GCSE 計算機科學/計算機硬體/輸入和輸出裝置

輸入裝置 - 將資料或指令傳送到計算機的裝置

裝置	描述	圖片
滑鼠	用於螢幕輸入	滑鼠
鍵盤	鍵盤是將資訊輸入計算機最流行的方式之一。基本機械鍵盤依賴於按下彈簧鍵來完成一個電路。然後該電路將二進位制訊號（通常使用 ASCII）傳輸到計算機，以表示按下的鍵。 巧克力鍵盤 的風格化橫截面（還有其他技術用於製造鍵盤）。右下角的按鈕已按下，完成了以紅色顯示的電路。 有許多不同的鍵盤佈局，語言和國家之間存在差異。最流行的佈局是 QWERTY 鍵盤。其他佈局包括 AZERTY - 適用於法國和比利時等國家 QWERTZ - 適用於德國和奧地利等國家 阿拉伯語 - 與大多數按鍵的值不同 烏克蘭語 中文 - 覆蓋在 QWERTY 鍵盤上 QWERTY 鍵盤有變體，英國 和 美國 的佈局存在很小的差異。英語鍵盤也有變體，例如 Dvorak 佈局，追隨者聲稱其優於 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單詞（例如“他們的”和“他們是”）之間的差異，或者無法理解區域口音	麥克風
數碼相機	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。每個感測器只記錄特定顏色的值。 這張圖片 經過 像這樣 變成這樣 紅色 綠色 藍色 不同的顏色陣列組合在一起形成影像，並構成 組合影像 應用演算法來合併單元格 請注意，它與原始影像並不完全相同 一旦捕獲了 RGB 值，它們就可以使用 SD 或快閃記憶體卡以數字方式儲存。儲存格式包括 JPEG 或 TIFF。 優點 您可以預覽拍攝的影像，而無需沖洗照片 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，跟蹤農產品等。它們可以快速讀取產品詳細資訊，以便檢索價格和資訊和/或更新庫存水平。但是，條形碼中儲存的資料量非常有限 條形碼非常普遍 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 條形碼閱讀器中的感測器讀取反射回來的光的強度 高強度 = 白色條形 低強度 = 黑色條形 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 該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 為了確保您收到的號碼正確，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，因為您只需列印黑白影像即可 讀取速度快，並且使用多方向掃描器，可以從不同的角度讀取 缺點 只能儲存有限的資料量	條形碼閱讀器
光學標記閱讀器	用於多項選擇題試卷等。學生會獲得一系列答案選擇，然後用筆或鉛筆標記他們認為正確的答案。完成後，試卷將被送入機器，該機器將尋找黑色標記。這些標記的位置對應於答案，並且可以在一定速度下標記試卷。	準備進行 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到數字格式。最近被亞馬遜和谷歌用於掃描書籍。	典型手動書籍掃描器的示意圖
磁條閱讀器	用於讀取銀行卡和門禁卡上的資料。資料儲存在這些卡片背面的磁性（通常為黑色）條帶上	典型信用卡背面的示例：綠色圓圈＃1 標註了 磁條
智慧卡閱讀器	用於銀行卡，通常稱為“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。 將卡放在閱讀器上方，閱讀器產生的磁場會在卡的電路中感應電流（不需要物理接觸） 該電流為小型無線電發射器供電，該發射器會發射包含有關卡的詳細資訊的無線電波到閱讀器 如果卡的詳細資訊合法，則會讓此人透過大門 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 小偷可以遠端讀取您的卡片，竊取您的詳細資訊 將多個 RFID 卡放在一起，意味著它們會相互干擾，並且無法讀取任何卡	損壞的卡片，露出右下角的微晶片，以及圍繞卡片邊緣的天線。 金絲雀碼頭的倫敦地鐵票閘機上的牡蠣卡閱讀器。

觸控敏感

越來越多的裝置依賴於觸控技術。

裝置	描述	圖片
觸控式螢幕	螢幕的四個角中的每一個都會發出覆蓋整個螢幕的均勻電場 當您將手指放在螢幕上或靠近螢幕時，它會擾亂此欄位並吸引電流 透過測量從每個角拉出的電流量，您可以對手指的位置進行三角測量 優點 自然、直觀的裝置介面 能夠根據任務重新對映螢幕功能（例如，在需要時顯示鍵盤） 缺點 寒冷天氣會影響觸控式螢幕的功能 無法戴著手套使用，因為這會阻止手指傳導電流
繪圖板	用於設計和建築行業。這使人們能夠以自然的方式在平板電腦上繪圖（就像用鉛筆和紙一樣），並將他們的繪圖顯示在電腦上。	Wacom 數位板

