Размещено на http://www.allbest.ru/

2

МИНОБРНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения

Кафедра электрогидроакустической и медицинской техники

Дисциплина «Информатика»

РЕФЕРАТ

по теме: «Устройства управления»

Выполнила:

Студентка группы ЭПбо - 1 - 5

Лавлинская Юлия Олеговна

Проверил:

Вишневецкий Вячеслав Юрьевич

г. Таганрог - 2014



Оглавление

Введение

1. Компьютерная мышь

1.1 Жесты мышью

1.2 Дополнительные кнопки

1.3 Аккордовая клавиатура

2. Оптические лазерные мыши

3. Новое поколение компьютерных мышей

4. Тачпад

4.1 Дополнительные кнопки

5. Голосовое управление

5.1 Голосовой поиск

6. Игровой контроллер

6.1 Типы игровых контроллеров

Заключение

Использованная литература



Введение

К устройствам управления компьютерной системой относят в первую очередь обязательные компоненты: клавиатуру и мышь. В ноутбу­ках аналогом мыши является тачпад. Дополнительными средствами управления служат джойстики, геимпады, рули, штурвалы, имеющие узкую игровую специализацию. В последние годы развиваются тех­нологии дистанционного управления компьютером с помощью раз­личных пультов. До сих пор экзотикой выглядят средства голосового управления, реализованные в некоторых операционных системах. В своей работе я расскажу о устройстве компьютерной мыши и тачпаде, немного затронув голосовое управление и игровые средства управления.



1. Компьютерная мышь

Компьютерная мышь - механический манипулятор, преобразующий движение в управляющий сигнал. В частности, сигнал может быть использован для позиционирования курсора или прокрутки страниц.

Рисунок 1. Первая компьютерная мышь Дугласа Энгельбарта, 1963 год

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно -- на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В разных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором -- указателем -- манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью».

1.1 Жесты мышью

Жесты мышью -- способ управления программами в компьютере при помощи движений мыши, которые преобразуютя в команды.

Идея способа состоит в замене навигации по командам меню на ввод команд с помощью знаков, нарисованных на плоскости экрана движениями мыши. «Рисовать» команды может быть быстрее и проще, чем искать нужный пункт меню или (в нек. случаях) использовать горячие клавиши. Кроме того, такой способ облегчает работу для тех, кому затруднительно пользоваться клавиатурой.

Жест фиксируется, если нажать и удерживать старт-кнопку (обычно это правая кнопка мыши) и одновременно «начертить» мышью нужную фигуру (см. рис. ниже). В зависимости от программы движение может отображаться на экране в виде следа или не отображаться. Первым жестом было перемещение объекта на компьютерах Macintosh фирмы Apple.

В отличие от Windows и компьютеров Lisa, комбинация нажатия, удержания и перемещения мыши вызывала другое действие, чем просто последовательность нажатия и перемещения. Позже появился второй жест -- простое удержание кнопки мыши через примерно полсекунды вызывало контекстное меню.

Лишь некоторые программы способны самостоятельно различать жесты. Подобный способ управления реализован, в частности, в браузере Opera, начиная с версии 5.10 (апрель 2001 г.); например, если зажать правую кнопку мыши и сдвинуть указатель мыши влево, то браузер вернется на предыдущую страницу (то есть выполнит команду back).

Есть и масса других жестов. В Яндекс.Браузере жесты мышью появились в версии 13.10. Для Mozilla Firefox такая же функциональность реализуется с помощью расширений (Mouse Gestures или других).

С помощью специальных утилит можно настроить жесты в любой программе в среде Windows. Например, установив Sensiva, StrokeIt или Mojo Mouse Gesture, пользователь получает возможность чертить жесты поверх любой программы, а установленная утилита переводит их в соответствующие команды: нарисованная буква S вызовет имитацию Ctrl+S (команда Save), буква Р команду Ctrl+P (Print), простая черта вверх -- Ctrl+C (Copy), черта вниз -- Ctrl+V (Paste) и т. д. Существуют утилиты мышиных жестов для Mac OS X (xGestures и др.) и для GNU/Linux (wayv и др.)

В дополнение к датчику перемещения, мышь имеет одну и более кнопок, а также дополнительные детали управления действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).

1.2 Дополнительные кнопки

Производители постоянно стараются добавить на топовые модели дополнительные кнопки, чаще всего -- кнопки под большой или указательный и реже -- под средний палец. Некоторые кнопки служат для внутренней настройки мыши (например, для изменения чувствительности) или двойные-тройные щелчки (для программ и игр), на другие -- в драйвере и/или специальной утилитой назначаются некоторые системные функции, например:

· горизонтальная прокрутка;

· двойное нажатие (double click);

· навигация в браузерах и файловых менеджерах;

· управление уровнем громкости и воспроизведением аудио- и видеоклипов;

· запуск приложений и тому подобное.

