Клавиатура. Назначение, состав и принцип работы. Из чего состоит клавиатура компьютера

Клавиатура. Назначение, состав и принцип 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.

Существует три основных типа механизма клавиш: мембранный, полумеханический и механический. Мембранные клавиатуры обычно дешевле механических в несколько раз.

Мембранные клавиатуры

Название происходит оттого, что при нажатии клавиши замыкаются две мембраны. Возврат клавиши осуществляется резиновым куполом (с «шахтой» в центре). Для разделения мембран служит промежуточная пленка с отверстиями.

Так как мембраны находятся на внутренних сторонах пленок, то конструкция хорошо защищена, например, от пролитого кофе.

В более защищенной реализации все выглядит как единый резиновый коврик с выступающими куполами, расположенными под клавишами.

Плюсами мембранного типа клавиш являются защищенность, низкий шумицена.

Минус данного типа — недолговечность.

Полумеханические клавиатуры

В этих клавиатурах используются более долговечные и не протирающиеся металлические контакты. Все это размещается на печатной плате. Клавиша возвращается резиновым куполом.

Механические клавиатуры

В механических клавиатурах клавиша возвращается пружиной.

Механические клавиатуры не требуют полного нажатия «до упора» чтобы зарегистрировать сигнал, потому сила для сдвижения клавиши с места является единственной силой, которую вам требуется приложить для регистрирования сигнала. Бить клавишу о каркас клавиатуры уже не обязательно.

Минусы такого механизма: отсутствие герметичности, стоимость.

Плюсом является долговечность и надежность, особенно когда контакты позолочены.

Долговечность (число нажатий, при котором обеспечивается надежный контакт):

для мембранных клавиатур: 10—30 млн;

для механических (полумеханических): 50 млн и даже 100 млн для позолоченных контактов.

Для обычного пользователя 20 млн при обычной работе хватит на 10 лет и более. За это время сменится минимум 2 поколения клавиатур.

Принцип действия.

Основные функции клавиатуры не нуждаются в поддержке драйверов.

Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ (Постоянное Запоминающие Устройство) в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Контролер процессора сканирует переключатели клавиш и при нажатии на любую клавишу, передается уникальный скан-код размером один байт. Когда скан-код попадает в процессор инициализируется аппаратное прерывание. Скан-код анализируется процессором и преобразуется в код символа. Далее полученный код символа помещается в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры. 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.

Каждой клавише присвоен уникальный цифровой код и существуют специальные таблицы кодировки клавиатуры, как правило, они записана в специальную микросхему – знакогенератор процессора. Для смены кодировки клавиатуры применяются специальные программы – клавиатурные драйверы. Современные клавиатуры способны не только передавать данные в процессор, но и воспринимать команды от него.

Состав клавиатуры.

Функциональные клавиши

Дополнительная панель

Алфавитно-цифровые клавиши

Клавиши управления курсором

АЛФАВИТНО - ЦИФРОВЫХ КЛАВИШИ

Предназначены 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.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КЛАВИШИ (F1- F12)

Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

СЛУЖЕБНЫЕ КЛАВИШИ

SHIFT; ENTER; ALT; CTRL; TAB; ESC; BACKSPACE;

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.

УПРАВЛЕНИЕ КУРСОРОМ

Курсор - экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации, используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры. Клавиши управления курсором позволяют управлять позицией ввода.

UP / DOWN / LEFT / RIGHT

HOME и END переводят курсор в начало или конец текущей строки, соответственно. Их действие также модифицируется регистровыми клавишами.

INSERT переключает режим 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.

DELETEпредназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего положения курсора. При этом положение позиции ввода остается неизменным.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ

дублирует действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели.

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.

infopedia.su

1. Из чего состоит клавиатура, предназначение компонентов. Компоненты и особенности работы клавиатуры

Клавиатура. Типы и принципы работы.

Поиск Лекций

Лекция №9 Манипуляторные устройства ввода информации

План

1. Клавиатура. Типы и принципы работы.

2. Типы манипуляторов «мышь».

3. Трэкболл, тачпад, джойстик.

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.

