Wynalezienie klawiatury było dla komputera było tym, czym był pierwszy lot dla kosmonautyki. Historycznie klawiatury podzielić można na trzy grupy: model XT, model AT, i współczesna klawiatura 101- lub 102- klawiszowa PS/2 (wprowadzona na rynek przez firmę IBM).

Klawiaturę XT i AT charakteryzowała mniejsza liczba klawiszy (83), inne ich rozmieszczenie, ponadto klawiatura XT zapewniała jedynie jednokierunkową wymianę informacji pomiędzy klawiaturą a komputerem.

Zasada działania klawiatury jest stosunkowo prosta (Patrz rysunek 2.11.). Klawiatura posiada swój mikrokontroler jednoukładowy, który nadzoruje siatkę połączeń linii X i kolumn Y, w węzłach której umieszczone są poszczególne klawisze. Układ wysyła, z odpowiednią częstotliwością, impulsy kolejno wszystkimi liniami X i bada, czy nie pojawiły się one na którejś z linii Y. Dzięki takiemu rozwiązaniu można jednoznacznie określić, które klawisze zostały naciśnięte, a które zwolnione. Informacja o mapie klawiatury jest przekazywana szeregowo do komputera. Dane przesyłane są synchronicznie, a 11-bitowa ramka ma stałą budowę i zawiera: 1 bit startu (zawsze 0), 8 bitów danych, 1 bit kontroli parzystości, bit stopu (zawsze 1) [1]. Pojawienie się przychodzącego z klawiatury znaku, komputer sygnalizuje przerwaniem IRQ1. Dzięki możliwości dwukierunkowej wymiany informacji (w synchronicznym trybie półdupleksowym), procesor komputera jest w stanie programować zarówno klawiaturę, jak i kontroler.

[Szchenat obsługi klawiatury]

Rysunek 2.12. Schemat obsługi klawiatury typu AT i PS/2 [1]

Należy pamiętać, że każdemu klawiszowi przyporządkowany jest unikalny numer (ang. scan code),a naciśnięcie klawisza powoduje przesłanie do komputera tzw. kodu naciśnięcia (ang. make code), który to mieści się we wspomnianej 11-bitowej ramce. Ponadto do interpretacji znaczenia klawisza (grupy klawiszy) potrzebna jest cała mapa zestyków klawiatury.

Dzięki ww. możliwości programowania klawiatury i kontrolera oraz istnieniu unikatowych numerów przypisanych każdemu klawiszowi (ang. scan code) możliwe jest dostosowanie klawiatury do używania znaków narodowościowych (np. polskich) np. z użyciem sterownika "keyb.com". Myszkę wynalazł w 1963 roku Douglas Engelbart, pracujący ówcześnie w Stanford Research Center. W latach 70 rozwijaniem technologii "myszatych" zajęła się firma Xerox, ale pierwsza mysz wyprodukowana na masową skalę pojawiła się w roku 1983. Cena produktu: 200 USD, producent: Microsoft.

[Myszka Microsoft]

Rysunek 2.13. Nieco nowsza mysz firmy Microsoft

Jak działa mysz, wiedzą niemal wszyscy. Przesuwanie małym urządzeniem, wyposażonym w przycisk(i), powoduje przekazanie do komputera informacji o zmianie położenia myszy i w rezultacie ruch kursora na ekranie. Kliknięcie w przycisk(i) myszki powoduje modyfikację parametrów używanego programu.

Ze względu na sposób, w jaki myszy odczytują swoją pozycję, urządzenia te możemy podzielić na trzy grupy: mechaniczne, optomechaniczne i optyczne [3]. Modele mechaniczne i optomechaniczne działają według podobnych zasad.

Ważnym parametrem myszy, jest rozdzielczość myszy - liczba impulsów wysyłanych w trakcie przemieszczania się urządzenia na odcinku jednego cala (zazwyczaj 300 lub 400 dpi). Naturalnie, im rozdzielczość jest większa, tym lepiej dla użytkownika.