Составляющие управления мыши во многом являются воплощением замыслов аккордной клавиатуры. Мышь, изначально создаваемая в качестве дополнения к аккордной клавиатуре, фактически её заменила.



1.3 Аккордовая клавиатура

Рисунок 2. Аккордовая клавиатура Microwriter MW4 (1980-1985) Рисунок 3. Новый облик аккордовой клавиатуры от дизайнера Эрика Кэмпбелла.	Аккордовая клавиатура -- устройство ввода данных, в котором символы или команды формируются нажатием нескольких клавиш одновременно, как при извлечении аккордов на пианино или на других клавишных музыкальных инструментах. Грубо говоря, если взять семь клавиш и каждая клавиша будет соответствовать одному биту в байте, мы можем воспроизвести любой символ ASCII, при условии, что мы знаем двоичный код нужного нам символа или команды.



2. Оптические лазерные мыши

Кажется, в такие далекие времена механическая часть компьютерной мыши была важнейшей частью конструкции. Впрочем, с частью кнопок все понятно, без механической работы здесь не обойтись. А вот позиционирование курсора на экране при помощи шарика, вращающего две оси, казалось некогда единственным вариантом. Основой таких устройств была только механическая система, образованная на двух вращающихся осях.

Рисунок 4. Оптическая мышь со специальным ковриком

Тогда появилась оптическая система, но она не нашла популярности среди простых пользователей, так как для нее требовались специальные коврики, да и работали они далеко не идеально, в то время как новинка стоила далеко не дешево. Но использование лазера вместо шарика имело и массу преимуществ, а недостатки постоянно устранялись разработчиками.

Теперь уже найти старенькие мышки на колесиках практически невозможно, а вот пользователи не могут представить жизнь без лазерного «животного».

Технологический принцип лазерной мыши последнего поколения заключается в том, что при движении манипулятора сенсор, фотографируя поверхность, анализирует ее, а чип в мыши высчитывает координаты.

Наверное, вы не рас замечали, что поверхность под лазерной мышкой подсвечивается? Лазер используется для позиционирования считывающего элемента. Он дает возможность получить качественное изображение поверхности и зафиксировать на сенсоре неровности, которые обрабатываются для получения координат.

На современном рынке лазерная мышь представляет самый точный манипулятор.

Компьютерная мышь - казалось бы, такая элементарная составляющая в компьютере, в которой уже практически ничего невозможно изменить и усовершенствовать. Но эта маленькая деталь, как и вся компьютерная техника, продолжает меняться и прогрессировать. Так, из механической за несколько лет она эволюционировала в оптическую. И вот уж как десяток лет в продаже манипулятор, который впитал в себя все самые свежие достижения в своей сфере - лазерная мышь.

Не так давно оптическая технология считалась уже закореневшей, и что уже не стоит ожидать каких-либо инноваций. И в самом деле, в последнее время в производстве мышей все внимание сосредотачивалось на дизайне и эргономике, а технические характеристики были практически одинаковыми, так как новых технологий не вводилось. Но это зря! Компания Logitech разработала невиданную технологию лазерной мыши.

Изначально "лазерная мышь" звучало фантастически. Проскакивала мысль о том, что инженеры попросту пересмотрели "Звёздные войны". Но в тоже время, если мы обратимся к истоку оптических технологий, то лазер на самом деле имеет массу преимуществ.

Разработчики отталкивались от технологии улучшения точности уже известной светодиодной мыши. Сенсор обладал достаточно точными способностями чтения информации, осталось только усовершенствовать саму передачу картинки изменения поверхности. Здесь инженеры оттолкнулись от такого правила: «каким бы фотографом ты не был, картинку не получишь, если недостаточно света». А для того чтобы этот освещение да и сам «фотограф» было разработано лазерную технологию для использования вместо светодиода.

И сегодня мышки с таким принципом работы занимают лидирующие позиции в практичности и качестве пользования. Грубо говоря, разница между оптическими мышками и лазерными существует только в рекламе. На самом деле и те, и другие являются оптическими. Ситуация аналогична лазерным и светодиодным принтерам, которые относят к одному виду -электрофотографическим печатающим устройствам. Только в первом случае рабочая поверхность осуществляется при помощи светодиода, а во втором -лазерным лучом.

