2. Ручной ввод текстовой информации с клавиатуры

Клавиатуры могут характеризоваться:

1) эксплуатационными характеристиками:

а) количество типов клавиш;

б) количество клавиш каждого типа;

в) расположение клавиш. По расположению клавиш наибольшее распространение получила клавиатура QWERTY, однако, возможны и другие варианты расположения символов клавиатуры (Дворака и Делея);

2) механическими характеристиками, основной из которых является функция упругости клавиш.

По способу обнаружения нажатия клавиш выделяют три типа клавиатур:

1) с гальваническим контактом или с открытым (не герметичным контактом). Для них характерна низкая стоимость и малое время наработки на отказ;

2) с магнитным принципом обнаружения (на основе магниточувствительных и проводниковых структур). Для них характерна большая стоимость, но очень высокая надёжность;

3) с ёмкостным принципом обнаружения нажатия. Для них характерна высокая износостойкость, низкая надёжность и сложность настройки.

Принцип кодирования клавиш клавиатуры не зависит от кодирования символов. В системное устройство ПЭВМ посылается не код символа, которому соответствует данная клавиша, а позиционный код клавиши. Переход к коду символа осуществляется специальной схемой управления клавиатурой, которую можно перепрограммировать.

Клавиатура включает в себя совокупность ключей клавиш и схемы управления для формирования кода при замыкании ключа, исключения неоднозначности кодирования из-за “дребезга” контактов и выполнения других управляющих функций. Клавиатура проектируется как конечный автомат (рис. 17.2)

Дешифратор последовательно опрашивает состояние ключей, расположенных с столбцах X матрицы клавиатуры. Если какая-либо клавиша нажата, то сигнал через замкнутый контакт поступает на соответствующую горизонтальную шину Y и через селектор (регистр) поступает на вход ПЛМ. Сигналы с дешифратора и селектора образуют адресный вход ПЛМ, в ячейках которой записаны коды символов (их младшие разряды). Код символа записывается в выходной регистр. Старшие разряды кода определяются содержимым специального регистра, изменяющего своё значение только при нажатии клавиши изменения регистров (Shift, Alt и др.).

Проблема “дребезгов” клавиатуры решается использованием вместо ПЛМ микропроцессора. Вертикальные и горизонтальные шины матрицы контактов подключаются, соответственно, к портам вывода и ввода (Пвыв) и (Пвв), для передачи в ЭВМ сформированного кода символа используется второй порт вывода микропроцессора (см. рис. 17.3).

Для устранения “дребезгов” используется накопление веса нажатой клавиши за несколько циклов опроса, образующих период опроса. Если в период опроса координаты клавиши не совпали, то инициируется сброс счётчика веса и начинается новый период опроса.

Вопросы к лекции

1. Проверить эффектность кодирования символом кодом КОИ-7, в котором |S|=128, все символы разбиты на 8 групп m=8 с равной вероятностью встречаемости символов в группе. Определить, сколько разрядов в этом коде отводится под специальные коды переключения между группами.

Устройства ввода графической информации.

Устройства ввода графической информации позволяют реализовать функцию взаимодействия пользователя с ТС посредством оперирования графическими изображениями или их частями.

Наличие графических устройств ввода наряду с графическими мониторами позволяет организовать эффективное интерактивное взаимодействие при решении задач.

В настоящее время номенклатура устройства ввода достаточна разнообразна, что определяется спецификой функции реализуемых подобными устройствами. Это затрудняет их классификацию в рамках технических характеристик, но позволяет классифицировать устройства ввода графической информации по функциональному признаку, в рамках которого различают:

1. Неавтономные устройства ввода - устройства предназначенные для использования в рамках ГД и реализующие функции графического диалога.

2. Автономные устройства, предназначенные для ввода (кодировки) графической информации в ЭВМ.

В рамках каждой группы устройства различают как по реализуемым функциям так и по техническим принципам их реализации.

К основным устройствам первой группы относятся:

- световое перо;

- планшет.

Световое перо позволяет непосредственно работать с изображением, сформированным на экране ГД, и используется в случаях, требующих высокую степень интерактивности.

Принцип работы светового пера основан на возможности идентификации графического элемента при формировании его

изображения на экране монитора ГД (рис.13а).

Световое перо представляет собой фотоэлемент, который выдает электрический сигнал при попадании на него светового луча, образуемого при построении графического элемента на экране монитора. Идентификация графического элемента осуществляется путем пометки соответствующий строки дисплейного файла.

Для векторных дисплеев с регенерацией изображения световое перо позволяет осуществить непосредственное указание на соответствующую строку дисплейного файла.

Для векторных дисплеев с регенерацией изображения световое перо позволяет осуществить непосредственное указание на соответствующую строку дисплейного файла (существует синхронизация между обработкой -" чтением "- строк дисплейного файла и выводом задаваемых ими графических примитивов на экран монитора) либо, в случае использования растровых дисплеев, световое перо может указывать точку на экране и находить соответствующий графический элемент изображения посредством сканирования дисплейного файла с проверкой на соответствие.

В дисплеях, построенных с использованием запоминающей трубки, световое перо не обладает возможностью прямого указания. В этом случае необходимо проводить идентифицирование методом моделирования, при котором световое перо задает координату некоторой точки экрана, специальная программа, осуществляет поиск ближайшего к заданной точке графического элемента.

