Клавиатура

Устройства командного управления

Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интер­фейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность.

По назначению периферийные устройства можно подразделить на:

• устройства ввода данных;

• устройства вывода данных;

• устройства хранения данных;

• устройства обмена данными.

I. Устройства ввода информации

Специальные манипуляторы. Кроме обычной мыши существуют и другие типы манипуляторов, например: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши.

Трекбол в отличие от мыши устанавливается стационарно, и его шарик приводится в движение ладонью руки. Преимущество трекбола состоит в том, что он не нужда­ется в гладкой рабочей поверхности, поэтому трекболы нашли широкое примене­ние в портативных персональных компьютерах.

Пенмаус представляет собой аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения.

Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком.

Для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах применяют также манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джой-пады, геймпады и штурвально-педалъные устройства. Устройства этого типа подклю­чаются к специальному порту, имеющемуся на звуковой карте, или к порту USB.

Клавиатура - важнейшее для пользователя устройство, с по­мощью которого осуществляется ввод данных, команд и управляю­щих воздействий в ПК. На клавишах нанесены буквы латинского и русского алфавитов, десятичные цифры, математические, графиче­ские и специальные служебные знаки, знаки препинания, наимено­вания некоторых команд, функций и др. В зависимости от типа ПК назначение клавиш, их обозначение и размещение могут варьиро­ваться.

Чаще всего клавиатура содержит 101 клавишу, но встречаются еще и старые клавиатуры с 84 клавишами, а также новые, удобные для использования в системе Windows клавиатуры со 104 клавиша­ми. Имеются клавиатуры со встроенными манипуляторами типа «трекбол» (Track Ball) и др. Появилось сообщение фирмы Data Hand System о разработке экономичной, сокращающей движения руки 5-клавишной клавиатуры: четыре клавиши для ввода букв и цифр и одна клавиша манипулятора. Каждая клавиша имеет пять направле­ний движения: влево, вправо, вперед, назад и вниз. При работе кисть руки удобно лежит в специальном углублении, а клавишами управ­ляют лишь кончики пальцев.

Типичная адаптированная под русский алфавит клавиатура ПК IBM PC, содержащая 101 клавишу, показана на рисунке 4.22.

Все клавиши можно разбить на следующие группы:

§ алфавитно-цифровые (буквенно-цифровые) клавиши, предназначенные для ввода тек­стов и чисел;

§ клавиши управления курсором (малой цифровой клавиатуры);

§ специальные управляющие клавиши: переключение регистров, прерывание работы программы, вывод содержимого экрана на печать, перезагрузка ОС ПК и другие (клавиши дополнительной панели);

§ функциональные клавиши, широко используемые в сервисных программах в качестве управляющих клавиш.

Состав клавиатуры.

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам (см. рис.4.22).

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. 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 её исполнение.

Рис.4.22.Структура клавиатуры

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), размещённых в верхней части клавиатуры. Функции, закреплённые за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общепринятым 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 ENTER, 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) или 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 во 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 НОМЕ 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, 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).

Буквенно-цифровые клавиши занимают центральную часть клавиа­туры. Расположение букв и цифр на клавишах соответствует распо­ложению их на клавиатуре пишущей машинки. Латинские буквы на клавиатуре расположены по стандарту QWERTY, названному так по последовательности первых шести букв в верхнем ряду бук­венной клавиатуры.

Для русского алфавита размещение буквенно-цифровых клавиш соответствует расположению клавиш на пишущих машинках с рус­ским шрифтом - стандарт ЙЦУКЕН (первые шесть букв в верхнем ряду буквенной клавиатуры).

Для обеспечения ввода с клавиатуры русских букв необходим соответствующий драйвер, который должен быть предварительно загружен в оперативную память и оставаться в ней резидентно.

Переключение клавиатуры в режим ввода русских букв (симво­лов кириллицы) и обратный переход на ввод латинских букв осуще­ствляются нажатием одной или двух специальных клавиш: для раз­ных драйверов по-разному, но чаще всего <Ctrl> или <Shift>.

Для буквенно-цифровых клавиш существует понятие регистра, т.е. режима их использования.

Имеются две пары регистров: верхний/нижний и латин­ский/русский. На верхнем регистре вводятся прописные (заглавные) буквы, а на нижнем - строчные (маленькие), а также специальные символы и цифры, помещенные соответственно на верхней и ниж­ней части клавиши.

На русском регистре вводятся символы кириллицы, а на латин­ском - латиницы. Регистры могут использоваться в различных соче­таниях, например верхний латинский, нижний русский и т.п.