Снимки поверхности и их дальнейшая обработка, и передача информации компьютеру, выполняются в лазерных мышках, так же как и в оптических, при помощи аналогичных сенсоров. И особо принципиальной разницы в работе обоих видов нет. Но все же некое отличие есть, даже если используют идентичные сенсоры.

Во-первых, лазерное излучение дает возможность получать более контрастные фотоснимки поверхности стола или коврика, в результате чего микроконтроллер работает несколько проще и точнее, нежели при использовании любых других технологий. То есть такая мышь не нуждается в особом коврике с разнообразной поверхностью и, наоборот, при пользовании на гладкой однотонной поверхности без выразительных цветовых переходов можно искать эту самую разницу. А гладкая полированная поверхность всегда обильна микроцарапинами, которые станут «зацепкой» для сенсоров.



3. Новое поколение компьютерных мышей

Рисунок 5. Hybrid Monster Naga Mouse

или «компьютерная мышь-гибрид Monster Naga». Идеальная мышь, больше подходящая для настоящих геймеров. Она оборудована дополнительными 12 кнопками, которые можно настроить, присвоив им значения клавиш компьютерной клавиатуры.

Рисунок 6. Portable Finger Hand Held 4D Usb Mini Trackball Mouse портативная мышь трекбол 4D USB Mini. Это не просто компьютерную мышь, а что-то совсем новое и непривычное с отсылкой на старое, выпущенное компанией Brando.



Рисунок 7. Orbita Mouse, или компьютерная мышь «Орбита»

Эргономичная мышь «Орбита» - это беспроводная, USB вращающаяся круглая мышь, направленная на улучшение качества навигации в большом количестве компьютерных приложений.

Рисунок 8. Компьютерная мышь «Mus2»

Компьютерная мышь «Mus2» - это беспроводная оптическая двухкнопочная мышь, она не только управляет курсором на экране, но выглядит как этот самый курсор. Несмотря на то, что форма этой компьютерной мыши довольно необычна, Mus2 достаточно удобна для ладони и не вызывает дискомфорта во время использования.



Рисунок 9. Компьютерная мышь «Smitrix Swiftpoint Triped»

Компьютерная мышь «Smitrix Swiftpoint Triped» была разработана специально для планшетных компьютеров и сенсорных поверхностей. Она объединяет функции мыши, тачпэда и цифровой ручки.

Рисунок 10. Apple Magic Mouse

Apple Magic Mouse -- первая в мире мышь, поддерживающая технологию мультитач. Мышь соединяется с компьютером Mac с операционной системой OS X Leopard 10.5.8 или более современной по протоколу передачи данных Bluetooth.

Рисунок 11. Концепт левитирующей компьютерной мыши BAT.



Среди людей, проводящих много времени за компьютером, нередко встречается синдром запястного канала (карпальный туннельный синдром), выражающийся в болях и онемении пальцев. Данный концепт способен предотвратить сдавливание срединного нерва между костями и сухожилиями мышц запястья. BAT имеет магнитное кольцо, позволяющее левитировать над подставкой. Во всем остальном она почти не отличается от традиционного манипулятора.

Рисунок 12. Мышь для стопы Toe Mouse

Мышь для стопы Toe Mouse предназначена для тех, кому трудно или неудобно держать контроллер в ладони.



4. Тачпад

Тачпад (сенсорная панель) -- указательное устройство ввода, изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и ввода в ЭВМ информации, например, символьной, а также информации о координатах положения элементов и деталей, выполненных из магнитного материала, на поверхности сенсорной панели. Сенсорная панель содержит пакет печатных плат. На слоях каждой печатной платы расположены плоские спиральные индуктивно-емкостные элементы, соединенные в последовательные цепочки по строкам и столбцам матрицы. Матрицы всех печатных плат совмещены друг с другом.

Между смежными поверхностями печатных плат размещен изоляционный слой. Выходы строк (столбцов) i-печатной платы соединены с входами строк (столбцов) (i+1)-й печатной платы, причем входы строк и столбцов матрицы первой в пакете печатной платы являются входами сенсорной панели, выходами которой являются выходы строк и столбцов матрицы последней в пакете печатной платы. Как и другие указательные устройства, тачпад обычно используется для управления «указателем» путем перемещения пальца по поверхности устройства.

Тачпады имеют различные размеры, но обычно их площадь не превышает 50 смІ. Форма исполнения - чаще всего прямоугольник, но существуют модели и в виде круга.

