Bemeneti perifériák

Periféria

Olyan hardver, amivel a számítógép képességeit bővíthetjük. Létezik beviteli (input) és kimeneti (output) periféria az adatáramlás iránya szerint. Perifériának számítanak a háttértárak és a hálózati eszközök is, amit egy másik tételben tárgyalunk.

Billentyűzet

A billentyűzet segítségével karaktereket viszünk be a számítógépünkbe. Egy gomb lenyomásakor a billentyűzetvezérlő 1 byte méretű kódot generál a lenyomott gomb alapján, amit a számítógépnek küld. (1 byte = 8 bit => 2^8, azaz 256 db billentyű fér rá egy billentyűzetre maximum) Az illesztőprogram (ami a hardver(billentyűzet) és szoftver(operációs rendszer) megfelelő kommunikációjáért felel) döni el, hogy milyen karakterként értelmeződjön a billentyűzettől kapott kód.

• Billentyűzetkiosztás: A billentyűzet fizikai valója, hogy hogyan helyezkednek el rajta a gombok. Legelterjedtebb kiosztás a QWERTY, illetve Európában a pár gombbal ettől különböző QWERTZ. A billentyűzetkiosztásokat az első betűsor alapján nevezik el. Ha megfigyeljük a Q az első betű, a W a második … és így tovább. Ezek a billentyűzetkiosztások még az írógépes időkből öröklődtek át a mai modern korba. Úgy találták ki őket, hogy a gépelést lassítsák, megakadályozva ezzel az írógépekben található karakterteket tartó karok összetapadását. Mára ez a tulajdonság negatívumnak számít, ezért kifejlesztettek egy gyorsabb gépelést lehetővé tevő kiosztást, a DWORAK-ot.

• Virtuális billentyűzetkiosztás Az a billentyűzetkiosztás amit az operációs rendszer használ. Egy fizikailag QWERTY billentyűzetet az operációs rendszer nyelvi beállításainál át lehet állítani bármilyen más kiosztásra. Ekkor meg kell jegyezni, hogy melyik gomb mit jelent, mert a virtuális kiosztás átállításakor nem a gombra ráfestett karakter jelenik meg a képernyőn.

Egy billentyűzet részei:

• karakterek (a,b,c...)
• számok (1,2,3...)
• módosító billentyűk (AltGr, Crtl, Shift…)
• funkcióbillentyűk, melyeknek funkciója programonként eltér (F1,F2,F3…)
  • például az F1 legtöbbször a Súgó, F2 Windows fájlkezelőben az átnevezés ...
• rendszerbillentyűk (PrintScr, Windows gomb…)
  • A PrintScr gomb a képernyő tartalmának memóriába másolására szolgál
• billentyűzet beállító billentyűk (NumLock, CapsLock)
• navigációs billentyűk (Kurzormozgató nyilak, Home, End, PageUp, PageDown)
• speciális karaktergombok (+,-,*,~ ...)
• multimédia billentyűk (opcionális) (hangerő szabályozó, médialejátszó elindítása)
• állapotjelző ledek

Egy billentyűzetnél nagyon fontos a megfelelő ergonómia, hogy ne tegyen kárt az emberben a hosszú távú használata. Létezik: normál billentyűzet, virtuális képernyő billentyűzet, laptop billentyűzet (numpad nélkül), összehajtható billentyűzet, lézerrel kivetített billentyűzet és még sok őrültség amit kitaláltak...

Csatlakozása

• PS/2
• USB
• Vezeték nélküli (például bluetooth vagy infravörös)

A billentyűzethez szorosan kapcsolódik egy rosszindulatú szoftverfajta: A keylogger. Ez egy olyan szoftver vagy hardver ami elmenti és elküldi készítőjének a leütött billentyűket, azaz személyes adatok után kémked. (bővebben: vírusok tétel)

Egér

A számítógépes egér a képernyőn megjelenő kurzor mozgatásáért felel. Az egér a sík felületen X és Y irányba történő elmozdulást jeleníti meg a képernyőn a nyíl alakú mutató segítségével. Az első számítógépes egeret 1952-ben fejlesztették ki és két tárcsát tartalmazott:

Ezt nehéz volt mozgatni, mert, ha az egeret a tárcsa gördülési irányával merőlegesen mozgattuk, akkor elakadt az egér. Később kitalálták a ”görgős egeret”, amiben nem a tárcsák értek az egér alatti felülethez, hanem egy golyó, és ehhez kapcsolódtak a tárcsák. Bármilyen irányban lehetett akadás nélkül mozgatni.

Ezt opto-mechanikai egérnek nevezik, mert a tárcsák forgását optikai úton érzékelték: A tárcsa egyik oldalán egy infravörös fényforrás, a másik oldalán egy fényérzékelő volt található. Mozgatás közben a tárcsa néha áteresztette a fényt, néha nem – és innét lehetett következtetni az elmozdulás nagyságára.