Выбор режима нижний/верхний производится при помощи кла­виши <Caps Lock> (Capitals Lock - фиксация прописных букв) и <Shift> (Shift - сдвиг, замена). Клавиша <Caps Lock> закрепляет ре­жим ввода прописных или строчных букв. В режиме прописных букв светится индикатор Caps Lock в верхней правой части клавиш­ной панели. Клавиша <Shift> изменяет режим клавиатуры на проти­воположный, пока она нажата. Клавиша <Space> вводит пробел в строку символов.

Клавиши управления курсором расположены в правой части панели клавиатуры. Для удобства работы они продублированы и состоят из трех групп:

• малая цифровая клавиатура;

• клавиши просмотра текста на экране и его редактирования;

• клавиши управления курсором.

Клавиши малой цифровой клавиатуры могут быть использованы в двух режимах:

• в режиме управления курсором;

• в режиме ввода цифр, знаков математических операций и точки.

Клавиша	Назначение
+	Сложение
-	Вычитание
*	Умножение

В режиме ввода цифр, математических знаков и точки светится индикатор Num -Lock в верхней правой части клавишной панели, клавиши имеют следующее назначение:

Клавиша	Назначение
/	Деление
.	Ввод точки
0-9	Ввод соответствующих цифр

Выбор режима производится при помощи клавиш <Num Lock> (Number Lock - фиксация цифр) и <Shift>. Клавиша <Num Lock> закрепляет режим ввода цифр, a <Shift> изменяет режим клавиатуры на противоположный, пока она нажата.

Курсором называется - символ (обычно это узкий мерцающий прямоугольник или жирная черта), указывающий позицию на экране дисплея, в которой будет отображаться очередной выведенный на экран символ.

Назначение клавиш в режиме управления курсором приведено в таблице 4.7.

Таблица 4.7.

Назначение клавиш в режиме управления курсором

Клавиша	Назначение
	Перемещение курсора влево на одну позицию при кратковременном нажатии; при длительном нажатии курсор перемещается влево непрерывно
®	Перемещение курсора вверх на одну позицию при кратковременном нажатии; при длительном нажатии курсор перемещается вверх непрерывно
¯	Перемещение курсора вправо на одну позицию при кратковременном нажатии; при длительном нажатии курсор перемещается вправо непрерывно
	Перемещение курсора вниз на одну позицию при крат­ковременном нажатии; при длительном нажатии курсор перемещается вниз непрерывно
Home	Перемещение курсора в первую позицию строки (Ноmе - домой)
End	Перемещение курсора в последнюю позицию строки (End - конец)
Pg Up	Перемещение по тексту в направлении его начала на одну страницу (обычно на 25 строк), т.е. возврат на од­ну страницу (Page Up - страница вверх)
Pg Dn	Перемещение по тексту в направлении его конца на од­ну страницу, т.е. продвижение вперед на одну страницу (Page Down - страница вниз)
Ins	Переключение клавиатуры из режима замены в режим вставки и обратно; в режиме вставки каждый вновь введенный символ помещается перед символом, на ко­торый указывает курсор; часть же строки, расположен­ная правее курсора, сдвигается на одну позицию вправо (Insert - вставить)
Del	Удаление на экране указанного символа; при этом текст сдвигается влево (Delete - удалить)

Специальные управляющие клавиши (их называют также слу­жебными), располагаются вокруг группы алфавитно-цифровых кла­виш. Их назначение приведено в таблице 4.8.

Таблица 4.8.

Назначение специальных управляющих клавиш

Клавиша	Назначение
Esc	Отмена каких-либо действий и/или выход из программы, подменю и т.п. (Escape - выход, переход)
Ctrl	Используется совместно с другими клавишами, из­меняя их действия (Control - управление)
Alt	Используется совместно с другими клавишами, из­меняя их действия (Alter - изменять)
Enter	Ввод команды, подтверждение, выбор пункта ме­ню, начало абзаца (Enter - ввод)
Backspace	Возврат на одну позицию по экрану влево с удале­нием предыдущего символа (Backspace - пробел на­зад)
Tab	Абзацный отступ или перемещение, заранее предо­пределенное выполняемой программой (Tabulation -табуляция)
Shift	Клавиша смены регистра (Shift - сдвиг)
Print Screen	Распечатка на принтере информации, выведенной на экран
Caps Lock-	Фиксация прописных/строчных букв
Num Loсk	Фиксация режимов работы малой цифровой клавиа­туры (Number Lock - фиксация цифр)
Scroll Lock	Переключение режима вывода на экран дисплея; при включении прокрутки светится соответствующий индикатор в верхней правой части панели. (Scroll Lock - фиксация прокрутки)
Pause/Break	Прерывание (приостановка) выполнения программ и процедур, например вывода информации на экран; для продолжения выполнения приостановленной программы нужно нажать любую клавишу (Pause/Break - пауза/прерывание)

Некоторые важные специальные комбинации клавиш (клавиши нажимаются одновременно) приведены в таблице 4.9.

