計算機資訊系統導論/輸入與輸出

鍵盤、指向和觸控裝置

鍵盤

鍵盤是許多不同型別的輸入裝置之一，也是最常見的輸入裝置之一。大多數（如果不是全部）鍵盤都採用字母數字鍵排列，也稱為qwerty鍵盤。 鍵盤連線到計算機的方式有幾種，可以是透過USB有線連線，也可以是透過藍牙無線連線。大多數鍵盤都類似，有些可能有額外的遊戲鍵，有些可能在鍵盤本身內建了數字鍵盤。

羅技遊戲鍵盤 G15

雖然並非所有計算裝置都有鍵盤，但它們確實有補充裝置，例如螢幕觸控鍵盤。許多手機以前都有一個可以滑出的鍵盤，供那些喜歡使用實際物理鍵盤的人使用。但隨著技術的進步，手機轉向了觸控式螢幕，不需要滑動鍵盤。例如蘋果iPhone和三星Galaxy。此外，您可以購買物理鍵盤連線到平板電腦。所有這些您可以新增到裝置中的附加鍵盤很可能都是薄膜鍵盤。薄膜鍵盤是最便宜、最常見的鍵盤型別。另一種日益普及的鍵盤型別是機械鍵盤。當您在薄膜鍵盤上打字時，您會完成一個電路，該電路會在螢幕上生成資料，這通常只會產生很小的聲音，並且不會提供觸覺反饋。對於許多遊戲玩家和狂熱的打字員來說，他們會使用機械鍵盤，機械鍵盤的接觸點直接位於每個鍵的下方。這提供了更好的觸覺反饋以及更快的打字速度，但通常比薄膜鍵盤貴得多。

鍵盤是計算機最重要的組成部分之一！

不同型別的鍵盤

所有鍵盤的目的都是輸入資料，但是，鍵盤的型別與需要鍵盤的裝置的變化一樣多。起初，鍵盤只有一種設計，但就像所有其他技術隨著時間的推移而發展一樣，鍵盤也發生了發展。“原始”鍵盤，被稱為標準鍵盤，是QWERTY鍵盤，這可能是人們最熟悉的鍵盤。這種鍵盤平均有105個鍵，雖然設計上有一些小的改動，但它的大體佈局一直保持不變。

微軟自然人體工學鍵盤 4000

由於打字會給手腕和手的肌肉造成壓力，所以發明了人體工學鍵盤。這種鍵盤的按鍵被分開，以便使用者手腕的角度處於更舒適、壓力更小的位置。透過改善姿勢，人體工學鍵盤應該可以預防腕管綜合徵。它可以是一個帶有預先傾斜鍵的單獨鍵盤，也可以是兩個單獨的鍵盤，以便使用者可以根據自己的喜好傾斜它們。

其他型別的鍵盤是為了適應非常特定的用途而生產的。例如，遊戲鍵盤顧名思義，是專門為遊戲玩家設計的，具有特殊的設計，例如內建的搖桿。另一個例子是網際網路鍵盤，它有與上網直接相關的“熱鍵”。這些熱鍵包括書籤列表、電子郵件收件箱、谷歌搜尋和YouTube。

最後，有些鍵盤只是為了讓消費者使用起來更方便。這些包括無線鍵盤，它透過藍牙連線到計算機，緊湊型鍵盤，為筆記型電腦和其他行動式裝置設計，以及虛擬（或觸控式螢幕）鍵盤，主要用於移動裝置和平板電腦。 最後一個是最新開發的，很可能在未來成為唯一的一種鍵盤。

EarlyComptometerKeyboard

鍵盤的歷史

第一批鍵盤被稱為QWERTY鍵盤，以鍵盤左上角順序排列的六個字母命名。令人驚訝的是，鍵盤實際上是為了讓打字儘可能慢和困難而設計的。這是因為，一位名叫克里斯托弗·拉瑟姆·肖爾斯的人在1873年開發的第一臺打字機的最初設計實際上是按字母順序排列的。一段時間後，由於打字速度過快，鍵盤經常卡住。這促使肖爾斯重新設計了這臺機器，將最常用的字母儘可能地彼此遠離，以避免卡住。透過讓使用者放慢速度，他的新設計取得了成功。直到20世紀60年代，一對名叫鮑勃和瓊·克羅澤的夫婦才意識到將計算機技術融入企業的需求。當時，只有大型主機計算機可用。這對夫婦想出了一個帶有鍵盤開關的裝置，這讓人們更加了解對這種裝置的需求日益增長。到20世紀70年代，第一批鍵盤誕生了。它們必須一個一個地組裝開關，這很費時間。在這個十年後期，第一批個人電腦誕生了。鍵盤沒有連線到這些電腦，因此它們需要連線一個IBM電動打字機。到20世紀80年代，IBM推出了第一批個人電腦，並附帶了其著名的Model M鍵盤。該型號出現了一些問題，因為它的Enter和Shift鍵太小而受到批評。IBM設計了鍵盤擴充套件器來適合鍵盤並擴大按鍵。到20世紀90年代，薄膜開關開始出現，取代了單個按鍵。這也是筆記型電腦面世的十年，使得薄膜開關越來越受歡迎。過去十年見證了鍵盤設計的進步，推出了人體工學鍵盤，減少了使用者因過度使用而受傷的可能性。如今，隨著觸控式螢幕裝置和語音識別的使用佔據了計算機輸入的主導地位，現代鍵盤正面臨著滅絕的威脅。

