Лекция №4

Тема: Клавиатура и манипуляторы типа мышь: назначение, разновидности, принципы действия.

Основными устройствами ввода информации от пользователя в компьютер являются мышь и клавиатура.

Клавиатура – клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

Компьютерные клавиатуры классифицируются по нескольким признакам:

Классификация клавиатур по виду конструкции:

Механи­ческие клавиатуры. Механические клавиши представляют собой совокупность металлических контактных площад­ок и пружины, которая возвращает клавишу в ис­ходное положение. Иногда конструкцию дополняет металлическая пластина, прогибающаяся при нажатии клавиши. При этом ощущается сопро­тивление клавиши и издается характерный щелчок. Клавиатуры данного типа очень надежные (выдерживают до 20 млн. срабатываний), но не очень распространены в связи с их дороговизной.

Полумеханические клавиатуры. Полумеханические клавиши также имеют металлические контактные площадки. Разница (по сравнению с механическими) состоит в том, что вместо металлической пружины используется упру­гий элемент, изготовленный из резины или другого подобного материала.

Мембранные клавиатуры. Контактные площадки клавиш данного типа состоят из токопроводящего полимерного материала, а роль упругого элемента выполняет полимерная пленка. Хотя клавиатуры с мембранными клавишами уступают механическим и полумеханическим конструкциям по надежности (в среднем мембранные клавиши выдерживают около 10 млн. нажатий), но из-за своей дешевизны они наиболее распространенные. Кроме того мембранные клавиатуры более устойчивые к загрязнению и воздействию влаги.

Есть также клавиатуры с другими конструкциями клавиш, но они в настоящее время не используются, поэтому их рассматривать не будем.

В зависимости от количества клавиш клавиатуры делятся на:

• 
  83-клавишная клавиатура PC и XT;
  
• 
  84-клавишная клавиатура AT;
  
• 
  101-клавишная расширенная клавиатура;
  
• 
  104-клавишная расширенная клавиатура Windows.
  
• 
  Мультимедийные клавиатуры
  

Будем рассматривать три последних типа клавиатур, поскольку первых два практически не используются.

---

101-клавишная расширенная клавиатура. Время изготовления — 1986 год (компания IBM). Была стандартом клавиатур для всех PC-совместимых систем, пока не появилась 104‑клавишная кла­виатура Windows. 101-клавишная клавиатура может быть условно разделена на следующие области:

- область печатных символов;

- дополнительная цифровая клавиатура;

- область управления курсором и экраном;

- функциональные клавиши.

104-клавишная клавиатура Windows. Время изготовления – 1995 год (была представлена вместе с Windows 95). Сравнительно с 101 – клавишной клавиатурой используются три новые клавиши, используемые при работе с Windows (левая и правая Windows-клавиша и кла­виша ).

Мультимедийные клавиатуры.Современные клавиатуры, помимо ста четырёх клавиш, очень часто снабжаются дополнительными клавишами. Эти клавиши предназначены для упрощённого управления некоторыми функциями (основными или наиболее использованными) компьютера: управление громкостью звука, проигрывателем, сетевыми возможностями компьютера, наиболее популярными программами, управление состоянием окон операционной системы (свернуть, закрыть, перейти к следующему или к предыдущему), управление состоянием компьютера (ждущий режим, спящий режим, выключить компьютер). Многие из этих функций относятся к сфере мультимедиа – отсюда и название.

Виды компьютерных клавиатур по типу соединения:

Беспроводные клавиатуры

В беспроводных клавиатурах используются три основных вида соединения, а именно соединение Bluetooth, инфракрасное соединение и радиочастотное соединение.

Клавиатуры, имеющие радиочастотное соединение, получают питание от аккумулятора или через кабель USB, который используется для подзарядки клавиатуры. Клавиатуры с инфракрасным соединением должны находиться в радиусе действия устройства принимающего сигнал. Клавиатуры с радиочастотным соединением имеют больший радиус действия, чем клавиатуры с инфракрасным соединением. В клавиатурах с соединением Bluetooth используется технология Bluetooth, обеспечивающая больший радиус действия, чем у клавиатур с радиочастотным и инфракрасным соединением. Клавиатуры с радиочастотным соединением обеспечивают большую мобильность, чем клавиатуры с соединением Bluetooth и с инфракрасным соединением.

Проводные клавиатуры

PS/2 и USB – две разновидности проводного соединения, соединяющие клавиатуры с компьютерами. Клавиатуры с соединением PS/2 получили наибольшее распространение. Это – самые дешевые клавиатуры, представленные на рынке в настоящее время. Клавиатуры с соединением USB подсоединяются к процессору с помощью универсальной последовательно проводной шины.

Остальные разновидности клавиатур по типу соединения отличаются высокой ценной, и для их установки требуется дорогое программное обеспечение.

