第五章 常用输入设备

计算机网络应用教研室

计算机组装与维护

5.1 键盘（ Keyboard ）

5.2 笔输入设备

5.3 扫描仪

5.4 数码相机

目 录

2

5.1 键盘（ Keyboard ）

键盘（ Key board ）是向计算机发布命令和输入数据的重要输入设备，它是计算机必备的标准输入设备。

• 作用：向计算机输入字母、数字、符号、命令等信息• 按键的布局与类型：

其它按键： Windows 控制键 ; 多媒体播放控制键 ; 若干指示灯

小键盘光标控制键功能键

打字键盘

修饰键

PC 键盘中主要控制键的作用控制键名称 主 要 功 能Alt Alternate 的缩写，它与另一个 ( 些 ) 键一起按下时，将发出一个命令，其含义由应用程序决定

Break 经常用于终止或暂停一个 DOS 程序的执行

Ctrl Control 的缩写，它与另一个 ( 些 ) 键一起按下时，将发出一个命令，其含义由应用程序决定

Delete 删除光标右面的一个字符，或者删除一个 ( 些 ) 已选择的对象

End 一般是把光标移动到行末

Esc Escape 的缩写，经常用于退出一个程序或操作

F1 ～ F12 共 12 个功能键，其功能由操作系统及运行的应用程序决定

Home 通常用于把光标移动到开始位置，如一个文档的起始位置或一行的开始处

Insert 输入字符时有覆盖方式和插入方式两种， Insert 键用于在两种方式之间进行切换

Num Lock 数字小键盘可用作计算器键盘，也可用作光标控制键，由本键进行切换

Page Up 使光标向上移动若干行（向上翻页）

Page Down 使光标向下移动若干行（向下翻页）

Pause 临时性地挂起一个程序或命令

Print Screen 记录当时的屏幕映像，将其复制到剪贴板中

PC 键盘上的特殊控制键

电源控制键：– Power ：开 / 关机– Sleep ：使机器进入待机

状态– Wake Up ：从待机状态

唤醒

多媒体控制键： 音量控制、静音控制，音轨的前进与后退，节目的播放、暂停、停止，弹

出光盘等因特网控制键：

打开浏览器，转向前一网页，转向后一网页，启动电子邮件程序等

敲击键盘的正确姿势

正 确 不正确

5.1.1 键盘的分类

键盘的内部有一块微处理器，它控制着键盘的全部工作，比如主机加电时键盘的自检、扫描、扫描码的缓冲以及与主机的通讯等等。当一个键被按下时，微处理器便根据其位置，将字符信号转换成二进制码，传给主机。如果操作人员的输入速度很快或 CPU 正在进行其它的工作，就先将键入的内容送往缓冲区，等 CPU 空闲时再从缓冲区中取出暂存的指令分析并执行。

