Клавиатура устройство основные понятия

Клавиатура — что это?

Компьютерная клавиатура — это устройство для ввода или вывода информации. Ввод осуществляется через обращение к операциям, проводимым в процессоре и отображаемым на экране. Вывод происходит, как правило, на дополнительно подключаемые устройства, такие как — принтеры, копиры, сканеры, флеш-накопители. Клавиатура имеет стандартно расположенные 101 или 102 кнопки. В зависимости от модели и производителя могут быть включены и дополнительные, которые выполняют определённые функции.

Все имеющиеся кнопочки можно распределить на:

  • включающие алфавит и цифры;
  • выполняющие определённые функциональные действия в зависимости от используемого программного обеспечения;
  • специальные;
  • управляющие курсором;
  • клавиши цифровой панели — они дублируют цифровые клавиши, но вынесены на правую боковую панель клавиатуры;
  • модификаторы, которые способны изменить функциональность других клавиш.

Всё разнообразие клавиатур можно классифицировать с трёх точек зрения.

  1. Первое – это удобство работы и назначение. Здесь можно выделить – офисную, эргономичную, мультимедийную, игровую, для мультимедийных центров.
  2. Второе — это тип конструкции – стандартная, компактная, настраиваемая, складная, резиновая, водонепроницаемая.
  3. Третье — это тип конструкции клавиши и принцип её работы – механический, мембранный, ножничный, ёмкостной сенсор.

Принцип работы

Внутри находится мини-компьютер, а точнее, микросхема, которая обеспечивает выполнение всех функций, заложенных в эту часть компьютера или ноутбука. Основное функциональное назначение микросхемы — это отслеживание сигнала, поступаемого от той или иной кнопки. Далее микросхема осуществляет отправку этого сигнала на обработку в центральный процессор компьютера. Для того чтобы сигнал поступил на микросхему, используются определённые датчики, отслеживающее силу нажатия. Когда сила давления достигает определённого уровня, замыкается электрическая цепь.

Программная поддержка

Любое аппаратное обеспечение, в том числе и рассматриваемое, требует программной поддержки, которое отвечает за обработку всей информации. Для клавиатуры программное обеспечение называется драйвером, который в преобладающем большинстве случаев поставляется вместе с аппаратурой и операционной системой. Именно этот тип драйвера позволяет пользователю выбрать раскладку языка и кнопок.

Разновидности

На сегодняшний день в развитии компьютерной техники можно выделить два типа клавиатур:

  • механические;
  • сенсорные.

В механических передача данных, непосредственно от клавиатуры, осуществляется путём физического замыкания контакта между клавишей и принимающим устройством. Принцип работы сенсорной заключается в использовании специальных материалов и полупроводников, обладающих определёнными свойствами. Определение такой границы между механическими и сенсорными клавиатурами достаточно условно.

Механические клавиатуры

Принцип работы механической достаточно прост. Заключается он в таком механизме кнопки, который позволяет совершать возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении. При опускании клавиши вниз происходит замыкание контактов. При этом на обрабатывающие узлы осуществляется передача сигнала. После того как логический сигнал передан, происходит отпускание клавиши оператором. Возврат в исходное положение осуществляется специальным пружинящим механизмом. Такой принцип работы имеют большинство клавиатур персональных компьютеров и ноутбуков.

Такой тип устройства имеет следующие преимущества:

  1. Долговечность при использовании. Стандартная клавиатура выдерживает количество нажатий на каждую кнопку в районе 50 млн раз.
  2. Лёгкость в обслуживании.
  3. Простота эксплуатации, так как происходит быстрый и точный отклик на нажатие.
  4. Данный тип клавиатур находится в доступной ценовой категории, поэтому при поломке изделия и в случае его не ремонтопригодности доступно осуществить её замену на новую.

Несмотря на наличие большого количества положительных характеристик, существуют и отрицательные моменты:

  1. Невозможность герметизировать полностью внутреннюю начинку, что может привести к попаданию внутрь мусора и различных жидкостей. Результатом чего становится поломка изделия.
  2. Достаточно внушительные габариты, которые не позволяют уменьшить размер сопровождающего изделия.

