常用的输入设备及功能介绍

2023-10-22 理论教育版权反馈

【摘要】：输入设备用于把原始数据和处理数据的程序输入到计算机中。③图像输入设备：数码相机、扫描仪等。④语音输入设备：语言模数转换识别系统等。下面介绍目前几种常用的输入设备，并简要说明它们的功能。3）数码相机数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机，是一种重要的图像输入设备。

输入设备（Input Device）用于把原始数据和处理数据的程序输入到计算机中。现在的计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型数据，也可以是各种非数值型数据，如图形、图像、声音等都可以通过不同类型的输入设备输入到计算机中。计算机的输入设备按功能可分为下列4类：

①字符输入设备：键盘、光笔等。

②图形输入设备：鼠标、操纵杆、条形码阅读器等。

③图像输入设备：数码相机、扫描仪等。

④语音输入设备：语言模数转换识别系统等。

下面介绍目前几种常用的输入设备，并简要说明它们的功能。

1）键盘

键盘是微型计算机的主要输入设备，是计算机常用的输入数字、字符的设备，通过它可以输入程序、数据、操作命令，也可以对计算机进行控制。

键盘由一组按键排成的开关阵列组成，按下一个键就产生一个相应的扫描码，不同位置的按键对应不同的扫描码。键盘上的按键可以划分成4个区域，具体排列如图2.15所示。

①功能键区：包含12个功能键F1～F12，这些功能键在不同的软件系统中有不同的定义。

②主键盘区：包含字母键、数字键、运算符号键、特殊符号键、特殊功能键等。

③副键盘区（数字小键盘区）：包含10个数字键和4个运算符号键，另外还有回车键和一些控制键。所有数字键均有上、下两种功能，通过数字锁定键（Num Lock）进行选择。

④控制键区：包含插入键、删除键、光标控制键、翻屏键等。

PC上的键盘接口有三种，一种是比较老式的直径13mm的PC键盘接口，另一种是直径8mm的PS/2键盘接口，现在这两种已基本淘汰，第三种是USB接口，目前USB接口的键盘已被普遍使用。

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图2.15　微型计算机键盘排列示意图

2）鼠标

鼠标是用于图形界面操作系统的快速输入设备，其功能主要是移动显示器上的光标并通过菜单或按钮向主机发出各种操作命令，但不能输入字符和数据。

鼠标通常有两个按键，每个按键的功能可以由软件来任意规定，一般左键用得较多。鼠标的操作包括两种：一种是平面上的移动，另一种就是按键的按下和释放。当鼠标在平面上移动时，通过机械或光学的方法把鼠标移动的距离和方向转换成脉冲信号传送给计算机，计算机中的鼠标驱动程序将脉冲个数转换成鼠标的水平方向和垂直方向的位移量，从而控制显示屏上光标箭头随鼠标的移动而移动。

（1）鼠标的分类

鼠标可按照接口类型分为5类：PS/2接口的鼠标、串行接口的鼠标、USB接口的鼠标、红外接口的鼠标和无线接口的鼠标。PS/2接口的鼠标用的是6针的小圆接口；串行接口的鼠标用的是9针的D型接口；USB接口的鼠标使用USB接口，具有即插即用特性；红外接口的鼠标利用红外线与计算机进行数据传输；无线接口的鼠标则通过无线电信号与计算机进行数据传输。后两种鼠标都没有连接线，故称为“遥控鼠标”，使用起来较为灵活，但红外接口的鼠标使用时要正对着计算机，角度不能太大。

鼠标还可按其工作原理分为机械式、光机式和光电式三类。较早的鼠标是机械式的，但由于其准确性和灵敏度差，很快就被淘汰了。光机式鼠标结合了机械及光电原理，其精度比机械式鼠标高，但需要在平整表面上进行操作。目前最流行的是光电式鼠标，在鼠标底部用一个图形识别芯片时刻监视鼠标与桌面的相对移动，根据移动情况发出位移信号。这种鼠标的传送速率快，灵敏度和准确度高。

笔记本计算机的鼠标包括内置式和外置式两种。外置式鼠标与普通台式机的鼠标相同。内置式鼠标按其工作原理分为指点杆式、触摸屏式和轨迹球式。

（2）鼠标的主要技术参数

鼠标最重要的参数是分辨率，它以DPI（Dots Per Inch，点/英寸）为单位，表示鼠标移动1英寸所通过的像素点数。一般鼠标的分辨率为150～200DPI，高的可达300～400DPI。若屏幕分辨率为640×480DPI时，鼠标只要移动1英寸即对应屏幕上300～400像素的位置，基本遍历了屏幕的2/3，因此鼠标的分辨率越高，鼠标移动距离就越短。

3）数码相机

数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机，是一种重要的图像输入设备。传统相机使用胶卷作为记录信息的载体，而数码相机的“胶卷”则是成像感光器件。感光器件是数码相机的核心，也是最关键的技术。目前数码相机的核心感光器件有两种：一种是广泛使用的CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件），另一种是CMOS（Complementary Metal－Oxide Semiconductor，互补金属氧化物导体）。

CCD由一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，然后通过模数转换器芯片将电信号转换成数字信号，数字信号经过压缩处理后经USB接口传送到计算机上就形成所采集的图像。CMOS主要是利用硅和锗做成的半导体。CCD在影像品质等各方面均优于CMOS，但CMOS具有低成本、低耗电的特点。目前市场上绝大多数的中高端数码相机都使用CCD作为感光器，而CMOS感光器则作为低端产品应用于数字摄像头。(www.chuimin.cn)

