Technika počítačů 9. Vstupně-výstupní zařízení © Milan Keršlágerhttp:// Obsah: ● klávesnice, myš, tablet, joistick, volant ● sériový a paralelní port, gameport ● USB, Firewire, PS/2 ● zvuková karta

Psací stroj ● vznik 1714, Typewriter (1874) → Remington ● různá rozložení písmen – QWERTY (1888 přijato jako standard) ● rozložení písmen rovnoměrně mezi všechny prsty – kvůli rychlejšímu psaní, ovšem pro angličtinu – snižovalo též problém zasekávání páček s odlitky písmen – Dvorak ● jiné rozložení, větší rychlost se nepotvrdila – AZERTY ● Francie – QWERTZ ● záměna Z a Y → převzato z Německa

Dálnopis ● 1910 ● tzv. Telex, Teletype, zkráceně TTY ● psací stroj + elektrický přenos psaných znaků – obdoba telefonní sítě – přenos jen on-line (nešlo napsat zprávu a pak odeslat) ● v ČR ukončen provoz v roce 2008 – telegram až do roku 2010

Rozložení kláves ● mezinárodní norma ISO/IEC 9995 (1997) ● rozložení písmen se řídí národními zvyklostmi ● Česká republika → ČSN (1994) ● rozmístění 48 znaků (i po stisku klávesy SHIFT) – ostatní znaky řešeny nejsou (např. zpětné lomítko) ● neřeší přizpůsobení českému jazyku – mohlo by zvýšit rychlost psaní až o 15 % – téměř 60 % textu by šlo psát v základní poloze

Skupiny kláves 1) alfanumerická klávesnice ● 26 písmen, mezerník, číslice a interpunkce 2) numerická klávesnice ● oddělený blok pro psaní čísel → kalkulačka – Pozor → telefonní číselná klávesnice je obrácená – původně šedivá tlačítka → gray keys 3) funkční klávesy ● F1 až F12 → význam dává konkrétní program 4) speciální klávesy ● Esc, Print Screen, Home, Enter, šipky, …

Speciální klávesy (1) ● Tabelátor → znak tabelátoru (typicky jako 8 mezer) ● Caps Lock → trvalé psaní velkých písmen ● SHIFT → přeřazovač (velká/malá písmena) ● CTRL → řídící znaky, provedení nějaké akce – kopírování z/do schránky, konec vstupu, uložení, … ● ALT → alternativní funkce – podle příslušného programu ● AltGr (pravý ALT) → alternativní písmena (€ apod.) ● ESC → návrat (k předchozí volbě, nabídce) ● Num Lock → přepínání významu num. kláves

Speciální klávesy (2) ● Windows klávesy → jen pro „licenční poplatky“ – letící okno: CTRL+ESC – kontextová nabídka: CTRL+Enter (???) ● Print Screen → vytištění obrazovky – dnes snímek obrazovky do schránky – ALT+Print Screen → aktuální okno do schránky ● Scroll Lock → dříve pozastavení rolování textu ● Pause → pozastavení běhu – dnes jen při POST testech BIOSu ● SysRq → v Linuxu dump jádra (systém Request) – CTRL+Print Screen

Připojení k počítači ● DIN-5 ● konektor původního IBM PC AT („AT klávesnice“) – IBM PC XT stejný konektor, ale nekompatibilní zapojení ● Mini-DIN (PS/2) ● převzato z neúspěšného IBM PC/2 ● USB ● dnešní standard ● bezdrátové připojení ● využíván Bluetooth nebo proprietární protokoly ● infračervené světlo, Apple Desktop Bus, atd.

Konstrukce klávesnice ● 1972 → řídící mikročip, pak Intel 8048 (1978) ● řídící programovatelný obvod klávesnice – nastavení prodlevy před opakováním, rychlost opak. atd. ● scan-kódy ● vysílány klávesnicí po stisknutí a uvolnění tlačítka ● nejsou závislé na národním rozložení znaků ● v počítači převedeny na písmeno – převod scan-kódu podle aktuální mapy kláves – 1. úroveň → klasika (malá písmena) – 2. úroveň → se stisknutým SHIFT – 3. úroveň → AltGr + klávesa

