Клавиатуры и мышки — различия между версиями

Версия 14:15, 12 марта 2017

Клавиатура

Клавиатура — комплект расположенных в определенном порядке клавиш для управления каким-либо устройством или для ввода данных[1]. Как правило, кнопки нажимаются пальцами рук. Клавиатурой также может называться клавишный электромузыкальный инструмент.

Существует два основных вида клавиатур: музыкальные и алфавитно-цифровые.

Музыкальные клавиатуры

Клавиатуры музыкальных инструментов предназначаются для игры и имеют набор клавиш, которым соответствуют звуки определенной высоты. Диапазон у клавиатур встречается разный. Клавиатуры для пальцев рук имеются у таких инструментов как рояль, орга́н, клавесин, челеста, синтезатор, а также у баяна, аккордеона и некоторых других инструментов.

Встречаются также музыкальные инструменты с педальной клавиатурой имеющей набор клавиш для игры ногами.

Музыкальные инструменты имеющие клавиатуру классифицируются как клавишные музыкальные инструменты.

Алфавитно-цифровые клавиатуры

Алфавитно-цифровые клавиатуры используются для управления техническими и механическими устройствами (пишущая машинка, компьютер, калькулятор, кассовый аппарат, кнопочный телефон). Каждой клавише соответствует один или несколько определённых символов. Возможно увеличить количество действий, выполняемых с клавиатуры, с помощью сочетаний клавиш. В клавиатурах такого типа клавиши сопровождаются наклейками с изображением символов или действий, соответствующих нажатию.

Ввод данных в электронное устройство с клавиатуры называется набором, в случае механической или электрической пишущей машинки говорят о печатании. Существует определённая методика набора текста, позволяющая избежать профессионального заболевания. Существуют также методики, позволяющие набирать текст, не глядя на клавиатуру, так называемый слепой метод набора.

Цифровые клавиатуры

Цифровой клавиатурой называется совокупность близко расположенных клавиш с цифрами, предназначенных для ввода чисел (например, номеров). Существует два различных варианта расположения цифр на таких клавиатурах.

В телефонах используется клавиатура, в которой числовые значения клавиш возрастают слева направо и сверху вниз. Аналогичный тип клавиатуры используется в домофонах и других средствах аудиосвязи (например, в программе Skype), а также на пультах дистанционного управления (например, на пульте управления телевизором).

В калькуляторах используется клавиатура, в которой числовые значения клавиш возрастают слева направо и снизу вверх. Многие компьютерные клавиатуры справа имеют блок клавиш, в который входит клавиатура калькуляторного типа.

Компьютерная клавиатура

Компьютерная клавиатура — клавиатура, предназначенная для ввода информации в компьютер (устройство ввода). Широкое распространение получили клавиатуры — копии клавиатур, поставляемых вместе с компьютерами серии IBM PC/AT. Такие клавиатуры называются «клавиатурами PC/AT» или «AT‑клавиатурами», имеют 101 или 102 клавиши. Клавиатуры, поставляемые вместе с ПК серий IBM PC и IBM PC/XT имели 83 или 84 клавиши[3]. Расположение клавиш на AT-клавиатуре подчиняется единой общепринятой схеме, спроектированной в расчёте на удобство набора букв английского алфавита. Программируемая клавиатура (и, в частности, POS-клавиатура) может включать в себя иное количество клавиш; клавиши могут быть объединены с помощью специальных накладок.

Компьютерная мышь

Компью́терная мышь — координатное устройство для управления курсором и отдачи различных команд компьютеру. Управление курсором осуществляется путём перемещения мыши по поверхности стола или коврика для мыши. Клавиши и колёсико мыши вызывают определённые действия, например: активация указанного объекта, вызов контекстного меню, вертикальная прокрутка веб-страниц и электронных документов.

Получила широкое распространение в связи с появлением графического интерфейса пользователя на персональных компьютерах. Помимо мышек, встречаются другие устройства ввода аналогичного назначения: трекболы, тачпады, графические планшеты, сенсорные экраны.

Датчики перемещения

Прямой привод

Изначальная конструкция датчика перемещения мыши, изобретённой Дугласом Энгельбартом в Стенфордском исследовательском институте в 1963 году, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении мыши колеса крутились каждое в своем измерении.

