Клавиатура принцип работы. Клавиатура
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 постоянного запоминающего устройства 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 скоп-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.
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.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Москва, 2005
УДК
ББК
К
Алехина Г.В., Годин И.М., Иванько А.Ф., Иванько М.А., Мастяев Ф.А., Петрик Е.А. Информатика. / Московская финансово-промышленная академия.
Предмет информатики
Предмет информатики составляют такие понятия, как:
- средства вычислительной техники,
- программное обеспечение средств вычислительной техники,
- средств
Понятие информатизации общества
Деятельность отдельных людей, групп, коллективов и организаций сейчас все в большей степени начинает зависеть от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Пре
Понятия, виды и особенности информации
«Хорошо управлять бизнесом – значит, управлять его будущим; управлять его будущим – значит управлять информацией».
Мэрион Харпер
На п
Свойства информации
Можно привести немало разнообразных свойств информации. Каждая научная дисциплина рассматривает те свойства, которые ей наиболее важны. Систематизация существующих подходов к выделе
Основные требования, предъявляемые к качеству информации
Среди требований, предъявляемых к информации, можно выделить следующие:
- своевременность;
- достоверность (с определенной вероятностью);
Роль вычислительной техники в процессе информатизации
Компьютеры в информационном обществе стали естественной его составляющей и элементом повседневной жизни каждого человека, хотя часто мы их просто не замечаем. Трудно сегодня найти х
Технические средства информатизации
Автоматизация работ с данными, информацией, знаниями имеет свои особенности и отличия от автоматизации других типов работ. Для этого класса задач используют особые виды устройств, б
Поколение ЭВМ
Основным активным элементом первого поколения являлась электронная лампа. Остальные компоненты электронной аппаратуры - это обычные резисторы, конденсаторы, трансформаторы.
Поколение ЭВМ
На смену электронным лампам в машинах второго поколения (с 1953г.) пришли транзисторы. В отличии от ламповых машин, транзисторные машины обладали большим быстродействием, емкостью оперативной памят
Поколение ЭВМ
Третье поколение ЭВМ (с 1962г.) характеризовалось широким применением интегральных схем, заменивших большинство транзисторов и различных деталей. Интегральная схема представляла собой законченный л
Поколение ЭВМ
Четвертое поколение машин начало развиваться с 1970г. Для них характерно применение больших интегральных схем (БИС). Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности компоновки электр
Поколение ЭВМ
Программа разработки 5 поколения ЭВМ была принята в Японии в 1982 г. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы принципиально новые компьютеры, ориентированные на решение задач иск
Перспективы развития
Все современные ЭВМ строятся на микропроцессорных наборах, основу которых составляют большие и сверхбольшие интегральные схемы.
Такие высокие технологии порождают целый ряд проблем. Микрос
Молекулярные компьютеры
Во многих странах проводятся опыты по синтезу молекул на основе их стереохимического генетического кода, способных менять ориентацию и реагировать на воздействия током, светом и т.п. Например, учен
Биокомпьютеры или нейрокомпьютеры
Идея создания подобных компьютеров базируется на основе теории перцептрона – искусственной нейронной сети, способной обучаться. Автором этих идей был Розенблат. Он указал, что структуры, имеющие св
Квантовые компьютеры
Принцип работы элементов квантового компьютера основан на способности электрона в атоме иметь различные уровни энергии Е0, Е1,…,Е. Переход электрона с н
Оптические компьютеры
Идея построения оптического компьютера давно волнует исследователей. Многие устройства ЭВМ используют оптику в своем составе: сканеры, дисплеи, лазерные принтеры, оптические диски CD-ROM и DVD-ROM.
Пользователи технических средств информатизации
Пользователь ЭВМ - человек, в интересах которого проводится обработка данных на ЭВМ.