Таблица 4.9.

Специальные комбинации клавиш

Клавиши	Назначение
Ctrl+Alt+Del	Перезагрузка без выключения («горячая»)
Ctrl+Break	Прекращение работы выполняемой программы
Ctrl+C	Прекращение работы выполняемой программы
Ctrl+Num	Приостановка выполнения программы
Ctrl+S	Приостановка выполнения программы

Функциональные клавиши <F1> - <F12> размещены в верхней части клавиатуры. Эти клавиши предназначены для различных спе­циальных действий; они программируются и для каждого про­граммного продукта имеют свое назначение (в принципе програм­мироваться могут и некоторые специальные клавиши).

В большинстве программ принято, что клавиша <F1> связана с вызовом подсказки. При входе в программу по <F1> выдается общая подсказка с кратким описанием вариантов функционирования про­граммы и назначением функциональных клавиш в ней. При работе с программой по <F1> выдается контекстно-зависимая подсказка, т.е. подсказка по тому режиму, по той функции, которая программой реализуется в данный момент.

Блок клавиатуры в профессиональных ПК конструктивно вы­полнен автономно от основной платы компьютера и кроме клавиа­туры содержит контроллер клавиатуры, состоящий из буферной па­мяти и схемы управления. Он подключается к основной плате с по­мощью 4-проводного интерфейса (линии интерфейса используются для передачи соответственно тактовых импульсов, данных, напря­жения питания +5 вольт и нуля).

Контроллер клавиатуры осуществляет:

§ сканирование (опрос) состояния клавиш;

§ буферизацию (временное запоминание) до 20 отдельных кодов клавиш на время между двумя соседними опросами клавиатуры со стороны МП;

§ преобразование кодов нажатия клавиш (scan-кодов) в коды ASСII с помощью хранящихся в ПЗУ программируемых систем­ных таблиц драйвера клавиатуры;

§ тестирование (проверку работоспособности) клавиатуры при включении ПК.

При нажатии и отпускании клавиши в буферную память кон­троллера клавиатуры поступает код нажатия или отпускания (соот­ветственно 0 или 1) в седьмой бит байта и номер клавиши или ее scan-код в остальные 7 бит байта. При поступлении любой инфор­мации в буферную память посылается запрос на аппаратное преры­вание, инициируемое клавиатурой. При выполнении прерывания scan-код преобразуется в код АSCII, и оба кода (scan-код и ASCII-код) пересылаются в соответствующее поле ОЗУ машины. При этом по наличию кода отпускания проверяется, все ли клавиши отпущены в момент нажатия следующей клавиши (это необходимо для органи­зации совместной работы с клавишами <Shift>, <Ctrl> и <Alt>).

Контроллер клавиатуры организует и автоматическое повторе­ние клавишной операции: если клавиша нажата более 0,5 с, то гене­рируются повторные коды нажатия клавиши через регулярные ин­тервалы так, как если бы вы клавишу нажимали повторно.

Примечание. Любой ASCII-код может быть введен с клавиатуры путем набора на малой цифровой клавиатуре десятичного кода, равного 16-ричному ASCII-коду, с одновременным нажатием (и удержанием на время набора) клавиши <Alt>. Таким образом можно ввести любой управ-
ляющий символ и символ псевдографики, показанный таблице ASCII-кодов, как на экран дисплея, так и в ПК. Например, для ввода символа Ф следует держать нажатой клавишу <Alt> и набрать число 25, после отпускания клавиш на экран выведется символ.

Специальные клавиатуры. Клавиатура является основным устройством ввода дан­ных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, рас­кладки ее клавиш или метода подключения к системному блоку.

Клавиатуры, имеющие специальную форму, рассчитанную с учетом требований эргономики, называют эргономичными клавиатурами. Их целесообразно применять на рабочих местах, предназначенных для ввода большого количества знако­вой информации. Эргономичные клавиатуры не только повышают производитель­ность наборщика и снижают общее утомление в течение рабочего дня, но и снижа­ют вероятность и степень развития ряда заболеваний, например туннельного синдрома кистей рук и остеохондроза верхних отделов позвоночника.

Раскладка клавиш стандартных клавиатур далека от оптимальной. Она сохранилась со времен ранних образцов механических пишущих машин. В настоящее время существует техническая возможность изготовления клавиатур с оптимизирован­ной раскладкой, и существуют образцы таких устройств (в частности, к ним отно­сится клавиатура Дворака). Однако практическое внедрение клавиатур с нестан­дартной раскладкой находится под вопросом в связи с тем, что работе с ними надо учиться специально. На практике подобными клавиатурами оснащают только спе­циализированные рабочие места.

По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфра­красным лучом. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.

Дата добавления: 2014-12-29