Ножничная клавиатура: описание, принцип работы, преимущества и недостатки. Лекция: Тема: Изучение принципов работы клавиатуры, подключение и настройка параметров клавиатуры Принцип работы клавиатуры

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ в ПК –клавиатура и мышь

Цель работы

Цель работы состоит в изучении принципов работы клавиатуры ПК, а также в управлении параметрами клавиатуры и мыши средствами Windows .

Основные сведения

Клавиатура – это устройство, предназначенное для ввода информации от пользователя в компьютер.
Обычная стандартная клавиатура для персонального компьютера имеет больше чем 100 клавиш, среди которых алфавитно-цифровые, функциональные, бухгалтерские и другие клавиши.
С помощью алфавитно-цифровых клавиш пользователь может вводить цифры, буквы и знаки препинания. В России чаще всего используются русская и английская раскладка. Однако пользователь в настройках системы компьютера может выбрать любую клавиатурную раскладку – от китайской до арабской. Если же на клавишах клавиатуры не нарисовано всех необходимых символов выбранной вами раскладки, ситуацию можно исправить, приобретя специальные клавишные наклейки.
Верхний ряд клавиатуры составляют функциональные клавиши – от F1 до F12. С помощью функциональных клавиш или их комбинаций с другими клавишами можно управлять компьютером, например, открывать окно помощи, окно проводника, включать и выключать компьютер.
В правой части клавиатуры размещены так называемые бухгалтерские клавиши – с изображением цифр и математических знаков, использование которых ускоряет набор числовой информации и работу с ней. Также бухгалтерские клавиши выполняют функцию управления курсором.

Основные параметры современных клавиатур

Механизм клавиш. Определяет в первую очередь стоимость клавиатуры, а также тактильность (осязательное ощущение).

Для механических клавиатур возможен выбор с кликом или без. Клик означает четкое осязание нажатия клавиши (сопровождаемое звуком), что многим нравится.

Тактильные параметры.

К тактильным параметрам относятся жесткость клавиш и длина хода.

Жесткость клавиш определяется силой нажатия на клавишу.

Средней длиной хода клавиши считается 3.5 мм. Для тех, кто бегло набивает текст, предпочтительнее более короткий ход.

Оба параметра определяются вкусом пользователя и осмысленно выбираются только после накопления личного опыта. В первый раз достаточно пробежаться по клавиатуре в магазине.

Еще один тактильный параметр - клик. Клавиатуры бывают с кликом пли без. В буквальном переводе click - щелчок. Точный перевод - тактильный (т. с. осязательный) барьер, появляющийся на середине нажатия и со щелчком преодолеваемый (откуда название). Реализуется дугообразной тонкой пластиной под клавишей, которая «рывком» прогибается.

Клик позволяет точно чувствовать, что клавиша нажата, и не пропускать буквы при быстром наборе. Клик нравится многим пользователям.

Обычно клик встречается у механических клавиатур, так как мало изменяет их стоимость, но иногда встречается и у клавиатур других типов.

Форм-фактор определяющих клавиш (обе Shift,. Backspace и Enter). Когда эти клавиши имеют удобные форму и расположение, то работа облегчается.

Клавиша Enter может иметь следующие формы: прямую, L-образную и Г-образную (надо сделать зеркальное отражение букв L и Г относительно вертикали, чтобы получить истинную форму клавиши. Enter). L-образная форма является самой удобной, потому что по большой Enter можно попадать, не глядя на нее.

Раскладка кириллицы. Есть две раскладки кириллицы, одна из которых более удобна.

Раскладка (т. е. расположение букв на клавишах) кириллицы бывает двух типов: Windows (распознается по расположению буквы Е в левом верхнем углу) и машинописная (распознается по расположению буквы Е в правом нижнем углу).

Машинописная раскладка, согласно названию, повторяет клавиши пишущей машинки. Windows-раскладка появилась в ОС Windows. По сравнению с машинописной в нее были внесены небольшие, но очень эффективные усовершенствования. Например, очень редко используемая буква Е была перенесена в далекий угол, а на ее место поместили клавишу с часто используемыми точкой и запятой. В машинописной раскладке они вынесены на верхний ряд и вводятся через верхний регистр. Странно то, что более совершенную раскладку разработала зарубежная компания.

Некоторые производители наносят только русскую раскладку, некоторые наносят обе, предоставляя пользователю выбор.

У кириллицы встречается два цвета (буквы находятся в правом нижнем углу клавиш): красный (у большинства производителей) и темный. Во втором случае кириллица путается с латиницей даже тогда, когда последняя нанесена светлым двойным контуром.

Эргономичностъ клавиатуры . Так называемые эргономичные клавиатуры существенно меньше утомляют пользователя, хотя занимают больше места и стоят дороже.

Наличие подставки для рук. Подставки снижает утомление и улучшает внешний вид.

Группы дополнительных клавиш . Это мо ут быть интернетовские, мультимедийные и другие группы клавиш. Ускоряют работу, позволяя меньше переключаться на мышь и обратно. Расположение клавиш сна должно быть таким, чтобы случайно их не зацепить.

Интерфейс. Связан с развитием системных плат. Говоря об интерфейсе, имеют в виду проводные клавиатуры. Используются следующие интерфейс:

PS/2.. Представляет собой тонкий круглый разъем - 6-контактный miniDIN. Такой же используется для PS/2 мыши, и,чтобы их не перепутать, в спецификации РС"99 для этих штекеров предусмотрена различная цветовая раскраска: фиолетовый - для клавиатуры и зеленый - для мыши.

USB. Может использоваться со всеми более-менее новыми системными платами, так как в последних есть USB порты и поддержка в BIOS. Разъем - плоской, прямоугольной

формы.USB-интерфейс является более современным и предоставляет больше возможностей, обладает большей пропускной способностью, чем порты старых типов.

Принцип действия клавиатуры

Принцип действия клавиатуры поясняется на рис. 1. Независимо от того, как механически реализован процесс нажатия клавиш, сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры (например, 8049) и передается 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 PC для подключения клавиатуры также используется специальный контроллер. Для PC типа AT обычно применяется микросхема универсального периферийного интерфейса (Universal Peripheral Interface, UPI) 8049.