В качестве пользователей ЭВМ могут выступать заказчики вычислительных
Принцип
Иерархическое построение памяти ЭВМ: память состоит из нескольких запоминающих устройств (ЗУ), различающихся емкостью и быстродействием. Самое быстрое ЗУ - сверхоперативное (СОЗУ),
Принцип
Для внутреннего хранения и преобразования числовой информации должна использоваться двоичная система счисления. Для характеристики объема информации при этом используется двоичный с
Принцип
Принцип программного управления:
a) работой ЭВМ управляет программа, состоящая из отдельных команд;
b) программа размещается вместе с данными в осн
Внутреннее устройство персонального компьютера
Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее,
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутре
Корпус системного блока
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие
Материнская плата (mainboard, matherboard, systemboard)
Материнскую плату еще часто называют системной платой. Это основа компьютера. Именно эта плата определяет, какого типа процессор можно использовать, какой максимальный размер опера
Процессор
Процессор - это устройство, которое занимается обработкой и вычислением данных. Современные процессоры очень сложны. Основой любого процессора является ядро, которое состоит из мил
Группы микропроцессоров
Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в
VLB (VESA Local Bus)
Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при в
FSB - (front Side Bus)
Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в это
USB - (Universal Serial Bus -универсальная последовательная магистраль)
Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устро
Оперативная память
Оперативная память (RAM - RandomAccess Memory) - это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов оперативной памяти, но с
Логическая структура оперативной памяти
Делится логическая структура оперативной памяти на несколько областей (зон, разделов):
1. Conventional memory – основная память;
2. UMA (Upper Memory Area) – верхняя память;
Основная память
Основная память (Conventional memory) начинается с адреса 00000 (0000:0000) и до 90000 (9000:0000). Это занимает 640 Кбайт. В эту область грузится в первую очередь
Верхняя память (UMA)
Верхняя память (UMA) - начинается с адреса А0000 и до FFFFF. Занимает она 384 Кбайт. Сюда грузится информация, связанная с аппаратной частью компьютера. UMA можно р
Сверхоперативная память
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к
Энергонезависимая память CMOS
Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устро
Жесткий диск
Основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высок
Дисковод гибких дисков
Дисковод, предназначенный для работы с дискетами. До сих пор не придумано устройство, позволяющее так же легко и быстро записывать на какой-либо носитель. Гибкие диски (дискеты) поз
Дисковод компакт-дисков CD-ROM
В период 1994-1995 годах в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться у
Видеокарта (видеоадаптер)
За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: МОЛ (монохромный); CGA (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA (256 цв
Звуковая карта
Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет
Параллельный порт
!
Параллельный порт -это скоростной порт, через который сигнал передается в двух направлениях по 8 параллельным линиям.
Последовательный порт
!
Последовательный порт (Serial port или COM-port: Communications port) -это порт, через который данные передаются только в одном направлении в каждый момент времени.
USB порт
!
USB (Universal Serial Bus) -универсальный последовательный порт. Это порт, который позволяет подключать практически любые периферийные устройства.
Порт FireWire
!
FireWire -дословно - огненный провод (произносится "файр вайр") - это последовательный порт, поддерживающий скорость передачи данных в 400 Мбит/сек.
Внешние устройства, подключаемые к персональному компьютеру
Периферийные (внешние) устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря этим ус
Состав клавиатуры
Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.
Специальные клавиатуры
Клавиатура является основным устройством ввода данных. Специальные клавиатуры предназначены для повышения эффективности процесса ввода данных. Это достигается путем изменения формы клавиатуры, раск
Сканеры
!
Сканер (Scanner)- устройство для копирования графической и текстовой информации и ввода ее в компьютер.
Дигитайзеры
!
Дигитайзер (Digitizer) -устройство для оцифровки чертежей и других изображений. Дигитайзер позволяет преобразовать изображения в цифровую форм
Цифровые фотокамеры
!
Цифровой фотоаппарат -это фотоаппарат, который записывает изображение не на фотопленку, а на приемный экран - иконоскоп.
Световой карандаш
!
Световой карандаш- это устройство, напоминающее обычную авторучку с проводом. На конце ручки находится светоприемник, который может регистрировать изменение я
Монитор
Монитор - устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: размер и шаг
Принтеры
В качестве устройств вывода данных также используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе.
Плоттер
!
Плоттер (Plotter) или графопостроитель - устройство для вывода различных чертежей, географических карт, плакатов и других изображений на бумагу большого форма
Функциональность
Простейшие мыши имеют всего две кнопки, но могут встречаться модели и с пятью кнопками или двумя колесиками прокрутки.