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.

poisk-ru.ru

Устройство клавиатуры компьютера. Компьютер на 100. Начинаем с Windows Vista

Устройство клавиатуры компьютера

Клавиатура персонального компьютера содержит более чем сотню клавиш. Современный стандарт предполагает наличие 107 клавиш (рис. 1.5), но часто на клавиатуре могут присутствовать и дополнительные клавиши.

Рис. 1.5. Клавиатура персонального компьютера

Все клавиши клавиатуры можно условно разделить на несколько групп.

? Алфавитно-цифровые клавиши. Эта группа состоит из наибольшего количества клавиш, которые используются для ввода букв, цифр, знаков препинания или специальных символов. На алфавитно-цифровых клавишах присутствуют как русские, так и латинские буквы, а в операционной системе предусмотрены специальные команды для переключения с одного языка на другой (обычно используется сочетание клавиш Ctrl+Shift или Alt+Shift). Подробнее о наборе текста вы узнаете из урока 1.4.

? Специальные клавиши. В этой группе находятся наиболее важные клавиши, назначение которых рассмотрим подробно.

• Enter – при наборе текста используется для принудительного перехода на новую строку, а в процессе работы с меню и диалоговыми окнами нажатие клавиши Enter подтверждает выбор команды. В диалоговых окнах использование этой клавиши означает «Да» или, как принято в компьютерном мире, «ОК». Она может применяться и в других случаях, о которых вы узнаете из данной книги.

• Esc – служит для отмены некоторых действий и отказа от выполнения команд. В различных окнах нажатие клавиши Esc равносильно команде «Нет» или «Отмена».

• Ctrl, Shift и Alt – как правило, не используются самостоятельно, а служат для расширения возможностей других клавиш. В данной книге вы будете часто встречаться с необходимостью использования этих клавиш. Например, запись Ctrl+A означает, что нужно, удерживая нажатой клавишу Ctrl, нажать клавишу с латинской буквой А. Рассматриваемые клавиши также могут изменять значение кнопок мыши.

? Клавиши управления курсором. В процессе работы с текстом на экране мигает курсор в виде вертикальной линии, который указывает позицию ввода текста. Для перемещения курсора используются клавиши со стрелками. Назначение других клавиш этой группы вы узнаете из урока 1.4.

? Функциональные клавиши. При нажатии одной из клавиш F1-F12 компьютер выполнит определенную команду. Какую именно, зависит от программы, в которой вы работаете, но есть и общие закономерности, например F1 обычно используется для вызова справочной системы, a F10 – для входа в меню.

? Дополнительные числовые клавиши. Чтобы было удобнее набирать числа, в правой части клавиатуры есть дополнительный блок цифровых клавиш. Цифры будут набираться только при включенном индикаторе Num Lock, изменить состояние которого можно с помощью одноименной клавиши. Если Num Lock выключен, эти клавиши будут работать как клавиши управления курсором.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

it.wikireading.ru

Принцип работы клавиатуры компьютера - ГосИндекс

Компьютерная клавиатура — это, как правило, отдельное устройство, которое подключается к компьютеру с помощью тонкого кабеля. У малогабаритных компьютеров Lap-Top используется встроенная клавиатура. Современные клавиатуры, или, как их еще называют, PC/AT-клавиатуры, имеют 101 клавишу, но следует отметить, что у некоторых моделей, и прежде всего тех, которые предназначены для ноутбуков, некоторые клавиши или даже группы клавишей могут отсутствовать. Рассмотрим принцип работы клавиатуры.

Любая клавиатура предусматривает наличие функциональных клавишей, алфавитно-цифровые, клавиши цифровой панели, управления курсором, а также служебные и управляющие клавиши.

Функциональные — это клавиши F1 — F12, которые составляют горизонтальный ряд в верхней части клавиатуры и предназначены для быстрого вызова тех или иных функций данного приложения. Их предназначение может меняться в зависимости от используемого приложения.