練習：輸入 多項選擇問卷編寫者可以使用什麼輸入裝置將填寫好的表格輸入到電腦中？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紙張 描述條形碼閱讀器的功能 答案 光線或雷射照射到條形碼上，掃描它，反射光被閱讀器捕捉 條形碼閱讀器中的感測器讀取反射回來的光的強度 高強度 = 白色條形 低強度 = 黑色條形 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 影像感測器由一組紅、綠、藍光敏感測器組成，稱為拜耳濾鏡。每個感測器只記錄特定顏色的值。 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比使用膠片相機更有優勢？ 答案 數碼影像允許您編輯和操作它們，新增軟體濾鏡。數碼相機允許您拍照並預覽結果，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 卡購買農產品比使用現金有什麼兩個好處？有什麼弊端？ 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，竊取您的資訊，而您甚至都不知道 觸控式螢幕手機比帶有硬體鍵盤的手機有什麼好處？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使用鍵盤，在不需要時可以隱藏。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，因為他們喜歡感覺到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，將這種體驗帶入觸控式螢幕） 描述觸控敏感螢幕的功能 答案 螢幕的四個角中的每一個都會發出覆蓋整個螢幕的均勻電場 當您將手指放在螢幕上或靠近螢幕時，它會擾亂此欄位並吸引電流 透過測量從每個角落拉出的電流量，您可以三角測量手指的位置

掃描器

這裡介紹的幾個掃描器記錄了人類的生物（生物）測量資料（指標）。指紋等物理資料對每個人都是獨一無二的。

裝置	描述	圖片
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。 平板掃描器的主要元件 將要掃描的物體放在玻璃板上，正面朝下 光線移動到文件的開頭並照亮一個切片 切片反射到 CCD 上，在那裡儲存它的影像 光線和鏡子向下移動到下一個切片，依此類推 所有切片完成後，使用它們將影像組裝成數字影像	平板掃描器
指紋掃描器	指紋 一個人手指和腳趾上的脊和谷對每個人來說都是獨一無二的。使用掃描器可以記錄指紋圖案並與資料庫中的其他指紋圖案進行比較，允許電腦將犯罪現場的指紋與嫌疑人進行匹配，或者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	正常人的視網膜中的血管形成獨特的圖案，每個人都不一樣 視網膜掃描器用於記錄人眼後部血管的圖案。由於每個人的血管圖案都不一樣，因此視網膜掃描器可以用來識別個人，而且很難偽造。	...
虹膜掃描器	虹膜圖案可以是不同的顏色，並形成每個人的唯一識別符號 透過拍攝人眼血管和顏色的照片，我們可以獲得獨特的圖案，可以用來識別個人。人們可能會試圖透過使用隱形眼鏡來規避這一點	一名美國海軍陸戰隊中士使用虹膜掃描器對參加與當地部落首領、謝赫、社群領袖和美國軍人會面的巴格達迪市議會成員進行身份驗證。

練習：掃描器 解釋平板掃描器的工作原理 答案 將要掃描的物體放在玻璃板上，正面朝下 光線移動到文件的開頭並照亮一個切片 切片反射到 CCD 上，在那裡儲存它的影像 光線和鏡子向下移動到下一個切片，依此類推 所有切片完成後，使用它們將影像組裝成數字影像 給出兩個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附加數字，根據該字串，用於檢查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電腦中，對於影像採集裝置，我們可以說有數十億個 0 和 1。我們如何確保它們都安全地從輸入裝置傳輸到電腦，而不會被破壞？有很多錯誤檢查方法，您將在第一單元中更詳細地學習一些方法，但目前，我們將學習一些關於校驗位的知識

使用校驗位的示例（考試不會要求您瞭解此技術）是通用產品程式碼的最後一位數字，計算方法如下

1. 將奇數位置（第一、第三、第五等）上的數字（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）上的數字（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，得到校驗位。

示例：校驗位 例如，一盒紙巾的 UPC-A 條形碼是“036000241457”。最後一位數字是校驗位“7”，如果其他數字正確，則校驗位計算必須產生 7。 新增奇數位置的數字：0+6+0+2+1+5 = 14 將結果乘以 3：14 × 3 = 42 新增偶數位置的數字：3+0+0+4+4 = 11 將這兩個結果加在一起：42 + 11 = 53 要計算校驗位，取 (53 / 10) 的餘數，也稱為 (53 模 10)，然後從 10 中減去。因此，校驗位值為 7。正確！

練習：校驗位 計算以下食品的校驗位“01010101010”。 答案 新增奇數位置的數字：$0+0+0+0+0+0=0$ 將結果乘以 3：$0x3=0$ 將偶數位數字加起來：$1+1+1+1+1=5$ 將兩個結果加起來：$0+5=5$ 為了計算校驗位，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，校驗位值為 5。 如果餘數為 0，從 10 中減去將得到 10。在這種情況下，使用 0 作為校驗位。 以下條形碼掃描是否正確："01234567890 6"。 答案 將奇數位數字加起來：0+2+4+6+8+0 = 20 將結果乘以 3：20 x 3 = 60 將偶數位數字加起來：1+3+5+7+9 = 25 將兩個結果加起來：60 + 25 = 85 為了計算校驗位，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，校驗位值為 5。 如果餘數為 0，從 10 中減去將得到 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是正確接收的。