Мембранные

Принцип действия мембранной клавиатуры очень близок к механической. Но в данном типе работы получается снизить габаритные размеры изделия.

У мембранной как таковые отсутствуют кнопки. Вместо них располагаются упругие мембраны, нажатие на которые передаёт требуемый сигнал, при сжатии мембраны необходимо осуществить до такого уровня, чтобы она коснулась токопроводящего контакта. В свою очередь, токопроводящий контакт монтируется в один из слоёв многослойной конструкции непосредственно к стационарному контакту. А сам стационарный контакт прикреплён к плате устройства.

Плюсы мембранных клавиатур:

Несмотря на наличие существенных плюсов, всё же они имеют и минусы, которые, кстати, и сделали их использование в компьютерной технике достаточно редким явлением. К основным относятся:

  1. Низкий уровень тактильности при работе.
  2. Быстрый износ составляющих частей изделия, что приводит к его поломке и не ремонтопригодности.
  3. Во время эксплуатации, после определённого срока службы, происходит износ мембраны. Это приводит к снижению чувствительности при нажатии, а иногда и полному не ответу клавиши на воздействия извне.

СПРАВКА. На данный момент мембранные кнопки редко используются при производстве компьютерных клавиатур. Чаще всего это кнопки, расположенные на лицевых панелях бытовых приборов, таких как печи, микроволновки, стиральные машины, пульты от телевизора и др.

Ножничные клавиатуры

У многих, кто впервые слышит данное название, возникает вопрос — ножничная клавиатура что это такое? Это также компьютерное устройство для ввода-вывода данных, в этом случае представляет собой комбинацию из двух выше приведённых примеров. То есть это гибрид механической и мембранной.

Этим обусловлен внешний вид ножничной конструкции. Кнопки напоминают стандартную механическую. Но всё же контакт и воздействия в этом случае осуществляется на специальный шток. Для того чтобы шток совершал возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости используются две специальные пластинки. Они скрещиваются между собой, чем напоминают конструкцию ножниц. Кстати, именно из-за этого клавиатура и получила своё название. В месте крепления присутствует шарнир, который позволяет пластинам совершать движение вниз и возвращает их в верхнее положение – таким способом передаётся сигнал.

К плюсам такой конструкции относятся:

  1. Доступная ценовая категория.
  2. Шумность работы мала, хотя всё же звук при наборе по клавишам присутствует.
  3. Хорошая тактильная отдача и реакция клавиши на нажатия. Это позволяет оператору совершать быстрый набор текста без пробелов или не состыковок.
  4. Срок службы такого изделия высок и мало чем отличается от механического типа.

Но и недостатки у ножничных клавиатур всё-таки имеются:

  1. Несмотря на то что от пыли такая конструкция защищена более или менее неплохо, но от попадания влаги внутрь она способна выйти из строя.
  2. Габаритные размеры её достаточно велики, также как и у механической. Поэтому говорить о минимизации размеров тяжело.

ВАЖНО. Именно ножничная клавиатура позволит осуществлять быстрый набор текста с минимально негативным воздействием на руки.

Ёмкостные сенсоры

Стремление технологий всё время уменьшить размер используемого устройства привело к возникновению технологии ёмкостного сенсора. Такой тип клавиши применяется на большинстве планшетов, смартфонов, ноутбуков и моноблоков. Толщина в несколько миллиметров позволяет существенно сэкономить пространство, эргономичность и удобство пользования прибором, а, следовательно, и габариты изделия.

Принцип действия ёмкостного сенсора заключается в следующем: поверхность разбивается на сегменты, причём на небольшой площади таких сегментов может быть от нескольких тысяч до миллионов. Чем больше их количество, тем выше тактильная чувствительность сенсора. Каждый сегмент оснащается микроконденсатором. Размеры такого конденсатора весьма малы, что позволяет использовать их в значительном количестве. При нажатии осуществляется тактильное давление на конденсатор. Он в свою очередь изменяет от этого воздействия свою ёмкость, то есть свой основной параметр. Изменение ёмкости приводит к ответу со стороны процессора, который фиксирует это как сигнал, с последующей обработкой и передачей на центральный процессор изделия.

