28. Устройства ввода информации. Виды, назначение, основные характеристики, принцип действия.
Клавиатура – служит для ввода алфавитно-цифровых данных, а также команд управления. Она относится к стандартным средствам ПК. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами – драйверами, т. к. необходимое программное обеспечение есть в ПЗУ в составе BIOS.
Принцип действия клавиатуры состоит в следующем.
При нажатии на клавишу специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает код клавиши (скан-код).
Скан-код поступает в микросхему, играющую роль порта клавиатуры (порт находится на материнской плате).
Порт клавиатуры выдает процессору номер прерывания (9).
Получив прерывание, процессор обращается в специальную память ОП, в которой находится вектор прерываний (список адресов программ, обслуживающих конкретное прерывание).
Процессор выполняет программу, которая находится по адресу взятому из вектора прерываний. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания находится в ПЗУ, но можно поставить вместо нее свою программу, если изменить данные в векторе прерываний.
Программа-обработчик прерывания находит скан-код, записывает его в регистры процессора и определяет символ, соответствующий данному коду.
Программа –обработчик записывает символ в специальную область ОП, которая называется буфером клавиатуры и прекращает свою работу.
Процессор заканчивает обработку прерывания и возвращается к отложенной работе.
Введенный символ хранится в буфере до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он предназначался. Если символы поступают чаще, чем забираются, то возникает эффект переполнения буфера.
Мышь – это устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора. Принцип действия заключается в следующем:
В отличие от клавиатуры, мышь не является стандартным устройством и ПК не имеет для нее выделенного порта. Для нее нет и постоянного выделенного прерывания, а BIOS не содержит программных средств для обработки прерываний мыши. Следовательно, мышь нуждается в специальной управляющей программе – драйвере мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке ОС. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов средства для работы с которым имеются в составе BIOS. Драйвер мыши нужен для интерпретации сигналов поступающих через порт. Компьютером управляют с помощью перемещения мыши по плоскости и нажатия на левую и правую кнопки. Принцип управления является событийным, т. е. перемещения мыши и нажатия на кнопки – это события с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя события, драйвер устанавливает, где это событие произошло, т. е. в каком месте экрана находился указатель. Эти данные передаются в программу, с которой работает пользователь. По ним программа определяет команду пользователя, которую она должна выполнить.
Специальные манипуляторы:
Трекбол – в отличие от мыши, устанавливается стационарно, его шарик приводится в движение ладонью руки, он не нуждается в гладкой поверхности, поэтому широко используется в портативных ПК.
Джойстик – манипулятор, используемый в игровых программах и тренажерах.
Устройства ввода графических данных: сканеры, графические планшеты (дигитайзеры), цифровые видеокамеры.
Сканеры. С помощью сканера можно вводить любую информацию, в том числе и знаковую. В этом случае исходные данные вводятся в графическом виде, после чего обрабатываются с помощью программ распознавания образов.
Наиболее распространены планшетные сканеры. Они предназначены для ввода графической информации с листа. Принцип действия сканера состоит в том, что луч света отраженный от поверхности листа фиксируется специальными элементами (ПЗС – приборы с зарядовой связью). Обычно эти элементы конструктивно оформляются в виде линейки, располагаемой по ширине листа. Затем либо лист перемещается при неподвижной установке линейки, либо наоборот – линейка перемещается при неподвижной установке листа.
Основные характеристики планшетных сканеров:
Разрешающая способность – зависит от плотности расположения элементов ПЗС на линейке. Типичный показатель 600-1200 dpi (количество точек на дюйм).
Производительность – продолжительность сканирования одного листа бумаги.
Динамический диапазон – отношение яркости наиболее светлых участков изображения к яркости наиболее темных участков.
Графические планшеты – предназначены для ввода художественной графической информации . Существует несколько различных принципов их действия, но в основе всех их лежит фиксация специального пера относительно планшета. Такие устройства могут использоваться художниками, т. к. позволяют им создавать экранные изображения привычными способами.
Цифровые фотокамеры – эти устройства воспринимают графические данные с помощью ПЗС, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром является разрешающая способность, которая связана с количеством ПЗС в матрице. Лучшие потребительские модели имеют до 1млн ячеек ПЗС и обеспечивают разрешение изображения до 800х1200 точек. У профессиональных моделей эти параметры еще выше.
29. Базы данных. Основные понятия. СУБД MS Access (назначение, основные возможности). Данные – это определенные факты, характеризующие объекты, процессы и явления, а также их свойства.
2. База данных (БД) – это совокупность взаимосвязанных и организованных по определенным правилам данных о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области.
3. Предметная область – часть реального мира, подлежащего изучению.
4. Запись БД – информация о свойствах и характеристиках одного объекта БД. Запись состоит из полей.
5. Поле записи БД – информация о некотором свойстве или характеристике объекта БД.
6. Структурирование информации в БД – организация информации в БД определенным образом; используется для удобства работы с БД.
7. По типу используемой модели организации данных определяют реляционные, иерархические и сетевые базы данных.
8. По форме представления информации выделяют документальные, фактографические, мультимедийные базы данных.