Принцип работы клавиатуры компьютера Алфавитно-цифровые клавиши располагаются под функциональными и занимают четыре горизонтальных ряда в центральной части клавиатуры. Это основные клавиши, поскольку именно с их помощью вводится текст, текстовые символы и числа. На цифровой панели, которая предусмотрена для удобства работы с вычислениями, дублируются цифровые клавиши и некоторые клавиши управления. Блок этих клавиш расположен справа на клавиатуре. Следует отметить, что у ноутбуков данный блок, как правило, не предусмотрен — в целях экономии места.

Посредством клавишей управления (Home, End, клавиши со стрелочками и проч.), которые находятся между цифровой панелью и алфавитно-цифровым блоком, курсор перемещается в заданную позицию.

Принцип работы клавиатуры компьютера

Если вы представите клавиатуру в виде решетки, то клавиши разместятся в точках пересечения горизонтального и вертикального прутьев.

Принцип работы клавиатуры компьютера Принцип работы следующий. По горизонтальным линиям проходит электрический ток. В обычном состоянии (если нет нажатия) линии не замыкаются, и на горизонтальных линиях имеется так называемый сигнал логической единицы (на линиях есть напряжение). На вертикальных линиях поочередно подается логический ноль.

Если нажать на клавишу, то она замыкает вертикальную и горизонтальную линии, вследствие чего на горизонтальной линии устанавливается полученный от вертикальной линии сигнал логического нуля. В соответствии с тем, на какую именно вертикальную линию подан ноль и с какой горизонтальной линии вместо единицы поступил нулевой сигнал, определяется, какая клавиша была нажата.

Указанную функцию выполняет контроллер клавиатуры. Он присваивает скан-код полученному сигналу, отправляет на центральный процессор запрос на прерывание, передавая с этой целью скан-код клавиши, которая была приведена в действие.

У клавиатуры имеется свой буфер — чтобы сохранять скан-код нажатых клавиш. Это необходимо тогда, когда активируется одновременно несколько клавиш. Благодаря буферу процессор может обрабатывать одновременно сочетания нажатых клавиш.

Принцип работы клавиатуры компьютера Несколько отличается принцип работы клавиатуры ноутбука. Как и стационарный компьютер, ноутбук имеет клавиатуру, но, поскольку ноутбук представляет собой цельное изделие, то его клавиатура представляет большую ценность. Вследствие того, что ноутбук имеет небольшие размеры, его клавиатура имеет определенные особенности.

Для того чтобы не повредить экран, клавиши ноутбука значительно тоньше, а чтобы обеспечивать постоянно неглубокий ход, предусмотрено специальное slim-устройство.

Чтобы уменьшить площадь клавиатуры, производители уменьшают соответственно размер клавиш. Во многих моделях нет цифрового блока с правой стороны. Некоторые клавиши, в частности служебные и управления курсором, объединяют в одну компактную группу.

Принцип работы клавиатуры компьютера В последнее время в связи с широким распространением разнообразных беспроводных устройств стали применяться плоские, или сенсорные, клавиатуры, где клавиши изображаются графически и вообще не имеют рельефа. При нажатии тактильный эффект отсутствует.

Принцип работы пленочной клавиатуры такой. Под пленкой находится сложнейшая система, которая состоит из нескольких слоев: лицевая пленка, разделитель, замыкатель и электросхема. Вся конструкция крепится к корпусу прибора посредством липкой основы. В дальнейшем при легком прикосновении схема замыкается, благодаря чему обеспечивается срабатывание прибора. Следует отметить, что данный вид клавиатур на сегодняшний день считается наиболее надежным.

gosindex.ru

Клавиатура компьютера

Традиционный персональный компьютер трудно представить без клавиатуры, которая стала совершенно привычным устройством для всех пользователей. Это неудивительно, ведь современная человеческая цивилизация основана на письменности, и поэтому ввод текстовой информации можно отнести к числу тех функций, без которых вычислительное устройство общего назначения никак не может обойтись. Более того, для тех пользователей, которые только начинают изучение персонального компьютера, клавиатура является первым устройством, которое им требуется освоить. Иными словами, для компьютера клавиатура представляет примерно то же самое, что и руль для автомобиля.

