Vstupní zařízení počítače

Definice a účel vstupních zařízení

Účel: Převod informací z vnějšího světa do digitální podoby, srozumitelné počítači.
Funkce: Vkládání dat a příkazů od uživatele do počítače.
Role: Umožnění interakce mezi člověkem a počítačem (HCI - Human-Computer Interaction).
Kategorie: Jsou základní součástí počítačových periferií.

Princip funkce:
- Stisk klávesy sepne kontakt (mechanický spínač nebo membrána).
- Interní mikrokontrolér v klávesnici detekuje sepnutí.
- Generuje unikátní kód (scan code) pro stisknutou klávesu.
- Odesílá kód do počítače, kde ho ovladač interpretuje.
Rozložení kláves (Layouts):
- QWERTY: Nejrozšířenější mezinárodní standard.
- QWERTZ: Používané ve střední Evropě, včetně ČR (prohozené Z a Y).
- AZERTY: Používané ve Francii.
- Ergonomické (např. Dvorak): Optimalizované pro rychlost a menší námahu prstů.
Typy podle technologie spínačů:
- Membránové:
  - Tři vrstvy pružné membrány, stiskem klávesy dojde k propojení obvodů.
  - Vlastnosti: Tiché, levné, nižší životnost, méně přesná hmatová odezva.
- Mechanické:
  - Každá klávesa má vlastní precizní mechanický spínač.
  - Vlastnosti: Hlasitější, dražší, extrémně vysoká životnost, přesná hmatová i zvuková odezva.
  - Typy spínačů (např. Cherry MX): Red (lineární, hladký stisk), Brown (taktilní, s hmatovou odezvou), Blue (taktilní s hlasitým "kliknutím").
- Nůžkové (Scissor-switch):
  - Varianta membránové klávesnice s nůžkovým mechanismem pro stabilizaci klávesy.
  - Vlastnosti: Nízký zdvih, tichý chod, typické pro notebooky a tenké klávesnice.
Připojení: Kabelové (USB), Bezdrátové (Bluetooth, 2.4 GHz rádiový signál s USB přijímačem).

Princip funkce: Snímání pohybu po povrchu a jeho převod na pohyb kurzoru na obrazovce.
Typy podle technologie snímání:
- Kuličková (mechanická): Zastaralá technologie. Pogumovaná kulička otáčela dvěma kolmými válečky (pro osy X a Y). Nutnost častého čištění.
- Optická:
  - LED dioda osvětluje povrch pod myší.
  - Miniaturní kamera (CMOS senzor) snímá tisíce obrázků povrchu za sekundu.
  - Digitální signálový procesor (DSP) porovnává snímky a vyhodnocuje směr a rychlost pohybu.
- Laserová:
  - Pokročilejší verze optické myši.
  - Místo LED diody používá laserový paprsek.
  - Vlastnosti: Vyšší přesnost, schopnost fungovat na více površích (včetně lesklých a skleněných).
Klíčové parametry:
- DPI (Dots Per Inch): Citlivost snímače. Vyšší DPI znamená, že kurzor urazí delší vzdálenost na obrazovce při stejném fyzickém pohybu myši.
- Polling Rate (Hz): Frekvence, s jakou myš hlásí svou polohu počítači. Běžné hodnoty jsou 125 Hz, 500 Hz, 1000 Hz. Vyšší frekvence znamená plynulejší pohyb kurzoru.

Touchpad / Trackpad:
- Standardní součást notebooků.
- Princip: Kapacitní snímání – mřížka elektrod detekuje změnu elektrického pole způsobenou přiblížením vodivého prstu.
- Funkce: Podpora gest (multi-touch) pro posouvání, zoomování, rotaci atd.
Trackball:
- Statické zařízení, kde uživatel pohybuje kurzorem otáčením velké kuličky.
- Výhody: Ergonomické (pohybuje se prsty, ne celou rukou), šetří místo na stole.

Princip funkce: Optické snímání fyzické předlohy a její převod do digitální podoby (rastrový obrázek).
Proces skenování:
1. Výkonný světelný zdroj (lampa/LED pásek) osvětlí předlohu.
2. Snímací hlava s optickým senzorem (CCD nebo CIS) se pohybuje podél předlohy.
3. Senzor zachycuje intenzitu a barvu světla odraženého od každého bodu.
4. Analogově-digitální převodník (ADC) převádí tyto informace na digitální data (pixely).
Typy scannerů:
- Ploché (Flatbed): Nejběžnější, pro skenování knih, časopisů a jednotlivých dokumentů.
- Průtahové (Sheet-fed): S automatickým podavačem (ADF) pro rychlé skenování velkého množství volných listů.
Software:
- OCR (Optical Character Recognition): Technologie, která analyzuje obrázek naskenovaného textu a převádí jej na editovatelný textový formát (např. v programu Word).

Webkamera:
- Zařízení pro snímání videa v reálném čase.
- Použití: Videokonference, streamování, online komunikace.
- Parametry: Rozlišení (Full HD, 4K), snímková frekvence (FPS).
Digitální fotoaparát:
- Při propojení s počítačem funguje jako vstupní zařízení pro přenos fotografií a videí.
- Některé modely lze použít i jako vysoce kvalitní webkameru.

Princip funkce: Přeměna zvukových vln (akustické energie) na elektrický signál.
Digitalizace: Zvuková karta nebo A/D převodník v USB mikrofonu tento signál vzorkuje a kvantizuje do digitální podoby.
Typy podle konstrukce:
- Dynamický: Odolný, zvládá vysoký akustický tlak. Ideální pro živá vystoupení, zpěv.
- Kondenzátorový: Velmi citlivý, vyžaduje napájení. Ideální pro studiové nahrávání hlasu a nástrojů.
Připojení: 3.5mm jack, USB (má vlastní zvukovou kartu), XLR (profesionální).

Grafický tablet:
- Skládá se z aktivní plochy (podložky) a bezdrátového pera (stylusu).
- Použití: Digitální kresba, malba, retuš, elektronický podpis.
- Klíčové vlastnosti: Snímání přítlaku a náklonu pera pro přirozené kreslení.
Dotyková obrazovka (Touchscreen):
- Kombinované vstupně-výstupní zařízení.
- Dominantní technologie: Kapacitní (reaguje na vodivost lidského prstu, podporuje multi-touch).
Herní ovladače:
- Gamepad: Ovladač pro obě ruce, s analogovými páčkami, tlačítky.
- Joystick: Pákový ovladač, hlavně pro letecké a vesmírné simulátory.
- Volant a pedály: Pro závodní hry.
Čtečka čárových kódů:
- Opticky snímá a dekóduje čárové (1D) nebo QR (2D) kódy.
- Vstup do počítače emuluje jako zadání textu z klávesnice.
- Použití: Obchody, sklady, logistika.

Definice: Zařízení, která využívají unikátní biologické charakteristiky člověka pro jeho identifikaci a autentizaci.
Příklady:
- Snímač otisků prstů: Skenuje jedinečné papilární linie.
- Rozpoznávání tváře: Kamera (často s infračerveným přísvitem pro 3D mapu) analyzuje rysy obličeje.
- Skener oční duhovky: Snímá unikátní vzor duhovky.