Система управления базами данных (СУБД) – совокупность программных и языковых средств, предназначенных для создания и обработки баз данных. Каждая СУБД ориентирована на конкретный тип баз данных.
2. Типовые задачи работы с БД: создание БД, изменение информации в БД, сохранение БД в файле на диске, загрузка файла БД с диска, упорядочение записей БД, поиск записей в БД, вывод информации из БД в виде отчета.
3. Сортировка записей базы данных – процесс их упорядочения по некоторому условию.
Основные понятия
Поле - наименьший поименованный элемент информации, хранящейся в БД и рассматриваемой как единое целое.
Поле может быть представлено числом, буквами пли их сочетанием (текстом). Например, в телефонном справочнике полями являются фамилия и инициалы, адрес, номер телефона, т.е. три поля, причем все текстовые (номер телефона также рассматривается как некоторый текст).
Рисунок 1. Представление информации в БД
Запись - совокупность полей, соответствующих одному объекту. Так, абоненту телефонной сети соответствует запись, состоящая из трех полей.
Файл - совокупность связанных по какому-либо признаку записей (т.е. отношение, таблица). Таким образом, в простом случае база данных есть файл.
Типы полей
Все данные в БД разделены по типам. Вся информация полей, принадлежащих одному столбцу (домену), имеет один и тот же тип. Такой подход позволяет ЭВМ организовать контроль вводимой информации.
Рисунок 2
Основные типы полей баз данных:
• Символьный (текстовый). В таком поле по умолчанию может храниться до 256 символов.
• Числовой . Содержит числовые данные различных форматов, используемые для проведения расчетов.
• Дата / время . Содержит значение даты и времени.
• Денежный . Включает денежные значения и числовые данные до пятнадцати знаков целой части и четырех знаков дробной части.
• Поле примечание . Оно может содержать до 2^16 символов (2^16 = 65536).
• Счетчик . Специальное числовое поле, в котором СУБД присваивает уникальный номер каждой записи.
• Логический . Может хранить одно из двух значений: true or false.
• Поле объекта OLE (Object Linking and Embedding - технология вставки и связывания объекта). Это поле может содержать любой объект электронной таблицы, документ microsoft word, рисунок, звукозапись или другие данные в двоичном формате, внедренные или связанные с СУБД.
• Гиперссылка . Может содержать строку, состоящую из букв и цифр, представляющую адрес сайта или web - страницы.
• Мастер подстановок . Создает поле, в котором предлагается выбор значений из списка или содержащего набор постоянных значений.
Свойства полей базы данных
Поля базы данных не просто определяют структуру базы — они еще определяют групповые свойства данных, записываемых в ячейки, принадлежащие каждому из полей.
Ниже перечислены основные свойства полей таблиц баз данных на примере СУБД Microsoft Access:
• Имя поля — определяет, как следует обращаться к данным этого поля при автоматических операциях с базой (по умолчанию имена полей используются в качестве заголовков столбцов таблиц).
• Тип поля — определяет тип данных, которые могут содержаться в данном поле.
• Размер поля — определяет предельную длину (в символах) данных, которые могут размещаться в данном поле.
• Формат поля — определяет способ форматирования данных в ячейках, принадлежащих полю.
• Маска ввода — определяет форму, в которой вводятся данные в поле (средство автоматизации ввода данных).
• Подпись — определяет заголовок столбца таблицы для данного поля (если подпись не указана, то в качестве заголовка столбца используется свойство Имя поля).
• Значение по умолчанию — то значение, которое вводится в ячейки поля автоматически (средство автоматизации ввода данных).
• Условие на значение — ограничение, используемое для проверки правильности ввода данных (средство автоматизации ввода, которое используется, как правило, для данных, имеющих числовой тип, денежный тип или тип даты).
• Сообщение об ошибке — текстовое сообщение, которое выдается автоматически при попытке ввода в поле ошибочных данных (проверка ошибочности выполняется автоматически, если задано свойство Условие на значение).
• Обязательное поле — свойство, определяющее обязательность заполнения данного поля при наполнении базы.
• Пустые строки — свойство, разрешающее ввод пустых строковых данных (от свойства Обязательное поле отличается тем, что относится не ко всем типам данных, а лишь к некоторым, например к текстовым).
• Индексированное поле — если поле обладает этим свойством, все операции, связанные с поиском или сортировкой записей по значению, хранящемуся в данном поле, существенно ускоряются. Кроме того, для индексированных полей можно сделать так, что значения в записях будут проверяться по этому полю на наличие повторов, что позволяет автоматически исключить дублирование данных.
Поскольку в разных полях могут содержаться данные разного типа, то и свойства у полей могут различаться в зависимости от типа данных. Так, например, список вышеуказанных свойств полей относится в основном к полям текстового типа. Поля других типов могут иметь или не иметь эти свойства, но могут добавлять к ним и свои. Например, для данных, представляющих действительные числа, важным свойством является количество знаков после десятичной запятой. С другой стороны, для полей, используемых для хранения рисунков, звукозаписей, видеоклипов и других объектов OLE, большинство вышеуказанных свойств не имеют смысла.