клавиатура компьютера

От качества клавиатуры во многом зависит удобство и эффективность работы за компьютером. Практика показывает, что неисправная или неудобная клавиатура может принести пользователю ничуть не меньше головной боли, чем медленный процессор и небольшой объем памяти компьютера.

Содержание статьи

История

Наверное, мало кто теперь вспоминает о том, что клавиатуры появились еще задолго до эпохи персональных компьютеров. В частности, раскладка клавиатуры, то есть, взаимное расположение клавиш букв и цифр на клавиатурах для компьютеров, во многих случаях повторяет раскладку клавиатур для механических пишущих машинок, появившихся еще в середине 19 в. Раскладка клавиатуры QWERTY, использующаяся на большинстве современных клавиатур, тем не менее, возникла далеко не сразу, а стала результатом экспериментов и практического опыта, позволивших выбрать наиболее удобное расположение букв в зависимости от частоты их употребления.

У первых персональных компьютеров типа PC/XT была сравнительно простая клавиатура, имевшая всего 83 клавиши. В частности, в ней отсутствовали клавиши перемещения курсора. Начиная с компьютеров типа AT распространение получила клавиатура современного типа, имеющая уже 102 или большее количество клавиш.

Предназначение и устройство

Клавиатура относится к категории устройств ввода и предназначена для ввода в компьютер текста и числовой информации. Также она часто используется как устройство управления компьютером, хотя это, скорее, ее второстепенная роль.

Типичная клавиатура компьютера имеет набор клавиш, на которых изображены символы, включающие буквы, цифры, знаки препинания, а также условные знаки, обозначающие специальные операции. Помимо буквенных и цифровых клавиш на клавиатуре присутствует и ряд служебных клавиш. К числу последних относятся клавиши, предназначенные для редактирования текста, клавиши, ответственные за переключение режимов работы клавиатуры, функциональные клавиши, обычно использующиеся для управления компьютером, а также клавиши управления курсором. Как правило, клавиши, выполняющие схожие функции, на клавиатурах объединены в отдельные группы или блоки.

В современных клавиатурах обычно встречаются два типа основных блоков – это алфавитно-цифровой блок, расположенный в левой её части, и специализированный цифровой блок, имеющий в своем составе лишь цифровые клавиши. Данный блок, как правило, располагается в правой части клавиатуры, а его выключение и включение осуществляется при помощи специальной клавиши NumLock.

Отдельный небольшой блок составляют 4 клавиши управления курсором. Они могут использоваться как для перемещения собственно курсора, так и самого содержимого экрана. Для включения и выключения режима перемещения содержимого экрана служит специальная клавиша Scroll Lock. Кроме того, практически во всех клавиатурах в отдельный блок, располагающийся над основным алфавитно-цифровым блоком, выделены функциональные клавиши.

Расположение основных функциональных блоков клавиатуры

Первые клавиатуры для персональных компьютеров были, естественно, рассчитаны в основном на американских пользователей и поэтому имели лишь латинские буквы, а также служебные знаки. Впоследствии появились и те, которые были рассчитаны на два типа алфавита, например, на латиницу и кириллицу. Переключение между шрифтами осуществляется на клавиатуре при помощи специальной комбинации клавиш, которую обычно можно изменять программным путем. Также на клавиатуре присутствуют служебные клавиши, которые позволяют набирать символы в регистре прописных букв или вводить знаки препинания.

Одной из интересных особенностей современных клавиатур является их способность управлять поведением операционной системы и «железа» компьютера, например, способность осуществлять выключение и включение компьютера без использования кнопкой питания. Однако, как правило, выключение или включение компьютера может осуществляться лишь в тех операционных системах, где поддерживается данная возможность.

Несмотря на то, что большинство клавиатур относятся к числу неприхотливых устройств, тем не менее, для оптимизации их работы порой требуется настройка. Настройка клавиатуры обычно производится при помощи программных средств операционной системы, например, в ОС Windows они располагаются в «Панели управления».

Типы клавиатур

Сейчас на рынке можно встретить различные виды клавиатур, которые могут отличаться по следующим параметрам:

Интерфейс подключения
Принцип работы
Раскладка клавиатуры
Функциональные возможности

На сегодняшний день существует два основных способа подключения внешних клавиатур – при помощи шины USB или разъема типа PS/2. Кроме того, многие клавиатуры можно подключить к обоим типам разъемов.

