硬體裝置：輸入裝置

請特別注意帶有橙色背景的裝置，您需要能夠準確描述它們的工作原理！

輸入裝置 - 將資料或指令傳送到計算機的裝置

滑鼠

滑鼠是一種指向裝置，用於計算機螢幕上。它使使用者能夠透過控制螢幕上的指標來執行命令或向計算機發出指令。

鍵盤

鍵盤是將資料資訊和指令輸入計算機最常用的方式之一。基本的機械鍵盤依靠彈簧按鍵按下以完成電路。該電路然後向計算機傳輸一個二進位制訊號（通常使用ASCII）來表示所按的鍵。

薄膜鍵盤（還有其他技術用於製作鍵盤）的風格化橫截面。右下角的按鈕已被按下，完成了以紅色顯示的電路。

存在許多不同的鍵盤佈局，在語言和國家之間有所不同。最流行的佈局是QWERTY 鍵盤。其他佈局包括

• AZERTY - 用於法國和比利時等國家
• QWERTZ - 用於德國和奧地利等國家
• 阿拉伯語 - 大多數鍵的值不同
• 烏克蘭語
• 中文 - 覆蓋在 QWERTY 鍵盤上

存在 QWERTY 鍵盤的變體，英國 和 美國 的佈局略有不同。英語鍵盤也存在變體，例如 Dvorak 佈局，其支持者聲稱其優於 QWERTY。

QWERTY 鍵盤

語音識別

連線到將人類語音轉換為命令或文字的軟體的麥克風。

優點

與計算機的自然介面，允許新使用者執行命令，而無需學習複雜的命令集

缺點

語音識別可能無法識別類似詞語之間的區別，例如“their”和“they're”，或者無法理解區域口音

麥克風

數碼相機

1. 光線透過鏡頭聚焦到相機背面的影像感測器上
2. 影像感測器由一系列紅、綠、藍光感測器組成，稱為 拜耳濾鏡。每個感測器只記錄該特定顏色的值。

• 
  此影像
• 
  經過此
• 
  像這樣

並變成了這些

• 
  紅色
• 
  綠色
• 
  藍色

3. 不同的顏色陣列組合在一起形成一個影像，並構成這個

• 
  組合影像
• 
  將演算法應用於合併單元格
• 
  請注意，它與這個原始影像並不完全相同

4. 一旦捕獲了 RGB 值，就可以使用 SD 卡或快閃記憶體卡以數字方式儲存它們。儲存格式包括JPEG 或 TIFF。

優點

您可以預覽拍攝的照片，而無需沖洗它們

您可以應用濾鏡和影像以新增特殊效果

缺點

有些人認為使用傳統膠片拍攝的照片質量更好

Camara2sig

條形碼閱讀器

用於超市、倉庫、圖書館跟蹤產品等。它們允許快速讀取產品詳細資訊，以便檢索價格和資訊，以及/或更新庫存水平。但是，條形碼中儲存的資料量非常有限

條形碼非常常見

1. 雷射照射到條形碼上，在條形碼上掃描，反射光被閱讀器捕獲
2. 反射回來的光強度由條形碼閱讀器中的感測器讀取
   • 高強度 = 白色條
   • 低強度 = 黑色條
3. 接收到的圖案被轉換為程式碼，該程式碼給出正在掃描的條形碼的標識
4. 此程式碼與產品資料庫進行檢查，並顯示產品詳細資訊

Plessey 程式碼是條形碼編碼的一種方式

為了確保您收到的數字是正確的，條形碼使用校驗位。繼續閱讀以瞭解更多資訊

優點

生產成本低廉，因為您只需列印一個黑白影像

讀取速度快，多方向掃描器可以從不同角度讀取

缺點

只能儲存有限的資料

條形碼閱讀器

光學標記閱讀器

用於多項選擇題試卷等。學生將獲得一組答案，然後用筆或鉛筆標記他們認為正確的答案。完成後，表格將被送入機器，機器將尋找黑色標記。這些標記的位置對應於答案，表格可以以一定的速度評分。它們也可以用於學生註冊

準備用於OMR的多項選擇考試試卷

光學字元閱讀器

用於將印刷或手寫文字掃描成數字格式。亞馬遜和谷歌用來掃描書籍。

典型手動書籍掃描器的草圖

磁條閱讀器

用於從銀行卡和門禁卡讀取資料。資料儲存在這些卡背面通常為黑色的磁條中

一張典型信用卡背面的示例：綠色圓圈#1 標記了磁條

智慧卡閱讀器

用於銀行卡，通常被稱為“晶片和密碼”的一部分。比磁條更安全，但生產成本更高。

RFID 閱讀器

用於在沒有物理接觸的情況下讀取資料。例如，倫敦牡蠣卡系統。該卡具有射頻識別 (RFID) 晶片。

1. 然後將卡放置在閱讀器上方，閱讀器產生的磁場在卡的電路中產生電流（不需要物理接觸）

   

