Клавиатура

IDE

Интерфейс ATA (AT Attachment for Disk Drives) — разрабатывался для подключения накопителей на жестких магнитных дисках к компьютерам IBM PC AT с шиной ISA. Интерфейс появился в результате создания устройств со встроенным контроллером — IDE (Integrated Device Electronic). Контроллер жесткого диска был перенесен на плату электроники накопителя с сохранением регистровой модели.

Из всех сигналов шины ISA выбрали минимальный набор сигналов, часть из которых буферизовали на небольшой плате, устанавливаемой в слот, а часть направили прямо на разъем ленточного кабеля нового интерфейса.

Стандартный контроллер AT позволял подключать до двух накопителей - эту возможность получил и интерфейс ATА. Для взаимодействия пары устройств на шине ввели несколько дополнительных сигналов. Так появился интерфейс ATА для подключения устройств IDE к шине ISA. Позже их стали подключать и к локальным шинам, но набор сигналов интерфейса и протоколы обмена сохранились.

Принятая система команд и регистров, являющаяся частью спецификации ATА, ориентирована на блочный обмен данными с устройствами прямого доступа. Для иных устройств существует спецификация ATAPI, основанная на тех же аппаратных средствах, но позволяющая обмениваться пакетами управляющей информации (PI — Package Interface).

В спецификации АТА фигурируют следующие компоненты:

· Хост-адаптер — средства сопряжения интерфейса АТА с системной шиной (набор буферных схем между шинами ISA и АТА).

· Кабель-шлейф с двумя или тремя 40-контактными IDC-разъемами. В стандартном кабеле одноименные контакты всех разъемов соединяются вместе.

· Ведущее устройство (Master) — ПУ, в спецификации АТА называемое Device-0.

· Ведомое устройство (Slave) — ПУ, в спецификации называемое Device-1.

О своей роли устройства узнают с помощью предварительно установленных конфигурационных джамперов. Если применяется кабельная выборка, то роль устройства определяется его положением на специальном кабеле-шлейфе.

Оба устройства воспринимают команды от хост-адаптера одновременно. Однако выходные сигналы на шину АТА имеет право выводить только выбранное устройство. Такая система подразумевает, что, начав операцию обмена с одним из устройств, хост-адаптер не может переключиться на обслуживание другого до завершения начатой операции. Параллельно могут работать только устройства IDE, подключаемые к разным шинам (каналам) АТА.

Выполняемая операция и направление обмена данными между устройством и хост-адаптером определяются предварительно записанной командой. Непременным компонентом устройства является буферная память. Ее наличие позволяет выполнять обмен данными в темпе, предлагаемом хост-адаптером (в пределах возможности устройства).

Устройства ввода-вывода ЭВМ. Классификация. Назначение и применение.

Устройство ввода-вы́вода — компонент типовой архитектуры ЭВМ, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с внешним миром и, в частности, с пользователями и другими компьютерами.
Устройства ввода — приборы для занесения (ввода) данных в компьютер во время его работы.
Основным, и обычно необходимым, устройством ввода текстовых символов и последовательностей (команд) в компьютер остаётся клавиатура.
Устройства ввода графической информации:
Сканер
Видео- и Веб-камера
Цифровой фотоаппарат
Плата видеозахвата.
Устройства ввода звука:
Микрофон
Цифровой диктофон
Модем.
Устройства ввода текстовой информации:
Клавиатура.
Указательные (координатные) устройства
С относительным указанием позиции (перемещения):
Мышь
Трекбол
Трекпоинт
Тачпад
Джойстик
Roller Mouse
Игровые устройства ввода:
Джойстик
Педаль
Геймпад
Руль
Рычаг для симуляторов полёта (штурвал, Ручка управления самолётом).
Основными признаками классификации являются: тип информации (текстовый или графический), функциональное назначение устройства (ввода или вывода), степень автоматизации процесса ввода-вывода и тип носителя информации.

Клавиатура (Keyboard) является основным устройством ввода информации в ПК, хотя мышь все больше берет на себя выполне­ние функций управления.

Принцип действия клавиатуры представлен на рис. 6.1. Основ­ным элементом клавиатуры являются клавиши. Сигнал при нажа­тии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры 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 ПК для подключения клавиатуры также используется специальный контроллер.

Когда скэн-код поступает в контроллер клавиатуры, инициа­лизируется аппаратное прерывание, процессор прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Скэн- код трансформируется в код символа (так называемые коды ASCII). При этом обрабатывающая процедура сначала определяет уста­новку клавишей и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код (например, «ф» или «Ф»). Затем введенный код помещается в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до 15 вводимых символов. Контрол­лер клавиатуры выполняет функции самоконтроля в процессе за­грузки системы. Процесс самоконтроля при загрузке отображает­ся однократным миганием трех индикаторов клавиатуры.

