Специализированный процессор - контроллер клавиатуры - находится непосредственно в ее корпусе рядом с клавишами. Обычно он выполняется на базе Intel 8048 или ее аналогов и постоянно анализирует состояние клавиш, поочередно подавая сигналы на каждый из горизонтальных проводов (входов матрицы) и проверяя состояния вертикальных (ее выходов). Следует заметить, что при одновременном нажатии нескольких клавиш могут образоваться ложные цепи, приводящие к ошибкам в определении нажатых клавиш. Это самый главный недостаток матричной схемы, с которым борются либо, включая последовательно с контактами диоды, исключающие образование ложных цепей, либо усложняя алгоритм работы контроллера.
Обнаружив, что клавиша нажата, контроллер вычисляет ее код (последний часто называют скэн-кодом; от англ. глагола to scan - просматривать, сканировать) и выдает его в порт А микросхемы интерфейса с периферией, расположенной на системной плате.
Скан-код - это однобайтовое число, младшие 7 бит которого представляют идентификационный код, присвоенный каждой клавише. Старший бит кода говорит о том, нажата ли клавиша (бит=1).
Если удерживать клавишу нажатой, то вступает в действие так называемая функция автоповтора - через определенное время передача кода периодически повторяется. При отпускании клавиши передается код F0, за которым следует тот же код, что и при ее нажатии. Коды клавиш, для которых предполагается выполнение компьютером одинаковых функций (например, левой и правой клавиш "Ctrl"), различаются тем, что один из них дополняется "префиксом" Е0. Это позволяет компьютеру при необходимости считать клавиши разными, учитывая префикс, либо не различать их, игнорируя его.
Особое положение занимают клавиши "Print Screen" (печать экрана) и "Pause" (пауза). Им соответствуют довольно длинные последовательности скэн-кодов, имитирующие одновременное нажатие нескольких клавиш. Это необходимо для совместимости с ранними вариантами компьютера, в которых для выполнения аналогичных функций требовалось нажимать такие комбинации клавиш.
Данные передаются негативной логикой: логической 1 соответствует низкий, а логическому 0 - высокий уровень сигнала (в обоих случаях имеются в виду уровни ТТЛ). Период повторения импульсов синхронизации равен примерно 64 мкс, но может значительно отличаться от этого значения. Выходы контроллера выполнены по схеме с открытым коллектором. Это позволяет объединить несколько источников сигнала и организовать по одним и тем же проводам двусторонний обмен данными.
Когда скан-код выдается в порт А, вызывается прерывание клавиатуры (INT 9). Процессор моментально прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скан-код. При поступлении кода от клавиш сдвига или переключения изменение статуса записывается в память. Во всех остальных случаях скан-код трансформируется в код символа и помещается в буфер клавиатуры, который является областью памяти, способной запомнить до 15 вводимых символов.
Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме постоянного запоминающего устройства в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.
Принцип действия клавиатуры заключается в следующем.
1. При нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает так называемый скоп-код.
2. Скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры. (Порты - специальные аппаратно-логические устройства, отвечающие за связь процессора с другими устройствами.) Данная микросхема находится на основной плате компьютера внутри системного блока.
3. Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания - 9 (Interrupt 9, Int 9).
4. Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится так называемый вектор прерываний. Вектор прерываний - это список адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим с номером записи.
5. Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит к ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания «зашита» в микросхему ПЗУ, но программисты могут «подставить» вместо нее свою программу, если изменят данные в векторе прерываний.
6. Программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.
8. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.
9. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он и предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, наступает эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных.
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Москва, 2005
УДК
ББК
К
Алехина Г.В., Годин И.М., Иванько А.Ф., Иванько М.А., Мастяев Ф.А., Петрик Е.А. Информатика. / Московская финансово-промышленная академия.