Когда скэн-код поступает в микросхему (8049), то инициализируется аппаратное прерывание (IRQ 1), процессор прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Данное прерывание обслуживается специальной программой, входящей в состав ROM BIOS. При поступлении скэн-кода от клавиш , или , изменение статуса записывается в RAM. Во всех остальных случаях скэн-код трансформируется в код символа (так называемые коды ASCII или расширенные коды). При этом обрабатывающая процедура сначала определяет установку клавиш и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код ("а" или "А"). Затем введенный код помещается в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до 15 вводимых символов, пока прикладная программа не может их обработать. Буфер организован по принципу FIFO (первый вошел - первый вышел).

Для работы с клавиатурой используются порты и прерывания. В ответ на прерывание служебная процедура системы BIOS в ПЗУ считывает скэн-код клавиши из порта клавиатуры (порт номер 96) и затем пересылает в порт клавиатуры команду очистить буфер процессора клавиатуры. Если системный блок не реагирует на прерывания клавиатуры, то коды сканирования накапливаются в буфере процессора клавиатуры, хотя при нормальной работе этого не должно происходить. Специальный код сканирования255, шестнадцатиричное значение FF, используется блокомклавиатуры, для сообщения, что его буфер заполнен.

Примечание

Каждая клавиша генерирует два типа скэн-кодов: код нажатия, когда клавиша нажимается, и код освобождения, когда клавиша отпускается. Для PC класса AT используется одна и та же цепочка битов для кодов нажатия и кодов освобождения, но коды освобождения состоят из двух байтов, первый из которых всегда равен 0F0H. Для PC XT-генерации код освобождения на 128 больше кода нажатия (седьмой бит 7 равен 1). Например, 7-битовый скэн-код клавиши <В> равен 48 или 110000 в двоичной системе счисления. Когда клавишу нажимают, на контроллер клавиатуры поступает код 10110000, а когда отпускают - код 00110000.

Контроллер 8049 отвечает не только за генерирование скэн-кодов, но и необходим для выполнения функций самоконтроля и проверки нажатых клавиш в процессе загрузки системы. Процесс самоконтроля отображается однократным миганием трех индикаторов LED клавиатуры во время выполнения программы POST. Таким образом, неисправность клавиатуры выявляется уже на стадии загрузки PC.

В табл. 1-2 представлены примеры скэн-кодов, которые соответствуют наиболее распространенной в настоящее время клавиатуре со 102 клавишами.

Шестнадцатеричные скэн-коды функциональных клавиш

Таблица 1

Шестнадцатеричные скэн-коды клавиш ввода данных

Таблица 2

Таким образом, процесс обработки клавиатурного ввода (рис.2) обеспечивают два микроконтроллера: один находится на материнской плате компьютера, второй встроен в саму клавиатуру.

Как видно на схеме, все горизонтальные линии матрицы клавиш подключены через резисторы к источнику питания. Встроенный чип клавиатуры имеет два порта – выходной и входной. Первый подключен к вертикальным (Y0–Y5) линиям матрицы, а второй – к горизонтальным (X0–X4).

Клавиатурный контроллер работает по следующему алгоритму. Устанавливая по очереди на каждой из вертикальных линий уровень напряжения, соответствующий логическому нулю, клавиатурный микрокомпьютер непрерывно оценивает состояние горизонтальных линий – независимо от активности на центральном процессоре.

Если ни одна клавиша не нажата, уровень напряжения на всех горизонтальных линиях соответствует логической единице. Как только осуществляется нажатие, соответствующие клавише вертикальная и горизонтальная линии замкнутся. Когда процессор установит на вертикальной линии значение логического нуля, уровень напряжения на горизонтальной линии также будет соответствовать логическому нулю.

Если на одной из горизонтальных линий появится уровень логического нуля клавиатурный процессор зафиксирует нажатие на клавишу. Он отправит в компьютер (через внутренний 16-байтовый буфер) запрос на прерывание и номер клавиши в матрице (он называется скан-кодом – это случайное значение, выбранное компанией IBM еще тогда, когда она создавала первую клавиатуру для ПК). Обмен данными с компьютером повторится, когда ранее нажатая клавиша будет отпущена.

Скан-код однозначно связан с клавиатурной распайкой и не зависит напрямую от обозначений, нанесенных на поверхность клавиши. Но программе нужен не порядковый номер нажатой клавиши, а соответствующий символу на этой клавише ASCII-код. Важно понимать, что этот код не полностью зависит от скан-кода, ведь одной и той же клавише может быть присвоено несколько значений. Это зависит в том числе и от состояния других клавиш (например, кнопка 0 используется и для ввода символа), когда она нажата вместе с кнопкой) и системных настроек. Именно это позволяет варьировать раскладку клавиатуры (то есть порядок расположения клавиш на ней).

Все преобразования скан-кода в ASCII-код выполняются программными средствами. Как правило, данные функции берут на себя соответствующие модули BIOS. Для кодирования символов кириллицы эти модули расширяются клавиатурными драйверами (сейчас они включены в состав операционных систем).

Схема (рис.3) поясняет работу котроллера клавиатуры.

Г-генератор тактовых импульсов; СЧ- счетчик; С – селектор.

Рис.3. Простейшая структура клавиатуры

Дешифратор последовательно опрашивает состояние ключей, расположенных в столбцах X матрицы клавиатуры. Если какая-либо клавиша нажата, то сигнал через замкнутый контакт поступает на соответствующую горизонтальную шину Y и через селектор (регистр) поступает на вход ПЛМ (ПЗУ). Сигналы с дешифратора и селектора образуют адресный вход ПЛМ (ПЗУ), в ячейках которой записаны коды символов (их младшие разряды). Код символа записывается в выходной регистр. Старшие разряды кода определяются содержимым специального регистра, изменяющего своё значение только при нажатии клавиши изменения регистров (Shift, Alt и др.).

Мышь

Мышью называется двухмерный аналоговый манипулятор, подключаемый к персональному компьютеру и снабженный одной, двумя или тремя кнопками на верхней крышке и, возможно, колесиком.