（ 1 ）按开关技术划分：机械式开关键盘和固态开关键盘。

• 其中机械式开关又分为硬触点开关、瞬动圆盖开关和薄膜开关；固态开关又分为电容开关和磁芯开关。目前的主流是薄膜开关和电容开关式键盘。

键盘的结构

• 机械式键盘：早期曾使用• 电容式键盘：

– 无磨损和接触不良问题，耐久性、灵敏度和稳定性都比较好，击键声音小，手感较好，寿命较长

• 与主机的接口– PS/2 接口– USB 接口– 无线接口（红外线或无线电波）

• （ 2 ）按键数划分： 83 键、 93 键、 96

键、 101 键、 102 键、 104 键、 107 键等。

• 目前的主流是 101 键、 104 键、 107 键

104 键键盘

（ 3 ）按键盘的外形划分

107 键的键盘

人体工程学键盘

人体工程学键盘

多功能键盘

多功能键盘

特定功能键

集成鼠标的键盘

鼠标

集成鼠标键盘

手写键盘

手写键盘

手写笔

• （ 4 ） 按 接 口 类 型 划 分 为 老 式 AT

口、 PS/2 口与 USB 口及无线键盘。

• AT 接口的键盘

• 早期 PC 键盘接口，已淘汰。

PS/2 接口的键盘

PS/2 接口的键盘

主板

上的P

S/2口

USB 接口的键盘

USB 接口的键盘

无线键盘

无线键盘

无线键盘

5.1.2 键盘的布局

1 ． 打字键区 2 ． 功能键区 3 ． 编辑键区 4 ． 数字小键盘 数字键区编辑键区标准字符键区

功能键区

5.1.3 选购键盘 键盘是最主要的输入设备之一，其可靠性比

较高，价格也比较便宜，由于要经常通过它进行大量的数据输入，所以一定要挑选一个击键手感和质量较佳的键盘。

各键的弹性要好。由于要经常用手敲击键盘，手感非常重要的。而手感主要是指键盘的每个键的弹性，因此在购买时应该多敲打键盘，以自己的感觉为准。

5.1.2 鼠标器（ Mouse ）

鼠标器的作用• 作用：

– 控制屏幕上的鼠标箭头准确地定位在指定的位置处，然后通过按键（左键或右键）发出命令，完成各种操作

• 工作过程：1. 用户移动鼠标器时，借助于机械或光学原理，将鼠标在 X方向和 Y方向移动的距离变换成脉冲信号输入计算机

2. 计算机中的鼠标驱动程序把接收到的脉冲信号转换成水平和垂直方向的位移量，继而控制屏幕上鼠标箭头的移动

• 优点：– 外型轻巧，操纵自如，使用方便，价格低廉

鼠标器的类型与组成

类型： 光电式鼠标器 发光

二极管

微型镜头右键

左键

滚轮

（当前流行使用）

机电式鼠标器（曾经流行使用）

滚轮按键

传动球鼠标垫

历史资料 : 机电式鼠标器工作原理

Windows 中鼠标器的操作及功能• 移动鼠标：移动屏幕上的光标箭头• 单击左键：选择对象，或选择执行某个菜单命令• 双击左键：打开文件 /文件夹，或启动运行与所指对象相关联的应用程序

• 左键拖放：移动对象 /复制对象 /创建对象快捷方式等• 单击右键：弹出所指对象的快捷菜单• 向前 / 向后转动滚轮：显示窗口中前面 / 后面的内容（滚屏）

• 鼠标器与键盘同时工作会使某些操作更简单和方便： – 鼠标器与 Ctrl 键的配合使用可以复制一个对象– 鼠标器与 Shift 键的配合使用可以移动一个对象）

鼠标箭头的常见形状及含义

鼠标形状 含义 鼠标形状 含义标准选择 调整窗口垂直大

小文字选择 调整窗口水平大小帮助选择 窗口对角线调整

后台操作 窗口对角线调整忙 移动对象

在 Windows 操作系统中，不同的鼠标形状有不同的含义：

几种不同形式的鼠标器

无线鼠标

接收器

发送器

轨迹球 操纵杆

玩游戏使用

指点杆 触摸板

笔记本电脑使用：

鼠标器与主机的接口

• 接口类型– RS－ 232 串行口（ D形 9针）

– PS/2 （圆形 6针）– USB– 无线鼠标

USB 接口

PS/2插口

5.2 笔输入设备

笔输入设备 ( 手写板 ) 简述• 作用：

– 兼有键盘、鼠标和写字笔的功能，可以替代键盘和鼠标输入文字、 命令和作图

– 输入汉字时，需运行“手写汉字识别软件”

• 类型– 电阻式– 电容式– 电磁感应式

• 与主机的接口类型– 串行口 – USB

电磁感应式手写板的组成

512级压力传感器

按钮 1 ：相当于鼠标器的右键

按钮 2 ：相当于鼠标器的滚轮

笔尖：相当于鼠标器的左键

电磁感应笔1.5V 电池

USB 接口高分辨率识别

工作空间

基板

电磁感应笔发出电磁波，基板接受到电磁波后计算出笔的位置信息，然后传送给主机，主机立刻在屏幕上显示出笔的运动轨迹

5.3 扫描仪

扫描仪诞生在 20世纪 80年代初，改变了电脑只有键盘和鼠标两种输入设备的历史。

扫描仪是一种捕获图像的设备，并将之转换为计算机可以识别、显示、编辑、储存和输出的数字格式。

5.3.1 扫描仪的种类

1 ． 手持式扫描仪

2 ． 小滚筒式扫描仪

3 ． 平板式扫描仪

除了以上扫描仪外，其它的还有大幅面扫描用的大幅面扫描仪、笔式扫描仪、条码扫描仪和底片扫描仪等。

5.3.2 扫描仪的工作原理

当被扫描图稿正面向下放置在玻璃平台上开始扫描时，机械传动机构带动扫描头沿扫描仪纵向移动，扫描头上光源发出的光线射向图稿，经图稿反射的光线（光信号）进入光电转换器被转换为电信号后，经电路系统处理后送入计算机。

扫描仪对原稿进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换为数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。

因此在扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用。一个是光电转换元件，它将光信号转换为电信号；另一个是 A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能，同时也关系到用户使用扫描仪时如何正确理解和处理某些参数及设置。