Существуют также и беспроводные клавиатуры, не требующие проводов для подключения, и работающие при помощи интерфейса Bluetooth. А есть и встроенные клавиатуры, используемые в основном в ноутбуках.

Что касается технологий, лежащих в основе работы клавиатур, то их также насчитывается великое множество. Однако в большинстве случаев на практике используется лишь следующие виды клавиатур: резинопленочная и механическая клавиатура.

Резинопленочные клавиатуры на данный момент наиболее распространены в нижнем ценовом сегменте рынка. Они имеют довольно высокую чувствительность, но при этом обладают сравнительно невысоким ресурсом работы.

Устройство механизма клавиши резинопленочной клавиатуры для ноутбука

Механическая клавиатура, имеющая отдельный контакт под каждой клавишей, считается наиболее дорогим, но и в то же время самым надежным видом клавиатур. Она идеально подходит для быстрой печати. Как правило, к механическим клавиатурам относятся клавиатуры топ-класса и клавиатуры для геймеров.

Помимо уже упоминавшейся раскладки QWERTY, традиционно использующейся еще со времен пишущих машинок, существуют и другие, альтернативные раскладки. Например, большой популярностью пользуется раскладка клавиатуры Дворака, созданная в 1938 г., и имеющая более оптимальное расположение клавиш по сравнению с QWERTY.

Значительно различаются клавиатуры и по своему внешнему виду, а также по функциональным возможностям. Существуют как клавиатуры без особых «наворотов», предназначенные в основном для набора текстов, так и клавиатуры с множеством дополнительных клавиш, позволяющих осуществлять управление различными программами, окнами ОС, производить выключение и включение компьютера, и.т.д. Часто такие клавиатуры называются мультимедийными. Существуют также клавиатуры с подсветкой клавиш, очень удобные для работы в ночное время, клавиатуры со встроенными портами USB и многие другие виды клавиатур.

Заключение

Клавиатура – это один из неизменных атрибутов персонального компьютера с самого момента его возникновения и одно из основных средств, предоставляющих каждому пользователю доступ в увлекательный и богатый возможностями мир игр и интернета. И вне зависимости от того, какой клавиатурой вы пользуетесь, важно, чтобы она соответствовала бы вашим потребностям и была бы надежным рабочим или игровым устройством.

Порекомендуйте Друзьям статью:

biosgid.ru

Как устроена клавиатура? — Windows ИНФО

Как устроена клавиатура?

Клавиатура (keyboard) – пожалуй, основное устройство, с помощью которого информация вводится в компьютер. Большинство современных клавиатур – мембранного типа. Мембрана – это «бутерброд» из трех пластин тонкого и гибкого пластика. На крайние из них нанесены токопроводящие дорожки и контактные площадки («пятачки»). Средний слой – без дорожек и «пятачков», но с отверстиями в районе контактных площадок.

В исходном состоянии, когда ни одна клавиша не нажата, «пятачки» не соприкасаются, так как между ними находится изоляционная пластина. При нажатии на клавишу верхняя пластина под ней прогибается, контактные дорожки соприкасаются. При этом в компьютер поступает так называемый скан-код нажатой клавиши (информационная последовательность битов).

По существу, мембрана представляет собой больше сотни двухполюсных переключателей.

Можно было бы просто ввести все их выводы в управляющий контроллер. Но тогда он должен будет иметь очень много выводов. Поэтому поступают другим способом.

Все контактные пары организованы в виде матрицы со строками и столбцами. Каждый переключатель находится в узле матрицы, на пересечении строки и столбца. При его замыкании контроллер отслеживает изменение сигнала в конкретной строке и конкретном столбце. Таким образом, каждый символ на клавиатуре вызывает срабатывание только в «своем» узле матрицы.

Раньше, на старых клавиатурах, переключатели были механическими, в виде кнопок без фиксации.

При износе или неисправности можно было по отдельности заменять их. Это было удобно. Такие устройства имели очень большой ресурс.