點和點選

滾輪滑鼠內部

指向裝置是連線到桌上型電腦或筆記型電腦的輸入裝置，用於移動螢幕上的指標，通常是箭頭，以允許使用者選擇螢幕上的物件。其中最常見的是“滑鼠”，它的名字來源於它的尺寸、形狀和“尾巴”，或者說連線到電腦的細線。它通常透過 USB 埠連線，並且通常放在鍵盤旁邊，便於使用者操作。最近，雷射“滑鼠”因為其更高的移動性而變得流行，因為它們透過藍牙或其他無線連線連線，不再需要“尾巴”連線到系統。較舊的滑鼠在其底部有一個球，當用戶的手在桌面表面移動滑鼠時，滑鼠會利用這個球移動螢幕上的指標。當指標位於目標圖示、連結或影像等上面時，使用者可以透過點選鼠標表面上的兩個按鈕之一與它進行互動。有些滑鼠可能還配備了一個滾輪，通常用於向上或向下滾動頁面或放大或縮小視窗。光學滑鼠使用底部的一個雷射來跟蹤光線而不是球的移動。三維滑鼠也可以用於與三維程式進行互動。這些程式通常能夠識別更復雜的移動，使用者可以抬起滑鼠來模擬飛行，或者傾斜滑鼠來模擬程式內的視覺傾斜。

觸控筆

觸控筆

除了使用滑鼠，許多計算裝置還允許使用筆或觸控筆。筆輸入可以是繪畫、書寫或點選螢幕。觸控筆通常只是一塊塑膠，僅用於觸碰螢幕。然而，其他觸控筆可以檢測施加到螢幕上的壓力，從而允許您獲得更精確的輸入。觸控筆具有光滑的圓形筆尖，因此不會損壞它所使用的螢幕，並且還可能包含按鈕，因此它可以與滑鼠類似並執行類似的功能。觸控筆的使用方式類似於使用筆和紙。它被用於攝影、平面設計、動畫、工業設計和醫療保健等領域。觸控筆甚至可以識別某些手勢來完成任務。例如，向上揮動觸控筆可以刪除、列印或複製。觸控筆對指甲較長或戴著手套的人很有用；在冬天戴著手套不得不使用觸控式螢幕裝置是最讓人討厭的事情了。許多智慧手機，比如三星 Galaxy Note 3，都包含了一個觸控筆。這些手機允許使用者充分利用螢幕，因為螢幕很大，手機可以支援使用者在使用手機時用兩隻手操作。

觸控式螢幕

互動式桌子，Ideen 2020 展覽，2013 年。

觸控式螢幕是電子視覺顯示器，允許使用者透過簡單的基於觸控的移動操作與程式進行互動。透過使用特殊的觸控筆/鋼筆或一個或多個手指，使用者可以以多種方式與顯示的內容進行互動，允許執行滾動、縮放、旋轉、拖動和放置等操作，而無需使用指標或滑鼠。由於觸控式螢幕介面可以與幾乎所有 PC 軟體一起使用，並且在各種應用程式中都有用，因此行動電話、平板電腦、桌上型電腦、筆記型電腦和表面電腦都利用了這項技術。它可以在博物館、消費者自助亭、新聞編輯室、自動取款機 (ATM)、醫療領域等地方找到。有許多觸控式螢幕技術，它們具有不同的觸控感應方法，例如電阻式、表面聲波 (SAW)、電容式、紅外線網格、紅外線丙烯酸投影、光學成像、色散訊號和聲脈衝識別。它們可以識別多個輸入，允許多個人同時操作裝置，並驗證和識別放置在裝置上或裝置附近的多個物件。使用觸控筆的系統可以識別施加到螢幕上的壓力的差異，甚至可能包含按鈕以幫助“右鍵單擊”某個物件。 觸控筆是觸控式螢幕時代最受歡迎的配件之一。

指紋掃描器

指紋掃描器是一種流行的安全選項，目前正在成為筆記型電腦和某些外部硬碟的標準配置。小型“觸控式螢幕”放置在鍵盤旁邊（或者在硬碟的情況下，放置在硬碟頂部）以提示使用者使用指紋作為安全登入的方式。直到最近，這種硬體還很昂貴且不可靠。這種輸入方式已被某些公司採用，以提高安全措施併為客戶提供安心（通常是在物理雲安全的情況下）。這項技術直到最近才成為現實，它已從政府使用普及到個人使用。

其他指向裝置

操縱桿

其他指向裝置的例子可以在遊戲中看到。影片遊戲中流行的指向裝置是操縱桿。操縱桿由手移動，指向螢幕上的物體，例如角色，然後按下按鈕來執行動作，例如跳躍。遊戲手柄也是指向裝置的例子，它們執行與操縱桿類似的功能，但完全用手握住。另一個指向遊戲裝置的例子是專有控制器，例如 Wii 遙控器。這些裝置是運動感應的，需要將控制器指向感測器，感測器將根據螢幕上的指標相應移動。軌跡球是一種指向裝置，它由一個球體置於一個套筒中，類似於倒置的滑鼠，使用者可以用拇指、手指或手掌滾動它。軌跡球通常在 CAD 工作站上使用，以方便使用。控制按鈕和滾輪是常見的指向裝置，在手持遊戲裝置或行動式數字媒體播放器上都可以找到。例如，在 iPod 上，使用者可以旋轉滾輪來滾動歌曲，然後點選目標曲目。觸控板通常是矩形的墊子，使用者可以在上面滑動拇指或指尖。點選觸控板會執行與點選滑鼠相同的操作。觸控板通常出現在筆記型電腦和筆記型電腦上。