Większość myszy komunikuje się z komputerem wykorzystując złącze RS-232, PS/2 lub USB. Możliwa jest również bezprzewodowa komunikacja pomiędzy komputerem a myszą chociażby z wykorzystaniem np. standardu IrDA (łącze podczerwieni). Zadaniem skanera jest konwersja dokumentów i zdjęć z postaci papierowej do cyfrowej oraz przesłanie ich, z użyciem sterownika TWAIN (ang. Technology Without An Interesting Name), do komputera. Typowym zastosowaniem skanerów jest również rozpoznawanie wyrazów - system OCR (ang. Optical Character Recognition). Działanie OCR opiera się na odpowiednio "wytrenowanych" do tego celu sieciach neuronowych, a uzyskane wyniki są, w porównaniu z początkami tej technologii, zaskakująco dobre.

Podstawowym parametrem skanera jest rozdzielczość, na którą składają się [3]:

Kolejnym, bardzo istotnym, parametrem skanera, jest poprawna interpretacja barw oryginału. Standardowo informacja o barwie każdego zeskanowanego punktu zapisana jest na 24 bitach. Profesjonalne skanery odczytują informację o barwie z większą dokładnością. Posługując się tzw. wewnętrznym kodowaniem, uzyskują głębię koloru (np. 36 bitów), po czym z zeskanowanego zbioru wyliczany jest najlepszy (wg programu, który dokonuje tych obliczeń) zakres barw i zapisywany w formacie RGB 24-bitowym.

Innym parametrem, który ma wpływ na jakość skanowanego obrazu, jest zakres gęstości optycznej (D), czyli zdolność prawidłowej prezentacji najjaśniejszych i najciemniejszych partii obrazu.

[Skaner]

Rysunek 2.14. Skaner płaski w pełnej krasie

Wszystkie opisane powyżej własności skanera związane są z jego wnętrzem, to ono w największym stopniu decyduje o jakości skanowanych dokumentów i fotografii.

Konstrukcje skanerów podzielić możemy, ze względu na wykorzystane elementy światłoczułe (zamieniające sygnał świetlny na elektryczny), na dwie grupy [3]:

  1. Urządzenia wykorzystujące układy typu CCD (ang. Charge Coupled Device). Konstrukcje takie zawierają lampę z zimną katodą, której rozgrzewanie, w początkowej fazie skanowania, wymaga dostarczenia prądu o większym natężeniu niż urządzenia drugiego typu. Skanery te mają znaczną wagę. Jest to spowodowane faktem, że głowica skanująca, prócz elementów CCD i lampy, zawiera lustro i układ skupiający.

  2. Urządzenia wykorzystujące układy typu CID (ang.Contact Image Sensor). Konstrukcja zawiera diody LED wymagające skromnego poboru prądu. Głowica skanująca nie zawiera układu lustra i układu skupiającego, dzięki czemu skanery tego typu są bardzo lekkie. Charakteryzują się jednak gorszymi parametrami jakościowymi od swoich starszych braci. Zaletą tych urządzeń jest przystępna cena.

Niezależnie od typu, działanie skanera jest bardzo podobne [3]: podczas skanowania pod dokumentem przemieszcza się głowica skanera (najczęściej o długości równej szerokości skanowanego dokumentu), której lampa (lub diody LED) oświetlają dokument, który odbija światło. Natężenie światła odbitego od elementu ciemniejszego jest inne, niż natężenie światła odbitego od elementu jaśniejszego. Światło odbite (o różnym natężeniu) kierowane jest do komórek światłoczułych (w przypadku elementów CCD wymagany jest specjalny układ lustra-soczewek skupiających). Dla każdego punktu skanowanego dokumentu istnieje zbiór elementów światłoczułych, które zajmują się "obróbką" tego sygnału. Elementy światłoczułe zamieniają informację o natężeniu światła na impulsy elektryczne, które są przesyłane do komputera. W komputerze informacje o poszczególnych częściach dokumentu są zbierane i generowany jest obraz dokumentu jako całości.

Skanery komunikują się z komputerem poprzez magistrale SCSI, FireWire, przez łącza USB, a także poprzez drukarkowy port równoległy LPT.

NASTĘPNA