Мышь работает вместе с экраном, управляя перемещением по нему курсора (указателя). Самые популярные -двухкнопочные мыши. Например, одна кнопка может использоваться для запуска функции, а вторая для ее отмены. В графических системах одна может включать световой карандаш, а вторая - выключать его. Имеются мыши с дополнительными устройствами для скроллинга (скроллинг - это прокрутка вверх, вниз, влево или вправо большого изображения, например текста (или WEB-страницы), не умещающегося целиком на экране). Встречаются мыши и с двумя колесиками, каждое из них «заведует» скроллингом по одной из осей. Некоторые мыши снабжаются дополнительной кнопкой сбоку корпуса под большим пальцем. Эту кнопку можно перепрограммировать для выполнения различных действий. Первые мыши имели механическую конструкцию. В ней использовался маленький шар, который выступал через нижнюю поверхность устройства и вращался по мере его перемещения по поверхности. Механические перемещения (линейные или угловые) преобразуются в двоичные коды. Так например, механическая мышь (рис.4) содержит шарик, который вращается при перемещении устройства по плоской поверхности.

В этой схеме:

1. Шарик управления

2. Окно для размещения шарика

3. Контактирующий ролик, обеспечивающий перемещение курсора вдоль осей х и у на экране монитора.

4. Источник направленного света.

5. Шаговый диск

6. Фотоэлемент

7. Электрические импульсы на выходе фотоэлемента.

8. Кнопки управления

9. Блок управления манипуляторов и блок связей манипулятора с компьютером.

Принцип работы.

При перемещении мыши по горизонтальной поверхности, вращается шарик управления и передает вращение одному из контактирующих валиков оси х или у. Вместе с валиков вращается шаговый диск. При вращении он закрывает доступ световому потоку на фотоэлемент (фотодиод, фототранзисторили фоторезистор). Такой режим создает на выходе фотоэлемента группу электрических импульсов, которые поступают на блок управления манипулятора. Таким образом, вращение шарика преобразуется в углы поворота шагового диска по осям X и Y и фиксируются двумя счетчиками. Поскольку расстояние, пройденное мышью, пропорционально этим углам, то коды счетчиков определяют положение мыши на поверхности. Эти же коды, переданные в процессор, управляют положением маркера на экране монитора.

Кроме счетчиков мышь содержит кнопки, информация от которых также включается в состав кода, передаваемого в процессор.

К минусам механических мышей можно отнести тот факт, что для их работы требуется пространство (обычно места на рабочих столах всегда не хватает). Кроме того, механические части часто ломаются. Мыши имеют тенденцию к собиранию грязи, что приводит к уменьшению надежности их функционирования. Поэтому это устройство необходимо периодически чистить, хотя оно как будто работает на чистой поверхности стола. Дешевизна и простота механических мышей сделала их самыми распространенными устройствами.

Альтернативой механической мыши является оптическая мышь.

В современной оптической мыши используется совершенно иной принцип (рис.5).

В этой схеме:

1. Поверхность столы.

2. Корпус манипулятора.

3,4. Кнопки управления.

5. Источник направленного монохромного света.

6. Окно в корпусе манипулятора, для подсветки поверхности стола.

Принцип работы.

В оптической мыши для сканирования поверхности используется миниатюрная видеокамера, работающая со скоростью 1500 снимков в секунду. Для подсветки поверхности применяется светодиод. Преобразованный в двоичный код кадры поверхности стола записываются в память манипулятора.

Процессор последовательно выбирает кадры из памяти, сравнивают их между собой и на основе сравнения вычисляет маршрут перемещения курсора на экране монитора вдоль оси х и у. Процессор также отслеживает сигнал поступающий с кнопок управления. Через блок связи передается все данные в ПК.

Отсутствие движущихся частей и высокая точность – достоинства этого метода.

Качество мыши определяется ее разрешением, которое измеряется количеством точек или отсчетов на дюйм (1 дюйм = 25,4 мм). Если мышь имеет разрешение 1000 отсчетов/дюйм и передвигается на один дюйм, то электронная схема формирует 1000 импульсов (обычное разрешение оптической мыши – порядка 400 отсчетов/дюйм). Драйвер мыши, получив эту информацию, усредняет ее в зависимости от графического разрешения монитора и соответственно позиционирует курсор на его экране.

Типы клавиатур, конструктивное исполнение и принцип действия. Виды манипуляторов, назначение и принцип действия

Устройства ввода информации: клавиатура, мышь и т.д.

Клавиатура, типы и принципы функционирования. Логическая. модель обработки нажатия клавиши. Скан-код и коды символов. Функции контроллера клавиатуры. Эргономические требования к клавиатурам.

Типы манипуляторов «мышь». Принципы функционирования и конструктивные особенности оптомеханических и оптических манипуляторов. Другие типы манипуляторов: трэкболл, тачпад, джойстик.

Студент должен знать:

о принципах функционирования клавиатуры;
о принципах функционирования и видах манипуляторов;

Студент должен уметь:

подключать и инсталлировать устройства ввода информации;

Цели занятия:

– ознакомить студентов с основными типами и принципами функционирования клавиатуры, мыши.
– изучить типы манипуляторов и их характеристики.
– воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.
– развитие познавательных интересов, навыков самоконтроля, умения конспектировать.

Ход занятия :

Теоретическая часть.

Клавиатура

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. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Принцип действия. 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.

Принцип действия клавиатуры заключается в следующем:

Принцип действия клавиатуры

При нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает так называемый скан-код.
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.
Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания - 9 (Interrupt 9, Int 9).
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.
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.
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.
Далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою работу, известив об этом процессор.
Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.
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.

Состав клавиатуры

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.

Группа алфавитно-цифровых клавиш 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 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. Общеприняты для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

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 ENTE, 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) и 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.

Четыре клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении, указанном стрелкой. Действие прочих клавиш описано ниже.

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 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.

Сравните действие клавиши DELETE с действием служебной клавиши BACKSPACE. Последняя служит для удаления знаков, но при ее использовании позиция ввода смещается влево, и, соответственно, удаляются символы, находящиеся не справа, а слева от курсора.

