Изучив материал, студент должен знать:

2.2.7 Монитор и клавиатура

Видеоподсистема

Изучив материал, студент должен знать:

¾ разновидности устройств ввода/вывода;

¾ назначение устройств ввода/вывода и их основные характеристики.

Изучив материал, студент должен уметь:

¾ применять устройства для ввода/вывода информации различноговида..

Видеоподсистема - Видеосистема ПК включает монитор и видеоадаптер.

Видеоадаптер - дочерняя плата, обеспечивающая формирование и вывод изображения на экран монитора.

Монитор (дисплей, терминал)– это устройство визуального отображения данных, с помощью которого производится контроль ввода и обработки информации, а также управление работой программ. Монитор устройство, обеспечивающее вывод динамически обновляемого изображения.

По технологии изготовления можно выделить следующие виды мониторов - это CRT (Cathode Ray Tube) мониторы. В основе этих мониторов лежит электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Внешний вид монитора с электронно-лучевой трубкой показан на рисунке 35.

Рисунок 35 – Монитор CRT

С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (Luminofor). Люминофор – это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для создания изображения в CRT – мониторе используется электронно-лучевая пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему. Светящиеся точки люминофора формируют изображение. Как правило, в цветном CRT –мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах. Глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green), и синий (Blue) – и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофора, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Электронный луч, предназначенный для красных люминофороных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия, используется специальная маска, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса – трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. Трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно-расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки. В этих трубках применяются щелевые (Slot Mask) и теневые (Shadow Mask) маски.

Теневая маска – это самый распространенный тип масок для CRT – мониторов. Теневая маска состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Отверстия в металлической сетке работают как прицел, который обеспечивает то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы. Теневая маска создает решетку с однородными точками (триадами), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов – красного, зеленого, синего. И они светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется dot pitch или шаг точки и является показателем качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения.

Щелевая маска состоит из вертикальных линий. Вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Минимальное расстояние между двумя ячейками называется slot pitch щелевой шаг. Чем меньше значение щелевого шага, тем выше качество изображения на мониторе.

Апертурная решетка (aperture grill) – это тип маски, которая имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов, выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Маска представляет собой тонкую фольгу, на которой процарапаны тонкие вертикальные линии. Она держится на горизонтальной проволочке (в 17’’ мониторах – на двух), тень от которой видна на экране. Эта проволочка применяется для гашения колебаний. Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется strip pitch или шагом полосы и измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага полосы, тем выше качество изображения на мониторе.

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Экран LCD – монитора представляет собой две прозрачные пластины с тонким слоем жидких кристаллов между ними. Внешний вид монитора LCD показан на рисунке 36.

Рисунок 36 – Монитор LCD.

При появлении электрического поля свет, проходящий через жидкокристаллическую панель или отражающийся от нее, меняет плоскость поляризации. Для того чтобы человеческий глаз мог различать изменения в поляризации светового потока, добавляются два поляризационных фильтра. Экран разделен на отдельные элементы (ячейки), к которым подведены электроды, создающие электрическое поле. Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади так, чтобы свет порождался в задней части LCD – дисплея. Это необходимо для того, чтобы можно было наблюдать изображение с хорошим качеством, даже если окружающая среда не является светлой. Цвет получается в результате использования трех фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основных компонента. Комбинируя три основных цвета для каждой точки или пиксела экрана, можно воспроизвести любой цвет.

Первые LCD-дисплеи были очень маленькими, около 8”, в то время как сегодня они достигли размеров 15” для использования в ноутбуках, а для настольных компьютеров производятся 19” и более LCD – мониторы. Вслед за увеличением размеров следует увеличение разрешения, вследствие чего появляются новые проблемы, требующие своего решения с помощью специальных технологий.

