Загрузка...

Организация каналов связи. Устройства интерактивной связи человек – машина


Создание устройств интерактивной связи (УИС) человека с машиной продиктовано необходимостью оперативного управления и ввода информации в вычислительную систему. В основном такие устройства представляют собой комбинацию устройств ввода и устройств вывода информации. при этом используются зрительный, тактильный и звуковой носители передачи информации.

Основным видом УИС является комбинация устройства вывода информации (дисплей или индикаторная панель) и одного или нескольких устройств ручного ввода и оперативного управления, как то: клавиатура, манипуляторы типа “мышь”, “джойстик”, “трекбол”, сенсорные устройства, устройства тактильного ввода, устройства речевого ввода. Сюда же относятся средства графического ввода и вывода информации (графопостроители, устройства кодирования графический информации).

Основным УИС является комбинация “дисплей-клавиатура”. Применяется для ручного ввода текстовой, числовой и управляющей информации в вычислительную систему (ВС). К данному типу УИС относится и комбинация “ВС-терминал”:

(1) Благодаря увеличению вычислительных мощностей ПЭВМ, расширению их возможностей по обработки графический информации, появилась потребность в разработке и совершенствовании устройств оперативного ввода графический информации. в связи с этим появились новые УИС, которые явились комбинацией дисплея и устройств ввода, как то:

Манипулятор “мышь”. Выполнен в виде небольшой коробочке, передвигаемой по столу или др. ровной поверхности. Типовое устройство содержит две или три клавиши, реализованные в виде кнопочных переключателей, и специальную систему слежения за перемещением манипулятора в двух ортогональных направлениях. При этом для преобразования поступательного перемещения манипулятора в электрические сигналы используются в основном три способа: механический, оптико-механический и оптический.

· При механическом способе вращения шарика передается на два ортогонально расположенных валика, связанных с осями потененциометров. Сигналы с резисторов управляют частотой (или длительностью) импульсных сигналов, посредством измерения которых и сравнением предыдущими отсчетами вычисляются новые координаты курсора на экране дисплея.

· Оптико-механический способ является более точным и отличается тем, что вместо потененциометров установлены оптические системы – преобразователи. Принцип действия этих преобразователей основан на модулировании светового потока, причем частота модуляции пропорциональна скорости перемещения манипулятора относительно координатных осей.

· Оптический способ слежения основан на принципе модуляции светового потока участками рабочей поверхности с различной светоотражающей способностью. Он обеспечивает высокую чувствительность, но необходимо наличие специальной поверхности с нанесенной на нее сеткой.

(2) манипуляторы типа “трекбол” чаще всего используют как функциональный вариант манипулятора “мышь”. Шаровые координатографы передают движение на экран дисплея при вращении одного шарика и не требуют наличия большой ровной поверхности стола.

Для ввода графический информации в ПЭВМ используют также специализированные планшеты (дигитайзеры), позволяющие вводить данные об абсолютном положении считывающего органа на плоскости с координатной сеткой. При ориентации их на непосредственный (без промежуточного носителя) ввод графических данных, обычно используют тактильные пленки, а рабочее поле планшета при этом содержит рисунок, выполненный в виде координатной сетки или с нанесением стилизованных базовых элементов графических изображений.

Более тесным симбиозом являются УИС, построенные с применением светового пера, ультразвуковой “мыши”, сенсорных экранов.

Световое перо содержит фотосчитывающую систему и предназначено для регистрации сигналов подсветки отдельных точек на экране дисплея.

В ультразвуковой “мыши” для вычисления координат зонда используют измерения расстояний пройденных ультразвуковыми волнами, которые генерируются либо ультразвуковым манипулятором, либо пьезоэлектрическими датчиками, расположенные по периферии экрана. Положение манипулятора постоянно контролируется.

В сенсорных экранах применяется светодиодная инфракрасная координатная и др. техника с использованием оптически прозрачных покрытий. В светодиодных инфракрасных сенсорных экранах соответствующие излучатели и приемники, расположенные по периферии экрана, образуют координатную матрицу. При внесении какого-либо предмета перекрывается луч света, проходящий над поверхностью экрана. По номерам затемненных приемников определяются координаты точки контакта с экраном. В экранах, чувствительных к изменению емкости, используются матрицы оптически прозрачных площадок, каждая из которых электрически изолирована. Сигналы об изменении емкости передаются по тонким проводникам, встроенным в экранное покрытие. Информация о месте касания кодируется изменением емкости одной или нескольких площадок.

Одним из перспективных УИС являются устройства ввода-вывода речевой информации. Основными достоинствами подобных УИС являются: естественность общения человека с машиной и возможность его большей концентрации на выполняемой работе; повышение скорости и достоверности вводимой информации, освобождение глаз и рук человека для др. целей. Необходимо учитывать и недостатки речевого ввода в ПЭВМ: возможна ситуация, когда машина не поймет человека; необходимо знать правила построения предложений, распознаваемых ПЭВМ.

Абсолютное большинство систем распознавания речи реализует пословное распознавание, хотя имеются отдельные попытки пофонетного распознавания. Это связано с различным звуковым спектром речевого аппарата людей. Необходимо иметь ввиду, что при пословном распознавании при необходимости увеличить число распознаваемых слов в два раза, нужно увеличить емкость памяти для хранения образцов в два раза, а быстродействие памяти и процессоров повысить в четыре раза.

Пословное распознавание речи можно образно сравнить с самыми древними письменностями, когда каждому слову ставился в соответствие его иероглиф. В более поздних письменностях от иероглифов отказались, введя буквенное письмо. Совершенно аналогичную работу предстоит сделать и в области автоматизированного распознавания речи: перейти от пословного к пофонетному распознаванию речи. При этом можно будет вводить в ЭВМ любые слова, содержащие заданный набор фонем конкретного языка, точно также, как это делается в настоящее время с помощью органического набора клавиш.

И так, комплексное применение УИС позволяет максимально упростить взаимодействие человека с машиной и повысить эффективность использования ресурсов (времени) при организации работы человека и ПЭВМ.

Загрузка...