Később megjelentek az optikai egerek, amik az egér alatti területet elemezik képelemző eljárásokkal. Az első optikai egér alá speciális rácsozatú anyagot kellett helyezni és az egér képérzékelője a rács elmozdulásából következtetett vissza az egér elmozdulására. A mai modern optikai egerek nagy sebességgel készítenek kis felbontású (18x18 körüli) szürkeárnyalatos képeket, és a pixelek elemzésével következtetnek az egér elmozdulására.

Alájuk már nem kell speciális rácsozatú anyagot helyezni, mert a felületet olyan ”közelről szemlélik” hogy az emberi szem számára nem látszó egyenetlenségeket is érzékelik. Előnyük az opto-mechanikai egerekkel szemben, hogy sokkal pontosabbak és nem porosodnak, mert nincs bennük nyílás és mozgó alkatrész ami gyűjtené a koszt.

Egér tulajdonságai:

• Balkezes / jobbkezes
• Gombok száma, esetleg görgős? A görgő a böngészőprogramok elterjedésével vált népszerűvé, mert az internetet böngészve a leggyakoribb művelet az oldal scrollozása, ami kényelmetlen volt a programablak oldalánál található görgetősáv segítségével végezni.
• Felbontás: Mi az a legkisebb egység, amennyit elmozdítva érzékeli az elmozdulást
• Csatlakozás: PS/2, USB, Vezeték nélküli Bluetooth vagy infra.

Az egerek csoportjába tartozik a hanyattegér, ami egy olyan egér, aminek tetején egy görgő segítségével lehet mozgatni a kurzort. A 90-es évekbeli laptopoknál elterjedt volt az alkalmazása, mert ekkor még nem volt érintőpad.

Érdekesség: Programok és weboldalak felhasználói felületének tervezésekor az egérmutató útjának elemzését is elvégzik, hogy mely területeket jár be az egér a felület használatakor.

http://numlockholmes.blog.hu/2010/07/17/kovesd_az_egeret

Touchpad, érintőképernyő

Az érintőpad, más néven tapipad először a laptopokban elterjedt beviteli eszköz. A technológia később más eszközökben (például érintőképernyős telefon) is megjelent. Két fajta érintésérzékelő technológia létezik:

• Rezisztív érzékelés: Az érintőpad két egymás feletti rétegből áll. Ha az ujjaink az érintőpadhoz érnek a két felületet valahol összenyomják, összeérintik. Ezen lehet érintőceruzával is operálni.

• Kapacitív érzékelés: Az ujjaink és az érintőfelület közötti töltéskülönbséget érzékeli. Csak a kezünkkel használhatjuk, érintőceruzával nem – kivéve, ha fém testű az érintőceruza, hogy a töltéseket átvigye az érintőfelületre.

Képolvasó (szkenner)

A képolvasó segítségével sík felületű képeket, írásokat, adatokat viszünk be a számítógépbe képként. Két fajtája létezik:

CIS (Contact Image Sensor) scanner

A beolvasandó felületet gyorsan váltogatva vörös, zöld és kék színű fénnyel világítja meg egymás után, beolvasva a lap egy sávjának vörös, zöld, és kék színinformációit. (A gyors sebességű villogás miatt a három színt az emberi szem egyébként fehérnek érzékeli). A fény visszaverődik a lapról és eljut tükrökön keresztül a fényérzékelőkhöz, amelyek megállapítják a vörös zöld és kék fény intenzitások alapján egy pixelsor RGB színkódjait.

A CIS érzékelős képolvasók lényegesen olcsóbbak a CCD érzékelős képolvasóknál, mert nem egy lépésben történik az RGB színcsatorna beolvasása, hanem egymás után 3 lépésben: Először csak vörös fénnyel világítja meg a gép a lapot, és a fényérzékelők begyűjtik a vörös csatorna információit, utána csak zöld fénnyel világítja meg a lapot a zöld színcsatorna információinak begyűjtéséhez végül pedig kékkel.

CCD scanner

A CCD érzékelőket a digitális fényképezőkben is használják – és a scannereknél is. Az érzékelő képes azonnal érzékelni egy adott képpont RGB színét. A beolvasandó lapot fehér fénnyel kell megvilágítani. Ez a fény tükrökön keresztül eljut a CCD érzékelőhöz, ami megállapítja az adott pixel színét. A CCD lapka előállítása drágább, mint a CIS-é és nagyobb fókusztávolságot is igényel, ezért az ilyen érzékelővel felszerelt gépek nagyobb méretűek.