Технология STN (Super Twisted Nematic) позволяет увеличить торсионный угол (угол кручения) ориентации кристаллов внутри LCD – дисплея с 90⁰ до 270⁰, что обеспечивает лучшую контрастность изображения при увеличении размеров монитора. Часто STN – ячейки используются в паре. Это называется технологией DSTN (Double Super Twisted Nematic), и этот метод очень популярен для мониторов портативных компьютеров, использующих дисплеи с пассивной матрицей, где обеспечивает улучшение контрастности при отображении изображений в цвете. Две STN – ячейки располагаются вместе так, чтобы при вращении они двигались в разных направлениях. Изображение формируется строка за строкой путем последовательного подведения на отдельные ячейки управляющего напряжения, делающего их прозрачными. Из-за довольно большой электрической емкости ячеек напряжение на них не может изменяться достаточно быстро, поэтому обновление картинки происходит медленно, изображение дрожит на экране. Маленькая скорость изменения прозрачности кристаллов не позволяет правильно отображать движущиеся изображения. Кроме того, между соседними электродами возникает некоторое взаимное влияние, которое может проявляться в виде колец на экране. Для решения части названных проблем применяют специальные хитрости, например разделение экрана на две части и применение двойного сканирования в одно и то же время обеих частей, в результате чего экран дважды регенерируется и изображение не дрожит и плавно отображается.

Также лучших результатов сточки зрения стабильности, качества, разрешения, гладкости и яркости изображения можно добиться, используя экраны с активной матрицей (active matrix). В активной матрице используются отдельные усилительные элементы для каждой ячейки экрана, компенсирующие влияние емкости ячеек и позволяющие значительно уменьшить время изменения их прозрачности. Активная матрица имеет лучшую яркость и возможность смотреть на экран даже с отклонением до 45⁰ и более, (то есть при угле обзора 120⁰-140⁰) без ущерба для качества изображения, что невозможно в случае с пассивной матрицей. При помощи активной матрицы можно отображать движущиеся изображения без видимого дрожания, так как время реакции дисплея с активной матрицей около 50 мкс против 300 мкс для пассивной матрицы и качество контрастности лучше, чем у CRT – мониторов. Яркость отдельного элемента экрана остается неизменной на всем интервале времени между обновлениями картинки, а не представляет собой короткий импульс света, излучаемый элементом люминофора CRT – монитора сразу после прохождения по этому элементу электронного луча. Именно поэтому для LCD – мониторов достаточной является частота регенерации 60Гц. Благодаря лучшему качеству изображений эта технология также используется и в мониторах для настольных компьютеров.

Функциональные возможности LCD – мониторов с активной матрицей почти такие же, как у дисплеев с пассивной матрицей. Разница заключается в матрице электродов, которая управляет ячейками жидких кристаллов дисплея. В случае с пассивной матрицей разные электроды получают электрический заряд циклическим методом при построчной регенерации дисплея, а в результате разряда емкостей элементов изображение исчезает, так как кристаллы возвращаются к своей изначальной конфигурации. В случае с активной матрицей к каждому электроду добавлен запоминающий транзистор, который может хранить цифровую информацию (двоичные значения 0 или 1), и в результате изображение сохраняется до тех пор, пока не поступит другой сигнал. Запоминающие транзисторы должны производиться из прозрачных материалов, что позволит световому лучу проходить сквозь них, а значит, транзисторы можно располагать на тыльной части дисплея, на стеклянной панели, которая содержит жидкие кристаллы. Для этих целей используется пластиковая пленка, называемая Thin Film Transistor (или просто TFT). Ее толщина в пределах от 1/10 до 1/100 мкм. Технология создания TFT очень сложна, при этом имеются трудности с достижением приемлемого процента годных изделий из-за того, что число используемых транзисторов очень высоко.

Разрешение LCD – мониторов одно, и его еще называют native, оно соответствует максимальному физическому разрешению CRT – мониторов. Это разрешение определяется размером пикселов, который у LCD – монитора фиксирован. LCD – монитор лучше всего воспроизводит изображение именно с таким разрешением. При этом есть возможность выводить на экран изображение с меньшим, чем native, разрешением. Для этого есть два способа. Первый называется центрированием, когда для отображения изображения используется только то количество пикселов, которое необходимо для формирования изображения с более низким разрешением. В результате изображение получается не во весь экран, а только в середине. Все неиспользуемые пикселы остаются черными, то есть вокруг изображения образуется черная рамка. Второй метод называется растяжением. Суть его в том, что при воспроизведении изображения с более низким, чем native разрешением используются все пикселы, то есть изображение занимает весь экран. Однако из-за того, что изображение растягивается на весь экран, возникают небольшие искажения и ухудшается резкость.