Рисунок 13. Тачпад ноутбука



Работа тачпадов основана на измерении ёмкости пальца или измерении ёмкости между сенсорами. Ёмкостные сенсоры расположены вдоль вертикальной и горизонтальной осей тачпада, что позволяет определить положение пальца с нужной точностью. Физически TouchPad представляет собой сетку из металлических проводников, разделенных тонкой изолирующей прокладкой из лавсановой пленки, т. е. получается набор большого количества маленьких конденсаторов. Так как человеческое тело является хорошим проводником, то при приближении руки к поверхности панели происходит изменение электрического поля, а, следовательно, емкости этих конденсаторов. Измеряя изменение емкости каждого конденсатора в сетке можно точно определить координаты пальца на поверхности панели. Измеряя величину емкости можно также приблизительно определить давление, оказываемое на панель. (Это возможно благодаря тому, что чем большее давление прилагается к поверхности или чем большее количество пальцев находится вблизи поверхности, тем больше полная емкость.) клавиатура лазерный мышь тачпад

Тачпады являются устройствами с довольно низким разрешением. Этого достаточно для использования их в повседневной работе за компьютером (офисные приложения, веб-браузеры, логические игры), но затрудняет работу в графических программах и делает практически невозможной игру в 3D-шутерах.

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 от мыши или крупного графического планшета);

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

· с помощью одного тачпада (не прикасаясь к кнопкам) можно выполнять часть манипуляций левой кнопки мыши:

· короткое касание -- щелчок

· двойное короткое касание -- двойной щелчок

· незавершённое двойное касание с последующим перемещением -- перемещение объекта или выделение

· отдельные участки тачпада (полоска справа и сверху/снизу) могут быть использованы для вертикальной и горизонтальной прокрутки.

4.1 Дополнительные кнопки

Тачпады ноутбуков Apple, Asus, а также практически любые от Synaptics (с помощью отдельной программы) могут имитировать нажатие правой кнопки и колесика без использования дополнительных кнопок:

· прокрутка -- нажатие двумя пальцами и перемещение

· правая кнопка -- короткое нажатие двумя пальцами (тремя у Asus)

· увеличение/уменьшение -- стягивание или растягивание двух пальцев на поверхности тачпада друг относительно друга

· переворот -- изменение плоскости положения двух пальцев на тачпаде в требуемом направлении

· перелистывание -- лёгкое касание в движении слева направо или наоборот тремя пальцами

Также имеются различные жесты, задействующие и четыре пальца.



5. Голосовое управление

Голосовое управление-- способ взаимодействия с устройством при помощи голоса. В отличие от распознавания речи, голосовое управление предназначено для ввода управляющих команд -- например, «открыть файл», «показать погоду на завтра», «выключить звук». И хотя с помощью системы голосового управления можно вводить и контент (числа и текст), такой ввод будет крайне некомфортным, поскольку оператору придется делать четкие паузы между отдельными словами.

Первыми бытовыми устройствами с голосовым управлением были стиральные машины и сотовые телефоны. В настоящее время голосовое управление имеют бытовые компьютеры, автомобили, музыкальные центры, кондиционеры, лифты и проч.

Распознавание отдельных команд несколько проще, чем распознавание слитного текста и не требует значительных вычислительных мощностей. Благодаря этому, сегодня существует богатый выбор программного обеспечения и оборудования (специализированных цифровых сигнальных процессоров), имеющих небольшую стоимость и высокое качество распознавания команд.

Наилучшим образом голосовое управление представлено в браузере Google Chrome: Команда "О'кей Google" и голосовой поиск

С помощью голосовых команд в приложении Google или браузере Chrome можно искать нужные данные, прокладывать маршруты, создавать напоминания и выполнять другие действия. Например, произнесите "О'кей, Google, нужен ли завтра зонт?", чтобы узнать из прогноза погоды, будет ли дождь на следующий день.

5.1 Голосовой поиск

Голосовой поиск-- технология распознавания речи, позволяющая осуществлять перевод речевого запроса пользователя в текстовый вид, который затем передается в стандартную систему поиска по базе данных.

Приложения наиболее явно связанные с термином «голосовой поиск» основываются на использовании систем распознавания речи и часто синтеза речи для автоматизированного возвращения результатов поиска.

Голосовой поиск реализуется в следующих направлениях

· алфавитный справочник, поиск компании по имени или категории, поиск человека по списку;

· поиск информации, такой как новости, финансы, пробки, направление движения, погода или информация по кинотеатрам (при этом часто используется управление многоуровневым голосовым меню);

· поиск в Интернете, аналогичный тому, как если бы запрос был напечатан в поисковой строке, но осуществляемый голосом (иногда приводящий к текстовой выдаче результатов на мобильном телефоне);

· выбор опций из длинного списка служб мобильного сервиса, на портативном устройстве или в автомобильной системе (песни или радиостанции).