5.3.3 扫描仪的技术指标 1 ． 光学分辨率

光学分辨率是指扫描仪光学元件的物理分辨率，是衡量扫描仪的性能指标之一，它直接决定了扫描仪扫描图像时的清晰程度。分辨率的单位是dpi ， dpi 意思是每英寸的像素点 数 。例如 最大扫 描范围为216mm×297mm （适合于 A4纸）的扫描仪可扫描的最大宽度为 8.5英寸（ 216mm ），它的感光原件含有 5100 个单元，其光学分辨率为5100 点 ÷8.5英寸 =600 dpi 。常见扫描仪的光学分辨率有 300×600 dpi 、 600×1200 dpi 、 1200×2400 dpi 或者更高。 300×600 dpi的扫描仪处于淘汰的边缘， 600×1200 dpi 的扫描仪是主流。一般的家庭或办公用户建议选择 600×1200 dpi 的扫描仪。 1200×2400 dpi 以上级别是属于专业级的，适用于广告设计行业。

2 ． 色彩位数 色彩位数指扫描仪的色彩深度值，是表示扫描仪分辨彩色

或灰度细腻程度的指标，它的单位是 bit ( 位 ) 。 1bit只能表示黑白像素，因为计算机中的数字使用二进制， 1 bit只能表示两个值 (2 1=2) 即 0 和 1 ，它们分别代表黑与白；8 bit 可以表示 256 个灰度级 (2 8=256) ，它们代表从黑到白的不同灰度等级； 24 bit 可以表示 16777216种色彩 (2 24=16777216) ，一般称 24 bit 以上的色彩为真彩色，色彩位数越多，颜色就越逼真。

色彩深度值一般有 24 bit 、 30 bit 、 32 bit 、 36 bit 和 48 bit 等几种，一般分辨率为 300×600 dpi 的扫描仪的色彩深度为 24 bit 或 30 bit 。而 600×1200 dpi 的扫描仪一般为 36 bit 。拥有较高的色彩深度位数可以保证扫描仪反映的图像色彩与事物的真实色彩更接近一些。

3 ． 感光元件 感光元件是扫描仪中的关键元件，用来拾取图像，其质量对扫描精度等方面有很大影响。目前扫描仪所使用的感光器件主要有 CCD (Charge Coupled Device 电荷耦合器件 ) 和 CIS （ Contact Image Sensor 接触式图像传感器）。 CCD扫描仪失真度小，聚焦较长，景深好，即扫描效果好。缺点是耗电量大，结构复杂，维护不易。 CIS 扫描仪结构简单，图像不易失真，耗电量小。但焦距小，景深短。 CCD 扫描仪的扫描效果比 CIS 扫描仪要好。

4 ． 接口 扫描仪的接口对扫描速度的影响很大，通常有并口（ EPP 接口，增强并行端口）、

USB 和 SCSI 接口 3种。 SCSI 接口的扫描仪扫描速度快，负载能力强，但是安装复杂且需要 SCSI 接口卡的支持，成本较高； EPP 接口的扫描仪兼容性好，易于安装，但速度慢一些； USB 接口的速度比 EPP 接口快，支持热插拔设备。

5 ． 扫描幅面

扫描仪所能扫描的范围称扫描幅面，其大小也很重要。通常分为 A4 、 A4 加长、 A3 、 A1 和 A0 等几种。对于一般的家庭及办公用户可以选择 A4 或 A4 加长的扫描仪。

5.3.4 扫描仪的选购

在选购扫描仪时，首先需要知道买它的目的，然后再从其性能、质量、知名度和售后服务等方面考虑。不同的人有不同的要求。总体可分为两类：一类是普通用途使用，例如家庭扫描照片，个人扫描图形文字等，另一类是专用，主要针对一些对图形图像有特殊要求的用户。一般来说，作为普通用途，选光学分辨率在600×1200 dpi 、色彩位数为 36 bit 、接口是并口或是 USB 接口的、使用的是CCD 感光元件的扫描仪。而作为专业用途的扫描仪，如商用、广告及图像设计等，一般扫描仪分辨率需要在 600×1200 dpi 以上，色彩位数达到 42 bit 或更高。其次要观察扫描仪的外表的坚固程度，扫描仪的驱动软件是否配套。品牌也是选购扫描仪时不得不考虑的。品牌扫描仪往往代表着优良的产品质量，完善的售后服务。现在市面上常见的扫描仪厂商有： Microtek 、 ACER 、清华紫光等品牌。