По конструктивному исполнению клавиатуры подразделяются на клавиатуры с пластмассовыми штырями, со щелчком, с мик­ропереключателями и сенсорные.

  Принцип действия клавиатуры

Клавиатуры с пластмассовыми штырями выполняются таким образом, что под каждой клавишей находится пластмассовый штырь, установленный вертикально, нижний конец которого вы­полнен в виде штемпеля (клейма), изготовленного из композиции резины с металлом. Ниже этого резинового штемпеля находится пластина с контактными площадками, неподвижно установленная на корпусе панели. При нажатии клавиши штемпель соприкасается с контактными площадками, замыкается электрическая цепь, что воспринимается контроллером клавиатуры. Недостатком такой кла­виатуры является высокая чувствительность клавиши к вибрации при нажатии, что приводит к многократному отображению симво­ла на экране при печати с высокой скоростью.

Клавиатура со щелчком выполнена так, что при нажатии кла­виши ее механическое сопротивление становится тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления необходимо затратить определенную силу, после чего клавиша нажимается легко. Нажатие и отпускание клавиши сопровождает­ся щелчком, отсюда и название. Клавиатуры со щелчком позволя­ют обеспечить уверенность в том, что клавиша нажата, а это по­вышает скорость ввода информации.

Клавиатуры с микропереключателями имеют характеристики, аналогичные клавиатурам со щелчком. Но микропереключатели, в том числе герконы (герметические контакты), характеризуются большей прочностью и длительным сроком службы.

Клавиатуры с герконами содержат переключатели клавишей с пружинными контактами из ферромагнитного мате­риала, помещенными в герметизированный стеклянный баллон. Контакты приходят в соприкосновение (или размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного сна­ружи баллона.

Принцип действия сенсорной клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элемен­ту. Количество этих элементов соответствует количеству клавишей. В качестве чувствительных элементов используются токопроволя- щие контактные площадки в виде, например, одною или двух прямоугольников, разделенных небольшим зазором. В момент ка­сания пальцем контактных площадок статический потенциал уси­ливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный сигналу, возникающему при нажатии кла­виши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, поскольку в них отсутствуют какие-либо ме­ханические элементы и информация о нажатии «клавиши* фор­мируется только электроникой.

Драйвер клавиатуры служит для отображения на экране набранного на клавиатуре и обычно является составной частью любой операционной системы. Драйвер клавиатуры операцион­ной системы MS-DOS называется KEYB.COM. После установки операционной системы DOS он находится, как правило, в дирек­тории DOS. При установке операционной среды Windows 95/98 драйвер клавиатуры автоматически записывается в стартовом файле AUTOEXEC.BAT.

Со времени появления первого персонального компьютера вплоть до 1995 г. внешний вид и структура клавиатуры оставались неизменными. Но в 1995 г., после выхода операционной системы Windows 95, привычные 101-клавишные устройства были замене­ны клавиатурами со 104/105 клавишами. Клавиши были добавле­ны, чтобы реализовать некоторые возможности новой операци­онной системы.

Большинство современных клавиатур снабжено тремя специаль­ными клавишами, предназначенными для работы в операционной системе Windows 95/98/МЕ; они расположены в нижней части кла­виатуры, рядом с клавишами Ctrl и Alt.

Еще ряд изменений был связан с эргономическими показате­лями, т.е. с необходимостью соответствия новых клавиатур совре­менным требованиям медицины. Было установлено, что при еже­дневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у операторов ЭВМ развивается профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому на рынке появилось множество новых «эрго­номических» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разло­манных» надвое, изогнутых, снабженных подставками для кистей рук. Все более популярными становятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Пере­дача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу, аналогичному «дистанционному управлению».

Наибольшим успехом на российском рынке пользуются кла­виатуры таких производителей, как Microsoft, Cherry и ВТС.

Оптико-механические манипуляторы.

Мышь.

Мышь, как и клавиатура, является важнейшим средством ввода информации. Особенно возросла ее роль с появлением графических оболочек, поскольку мышь стала необходимой для эффективной работы на ПК с соответствующим программным обеспечением.

Важное преимущество графических оболочек — возможность инициализации многих команд без длительного ввода их с клави­атуры. Управление с помощью несложных процедур: выбор, щел­чок (или двойной щелчок) на объекте в виде пиктограммы, сим­вола или пункта меню — зачастую позволяет обходиться без ис­пользования клавиатуры.

Мышь как датчик перемещения была изобретена в 1968 г. Дуг­ласом Энгельбартом. Но неотъемлемой составляющей компьюте­ра Apple Macintosh она стала в конце 1970-х гг., поскольку имен­но этот компьютер был укомплектован полноцветным графичес­ким интерфейсом, где пользователь отдавал команды, щелкая мышью по значкам-пиктограммам. Поскольку ПК получил такой интерфейс позже, мышь в составе ПК появилась только в середи­не 1980-х гг.