專業指向裝置

一個 ETC Ion 照明控制檯。控制輪位於 LCD 螢幕上方。

根據使用的裝置和應用程式，指向裝置可以變得非常專業。舞臺燈光板具有多種不同的輸入資訊方式，因為它們可以控制大量的裝置。這些方式可以從操縱桿到更常見的控制輪。這些輪子告訴燈光裝置在螢幕上顯示的 x/y 軸圖上迴圈顏色、改變效果以及移動。除了燈光板之外，飛行模擬器可能有多種輸入裝置，其中大多數是定製的，用於執行特定任務。許多製造商為家庭模擬器製造油門裝置和飛機操縱桿。這些裝置可以在幾分鐘內安裝好，並模擬實際飛機控制器的移動。航空公司和大學更進一步，使用沉浸式模擬器將操作員封閉起來，並模擬飛機在飛行過程中的移動。在這些模擬器中，整個外殼是一個大型輸入裝置，每個按鈕和旋鈕都控制著某個功能。此外，指導員有一個工作站，他們可以在那裡輸入命令和載入場景來測試駕駛模擬器的人。航空公司用來訓練飛行機組人員的全運動模擬器可能是最複雜的計算機輸入裝置。

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  一個 Saitek 控制操縱桿正在用於控制模擬器中的飛機。
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  這種封閉式的模擬器在飛行學校和航空類大學課程中相當普遍。
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  這是航空公司用來進行測試和緊急訓練的全運動模擬器的駕駛艙。

掃描器、讀取器、數碼相機

平板掃描器

掃描器

掃描器是一種將影像以數字形式複製的裝置。捕獲影像後，資料將被傳輸到計算機。人們使用掃描器將手持照片儲存在計算機中，並可以掃描用於商業、學校等的文件。兩種主要的掃描器型別是平板掃描器和行動式掃描器。平板掃描器是最常見的掃描器型別，旨在掃描平面物體。行動式掃描器專為旅行目的而設計。

滾筒掃描器

平板掃描器很像平板掃描器，只是它可能現在是固定的，並被商店用於掃描貨架上的物品。光學掃描器捕獲通常為平面的物體的影像，並將其傳輸到計算機，就像平板掃描器一樣。為了獲得更好的影像質量，正如大多數人在列印中所追求的那樣，您需要更高的解析度掃描器。掃描器的解析度以每 12 英寸的點數來衡量，這是有道理的，因為您擁有的點數越多，顯示的顏色就越多，從而產生更高質量的掃描。除了掃描器的解析度外，還有質量，這可以在掃描影像後進行編輯和改進。如果使用者想要極其詳細的掃描，滾筒掃描器是一個很好的工具。它使用光電倍增管在玻璃圓柱體上進行掃描，並以三束髮射光線，使光線和顏色發生變化，從而產生非常詳細的影像。 甚至有應用程式可以讓我們在手機上掃描文件，以供隨時使用。然而，這樣做的問題是隱私問題以及手機或任何其他裝置被盜的危機，這些裝置掃描了任何個人資訊。雖然掃描器對企業尤其有很大幫助，但重要的是使用者要意識到風險並謹慎使用。

儘管數碼相機在今天被認為是標準裝置，但許多人仍然擁有使用膠片相機時的負片。可以使用專門的膠片掃描器輕鬆地將傳統膠片數字化。提高解析度將有助於更高質量地複製影像。

閱讀器

閱讀器旨在讀取不同產品的編碼。閱讀器也被稱為“價格掃描器”。它通常是一個手持裝置，用於捕獲某個標籤、貼紙或推特/Facebook 程式碼上的條形碼。UPC（通用產品程式碼）和 ISBN（國際標準書號）是最著名的兩種條形碼。條形碼對於不同企業的效率至關重要。

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  條形碼掃描器示例
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  UPC 條形碼
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  ISBN 條形碼

條形碼使用線條來表示數字 0-9。它們可能很長，代表著一串很長的數字。這些唯一的數字組合代表著各種資訊。條形碼閱讀器使用反射光或成像技術來解釋程式碼中的條形碼。一旦解釋了條形碼，就可以檢索與數字關聯的資訊。掃描器可以是固定的，例如在商店中發現的掃描器，也可以是行動式的，例如送貨服務用來掃描包裹的掃描器。

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  行動式掃描器

QR 程式碼示例

RFID 杆

QR 程式碼和 RFID 標籤

QR 程式碼，也稱為快速響應程式碼，是透過成像裝置讀取的圖案顯示條形碼，使使用者可以使用他們的“智慧裝置”自動掃描和開啟到編碼的超連結。裝置上的 QR 閱讀器應用程式使使用者能夠訪問超連結。超連結會開啟使用者裝置上的 URL，顯示影像或網站。QR 程式碼經常被公司使用，以提供最有效、最廉價的方式為他們的產品、公司、活動、網站等做廣告。這些程式碼使潛在客戶或使用者能夠方便地訪問他們的資訊。QR 程式碼也用於其他方面，以識別時間跟蹤、物品識別產品跟蹤以及文件管理。

QR 程式碼是對傳統條形碼的擴充套件。傳統條形碼是一維的，而 QR 程式碼是二維的。在水平和垂直方向上儲存資料可以顯著增加資訊的組合數量。

QR 程式碼示例

“QR 程式碼”是一種矩陣條形碼，最初由豐田汽車公司於 1994 年建立。它們在製造過程中被用來代替傳統的條形碼標籤，傳統條形碼標籤提供的儲存資料空間明顯更少，並且經常損壞。自智慧手機（和可下載的 QR 掃描應用程式）興起以來，它們在廣告/營銷方面的普及和成功率前所未有，並且在某種程度上徹底改變了這些行業。QRC 為企業節省了資金，提供了一種經濟高效的個性化方式來推廣他們的商品或服務。也許最重要的是，它們為世界各地的客戶提供了一種快速簡便地獲取資訊的新方式。