Сигналы со строк и столбцов заводятся в контроллер, и в этом случае — при матричном способе — требуется гораздо меньше выводов.

Существует такая вещь, как дребезг контактов. При нажатии на контакт он замыкается и размыкается несколько раз с определенной частотой в течение некоторого времени. Для борьбы с этим явлением используются программные способы.

В частности, каждый узел матрицы опрашивается контроллером дважды с определенным временным интервалом. Если значения сигналов при обоих опросах совпали – делается вывод о срабатывании переключателя. Если не совпали – делается вывод о ложном срабатывании (т.е. что срабатывания не было).

Алгоритмы опроса «прошиты» в управляющем контроллере. Раньше он имел вид 40-выводной довольно большой микросхемы. Теперь чаще всего это бескорпусная микросхемка, залитая капелькой черного компаунда.

Контроллер управляет и светодиодными индикаторами клавиатуры.

Часто встречающиеся неисправности клавиатур

Контактные площадки (и дорожки) покрыты тонким слоем серебра, которое со временем может окислиться. Контактное сопротивление при этом возрастет. Это может вызвать неустойчивое срабатывание некоторых клавиш.

Помочь этому горю просто – надо разобрать клавиатуру (выкрутив шурупы снизу) и достать мембрану. После этого надо осторожно очистить контактные площадки ученической стирательной резинкой.

Как устроена клавиатура?

При этом окислы серебра удаляются, и контактная площадка делается более светлой.

Если устойчиво не срабатывают несколько клавиш, то причина может быть в другом. Могут появиться микротрещины в конкретной токопроводящей дорожке, соединяющей несколько «пятачков». В этом случае мембрану нужно заменить.

Но мембрана отдельно не продается, можно лишь использовать мембрану от другого устройства. Впрочем, современные клавиатуры в большинстве своем стоят недорого, и заменить ее (клавиатуру) не составит труда. Естественно, речь не идет о клавиатурах premium класса, которые стоят существенно дороже, но которые очень качественны и надежны.

Как устроена клавиатура?

Контакт может нарушиться и в другом месте – в печатном разъеме платы, на которой расположены бескорпусная микросхема и светодиоды.

Для очистки контактов, как на плате, так и на мембране, можно использовать ту же ученическую резинку. Иногда выходит из строя сама микросхема. В этом случае клавиатура подлежит замене.

Встречается еще один вид неисправности – обрыв жил кабеля. Чаще всего это происходит в месте входа кабеля в корпус клавиатуры. Это легко выявить с помощью «прозвонки» кабеля тестером.

Если выявлен обрыв жил, следует отрезать кусок кабеля дальше места обрыва (ближе к разъему). Затем надо припаять оставшийся кусок с разъемом к контактным площадкам платы, соблюдая цветовую маркировку проводов. Чаще всего такое происходит с дешевыми клавиатурами, у которых тонкие кабеля (производители экономят и на этом).

Как устроена клавиатура?

Микросхема может выйти из строя в клавиатуре с интерфейсом PS/2, которую переключили «на ходу».

И хорошо еще, если выйдет из строя только она. В худших случаях может выйти из строя контроллер интерфейса на материнской плате.

Косвенным признаком выхода из строя микросхемы клавиатуры служит тусклое свечение или мигание отдельных или всех индикаторов (светодиодов).

Напоминаем, что клавиатуру PS/2 можно переключать только в выключенном состоянии! При этом вилка кабеля питающей сети 220 В должна быть вынута из розетки. Или выключатель на блоке питания (если он есть) должен быть выключен.

Напоминаем также, что если вилка кабеля вставлена в сеть (и выключатель на блоке питания включен), то в блоке питания работает источник дежурного напряжения + 5В. Он питает часть компонентов материнской платы и клавиатуру. Это объясняет факт свечения индикаторов клавиатуры, когда компьютер не включен.

Однако не все так плохо – ведь можно использовать устройство с интерфейсом USB. USB разъем специально сконструирован так, что его можно переключать независимо от того, включено устройство и компьютер или нет. Это очень хорошая новость для забывчивых пользователей.