Предмет информатики
Предмет информатики составляют такие понятия, как:
- средства вычислительной техники,
- программное обеспечение средств вычислительной техники,
- средств
Понятие информатизации общества
Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций сейчас все в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Пре
Понятия, виды и особенности информации
«Хорошо управлять бизнесом – значит, управлять его будущим; управлять его будущим – значит управлять информацией».
Мэрион Харпер
На п
Свойства информации
Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. Систематизация существующих подходов к выделе
Основные требования, предъявляемые к качеству информации
Среди требований, предъявляемых к информации, можно выделить следующие:
- своевременность;
- достоверность (с определенной вероятностью);
Роль вычислительной техники в процессе информатизации
Компьютеры в информационном обществе стали естественной его составляющей и элементом повседневной жизни каждого человека, хотя часто мы их просто не замечаем. Трудно сегодня найти х
Технические средства информатизации
Автоматизация работ с данными, информацией, знаниями имеет свои особенности и отличия от автоматизации других типов работ. Для этого класса задач используют особые виды устройств, б
Поколение ЭВМ
Основным активным элементом первого поколения являлась электронная лампа. Остальные компоненты электронной аппаратуры - это обычные резисторы, конденсаторы, трансформаторы.
Поколение ЭВМ
На смену электронным лампам в машинах второго поколения (с 1953г.) пришли транзисторы. В отличии от ламповых машин, транзисторные машины обладали большим быстродействием, емкостью оперативной памят
Поколение ЭВМ
Третье поколение ЭВМ (с 1962г.) характеризовалось широким применением интегральных схем, заменивших большинство транзисторов и различных деталей. Интегральная схема представляла собой законченный л
Поколение ЭВМ
Четвертое поколение машин начало развиваться с 1970г. Для них характерно применение больших интегральных схем (БИС). Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности компоновки электр
Поколение ЭВМ
Программа разработки 5 поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач иск
Перспективы развития
Все современные ЭВМ строятся на микропроцессорных наборах, основу которых составляют большие и сверхбольшие интегральные схемы.
Такие высокие технологии порождают целый ряд проблем. Микрос
Молекулярные компьютеры
Во многих странах проводятся опыты по синтезу молекул на основе их стереохимического генетического кода, способных менять ориентацию и реагировать на воздействия током, светом и т.п. Например, учен
Биокомпьютеры или нейрокомпьютеры
Идея создания подобных компьютеров базируется на основе теории перцептрона – искусственной нейронной сети, способной обучаться. Автором этих идей был Розенблат. Он указал, что структуры, имеющие св
Квантовые компьютеры
Принцип работы элементов квантового компьютера основан на способности электрона в атоме иметь различные уровни энергии Е0, Е1,…,Е. Переход электрона с н
Оптические компьютеры
Идея построения оптического компьютера давно волнует исследователей. Многие устройства ЭВМ используют оптику в своем составе: сканеры, дисплеи, лазерные принтеры, оптические диски CD-ROM и DVD-ROM.
Пользователи технических средств информатизации
Пользователь ЭВМ - человек, в интересах которого проводится обработка данных на ЭВМ.