RFID 程式碼，也稱為通用產品程式碼，其中條形碼被無線射頻識別標籤取代，允許網路系統之間進行通訊，這些網路系統可以跟蹤某些資料或資訊。RFID 程式碼在當今經濟中被廣泛使用，有多種不同的方式。與 QR 程式碼類似，RFID 程式碼使使用者在時間和便利性方面獲得了效率。RFID 程式碼在社會中的使用方式包括：庫存跟蹤、票務應用程式、移動支付以及邊境安全。

數碼相機

拆解的數碼相機

數碼相機

幾乎每個美國人都擁有數碼相機來儲存他們的記憶！數碼相機用於拍攝照片，這些照片通常儲存在儲存卡中。購買相機時，重要的是要知道相機包含多少兆畫素。例如，兆畫素越高，圖片的質量就越好。但是，通常情況下，兆畫素越高，相機的成本就越高。人們喜歡相機，因為他們可以立即訪問照片。

專業攝像機

如今，數碼相機經常被整合到各種移動裝置中。 當談到智慧手機時，相機通常是裝置中最具市場營銷價值的功能之一。例如，線上購買智慧手機時，網站通常會有一張圖片，比較不同競爭對手手機拍攝的照片。智慧手機上的這些相機之所以受到如此大範圍的營銷，是因為它們為普通消費者提供瞭如此多的優勢。能夠拍攝漂亮照片的相機使人們能夠輕鬆地將日常活動分享到社交媒體、在雜貨店掃描條形碼、為保險提供事故後證據等等。

雖然數碼相機可以拍攝靜止影像，但數碼攝像機可以錄製影片。儘管行動式數碼攝像機在市場上正在慢慢變得不受歡迎，但其他型別的這些攝像機每天都在使用。 例如，這些相機經常被建築物用於監控、電視網路用於廣播以及公司用於視訊會議。 但是，這些情況中使用的每種型別的相機都不同。用於安全目的的相機通常能夠遠端操作，並且通常比其他相機更小，以便它們更隱蔽。電視網路使用昂貴的專業相機，這些相機具有許多不同的功能，效能非常高。用於視訊會議的相機通常是網路攝像頭。這些相機體積小，通常是行動式的，可以與筆記型電腦整合。 總體而言，數碼攝像機是當今社會中的一種有用工具。

數碼相機的主要吸引力之一是拍攝後立即看到影像的即時滿足感。但是，這種即時滿足感要付出一定的代價，因為在按下按鈕和實際拍照之間存在輕微的延遲。

生物識別閱讀器

一名美軍士兵正在使用生物識別眼部掃描器。

生物識別技術 是客觀的、可測量的、可用於識別個人的生物特徵。 生物識別身份驗證越來越普遍，從眼睛到指紋，從聲音到面部，從獨特體味到耳朵形狀，計算機都可以識別個人。生物識別技術的一些應用包括：指紋掃描器用於保護核電站等場所資料庫中的敏感資訊；邊境和護照上的生物識別身份驗證；夜總會身份驗證，以確保被禁止進入的人員無法進入；甚至在公立學校，用於加強出勤記錄和圖書館借書記錄。 雖然生物識別身份驗證非常有用，但如果其使用過於普遍，顯然也會存在嚴重的隱私問題。然而，一個名為“生物識別技術研究所”的組織正在努力不僅推動生物識別技術的應用，而且確保隨著此類技術的普及，所有隱私問題都能得到解決。該組織制定了一套隱私指南，這些指南應在使用生物識別身份驗證的任何時間、任何地點得到遵守。

音訊輸入和輸出

音訊輸入

用於將音訊輸入計算機的麥克風

音訊輸入是指將音訊資料輸入計算機。通常，人們輸入計算機的音訊是語音或音樂。語音輸入是指將語音輸入計算機上的麥克風，並透過麥克風將其轉換為數字形式。許多人會使用錄音軟體將語音儲存在檔案中。語音識別系統越來越為人所知。語音識別的例子是，當你打電話給公司，自動語音錄音接聽，你與它交談並回答它的問題，而計算機能夠識別你的說話內容並帶你到你需要去的地方。 許多手機都擁有語音識別軟體，允許使用者將簡訊或任何其他內容輸入到手機中，手機可以為他們輸入文字。但是，這些程式並不完美，它們通常需要說話者緩慢而清晰地講話。正在開發的一項新技術是，計算機拾取硬碟發出的噪音，並檢測是否存在任何問題。將音樂輸入計算機的一種方法是從 CD 輸入。他們還有可以插入計算機的鍵盤，聲音可以輸入到計算機中。使用該技術，他們還可以顯示演奏的樂譜。

語音識別

語音識別系統的工作方式有很多種。一種系統是獨立於說話者的語音識別軟體，無論使用者是誰，它都能正常工作。另一種系統是依賴於說話者的系統，它使用訓練來分析特定使用者的語音。然後，該系統能夠適應個人語音的細微差別，並微調語音識別。另一種系統是語音識別系統，它與依賴於說話者的系統非常相似，因為它們依賴於說話者，但相反，它們主要關注的是說話者是誰，而不是他們在說什麼。這些型別的系統主要用於個人安全系統。語音識別軟體用於簡化使用者使用計算機，並允許使用者自由地不必使用鍵盤或滑鼠在計算機系統中導航。語音識別軟體可用於執行許多工，包括開啟應用程式、撥打電話、計算一杯中的茶匙數量，甚至找到最近的 Chipotle 餐廳。如今，由於語音識別系統在蘋果 Siri 和 Windows Cortana 等移動裝置中的應用，其使用正在迅速發展。此外，語音識別軟體已被納入汽車製造中，因為法規要求駕駛員使用擴音裝置，以避免因道路分心。