По принципу действия мыши подразделяются на оптико-ме­ханические и оптические.

Оптико-механическая мышь состоит из следующих основных элементов. В нижней плоскости корпуса мыши находится отвер­стие, которое открывается поворотом пластмассовой шайбы. Под шайбой находится шарик диаметром 1,5 — 2 см, изготовленный из металла с резиновым покрытием (рис. 6.2). В непосредственном контакте с шариком находятся валики. Причем только один из валиков служит для управления шариком, а два других валика регистрируют механические передвижения мыши. При перемеще­нии мыши по коврику шарик приходит в движение и вращает соприкасающиеся с ним валики. Оси вращения валиков взаимно- перпендикулярны. На этих осях установлены диски с прорезями, которые вращаются между двумя пластмассовыми цоколями. На од­ном цоколе находится источник света, а на другом — фоточув­ствительный элемент (фотодиод, фоторезистор или фототранзис­тор). С помощью такого фотодатчика растрового типа лочно опре-

  Принцип действия оптико-механической мыши

дсдяется относительное перемещение мыши. С помощью двух ра­стровых датчиков определяется направление перемещения мыши (но последовательности освещения фоточувствительных элемен­тов) и скорость перемещения в зависимости от частоты импуль­сов. Импульсы с. выхода фоточувствительных элементов при по­мощи микроконтроллера преобразуются в совместимые с ПК дан­ные и передаются на материнскую плату.

Оптическая мышь функционирует аналогично оптико-меха­нической мыши, отличаясь тем, что ее перемещение регистри­руется оптическим датчиком. Такой способ регистрации переме­щения заключается в том, что оптическая мышь посылает луч на специальный коврик. Отраженный от коврика луч поступает на оптоэлектронное устройство, расположенное в корпусе мыши. Направление движения мыши определяется типом полученного сигнала. Преимуществами оптической мыши являются высокая точность определения позиционирования и надежность.

По принципу подключения к компьютеру мыши можно под­разделить на проводные, связанные с компьютером электриче­ским кабелем («хвостатые» мыши), и бесконтактные (беспровод­ные, «бесхвостые»). Беспроводные мыши — это инфракрасные или радиомыши.

Инфракрасная мышь функционирует аналогично пульту дистан­ционного управления телевизора. Для этого рядом с компьютером или на самом компьютере устанавливается приемник инфракрас­ного излучения, который кабелем соединен с ПК. Движение мыши регистрируется рассмотренными выше механизмами и преобразует­ся в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник. Преимущество использования инфракрасной мыши заключается в отсутствии дополнительного кабеля на рабочем столе. Однако для передачи инфракрасного сигнала пространство между передатчиком мыши и приемником компьютера не должно перекрываться, иначе мышь будет не в состоянии передать сигнал на ПК. Инфракрасные мыши работают от аккумулятора или обычной батарейки.

Радиомышь обеспечивает передачу информации от мыши с по­мощью радиосигнала. При этом нет необходимости в свободном пространстве между приемником и передатчиком. Радиомышь пе­редает данные с помощью радиоволн на небольшой приемник, который подключен к разъему СОМ или PS/2. Расстояние от при­емника до мыши может составлять до 1,5 м. Питание радиомыши осуществляется от батареек в ее корпусе.

Для нормального функционирования мыши необходимо обес­печить ее свободное перемещение по плоской поверхности, в ка­честве которой обычно применяются специальные коврики (Mouse Pad). Однако выпускаются мыши, свободно работающие на лю­бой поверхности. Устройствами ввода сигнала мыши являются кнопки, расположенные на ней. В зависимости от модели мыши на ней имеется от двух до четырех кнопок.

Функциональное назначение кнопок мыши различно и зави­сит от выполняемого приложения. Помимо кнопок многие мыши оборудованы специальными устройствами для быстрой прокрут­ки (скроллинга) окон. Наиболее удобным и простым является скроллинг с помощью колес, которым обеспечиваются отдель­ные модели.

Мыши подразделяются по способу подключения к ПК: под­ключаемые к СОМ-порту (Serial Mouse — последовательные мыши), подключаемые к PS/2 (PS/2-мыши) и мыши, подключа­емые к порту USB. Комбинированные мыши можно подключать как к порту PS/2, так и к порту СОМ.

Наряду с эргономическими клавиатурами на компьютерном рынке появились эргономические, причудливо изогнутые мыши, форма которых призвана снизить нагрузку на кисть пользователя.

Основными производителями мышей являются компании Microsoft, Mitsumi, A4Tech, Logitech и KEY Systems (торговая марка мышей Genius).

Дата добавления: 2014-01-11