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).

Появление дополнительной панели клавиатуры относится к началу 80-х годов. В то время клавиатуры были относительно дорогостоящими устройствами. Первоначальное назначение дополнительной панели состояло в снижении износа основной панели при проведении расчетно-кассовых вычислений, а также при управлении компьютерными играми (при выключенном переключателе NUM LOCK клавиши дополнительной панели могут использоваться в качестве клавиш управления курсором),

В наши дни клавиатуры относят к малоценным быстроизнашивающимся устройствам и приспособлениям, и существенной необходимости оберегать их от износа нет. Тем не менее, за дополнительной клавиатурой сохраняется важная функция ввода символов, для которых известен расширенный код ASCII (см. выше), но неизвестно закрепление за клавишей клавиатуры. Так, например, известно, что символ <§> (параграф) имеет код 0167, а символ <°> (угловой градус) имеет код 0176, но соответствующих им клавиш на клавиатуре нет. В таких случаях для их ввода используют дополнительную панель.

Порядок ввода символов по известному ALT-коду

Нажать и удержать клавишу ALT.
Убедиться в том, что включен переключатель NUM LOCK.
Не отпуская клавиши ALT, набрать последовательно на дополнительной панели alt- код вводимого символа, например, 0167.
Отпустить клавишу ALT. Символ, имеющий код 0167, появится на экране в позиции ввода.

Настройка клавиатуры. Клавиатуры персональных компьютеров обладают свойством повтора знаков, которое используется для автоматизации процесса ввода. Оно состоит в том, что при длительном удержании клавиши начинается автоматический ввод связанного с ней кода. При этом настраиваемыми параметрами являются:

интервал времени после нажатия, по истечении которого начнется автоматический повтор кода;
темп повтора (количество знаков в секунду).

Средства настройки клавиатуры относятся к системным и обычно входят в состав операционной системы. Кроме параметров режима повтора настройке подлежат также используемые раскладки и органы управления, используемые для переключения раскладок.

Итак, в чем же разница между всем этим многообразием представленных в магазинах клавиатур, ну кроме цены конечно)?

Устройство мембранной клавиатуры

Мембранная клавиатура является самой распространенной из всех, по причине низкой стоимости изготовления и относительно невысокого уровня шума, издаваемого клавишами при наборе. Принцип действия довольно прост, при нажатии одной из клавиш замыкаются контактные мембраны в форме диска, расположенные на пластиковой пленке, сложенной как бы в два слоя (по одной мембране на каждый слой).

Между этими слоями находится еще один – слой, изолирующий контакты верхнего и нижнего слоев. За возврат клавиш отвечает резиновый “купол”, вот откуда “бесшумность” клавиатур такого типа.

Кстати, использование резинового “купола” вместо классической пружины, позволяет еще и повысить надежность, такие клавиатуры достаточно герметичны, что возможно избавит вас от покупки новой, в том случае, если на нее случайно прольется кофе (само). Из недостатков такого типа клавиатур можно отметить относительно малый ресурс (в среднем 10 млн. нажатий – около 5 лет работы), а так же “эффект усталости”, когда нажимать клавиши становится все легче.

Механическая клавиатура

Главное отличие заключается в том, что за возврат клавиш отвечает пружина . Подобное решение призвано повысить долговечность работы и улучшить тактильные ощущения при наборе, особенно при быстром наборе, например все тем же десятипальцевым “слепым” методом печати. Соответственно про “усталость” клавиш говорить не приходится, здесь таковой эффект отсутствует полностью.

Все контакты в механических клавиатурах выполнены из металла, но существуют разновидности с позолоченными контактами.

Так как в конструкции таких клавиатур отсутствует резиновый купол, его роль выполняют специальные переключатели , которых существуют огромное множество.

По сравнению с мембранными, механические клавиатуры намного быстрее реагируют на нажатия, и за счет того, и не приходится нажимать клавишу до упора вниз.

Полумеханические клавиатуры

В полумеханических клавиатурах есть металлические контакты и прорезиненный купол, что позволяет мгновенно возвращать нажатую клавишу в прежнее положение. Специалисты отмечают высокий уровень долговечность таких устройств.

Особое внимание зачастую уделяется выбору клавиатуры. В обычной клавиатуре 105 клавиш, разделенных на несколько отдельных групп:

Функциональные;
Стандартные;
Малая клавиатура;
Клавиши управления.

Конечно, в продаже можно встретить и такие виды клавиатур, в которых предусмотрено наличие большего количества клавиш.

Востребованные виды клавиатуры для компьютера

Клавиатуру не всегда так просто выбрать, как может показаться на первых взгляд. Можно выделить огромное количество форм, типов, компаний-изготовителей.

Самые распространенные виды:

Механические;
Полумеханические;
Мембранные.

Эти виды клавиатур имеют схожие принципы работы, но отличаются основные комплектующими, которые расположены внутри устройств. Выбор компьютера неразрывно связан с подбором клавиатуры, которая должна полностью соответствовать задачам, для которых покупается ПК.

Характеристики некоторых видов клавиатур

Интерфейс подключения

На сегодняшний день распространены беспроводной и проводной тип подключения. Подключение проводных клавиатур может осуществляться через два вида разъемов: USB и PS/2. При подключении через USB, необходимо отметить тот факт, что этот порт применяется также для работы других периферийных устройств, что зачастую приводит к ошибкам в работе системы. Порт PS/2 рассчитан только на работу клавиатуры, поэтому отмечается стабильность подключение и отсутствие ошибок. Как правило, этот порт имеет выраженный фиолетовый цвет.

Беспроводное подключение клавиатуры не так распространено, как проводное. Конечно, это очень удобно, но стабильность работы современных устройств такого типа оставляет желать лучшего (конечно, речь идет только о недорогих моделях).

Жесткость нажатия клавиш

Каждая клавиатура имеет свой уровень жесткости нажатия на клавиши. В тех случаях, когда уровень жесткости достаточно высокий, это вызывает определенные трудности при наборе текста, потому нужно прикладывать для этого определенные усилия. Одновременно с этим, чрезмерно мягкая клавиатура неудобная тем, что случайное касание будет проводить к нажатию клавиши.

