హార్డ్‌వేర్ – ఇన్‌పుట్ & అవుట్‌పుట్ పరికరాలు (Input & Output Devices)

కంప్యూటర్‌లో కంటికి కనిపించే, చేత్తో ముట్టుకోగలిగే భాగాలన్నీ హార్డ్‌వేర్ (Hardware). కంప్యూటర్ పనిని ఇన్‌పుట్, ప్రాసెసింగ్, అవుట్‌పుట్, స్టోరేజ్ అనే నాలుగు దశలుగా అర్థం చేసుకోవచ్చు.

• ఇన్‌పుట్ యూనిట్ (Input Unit): డేటాను, సూచనలను కంప్యూటర్‌కు ఇస్తుంది. ఉదా: కీబోర్డ్, మౌస్.
• CPU (Central Processing Unit): కంప్యూటర్ 'మెదడు'. దీనిలో మూడు ముఖ్య భాగాలు ఉంటాయి:
• ALU (Arithmetic Logic Unit): కూడిక, తీసివేత వంటి గణిత లెక్కలు, పోలికలు (>, <, =) చేస్తుంది.
• CU (Control Unit): అన్ని భాగాల పనులను నియంత్రిస్తుంది, సూచనలను అర్థం చేసుకుని సమన్వయం చేస్తుంది. డేటాను ప్రాసెస్ చేయదు.
• రిజిస్టర్లు (Registers): CPU లోపల ఉండే అతి వేగవంతమైన చిన్న మెమరీ స్థానాలు.
• అవుట్‌పుట్ యూనిట్ (Output Unit): ఫలితాన్ని మనకు చూపిస్తుంది. ఉదా: మానిటర్, ప్రింటర్.
• మెమరీ/స్టోరేజ్ యూనిట్: డేటా, ప్రోగ్రామ్‌లను దాచుకుంటుంది.
• మదర్‌బోర్డ్ (Motherboard): అన్ని భాగాలను కలిపే ప్రధాన సర్క్యూట్ బోర్డ్. CPU, RAM, పోర్టులు దీనిపైనే అమర్చబడతాయి.
• మైక్రోప్రాసెసర్ (Microprocessor): ఒకే చిప్‌పై ఉండే CPU. దీని వేగాన్ని హెర్ట్జ్ (Hz) లలో (ఇప్పుడు GHz) కొలుస్తారు.

గుర్తుంచుకునే చిట్కా CPU = ALU + CU + Registers. 'ALU లెక్కలు చేస్తుంది, CU ఆజ్ఞలు ఇస్తుంది' అని గుర్తుంచుకోండి.

ఇన్‌పుట్ పరికరాలు వినియోగదారు ఇచ్చే సమాచారాన్ని కంప్యూటర్ అర్థం చేసుకునే రూపంలోకి మారుస్తాయి. ఇవి డేటాను పంపగలవు కానీ ఫలితాన్ని చూపలేవు.

• కీబోర్డ్ (Keyboard): అత్యంత సాధారణ ఇన్‌పుట్ పరికరం. మొత్తం కీలు సాధారణంగా 101 లేదా 104.
• QWERTY లేఔట్: పై వరుసలో ఎడమ నుండి మొదటి అక్షరాలు Q, W, E, R, T, Y. దీన్ని క్రిస్టోఫర్ లాథమ్ షోల్స్ రూపొందించారు.
• ఫంక్షన్ కీలు F1 నుండి F12 వరకు.
• మౌస్ (Mouse): పాయింటింగ్ పరికరం. 1963లో డగ్లస్ ఎంగెల్‌బార్ట్ (Douglas Engelbart) కనిపెట్టారు. సాధారణంగా ఎడమ, కుడి బటన్లు, స్క్రోల్ వీల్ ఉంటాయి.
• ట్రాక్‌బాల్, జాయ్‌స్టిక్ (Joystick), లైట్ పెన్ (Light Pen): పాయింటింగ్ పరికరాలే. జాయ్‌స్టిక్ ను ఆటలు, విమాన సిమ్యులేటర్లలో వాడతారు. లైట్ పెన్ స్క్రీన్ మీద నేరుగా గీయడానికి/ఎంచుకోవడానికి వాడతారు.
• స్కానర్ (Scanner): కాగితంపై ఉన్న చిత్రం/రాతను డిజిటల్ రూపంలోకి మారుస్తుంది.
• టచ్ స్క్రీన్ (Touch Screen):
  1. స్క్రీన్‌ను తాకడం ద్వారా ఇన్‌పుట్ ఇస్తారు
  2. ఇది ఇన్‌పుట్, అవుట్‌పుట్ రెండూ చేసే పరికరం. ATM, మొబైల్ లో వాడతారు.
• మైక్రోఫోన్ (Microphone): శబ్దాన్ని ఇన్‌పుట్‌గా మారుస్తుంది. వెబ్‌క్యామ్ (Webcam): వీడియో/ఫోటో ఇన్‌పుట్.
• బయోమెట్రిక్ (Biometric) పరికరాలు: వేలిముద్ర, కనుపాప (Iris) స్కానర్లు. ఆధార్ నమోదులో వాడతారు.
• గ్రాఫిక్స్ టాబ్లెట్ / డిజిటైజర్: డ్రాయింగ్ ఇన్‌పుట్ కోసం.