CCD中有很多相同的感光元件，每个感光元件称为一个“像素”，因此数码相机的像素和CCD的大小有密切的关系。现在市面上的消费级数码相机的CCD尺寸主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。CCD尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好，但价格也越高。

衡量数码相机性能的重要参数是分辨率和存储容量。

①分辨率：单位为DPI，其数值大小将直接影响最终图像的质量。常见的分辨率有640×480、1 024×768、1 600×1 200、2 048×1 536，其中前者为水平分辨率，后者为垂直分辨率，长宽比一般为4∶3，两者相乘即为图像的像素。图像的分辨率越高，那么图像的尺寸和体积都将越大。

②存储容量：数码相机采用存储卡（闪存）作为存储设备，即使断电也不会丢失信息。在图像分辨率和质量要求相同的情况下，存储容量越大，可存储的照片则越多。

对于数码相机中图像分辨率的选择要根据自己的需求，不能一味地追求质量或者单纯考虑存储卡容量，一切要从自身的需求出发。例如，用于印刷出版的图像的分辨率一般在500万（2 560×1 920）像素以上，而供计算机显示的图像的分辨率在1 024×768DPI左右。

4）扫描仪

扫描仪就是获取照片、书籍上的文字或图片，以图片文件的形式保存在计算机里的一种设备，照片、文本页面、图纸、美术图画、照片底片等都可作为扫描对象。

（1）扫描仪的分类

根据扫描仪的工作原理，我们把扫描仪分为两类：滚筒式扫描仪和平板式扫描仪。滚筒式扫描仪输出的图像普遍具有色彩还原逼真、放大效果好的优点，但其占地面积大、价格昂贵（是平板式扫描仪的5～50倍）。随着科技的不断进步，目前高、中档平板式扫描仪已具有滚筒式扫描仪的大多数优点，从而满足大多数的应用需求。平板式扫描仪如图2.16所示。

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图2.16　平板式扫描仪

（2）扫描仪的性能指标

①分辨率：分辨率是扫描仪最主要的性能指标，它表示扫描仪对图像细节的表现能力，决定了扫描仪所记录图像的细致度。通常用每英寸长度上扫描图像所含像素点的个数来表示扫描仪的分辨率。目前大多数扫描仪的分辨率在300～2 400DPI之间。DPI数值相对越大，扫描仪的分辨率越高，扫描仪图像的品质越高。但这并不意味着分辨率越高越好，当分辨率大于某一特定值时，只会使图像文件增大而不易处理，并不能对图像质量产生显著的改善。

②灰度级：灰度级表示图像的亮度层次范围。级数越多，扫描图像的亮度范围越大、层次越丰富。目前多数扫描仪的灰度级为256。

③色彩数：色彩数表示彩色扫描仪所能产生颜色的范围，通常用描述每个像素点颜色的比特（bit）数表示，越多的比特数可以表现越丰富的颜色。例如，常说的真彩色图像指的是图像的每个像素点由3个8比特的红、绿、蓝彩色通道所组成，即24位二进制数表示，红、绿、蓝通道结合可以产生224种颜色的组合。

④扫描幅面：表示扫描图像尺寸的大小，常见的有A4、A3、A0等。

⑤扫描速度：扫描速度与分辨率、内存容量、图像大小等因素有关，通常用指定的分辨率和图像尺寸下的扫描时间来表示。

⑥与主机的接口：目前市场上的扫描仪接口有SCSI接口、USB接口和IEEE 1394接口，其中USB接口的扫描仪使用得非常广泛。

5）触控屏幕

触控屏幕作为一种较新的计算机输入设备，是目前最简单、最方便、最自然的一种人机交互设备。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。我们最常使用的智能手机、银行的取款机以及医院、图书馆等都有采用这种触控技术的屏幕。

触控技术用手指代替了键盘、鼠标，既体现出了最大的人性化，又在特定的场合减少了鼠标、键盘占用的空间。触控技术主要包含单点触控和多点触控两种。传统的触控屏幕大多数是单点触控的，也可以说是电阻式触控的，一次只能判断一个触控点，若同时有两个以上的点被触碰，则不能作出正确反应。目前市场上以iPhone为代表的智能手机和平板电脑是支持多点触控的，它可以同时响应操作者在屏幕上的多点操作。多点触控的任务可以分解为两个方面的工作，一是同时采集多点信号，二是对每路信号的意义进行判断，也就是所谓的手势识别。

目前我们已经接受了手机和平板电脑的触控操作，但在使用PC时还得使用鼠标和键盘，因为触摸屏的成本相对比较高，而且需要操作系统的支持。目前有些厂商推出了比较完美的触控解决方案，如触控笔，通过触控笔能够达到手指操作的水平，使得触控操作比较完美。相比传统的单点触控，多点触控有更强大的可操作性与扩展性，将逐渐成为未来的主流技术。

6）光笔

键盘是一种重要的文字输入设备，因此用户需要熟悉汉字输入法才能快速地进行中文的输入。但随着现代电子技术的发展，人们已经研制出了手写输入方法，其代表产品就是光笔。光笔的原理是用一支与笔相似的定位笔（光笔）在一块与计算机相连的书写板上写字（图2.17），根据压敏或电磁感应将笔在运动中的坐标位置不断送入计算机，使得计算机中的识别软件通过采集到的笔的轨迹来识别所写的字，再把得到的标准代码作为结果存储起来。因此采用手写输入的核心是识别软件，软件的识别率越高，就越能快而准确地得到所需的汉字。

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图2.17　光笔

常用的输入设备及功能介绍

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