计算机的输入设备

计算机是一种可编程的电子设备，它接收原始数据作为输入，使用程序（一组指令）对其进行处理，然后提供结果作为输出。

输入设备使用户能够将数据、信息或控制信号发送到计算机。计算机的中央处理单元（CPU）接收输入并对其进行处理以产生输出。换句话说，允许用户向计算机系统输入输入或与计算机交互的另一种类型的外部设备称为输入设备。

一些常见的输入设备如下

1. 键盘
2. 鼠标
3. Scanner
4. 操纵杆
5. 光笔
6. 数字化仪
7. 麦克风
8. 磁性油墨字符识别（MICR）
9. 光学字符识别器（OCR）
10. 数码相机
11. 游戏手柄
12. 方向盘
13. 手势识别设备
14. 光枪
15. 触摸板
16. Remote
17. 触摸屏
18. VR
19. 网络摄像头
20. 生物识别设备

1) 键盘

通过按键将数据输入计算机或其他电子设备的基本输入设备是键盘。它具有用于字母、数字、字符和功能的不同按键集合。键盘通过USB或蓝牙设备连接到计算机进行无线通信。

键盘类型：根据使用的地区和语言，键盘可以有不同类型。一些常见的键盘类型如下

i) QWERTY键盘

它是现代计算机最常用的键盘。它以顶部一行按钮的第一个六个字母命名，即使在不使用拉丁字母的国家也很受欢迎。它非常受欢迎，以至于有些人认为它是计算机的唯一输入设备类型。

ii) AZERTY键盘

它被认为是标准的法式键盘。它是在法国开发的，作为 QWERTY 布局的替代布局，主要在法国和其他欧洲国家使用。一些国家已制造了自己的 AZERTY 版本。

它的名称来源于键盘左上角的第一行六个字母。AZERTY 键盘中的 Q 和 W 键与 QWERTY 键盘中的 A 和 Z 键互换。此外，在 AZERTY 键盘中，M 键位于 L 键的左侧。

AZERTY 键盘与 QWERTY 键盘不同，不仅在字母的放置上，而且在许多其他方面，例如，它强调重音，这对于书写法语等欧洲语言是必需的。

iii) DVORAK键盘

这种键盘布局的开发旨在通过减少打字时的手指移动来提高打字速度。最常用的字母放在主行上以提高打字效率。

2) 鼠标

鼠标是一种手持输入设备，用于在屏幕上移动光标或指针。它设计用于在平坦的表面上使用，通常在它们之间有一个左、右按钮和一个滚动轮。笔记本电脑配有触摸板，可充当鼠标。它允许您通过在触摸板上移动手指来控制光标或指针的移动。一些鼠标带有集成功能，例如用于执行不同按钮的额外按钮。

鼠标由 Douglas C. Engelbart 于 1963 年发明。早期的鼠标在设备下方集成了滚轮作为运动传感器。现代鼠标设备采用光学技术，通过可见或不可见的光束控制光标移动。鼠标通过不同的端口连接到计算机，具体取决于计算机类型和鼠标类型。

常见鼠标类型

i) 轨迹球鼠标

它是一种固定的输入设备，具有球形机构，可移动屏幕上的指针或光标。球一半插入设备中，可以用手指、拇指或手掌轻松滚动以在屏幕上移动指针。该设备具有检测球体旋转的传感器。它保持固定；您无需在操作表面上移动它。因此，如果您桌面空间有限，它是一个理想的设备，因为您无需像移动鼠标那样移动它。

ii) 机械鼠标

它具有一个球体和几个滚轮的系统来跟踪其移动。它是一种有线鼠标。机械鼠标可用于高性能。缺点是它们容易积聚灰尘，因此需要定期清洁。

iii) 光学鼠标

光学鼠标使用光学电子设备来跟踪其移动。它比机械鼠标更可靠，并且维护要求也更低。但是，它的性能会受到其运行表面的影响。应使用普通无光泽的鼠标垫以获得最佳效果。粗糙的表面可能会给光学识别系统带来问题，光亮的表面可能会错误地反射光线，从而导致跟踪问题。

iv) 无绳或无线鼠标

顾名思义，这种鼠标没有电缆，而是使用无线技术（如 IrDA（红外线）或无线电（蓝牙或 Wi-Fi））来控制光标的移动。它用于改善使用鼠标的体验。它使用电池供电。

3) 扫描仪

扫描仪使用图片和文本页面作为输入。它扫描图片或文档。扫描的图片或文档然后被转换为数字格式或文件，并在屏幕上显示为输出。它使用光学字符识别技术将图像转换为数字图像。一些常见的扫描仪类型如下

扫描仪类型

i) 平台式扫描仪

它有一个玻璃板和一个移动的光学 CIS 或 CCD 阵列。光线照亮面板，然后将图像放在玻璃板上。光线沿着玻璃板移动并扫描文档，从而生成其数字副本。扫描透明幻灯片时，您需要使用透明适配器。

ii) 手持式扫描仪

它是一种小型手动扫描设备，用手握持，并在要扫描的平面图像上滚动。使用此设备的缺点是扫描时手必须稳定；否则，可能会扭曲图像。常见的便携式扫描仪之一是您在商店中看到的条形码扫描仪。

iii) 馈纸式扫描仪

在此扫描仪中，文档被插入扫描仪提供的插槽中。此扫描仪的主要组件包括纸张进给器、扫描模块和校准纸。在此扫描仪中，光线不移动。相反，文档在扫描仪中移动。它适用于扫描单页文档，不适用于书籍、杂志等厚对象。

iv) 滚筒扫描仪

滚筒扫描仪使用光电倍增管（PMT）来扫描图像。它不像平台式扫描仪那样具有电荷耦合器件。光电倍增管对光非常敏感。图像放置在玻璃管上，光线横扫图像，产生图像的反射，由 PMT 捕获并处理。这些扫描仪具有高分辨率，适用于详细扫描。

v) 照片扫描仪

它设计用于扫描照片。它具有扫描照片所需的高分辨率和色彩深度。一些照片扫描仪配有内置软件，用于清洁和恢复旧照片。

4) 操作杆

操作杆也像鼠标一样是一种指向输入设备。它由一个带有球形底座的杆组成。底座安装在一个允许操纵杆自由移动的插座中。操纵杆的移动控制屏幕上的光标或指针。

第一个操作杆由美国海军研究实验室的 C. B. Mirick 发明。操作杆有多种类型，例如位移操作杆、手指操作杆、手动操作杆、等距操作杆等。在操作杆中，除非操纵杆竖直，否则光标会朝着操纵杆的方向移动，而在鼠标中，只有当鼠标移动时，光标才会移动。

5) 光笔

光笔是一种看起来像笔的计算机输入设备。光笔的尖端包含一个光敏检测器，允许用户指向或选择显示屏上的对象。其光敏尖端检测对象位置并将相应信号发送到CPU。它与LCD屏幕不兼容，因此今天不再使用。如果需要，它还可以帮助您在屏幕上绘图。第一支光笔于 1955 年左右在麻省理工学院（MIT）的 Whirlwind 项目中发明。

6) 数位板

数位板是一种计算机输入设备，具有平面，通常配有触控笔。它允许用户使用触控笔绘制图像和图形，就像我们用铅笔在纸上画画一样。在数位板上绘制的图像或图形会出现在计算机显示器或显示屏上。软件将触摸输入转换为线条，还可以将手写文本转换为键入的单词。

它可用于捕获手写签名和数据，或从胶带纸上捕获图像。此外，它还用于接收绘图形式的信息，并将输出发送到 CAD（计算机辅助设计）应用程序和AutoCAD等软件。因此，它允许您将手绘图像转换为适合计算机处理的格式。

7) 麦克风

麦克风是一种用于输入声音的计算机输入设备。它接收声音振动并将其转换为音频信号或发送到录音介质。音频信号被转换为数字数据并存储在计算机中。麦克风还使用户能够与他人进行远程通信。它还用于为演示文稿添加声音，并与网络摄像头结合使用进行视频会议。麦克风可以通过不同的方式捕获声波；因此，下面将描述最常见的三种类型

i) 动圈式

它是一种设计简单、最常用的麦克风。它有一个磁铁，由金属线圈和磁铁前端的薄膜包裹。薄膜将声波的振动传递给线圈，再从线圈传递给电线，电线将声音作为电信号传输。

ii) 电容式

它专为音频录制而设计，具有非常灵敏且平坦的频率响应。它有一个称为振膜的前板和一个与前板平行的后板。当声音撞击振膜时，它会振动振膜并改变两个板之间的距离。距离的变化会作为电信号传输。

iii) 铝带式

它以其可靠性而闻名。它有一个由铝、杜拉铝或纳米薄膜制成的薄带，悬挂在磁场中。声波引起铝带振动，从而产生与振动速度成正比的电压。电压作为电信号传输。早期的铝带式麦克风配有变压器来提高输出电压，但现代铝带式麦克风配有先进的磁铁以产生强信号。

8) 磁性油墨字符识别（MICR）

MICR 计算机输入设备旨在读取用磁性油墨打印的文本。MICR 是一种字符识别技术，它利用对磁场敏感的特殊磁性油墨。它被银行广泛用于处理支票，以及在安全是主要考虑因素的其他组织。它每分钟可以处理三百张支票，准确率为百分之百。支票底部（MICR 号码）的详细信息是用磁性油墨书写的。可以使用带有 MICR 碳粉的激光打印机打印磁性油墨。

该设备读取详细信息并发送到计算机进行处理。需要将磁性油墨打印的文档通过机器进行磁化，然后将磁信息转换为字符。

9) 光学字符识别器（OCR）

OCR（光学字符识别）是一种输入设备，用于将手写、打印或印刷文本的扫描图像替换为数字文本。通常在办公室和图书馆中使用，它扫描文档并使用软件分析图像，将暗区识别为背景，将亮区识别为字符。OCR 特别适用于将硬拷贝转换为可编辑的数字格式，如 PDF 或 Word 文档。

它使用扫描仪处理和复制文档的物理形式。复制文档后，OCR 软件将文档转换为双色（黑白）版本，称为位图。然后分析亮暗区域，将暗区域选为字符，将亮区域识别为背景。它被广泛用于将法律或历史硬拷贝文档转换为 PDF。转换后的文档可以根据需要进行编辑，就像我们编辑在 ms word 中创建的文档一样。

10) 数码相机

它是一种数字设备，因为它以数字方式捕获图像和录制视频，然后将其存储在存储卡上。它配有图像传感器芯片来捕获图像，而不是像传统相机那样使用胶片。除此之外，连接到计算机的相机也可以称为数码相机。

它具有光电传感器来记录进入相机的光线。当光线照射到光电传感器时，每个传感器都会返回电流，用于创建图像。

11) 游戏手柄

它是一种简单的输入设备，广泛用于游戏中。它是一个用手握住的轮子，看起来像立体音响上的音量旋钮，用于增加或减少音量。游戏手柄以前后运动的方式移动或控制游戏中的光标或任何其他对象。它广泛用作操作杆的替代品。除此之外，术语“游戏手柄”还指许多旨在控制电子设备、计算机等功能的便携式设备。

12) 方向盘

它在赛车电子游戏（如赛车游戏）或驾驶程序（如虚拟模拟器）中用作输入设备，用于驾驶车辆。它的工作原理类似于真实的方向盘，允许您向右转或向左转。方向盘可能配有加速和刹车踏板装置以及换挡机构。因此，它使赛车游戏更加冒险和有趣。

13) 手势识别设备

这些设备将人类手势作为输入。有许多此类设备可以响应手势。例如，Kinect 就是这样一种设备，它可以观察玩家身体的运动，并将这些运动解释为视频游戏的输入。此功能在某些平板电脑和智能手机中也可用，您可以使用滑动、捏合等手指手势执行某些任务，例如拍照。

14) 光枪

顾名思义，它是一种指向输入设备，设计用于在视频游戏或街机等的屏幕上指向目标并射击。光枪首次用于 MIT Whirwind 计算机。当枪指向屏幕上的目标并扣动扳机时，屏幕会短暂变为空白。在此期间，枪管中的光电二极管会确定枪指向何处。例如，在打鸭子游戏中射击鸭子。

15) 触摸板

它通常在笔记本电脑中用作鼠标的替代品。它允许您用手指移动或控制屏幕上的光标。就像鼠标一样，它也有两个按钮用于右键单击和左键单击。使用触摸板，您可以执行所有与鼠标相同的任务，例如选择屏幕上的对象、复制、粘贴、删除、打开文件或文件夹等等。

16) 遥控器

它是一种硬件设备，旨在控制设备的运行，例如，电视遥控器可以在不离开座位的情况下从远处用于更改频道、增加或减少音量。第一款无绳电视遥控器由 Zenith 的 Dr. Robert Adler 于 1956 年发明。遥控器发送电磁波与设备通信。这些波可以是红外线、无线电波等。

17) 触摸屏

触摸屏是一种允许用户使用手指与设备交互的显示器。通常在智能手机、平板电脑和其他电子产品中发现，它通过启用基于触摸的导航改变了对鼠标的需求。触摸屏也用于相机、汽车 GPS 系统和健身器械等设备。E.A. In 1965 年的概念，以及第一个触摸屏由 Cern 工程师 Frank Beck 和 Bent Stump 在 20 世纪 70 年代初开发。

18) VR

VR 代表虚拟现实。它是由计算机生成的虚拟或虚拟环境。一个人可以使用头戴设备、手套、耳机等输入设备与该虚拟环境的虚拟对象进行交互。例如，他或她可以发现自己走在海滩上，观看足球比赛，在天空中行走，等等，而无需实际做这一切。

19) 网络摄像头

任何连接到计算机的摄像头都称为网络摄像头。计算机上提供的内置摄像头也可视为网络摄像头。它是一种输入设备，因为它可以拍照，如果需要，还可以用于录制视频。照片和视频存储在 计算机内存 中，如果需要，可以在屏幕上显示。虽然它的工作方式与数码相机几乎相同，但它与数码相机不同，因为它设计用于拍摄可以轻松上传到网页并与他人通过互联网共享的紧凑型数码照片。

20) 生物识别设备

生物识别技术是指通过一个人的生物特征（如指纹、眼角膜、面部结构等）来识别一个人的过程。这是通过使用生物识别设备完成的，这些设备根据其扫描功能和能力有不同类型，例如

i) 面部扫描仪

它旨在通过扫描一个人的脸来识别他或她。它测量一个人的面部尺寸。例如，眼睛、鼻子和嘴之间的距离等，据此确认一个人的身份。此外，它足够智能，可以区分一个人是照片还是真人。

ii) 手部扫描仪

一个人的手也可以用来验证他或她的身份，因为每个人都有独特的掌静脉模式，就像指纹一样。该设备利用这一特性；它通过扫描一个人手掌来识别一个人。它使用红外光扫描静脉图案和其中的血液流动。手掌比指纹更独特。

iii) 指纹扫描仪

它扫描指纹以识别人员或进行生物识别认证。开发此设备时，考虑到世界上没有人拥有相同的指纹。它被广泛用于公司作为指纹考勤系统来标记员工的出勤。这类扫描仪会捕获手指上的山谷和山脊图案，并将其存储在内存或数据库中。当您将手指按在指定位置时，它会使用其图案匹配软件来验证身份。

iv) 视网膜或虹膜扫描仪

它扫描一个人的视网膜或虹膜以确认身份。此设备比其他设备更安全，因为复制视网膜或虹膜几乎不可能。它通过映射眼睛视网膜的血管模式来工作。视网膜的血管更容易吸收光线，并且可以在适当的光线下进行识别。

在此扫描中，低能红外光束通过扫描仪的目镜照射到视网膜上。然后，软件捕获视网膜中的血管网络，并使用它来验证一个人的身份。

v) 语音扫描仪

它记录一个人的声音并将其数字化以创建独特的声音指纹或模板。声音指纹存储在数据库中，用于验证一个人的声音以确认他或她的身份。要求一个人以创建声音模板时使用的正常声音或相同声音说话。由于可以使用录音带滥用，因此它的可靠性不高。

结论

输入设备构成了人机交互的支柱，在数字时代促进了通信和控制。从传统的键盘和鼠标到用户-计算机界面的未来可能性，输入设备的图景不断适应，由技术创新和个人需求推动。

常见问题 - 输入设备

Q1：什么是输入设备？

答：输入设备是任何允许用户通过提供数据或控制指示来与 PC 或数字设备交互的硬件设备。这些设备将用户的活动转换为 PC 可以识别和操作的信号。

Q2：输入设备有哪些典型示例？

答：常见的输入设备示例包括键盘、鼠标、触摸屏、网络摄像头、图形工具、扫描仪、麦克风和游戏控制器。每种设备都有其特定用途，并满足不同的交互类型。

Q3：键盘如何作为输入工具工作？

答：键盘包含一组快速的按键，每个按键代表数字、字母、范围或符号。按下按键时，它会向 PC 发送一个特定的电信号，PC 会将该信号翻译并在显示屏上生成相应的字符。键盘对于文本输入和命令执行至关重要。

Q4：鼠标作为输入设备的主要功能是什么？

答：鼠标是一种带按钮的指向工具，单击或滚动时会向 PC 发送警报。它通常用于导航图形用户界面、固定对象和与屏幕上的功能交互。现代鼠标通常包含额外的功能，如滚动轮和可自定义按钮。

Q5：触摸屏如何作为输入设备工作？

答：触摸屏使用电容式或电阻式方法来检测用户的手指或触控笔的触摸。电容式触摸屏响应触摸的导电性，而电阻式触摸屏则使用压力来注册输入。用户可以直接在显示器上通过点击、滑动、捏合和进行各种手势与设备进行交互。它主要用于笔记本电脑、平板电脑等。

Q6. 什么是语音识别作为输入方法？

答：语音识别，也称为语音识别，是一种将口语转换为书面文本或指令的技术。这种输入方法利用最新的算法和口语处理来解释和响应口语。Siri、Google Assistant 和 Alexa 等虚拟助手是语音识别结构的示例。