Если вам необходимо набирать текст и делать это достаточно быстро, рекомендуется остановить свой выбор на клавиатуре с короткой длиной хода клавиши.

Компактность клавиатур

Небольшие габариты клавиатуры – очень удобное решение, но из-за уменьшения размеров зачастую производители отказываются от встраивания многих важных клавиш, что, конечно, затрудняет работу на компьютере. В этом случае многие будет зависеть от требований пользователя, которые предъявляются к эксплуатационным характеристикам клавиатуры.

Раскладка клавиатур

Для тех, кто использует русскоязычную клавиатуру, предусмотрено наличие двух видов раскладок:

Клавиша с буквой Ё расположена в верхнем левом углу.
Клавиша с буквой Ё распложена в нижнем правом углу.

Больше у этих раскладок никаких отличий нет.

В большей степени, конечно, распространены клавиатуры с первым типом раскладки, в то время как устройства со вторым типом используются в организациях, где клавиатуры стали заменой традиционным печатным машинкам. В процессе выбора клавиатуры необходимо принимать во внимание, чтобы обозначения букв на клавишах было красным и располагалось в нижнем правом углу. В подобных случаях пользователь не будет путь латиницу с кириллицей.

При выборе клавиатуры нужно уделять внимание следующим факторам: тип, жесткость, уровень хода клавиш, разъем для подключения, раскладка, компания-изготовитель. Также не последнюю роль играют дизайн и внешний вид устройства.

Мышь

Мышь - устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

Принцип действия. В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры, мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши.

принцип действия оптико-механической мыши

В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы - драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера. Хотя мышь и не имеет выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов, средства для работы, с которыми имеются в составе BIOS. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт. Кроме того, он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам.

Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок. (Эти нажатия называются щетками.) В отличие, от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации- ее принцип управления является событийным. Перемещения мыши и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера. Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и приступить к ее исполнению.

Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим. Пользователь наблюдает на экране графические объекты и элементы управления. С помощью мыши он изменяет свойства объектов и приводит в действие элементы управления компьютерной системой, а с помощью монитора получает от нее отклик в графическом виде.

Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные мыши с тремя кнопками или с двумя кнопками и одним вращающимся регулятором. Функции нестандартных органов управления определяются тем программным обеспечением, которое поставляется вместе с устройством.

К числу регулируемых параметров мыши относятся: чувствительность (выражает величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши), функции левой и правой кнопок, а также чувствительность к двойному нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок). Программные средства, предназначенные для этих регулировок, обычно входят в системный комплект программного обеспечения - мы рассмотрим их при изучении операционной системы.Мышь (mouse) - манипуляторное устройство ввода информации.

Первая мышь создана в 1963 г.

Основные системы мышей - Microsoft Mouse, Logitech Mouse, Genius Mouse, Mouse System. Другие фирмы-производители обеспечивают совместимость устройств с Microsoft Mouse (2-клавишные) или Mouse System (3-клавишные), а чаще с обеими.

Мышь облегчает работу и обеспечивает удобство манипулирования в графическом пользовательском интерфейсе.

В корпусе мыши размещена печатная плата 1, на которой находятся микропроцессор 2 и механизм манипулятора 3.

Манипулятор состоит из тяжелого резинового шарика 1; прижимного ролика 2; двух дисков с прорезями 3, и роликов 4, закрепленных на осях X и Y; оптических пар светодиод 5 – фотоприемник 6.

При перемешении мыши по поверхности резиновый шарик начинает вращаться. Его вращение через контактирующие с его поверхностью ролики передается на диски с прорезями. Фотоэлементы оптопар, размещенных по обе стороны оси вращения, регистрируют периодические световые импульсы. Порядок, с которым освещаются фотоэлементы, определяет направление перемещения мыши, а частота импульсов - скорость.

Подключение мыши к компьютеру выполняется двумя способами: через порт COM1 (9-контактный разъем) или через порт PS/2 (6-контактный круглый разъем 6miniDIN).

Работа мыши поддерживается поддерживается специальной программой-драйвером.

Устройство оптико-механической мыши

Трекбол

Указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. Аналогично мыши по принципу действия и по функциям. Трекбол функционально представляет собой перевёрнутую механическую (шариковую) мышь. Шар находится сверху или сбоку, и пользователь может вращать его ладонью или пальцами, при этом не перемещая корпус устройства. Несмотря на внешние различия, трекбол и мышь конструктивно похожи - при движении шар приводит во вращение пару валиков или, в более современном варианте, его сканируют оптические датчики перемещения (как в оптической мыши).

Представленные на рынке модели трекболов существенно различаются. Прежде всего трекболы отличаются размещением шарика: на некоторых моделях он управляется большим пальцем руки, на других же расположен по центру или правее центра и управляется указательным, средним и безымянным пальцами. На большинстве моделей шарик достигает 3-6 см в диаметре, однако существуют и модели с шариком около 1 см в диаметре. Почти на всех моделях, кроме шара и кнопок, присутствует также колесо прокрутки.

В настоящее время трекболы достаточно редко применяются в домашних и офисных компьютерах, однако нашли применение в промышленных и военных компьютерах, аппаратах ультразвуковой диагностики, где пользователю приходится работать в условиях недостатка места и возможной вибрации.

Тачпад , сенсорная панель

Указательное (координатное) устройство ввода, предназначенное для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру, телефону или другому электронному оборудованию. Ввод осуществляется путём прикосновения одним или несколькими пальцами руки к поверхности тачпада.

Тачпад, как и другие указательные устройства (англ. pointing device ), обычно используется для управления «курсором» меню (переносная электроника), «указателем» мыши (компьютеры) или для замены некоторых клавиш клавиатуры. Перемещения пальца по поверхности устройства преобразуются в движения «курсора»/«указателя» на экране. Прикосновения к поверхности имитируют нажатия кнопок мыши или клавиш клавиатуры.