Если говорить обо всём разнообразии клавиатур, то в принципе, оно достаточно ограничено. Во всяком случае это касается непосредственно работы клавиш изделия. Так, ёмкостные сенсоры — непременные спутники всех новомодных гаджетов, включая смартфоны. Мембранные клавиши и кнопки используются в бытовой технике. Тогда так ножничные клавиатуры идеальный выбор для компьютерных целей.

Источник

Клавиатура устройство основные понятия

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.

Читайте также:  Клавиатура для Samsung GALAXY Note Pro 12 2 SM P905 LTE 32GB EE CP905RBEGRU Bluetooth

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 (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.

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. 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.

Читайте также:  Клавиатура для ноутбука r15

Порядок ввода символов по известному ALT-коду.

1. Нажать и удержать клавишу ALT.

2. Убедиться в том, что включен переключатель NUM LOCK.

3.Не отпуская клавиши ALT, набрать последовательно на дополнительной панели alt- код вводимого символа, например: 0167.

4. 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 состава операционной системы. Кроме параметров режима повтора настройке подлежат также используемые раскладки и органы управления, используемые для переключения раскладок.

Источник



Клавиатура компьютера

Клавиатура – это устройство для ввода данных в компьютер: букв, цифр и знаков. Также используется для управления системой, то есть является аналогом компьютерной мыши. По типу соединения она бывает проводной и беспроводной.

Проводная соединяется с компьютером через USB-порт или разъем PS/2.

Беспроводная может подсоединяться посредством радиопередатчика (USB-приемника) или bluetooth. Радиус действия обычно около 10 метров.

Поскольку у беспроводных устройств стационарное питание отсутствует, их требуется подзаряжать отдельно. Для этого в саму клавиатуру может быть встроен специальный аккумулятор, который нужно время от времени заряжать. Или же она может работать на батарейках.

Расположение клавиш

Расположение кнопок подчиняется одной и той же общепринятой схеме. Двенадцать функциональных клавиш от F1 до F12 (находятся в верхнем ряду). Под ними — алфавитно-цифровые клавиши. Справа – кнопки управления курсором.

Крайняя правая часть – это так называемая цифровая панель. Она дублирует алфавитно-цифровой блок (точнее, только цифры и арифметические знаки). Включается с помощью кнопки Num Lock.

На многих клавиатурах помимо этого стандартного набора, есть еще и дополнительные кнопки другой формы и размера (иногда – другого цвета). Их задача – упростить управление некоторыми функциями компьютера.

Так, среди прочих, могут быть кнопки, регулирующие громкость, запускающие некоторые программы (браузер, Word, Excel), клавиши для управления проигрывателем (пауза, перемотка).

Устройство клавиатур

Мембранные . Самый популярный и самый недорогой вид. Внутри каждой клавиши находится специальная мембрана. При нажатии она продавливается и замыкает контакт. Срок службы каждой клавиши около 5 млн. нажатий.

Ножничные . Такие клавиатуры устанавливаются во все ноутбуки. Принцип работы клавиш похож на ножницы – от того и такое название. Нажатие мягкое и четкое, что очень удобно при печати. Но стоит она дороже. Срок службы около 10 млн. нажатий.

Механические . Лучший, но и самый дорогой вид. Под каждой клавишей находится выключатель с металлической пружиной и металлическими контактами. Благодаря ему кнопка срабатывает еще до того, как опущена до конца. Пользоваться такой клавиатурой легко и приятно – совсем другие тактильные ощущения. Но звук при нажатии клавиш громче. Срок службы около 50 млн. нажатий.

Клавиши у них бывают разных типов в зависимости от потребностей: игровые, для работы с текстом, универсальные и всякие другие.

