего поколения.
Самый первый этап развития ПК: 1933 – 1955 гг. Перед началом войны все правительства основных промышленных стран начали ускоренно разрабатывать специальную машину для вычислений, осознавая при этом стратегическую роль таких устройств при ведении войны. [7]
Увеличение финансирования значительно стимулировало при этом быстрое развитие разного рода компьютерной техники. Еще в начале 40-х гг ХХ века немецкие инженеры могли сформулировать несколько принципов построения традиционных ЭВМ на базе уже спроектированных ранее табуляторов имени К. Холлерита с механическими арифмометрами, внедренными в них.
К примеру, еще в 1940 г. была создана самая первая электронная машина под названием Z1 (автор К.Цузе), в 1941 году – усовершенствованная машина Z2, выполняемая разные расчеты, требуемые в создании самолетов, машин, ракет (рисунок 4). [9]
10668001333500


Рисунок 4 – ЭВМ Z2
918210152971500В 1944 г. ученый Мокли сконструировал электронный вычислительный калькулятор под названием ЭНИАК. Это был первый ПК, где электронно-механические реле заменялись специальными электронными лампами. Применение ламп дало возможность увеличивать всю быстроту такой работы новый ЭВМ (рисунок 5). [3]
Рисунок 5 – ЭВМ ЭНИАК
Второе поколение: 1953 – 1961 год. Электронные лампы в данное время выделяли огромное количество тепла, поглощали чрезвычайно много энергии, были ненадежными.
В 1955 году сотрудники организации "Беллс" Шоклин, Барди выполнили изобретение транзисторов. Они выполняли также аналогичные функции, которые лампы до этого, использовали также электрические свойства для некоторых видов полупроводников. В результате была создана ЭВМ под названием БЭСМ (рисунок 6):[2]
center571500
Рисунок 6 – БЭСМ
Третье поколение 1961 – 1975 год – инженер Килби предложил новейшие идеи использования для специальной интегральной схемы –камня кремния, куда вмонтируются транзисторы для специальныхи элементов. Год спустя Нойс разработал первую интегральную микросхему.
Четвертое поколение: 1975 - 1988 гг. В 1976 году председатель Intel А.Мур определил, что количество разных элементов в интегральных схемах удваивается в 1,5 года.
Это правило после стало законом, применяемом к скорости работы процессоров и оно не нарушилось до сих пор.
Пятое поколение: с 1989 – по теперешнее время. Уже начали создаваться ПК с микропроцессорными технологиями при помощи параллельно-векторной структуризации, что одновременно выполняет сразу несколько последовательных программ.[3]
В первой главе описаны все ранние ЭВМ, а также была рассмотрена их материальная или техническая база, показатели их производительности, указаны все главные поколения ПК.

2