另外一些附加值，比如随机赠送的软件，公司开展的优惠活动等也都要考虑进去。

扫描仪的作用

• 扫描仪是将原稿（图片、照片、底片、书稿）输入计算机的一种输入设备• 扫描仪输入到计算机中的是原稿的“图象” (bitmap)

蓝色分量

绿色分量

红色分量

扫描仪的 3 种类型

滚筒式和胶片专用扫描仪 高分辨率的专业扫描仪，技术性能很高，多用于专业印刷排版领域

手持式扫描仪 扫描头较窄，只适用于扫描较小的图件

平板式扫描仪 主要扫描反射式稿件，适用范围较广。其扫描速度、精度、质量比较好

扫描臂

扫描方向反射镜

反射镜反射镜镜头CCD

玻璃板被扫描原稿

光源

平板式扫描仪工作原理

CCD 电荷耦合器件：进行光电转换 , 产生电流并输出

平板式扫描仪工作流程

1 被扫描的文稿正面朝下放置在玻璃上2 一束强光从下方打到文稿上并移动3 文稿的图像被反射到一系列透镜上4 光线通过透镜反射到达 CCD 芯片，并转换

为模拟电流5 模拟电流信号通过模数转换器 (ADC) 被转

换为数字信号6 数字信息被送到计算机中 , 由软件进行处理

之后，以文件形式保存在硬盘中7 在屏幕上显示被扫描的图像。

扫描仪的性能指标• 分辨率（ dpi ）

– 反映了扫 描 仪 扫 描图像的清晰程 度 ， 用每英寸生成 的像素数 目（ dpi ）来表示

– 例如： 600×1200 dpi ， 1200×2400 dpi

• 色彩位数（色彩深度）– 反映了扫描仪对图像色彩的辨析能力，位数越多，扫描仪所能反映

的色彩就越丰富，扫描的图象效果也越真实– 例如： 24 bit ， 32 bit ， 36 bit ， 42 bit ， 48 bit

• 扫描幅面– 指容许原稿的最大尺寸。例如： A4幅面 , A3幅面， ··· ， A0幅面

• 与主机的接口类型– SCSI ， USB ， 1394 接口等

5.4.5 数码相机

5.4 数码相机

数码相机是一种光、电、机一体化产品。从外观上看，普通数码相机和光学相机中的傻瓜机差不多，有机身、镜头、取景器、快门、闪光灯等部件，但数码相机和光学相机有内在的不同。二者最大的区别是它们使用的感光与存储介质不同，传统相机使用胶卷，而数码相机使用光电耦合器，也就是 CCD 作为感光器，用可擦写的电子存储介质来保存图像。数码相机输出的图像是数字的。

5.4.1 技术指标1 ． 分辨率 分辨率的高低决定了数码相机的图像质量高低。分辨率越高，图像越清晰。但是生成的数据文件越大，加工处理时对电脑的速度、内存和硬盘的容量，以及相应软件有较高要求。

（ 1 ）数码相机 CCD 的像素值： CCD 是数码相机的心脏，也是影响数码相机制造成本的主要的

因素之一。因而 CCD 的像素值也成为划分数码相机档次的一个重要标准。所以，目前在市面上一般说数码相机是“多少万像素”级的。 100万像素级以下产品已经为市场所淘汰，目前最受欢迎的是 130—300万像素级产品。商用及半专业用户则倾向于 300万像素以上级产品。

（ 2 ）数码相机拍摄图像的分辨率

CCD 的像素值与拍摄图像的像素值（分辨率）是两个概念，一般 CCD 的像素值会大于拍摄图像的像素值，如厂家一般会用 141 万像素的 CCD 制造 1280×1024 （ 131万）像素的数码相机。因为作为数码相机的感光介质的CCD ，在其边缘的感光点，常会出现偏色和模糊，因此在生成图像时，数码相机会自动剪除边缘的像素点。所以，从原则上讲， 用 150 万像素的 CCD 制造的 131 万像素（ 1280×1024 ）的数码相机，其拍摄效果会比用 141万像素 CCD 制成的数码相机好。

2 ． 存储媒体

数码相机存储媒体分为内置存储和可移动式存储媒体。内置存储媒体是与数码相机固化在一起，采用这种媒体的优点是一旦有了数码相机就可拍摄，而不需要另配存储媒体。不足之处是一旦内置存储媒体存储满后，必须首先将其中的照片输入电脑以释放媒体空间，然后才能继续拍摄。可移动式存储媒体是随时可装入数码相机或从中取出的存储媒体，存储满后，可随时更换。