Техническое обслуживание клавиатуры

Клавиатуру необходимо время от времени чистить. В углублениях между клавишами оседает пыль. Некоторые пользователи принимают пищу вблизи компьютера. Чего только не бывает в клавиатурах! Хлебные крошки, осколки чипсов, скрепки, волосы, остриженные ногти…

Чтобы избавиться от этого «добра», надо взять клавиатуру (отсоединив предварительно ее от компьютера), перевернуть ее клавишами вниз, и, держа на весу, слегка постучать по ней сверху. «Добро» посыплется вниз.

Далее, слегка потрусив клавиатурой из стороны в сторону, следует убедиться, что в ней нет скрепок. Если скрепки есть, то они будут стучать о стенки, и клавиатуру, скорее всего, придется разбирать. Пыль с верхней части клавиатуры можно удалить жесткой щеткой.

Загрязнения с клавиш можно удалить с помощью нейтрального моющего средства (например, для мытья посуды, несколько капель на стакан воды). Или можно использовать медицинский спирт для инъекций. Растворители использовать нельзя — они растворяют пластмассу. И грязь не очистишь, и внешний вид ухудшится.

Устранение простых неисправностей

В дешевых клавиатурах иногда начинают заедать клавиши – те, которые нажимают чаще всего (например «Enter»). Это происходит вследствие выработки направляющих и выступов в клавише и верхней крышке клавиатуры.

Они трутся друг о друга и изнашиваются. К тому же, там могут появиться заусенцы. Если нажимать на клавишу не строго вертикально, а под некоторым углом (что чаще всего и бывает), она будет «затирать» и заедать. Чтобы этого не было, нужно смазать изношенные трущиеся части капелькой силиконового масла.

Как устроена клавиатура?

Иногда по клавиатурам бьют слишком сильно. Это бывает в процессе игры, когда монстры обступили со всех сторон.

Со временем направляющая в верхней крышке (это опять же относится к дешевым клавиатурам) может растрескаться, и клавиша будет выпадать из гнезда.

И в этом случае можно помочь. На выступ с направляющими нужно надеть проволочный бандаж. Он должен сидеть достаточно плотно, чтобы не соскакивать при работе. Можно даже вплавить его в верхнюю крышку нагретым паяльником.

Надписи на клавишах дешевых клавиатур стираются достаточно быстро. Это не относится к изделиям среднего и высокого класса. На качественных клавиатурах надписи на клавишах уже защищены специальным покрытием. Чтобы защитить знаки на недорогой клавиатуре, можно нанести на верхние площадки клавиш тонкий слойпрозрачного лака.

Существуют специальные стикеры на клейкой основе – в виде прозрачных квадратных кусочков пластиковой пленки с изображением знаков шрифта. Но они, как правило, не очень долговечные, и надписи стираются достаточно быстро.

Как быстро собрать и разобрать клавиатуру

Чтобы долго не возиться с разборкой и сборкой клавиатуры, необходимо поступать следующим образом. Надо положить устройство клавишами вниз, подложив под короткие стороны деревянные бруски или что-нибудь подходящее — с тем, чтобы клавиши не были в нажатом состоянии. При этом упругие прокладки под клавишами будут оставаться в своих углублениях и не выскочат.

После этого надо открутить все винты на нижней крышке и снять ее. Затем нужно аккуратно снять мембрану и проделать с ней необходимые манипуляции (если нужно). Некоторые упругие прокладки могут приклеиться с ней, следует аккуратно поместить их в соответствующие углубления.

Затем уже можно извлечь плату с контроллером и светодиодами. При сборке следует проследить за тем, чтобы все прокладки находились на своих местах. «Большие» клавиши (такие как «Enter», «Shift» или «пробел») могут иметь 2-3 углубления, но однупрокладку. И это может сбить с толку. При разборке проследите, сколько там было прокладок, чтобы потом не пришлось искать якобы отсутствующие.

Пожалуй, на сегодня все. Теперь вы, уважаемые читатели, знаете — как помочь своей клавиатуре. Надеюсь, информация была вам полезной.

wininfo.org.ua

Клавиатура. Назначение, состав и принцип работы. Из чего состоит клавиатура компьютера