В качестве пользователей ЭВМ могут выступать заказчики вычислительных
Принцип
Иерархическое построение памяти ЭВМ: память состоит из нескольких запоминающих устройств (ЗУ), различающихся емкостью и быстродействием. Самое быстрое ЗУ - сверхоперативное (СОЗУ),
Принцип
Для внутреннего хранения и преобразования числовой информации должна использоваться двоичная система счисления. Для характеристики объема информации при этом используется двоичный с
Принцип
Принцип программного управления:
a) работой ЭВМ управляет программа, состоящая из отдельных команд;
b) программа размещается вместе с данными в осн
Внутреннее устройство персонального компьютера
Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее,
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутре
Корпус системного блока
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие
Материнская плата (mainboard, matherboard, systemboard)
Материнскую плату еще часто называют системной платой. Это основа компьютера. Именно эта плата определяет, какого типа процессор можно использовать, какой максимальный размер опера
Процессор
Процессор - это устройство, которое занимается обработкой и вычислением данных. Современные процессоры очень сложны. Основой любого процессора является ядро, которое состоит из мил
Группы микропроцессоров
Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в
VLB (VESA Local Bus)
Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при в
FSB - (front Side Bus)
Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в это
USB - (Universal Serial Bus -универсальная последовательная магистраль)
Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устро
Оперативная память
Оперативная память (RAM - RandomAccess Memory) - это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но с
Логическая структура оперативной памяти
Делится логическая структура оперативной памяти на несколько областей (зон, разделов):
1. Conventional memory – основная память;
2. UMA (Upper Memory Area) – верхняя память;
Основная память
Основная память (Conventional memory) начинается с адреса 00000 (0000:0000) и до 90000 (9000:0000). Это занимает 640 Кбайт. В эту область грузится в первую очередь
Верхняя память (UMA)
Верхняя память (UMA) - начинается с адреса А0000 и до FFFFF. Занимает она 384 Кбайт. Сюда грузится информация, связанная с аппаратной частью компьютера. UMA можно р
Сверхоперативная память
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к
Энергонезависимая память CMOS
Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устро
Жесткий диск
Основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высок
Дисковод гибких дисков
Дисковод, предназначенный для работы с дискетами. До сих пор не придумано устройство, позволяющее так же легко и быстро записывать на какой-либо носитель. Гибкие диски (дискеты) поз
Дисковод компакт-дисков CD-ROM
В период 1994-1995 годах в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться у
Видеокарта (видеоадаптер)
За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: МОЛ (монохромный); CGA (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA (256 цв
Звуковая карта
Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет
Параллельный порт
!
Параллельный порт -это скоростной порт, через который сигнал передается в двух направлениях по 8 параллельным линиям.
Последовательный порт
!
Последовательный порт (Serial port или COM-port: Communications port) -это порт, через который данные передаются только в одном направлении в каждый момент времени.
USB порт
!
USB (Universal Serial Bus) -универсальный последовательный порт. Это порт, который позволяет подключать практически любые периферийные устройства.
Порт FireWire
!
FireWire -дословно - огненный провод (произносится "файр вайр") - это последовательный порт, поддерживающий скорость передачи данных в 400 Мбит/сек.
Внешние устройства, подключаемые к персональному компьютеру
Периферийные (внешние) устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря этим ус
Состав клавиатуры
Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.
Специальные клавиатуры
Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раск
Сканеры
!
Сканер (Scanner)- устройство для копирования графической и текстовой информации и ввода ее в компьютер.
Дигитайзеры
!
Дигитайзер (Digitizer) -устройство для оцифровки чертежей и других изображений. Дигитайзер позволяет преобразовать изображения в цифровую форм
Цифровые фотокамеры
!
Цифровой фотоаппарат -это фотоаппарат, который записывает изображение не на фотопленку, а на приемный экран - иконоскоп.
Световой карандаш
!
Световой карандаш- это устройство, напоминающее обычную авторучку с проводом. На конце ручки находится светоприемник, который может регистрировать изменение я
Монитор
Монитор - устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: размер и шаг
Принтеры
В качестве устройств вывода данных также используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе.
Плоттер
!
Плоттер (Plotter) или графопостроитель - устройство для вывода различных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого форма
Функциональность
Простейшие мыши имеют всего две кнопки, но могут встречаться модели и с пятью кнопками или двумя колесиками прокрутки.
Дополнительные кнопки требуют специальной поддержки со стороны драйве
Эргономика
Мышь обязана быть удобной. Манипуляторы эргономичной формы приспособлены для человеческой кисти лучше, чем симметричные, но они в основном предназначены для правшей. Удобно положить на нее левую ру
Интерфейс
Мышь подключается к персональному компьютеру при помощи интерфейсов RS-232 (COM), PS/2 и USB. Первый есть в каждом компьютере, второй - в любом, произведенном за последние 4–5 лет, третий - почти в
ZIP-накопители
ZIP-накопителивыпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных. Устройство работает с дисковыми носителями, по раз
Стримеры
!
Стриммер (stream - длинная лента) - устройство для записи информации на магнитную ленту.
Стриммер используется для архивирования инф
Понятие вычислительной системы
В связи с кризисом классической структуры ЭВМ дальнейшее поступательное развитие вычислительной техники напрямую связано с переходом к параллельным вычислениям, с идеями построения
Суперкомпьютеры и особенности их архитектуры
К суперкомпьютерам относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду. Создать такие высокопроизводительные компьютер
Кластерные суперкомпьютеры и особенности их архитектуры
Существует технология построения больших компьютеров и суперкомпьютеров на базе кластерных решений. По мнению многих специалистов, на смену отдельным, независимым суперкомпьютерам должны прийти гру
Цель: Знать конструкцию и принцип работы клавиатуры, уметь подключать и настраивать параметры клавиатуры.
Оборудование и наглядные пособия: Клавиатуры различного принципа действия. Персональный компьютер.
Краткие теоретические сведения: Принцип действия клавиатуры. Основным элементом клавиатуры являются клавиши. Сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры и передаётся в виде так называемого скэн-кода на материнскую плату. Скэн-код – это однобайтовое число, младшие 7 бит которого представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. На материнской плате ПК для подключения клавиатуры также используется специальный контроллер.
Когда скэн-код поступает в контроллер клавиатуры, инициализируется аппаратное прерывание, процессор прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Скэн-код трансформируется в код символа (так называемые коды ASCII). При этом обрабатывающаяся процедура сначала определяет установку клавишей и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код (например, «ф» или «Ф»). Затем введённый код помещается в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до 15 вводимых символов. Контроллер клавиатуры выполняет функции самоконтроля в процессе загрузки системы. Процесс самоконтроля при загрузке отображается однократным миганием трёх индикаторов клавиатуры.
Драйвер клавиатуры служит для отображения на экране набранного на клавиатуре и обычно является составной частью любой операционной системы. Драйвер клавиатуры операционной системы MS-DOS называется KEYB.COM. После установки операционной системы DOS он находится, как правило, в директории DOS. При установке операционной среды Windows 95/98 драйвер клавиатуры автоматически записывается в стартовом файле AUTOEXEC.BAT.
Блок клавиатуры в настольных ПК конструктивно выполнен автономно от основной платы компьютера, и, кроме клавиатуры, содержит контроллер клавиатуры, состоящий из буферной памяти и схемы управления. Он подключается к системной плате с помощью 4-проводного интерфейса (линии интерфейса используются для передачи тактовых импульсов, данных, напряжения питания +5 В, последний – «земля»). Для клавиатур существует несколько вариантов интерфейсов: стандартный разъем DIN, разъем PS/2, инфракрасный порт, интерфейс USB.
Контроллер клавиатуры осуществляет:
Сканирование (опрос) состояния клавиш;
Буферизацию (временное запоминание) до 20 отдельных кодов клавиш на время между двумя соседними опросами клавиатуры со стороны МП;
Преобразование с помощью программируемых системных таблиц (драйвера клавиатуры) кодов нажатия клавиш (скэн-кодов) в коды ASCII.
Тестирование (проверку работоспособности) клавиатуры при включении ПК.
Конструкция клавиатуры. По конструктивному исполнению подразделяются на клавиатуры с пластмассовыми штырями, со щелчком, с микропереключателями и сенсорные.
Клавиатуры с пластмассовыми штырями выполняются таким образом, что под каждой клавишей находится пластмассовый штырь, установленный вертикально, нижний конец которого выполнен в виде штемпеля (клейма), изготовленного из композиции
резины с металлом. Ниже этого резинового штемпеля находится пластина с контактными площадками, замыкается электрическая цепь, что воспринимается контроллером клавиатуры. Недостатком такой клавиатуры является высокая чувствительность клавиши к вибрации при нажатии, что приводит к многократному отображению символов на экране при печати с высокой скоростью.
Клавиатура со щелчком выполнена так, что при нажатии клавиши её механическое сопротивление становится тем больше, чем глубже она зажимается. Для преодоления этого сопротивления необходимо затратить определённую силу, после чего клавиша нажимается легко. Нажатие и отпускание клавиши сопровождается щелчком, отсюда и название. Клавиатуры со щелчком позволяют обеспечить уверенность в том, что клавиша нажата, а это повышает скорость ввода информации.
Клавиатуры с микропереключателем имеют характеристики, аналогичные клавиатурам со щелчком. Но микропереключатели, в том числе герконы (герметические контакты), характеризуются большей прочностью и длительным сроком службы.
Клавиатура с герконами содержат переключатели клавишей с пружинными контактами из ферромагнитного материала, помещёнными в герметизированный стеклянный баллон. Контакты приходят в соприкосновение (или размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного снаружи баллона.
Принцип действия сенсорной клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество этих элементов соответствует количеству клавишей. В качестве чувствительных элементов используются токопроводящие контактные площадки в виде, например, одного или двух прямоугольников, разделённых общим зазором. В момент касания пальцами контактных площадок статический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный сигналу, возникающему при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, поскольку в них отсутствуют какие-либо механические элементы и информация о нажатии «клавиши» формируется только электроникой.
Задание:
Отчёт выполняется в журнале по практическим работам и должен содержать:
1. Номер и тему практической работы.
2. Цель работы.
3. Описание выполненного задания.
Контрольные вопросы:
1. На каких принципах действия работают известные типы клавиатур?
2. Какую роль выполняет контроллер клавиатуры?
3. В чём отличие в конструкции основных типов клавиатур?
2.14 Практическая работа № 14
Диагональ. Рабочая область экрана. Разрешение (то есть количество точек по горизонтали и по вертикали).
Тип ЭЛТ или матрицы.
Размер точки.
Время отклика. Яркость. Контрастность. Угол обзора: горизонтальный и вертикальный. (для ЖК).
Частота горизонтальной развертки.
Сертификация.
Габариты.
Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя.
Известно два типа клавиатур – клавиатура с механическими и мембранными переключателями. Переключатель первого типа это обычный механический датчик, традиционное устройство известное уже несколько десятилетий. Второй тип датчика устроен несколько сложнее. Переключатель данного типа представляет из себя набор мембран, при нажатии на клавишу верхняя мембрана прогибается и через специальное отверстие в изолирующей мембране замыкается на нижнюю мембрану. Как правило, предпочтение отдается клавиатуре с механическими датчиками. Они выдерживают многолетнюю эксплуатацию, надежны и поддаются ремонту в случае необходимости.
Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.
Физически клавиатура и процессор связаны только двумя проводами, контролер процессора сканирует переключатели клавиш и при нажатии на любую клавишу по этим двум проводам передается уникальный скан-код размером один байт. Скан-код анализируется процессором и преобразуется в код символа. Далее полученный код символа помещается в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он и предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, наступает эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных.
Из данного объяснения ясно, что каждой клавише присвоен уникальный цифровой код и существуют специальные таблицы кодировки клавиатуры. Например, кодовая таблица США имеет номер 437 (как правило, она записана в специальную микросхему – знакогенератор процессора), а кодовая страница России имеет номер 866. Для смены кодировки клавиатуры применяются специальные программы – клавиатурные драйверы. Современные клавиатуры способны не только передавать данные в процессор, но и воспринимать команды от него.
Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.
Группа алфавитно-цифровых клавши предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов) и верхним регистром (для ввода прописных символов) выполняют удержанием клавиши SHIFT (нефиксированное переключение). При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксированное переключение). Если клавиатура используется для ввода данных, абзац закрывают нажатием клавиши ENTER. При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки. Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей ENTER завершают ввод команды и начинают ее исполнение.
Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры . Переключения между различными раскладками выполняются программным образом – это одна из функций операционной системы. Соответственно, способ переключения зависит от того, в какой операционной системе работает компьютер. Например, в системе Windows 98/2000/XP для этой цели могут использоваться следующие комбинации: левая клавиша ALT+SHIFT или CTRL+SHIFT. При работе с другой операционной системой способ переключения можно установить по справочной системе той программы, которая выполняет переключение.
Общепринятые раскладки клавиатуры имеют свои корни в раскладках клавиатур пишущих машинок. Для персональных компьютеров IBM PC типовыми считаются раскладки QWERTY (английская) и ЙЦУКЕНГ (русская). Раскладки принято именовать по символам, закрепленным за первыми клавишами верхней строки алфавитной группы.
Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы.
Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный размер. К ним относятся рассмотренные выше клавиши SHIFT и ENTER, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escape) для отказа от исполнения последней введенной команды и клавиша BACKSPACE для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево).
Служебные клавиши PRINT SCREEN, SCROLL LOCK и PAUSE/BREAK размещаются справа от группы функциональных клавиш и выполняют специфические функции, зависящие от действующей операционной системы. Общепринятыми являются следующие действия:
PRINT SCREEN – печать текущего состояния экрана на принтере (для MS-DOS) или сохранение его в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена (для Windows).
SCROLL LOCK – переключение режима работы в некоторых (как правило, устаревших) программах.
PAUSE/BREAK – приостановка/прерывание текущего процесса.
Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели. Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Курсор используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры. Клавиши управления курсором позволяют управлять позицией ввода.
PAGE UP/PAGE DOWN – перевод курсора на одну страницу вверх или вниз. Понятие «страница» обычно относится к фрагменту документа, видимому на экране. В графических операционных системах (например Windows) этими клавишами выполняют «прокрутку» содержимого в текущем окне. Действие этих клавиш во многих программах может быть модифицировано с помощью служебных регистровых клавиш, в первую очередь SHIFT и CTRL Конкретный результат модификации зависит от конкретной программы и/или операционной системы.
Клавиши HOME и END переводят курсор в начало или конец текущей строки, соответственно. Их действие также модифицируется регистровыми клавишами.
Традиционное назначение клавиши INSERT состоит в переключении режима ввода данных (переключение между режимами вставки и замены). Если текстовый курсор находится внутри существующего текста, то в режиме вставки происходит ввод новых знаков без замены существующих символов (текст как бы раздвигается). В режиме замены новые знаки заменяют текст, имевшийся ранее в позиции ввода.
В современных программах действие клавиши INSERT может быть иным. Конкретную информацию следует получить в справочной системе программы. Возможно, что действие этой клавиши является настраиваемым, – это также зависит от свойств конкретной программы.
Клавиша DELETE предназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего положения курсора. При этом положение позиции ввода остается неизменным.
Группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели. Во многих случаях для использования этой группы клавиш следует предварительно включать клавишу-переключатель NUM LOCK (о состоянии переключателей NUM LOCK, CAPS LOCK и SCROLL LOCK можно судить по светодиодным индикаторам, обычно расположенным в правом верхнем углу клавиатуры).
По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом или по радио-каналу. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.
Мышь – устройство управления манипуляторного типа.
История: Первая мышь – 1968 г- деревянная коробка с двумя большими колесами внутри, с одной кнопкой. (Трекбол придумали в 1952 для канадских вооруженных сил). Создание мыши было частью глобального проекта, куда входили разработки гипертекста, электронной почты, оконного интерфейса и т.д. Изобретение долго пролежало «на полке», применили мышь через 16 лет в 1984 –Apple Macintosh .
Некоторые люди понятие «клавиатура» ассоциируют исключительно с устройством ввода персональных компьютеров или ноутбуков. На самом деле, смысл этого термина намного шире.
Производители электронной техники, вычислительных машин и интеллектуальных систем всегда стремились сделать свою продукцию универсальной, подходящей как можно большему количеству потенциальных пользователей. Как следствие, возникла необходимость создания промежуточных устройств, с помощью которых компьютеру задаются команды.
Сейчас невозможно представить никакую технику без клавиатуры. Бытовые приборы, автомобильные устройства и промышленное оборудование – все многообразие существующих электронных приспособлений от сложнейших агрегатов до привычных пультов дистанционного управления домашней электроники снабжаются кнопочными системами управления того или иного типа.
Основным фактором, по которому различают клавиатуры разного типа, является принцип их действия. Можно выделить две основные категории:
Такое разграничение довольно условно, но для лучшего понимания можно классифицировать в рамках этих двух принятых групп.
В общем случае принцип действия механических клавиатур схож с работой обычной электрической кнопки. При нажатии на подвижную поверхность происходит замыкание двух контактов, через которые происходит передача логического сигнала к обрабатывающим узлам электронного устройства. Клавиши обычно имеют пружинящие части, возвращающие кнопку в исходное состояние после прекращения нажатия.
Яркий пример подобных систем управления – привычные компьютерные устройства ввода персональных компьютеров или ноутбуков.
Основные достоинства:
Основные недостатки:
Снизить рабочую площадь поверхности клавиатуры позволяют мембранные клавиатуры. Эти устройства взаимодействия с электронными аппаратами по принципу действия аналогичны простым механическим клавиатурам. Единственное — в них отсутствует кнопка как таковая, функции которой выполняют упругие мембраны. Нажатие на мембрану вызывает придавливание токопроводящего контакта, вмонтированного в один из ее слоев к стационарному контакту, расположенному непосредственно на плате электронного устройства.
В качестве примера оборудования, в которых используются клавиатуры мембранного типа, можно назвать пульты дистанционного управления теле- и аудиооборудования, панели программирования других бытовых приборов – микроволновых печей, стиральных машин и тому подобных.
В изготовлении компьютерных клавиатур мембранные технологии сейчас используют редко.
Плюсы мембранных клавиатур:
Отрицательные стороны:
По своей сути устройства ввода данных подобного типа – это гибрид обычной механической клавиатуры с мембранной. С одной стороны кнопки снабжены специальным приспособлением, напоминающим классический тип с небольшим отличием. Вместо упругой мембраны, контакт наносится на специальный шток.
Перемещение клавиш осуществляется нехитрым механизмом — скрещенные пластины, соединённые между собой посередине подвижным шарниром. В целом все устройство напоминает ножницы — отсюда и пошло название.
Основные достоинства:
Отрицательные стороны:
Миниатюризация современных устройств вызвала необходимость создания нового типа клавиатур. Одним из решений явилось применение емкостных сенсоров, которые используются в большинстве гаджетов, планшетов и смартфонов.
Толщина таких сенсоров может быть всего несколько миллиметров.
Упрощенно принцип действия можно описать следующим образом. Вся рабочая поверхность разбита на множество (от 1000 до нескольких миллионов) сегментов. Каждый сегмент содержит микроконденсатор — радиоэлектронный прибор, имеющий определённую ёмкость. Нажатие на сегмент приводит к изменению ёмкости. Этот факт фиксируется микропроцессором, который обрабатывает это по заложенной программе.
Необходимо отметить, что не всегда понятие «выбор типа клавиатуры» имеет место. Так, среди тонкоэкранных устройств разнообразия практически никакого не существует. Точно такая же ситуация и с бытовыми приборами, где преимущественно используются мембранные кнопочные панели. Однако, если говорить об устройствах взаимодействия с процессорами персональных компьютеров, тогда лучше останавливаться на ножничных. В них максимально сочетаются высокое качество конструктивного решения с приемлемой для большинства ценой.