Полумеханические . Что-то среднее между мембранными и механическими. Фактически это те же мембранные, но с увеличенным сроком эксплуатации.

Конструкция

Классическая клавиатура выглядит просто и незатейливо – пластиковая прямоугольная штука. Бывает разных цветов, но лучше выбирать стандартный: белый, черный или металлик (серый).

Но сейчас в продаже можно встретить и другие виды, например, резиновые клавиатуры. Выглядят они интересно, но на деле весьма неудобны – клавиши слишком тугие.

Бывают еще всякие дизайнерские варианты: деревянные и даже стеклянные. А есть и вообще «виртуальные», где клавиши просто рисуются лазером.

Кстати, они очень неудобны в работе: даже на идеально ровной поверхности устройство постоянно «глючит».

Но вот из действительно полезных я бы выделил два вида: эргономические и игровые.

Эргономические . Имеют нестандартную изогнутую форму, а некоторые модели даже состоят из двух отдельных частей (что, кстати, хуже). Таким образом, клавиатура повторяет естественное положение рук и помогает избежать туннельного синдрома.

Такое устройство просто необходимо тем, кто печатает много текста вслепую (всеми пальцами, не глядя на клавиши).

Игровые . Имеют более удобное для геймеров расположение клавиш. Плюс обычно в них есть подсветка и дополнительные клавиши.

На что еще обратить внимание при выборе

Предназначение . Несмотря на то, что клавиатура штука универсальная, сейчас в продаже есть и специальные — для ноутбуков, телевизоров и медиаплееров. Собственно, от классических они мало чем отличаются, но все же более удобны для этих устройств.

Тип печати на клавишах . Это то, как нанесены буквы и цифры на кнопки. Чаще всего используется два вида нанесения: обычная печать (90%), лазерное выжигание.

При обычной печати буквы как будто бы находятся на наклейках.

При лазерной – каждый символ выжжен. Они долго не стираются, но надпись видна хуже.

Вообще с клавишами сейчас проблем нет – почти в любом компьютерном магазине можно найти для них специальные наклейки. А те, кому такой вариант не подходит, могут заказать гравировку — такая услуга тоже сейчас оказывается и стоит не так уж дорого. Особенно это актуально для ноутбуков, купленных заграницей (на них нет русских букв).

Защита от воды . Такая защита бывает только у мембранных клавиатур, да и то не у всех. Есть она или нет можно узнать из описания конкретной модели.

Подсветка . Актуально для игровых клавиатур. Она есть практически в каждой из них.

Цена вопроса

Цена стандартной «хвостатой» клавиатуры начинается от 3$, беспроводной — от 10$. Ножничные стоят дороже (от 15$), а механические сложно найти дешевле 25-и долларов. Эргономические стоят еще дороже.

Как чистить клавиатуру

Неплохо было бы делать это хотя бы раз в пару месяцев. Ведь мало того, что мы обычно не моем руки перед работой за компьютером, так еще и через щели между клавишами попадает разная грязь да пыль.

Чистить ее несложно:

1 . Выдуть грязь пылесосом (на режиме выдува). Можно это сделать и феном, но только холодным воздухом. Если нет ни того, ни другого, просто переверните и потрясите клавиатуру.

2 . Сами клавиши протереть сверху тряпочкой, немного смоченной спиртосодержащим раствором (можно купить в аптеке). Только не перестарайтесь: спиртом можно случайно стереть надписи на кнопках.

Изучайте английский через игры и интересные задания на онлайн платформе Puzzle English.

Источник

Клавиатура. Типы и принципы работы.

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:

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 (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.

Читайте также:  Инструменты копировать и вставить

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.

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. 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.

1. Нажать и удержать клавишу ALT.

2. Убедиться в том, что включен переключатель NUM LOCK.

3.Не отпуская клавиши ALT, набрать последовательно на дополнительной панели alt- код вводимого символа, например: 0167.

4. 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 состава операционной системы. Кроме параметров режима повтора настройке подлежат также используемые раскладки и органы управления, используемые для переключения раскладок.

Источник