Специальные технические средства

автоматизированный система управление кодирование информация

Специальные, или специализированные, устройства предназначены для выполнения особых функций при взаимодействии пользователя с ЭВМ. Данный термин в большей мере отражает цель, нежели конструкцию устройства. Требования, предъявляемые к устройствам данного класса, различны, и акцент на наиболее важные из них делает заказчик.

В общем случае специализированное (специальное) устройство должно быть; более экономичным, чем устройство общего назначения при его конкретном применении; серийно производимым, что отражается как на его стоимости, так и на надежности (оборудование, проходящее, как правило, несколько итерационных этапов от опытного образца до серийного изготовления, обладает большей надежностью и ремонтсспособностью, чем мелкосерийное и уникальное оборудование); эффективно используемым, т.е. эффективность специализированного устройства всегда должна сопоставляться с эффективностью реализации тех или иных операций с помощью, стандартных средств.

В первом приближении затраты на реализацию специализированных аппаратных средств могут быть оценены, как стоимость заменяющих их программ и соответствующих ресурсов. Если стоимость разработки и эксплуатации программных средств несущественно превышает стоимость специального устройства, необходимо принимать во внимание тот факт, что в перспективе стоимость программного обеспечения будет только увеличиваться, тогда как аппаратные средства постоянно дешевеют. Специальное (специализированное) устройство должно быть удобным в эксплуатации, что подразумевает не только хорошую конструкцию и дизайн данного устройства, но и удобство его применения в конкретных решаемых пользователем задачах.

Таким образом, выбор аппаратных средств специального или общего назначения должен основываться на сравнительной оценке настоящей или прогнозируемой стоимости с учетом изложенных требований, причем стоимость должна определяться в соответствии с продолжительностью жизни комплекса.

Примером средств специального назначения, получивших широкое применение в настоящее время, являются устройства ввода графической информации, которые обеспечивают два класса взаимодействия с ЭВМ: указание на элементы изображений и определение положения элементов изображения, которые в свою очередь подразделяются на устройства позиционирования (определения координат точек на экране дисплея) и устройства ввода (кодирования) информации с графических документов.

В качестве устройства указания элементов изображения наиболее широко применяется световое перо, реагирующее на свечение той области экрана графического дисплея, куда оно направлено.

Для определения координат точки на экране дисплея применяются прямые методы, когда рабочий орган устройства устанавливается в требуемую точку, а следящая система вычисляет его положение (например, при сенсорном методе в качестве рабочего органа используется палец, а следящая система состоит из матрицы фото- и светодиодов, окружающих экран).

Значительно чаще применяются косвенные методы определения координат точки на экране. В этом случае перемещение изображения знака слежения (курсора) на экране дисплея обеспечивается изменением характеристик устройства позиционирования. При попадании знака слежения в нужную точку по команде оператора вычисляются искомые координаты.

Такие устройства ввода обычно имеют две степени свободы (рис. 1) и реализуются в виде шарового (рис. 1, а), рычажного (рис. 1, б) указателей или устройства типа "мышь" (рис. 1, в). На клавиатуре большинства современных дисплеев выделены специальные клавиши для указания четырех направлений перемещения курсора (по осям координат).

Отметим, что в зависимости от способов обработки получаемых от устройств позиционирования параметров одни и те же устройства ввода используются как указатели позиции точки на экране, так и для ввода числовых параметров.

Устройства кодирования графической информации предназначены для автоматического или полуавтоматического ввода точек с графических документов. Автоматические устройства на основе сканирующего блока считывают графические изображения в память ЭВМ. При использовании устройства полуавтоматического типа оператор перемещает рабочий орган (зонд) вручную по рабочей поверхности устройства (планшета), при этом координаты зонда определяются автоматически. Во всех подобного типа устройствах осуществляется фиксация считанных координат либо на внешние носители, либо непосредственно в память ЭВМ.

Обычно такие устройства состоят из планшета, зонда (в виде карандаша), алфавитно-цифровой и функциональной клавиатуры, блока индикации и обрабатывающего устройства. Современные устройства кодирования определяют координаты точки на основе сигналов между излучателем (зондом) и приемником (планшетом) и по числовым значениям характеристик принятых сигналов вычисляют координаты зонда.

При этом используются электромагнитные, световые, ультразвуковые и звуковые сигналы; точность вычисления координат составляет более десятых долей миллиметра.

Подобные устройства имеют два режима работы: дискретный - когда оператор после установки зонда в требуемой точке дает команду на определение координат зонда, и непрерывный, когда оператор перемещает зонд вдоль некоторой линии, а устройство ввода автоматически вычисляет и фиксирует координаты некоторой последовательности точек. Для идентификации объектов в состав устройств кодирования включаются различные клавиатуры и функциональные кнопки. В табл. 1 представлены характеристики наиболее распространенных устройств кодирования информации.

Таблица 1

Описываемыми устройствами ввода информации обычно комплектуют "интеллектуальные" терминалы или персональные ЭВМ, которые программирует пользователь, что позволяет изменять свойства терминалов не только аппаратным путем (добавлением или модификацией блоков), но и изменением программного обеспечения данного терминала. Терминалы данного класса имеют различные возможности: начиная от терминалов, имеющих жесткую структуру, ограниченный набор функций (их схема управления выполняет минимум команд, а обмен данными с ВС осуществляется посимвольно), и кончая терминалами с гибкой модульной структурой, позволяющей легко модифицировать его свойства в соответствии с конкретными задачами пользователя, обеспечивающие возможность предварительного редактирования вводимой информации, что позволяет значительно разгрузить линии связи и центральный процессор ВС, повышая таким образом ее производительность.

Наряду со специальными устройствами ввода широко используются специальные устройства вывода информации, такие, как графопостроители (они бывают рулонные и планшетные) и табло различного класса (электромеханические, на электронно-лучевых трубках, люминесцентных источниках, светодиодах и жидкокристаллических индикаторах). Характеристики основных отечественных графопостроителей приведены в табл. 2.

Таблица 2

Перспективы развития описанных выше устройств ввода – вывода и предварительной обработки информации связываются в настоящее время с "интегральными" терминалами, включающими в себя различные по функциональным возможностям и комплектующим составляющим наборы, компонуемые по спецификации заказчика.