Parc Asterix 22

語音檢測和語音分析被用於機器人和自動翻譯、門禁系統和教育，但不僅人類語音是識別的物件。建立的聲音識別軟體具有巨大的科學和實用價值。破窗、海豚的談話、故障機械裝置，甚至流血，都可以透過它們發出的聲音來識別。不斷增長的聲音庫和不斷改進的電子裝置，使得聲音識別技術能夠在工業自動化、家居改善、動物生物聲學、醫學生物聲學等領域得到積極應用。人們使用語音識別讓計算機理解他們，並使用計算機進行聲音識別，以便更好地理解世界。

音訊輸出

音訊輸出 - 揚聲器

音訊輸出顧名思義。這些是在計算機上工作時聽到的聲音，包括語音、音樂和其他音訊聲音。最常見的音訊輸出裝置是揚聲器。這些用於聽影片遊戲、來自 iTunes 的音樂 或 YouTube, Netflix 上的電視劇, 網路會議，以及其他型別的程式。大多數計算機都有能力新增額外的揚聲器以獲得更好的音質。購買計算機時通常會附帶揚聲器。其他揚聲器的價格差別很大。可以新增一個低音炮來放大計算機的音訊輸出。低音炮具有稱為低音的低音音訊頻率，旨在增強覆蓋更高頻率頻段的揚聲器的低頻範圍。 它們可以安裝在汽車和計算機中。對於行動式筆記型電腦和移動裝置，揚聲器內建在裝置中。一些臺式計算機在顯示器上永久安裝了揚聲器。音訊輸出的一個獨特例子是跑步機。有些跑步機可以播放來自 iPod 或 MP3 擴充套件塢的音樂，這使得鍛鍊更加愉快。隨著我們快速增長和擴充套件的市場，最近許多汽車公司已在汽車中加入了耳機插孔、擴充套件塢連線或 USB 埠，以連線 iPod 或移動裝置。這些連線使得駕駛員更容易從他們的 iPod 而不是從收音機或 CD 上收聽自己的音樂。耳機也可以用作音訊輸出，而不是使用揚聲器。使用耳機可以幫助使用者避免打擾周圍的人（在圖書館或學校）。

顯示裝置

顯示裝置特性

老式飛利浦電視機

陰極射線管

顯示裝置有很多不同的特性。這些包括顯示顏色、顯示器型別、解析度、影片相容性和這些裝置可能具有的額外功能。如今，大多數裝置都具有彩色顯示器，但仍有一些裝置使用單色配色方案。Nook 電子閱讀器就是其中之一。顯示器型別的另一個區別在於其照明方式。老式裝置，如大型、笨重、沉重的電視機和計算機螢幕，採用陰極射線管 (CRT)，由於管子佔用了太多空間，因此裝置需要更大。如今，我們的大多數裝置都是平板顯示器。這些顯示器利用兩種薄透明材料之間的化學或氣體反應來建立顯示效果；這就是為什麼它們比 CRT 裝置薄得多、輕得多的原因。

購買新裝置時，買家要注意，顯示器的尺寸是以對角線來衡量的。因此，你在亞馬遜上看到的那個 7 英寸的平板電腦，其對角線長度為 7 英寸。如果你期望 7 英寸是指寬度，那麼當你收到比你預期的小得多的裝置時，你會感到非常失望。 還要記住，解析度也很重要。在更小的空間內顯示更多資訊，影像越清晰，解析度越高。影片透過包含 GPU 的影片卡輸入。影片卡用於將影片資料轉換為將在顯示器上顯示的影像。它使用相當大量的 RAM 來做到這一點。連線影片裝置到計算機有很多方法，其中一種方法實際上允許將額外的顯示器新增到現有計算機，從而使螢幕空間增加一倍。顯示裝置的其他有趣功能包括能夠自行（暫時）儲存電量並被稱為無線裝置、以 2D 或 3D 格式顯示影像、變得更加便攜甚至可穿戴（例如虛擬現實模擬器頭戴式裝置），以及根據觸控和運動來註冊命令（例如 iPhone、iPad、Android 手機以及當今大多數其他“智慧”裝置）。

資料投影儀

使用資料投影儀，這張感人至深的圖片可以讓整個教室感動落淚。

雖然你的電腦擁有很多才能和用途，但有時它可能看起來不夠用。假設你在 Youtube 上找到一個有趣的貓影片，你想與你 30 個最好的朋友分享，但他們的座位離你的發光顯示器太遠，容不下這麼多人。與其把觀看派對分成幾組，不如使用資料投影儀。資料投影儀可以讓你將電腦顯示器上的內容投影到牆壁或投影螢幕上。 影像被放大，這樣你的所有朋友都可以一起看著 Youtube 上的貓驚訝地伸出爪子。即使你不知道它的名字，你也可能在生活中遇到過資料投影儀，尤其是在公立學校。它們可以透過電線或無線連線將資料從電腦傳輸到投影螢幕。對於那些喜歡在旅途中分享的人來說，甚至還有稱為微型投影儀的行動式投影儀，它們可以提供質量較低但更易於使用的演示。 計算機資訊系統導論/輸入和輸出

平板顯示裝置

平板顯示裝置近年來越來越受歡迎，因為它們的設計纖薄，易於使用。如今的顯示器必須能夠提供全綵色和灰度級、高效率和亮度、顯示全動態影片的能力、廣視角以及多種工作條件。 如今的消費者希望這些裝置薄而輕便，不受磁場的影響，並且不會產生任何 X 射線。所有這些屬性都是老式電視機或顯示器中普遍使用的陰極射線管無法實現的。如今，市場上出售的顯示器包括電致發光顯示器、等離子顯示面板、真空熒光顯示器和場發射顯示器。由於前者在多種溫度下的耐用性，它們被應用於工業和醫療領域。等離子顯示器通常用於電視機。真空熒光顯示器用於低資訊顯示，例如電器或小型電子裝置上的顯示器。液晶顯示器（LCD）是目前製造最廣泛的顯示器。