В зависимости от типа корпуса клавиатуры делятся на:

Традиционные (стандартные)– обычные AT-клавиатуры;

Эргономичные. Конструкции клавиатур данного типа учитывают естественное положение рук во время набора (в таких конструкциях клавиатура преломлялась в центре, клавиши находились под прямым углом к естественному положению кистей рук при наборе). Эргономичная клавиатура дает возможность повысить производитель­ность и избежать опасности некоторых хронических заболеваний.

Гибкие. Название говорит само за себя (гибкую клавиатуру можно легко скатать в рулон)

Первые модели гибких клавиатур появились в 2002 году. К преимуществам гибких клавиатур также можно отнести высокую влаго- и пылезащищенность (если клавиатура загрязнилась – достаточно промыть ее под струей воды).

Виды компьютерных клавиатур по функциональности:

1)Проекционная клавиатура — разновидность компьютерной клавиатуры, представляющая собой оптическую проекцию клавиатуры на какую-либо поверхность, на которой и производится касание виртуальных клавиш. Клавиатура отслеживает движения пальцев и переводит их в нажатия клавиш. Большинство разработанных систем может функционировать также как виртуальная мышь и даже как виртуальная музыкальная клавиатура пианино. Предлагаемая к продаже система P-ISM, реализующая проекционную клавиатуру в сочетании с небольшим видеопроектором, является портативным компьютером размером с пишущую ручку. Главный недостаток такой клавиатуры — невозможность печати в любых условиях, например на улице.

2) Портативные клавиатуры – делают упор на размеры. Кнопки оставлены только самые необходимые, все расстояния между ними сведены к минимуму. Данный вид клавиатур довольно редок, хоть и кажется, что он часто может быть очень к месту.

3) Игровые клавиатуры – создаются специально для геймеров. В них все кнопки расположены для большего кпд, а также их зачастую на много больше, чем в клавиатуре стандартного типа. Также часто встречаются дополнительные примочки в виде подцепляющихся элементов или различного рода подсветок.

4) Виртуальные клавиатуры не являются физически осязаемыми. Это клавиатуры, эмитированные специальными программами. Одной из таких программ является программаComfort Keys Pro.

 

Принцип действия клавиатуры. Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Её 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 поэтому 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 скан-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.

4. Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится 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 её исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания "зашита" в микросхему ПЗУ, но программисты могут "подставить" вместо неё свою программу, если изменят данные в векторе прерываний.

6. Программа-обработчик прерывания направляет процессору 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.

7. Далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою работу, известив об этом процессор.

8. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.

9. Введённый 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 ввод данных.

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).

Мышка - это устройство управления манипуляторного типа. Мышка служит для ввода данных или одиночных команд, выбираемых из меню или текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора. Она имеет вид небольшой пластмассовой коробочки с двумя (или тремя) клавишами. Перемещение мышки по поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта, который называется курсор мышки, по экрану монитора. В отличие от клавиатуры, мышка не является стандартным устройством управления, поэтому для работы с ней требуется наличие специальной системной программы - драйвера мышки. Драйвер мышки предназначен для интерпретации сигналов, поступающих от мышки, а также для обеспечения механизма передачи информации о положении и состоянии мышки операционной системе и другим прикладным программам. Драйвер мышки устанавливается при первом подключении мышки или при загрузке операционной системы.

В настоящее время существуют десятки разнообразных мышей-манипуляторов, которые отличаются между собой формой, дизайном, количеством кнопок, особенностями работы и тому подобное.

В первую очередь, мыши отличаются по способу подключения: проводные и беспроводные.

1. 
   Проводные.Более давние модели мышей подключались к компьютеру через COM-порт, в настоящее время наиболее распространенными являются мыши, которые подключаются к компьютеру через PS/2- или USB- порты. Важно, чтобы форм-фактор материнской платы вашего компьютера был совместимым с разъемом мыши.
   

Манипуляторы с инфракрасным типом связи редко встречаются в продаже. Один из главных недостатков — это обязательное нахождение в прямой видимости от инфракрасного приёмника. Любое препятствие нарушает работу мыши.

С ростом популярности ноутбуков увеличивался спрос на беспроводные модели. Для работы с ноутбуками используются в основном Bluetooth-манипуляторы. Принимающее устройство обычно встроено в сам ноутбук, что очень удобно, так как USB-порт остаётся свободным. К тому же «Bluetooth» — это единый стандарт. Поэтому такой манипулятор можно подключить ко всему (компьютер, смартфон, планшет, нетбук), что использует такую связь. Если внешний или встроенный модуль соединения выходит из строя, его можно заменить на любой другой. Такие устройства совместимы независимо от производителя.

Беспроводная мышь с типом соединения «Bluetooth» требует правильно настроенные драйверы. Поэтому в некоторых операционных системах, например DOS, будет непросто подключить её и настроить.