Тачпады могут размещаться рядом с клавиатурами различных устройств: компьютеров, ноутбуков, электронных клавишных музыкальных инструментов, мобильных устройств.

Тачпады могут размещаться на приборных панелях бытового и промышленного оборудования, могут быть выносными (выполненными в виде отдельных устройств, подключаемых к компьютеру через интерфейс PS/2, USB или другой), могут выполняться прозрачными и размещаться поверх дисплея (см. сенсорный экран).

Чувствительные поверхности тачпадов чаще всего выполняются в виде прямоугольника со скруглёнными углами, но существуют и модели с поверхностями других форм (например, в виде круга). Обычно, площадь поверхности тачпада не превышает 50 см² .

Джойстик

Конструкция джойстика:
1 Рукоять
2 Основание
3 Кнопка «Огонь» (гашетка)
4 Дополнительные кнопки
5 Переключатель автоматического огня
6 Газ/тяга
7 Миниджойстик (hat switch, «хатка»)
8 Присоски (крепление)

Устройство ввода информации в персональный компьютер, которое представляет собой качающуюся в двух плоскостях вертикальную ручку.

Джойстик позволяет управлять виртуальным объектом в двух- или трёхмерном пространстве. Помимо координатных осей «X» и «Y», некоторые джойстики способны предоставлять координаты оси «Z», посредством вращения ручки джойстика вокруг её оси, либо с помощью дополнительного управляющего элемента на основании джойстика. Программное обеспечение, получив информацию о координатах «X-Y-Z», позволяет пользователю управлять неким виртуальным объектом, отображаемым на мониторе. На ручке джойстика и на его основании обычно располагаются кнопки, переключатели, слайдеры, крестовина и другие управляющие элементы различного назначения.

Широкое применение джойстик получил в компьютерных играх, мобильных телефонах. В английском языке словом «joystick » называют любую качающуюся ручку управления, в русском языке значение более узкое: помимо компьютерного контроллера, «джойстиком» называют в разговорной речи миниатюрную электрическую ручку - в отличие от традиционной механической.

Вопросы для самоконтроля

Какие основные элементы входят в конструкцию оптико-механической мыши
На каких принципах действия работают известные типы клавиатур
Преимущество и недостатки оптической мыши по сравнению с оптико-механической.

Гребенюк Е.И., Гребенюк Н.А. Технические средства информатизации издательский дом «Академия»-Москва, 2007 /стр.149-156/

Существуют два микроконтроллера, обеспечивающие процесс обработки клавиатурного ввода: один - на материнской плате ПК, второй - в самой клавиатуре. Микроконтроллер 8042 постоянно сканирует нажатия клавиш на клавиатуре - независимо от активности на центральном процессоре.

За каждой клавишей клавиатуры закреплен определенный номер, однозначно связанный с распайкой клавиатурной матрицы и не зависящий напрямую от обозначений, нанесенных на поверхность клавиш. Этот номер называется скан-кодом (название подчеркивает тот факт, что компьютер сканирует клавиатуру для поиска нажатой клавиши). Скан-код - это случайное значение, выбранное IBM еще тогда, когда она создавала первую клавиатуру для ПК. Скан-код не соответствует ASCII-коду клавиши, одной и той же клавише могут соответствовать несколько значений ASCII-кода.

На самом деле клавиатура генерирует два скан-кода для каждой клавиши - когда пользователь нажимает клавишу и когда отпускает. Наличие двух скан-кодов важно, так как некоторые клавиши имеют смысл только тогда, когда они нажаты (Shift, Control, Alt). На всех машинах старший бит кода говорит о том, была ли клавиша нажата (бит = 1, код нажатия) или освобождена (бит = 0, код освобождения). Например, 7-битный скан-код клавиши B - 48, или 110000 в двоичной системе. Когда эта клавиша нажимается, то в порт A посылается код 10110000, а когда ее отпустили - код 00110000. Поскольку такие коды для стандартных клавиатур восьмиразрядные, то возможное суммарное количество указанных кодов равняется 256. Коды отжатия отличаются от кодов нажатия прибавлением к ним десятичного значения 128. Таким образом, стандартные клавиатуры не могут содержать в себе более 128 клавиш. Клавиатура AT генерирует двухбайтный скан-код при отпускании клавиши, в котором первый байт – 0xF0, а второй совпадает со скан-кодом нажатия.

Если оператор нажмет на какую-либо клавишу, то соответствующая вертикальная и горизонтальная линии окажутся замкнутыми. Когда на этой вертикальной линии процессор установит значение логического 0, то уровень напряжения на горизонтальной линии также будет соответствовать логическому 0, тогда клавиатурный процессор фиксирует нажатие на клавишу. Он посылает в центральный компьютер запрос на прерывание и номер клавиши в матрице. Аналогичные действия выполняются и тогда, когда оператор отпускает нажатую ранее клавишу. Если нажать на клавишу и не отпускать ее, клавиатура перейдет в режим автоповтора. В этом режиме в центральный компьютер автоматически через некоторый период времени, называемый периодом автоповтора, посылается код нажатой клавиши.

Принцип действия клавиатуры

Cигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры (например, 8049) и передается в виде так называемого скэн-кода на микросхему (данная микросхема находится на материнской плате) выполняющую функцию порта клавиатуры и записывается в собственную память (аппаратный буфер) клавиатуры. Затем, инициализируется аппаратное прерывание, сигнализирующее о появлении очередного скан-кода. 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 обслуживать прерывание с номером, совпадающим с номером записи. Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит к исполнению процедуры, обработчика прерывания, в данном случае процедуре анализирующей скэн-код – специальная программа, входящей в состав ROМ BIOS Клавиатурный драйвер.

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. Клавиатурные драйверы преобразуют коды нажатий и отжатий в другие коды (так называемые коды ASCII или расширенные коды) - в коды таблицы символов или в служебные коды, затем, направлет их в буфер клавиатуры. Однако, при поступлении скэн-кода от клавиш А1t, Сtг1 или Shift, СарsLосk изменение статуса записывается в RAM. При этом Клавиатурный драйвер сначала определяет установку клавиш и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код ("а” или "А”). После передачи кодов в буфер клавиатуры клавиатурный драйвер прекращает свою работу, известив об это процессор. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задачи. Введённый символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберёт оттуда та программа, для которой он и предназначался, например текстовый редактор.