與背部“厚實”的老式電視機不同，新型 LED 電視機更加纖薄，節能。

即使沒有意識到，我們也時刻被包含 LCD 的物品所包圍，因為它們比其他顯示器更薄更輕便。筆記型電腦、數字時鐘、微波爐、手錶以及許多其他日常用品都使用 LCD。液晶顯示器透過阻塞光線來工作，它使用位於兩片玻璃板之間的帶電液晶來點亮適當的畫素，這些畫素使用熒光燈提供的背光。方便的是，LCD 面板通常已經在顯示器的背面包含這些燈，因此被稱為背光。但是，為了節省更多能量，當今的新技術發明了發光二極體顯示器（LED），它們正在取代之前使用的熒光燈。

LED 是另一種平板技術，在我們周圍的許多物品中都可以看到，例如鬧鐘、聖誕燈和汽車前燈等。LED 比 LCD 的優勢在於它們更薄，影像更明亮，顏色和質量也比 LCD 甚至等離子顯示器更好。此外，由於 LED 不需要熒光燈的背光，而熒光燈的壽命相對較短，因此 LED 的壽命往往長得多。由於熒光燈更容易燒燬，因此 LED 更適合於需要頻繁開關的應用。LED 顯示器的另一個好處是它們比 LCD 消耗的能量少得多；LED 實際上消耗的能量是 LCD 消耗能量的一半！

IMOD 顯示器的顏色生成

一種新的平板顯示技術是干涉調製顯示器。這種顯示器使用反射膜和薄膜堆疊，它們位於透明基板上，將外部光線反射到顯示器上。該裝置利用光波長的干涉來產生彩色影像所需的各種顏色。這種新的顯示技術旨在用於行動式裝置和新型手機。其原因是該顯示器消耗的能量非常少。透過僅使用外部光線，該裝置將無需持續為顯示器提供背光。實際上，該顯示器僅在更改影像時才需要消耗能量。這使得影像能夠保持開啟狀態而不會使裝置失去任何能量，這是我們在日常使用手機時都需要面對的問題。IMOD 顯示器的另一個優點是，即使在陽光直射的情況下，影像也會保持清晰，因為它實際上使用陽光來顯示影像。對於那些注意到在陽光下使用行動式裝置或手機的困難程度的人來說，這絕對是一個優勢。IMOD 顯示技術是一種非常節能的技術，需要在手機和行動式裝置中使用，以幫助消費者解決電池消耗問題。

影片介面卡、介面和埠

HDMI 聯結器

圖形處理單元 (GPU) 是專門用於在顯示裝置上渲染影像的晶片。裝置要麼配備影片卡，要麼配備直接整合到主機板或 CPU 中的整合顯示卡元件。GPU 位於影片卡或計算裝置的顯示卡元件中。它決定了顯示器上顯示影像的質量。影片卡通常包含風扇來冷卻卡。影片卡要麼配備記憶體晶片，要麼設計為將電腦的普通 RAM 的一部分用作影片 RAM。影片卡包含 256 MB 到 2 GB 的影片 RAM。用於將顯示器連線到電腦的兩種最常見的介面型別是 HDMI（高畫質多媒體介面）和 DP（DisplayPort）。但是，仍然使用舊的聯結器，包括 VGA（影片圖形陣列）和 DVI（數字影片介面）。這些是可以在電腦上找到的埠，用於將它連線到另一個裝置，例如電視螢幕或投影儀。如今，HDMI 和 DP 不僅被大型公司廣泛使用，而且也被大眾廣泛使用。這使得無論誰製造了電腦，都可以實現高質量的連線和用於互連裝置的單線能力。

虛擬/增強現實裝置

戴著 Oculus Rift 體驗虛擬現實的男孩

最近的一項進步是虛擬現實和增強現實裝置。這些裝置透過沉浸式的方式顯示資訊，而不是僅僅在螢幕上顯示。首先，虛擬現實和增強現實之間的區別在於，前者完全將使用者沉浸在不同的“虛擬”環境中，而後者則在當前和現有環境中新增或顯示資訊。因此，虛擬現實將你帶入電影院，而增強現實將電影帶到你的牆壁上。這兩種方式都是透過各種裝置實現的。有頭戴式顯示器。這些顯示器通常由使用者佩戴，並且可以透過它們觀看以體驗虛擬現實或增強現實。進行虛擬現實體驗的顯示器通常會遮住眼睛，這樣使用者就可以完全與現實世界隔絕，並完全沉浸在虛擬現實中。進行增強現實體驗的顯示器通常是透視的，因為物體是在現實世界環境中顯示的。然後還有手持式顯示器，它們通常只進行增強現實體驗。這些顯示器通常會使用裝置的攝像頭和螢幕來在現實世界中顯示虛擬物體。

印表機

點陣式

雷射印表機內部

如今的印表機可以分為兩大類：衝擊式印表機和非衝擊式印表機。衝擊式印表機（也稱為針式印表機）是傳統的印表機，它們透過墨帶敲擊紙張來列印。它們主要用於生成業務表格，例如包裝單和收據。另一方面是非衝擊式印表機。這類印表機不會像衝擊式印表機那樣接觸紙張，它們主要分為兩種型別：雷射印表機和噴墨印表機。雷射印表機使用墨粉或碳粉，而噴墨印表機使用液體墨水，兩者都是透過點陣（類似於顯示器上的畫素）來建立影像。這些點陣構成列印解析度，稱為 dpi（每英寸點數）。解析度越高，影像越清晰。針式印表機的一般範圍為 60-90 dpi，噴墨印表機為 300-720 dpi，雷射印表機為 600-2400 dpi。^[44] 此外，彩色印表機和黑白印表機是家庭或辦公室環境中常見的兩種標準。通常，家庭使用彩色印表機比較普遍，而辦公室由於成本原因更傾向於使用黑白印表機（除非公司需要彩色列印某些材料和產品，例如報告或宣傳冊）。