Такая конструкция имела много недостатков и довольно скоро была заменена на мышь с шаровым приводом.

Шаровой привод

В шаровом приводе движение мыши передается на выступающий из корпуса обрезиненный стальной шарик (его вес и резиновое покрытие обеспечивают хорошее сцепление с рабочей поверхностью). Два прижатых к шарику ролика снимают его движения по каждому из измерений и передают их на датчики угла поворота (инкрементальные энкодеры), преобразующие эти движения в электрические сигналы.

Основной 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.

Существовало два варианта датчиков для шарового привода.

Контактный энкодер

Контактный датчик представляет собой текстолитовый диск с лучевидными металлическими дорожками и тремя контактами, прижатыми к нему. Такой датчик достался шаровой мыши «в наследство» от прямого привода.

Основными недостатками контактных датчиков является окисление контактов, быстрый износ и невысокая точность. Поэтому со временем все мыши перешли на бесконтактные оптопарные датчики.

Оптический энкодер

Оптический датчик состоит из двойной оптопары — светодиода и двух фотодиодов (обычно — инфракрасных) и диска с отверстиями или лучевидными прорезями, перекрывающего световой поток по мере вращения. При перемещении мыши диск вращается, и с фотодиодов снимается сигнал с частотой, соответствующей скорости перемещения мыши. Разница фаз засветки между двумя фотодиодами определяет направление вращения. Аналогичный сенсор стоит на колесике прокрутк

Оптические мыши первого поколения

Оптические датчики призваны непосредственно отслеживать перемещение рабочей поверхности относительно мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надёжность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора.

Первое поколение оптических датчиков было представлено различными схемами оптопарных датчиков с непрямой оптической связью — светоизлучающих и воспринимающих отражение от рабочей поверхности светочувствительных диодов. Такие датчики имели одно общее свойство — они требовали наличия на рабочей поверхности (мышином коврике) специальной штриховки (перпендикулярными или ромбовидными линиями). На некоторых ковриках эти штриховки выполнялись красками, невидимыми при обычном свете (такие коврики даже могли иметь рисунок).

Недостатками таких датчиков обычно называют:

• раз необходимость использования специального коврика и невозможность его замены другим. Кроме всего прочего, коврики разных оптических мышей часто не были взаимозаменяемыми и не выпускались отдельно;
• два необходимость определённой ориентации мыши относительно коврика, в противном случае мышь работала неправильно;
• три чувствительность мыши к загрязнению коврика (ведь он соприкасается с рукой пользователя) — датчик неуверенно воспринимал штриховку на загрязнённых местах коврика;
• четыре высокую стоимость устройства.

Оптические мыши с матричным сенсором

Второе поколение оптических мышей имеет более сложное устройство. В нижней части мыши установлена специальная быстрая видеокамера. Она непрерывно делает снимки поверхности стола и, сравнивая их, определяет направление и величину смещения мышки. Специальная контрастная подсветка поверхности светодиодом или лазером облегчает работу камеры. Оптические мыши второго поколения имеют огромное преимущество перед первым: они не требуют специального коврика и работают практически на любых поверхностях, кроме зеркальных или прозрачных; даже на фторопласте (включая чёрный).

Практически единственным производителем сенсоров оптических мышек является компания Avago Technologies. Её сенсоры имеют разрешение от 16х16 до 40х40 пикселей при нескольких тысячах кадров в секунду. Специализированный цифровой сигнальный процессор для расчёта перемещений интегрирован на кристалл вместе с сенсором.

Предполагалось, что такие мыши будут работать на произвольной поверхности, однако вскоре выяснилось, что многие продаваемые модели (в особенности, первые широко продаваемые устройства) не так уж и безразличны к фактуре поверхности или рисункам на коврике. На некоторых участках рисунка графический процессор способен сильно ошибаться, что приводит к хаотичным движениям указателя, не отвечающих реальному перемещению. Для склонных к таким сбоям мышей необходимо подобрать коврик с иным рисунком. Особенности контрастной подсветки приводят к ошибкам мышки на гладких поверхностях типа зеркал.

Пыль и ворс на оптике сенсора также приводит к ошибкам движения или эффекту мелких движений в состоянии покоя, что проявляется дрожанием указателя на экране, иногда с тенденцией сползания в ту или иную сторону.