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.

Причем для таких кодов, как ASCII или Windows-1251 коды символов являются однобайтовыми, а коды многих служебных символов (например, для функциональных клавиш) - двухбайтовые. Коды из буфера клавиатуры уже воспринимаются другими модулями операционной системы и прикладными программами (блокнот и тп) и могут трактоваться ими по своему усмотрению в зависимости от целевого назначения этих модулей и программ.

Комбинации клавиш тоже отлавливаются и обрабатываются клавиатурным драйвером.

Контроллер на материнской плате может не только принимать, но и передавать данные, чтобы сообщить клавиатуре различные параметры, например, частоту повтора нажатой клавиши, для выполнения функций самоконтроля и проверки нажатых клавиш в процессе загрузки системы. Процесс самоконтроля отображается однократным миганием трех индикаторов LED клавиатуры во время выполнения программы POST. Таким образом, неисправность клавиатуры выявляется уже на стадии загрузки РС.

Скан-код - код, присвоенный каждой клавише, с помощью которого драйвер клавиатуры распознает, какая клавиша была нажата. При нажатии любой клавиши контроллер клавиатуры распознаёт клавишу и посылает её скан-код в порт 60h. При отпускании клавиши контроллер клавиатуры устаревшего формата IBM PC/XTпосылает в тот же порт скан-код, увеличенный на 80h, а более нового формата IBM PC/AT - два байта: F0h и скан-код (скан-коды клавиатуры AT также отличаются от XT). Некоторые клавиши генерируют не один, а несколько скан-кодов (так, правые Shift, Alt, Ctrl, обе Win, а также Menu, Insert, Delete, Page Up, Page Down, Home, End, стрелки и мультимедиа-клавиши генерируют два скан-кода, первый из которых - E0, клавиша PrintScreen генерирует 4 скан-кода, а клавиш Pause - целых 6 скан-кодов). Каждый байт, записанный в порт 60h, генерирует аппаратное прерывание int 09h.

Скан-коды жёстко привязаны к каждой клавише на аппаратном уровне и не зависят ни от состояния индикаторов CapsLock, ScrolLock, ни от состояния управляющих клавиш Shift, Alt, Ctrl.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange ) - американская стандартная кодировочная таблица для печатных символов и некоторых специальных кодов.

ASCII это код для представления символов в виде чисел, в котором каждому символу сопоставлено число от 0 до 127. В большинстве компьютеров код ASCII используется для представления текста, что позволяет передавать данные от одного компьютера на другой. Стандартный набор символов ASCII использует только 7 битов для каждого символа. Добавление 8-го разряда позволяет увеличить количество

1. кодов таблицы ASCII до 255. коды от 0 до 127 (символы управления внешними устройствами, арабские цифры, латинские буквы)

2. коды от 128 до 255. Эта таблица отличается для разного типа компьютеров, содержит символы национальных алфавитов, символы псевдографики, математические символы.

Эти коды используются для кодирования символов национальных алфавитов, а также символов псевдографики, которые можно использовать, например, для оформления в тексте различных рамок и текстовых таблиц.

Расширенный код ASCII

Расширенный код ASCII включает в себя:

1. Символы управления. Каждый управляющий символ имеет условное обозначение, но в устройствах отображения не отображается, а вызывает лишь действие. Обозначается управляющий символ: # и код символа (например символ DEL удаляет символ, а сам на экране не отображается).

2. Символы арифметических операций, знаки препинания, цифры.

3. Буквы латинского алфавита (прописные, строчные)

4. Буквы псевдографики (символы, применяемые для построения простейших фигур)

5. Буквы национальных алфавитов.

6. Математические символы.

Страница 10 из 19

Низкоуровневое взаимодействие с клавиатурой через порты ввода-вывода

Взаимодействие с системным контроллером клавиатуры происходит через порт ввода-вывода 64h. Считав байт из этого порта, можно определить статус контроллера клавиатуры, записав байт — послать контроллеру команду.

Взаимодействие с микроконтроллером в самой клавиатуре происходит с помощью портов ввода-вывода 60h и 64h. Биты 0 и 1 в байте статуса (порт 64h в режиме чтения) предоставляют возможность управлять процедурой взаимодействия: перед записью данных в эти порты бит 0 порта 64h должен быть выставлен в 0. Когда данные доступны для чтения из порта 60h, бит 1 порта 64h равен 1. Биты включения/выключения клавиатуры в командном байте (порт 64h в режиме записи) определяют, является ли клавиатура активной, и будет ли контроллер клавиатуры вызывать прерывание в системе, когда пользователь нажмет клавишу.

Байты, записанные в порт 60h, посылаются контроллеру клавиатуры, а байты, записанные в порт 64h, посылаются системному контроллеру клавиатуры. Списки разрешенных команд, которые можно послать контроллеру клавиатуры, представлены, например, в документе «8042 Keyboard Controller IBM Technical Reference Manual» или в двадцатой главе книги The Art of Assembly Language Programming.

Байты, считываемые из порта 60h, приходят от клавиатуры. Порт 60h при чтении содержит скан-код последней нажатой клавиши, а в режиме записи он используется для расширенного управления клавиатурой. При использовании порта 60h на запись программа дополнительно получает следующие возможности:

установка времени ожидания перед переходом клавиатуры в режим автоповтора;
установка периода генерации скан-кода в режиме автоповтора;
управление светодиодами, расположенными на лицевой панели клавиатуры — Scroll Lock, Num Lock, Caps Lock.

Резюмируя, отметим, что для чтения данных, вводимых с клавиатуры, достаточно уметь считывать значения портов ввода-вывода 60h и 64h. Однако в ОС Windows приложениям пользовательского режима запрещено работать с портами, поэтому эту задачу выполняют драйвера операционной системы.