Стоит отметить и такую особенность части LCD – мониторов, как возможность поворота самого экрана на 90⁰ с одновременным автоматическим разворотом изображения. В результате, например, если вы занимаетесь версткой, то теперь лист формата А4 можно полностью уместить на экране без необходимости использовать вертикальную прокрутку, чтобы увидеть весь текст на странице. Эта функция становится почти стандартной.

К преимуществам LCD – мониторов можно отнести то, что они действительно плоски в буквальном смысле этого слова, а создаваемое на их экранах изображение отличается четкостью и насыщенностью цветов. Отсутствуют искажения на экране и масса других проблем, свойственных традиционным CRT – мониторам. Добавим, что потребляемая и рассеиваемая мощность у LCD – мониторов существенно ниже, чем у CRT - мониторов.

При производстве мониторов используются и другие, более экзотические на данный момент технологии.

Плазменные мониторы PDP (plasma Display Panels). Работа плазменных мониторов очень похожа на работу неоновых ламп, которые сделаны в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Внешний вид монитора PDP показан на рисунке 37.

Рисунок 37 – Монитор PDP

Внутрь трубки помещена пара электродов, между которыми зажигается электрический разряд и возникает свечение. Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне видимом человеком. Фактически, каждый пиксел на экране работает, как обычная флуоресцентная лампа (лампа дневного света). Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствием дрожания являются большим преимуществом таких мониторов.

Технология FED (Field Emission Display). Мониторы FED основаны на процессе, который немного похож на тот, что применяется в CRT – мониторах, так как в обоих методах применяется люминофор, светящийся под воздействием электронного луча. Внешний вид мониторов FED показан на рисунке 38.

В FED – мониторе используется множество маленьких источников электронов, расположенных за каждым элементом экрана, и все они размещаются в пространстве по глубине меньшей, чем требуется для CRT. Каждый источник электронов управляется отдельным электронным элементом, так же как это происходит в LCD – мониторах, и каждый пиксел затем излучает свет благодаря воздействию электронов на люминофорные элементы, как и в традиционных CRT- мониторах. При этом FED – мониторы очень тонкие.

Рисунок 38 – Монитор FED

Видеоконтроллер (видеоадаптер, видеоплата, видеокарта) - это устройство, управляющее выводом информации на монитор, обеспечивающее взаимодействие процессора с монитором и реализующее тот или иной режим разрешения и цветности. Характеристики подсистемы зависят как от параметров монитора, так и от установленного в компьютере видеоадаптера. Представляет собой либо отдельное устройство, сконструированное в виде отдельной платы расширения, либо может быть встроено в системную материнскую плату у современных компьютеров. Недостатком встроенной видеокарты является то, что не подлежит апгрейту (улучшению ее параметров в процессе работы).

Графический сопроцессор - это составная часть видеоплаты, самостоятельно строящая изображения на экране монитора и работающая параллельно с центральным процессором. Большая часть изображений строится из простейших стандартных элементов - прямая, прямоугольник, эллипс, круг и т.д. Выполняя эти операции специальным процессором, мы увеличиваем производительность вычислительной системы в целом.

Для их рисования созданы специальные сопроцессоры. Они также необходимы при работе с трёхмерной графикой, анимацией и для реализации виртуальной реальности.

Видеоускоритель, обычно входит в состав видеокарты, поэтому замена его на более мощный дело дорогое. Если вы планируете заниматься графикой, сразу покупайте хорошую видеокарту.

При выборе монитора и видеокарты надо учитывать следующие параметры:

1. Несколькоустаревший параметр цветность. В настоящее время не часто встретишь не цветной монитор, но все-таки с этой точки зрения мониторы бывают: цветные и чёрно-белые (монохромные, поддерживают только 2 цвета). Современные цветные мониторы могут поддерживать от 2 до 16 млн. оттенков цвета. В настоящее время большинство мониторов работают с 256 оттенками цвета, чем лучше видеокарта, чем больше на ней установлено видеопамяти, тем лучше работает монитор, тем больше оттенков цвета он поддерживает.

2. Один из главных параметров монитора разрешающая способность. Он определяется числом пикселей, дискретных точек (pixel element) изображения, которое воспроизводится по горизонтали и по вертикали.