雷射印表機的優點包括更高的影像解析度、更快的列印速度以及不會出現墨跡。然而，雷射印表機比噴墨印表機更昂貴，許多人選擇使用噴墨印表機，因為它們的成本更低，同時仍然能夠生成高質量的影像，並且執行速度也相對較快。除了這兩種型別外，衝擊式印表機的優勢還包括每頁的列印成本低、能夠列印多聯表格以及可靠性高。但是，這類印表機比噴墨印表機和雷射印表機要響得多，速度也慢得多。^[45]

個人印表機和網路印表機的區別在於它們連線的是一臺電腦還是家庭/辦公室網路。網路印表機允許多臺電腦共用一臺印表機，因此它們在商業環境中是標準配置。通常，個人印表機的列印速度為 20 到 35 ppm（每分鐘頁數），而網路印表機的列印速度為 30 到 65 ppm。

印表機可以透過 USB、有線或無線網路連線，或者透過其他裝置（例如儲存卡或相機）連線。常見的印表機具有多種功能，例如影印、掃描和傳真。這類噴墨或雷射印表機被稱為多功能一體機，它們可以是彩色或黑白的。

雷射印表機

雷射印表機

為什麼選擇雷射印表機而不是其他印表機？因為雷射印表機以速度、精度和經濟性著稱。由於它使用雷射，它可以一次列印一頁，因此它的速度明顯快於噴墨印表機。雖然它們比噴墨印表機更昂貴，但考慮到墨水比雷射印表機使用的碳粉更貴，雷射印表機似乎更具成本效益。雷射印表機的列印效果更可靠，因為噴墨印表機往往會留下墨跡。靜電是使印表機工作的基本原理，即絕緣體上積聚的電荷。它利用帶有相反靜電的物體，迫使電場相互吸附。

雷射印表機可以列印黑白或彩色。要列印在紙張上，必須先將紙張插入印表機的進紙托盤。雷射束會根據計算機中微處理器對要列印的影像進行解碼，對滾筒上的特定位置進行電荷。使用的墨水是稱為碳粉的細粉末墨水，當紙張在滾筒上滾動時，碳粉就會被塗抹上去。最後，紙張透過一個熔合單元，將碳粉永久地固定在紙張上。^{[46] [47]}

噴墨印表機

噴墨印表機：為什麼要選擇噴墨印表機？因為噴墨印表機透過從列印頭噴射墨水到紙張上來建立影像。根據印表機的不同，墨滴的大小、噴嘴和電荷也不同，從而實現更精確的列印。由於墨盒的來回移動，噴墨印表機通常比雷射印表機速度慢。噴墨印表機在效能和普及度上都有所提升，而價格卻大幅下降。這些墨滴比一根頭髮絲還要細，不同的顏色組合在一起可以創造出照片級的影像。^[48]

3D 印表機

特殊用途印表機：雖然幾乎每個家庭都配備了噴墨印表機或雷射印表機，但市場上還有許多特殊用途印表機，專門用於完成特定任務。許多公司投資於這些產品是為了提高時間和成本效率。這些印表機的例子包括照片印表機、條形碼、標籤和郵票印表機、行動式和整合印表機以及 3D 印表機。 -顧名思義，照片印表機用於列印照片。人們通常會投資於這些印表機，因為它們產生的照片質量比一般的日常印表機要高。它們還具有一些普通印表機不具備的功能和應用程式。 -企業也經常使用條形碼、標籤和郵票印表機來製作產品。每件可售物品都需要產品標籤，而專門為此設計的印表機可以節省時間和金錢。它們還有助於電子郵寄功能，為公司節省了大量每天傳送信件的時間。 -如果您是一位經常出差的商務人士，那麼行動式或整合印表機是您的不二之選。在頻繁的旅行和往返中，您可以輕鬆地拿出這些行動式印表機，隨時隨地列印您需要的檔案或影像。 -最後，可能最先進、最具發展潛力的印表機是 3D 印表機。這種有用的工具可以用來列印模型和樣品。它使用塑膠列印，實際上可以製作出您想要的 3D 原型的最終版本。隨著技術的快速發展，越來越多的產品被設計用於提高成本和時間效率。根據您每天的工作內容，投資於其中一種印表機可能是一個明智的選擇，可以幫助您節省寶貴的時間和金錢。^[49] -3D 印表機

一個 3D 列印的貝多芬。

3D 印表機使用在高階程式（例如 CAD（計算機輔助設計））中建立的虛擬設計，或者使用 3D 掃描器掃描，來打印出物理模型和零件。為此，軟體必須將模型“切片”成數千層，然後印表機一次一層地堆疊起來。有各種各樣的製造方法，例如 FDM，其中材料被熔化成層，或者 SLS 列印，其中粉末材料被燒結成層。^[50] 3D 列印在設計中有著廣泛的應用。即使是製造商現在也使用這些印表機來快速製作用於研究的原型。這為公司節省了資金和時間，因為只需要修改計算機上的設計檔案即可更改設計。^[51]

為了構建 3D 結構和物體，人們開發了不同的 3D 列印方法。其中一些現在非常流行，而另一些則被競爭對手所取代。最流行的 3D 印表機型別包括：

- 熔融沉積成型 (FDM) - 使用 FDM 技術的 3D 印表機透過加熱和擠出熱塑性塑膠絲，從最底部開始，逐層構建物體。

- 立體光刻 (SLA) - SLA 3D 印表機使用過量的液體塑膠，這些塑膠在一段時間後會固化並形成固體物體。

- 選擇性雷射燒結 (SLS) - 選擇性雷射燒結 (SLS) 是一種使用雷射作為能量源來形成固體 3D 物體的技術。SLS 和 SLA 之間的主要區別在於它使用粉末材料而不是立體光刻使用的液體樹脂。