Манипулятор с радиосвязью работает по радиоканалу и подключается к ноутбуку или компьютеру с помощью USB-радиопередатчика размером с флэшку. Один из её недостатков – это то, что манипуляторы и передатчики разных производителей обычно не совместимы. Зато такой моделью можно пользоваться на любой ОС без трудностей с настройкой драйверов.

Стоит отметить ещё и то, что все беспроводные устройства не имеют стационарного питания, т.е. питаются от аккумуляторов.

Кроме того мыши делятся на:

• 
  Механические или шариковые;
  
• 
  Оптические;
  
• 
  Лазерные;
  
• 
  Трекбол-мыши.
  
• 
  Индукционные;
  
• 
  Гироскопические.
  

В механических мышах информация о перемещении курсора формируется с помощью резинового шарика, который касается поверхности стола и вращает два координатных валика – горизонтальный и вертикальный.

Главным недостатком механических мышей является наличие движущихся частей в механизме регистрации перемещений. Другой недостаток шарового привода — загрязнение шарика и снимающих роликов, приводящее к заеданию мыши и необходимости в периодической её чистке (отчасти эта проблема сглаживалась путём металлизации роликов). Несмотря на недостатки, шаровой привод долгое время доминировал, успешно конкурируя с альтернативными схемами датчиков. В настоящее время шаровые мыши почти полностью вытеснены оптическими мышами второго поколения.

В оптических мышах вместо шарика есть световой излучатель и приемник светового сигнала – луч падает на поверхность стола, а впоследствии отображается от нее в светоприемнике. Отображенное изображение сравнивается с высокой частотой и на его основе высчитывается перемещение. Отсюда выплывает основное преимущество оптической мыши – поскольку у нее нет трущихся деталей, она прослужит значительно дольше, но ее нужно оберегать от ударов.

Также в корпус оптической мыши не попадает пыль, поэтому ее не нужно периодически разбирать и чистить.

Для оптических мышей не нужен коврик – они работают практически на любой ровной поверхности, кроме зеркала.

К тому же чувствительность оптических мышей значительно выше – в большинстве последних моделей она составляет 800 точек на один дюйм, в то время когда чувствительность механических мышей находится в пределах 400-500 точек/дюйм.

Лазерные мышки— это тоже оптические мыши, но использующие лазер для подсветки рабочей поверхности. Благодаря этому, мышь максимально точна, надёжна и экономична. В отличие от обычных оптических компьютерных манипуляторов, которые нельзя использовать на кожаных и меховых.

У трембола есть схожесть с перевёрнутой механической мышью с шаровым приводом. Перемещать сам корпус для использования не нужно. Шарик, который находится сверху или сбоку вращается пальцами или ладонью. Конструкция такая же, как у механических моделей. Шарик вращает ролики, передающие информацию. А в более современных трекболах стоят оптические датчики, сканирующие его перемещение.

Отличие индукционных мышек от других видов мышек в том, что они могут использоваться только на специальном графическом планшете, сделанным в виде коврика. Такие устройства очень точны. Некоторые из них могут быть «беспроводными» и иметь индукционное питание от планшета, на котором работают. Т.е. они не нуждаются в аккумуляторах. Индукционные манипуляторы редки и дороги.

Гироскопическими мышками можно пользоваться не только на поверхности, но и в воздухе. Мышь имеет встроенный гироскоп и может быть очень маленькой. Например, гироскопическая модель корейской компании NEO REFLECTION размером с пальчиковую батарейку весит всего лишь 13 грамм. Такой мышкой удобно проводить презентации. Компьютер принимает сигнал от неё по специальному радиоканалу с помощью приёмника. Сам приёмник подключается через USB. Дистанция для сигнала может колебаться от 9,15 до 30,5 метров, в зависимости от модификации.

Принцип действия мышки

ПК не имеет для мыши выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода-вывода (BIOS) компьютера, размещенные в ПЗУ, не содержат программных средств для обработки прерываний мыши. В связи с этим в первый момент включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системой 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. Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными нажатиями правой и левой кнопок. В отличие от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой информации – её принцип управления является событийным. Перемещения мыши и щелчки её кнопок являются событиями с точки зрения её программного 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 её исполнению.

---

Смотрите также файлы

• Тема проекта ии в энергетике и на практике Работу выполнили Студенты группы 1411 Малленков Г. Г. И поплавский Р. Р.pptx

• Задание 1 Ответьте на вопросы.docx

• 5 ыркйек азастан халы тілдері кні мерекесі жне лт стазы А. Байтрсынлыны 150 жылдыына арналан Тіл лт азынасы.pptx

• Блім Парассаттылы жне этика.docx

• Определяем значения предельных отклонений Определяем основное отклонение отверстия.docx