3 ． 感光度 感光度是感光材料、感光速度和感光灵敏度的度量方式，单位是 ISO 。感光度在光学相机上的概念是 ISO值越低影象分辨率就越高，摄影中称 ISO 在 60—80 的胶卷属于微粒胶片，影像表现非常细腻。数码相机的感光度 ISO同光学相机的感光度是一样的。在用感光度有一定范围的数码相机拍摄时，一般应该将其处于低感光度数值下，只是在禁止闪光拍摄的弱光条件下，或用非常高的快门速度捕捉高速运动物体时，才将其置于高感光度下拍摄。高感光度适合体育、赛车、夜间以及昏暗光线下拍摄。

目前数码相机感光度分布在中、高速的范围，最低为ISO50 ，最高的为 ISO6400 ，多数数码相机在 ISO100左右。

4 ． 信号输出形式

目前，大多数数码相机与电脑相连的接口是 USB 口，部分数码相机还有视频输出端口，可将数码相机的视频输出端与监视器或收监两用的电视机的视频输入端连接，通过这些设备显示并观看拍摄效果。

5 ． 色彩深度 与打印机中的色彩位数是相同的概念，用来表示数码相

机的色彩位数分辨能力，通常有 24 bit色彩即可。如用于广告设计等方面，则至少应达到 30 bit 或 36 bit 。

5.4.2 数码相机的选购1 ． 色彩位数和分辨率 2 ． 电池及耗电量 3 ． 手动功能 4 ． 品牌与服务

数码相机的作用

• 作用：获取现实世界中景物的数字图像• 与普通相机的区别？• 与扫描仪的区别？

普通数码相机 专业数码相机

数码相机是怎样工作的？1 将数码相机对准景物，按下快门，被景物反射出来的光线进入相机镜头

3 CCD 将光信号转换为电信号

4 模数转换器 (ADC)把模拟信号转换为数字信号5 数字信号处理器 (DSP)修整图像的质量、压缩图像数据、将图像存储在存储卡中

6 将数码相机与计算机连接，把图像传送到计算机中

7 运行有关软件，将图像显示在屏幕上

2 光线被聚焦在CCD 芯片上

PC 机镜头 CCD

阵列A/D转换

存储器

接口电路

图像处理

与数据压缩

打印机

电视机

光信号

模拟电信号

数字信号

图像数据

图像数据

数码相机原理图

光信号聚焦在 CCD 或CMOS 成像芯片上，并由成像芯片转换成电信号。 成像芯片的像素数目越多，图像的分辨率就越高

使用嵌入式处理器和数字信号处理器 (DSP)对图像进行色彩处理和数据压缩等处理，然后将图像以 JPEG 格式表示

使用闪烁存储器做成的可插拔的存储卡。种类很多，如 SD卡、 XD卡、CF卡、 Memory

Stick卡和 MMC卡

USB

接口或1394 接口

数码相机的主要性能指标

• CCD 像素数目– 决定数字图像能够达到的最高分辨率– 例如，分辨率最高达 1600×1200 时，共

有 192000 个像素 (200万像素 )

• 存储器容量– SM卡（ Smart Media卡）– CF卡（ Compact Flash卡）– Memory Stick (记忆棒 )– SD(mini SD)卡

摄像头

5.5.1 摄像头简介 摄像头基本有两种：一种是数字摄像头可以独立与微

机配合使用，另一种是模拟摄像头要配合视频捕捉卡一起使用。

数字摄像头是将摄像头和视频捕捉单元做在一起，通常数字摄像头是彩色的。它的优点是安装、使用简单，一般都通过微机并行通讯口或USB 口连接。尤其适合便携式电脑和不能打开机箱的品牌台式电脑。整体的价格要比买同档次的模拟摄像头和捕捉卡要便宜。其缺点是在常见的低端产品中，设计时主要考虑用途为可视电话和 NetMeeting ，又要兼顾成本，所以使用 CMOS 作为感光器件（理论上 CCD 的摄像头要好些，不过在低分辨率下相差不明显），在 640×480 以上捕捉速度不是很快（小于 30帧）。

模拟摄像头多为 CCD 的，按不同档次分辨率不同。模拟摄像头需要有视频捕捉卡或外置捕捉器配合工作。视频捕捉卡档次拉的很大从几百元到上万元，昂贵的视频捕捉卡往往带有实时视频压缩功能，适用于专业运用，一般家庭应用可以通过软件完成压缩工作，只不过多花些时间罢了。

5.5.2 数字摄像头的选购

1 ． CCD 和 CMOS 。

2 ． 像素

3 ． 接口方式

4 ． 视频捕获速度

谢 谢！