2. 該電流為一個小型無線電發射器供電，發射一個無線電波，其中包含有關卡的資訊，傳送到閱讀器

   

3. 如果卡的詳細資訊是合法的（在資料庫中檢查），它將讓人透過閘門

   

優點

無需物理接觸即可讀取（健康和安全問題）

快速支付方式

缺點

小偷可以遠端讀取你的卡，盜取你的資訊

將多個 RFID 卡放在一起，意味著它們會相互干擾，並且沒有任何一張卡可以讀取

一張損壞的卡，顯示了右下角的微晶片和卡邊緣周圍的天線。

金絲雀碼頭倫敦地鐵站閘機上的牡蠣卡閱讀器。

觸控感應

越來越多的裝置依賴於觸控技術。

觸控感應螢幕

1. 螢幕的四個角中的每一個都發射一個均勻的電場，該電場覆蓋整個螢幕
2. 當你將手指放在螢幕上或靠近螢幕時，它會干擾該電場併產生電流
3. 透過測量從每個角抽取的電流量，可以三角測量手指的位置

優點

與裝置的自然、直觀的介面

能夠重新對映螢幕功能以適應任務（例如，在需要時調出鍵盤

缺點

寒冷天氣會影響觸控式螢幕的功能

無法透過普通手套工作，因為這會阻止手指傳導電流

圖形輸入板

用於設計和建築行業。這使人們能夠以自然的方式在輸入板上繪製（就像他們使用鉛筆和紙一樣），並且他們的繪畫出現在計算機上。

Wacom 筆式輸入板

練習：輸入 多項選擇問卷作者可能使用什麼輸入裝置將填寫好的表格輸入到計算機中。為什麼？ 答案 OMR - 光學標記識別軟體，因為它允許輸入帶有標記的試卷 描述條形碼閱讀器的功能 答案 光線或雷射被指向條形碼，掃描整個條形碼，反射光被閱讀器捕獲 反射回來的光強度由條形碼閱讀器中的感測器讀取 高強度 = 白色條 低強度 = 黑色條 接收到的圖案被轉換為程式碼，該程式碼給出正在掃描的條形碼的標識 描述數碼相機的功能 答案 光線透過鏡頭聚焦到相機背面的影像感測器上 影像感測器由一個紅、綠、藍光電感測器陣列組成，稱為拜耳濾鏡。每個感測器只記錄該特定顏色的值。 不同的顏色陣列組合在一起形成影像 影像以 TIFF 或 JPEG 格式儲存 為什麼專業攝影師使用數碼相機而不是膠片相機可能更有益？ 答案 數字影像允許您編輯和操作它們，新增軟體濾鏡。數碼相機允許您拍攝照片並預覽結果，丟棄您不想要的那些。膠片相機在您沖洗之前不會顯示影像，而且這種過程非常昂貴。 使用 RFID 卡支付農產品比使用現金支付有兩個好處。缺點是什麼？ 答案 無需物理接觸即可讀取（健康和安全問題） 快速支付方式 小偷可以遠端讀取您的卡片，竊取您的資訊，您甚至不會知道。 觸控式螢幕手機比帶硬體鍵盤的手機有什麼優勢？為什麼有些人可能更喜歡硬體鍵盤？ 答案 觸控式螢幕手機允許您在螢幕上擁有一個鍵盤，該鍵盤可以在不需要時隱藏。這意味著螢幕空間可以用於其他目的。 有些人可能更喜歡硬體鍵盤，因為他們喜歡感覺按鍵被按下時的反應並提高他們的打字速度（觸覺技術正在取得進展，將其帶到觸控式螢幕上）。 描述觸控敏感螢幕的工作原理。 答案 螢幕的四個角中的每一個都發射一個均勻的電場，該電場覆蓋整個螢幕 當你將手指放在螢幕上或靠近螢幕時，它會干擾該電場併產生電流 透過測量從每個角抽取的電流量，可以三角測量手指的位置

掃描器

這裡介紹的幾種掃描器記錄了關於人類的生物學（生物）測量值（指標）。 指紋等物理資料對每個人都是獨一無二的。

平板掃描器

平板掃描器用於將影像和文字轉換為數字格式。

平板掃描器的主要部件

1. 將要掃描的物體放置在玻璃板上，正面朝下。
2. 光線移動到文件的起點，照亮一片。
3. 該切片被反射到 CCD（一組光學感測器）中，其影像被儲存為數字資料。
4. 光線和鏡子向下移動到下一個切片，依此類推。
5. 完成所有切片後，它們被組合成數字影像。