3. Покупая монитор, обязательно стоит обратить внимание на такой параметр как чёткость изображения. При прочих равных условиях, чем меньше размеры точек, тем чётче изображение. Но обычно отмечают не размеры точек, а расстояние между ними (dot pitch – шаг точки), если CRT – монитор использует теневую маску или расстояние между щелями (slot pitch - – щелевой шаг), если CRT – монитор использует щелевую маску или (strip pitch – шаг полосы), если в CRT – мониторе используется апертурная решетка. Чем оно меньше, тем четче изображение на мониторе. В современных мониторах этот параметр колеблется от 0,5 до 0,18 мм. Нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек (или триад) трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемой горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. Для примера 0,25мм strip pitch приблизительно эквивалентно 0,27мм dot pitch.

Трубки с теневой маской дают более точное и детализированное изображение, поскольку свет проходит через отверстия в маске с четкими краями. Поэтому мониторы с такими CRT хорошо использовать при интенсивной и длительной работе с текстами и мелкими элементами графики. Трубки с апертурной решеткой имеют более ажурную маску, она меньше заслоняет экран и позволяет получить более яркое, контрастное изображение насыщенных цветов. Мониторы с такими трубками подходят для настольных издательских систем и других приложений, ориентированных на работу с цветными изображениями.

4. Безусловно, выбирая монитор, мы выбираем и размер его экрана. Размер экрана монитора определяется по его диагонали и измеряется в дюймах. Самые маленькие современные мониторы имеют размер 9 дюймов самые большие 21.

5. Покупая монитор, мы хотим получить не только четкое, но и устойчивое изображение. Параметром, характеризующим устойчивость изображения, является его кадровая частота. Частота обновления изображения характеризует, сколько раз в секунду обновляется изображение на экране монитора. Измеряется в Герцах. Современные видеоадаптеры обычно могут поддерживать высокую частоту обновления экрана во всех режимах разрешения. Чем она выше кадровая частота монитора, тем устойчивее изображение, тем меньше мерцание изображения. В обычных телевизорах кадры сменяются 50 раз в секунду с чересстрочной развёрткой. В чётных кадрах обновляются только чётные строки, а в нечётных - только нечётные. Следовательно, изображение в целом меняется 25 раз в секунду. В современных мониторах специальная система Non Interlaced позволяет менять каждый кадр целиком, используя непрерывную развёртку. В лучших моделях современных мониторов частота кадровой развертки достигает 100Гц. Минимальная частота кадровой развертки, по мнению службы СЭС не опасная для нашего здоровья 72Гц., а при частоте 110Гц. Глаз человека уже не может заметить никакого мерцания.

6. Нашим глазам вредят блики. Экран монитора должен быть покрыт специальным антибликовым покрытием поглощающим отраженный свет.

7. Работу монитора сопровождает инфракрасное излучение, радиоизлучение, рентгеновское излучение и электромагнитные поля, поэтому необходимо уделить особое внимание классу защиты монитора, определяемому стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения техники безопасности. Практически в каждой развитой стране есть собственные стандарты, но особую популярность во всем мире завоевали стандарты, разработанные в Швеции и известные под именами MPR II и ТСО. MPR II – это стандарт разработанный в Швеции, который определяет максимально допустимые значения излучения магнитного и электрического полей, а также методы их измерения. Самый мягкий стандарт в настоящее время. Стандарты ТСО много жестче. Суть их состоит не только в определении допустимых значений различного типа излучений, но и в определении минимально приемлемых параметров мониторов, например поддерживаемых разрешений, интенсивности свечения люминофора, запаса яркости, энергопотребления, шумности и т.д. Более того, кроме требований в документах ТСО приводятся подробные методики тестирования мониторов.

Клавиатура

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 клавиатуры

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 поэтому компьютер реагирует на нажатие клавиш сразу после включения.

Принцип действия клавиатуры заключается в следующем:

- при нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) специальная микросхема, встроенная в клавиатуру, выдает так называемый скан-код;

- скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры (порты – специальные аппаратно-логические устройства, отвечающие за связь процессора с другими устройствами), эта микросхема находится на материнской плате внутри системного блока;

- порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером (для клавиатуры номер прерывания 9);

- 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;

- 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;

- 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;

- далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою работу, известив об этом процессор;

- процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче;

- введенный символ хранится в буфере 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 (101-102; 104-105 и др.), 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. Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровым клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры.

Группа функциональных клавиш включает 12 клавиш (отF1 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.

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 клавиши SHIFT и ENTER, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиши ESC, Служебные клавиши PRINT SCREEN (печать текущего состояния экрана на принтере), SCROLL LOCK (переключение режима работы в некоторых устаревших программах) и PAUSE/BREAK (приостановка/прерывание текущего процесса) размещаются справа от группы функциональных клавиш.

Клавиши управления курсором, расположены справа от алфавитно-цифровых клавиш и разбиты на две группы. Клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении указанном стрелкой. Клавиши второй группы выполняют следующие действия: PAGE UP/PAGE DOWN – перевод курсора на одну страницу вверх или вниз; HOME и END – переводят курсор в начало или конец текущей строки соответственно; INSERT – переключает режим вставки и замены; BACKSPASE и TAB.DELETE – предназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего положения курсора.

Клавиши дополнительной клавиатуры дублируют действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели. Для использования дополнительной клавиатуры с цифровыми клавишами необходимо предварительно нажать клавишу переключатель NUM LOCK. Кроме того, дополнительную клавиатуру можно использовать для ввода символов расширенного кода ASCII. Например, символ § имеет код 0167. Для его ввода необходимо: убедиться, что включен режим NUM LOCK; нажать и удержать клавишу ALT; не отпуская клавиши ALT, набрать последовательность цифр ALT-кода на дополнительной клавиатуре. ALT – коды символов можно узнать посмотрев их в специальной таблице. (/ - 0147; # # - 035; ♦ - 040;)

В современных клавиатурах минимум 101 клавиша. Или если правая клавиша SHIFFT уже правой, передней добавляется еще одна алфавитно-цифровая клавиша и нижний ряд имеет не 10, а 11 клавиш. Кроме того, с появлением интерфейсных операционных систем семейства Windows появились клавиатуры 104-105 клавиш. Две дополнительные клавиши по сторонам от пробела Windows key служат для активизации главного меню. Клавиша правее правой клавиши Windows key Application Key – эквивалент контекстного меню. Внешний вид клавиатуры из 104 клавиш показан на рисунке 39. Кроме того, выпускаются клавиатуры с дополнительными клавишами, которые пользователь может запрограммировать для себя.

Рисунок 39 – Клавиатура на 104 клавиши

Клавиатура - это одно из немногих периферийных устройств, которое практически не изменилось со времен "каменного века" компьютерной эры. Менялось (и меняется) расположение символов на клавишах, увеличивалось или уменьшалось их количество. Модернизировались размеры клавиатур, их форма. Изменялось до неузнаваемости внутреннее устройство. Остается неизменным - принципы работы этой доски с кнопками, которая служила, служит, и еще долго будет служить основным и удобнейшим устройством ввода. По крайней мере, до тех пор, пока технология не позволит осуществлять нам безошибочный ввод голосом или мыслью.

2.2.8 Периферийные устройства

Мыши, трекболлы, трекпэды (устройства позиционирования)

Первые персональные компьютеры имели единственное устройство для ввода информации и управления работой компьютера — клавиатуру. Но для более простого управления нужно было придумать другую, параллельную клавиатуре, систему. За эту работу взялся Дуглас Энджелбарт из Стенфордского исследовательского института (США). Он разработал систему меню, которая могла управляться двигающимся графическим объектом, изображенном на экране (курсором). Управлять этим курсором можно было при помощи миниатюрного устройства — манипулятора с несколькими (2-3) кнопками.

Манипулятор разрабатывался в 1963-65 г.г. В 1970 Энджелбарт получил патент на манипулятор. Вначале манипулятор назывался “Индикатор позиции X-Y”.

Созданный манипулятор соединяется с компьютером при помощи шнура и внешне напоминает мышку. Его, шутя, назвали "мышка", а потом этот термин закрепился и стал официальным. Внешний вид современных компьютерных мышей показан на рисунке 40.

Рисунок 40 – Компьютерные мыши

Мышь – манипулятор, созданный для ввода управляющей информации в компьютер. Преобразует направление и скорость перемещения кисти руки в управляющие сигналы. Получила распространение с тех пор, как на компьютерах стали использовать графические оболочки. Имеет две или три кнопки. Двухкнопочные мыши могут иметь колесико между клавишами для быстрого просмотра многостраничной информации. Качающаяся средняя кнопка имеет такое же назначение.

Механические мыши используют шарик, передающий перемещение мыши на специальные датчики. Шарик сделан из плотного резинопластика. При движении мышки по поверхности, шарик вращается и передает вращение двум металлическим валикам, которые вращаются один вдоль направления движения мышки, а другой — поперек.

Вращение валиков регистрируется специальными устройствами. Валики существуют для того, чтобы выделять направления вдоль оси X и вдоль оси Y. Таким образом, в каждый момент времени для положения мышки фиксируются координаты X и Y в условной координатной плоскости. Эти координаты передаются в компьютер. Компьютер устанавливает курсор на экране в соответствии с этими координатами.

Оптические мыши позволяют достичь более точного позиционирования указателя. В первых разработках такого типа мышей направление и скорость перемещения мыши определяется двумя парами «светодиод-фотодетектор» при анализе отражения света от специального коврика с мельчайшей сеткой темных и светлых полос. Наличие этого коврика и дороговизна устройства не позволяли получить такому типу мышей популярность у пользователей.

В настоящее время в нашу жизнь вошли новые оптические мыши. Перевернула рынок фирма Microsoft - ее новый оптический IntelliMouse может ездить почти по любой поверхности. Инновация была мгновенно оценена и клонирована гигантами мышестроения - Logitech и Genius, а потом и другими производителями. Нетребовательность современных оптических мышей к рабочей поверхности объясняется просто. В подошву вмонтирована маленькая цифровая фотокамера, точнее, ее основной элемент - светочувствительный CMOS-сенсор. Он сканирует рабочую поверхность 1500 раз в секунду и по изменению картинки определяет направление движения. Для этого метода не подходят только совсем уж негодные рабочие места - зеркальные или светящиеся поверхности, черный вельвет и т. п. На обычном столе или красивом коврике для мыши все будет хорошо и гладко работать.

Первые беспроводные мыши появились в середине 1990-х гг., но только недавно они стали по-настоящему популярны. Действительно, если пульт дистанционного управления прилагается даже к дорогим плеерам, не говоря уже о телевизорах и музыкальных центрах, то почему мышь должна связываться с системным блоком именно проводом? В обычный PS/2 или COM-порт вставляется недлинный провод, заканчивающийся крохотной коробочкой инфракрасного приемника. Он закрепляется таким образом, чтобы находиться в прямой видимости с того места, где работает пользователь, например на дальнем краю рабочего стола. Ну а в самой мышке на том месте, откуда должен выходить провод, устанавливается ИК-передатчик, который и транслирует сигналы мыши через приемник на компьютер. Чтобы передатчик работал, в мышку, как и в пульт дистанционного управления, нужно вставить батарейки (обычно две штуки типоразмера ААА).

В настоящий момент мышь может быть подключена к компьютеру через последовательный COM – порт, порт PC/2, порт USB. Последний вариант предпочтительней.

В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры, мышь не имеет постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода информации (BIOS) компьютера, размещенные в ПЗУ, не содержат программных средств для обработки прерываний мыши. В связи с этим в первый момент включения компьютера мышь не работает. Она нуждается в поддержке специальной системной программы – драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера. Хотя мышь и не имеет специально выделенного порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных портов, средства для работы с которыми имеются в составе BIOS. Драйвер мыши предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт. Кроме того, он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши операционной системе и работающим программам.

Одной из разновидностей мышки является манипулятор Трекболл (Trackball) (можно перевести как шарик, прокладывающий путь), который выглядит как перевернутая мышка с большим шариком. Смотри рисунок 41.

Рисунок 41 – Манипуляторы Trackball

Строго говоря, русского названия этого манипулятора пока нет, поэтому используется английское, которое произносится "трекболл". Этот манипулятор сам не движется, поэтому не требует подкладки, как мышка, и не занимает много места на столе. Движущуюся часть - шарик вращают ладошкой. На манипуляторе "трекболл", как и на мышке, есть две или три кнопки. Такие манипуляторы конструктивно могут выполнены как и мыши на отдельном проводе, а могут быть встроены в клавиатуру.

В современных ноутбуках часто используют манипуляторы, называемые трекпэды. Это сенсорные пластиночки, по которым водят пальцем. Перемещение пальца по пластине перемещает указатель на экране монитора. По аналогии с трекболом рядом с экраном находятся кнопки управления.

Пойнтер – специальная рукоятка, перемещение которой интерпретируется, как движение мыши.

Дата добавления: 2015-09-30