Myš ● 1972 → bez kuličky, snímání dvěma kolečky ● kulička + snímání její rotace pomocí válečků ● válečky vůči sobě v pravém úhlu ● mechanicko-elektrické kontakty, optické snímače ● optická myš ● LED dioda + fotodiody + speciální podložka – sledování odrazu od rastrovaného povrchu podložky ● LED dioda + CCD snímač – fotografie povrchu v nízkém rozlišení (desítky pixelů) – jednoúčelový čip zjišťuje periodicky posun obrazu

Myš (2) ● rozlišení v DPI ● DPI → počet bodů na palec (2,54 cm) ● vyšší DPI → vyšší citlivost na pohyb (přesnost) ● alternativy k myši ● trackball → velká kulička, kterou prsty otáčíme ● touchpoint → tyčka reagující na tlak do stran ● touchpad → destička citlivá na dotek ● gesta myši ● akce na různý pohyb (do stran, svisle, kolečko...)

Tablet ● deska + snímač pozice ● snímač ve tvaru tužky, myš se zaměřovacím křížem – pasivní, aktivní ● použití – kresba ● může být citlivý na tlak – digitalizace předlohy ● přenos záchytných bodů do počítače

Joystick ● pákový ovladač ● snímání ve dvou kolmých osách ● dříve pouze spínání kontaktů ● poté měření výchylky – využití gameportu → D/A převodník – dnes D/A uvnitř zařízení + přenos přes USB ● doplňující tlačítka – využití závislé na konkrétní aplikaci ● kalibrace – zjištění max. výchylek + neutrální polohy

Volant, pedály ● pro automobilové hry ● volant → doleva/doprava ● zpětná vazba – vibrace do volantu ● doplnění o pedály ● nahrazuje vpřed/vzad

Porty

RS-232C ● sériový port pro IBM PC ● odesílá slova (7, 8, 9 bitů) – synchronizační pulzy, start-bit, data, paritní bit, stop-bit – -12V → logická 1, +12V → logická 0 – rychlost 1200 až bps – připojení: myš, tiskárny, modem, plotr (i tiskárny),... ● arytmický přenos dat – synchronizace se dělá zvlášť pro každé přenášené slovo ● !!! proto to není asynchronní přenos !!! – TxD (vysílání), RxD (příjem), řídící signály – pro potvrzení se používá handshake ● softwarový (znaky Xon/Xoff), hardwarový (signály DTR atd).

RS-232C (2) ● omezená délka kabelu (řádově metry) ● konektory: – CANON-25 (na PC samec) – CANON-9 (na PC samec) ● dnes konvertory USB → RS-232C

Paralelní port ● typicky pro připojení tiskáren ● 8 bitů paralelně (nebo 4 bity obousměrně) ● konektor CANON-25 – na straně PC byla samice ● rychlost bps až 4 MB/s

Gameport ● analogový vstup ● na vstupu A/D převodník – převod napětí na číselnou hodnotu – nutná kalibrace každého zařízení ● konektor CANON-15 ● též pro připojení MIDI zařízení – zvuková zařízení (elektronické piano) ● býval umístěn na zvukových kartách

USB (1) ● Universal Serial Bus ● 1995 → Intel, Microsoft, … – první zařízení až v roce 1998 – záměrná konkurence pro FireWire (Apple) ● sériový přenos dat (8 až 256 bajtů) ● 1996 v1.1 → 1,5 Mbps ● 2000 v2.0 → 480 Mbps ● 2008 v3.0 → 5 Gbps ● všechny rychlosti jsou reálně poloviční ● USB HID → standard pro klávesnici, myš

USB (2) ● zdroj napájení 5V – zařízení běžně odběr do 500 mA ● zařízení musí vyšší spotřebu deklarovat → až 900 mA ● identifikace zařízení → poplatky + přidělení čísla – ID výrobce (2 bajty) +ID výrobku (2 bajty) – systém najde ovladač podle těchto ID ● možnost rozbočovače (USB hub) – pasivní (napájený přes USB) – aktivní → samostatný zdroj napájení ● různé konektory – klasický, zpevněný, miniaturní, miniaturní odolný,... – eSATAp → USB + SATA + napájení 5V a 12V

Firewire ● Apple, typicky pro videokamery IEEE 1394a → 400 Mbps IEEE 1394b → 800 Mbps IEEE 1394c → 3,2 Gbps

PS/2 ● podle neúspěšné architektury počítačů od IBM ● náhrada za DIN konektor pro klávesnici ● připojení klávesnice a myši ● sériové rozhraní s napájením 5V

Zvuková karta