Jellemzői:

• Kész kép felbontása (megapixel)
• PPI – Pixel Per Inch, megadja a képpontsűrűséget, hogy 1inch x 1inch-es területről hány pixelt képes beolvasni. Minél nagyobb ez a szám, annál kisebb részleteket tudunk beolvasni jó minőségben a dokumentumról.

A képolvasók számítógépes szoftvereihez előszeretettel mellékelnek OCR (Optical Character Recognition) optikai karakterfelismerő szoftvereket. Ezek a beolvasott dokumentumon megtalálható karaktereket tényleges szöveggé alakítják, ezáltal szerkeszthetővé téve a dokumentumot.

Léteznek 3D scannerek is, amik egy tárgy 3 dimenziós modelljét viszik be a számítógépbe. A beolvasás háromszögeléses módszerrel történik: Két távolságérzékelő egy háromszöget kialakítva meg tudja határozni a tárgy egy pontjának távolságát (a háromszög magassága). Ehhez tartozik egy színérzékelő is, ami kialakítja a 3D modell színtérképét (textúra), amit számítógépes utófeldolgozással ráhúznak a modellre.

A scannerekhez nagyon szorosan kapcsolódik a fénymásoló gép, ami tekinthető egyszerre bemeneti és kimeneti perifériának is. Működésének sematikus ábrája ugyanolyan lenne, mint a scanner fenti ábrája, azonban a CDD érzékelő helyén egy elektromos töltéssel rendelkező henger van. A fénymásolandó dokumentumot fehér fénnyel világítják meg. A fénymásolandó dokumentumon vannak sötétebb részek is (például fekete karakterek, ábrák) és világosabb részek is. Ezekről fény tükröződik vissza a hengerre.

A töltéssel rendelkező henger a rávetülő fény miatt elveszti töltését – ahol világos részről visszatükröződő nagy fényerősségű fény éri ott több töltést veszít, ahol sötét részről visszatükröződő kis fényerősségű fény éri ott kevés töltést veszít. Így kialakul a hengeren a dokumentum ”lenyomata”. A hengerre ezután festékpor kerül, ami csak a töltéssel rendelkező helyeken ragad meg. A nyomtatás úgy történik, hogy egy üres lapot végigvezetnek a henger felületén.

Mikrofonok

A levegőben terjedő rezgéseket (hangot) alakítja elektromos jellé. Sok különböző módon működő mikrofon létezik. A legfontosabb technológia:

Indukciós mikrofon

Egy membránhoz egy tekercs van kötve, a tekercs belsejében pedig egy mágnes található. A hang rezgése rezegteti a membránt, és ezzel együtt mozgatja a tekercset a mágnes körül. Az elektromágneses indukció alapján áram indukálódik a tekercsben.

A hang a mikrofon segítségével digitalizálódik (bővebben: digitalizálás tétel). A mikrofont a számítógép 3.5mm-es jack bemenetére csatlakoztatjuk (audio in). A hang digitalizálása történhet:

• tömörítetlenül (wav formátumban) vagy tömörítetten (mp3 formátum)
• mono (1 hangsávval), sztereó (2 hangsávval)
• CBR (Constant BitRate – állandó bitrátával), VBR (Variable BitRare – változó bitrátával) Ezek a mérőszámok megadják, hogy egy bizonyos mennyiségű hanganyagot hány biten tárolunk el a digitalizálás során.

Egyéb bemeneti perifériák

• Webkamera, videokamera: kép és hang bevitele egyszerre. Jellemzője: FPS – Frame Per Second, azaz, hogy hány képkockát készít másodpercenként. Átlagos képkockasebességű kamerák 30 FPS-el videóznak.
• Játékkonzol kontrollerek:
  • Joystick (egér és mozgatóbillentyű egy eszközön)
  • Wii Remote (G-sensor)
  • Microsoft Kinect (Infravörös projektor + 2 Kamera. A projektor egy speciális emberi szem által nem látható fényű rácsozatot vetít a szobára, amit a kamera lát, és a rács torzulásából pontosan tudja, hogy hova kell nézni a két kamerával a tárgyak távolságának háromszögelős módszerrel történő meghatározásához.

• Orvosi képalkotó eszközök: CT, PET, MRI
• Vonalkódolvasó: különböző vastagságú vonalakkal lekódolt szöveges információ
• QR-kód olvasó: Pixelmátrixban lekódolt szöveges információ.

• Fényceruza: Ősrégi (80-as évek) beviteli periféria, egy speciális fényérzékelő ceruza, ami érzékelte, hogy a képernyő melyik pixele felett van épp a fényceruza hegye. Az operációs rendszer a CRT monitort végigpásztázó elektronágyú helyzetét ismerte és amikor a fényceruza érzékelője jelzett, akkor lehetett tudni, hogy az elektronágyú a ceruza hegye alatt van. Ilyenkor a rendszer ki tudta számolni a hegy pontos helyzetét a képfrissítési sebességből.