- 選擇性雷射熔化 (SLM) - 選擇性雷射熔化 (SLM) 是一種也使用 3D CAD 資料作為來源的技術，它透過高功率雷射束熔化和熔合金屬粉末來形成 3D 物體。

- 電子束熔化 (EBM) - 與 SLM 相同，這種 3D 列印方法是一種粉末床熔合技術。雖然 SLM 使用高功率雷射束作為能量源，但 EBM 使用電子束，這是這兩種方法之間的主要區別。其餘過程基本相同。

- 層積製造 (LOM) - 在 LOM 過程中，塗有粘合劑的紙張、塑膠或金屬層壓板使用熱量和壓力融合在一起，然後使用計算機控制的雷射或刀具切割成形狀。^[52]

為了構建 3D 結構和物體，人們開發了不同的 3D 列印方法。其中一些現在非常流行，而另一些則被競爭對手所取代。最流行的 3D 印表機型別包括：

- 熔融沉積成型 (FDM) - 使用 FDM 技術的 3D 印表機透過加熱和擠出熱塑性塑膠絲，從最底部開始，逐層構建物體。

- 立體光刻 (SLA) - SLA 3D 印表機使用過量的液體塑膠，這些塑膠在一段時間後會固化並形成固體物體。

- 選擇性雷射燒結 (SLS) - 選擇性雷射燒結 (SLS) 是一種使用雷射作為能量源來形成固體 3D 物體的技術。SLS 和 SLA 之間的主要區別在於它使用粉末材料而不是立體光刻使用的液體樹脂。

回顧

-詞彙表

條形碼 一種機器可讀程式碼，它將資料表示為一系列條形。

計算機揚聲器 連線到計算機的輸出裝置，提供音訊輸出。

CRT 顯示器 一種顯示裝置，它使用類似於傳統電視機使用的技術將影像投影到顯示屏上。

資料投影儀 一種顯示裝置，它將所有計算機輸出投影到牆壁或投影螢幕上。

繪圖板 一種平板、矩形的輸入裝置，它與觸筆配合使用，將繪製的圖形、草圖以及任何在裝置上書寫的內容傳輸到計算機。

手寫識別 裝置識別手寫字元的能力。

耳機 一種個人音訊輸出裝置，由個人使用，因此只有他或她才能聽到聲音。

噴墨印表機 一種輸出裝置，它噴射墨滴在紙上生成影像。

鍵盤 一種輸入裝置，包含許多按鍵，可以用來輸入字母、數字和其他符號。

雷射印表機 一種輸出裝置，它使用墨粉和類似於影印機的技術在紙上生成影像。

液晶顯示器 (LCD) 一種平板顯示器，它使用帶電的液晶來顯示影像。

顯示器 臺式計算機的顯示裝置。

滑鼠 一種常見的指向裝置，使用者在平面上滑動它來移動螢幕上的指標，並點選其按鈕進行選擇。

多功能一體機 (MFD) 一種裝置，在一個單元中提供多種功能（例如列印、掃描和傳真）。

光學字元識別 (OCR) 計算機識別掃描的文字字元並將它們轉換為電子形式文字（而不是影像）的能力。

有機發光二極體 (OLED) 顯示器 一種平板顯示器，它使用發光的有機材料來顯示更明亮、更清晰的影像。參見有機發光二極體 (OLED) 顯示器。

照片印表機 一種專門用於列印數碼照片的輸出裝置。

畫素 電子影像中最小的可著色區域，例如掃描影像、數碼照片或顯示屏上顯示的影像。

指向裝置 一種輸入裝置，用於移動螢幕上的指標（例如箭頭），以允許使用者選擇螢幕上的物件。

印表機 一種輸出裝置，在紙上產生輸出。

射頻識別 (RFID) 一種用於儲存和傳輸位於 RFID 標籤中的資料的技術。

掃描器 一種輸入裝置，讀取印刷文字和圖形，並將它們以數字形式傳輸到計算機。

語音識別系統 一種系統，由適當的硬體和軟體組成，用於識別語音輸入，例如聽寫或音訊計算機命令。

觸控筆 一種輸入裝置，用於在顯示屏上電子書寫。

觸控板 一種小型矩形輸入裝置，通常位於筆記型電腦和上網本電腦上，用手指或拇指觸控以控制螢幕上的指標並進行選擇。

觸控式螢幕 一種顯示裝置，用手指觸控以發出命令或以其他方式向連線的裝置提供輸入。

複習問題

這些詞彙可能在上面列出，也可能沒有列出。我是什麼？

1. 影像中最小的區域，組成整個影像。

2. 最常見的兩種_____是 UPC 和 ISBN。

3. 一種將物理形式轉換為資料的裝置。

4. 典型的____________將聲音分解成音素的數字表示。

5. 一種輸出裝置，使用墨粉和類似於影印機的技術在紙上生成影像。

6. 在螢幕上共享資訊的裝置。

7. 裝置識別手寫字元的能力。

8. 個人聽到的個人音訊輸出裝置。

9. 一種顯示裝置，將所有計算機輸出投影到牆壁或投影螢幕上。

10. 一種輸入裝置，用於移動螢幕上的指標（例如箭頭），以允許使用者選擇螢幕上的物件。

答案

1. 畫素 2. 條形碼 3. 掃描器和攝像頭 4. 語音識別系統 5. 雷射印表機 6. 顯示器 7. 手寫識別 8. 耳機 9. 資料投影機 10. 指向裝置