平板掃描器

指紋掃描器

指紋

人手指和腳趾上的脊和槽對每個人都是獨一無二的。 使用掃描器，可以記錄指紋圖案並與資料庫中的其他圖案進行比較，從而允許計算機將犯罪現場的指紋與嫌疑人進行匹配，或允許人們進入限制區域。

特拉維夫的指紋掃描器

視網膜掃描器

正常人視網膜中的血管對每個人都形成了獨特的圖案。

視網膜掃描器用於記錄人眼後部血管的圖案。 由於每個人都有不同的血管圖案，因此視網膜掃描器可用於識別個人。

虹膜掃描器

虹膜圖案可以有不同的顏色，並且對每個人都是獨一無二的標識。

透過拍攝人眼血管和顏色的照片，我們可以獲得一個獨特的圖案，該圖案可用於識別個人。 人們可能會嘗試使用隱形眼鏡來規避這種情況。

美國海軍陸戰隊中士使用虹膜掃描器來確認一名巴格達迪市議會成員的身份，以便在與當地部落領導人、酋長、社群領導人和美國軍方人員會面之前。

練習：掃描器 解釋平板掃描器的工作原理。 答案 將要掃描的物體放置在玻璃板上，正面朝下。 光線移動到文件的起點，照亮一片。 該切片被反射到 CCD 中，其影像被儲存起來。 光線和鏡子向下移動到下一個切片，依此類推。 完成所有切片後，使用它們將影像組合起來。 給出兩種收集生物識別資料的裝置的例子。 答案 視網膜掃描器 指紋掃描器 虹膜識別

校驗位

校驗位 - 新增到資料字串中的一個額外數字，它取決於該字串，用於檢查該字串是否已正確傳送。

對於輸入裝置，我們有很多資料被髮送到計算機中，對於影像採集裝置，我們可能要談論數十億個 1 和 0。 我們如何確保它們都安全地從輸入裝置傳送到計算機，而不會被破壞？ 存在許多錯誤檢查方法，您將在第一單元中更詳細地學習其中的一些方法，但是，現在我們將學習一些關於校驗位的知識。

使用校驗位的一個示例（考試不會要求您瞭解此技術）是通用產品程式碼 的最後一個數字，計算方法如下。

1. 將奇數位置（第一、第三、第五等）的數字（不包括校驗位）加在一起，然後乘以 3。
2. 將偶數位置（第二、第四、第六等）的數字（不包括校驗位）加到結果中。
3. 取結果除以 10 的餘數（模運算），然後從 10 中減去該餘數以得出校驗位。

示例：校驗位 例如，一盒紙巾的 UPC-A 條形碼為“036000241457”。 最後一個數字是校驗位“7”，如果其他數字正確，則校驗位計算必須產生 7。 將奇數位置的數字相加：0+6+0+2+1+5 = 14 將結果乘以 3：14 * 3 = 42 將偶數位置的數字相加：3+0+0+4+4 = 11 將兩個結果加在一起：42 + 11 = 53 要計算校驗位，請取 (53 / 10) 的餘數，也稱為 (53 模 10)，然後從 10 中減去。 因此，校驗位的值為 7。 正確！

練習：校驗位 計算以下食品的校驗位“01010101010”。 答案 將奇數位置的數字相加：$0+0+0+0+0+0=0$ 將結果乘以 3：$0*3=0$ 將偶數位置的數字相加：$1+1+1+1+1=5$ 將兩個結果加在一起：$0+5=5$ 要計算校驗位，請取 (5 / 10) 的餘數，也稱為 (5 模 10)，然後從 10 中減去，即 (10 - 5 模 10) = 5。 因此，校驗位的值為 5。 如果餘數為 0，則從 10 中減去會得到 10。 在這種情況下，使用 0 作為校驗位。 以下條形碼是否掃描正確：“01234567890 6”？ 答案 將奇數位置的數字相加：0+2+4+6+8+0 = 20 將結果乘以 3：20 * 3 = 60 將偶數位置的數字相加：1+3+5+7+9 = 25 將兩個結果加在一起：60 + 25 = 85 要計算校驗位，請取 (85 / 10) 的餘數，也稱為 (85 模 10)，然後從 10 中減去，即 (10 - 85 模 10) = 5。 因此，校驗位的值為 5。 如果餘數為 0，則從 10 中減去會得到 10。 在這種情況下，使用 0 作為校驗位。 因此，給定的校驗位 6 表明程式碼不正確。 為什麼要使用校驗位？ 答案 我們使用校驗位來確保接收到的資料已正確接收。