Все эти формы поиска инициализируются голосовым запросом, результатом чего является либо выбор нужного действия, либо доставка информации в виде синтезированной речи. Отличительной характеристикой этих основных приложений является быстрый доступ к информации, сводящей до минимума её усилия по её поиску.



6. Игровой контроллер

Игровой контроллер -- это устройство ввода информации, которое используется в консольных и компьютерных играх. Контроллер обычно присоединяется к игровой приставке или персональному компьютеру.

При помощи игрового контроллера игрок управляет движением и действиями элементов игры. При этом тип элементов зависит от самой игры, но чаще всего это один из персонажей игры.

6.1 Типы игровых контроллеров

· Клавиатура и мышь -- поскольку эти устройства стали типовыми устройствами ввода для персональных компьютеров, они же обычно используются и для компьютерных игр. Некоторые игровые приставки также допускают подключение мыши и клавиатуры и управление ими в играх.

Рисунок 14. Клавиатура и мышь - стандартный набор для любых задач на ПК

· Игровой пульт (gamepad) -- для аркадных игр. Игровой пульт является основным устройством ввода в игровых приставках.



Рисунок 15.Игровой пульт

· Paddle -- контроллер, имеющий ручку для вращения и одну или несколько кнопок действий.

Рисунок 16. Paddle с одной кнопкой

· Трекбол -- выглядит как шар, наполовину выступающий из основания, шар двигают, проводя по нему ладонью.

Рисунок 17. Современный трекбол.



· Сенсорный экран -- применяется в телефонах, КПК и карманных приставках. В некоторых играх существуют элементы геймплея, ориентированные специально на сенсорный экран.

Рисунок 18. Сенсорный экран планшетного ПК.

· Джойстик -- изначально был универсальным игровым устройством. Выяснилось, что в быстрых играх предпочтительнее клавиатура или игровой пульт, и джойстик стал специализированным устройством для авиасимуляторов. Тем не менее, по привычке игровые контроллеры часто называют «джойстиками».

Рисунок 19 Джойстик для ПК

· Автомобильный или мотоциклетный руль -- для гоночных симуляторов.

· Педали -- причём педали для авто- и авиасимуляторов имеют принципиально разную конструкцию.

Рисунок 20. Руль и педали для симуляторов.



Заключение

У любого устройства, придуманного человеком, есть органы управления, которые, что называется, заточены под физиологию человека. В машине - это руль, педали и рычаг, в самолёте - это различные тумблеры, рычаги, кнопки на панели управления и штурвал; в компьютере роль всех этих рычагов и рулей выполняют компьютерная мышь и клавиатура. Именно через эти два инструмента, кроме редких случаев, мы общаемся с компьютером и управляем им.

Мышка - это по сути подстроенный под физиологию руки человека прибор, который преобразует вращательно-хватательные движения нашей руки в электронные сигналы, понимаемые компьютером. При помощи мышки мы управляем курсором на экране компьютера, нажимаем на «кнопки» экрана, задаем команды.

Сегодня невозможно представить компьютер без мышки или тачпада, ведь тогда работа с ПК станет просто невозможной.



Использованная литература

1. статья «Устройство ввода»

2. статья «Современные компьютерные мыши»

3. статья «Лазерные мыши: мифы и факты»

4. статья «Особенности и отличия лазерной мыши»

5. статья «Появление лазерных мышей»

6. статья Ивана Сычева «Сегодня компьютерной мыши исполнилось 46 лет»

7. статья Анатолия Ализара «Новый синтезатор речи Стивена Хокинга сделан на основе SwiftKey»

8. статья «Компьютерная мышь-трансформер Folding Pen Mouse, превращающаяся в стилус»

9. статья «Концепт левитирующей компьютерной мыши BAT»

10. статья «Необычная компьютерная мышь для стопы Toe Mouse»

11. статья «Эволюция дизайна компьютерной мыши: обзор ретро-моделей»

12. статья «Мышка бежала, колесиком крутнула. Обзор необычных компьютерных мышек от современных дизайнеров»

13. статья «Дуг Энгельбарт и интерфейсы»

14. статья «10 мышек, которые точно круче, чем ваша.»

15. статья Елизаветы Окладниковой «10 интересных фактов из жизни Стивена Хокинга»

16. статья «Команда "О'кей Google" и голосовой поиск»

Размещено на Allbest.ru

...