Дополнительные кнопки требуют специальной поддержки со стороны драйве
Эргономика
Мышь обязана быть удобной. Манипуляторы эргономичной формы приспособлены для человеческой кисти лучше, чем симметричные, но они в основном предназначены для правшей. Удобно положить на нее левую ру
Интерфейс
Мышь подключается к персональному компьютеру при помощи интерфейсов RS-232 (COM), PS/2 и USB. Первый есть в каждом компьютере, второй - в любом, произведенном за последние 4–5 лет, третий - почти в
ZIP-накопители
ZIP-накопителивыпускаются компанией Iomega, специализирующейся на создании внешних устройств для хранения данных. Устройство работает с дисковыми носителями, по раз
Стримеры
!
Стриммер (stream - длинная лента) - устройство для записи информации на магнитную ленту.
Стриммер используется для архивирования инф
Понятие вычислительной системы
В связи с кризисом классической структуры ЭВМ дальнейшее поступательное развитие вычислительной техники напрямую связано с переходом к параллельным вычислениям, с идеями построения
Суперкомпьютеры и особенности их архитектуры
К суперкомпьютерам относятся мощные многопроцессорные вычислительные машины с быстродействием сотни миллионов - десятки миллиардов операций в секунду. Создать такие высокопроизводительные компьютер
Кластерные суперкомпьютеры и особенности их архитектуры
Существует технология построения больших компьютеров и суперкомпьютеров на базе кластерных решений. По мнению многих специалистов, на смену отдельным, независимым суперкомпьютерам должны прийти гру
Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.
Принцип действия клавиатуры:
1. Контролер процессора сканирует переключатели клавиш и при нажатии на любую клавишу по этим двум проводам передается уникальный скан-код размером один байт.
2. Когда скан-код попадает в процессор инициализируется аппаратное прерывание IRQ 9 .
3. Скан-код анализируется процессором и преобразуется в код символа
4. Полученный код символа помещается в небольшую область памяти, известную как буфер клавиатуры .
5. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он и предназначался.
Клавиатуры бывают проводными, беспроводными, с механическими переключателями, с мембранными переключателями.
Плюсы и минусы проводной клавиатуры:
Отсутствие элементов питания
Низкая цена
Присутствие шнура
Ограниченный радиус действия
Плюсы и минусы беспроводной клавиатуры:
Отсутствие кабеля
Большой радиус действия
Необходимость периодической смены источников питания
Относительно высокая цена
Возможность присутствия радиопомех
Механический переключатель - обычный механический датчик, традиционное устройство известно уже несколько десятилетий. Он выдерживает многолетнюю эксплуатацию, надежны и поддается ремонту в случае необходимости.
Мембранный переключатель (пленочный) - набор мембран, при нажатии на клавишу верхняя мембрана прогибается и через специальное отверстие в изолирующей мембране замыкается на нижнюю мембрану.
Контрольные вопросы:
1) Что такое клавиатура?
2) Каково назначение клавиатуры?
3) Сколько клавиш имеет стандартная клавиатура?
4) На какие группы разделяются клавиши? Что это за группы?
5) Что такое мембранный переключатель?
6) Что такое механический переключатель?
7) Что инициализируется при попадании скан-кода в процессор?
Диагональ. Рабочая область экрана. Разрешение (то есть количество точек по горизонтали и по вертикали).
Тип ЭЛТ или матрицы.
Размер точки.
Время отклика. Яркость. Контрастность. Угол обзора: горизонтальный и вертикальный. (для ЖК).
Частота горизонтальной развертки.
Сертификация.
Габариты.
3. Клавиатура и мышь
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.
Известно два типа клавиатур – клавиатура с механическими и мембранными переключателями. Переключатель первого типа это обычный механический датчик, традиционное устройство известное уже несколько десятилетий. Второй тип датчика устроен несколько сложнее. Переключатель данного типа представляет из себя набор мембран, при нажатии на клавишу верхняя мембрана прогибается и через специальное отверстие в изолирующей мембране замыкается на нижнюю мембрану. Как правило, предпочтение отдается клавиатуре с механическими датчиками. Они выдерживают многолетнюю эксплуатацию, надежны и поддаются ремонту в случае необходимости.
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 потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.
Физически клавиатура и процессор связаны только двумя проводами, контролер процессора сканирует переключатели клавиш и при нажатии на любую клавишу по этим двум проводам передается уникальный скан-код размером один байт. 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.
Из данного объяснения ясно, что каждой клавише присвоен уникальный цифровой код и существуют специальные таблицы кодировки клавиатуры. Например, кодовая таблица США имеет номер 437 (как правило, она записана в специальную микросхему – знакогенератор процессора), а кодовая страница России имеет номер 866. 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.
Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.
Группа алфавитно-цифровых клавши 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 98/2000/XP 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.
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.
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 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.
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).
По методу подключения к системному блоку различают проводные и беспроводные клавиатуры. Передача информации в беспроводных системах осуществляется инфракрасным лучом или по радио-каналу. Обычный радиус действия таких клавиатур составляет несколько метров. Источником сигнала является клавиатура.
Мышь – устройство управления манипуляторного типа.
История: Первая мышь – 1968 г- деревянная коробка с двумя большими колесами внутри, с одной кнопкой. (Трекбол придумали в 1952 для канадских вооруженных сил). Создание мыши было частью глобального проекта, куда входили разработки гипертекста, электронной почты, оконного интерфейса и т.д. Изобретение долго пролежало «на полке», применили мышь через 16 лет в 1984 –Apple Macintosh .
Страница 10 из 19
Низкоуровневое взаимодействие с клавиатурой через порты ввода-вывода
Взаимодействие с системным контроллером клавиатуры происходит через порт ввода-вывода 64h. Считав байт из этого порта, можно определить статус контроллера клавиатуры, записав байт — послать контроллеру команду.
Взаимодействие с микроконтроллером в самой клавиатуре происходит с помощью портов ввода-вывода 60h и 64h. Биты 0 и 1 в байте статуса (порт 64h в режиме чтения) предоставляют возможность управлять процедурой взаимодействия: перед записью данных в эти порты бит 0 порта 64h должен быть выставлен в 0. Когда данные доступны для чтения из порта 60h, бит 1 порта 64h равен 1. Биты включения/выключения клавиатуры в командном байте (порт 64h в режиме записи) определяют, является ли клавиатура активной, и будет ли контроллер клавиатуры вызывать прерывание в системе, когда пользователь нажмет клавишу.
Байты, записанные в порт 60h, посылаются контроллеру клавиатуры, а байты, записанные в порт 64h, посылаются системному контроллеру клавиатуры. Списки разрешенных команд, которые можно послать контроллеру клавиатуры, представлены, например, в документе «8042 Keyboard Controller IBM Technical Reference Manual» или в двадцатой главе книги The Art of Assembly Language Programming.
Байты, считываемые из порта 60h, приходят от клавиатуры. Порт 60h при чтении содержит скан-код последней нажатой клавиши, а в режиме записи он используется для расширенного управления клавиатурой. При использовании порта 60h на запись программа дополнительно получает следующие возможности:
- установка времени ожидания перед переходом клавиатуры в режим автоповтора;
- установка периода генерации скан-кода в режиме автоповтора;
- управление светодиодами, расположенными на лицевой панели клавиатуры — Scroll Lock, Num Lock, Caps Lock.
Резюмируя, отметим, что для чтения данных, вводимых с клавиатуры, достаточно уметь считывать значения портов ввода-вывода 60h и 64h. Однако в ОС Windows приложениям пользовательского режима запрещено работать с портами, поэтому эту задачу выполняют драйвера операционной системы.
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с квалификационными требованиями к выпускнику необходимо получить знания о клавиатуре.
Проблема: для того, чтобы соответствовать классификационным требованиям к выпускнику, необходимо необходимо получить знания о клавиатуре. Но у нас нет знаний, чтобы соответствовать классификационным требованиям. Отсюда вытекает противоречие между квалификационными требованиями к выпускнику и отсутствием знаний о клавиатуре.
Цель: изучить клавиатуру. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи.
Задачи: 1. Изучить принцип работы клавиатуры. 2. Познакомиться с назначением клавиатуры и назначением клавиш на ней, а также раскладкой. 3. Рассмотреть многие виды клавиатур.
Объект изучение: Устройства ввода.
Предмет изучения: Клавиатура.
ПРИНЦИП РАБОТЫ КЛАВИАТУРЫ
Принцип работы клавиатуры разделен на несколько нижеописанных шагов, а именно
Когда нажимаешь кнопку, контроллер выдает скэн-ко
Скэн-код поступает в контроллер на материнской плате
Порт клавиатуры выдает прерывание (Interrupt 9)
Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область ОЗУ, в которой находится сектор прерывания
Определив адрес начала программы процессор переходит к ее выполнению (она находится в ROM BIOS)
Программа обработчик прерываний считывает скэн-коди загружает его в свои регистры. Затем определяет какой код символа соответствует данному скэн-коду
Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной программе (FIFO)
Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет программа для которой он предназначен.
НАЗНАЧЕНИЕ КЛАВИАТУРЫ
Клавиатура IBM PC предназначена для ввода в компьютер информации от пользователя. Печать на клавиатуре - это пока что основной способ ввода алфавитно-цифровой информации от пользователя в компьютер. Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя (механического или мембранного). Содержащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер соответствующее сообщение (прерывание), а программы компьютера (операционной системы) обрабатывают эти сообщения
Условно можно выделить на клавиатуре четыре группы клавиш:
1. Алфавитно-цифровые и знаковые клавиши (пробел, цифры 0-9, латинские буквы A-Z, символа кириллицы А-Я, знаки пунктуации, служебные символы "+", "-", "/" и т.д.).
Функциональные клавиши: F1, F2, F3 .. F12.
Клавиши на компьютерной или терминальной клавиатуре, которые запрограммированы на вызов команд операционной системы или выполнение определённых действий различными программами и играми.
КЛАВИШИ:
· F1 – помощь
· CTRL-F1 – поиск вниз
· SHIFT-F1 – поиск вверх
· ALT-F1 – выбор шрифта
· F2 – вставка имени клавиши
· CTRL-F2 – замена
· SHIFT-F2 – глобальная замена
· ALT-F2 – подчеркивание
· F3 – выделение строчного фрагмента
· CTRL-F3 – забрать фрагмент в карман
· SHIFT-F3 – выделить прямоугольный фрагмент
· ALT-F3 – курсив
· F4 – отмена выделения
· CTRL-F4 – вставка строчного фрагмента
· SHIFT-F4 – вставка прямоугольного фрагмента
· ALT-F4 – жырный
· F5 – сдвиг окна влево
CTRL-F5 – сдвиг фрагмента влево
· SHIFT-F5 – смена направление показа
· ALT-F5 – прижать строку влево
· F6 – сдвиг окна вправо
· CTRL-F6 – сдвиг фрагмента вправо
· SHIFT-F6 – смена направления ввода
· ALT-F6 – прижать строку вправо
· F7 – левая граница абзаца
· CTRL-F7 – задать отступ абзаца
· SHIFT-F7 – границы абзаца по образцу
· ALT-F7 – правая граница абзаца
· F8 – центровка
· CTRL-F8 – форматировать абзац
· SHFT-F8 – жесткий раздел страниц
· F9 – рус/лат алфавит
· CTRL-F9 – рус/нац алфавит
· SHIFT-F9 – режим дисплея
· ALT-F9 – распахнуть окно
· F10 – вход в меню
· CTRL-F10 – форма, цвет окна
· SHIFT-F10 – режим текст/док
· ALT-цифра другое окно
· ALT = калькулятор
· ALT – рисовать рамки
УДАЛИТЬ:
SHIFT-DEL до конца строки
SHIFT-BACKSP до начала строки
ОТКАТ:
CTRL-MINUS назад
CTRL-PLUS вперед
ESC – выход из меню
ДВИЖЕНИЕ ПО ТЕКСТУ:
· слово влево CTRL-LEFT
· слово вправо CTRL-RIGHT
· конец слова CTRL-EMPTY
· нач./конец строки HOME, END
· лев.край окна SHIFT-LEFT
· пр.край окна SHIFT-RIGHT
· в окне ↓ CTRL-HOME,END
· на окно ↓ PGUP, PGDN
· след.страница CTRL-PGDN
· пред.страница CTRL-PGUP
· след. Раздел SHIFT-PGDN
· пред. Раздел SHIFT-PGUP
· начало текста SHIFT-UP
· конец текста SHIFT-DOWN
ОПЕРАЦИИ С ФРАГМЕНТАМИ (БЛОКАМИ):
· изменение размеров блока – как движение курсора
· отменить выделение {F4}
· забрать блок в карман {CTRL-F3}
· копировать блок в карман {CTRL-INS}
· копировать блок из кармана {SHIFT-INS}
· вставить, раздвинув строки вниз {CTRL-F4}
· вставить как прямоугольник {SHIFT-F4}
· сдвинуть блок влево/вправо {CTRL-F5/F6}
· прижать строки влево/вправо {ALT-F5/F6}
· сформатировать в единый абзац {CTRL-F8}
· изменить шрифты – соответствующими командами
Служебные клавиши: Enter, Esc, Tab, стрелки управления курсором Left, Up, Down и Right, PgUp, PgDn, Home, End и многие другие служат для выполнение основных команд компьютера.
Особые комбинации клавиш
Имеются комбинации клавиш, обрабатываемые специальным образом:
Ctrl+Alt+Del – (одновременное нажатие) перезагрузка DOS, завершение текущей программы в Windows (двойное нажатие этих клавиш вызывает перезагрузку Windows)
PrtScr (или Shift PrtScr) – печать на принтере копии содержимого экрана в DOS , помещение образа экрана или текущего окна в буфер обмена (Clipboard) Windows.
КЛАВИАТУРНАЯ РАСКЛАДКА
Клавиатурная раскладка - это как раз и есть совокупность всех 32 таблиц соответствия кодов клавиш и вводимых с их помощью символов. Когда мы говорим: «Надо переключиться на русскую клавиатуру, это означает, что мы должны активизировать 32 «русские» таблицы кириллического скрипта.
Клавиатурная раскладка Unicode Hex Input служит для ввода Unicode-символов с помощью набора численных значений кодов. Для этого надо дополнительно удерживать клавишу Option, чтобы «предупредить» систему о том, что далее будет вводиться один Unicode-символ в шестнадцатеричном представлении, а не четыре отдельных алфавитно-цифровых знака. Клавиатурные раскладки связаны с общей системой письма, с некоторым «базовым» алфавитом, определяемым скриптом. В рамках одного и того же скрипта может существовать несколько клавиатурных раскладок, каждая из которых учитывает специфику того или иного языка, то есть служит для ввода не только символов из общего базового алфавита, но и дополнительных символов, специфических для конкретного языка. Клавиатурная раскладка учитывает принятое для данного языка расположение клавиш на клавиатуре. Например, для романского скрипта существуют американская, французская, немецкая, испанская и другие раскладки. Аналогично для кириллического скрипта созданы русская, украинская, белорусская раскладки.
В «интернациональных» системах имеются средства, позволяющие легко переключаться между различными скриптами и клавиатурными раскладками, что даст возможность с помощью одной и той же клавиатуры вводить различные наборы символов в соответствии с национальными стандартами и особенностями.
С помощью клавиатуры мы вводим коды ASCII или Unicode нужных нам символов, но при этом хотим, чтобы на экране или на бумаге появлялись изображения самих символов, а исчисленные значения их кодов. Более того, нам бы хотелось менять начертание символов в зависимости от стиля документа или нашего настроения, например. Для этих целей используются шрифты.
ВИДЫ КЛАВИАТУР
Принцип действия мембранной клавиатуры заключается в том, что при нажатии клавиши происходит замыкание двух мембран, возврат же осуществляется при помощи резинового купола. Основным преимуществом такой клавиатуры является ее защищенность от проникновения внутрь посторонних веществ, например крошек или кофе, недостатком - недолговечность, контакты, нанесенные на мембрану, имеют свойство стираться.
Полумеханическая клавиатура более долговечна, так как использует нестирающиеся металлические контакты расположенные на печатной плате, хотя возврат клавиши в ней все еще осуществляется при помощи резинового купола.
Механические клавиатуры отличаются от полумеханических тем, что вместо резинового купола, для возврата клавиши используется пружинка, что значительно продлевает жизнь клавиатуры и увеличивает ее надежность. Недостатком механических и полумеханических клавиатур - незащищенность от попадания внешних предметов.
