Устройства ввода. Клавиатура.

Клавиатура-это основное устройства ввода информации в компьютер, которое представляет собой совокупность механических датчиков воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определённую электрическую цепь.

Независимо от того, как механически реализован процесс нажатия клавиш, сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры и передаётся в виде скэн-кода на материнскую плату. Скэн-код - это однобайтовое число, которое представляет идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. Когда скэн-код поступает в контроллер клавиатуры, то инициализируется аппаратное прерывание, процессор прекращает работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Каждая клавиша генерирует два типа скэн-кодов: код нажатия, когда клавиша нажимается, и код освобождения, когда клавиша отпускается.

Драйвер клавиатуры – это программа, задающая значение каждой клавиши. Она является составной частью операционной системы. Её помещают в файл autoexec.bat.

Конструктивные исполнения.

Пленочные клавиатуры.

Под каждой клавишей находится пластмассовый штырь направленный вертикально. Ниже этого штыря находятся две пластина (пленки) с напыленными контактами. При нажатии штырь соприкасается с ними и замыкает цепь, в исходное состояние клавиша возвращается пружиной. Недостатком такой клавиатуры является, то, что если не смотреть на экран, то неизвестно нажата клавиша или нет. Длинное нажатие на клавишу даёт многократное отображение символа.

Клавиатуры со щелчком (с кликом).

Принцип внутреннего строения похож на предыдущую клавиатуру. При нажатии клавиши на такой клавиатуре механическое сопротивление клавиши тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления нужно затратить определённую силу, после чего клавиша идёт очень легко. Таким образом обеспечивается однозначный контакт. Получается более «чистое» нажатие на клавиши.

Клавиатуры с микропереключателями и герконами.

Такие клавиатуры характеризуются большой прочностью и большим сроком службы.

Герконы – это герметические контакты, которые представляют собой переключатели с пружинами контактами (в виде пластин) из ферромагнитного материала. Они помещены в герметизированный стеклянный баллончик. Контакты приходят в соприкосновение (или размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного снаружи баллончика (во внутренней части опускающейся клавиши).

Сенсорная клавиатура.

Принцип действия такой клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество таких элементов соответствует количеству клавиш. В момент касания пальцем контактных площадок, статический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный формируемому при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, т.к. у них отсутствуют механические элементы и информация о нажатии «клавиши» (касании чувствительного элемента) формируется только электроникой. Однако за счёт этого электронная схема таких клавиатур сложнее.

Эргономические клавиатуры.

Эргономические клавиатуры имеют различные приспособления для обеспечения лучшего положения рук при работе. Наиболее популярны так называемые клавиатуры Butterfly (бабочка). На них клавиши, исходя из воображаемой средней линии делятся на две половины. Для работы десятью пальцами такое расположение обеспечивает наиболее благоприятное положение пальцев.

Другие клавиатуры снабжены шарнирами, так что клавиатура практически раскрывается от середины, как книга. За счет этого индивидуально можно установить наиболее оптимальный угол для положения рук.

Клавиатуры для слепых.

На таких клавиатурах клавиши покрыты специальным слоем, на котором расположены осязаемые точки, соответствующие алфавиту для слепых.

Мышь.

Мышь – это устройство ввода, предназначенное для работы в среде с графическим интерфейсом пользователя. Оно заменяет многие функции клавиатуры. Перемещение мыши вызывает соответственное перемещение указателя мыши на экране дисплея. Операция с помощью мыши выполняется при наведении указателя мыши на один из объектов экрана и нажатии одной из её кнопок. Любая мышь снабжена двумя и более кнопками. Информация о нажатии той или иной кнопки предается в контроллер мыши и обрабатывается операционной системой или прикладными программами.

Оптико-механическая мышь.

Это наиболее распространенная разновидность этого манипулятора.. С поверхностью соприкасается тяжёлый железный шарик, покрытый резиной. Ролики внутри корпуса мыши прижаты к поверхности шарика и установлены на осях с двумя датчиками. Оси вращения роликов перпендикулярны одна к другой. Датчик представляет собой оптопары (светодиод – фотодиод) и располагаются по разные стороны дисков с прорезями. Порядок, в котором освещаются фоточувствительные элементы, определяет направление перемещение мыши, а частота приходящих от них импульсов – скорость. Хороший механический контакт с поверхностью обеспечивается с помощью специального коврика.

Механическая мышь практически может работать на любой поверхности. Вы можете вращать шар даже пальцами(хотя в этом случае возникнут проблемы с нажатием кнопок). Но, с другой стороны, механической мыши требуется какое-то пространство (хотя вы можете водить ее по ногам, но это обычно плохо воспринимается окружающими). А кроме того, механическим частям свойственны частые поломки. 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.

Оптическая мышь.

Оптическая мышь работает по принципам, схожим с работой оптико-механической мыши, только перемещение мыши регистрируется не механическими валиками. Оптическая мышь посылает луч на специальный коврик, поверхность которого покрыта очень мелкой сеткой перпендикулярных линий. Этот луч после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется электроникой, которая в зависимости от типа полученного сигнала определяет направление движения мыши, основываясь либо на углах падения света, либо на специальной подсветке.

Преимущество такой мыши — достоверность и надежность. Уменьшение количества механических узлов приводит к увеличению ее срока службы. Недостаток заключается в том, что коврик для оптической мыши также должен быть специальным. При повреждении его поверхности или износе покрытия мышь производит на мониторе хаотичное перемещение курсора.

Беспроводная мышь.

Инфракрасные мыши. Крестными отцами инфракрасной мыши стали телевизоры и видеомагнитофоны с дистанционным управлением. Рядом или на компьютере установлен приемник инфракрасного излучения(инфракрасный порт), который кабелем соединяется с ПК. Движение мыши регистрируется при помощи уже известной механики и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник.

Преимущество свободного передвижения несколько снижается имеющимся при этом недостатком. Для безупречной передачи инфракрасного сигнала всегда должен быть установлен "зрительный" контакт между приемником и передатчиком. Нельзя, загораживать излучатель такой мыши книгами, теплопоглощающими или другими материалами, так как при малой мощности сигнала мышь будет не в состоянии передать сигнал на РС.

Инфракрасные мыши оборудуются аккумулятором или обычной батарейкой.

Радиомыши

Более интересной альтернативой является передача информации от мыши посредством радиосигнала. При этом необходимость в зрительном контакте между приемником и передатчиком отпадает.

Трекбол.

По принципу действия трекбол лучше всего сравнить с мышкой, которая лежит на спине шарообразным брюшком вверх. Трекбол имеет тяжелый корпус и большой по размеру шарик. Принцип действия трекбола такой же, как и мыши. Обычно трекбол использует оптико-механический принцип регистрации положения шарика. Также идентичен и способ передачи данных. Большинство трекболов управляются через последовательный порт.

Трекбол обладает стабильностью (неподвижностью) за счет тяжелого корпуса. Площадка для движения, необходимая для мыши, трекболу не нужна. Позиция курсора рассчитывается исключительно по вращению шарика, что повышает точность управления указателем.