Клавиатуры, несмотря на то что выполняют одну и ту же функцию, сильно отличаются друг от друга. Главное отличие состоит в механизме нажатия клавиш, который определяет долговечность и тактильные ощущения при работе. В этом плане лидирующие позиции занимают ножничные клавиатуры. Принцип работы таких устройств основан на действии мембранных клавиатур. Поэтому рассматривать их отдельно нельзя.

Ножничная и мембранная клавиатуры

Подавляющее большинство компьютерных клавиатур оснащено мембранным механизмом нажатия клавиш. Он представляет собой небольшой силиконовый куполообразный колпачок, перевернутый вверх ногами, который закреплен на обратной грани клавиши и расположен прямо над трехслойной мембраной. При нажатии происходит замыкание контактов, и определенный набор сигналов передается компьютеру. Обратное движение клавиши происходит за счет упругих сил, возникающих в силиконовом колпачке.

В отдельную категорию должна быть отнесена ножничная клавиатура, которая имеет в своей конструкции ножничный механизм. Как и в клавиатуре с прокладками-колпачками, замыкание контактов происходит при соприкосновении стенок трехслойной мембраны, но за удержание клавиши в назначенном месте отвечает как раз пластиковые «ножнички». Внедрение этого механизма в конструкцию клавиатур существенно улучшило их характеристики.

Принцип работы

Конструктивно клавиши ножничной клавиатуры представляют собой пластиковые «крышечки», которые имеют полуцилиндрические пазы, соединяющие их с ножничным механизмом. Нижняя грань таких «крышечек» соприкасается с пластиковым колпачком, но не связана с ним жестко, как, например, в классических мембранных клавиатурах. Силиконовые колпачки «прикрывают» трехслойную мембрану.

При нажатии кнопки на клавиатуре до упора силиконовый колпачок давит на верхний слой мембраны, проталкивает его через специальное отверстие в нижнем слое, в результате чего и происходит короткое замыкание, которое отправляет сигнал компьютеру.

В отличие от обычных мембранных устройств, клавиши ножничных клавиатур постоянно находятся в «подвешенном» состоянии: миниатюрные «ножнички» тянут клавиши вниз, а мембрана толкает ее вверх. Благодаря такому «противоборству» для срабатывания достаточно небольшого усилия.

Преимущества ножничных клавиатур

Любую клавиатуру характеризуют несколько показателей: сила срабатывания, громкость издаваемого при нажатии звука, срок службы и ход клавиши, то есть расстояние, на которое кнопка должна «провалиться», чтобы отправить сигнал ПК.

Силой срабатывания ножничные клавиатуры практически не отличаются от устройств только с силиконовыми колпачками. В зависимости от марки производителя она составляет от 25 до 100 грамм/сил, но в среднем этот показатель находится в пределах 60-80 грамм.

Главным преимуществом ножничных клавиатур является увеличенный срок службы. Если клавиши классического мембранного устройства способны «осилить» лишь до 1 млн нажатий, то кнопки на клавиатуре с «ножницами» выдерживают не менее 5 млн срабатываний. При использовании высококачественных материалов при изготовлении этот показатель увеличивается до 10 млн.

Длина хода «ножничных» клавиш обычно находится в пределах 1-2,5 мм, что на 1,5-3,0 мм меньше, чем у классических мембранных клавиатур. Это снижает процент заедания клавиш и их несрабатывания при нажатии до нуля.

Недостатки ножничных клавиатур

Главным недостатком ножничных клавиатур является сложная, по сравнению с мембранными устройствами, конструкция: здесь клавиши гораздо более неподвижные. Кроме того, в перекрестных пластиковых рамках «любят» застревать волоски, волокна тканей, которые потом очень трудно извлечь.

В то же время ножничная клавиатура, за счет лучшего прилегания кнопок друг к другу, в меньшей степени подвержена загрязнению пылью.

Вторым несущественным минусом можно назвать уровень шума, издаваемый при работе. Меньшее количество силикона в конструкции клавиш снижает степень амортизации, из-за чего вы слышите звук соприкосновения кнопок с базой клавиатуры. Кроме того, из-за меньшей эластичности резиновых колпачков появляется характерный щелчок при возвращении клавиши в исходное положение. Мембранные клавиатуры же работают абсолютно бесшумно.

Кому подойдет ножничная клавиатура?

Ножничная клавиатура, за счет меньшего усилия, необходимого для срабатывания клавиш, лучше всего подойдет людям, чья профессия связана с набором объемных текстов - копирайтерам, наборщикам и всем тем, кто ежедневно набирает на клавиатуре по несколько десятков тысяч символов. При этом нагрузка на кисти рук во время работы за таким устройством будет значительно ниже, чем за механической клавиатурой.

Если же вы является обычным офисным работником, секретарем или любите изредка поиграть вечером в компьютерные игры, то вам есть смысл присмотреться к мембранным типам. Благодаря низкой цене она доступна всем, в то же время ее ресурса хватит надолго.

Для киберспортсменов, геймеров и лиц, всерьез занимающихся видеоиграми, ножничная клавиатура не подойдет - велик риск случайного срабатывания клавиш. Для этой категории людей лучшим вариантом станут механические устройства.

Производители ножничных клавиатур

Среди всего многообразия устройств выбрать по настоящему стоящее действительно сложно. А среди популярных производителей клавиатур с ножничным механизмом стоит выделить:

A4Tech - китайская компания, производящая качественные периферийные устройства для ПК, внимание стоит обратить на модели KV-300H, КХ-5MU, КХ-6MU и КХ-100;
Dialog - старейшая организация, работающая в России, в основном специализируется на аудиоустройствах, среди клавиатур посмотрите экземпляры КР-112, КР-113 и КР-114;
Gigabyte - тайванский производитель компьютерной техники, признан одним из ведущих производителей профессиональных геймерских аксессуаров. При выборе устройств обратите внимание на модель GK-К7100.

Ориентироваться при выборе надо на предназначение клавиатуры, а также на ощущения, получаемые при нажатии клавиш - не бойтесь пробовать. И помните - если во время теста клавиатура с ножничным механизмом клавиш вас чем-то смущает, то лучше откажитесь от нее, ведь вам придется проработать за ней не один десяток часов.

Возможно, будет полезно почитать: