Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo chuyên ngành tin học Tìm hiểu Các thiết bị vào dữ liệu
Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính CÁC THIẾT BỊ VÀO DỮ LIỆUMục lụcLỜI NÓI ĐẦU .21. Tổng quan về chuột, bàn phím, máy quyét, máy quay: .41.1. Chuột .41.2. Bàn phím .41.3. Máy quét 51.4. Máy quay 52. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị đầu vào: 62.1. Bàn phím (Keyboard) 62.1.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 62.2. Chuột .72.2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: .82.3. Scanner: .132.3.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 132.4. Máy quay 222.4.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động .222.4.1.1. Ống kính (LENS) .222.4.1.2. Các kính lọc (FILTER) .232.4.1.3. Ống ghi và chip CCD .232.4.1.4. Mạch tiền khuếch đại .232.4.1.5. Mạch kích thích chip CCD .232.4.1.6. Mạch xử lý và mã hóa màu 242.4.1.7. Nguồn cấp điện .242.4.1.8. Mạch tạo xung đồng bộ 242.4.1.9. Các mạch lái tia và mạch tạo tín hiệu chỉnh bóng ảnh, đường quét 242.4.1.10. Kính ngắm 252.4.1.11 Các mạch điều khiển .25TÀI LIỆU THAM KHẢO 26Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 1/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính LỜI NÓI ĐẦUTrong những năm gần đây, chiếc máy tính là công cụ không thể thiếu trong công tác quản lý nói chung và ngày càng là nhu cầu cần thiết đối với mỗi gia đình, mỗi học sinh, sinh viên nói riêng.Như chúng ta đã biết, hiện nay máy vi tính đang phát triển rất nhanh.Từ thế hệ 1 Về kỹ thuật: Linh kiện dùng đèn điện tử, độ tin cậy thấp, tiêu hao nhiều năng lượng. Tốc độ tính toán từ vài nghìn đến vài chục nghìn phép tính/giây (1950 - 1959). Thế hệ 2: Dùng linh kiện bán dẫn, chủ yếu là Transistor, bộ nhớ có dung lượng khá lớn. (1959 - 1963). Thế hệ 3: Linh kiện chủ yếu là các mạch tích hợp (IC), các thiết bị ngoại vi được cải tiến dùng rộng rãi đĩa từ. Tốc độ tính toán đạt vài triệu phép tính/giây, dung lượng bộ nhớ trong lên đến vài MB (megabytes) (1964 - 1974). Thế hệ 4: (1974 - 199?) Về kỹ thuật: Mạch tích hợp cỡ lớn, thiết kế các cấu trúc đa xử lý. Tốc độ xử lý đạt đến hàng chục triệu phép tính/giây. Thế hệ 5: Theo đề án của người Nhật máy tính điện tử thế hệ thứ 5 có kiến trúc mới bao gồm 4 khối cơ bản. Một trong các khối đó là máy tính điện tử có kiến trúc như hiện nay và liên hệ trực tiếp với người sử dụng thông qua khối giao tiếp tri thức gồm ba khối con: bộ xử lý giao tiếp, cơ sở tri thức và khối lập trình.Bên cạnh sự phát triển không ngừng này ban không khỏi thắc mắc làm sao máy tính có thể hoạt động và làm việc thân thiện với người sử dụng được. Vì vậy bộ phận nhập dữ liệu là một phần không thể thiếu đối với chiếc máy tính. Chúng ta luôn thấy sự hiện hữu của chuột, bàn phím, scanner . là các thiết bị nhập dữ liệu. Để tương thích với các thế hệ máy tính trên, với nhu cầu của ngừơi sử dụng thì chuột, bàn phím, scanner . thiết bị nhập dữ liệu cũng phát triển để đáp ứng về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các chuẩn và nhu cầu đó. Một con chuột trở nên thân thiện, một chiếc bàn phím linh hoạt, một máy quét với tốc độ nhanh, công nghệ màu sắc tuyệt hảo là nhu cầu và thách thức đối với bất kỳ nhà sản xuất linh kiện nào.Tiểu luận này trình bày nội dung của thiết bị đầu vào, đưa ra được nhu cầu và tính cần thiết của các thiết bị đầu vào. Giúp người đọc có thể hiểu về các thiết bị đầu vào. Các khái niệm, kỹ thuật và nguyên lý hoạt động của các thiết bị. Chiếc máy tính của bạn thật đơn giản nhưng nó chứa ẩn bao nhiêu điều phức tạp mà ta cần phải khám phá. Bạn nghĩ sao khi có một chiếc máy tính chạy với tốc độ xử lý nhanh nhưng thiếu đi thiết bị vào dữ liệu để nó xử lý, phân tích. Tiểu luận Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 2/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính này muốn đưa ra cho người đọc hiểu về sự cần thiết của các thiết bị vào dữ liệu như chuột, bàn phím, máy quay, máy quét… là các thiết bị nhỏ nhưng mang lại hiệu quả cho người sử dụng.Nội dung tiểu luận gồm: 1. Tổng quan về chuột, bàn phím, máy quyét, máy quay: Đưa ra nhưng nhu cầu, dự đoán và lịch sử hình thành và phát triển của thiết bị.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị đầu vào: Giới thiệu các khái niệm, đưa ra cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết của các thiết bị đầu vào.Mặc dù có nhiều cố gắng tìm tòi, học hỏi nhưng khó tránh khỏi những hạn chế và nhiều thiếu sót, rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp, trao đổi của các bạn để giúp chúng tôi hoàn thiện.Xin chân thành cảm ơn!Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 3/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính 1. Tổng quan về chuột, bàn phím, máy quyét, máy quay: 1.1. Chuột.Bên cạnh sự phát triển không ngừng của các nhà cung cấp thiết bị máy tính, các hãng sản xuất linh kiện điện tử thì các thiết bị nhập dữ liệu luôn được quan tâm đáp ứng nhu cầu phát triển, nhu cầu người sử dụng.Thiết bị nhập thông tin chủ yếu trong những năm trước đây là bàn phím, nhưng với những phần mềm đa diện, ứng dụng khổng lồ như CAD, đồ họa, game thì chuột đóng vai trò không kém. Ngày nay cùng với bàn phím thì chuột được xem là bộ phận không thể thiếu.Năm 1963, Douglas Engelbart thuộc viện nghiên cứu Stanford đã phát minh ra chuột máy tính, một thiết bị định vị cầm tay cho máy tính. Một phiên bản của chuột này được phát triển bởi Bill English ở Xerox PARC suốt đầu những năm 70, những bánh xe bên trong chuột được thay bằng một quả bóng đơn, tương tự quả bóng bám được đảo ngược (inverted trackball ), có thể xoay theo mọi hướng. Hiện nay trên thị trường chuột thân thiện hơn với người sử dung. Đa dạng về chủng loại, trước đây chuột thường có hai nút bấm và có thể chạy dưới sự điều khiển của chương trình đạo diễn MOUSE.SYS của MS-DOS. Hiện nay các nhà sản xuất đã đưa ra thị trường gồm chuột chuẩn PS/2, chuẩn USB, COM chuột quang.1.2. Bàn phím.Nếu năm 1963, chuột mới được đưa ra để phục vụ cho việc tăng năng suất và nâng cao hiệu quả của việc dùng máy tính thì bàn phím đã được sinh ra trước đó gần 100 năm, cụ thể là năm 1870 và được đặt tên là QWERTY, theo những chữ cái từ bên trái ở dòng đầu tiên của bàn phím này.Còn một loại bàn phím nữa, đó là Dvorak do ông August Dvorak và ông William Deay thiết kế vào những năm 1930. Loại bàn phím Dvorak này gõ nhanh hơn do ít phải dịch chuyển tay hơn so với loại bàn phím QWERTY. Trong 8 giờ sử dụng, một nhân viên đánh máy loại xịn sẽ phải di chuyển 25,6 km trên bàn phím QWERTY nhưng chỉ có 1,6 km trên bàn phím Dvorak. Tuy nhiên ngặt một nỗi là bàn phím QWERTY lại phổ biến hơn so với bàn phím Dvorak do có tính truyền thống và khi người anh em Dvorak ra đời thì trên thế giới đã có quá nhiều người quen sử dụng QWERTY nên khó mà bảo họ học gõ phím lại từ đầu được. Lúc người Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 4/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính ta chuẩn bị chuyển sang xài bàn phím Dvorak thì Chiến tranh Thế giới thứ hai nổ ra và tất cả bàn phím sản xuất thời đó đều thống nhất theo chuẩn QWERTY. Vì thế đến bây giờ chúng ta vẫn đang xài QWERTY.Cho tới giai đoạn hiện nay, các loại bàn phím sử dụng chuyển mạch cơ khí vẫn chiếm tỷ lệ lớn với ưu điểm đơn giản, giá thành thấp, độ tin cậy cao, nhưng cũng có những nhược điểm: các tiếp điểm dễ bị bẩn, lò xo lâu ngày giảm đàn hồi… Hiện nay trên thị trường bàn phím thường được các nhà cung cấp thiết kế dưới hai chuẩn, PS/2 và USB. Nhẹ, gọn hơn thân thiện hiên với người sử dụng màu sắc đa dạng hơn.1.3. Máy quét.Trước đây chiếc máy quét chỉ là phụ kiện khó đối với người sử dụng và tốn kém, ngày nay nó đã trở nên đơn giản và thuận tiện hơn khi bạn muốn quét một bức ảnh, văn bản, phim.Ngay nay chiếc máy quét thân thiện hơn với người sử dụng, công nghệ màu sắc tuyệt hảo, tốc độ quét nhanh, công nghệ đơn giản đáp ứng được nhu cầu của người sử dụng, giảm về thời gian, ứng dụng trên diện rộng.1.4. Máy quay.Những năm 1990 là thời kỳ bùng nổ máy quay phim kỹ thuật số và hiện nay là các máy quay kết hợp máy chụp ảnh mini thông dụng giúp các nhà quay phim nghiệp dư có thể quay và chỉnh sửa những đoạn phim chất lượng rất tốt với chí phí thấp. Các nhà làm phim độc lập tận dụng các máy quay phim kỹ thuật số và dùng chúng để làm các bộ phim được trình chiếu ngẫu nhiên trên truyền hình hoặc tại các liên hoan phim danh tiếng. Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 5/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính 2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị đầu vào:2.1. Bàn phím (Keyboard).Bàn phím là thiết bị lối vào thuộc loại đơn giản nhất trong 1 hệ thống máy tính, nó bao gồm 1 tập hợp các công tắc, thường được bố trí thành 1 ma trận. Tín hiệu lối ra của ma trận công tắc này được đưa vào mạch tạo mã bàn phím, với mỗi tổ hợp phím xác định được ấn xuống mạch tạo mã sẽ tạo ra 1 con số nhận diện cho phím đó, con số này được gửi vào CPU sau đó.2.1.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động.Sơ đồ mạch điện của bàn phímMỗi phím bấm trên bàn phím tương ứng với một công tắc đấu chập giữa một chân hàng A và chân cột B, như vậy mỗi phím có một địa chỉ hàng và cột duy nhất, người ta lập trình cho các phím này để tạo ra các mã nhị phân 11 bít gửi về máy tính khi phím được nhấn.Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 6/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính Trong dữ liệu 11 bit gửi về có 8 bít mang thông tin nhị phân (gọi là mã quét bàn phím ) và 3 bit mang thông tin điều khiển. 8 bít mang thông tin nhị phân đó được quy ước theo tiêu chuẩn quốc tế để thống nhất cho các nhà sản xuất bàn phím.Bảng sau là thí dụ khi ta nhấn một số phím, bàn phím sẽ gữi mã quét ở dạng nhị phân về máy tính như sau:Tên phím Mã quét nhị phân Mã ASCII tương ứngA 0001 1110 0100 0001S 0001 1111 0101 0011D 0010 0000 0100 0100F 0010 0001 0100 0110G 0010 0010 0100 0111H 0010 0011 0100 1000Mã quét bàn phím được nạp vào bộ nhớ đệm trên RAM sau đó hệ điều hành sẽ dịch các mã nhị phân thành ký tự theo bảng mã ASCII:Khi bấm phím A => bàn phím gửi mã nhị phân cho bộ nhớ đệm sau đó hệ điều hành sẽ đối sang mã ASC II và hiển thị ký tự trên màn hình2.2. Chuột.Chuột chính thức được gọi là 1 bộ định vị tương đối hệ toạ độ (x,y), cho hệ thống màn hình. Ta gọi cách định vị của chuột là tương đối vì nó là thiết bị do vận tốc di chuyển con trỏ (cusor). Từ giá trị vận tốc tương đối này hàm ngắt của (hệ điều hành) sẽ tính vị trí mới của con trỏ trên màn hình.Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 7/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính 2.2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động:Chuột bi:Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 8/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính Bộ cảm biến trong chuột biBên trong chuột bi có một viên bi cao su tỳ vào hai trục bằng nhựa được đặt vuông góc với nhau, khi ta di chuột thì viên bi quay => làm cho hai trục xoay theo, hai trục nhựa được gắn với bánh răng nhựa có đục lỗ, mỗi bánh răng được đặt lồng Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 9/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính vào trong một cảm biến bao gồm một Diode phát quang và một đèn thu quang. Diode phát quang phát ra ánh sáng hồng ngoại chiếu qua bánh răng nhựa đục lỗ chiếu vào đèn thu quang, khi bánh răng xoay thì ánh sáng chiếu vào đèn thu quang bị ngắt quãng, đèn thu quang đổi ánh sáng này thành tín hiệu điện đưa về IC giải mã => tạo thành tín hiệu điều khiển cho con trỏ dịch chuyển trên màn hình.Bộ cảm biến đổi chuyển động cơ học của viên bi thành tín hiệu điệnTrong chuột bi có hai bộ cảm biến, một bộ điều khiển cho chuột dịch chuyển theo phương ngang, một bộ điều khiển dịch chuyển theo phương dọc màn hình.Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 10/26 [...]... thông số cho biết khả năng nhận dữ liệu từ scanner của trình driver Với các nhu cầu thông thường, các máy có độ sâu màu thực (true color depth) 24 bit là khá tốt Scanner là một thiết bị chuyển ánh sáng (mà chúng ta nhìn được) thành những mức tín hiệu số dạng 0 và 1 để máy tính có thể đọc được Nói một cách khác Scanner chuyển đổi dữ liệu dạng tương tự ( hình ảnh ) thành dữ liệu dạng số Tất cả Scanner... có thể sử dụng thiết bị cấp tài liệu tự động này nhằm tinh chỉnh tài liệu nằm ngay ngắn trên mặt kính Thiết bị này có thể đóng vai trò là nắp scanner Tuy nhiên, đối với các máy quét có bộ phận tự động này thì giá có thể sẽ cao hơn khoảng 200USD Bộ cảm biến: Các máy scanner ngày nay thường có bộ cảm biến thuộc 2 loại: CCD và CIS Công nghệ cảm biến CCD là cũ hơn, thường được dùng trong các máy camera... đó tất cả các đối tượng, dù các khoảng cách khác nhau tính từ máy quay đều nằm đúng hội tụ Tầm rõ của trường ảnh phụ thuộc vào tiêu cự của ống kính, khẩu độ, khoảng cách giữa vật thể và máy quay Khẩu độ càng rộng, tầm rõ của trường ảnh càng kém Khi khẩu độ được mở và đóng, khẩu độ thay đổi 2.4.1.2 Các kính lọc (FILTER) Máy quay dùng các kính lọc Hầu hết các máy quay đều sử dụng kính lọc hiểu chỉnh... phẳng), nó có độ tin cậy cao về mặt cơ học, với loại máy này bạn không lô về việc tay bạn đưa lệch hay giấy bị kẹt giữa các con lăn ngoài ra còn có các loại khác như: cả các máy đa năng (3 trong 1) tích hợp máy in, máy quét và cả máy fax vào cùng một thiết bị * Phần mềm sử dụng cho scanner: Đa số các scanner thích hợp với phần mềm của loại đó, nhưng những phần mềm đó phải thích ứng với nhu cầu của bạn,... các đoạn slide, phim đòi hỏi máy scanner phải có Transparency adapter – một nguồn sáng dùng để chiếu xuyên qua phim Thiết bị này có thể được tích hợp trên nắp máy scanner, hoặc ở dạng bộ phận gắn rời được đặt trên mặt kính của máy Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 13/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính Thiết bị cấp giấy (tài liệu) tự động: Để nhận biết các đoạn text lớn, quét nhiều trang tài liệu. .. kế tiếp Với thiết bị này bạn đút một tờ giấy vào khe máy, ở đó các con lăn co học sẽ tiếp nhận và tự động chuyển nó đi ngang qua bộ phận cảm biến quang của máy quét Máy này có thể xử lý tài liệu rộng 8.5 inch dài 30 inch Nó có tốc độ nhanh hơn máy quét cầm tay, hạn chế của nó khó scanner các trang sách Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 21/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính Hầu hết các loại scanner... thị ảnh trên Web, in hình thẻ thì độ phân giải 100 dpi là đủ; với các tác vụ như nhận dạng văn bản thì 300dpi là chuẩn, và đa số các máy scanner thông thường trên thị trường đều hỗ trợ được các độ phân giải này Tuy nhiên, nếu bạn muốn quét các tấm ảnh lớn, hoặc phóng lớn các ảnh nhỏ thì độ phân giải cần thiết phải là 1200 –2400 dpi Với các bức ảnh có độ phân giải cao, bạn sẽ dễ dàng biên tập chỉnh sửa... chuẩn pranel * Các loại scanner: Máy quét có ba cấu hình phổ biến là: Loại cầm tay, loại nạp giấy, loại phẳng Máy cầm tay đơn giản và rẻ nhất nhìn chúng như thiết bị chuột máy tính và được gắn vào cổng song song Bằng cách di chuyển may quét trên mặt trang giấy Đối với loại máy quét cầm tay, bạn phải dùng tay để di chuyển bộ phận cảm quang trên mặt giấy nên ảnh nhận được dễ bị méo dạng, và bị hạn chế do... giấy để do khớp bóng mới dựa vào các mẫu tiêu chuẩn được lưu chữ Nhiều máy quét hiện nay có một tính năng khá hữu ích gọi là hỗ trợ TWAIN Đây là một chuẩn giao diện cho phép bạn quét trực tiếp các trình ứng dụng phổ biến của PC Ngoài ra, một số hãng còn cung cấp thêm các phần mềm chuyên nghiệp khác như Adobe Photoshop; OCR, dùng để quét tài liệu văn bản in và chuyển nó sang các file text trên PC 2.4 Máy... khiển tuyến dữ liệu nối tiếp do bộ vi xử lý tạo ra, cung cấp đầy đủ các chức năng điều khiển VCR từ xa Mở cảnh và đóng cảnh, tiêu đề, chỉ thị thời gian hoạt động, đảo hình, chỉ thị chế độ của hệ thống, tăng giảm AGC và chỉnh nguồn sáng sau lưng là ví dụ về các đặc tính điều khiển sẵn có trên các máy quay khác nhau Bộ môn công nghệ thông tin hệ HCKT_K8C 25/26 Tiểu luận môn Kiến Trúc máy tính TÀI LIỆU THAM . dung của thiết bị đầu vào, đưa ra được nhu cầu và tính cần thiết của các thiết bị đầu vào. Giúp người đọc có thể hiểu về các thiết bị đầu vào. Các khái. muốn đưa ra cho người đọc hiểu về sự cần thiết của các thiết bị vào dữ liệu như chuột, bàn phím, máy quay, máy quét… là các thiết bị nhỏ nhưng mang lại hiệu