Рис. 13а

Сложности использования светового пера в ГД запоминающей трубке привели к необходимости использования более простого устройства прямого графического ввода планшета, обеспечивающего непосредственный ввод координат точки.

Чаще всего взаимно однозначное соответствие между планшетом и экраном дисплея позволяет использовать эхоотображение, т.е. пометку точки экрана, координаты которой задаются планшетом.

Однако использование планшета для непосредственного идентифицирования графического изображения затруднительно.

Планшеты наиболее широко применяются для оцифрования изображений или кодирования графической информации (перевод графических элементов в соответствующий цифровой код, воспринимаемый ЭВМ).

Основой планшета является специальное устройство, называемое визиром, с помощью которого пользователь-оператор осуществляет указание точек на рабочем поле-планшете.

Основными характеристиками планшетов являются:

- разрешающая способность или точность определения координаты указанной точки;

- размеры рабочей области, задающие ограничения на размеры вводимого графического изображения;

- линейность или способность к накоплению ошибки при вводе большого числа графической информации.

Технические варианты реализации планшета разнообразны, поэтому рассмотрим только основные из них.

Сеточные планшеты используют электрическую схему определения положения визира.

В рабочее поле встраивается сетка, каждая нить которой представляет собой изолированный от других нитей проводник.

Визир содержит электромагнитное устройство, которое возбуждает ЭДС в проводниках, расположенных под визиром. Как правило нити сетки располагаются параллельно осям координат Х и У. А электромагнитное устройство позволяет наводить ЭДС только в ближайший к выбранной точке нитях сетки. Появление ЭЛС в нитях фиксируется специальным электрическим устройством (счетчиком координаты), который выдает цифровое значение координаты помеченной точки планшета. Точность измерения координаты определяется шагом сетки и, как правило, составляет 0.25 - 0.5 мм.

Кроме ручного ввода координат сеточные планшеты могут работать в одном из трех режимов:

1. По требованию ЭВМ, когда она выдает запрос на получение координаты визира.

2. Через определенный интервал времени.

3. Каждый раз при относительном перемещение визира на заданную величину, первый и второй режимы обычно используются совместно с ручным вводом для контроля координат.

Контроль координат осуществляется генерацией на мониторе ГД специального знака (курсора). Положение которого соответствует координате, прочитанной с планшета. Тем самым обеспечивается визуальная обратная связь по вводимой графической информации.

Третий режим применяют для оцифровывания (ввода) сложных рисунков, так как позволяет избежать ввода чрезмерного числа точек.

Достоинство сеточных планшетов является отсутствие накопления ошибки при вводе, а к недостаткам ограниченные размеры рабочей области. Хотя в современных сеточных планшетах они составляют 1500х2000 мм, стоимость сеточных планшетов умеренна.

Х-КООРДИНАТЫ

У-КООРДИНАТЫ

Рис.13а Схема сеточного планшета

Механические устройства ввода строятся на фиксации перемещения визира с помощью копирования его механического перемещения.

Особенностью механических устройств является пассивный характер рабочего поля планшета (рабочее поле не содержит активных элементов аппаратуры), в качестве которого может быть использована любая поверхность.

Различают два основных типа подобных устройств.

1. "Мышь". Данное устройство предполагает наличие механического контакта с рабочим полем планшета.

Перемещение "мыши" по рабочему полю приводит к вращению рабочих колес или шарниров, находящихся в ее основание. Вращение передается на потенциометры и характеризует величину перемещения "мыши" по рабочему полю (рис.13б).

ПОТЕНЦИОМЕТРЫ

Рис13б

Сигналы с потенциометров преобразуются в цифровые значения координат. Особенностью мыши является относительный характер фиксируемых перемещений - мышь можно поднять переместить и снова поставить на рабочее поле.

При этом значении координата не изменяется.

Хотя точность ввода графической информации, обеспечиваемая мышью, сравнима с точностью сеточных планшетов, а стоимость меньше, она обладает таким существенным недостатком, как сложность управления устройством (необходимость постоянного контакта с рабочей поверхностью и строгое соответствие в положение устройства относительно осей координатной сетки).

Другой тип устройства представляет собой визир, механически связанный с каретками, перемещаемыми по направлениям, параллельным осям координат (аналогично ПУ планшетного графопостроителя).

Перемещение визира приводит к перемещению каретки и формированию соответствующих цифровых кодов.

Точность подобных устройств сравнима с точностью сеточных планшетов, но механические узлы отличаются высокой сложностью, что вызывает высокую стоимость подобных устройств.

Прочие устройства графического ввода объединяют множество разнообразных устройств, использующих акустические, электрические (резистивные), оптические устройства. Эти устройства редко входят в состав ТС САПР и, как правило, используются для решения специальных задач.

Устройства ввода-вывода текстовой информации

с промежуточного носителя

План

1. Читающие автоматы.

2. Сканеры.

3. Алгоритмы контрастирования.

4. Алгоритм сканирования информации.

4.1. Метод идентификации контуров.

4.2. Распознавание символов аппаратными структурами с помощью нейронных сетей.

5. Интерфейсы читающих устройств.

На всех специальных носителях текстовая информация храниться в двоичной форме, понятной ЭВМ. Однако существуют устройства автоматического ввода, так называемые читающие автоматы (ЧА), предназначенные для ввода текстовой информации с первичного документа.