పరీక్షల్లో ఈ ప్రత్యేక రీడర్ల పూర్తి పేర్లు, వాడే చోటు నేరుగా అడుగుతారు. పేర్లు వేరుగా కనిపించినా, ఎక్కడ వాడతారో గుర్తుంచుకుంటే సులభం.

• OMR (Optical Mark Reader/Recognition): పెన్సిల్ లేదా పెన్‌తో నింపిన గుర్తులను (బబుల్స్) చదువుతుంది. వాడే చోటు: బహుళ ఎంపిక పరీక్ష సమాధాన పత్రాలు (పోటీ పరీక్షల OMR షీట్లు).
• OCR (Optical Character Recognition): ముద్రించిన లేదా రాసిన అక్షరాలను చదివి, ఎడిట్ చేయగల టెక్స్ట్‌గా మారుస్తుంది. వాడే చోటు: పుస్తకాలను డిజిటల్ చేయడం, పాత పత్రాల స్కానింగ్.
• MICR (Magnetic Ink Character Recognition): అయస్కాంత సిరాతో ముద్రించిన అక్షరాలను చదువుతుంది. వాడే చోటు: బ్యాంకు చెక్కులపై ఉన్న చెక్ నంబర్, ఖాతా సంఖ్య చదవడానికి. (భారత్‌లో చెక్కు కింద ఉండే 9 అంకెల MICR కోడ్ బ్యాంకు శాఖను సూచిస్తుంది.)
• బార్‌కోడ్ రీడర్ (Barcode Reader): నల్లని గీతల కోడ్‌ను చదివి ఉత్పత్తి వివరాలు చూపిస్తుంది. వాడే చోటు: సూపర్ మార్కెట్ బిల్లింగ్, వస్తువులపై.
• QR కోడ్ రీడర్:
  1. 2D చదరపు కోడ్‌ను చదువుతుంది
  2. UPI చెల్లింపులలో వాడతారు.
• స్మార్ట్ కార్డ్ రీడర్: చిప్ ఉన్న కార్డులు (ATM/క్రెడిట్ కార్డు, ఐడీ కార్డు) చదువుతుంది.
• RFID:
  1. రేడియో తరంగాల ద్వారా ట్యాగ్‌లను చదువుతుంది
  2. టోల్ గేట్ ఫాస్టాగ్ (FASTag) లో వాడతారు.

గుర్తుంచుకునే చిట్కా OMR = ఒప్పు గుర్తులు (పరీక్ష); MICR = Money/Cheque (బ్యాంకు చెక్కులు); OCR = Characters (అక్షరాలను టెక్స్ట్‌గా).

ప్రాసెస్ చేసిన ఫలితాన్ని మానవులకు అర్థమయ్యే రూపంలో చూపేవి అవుట్‌పుట్ పరికరాలు. అవి రెండు రకాలు – తెరపై కనిపించే 'సాఫ్ట్ కాపీ' (Soft Copy) మరియు కాగితంపై వచ్చే 'హార్డ్ కాపీ' (Hard Copy).

• మానిటర్ (Monitor / VDU – Visual Display Unit):
  1. ప్రధాన అవుట్‌పుట్ పరికరం
  2. ఇచ్చేది సాఫ్ట్ కాపీ.
• CRT (Cathode Ray Tube): పాత, లావుగా ఉండే మానిటర్లు.
• LCD (Liquid Crystal Display): సన్నగా, తక్కువ విద్యుత్.
• LED (Light Emitting Diode): LED బ్యాక్‌లైట్ ఉన్న ఆధునిక మానిటర్లు.
• OLED: ప్రతి పిక్సెల్ స్వయంగా కాంతినిస్తుంది.
• పిక్సెల్ (Pixel): తెరపై ఉండే అతి చిన్న చుక్క (Picture Element). పిక్సెళ్ల సంఖ్య ఎక్కువైతే రిజల్యూషన్ (Resolution) ఎక్కువ, చిత్రం స్పష్టంగా ఉంటుంది.
• స్క్రీన్ పరిమాణం: వికర్ణం (diagonal) పొడవును అంగుళాల్లో కొలుస్తారు.
• స్పీకర్లు, హెడ్‌ఫోన్లు (Speakers/Headphones): శబ్దం అవుట్‌పుట్.
• ప్రొజెక్టర్ (Projector):
  1. చిత్రాన్ని పెద్ద తెరపై చూపిస్తుంది
  2. తరగతి గదులు, సమావేశాల్లో వాడతారు.
• ప్లాటర్ (Plotter): పెద్ద పరిమాణం చిత్రాలు, ఇంజినీరింగ్ డ్రాయింగ్‌లు, మ్యాపులు, ఆర్కిటెక్చర్ ప్లాన్‌లను పెన్నుల సహాయంతో గీస్తుంది.
• GPS, స్మార్ట్ వాచ్ తెరలు కూడా ఆధునిక అవుట్‌పుట్ పరికరాలే.

ప్రింటర్ హార్డ్ కాపీ ఇచ్చే అవుట్‌పుట్ పరికరం. పనిచేసే విధానం ఆధారంగా ప్రింటర్లు రెండు రకాలు: ఇంపాక్ట్ (Impact) మరియు నాన్-ఇంపాక్ట్ (Non-Impact).

• ఇంపాక్ట్ ప్రింటర్లు:
  1. కాగితాన్ని రిబ్బన్ ద్వారా కొట్టి ముద్రిస్తాయి
  2. శబ్దం ఎక్కువ.
• డాట్ మ్యాట్రిక్స్ (Dot Matrix): చుక్కల ద్వారా అక్షరాలు ఏర్పడతాయి. కార్బన్ కాపీలు (ఒకేసారి అనేక కాపీలు) తీయగలదు. బిల్లుల ప్రింటింగ్‌లో వాడతారు. వేగాన్ని CPS (Characters Per Second) లో కొలుస్తారు.
• డైసీ వీల్, లైన్ ప్రింటర్, చైన్ ప్రింటర్: ఇతర ఇంపాక్ట్ రకాలు. లైన్ ప్రింటర్ వేగాన్ని LPM (Lines Per Minute) లో కొలుస్తారు.
• నాన్-ఇంపాక్ట్ ప్రింటర్లు:
  1. కాగితాన్ని కొట్టవు
  2. శబ్దం తక్కువ, నాణ్యత ఎక్కువ.
• ఇంక్‌జెట్ (Inkjet): కాగితంపై సన్నని సిరా బిందువులను చల్లుతుంది. రంగుల ప్రింటింగ్‌కు మంచిది. వేగాన్ని PPM (Pages Per Minute) లో కొలుస్తారు.
• లేజర్ (Laser):
  1. లేజర్ కిరణం, టోనర్ (Toner) పౌడర్ ఉపయోగిస్తుంది. వేగంగా, అధిక నాణ్యతతో ముద్రిస్తుంది
  2. కార్యాలయాల్లో విస్తృతంగా వాడతారు.
• థర్మల్ ప్రింటర్:
  1. వేడి ద్వారా ముద్రిస్తుంది
  2. బస్సు/రైలు టికెట్లు, రసీదుల ప్రింటింగ్‌లో వాడతారు.
• 3D ప్రింటర్: త్రీ-డైమెన్షనల్ వస్తువులను పొరలు పొరలుగా తయారు చేస్తుంది.
• నాణ్యత కొలత: DPI (Dots Per Inch) – ఎక్కువైతే ప్రింట్ నాణ్యత ఎక్కువ.

గుర్తుంచుకునే చిట్కా డాట్ మ్యాట్రిక్స్ = CPS; లైన్ ప్రింటర్ = LPM; లేజర్/ఇంక్‌జెట్ = PPM; నాణ్యత = DPI.

కంప్యూటర్‌కు బయటి పరికరాలను (ప్రింటర్, మౌస్, మానిటర్) కలపడానికి పోర్టులు (Ports) వాడతారు. ఏ పోర్టు దేనికి వాడతారనేది పరీక్షల్లో తరచూ వస్తుంది.

• USB (Universal Serial Bus): అత్యంత సాధారణ పోర్టు. పెన్ డ్రైవ్, మౌస్, కీబోర్డ్, ప్రింటర్, మొబైల్ ఛార్జింగ్ అన్నిటికీ వాడతారు. పరికరాన్ని కంప్యూటర్ ఆన్‌లో ఉండగానే కలపవచ్చు (Hot Plug / Plug and Play).
• వెర్షన్లు:
  1. USB 2.0, 3.0 మొదలైనవి
  2. అంకె పెరిగితే వేగం పెరుగుతుంది.
• HDMI (High-Definition Multimedia Interface): ఒకే కేబుల్‌లో హై-డెఫినిషన్ వీడియో, ఆడియో రెండూ పంపుతుంది. టీవీ, ప్రొజెక్టర్‌కు కలపడానికి వాడతారు.
• VGA (Video Graphics Array):
  1. పాత రకం వీడియో పోర్టు
  2. మానిటర్/ప్రొజెక్టర్ కనెక్షన్‌కు (కేవలం వీడియో).
• సీరియల్ పోర్టు (Serial): డేటా ఒకదాని వెంట ఒకటి (బిట్ బై బిట్) పంపుతుంది.
• పారలెల్ పోర్టు (Parallel):
  1. అనేక బిట్లను ఒకేసారి పంపుతుంది
  2. పాత ప్రింటర్లు వాడేవి.
• PS/2 పోర్టు: పాత కీబోర్డ్, మౌస్ కోసం (కీబోర్డ్‌కు ఊదా, మౌస్‌కు ఆకుపచ్చ రంగు).
• ఈథర్‌నెట్ (RJ-45) పోర్టు: నెట్‌వర్క్/ఇంటర్నెట్ కేబుల్ కలపడానికి.
• ఆడియో జాక్: స్పీకర్లు, మైక్ కోసం.
• బ్లూటూత్, Wi-Fi: వైర్ లేని కనెక్షన్లు.