В последнее время все чаще стали встречаться герконовые клавиатуры, т.е. клавиатуры у которых под клавишами установлены герконы (контакты в вакуумном цилиндрике, реагирующие на магнитное поле) и магниты. Положительными моментами в таких клавиатурах является достаточно долгий срок службы (герконы практически не изнашиваются) и очень мягкая посадка, так что работать с ними легко и приятно. Главный недостаток - зависимость от внешних магнитных полей. Многие электронные приборы могут вырабатывать магнитные поля, влияющие на клавиатуру и вызывать ложные срабатывания клавиш. Если у Вас есть герконовая клавиатура, можете проделать простой опыт: положите рядом с ней сотовый телефон, подключенный к зарядному устройству, и понаблюдайте за поведением компьютера. Клавиатура ведет себя самым непредсказуемым образом от ложного срабатывания отдельных клавиш до полного "бешенства". Подобный опыт можно проводить и с другими электромагнитными устройствами, однако, не любое устройство и не в любой ситуации будет создавать столь значимые помехи.
Также клавиатуры различаются по длине хода. Естественно, чем она больше, тем больше времени займет нажатие клавиши. Но и маленькая длинна хода - это не хорошо, так как может привести к частым случайным нажатиям. Тут главное попробовать разные варианты и подобрать что-то наиболее удобное для себя. Кстати, некоторые клавиатуры имеют свойство громко стучать при нажатии на клавиши. Это называется клик. Чем хороша клавиатура с кликом? Только тем, что вы всегда будете точно знать, нажали клавишу или нет, что должно уберечь вас от случайных нажатий.
Еще один параметр, как уже говорилось выше - форма и расположение определяющих клавиш. В основном клавиатуры различаются по форме и расположению клавиши Enter. Она может быть прямой в виде знака "-" или в виде зеркальных отображений букв "L" и "Г".
"Эргономичной" является клавиатура, у которой профиль алфавитной части клавиатуры представляет собой дугу, само поле разбито на две половины, своя под каждую руку, и наделенная "подставкой для отдыха рук". Она, конечно, красивая, но, во-первых, эта эргономика с ее подставкой занимает довольно много места на столе, а во вторых, человеку, не владеющему способом слепой печати, приходится постоянно бегать глазами с одной половины поля на другую, постоянно изменяя фокусное расстояние хрусталика, что утомляет глаза.
Многие клавиатуры имеют дополнительные клавиши. Их обычно три: две со значком Microsoft"а и одна с изображением стрелочки выбирающей что-то в списке. Это так называемые Windows клавиши. Они довольно удобны при работе в одноименной "операционной системе". Так как с помощью их нажатия по отдельности или в сочетании с другими клавишами, можно быстро выполнять такие часто используемые операции, как вызов меню "Пуск", запуск "Проводника" или сворачивание всех окон. В других операционных системах эти клавиши остаются невостребованными.
Все чаще стали попадаться клавиатуры с еще тремя дополнительными клавишами. Как правило, на них нарисован значок включения/выключения, месяц и солнышко (или будильник) соответственно. Первая кнопка служит для отключения питания компьютера. Вторая клавиша посылает компьютер в режим сна, например, если нужно на некоторое время отойти, что значительно снижает потребление энергии, а третья клавиша соответственно возвращает компьютер в нормальный режим работы, будит его.
Реже, но все-таки встречаются уже клавиатуры с "интернет клавишами". Это клавиши призванные облегчить навигацию по всемирной компьютерной сети Internet. Они, как правило, позволяют подключиться/отключиться от сети
(в случае соединения DialUp"ом), принять/отправить почту, и нажатием одной кнопки выйти на заданный сайт.
Существуют также, так называемые, "мультимедийные клавиши". Они служат для управления мультимедийным проигрывателем компакт дисков. С их помощью можно менять громкость, переходить от песни к песне, начать/остановить проигрывание, открыть/закрыть CD-ROM или выключить звук.
Есть также беспроводные клавиатуры. Вариант эффектный, хотя клавиатура (в контексте настольного компьютера, а не, скажем, web-приставки) - кажется, устройство, которому провод мешает меньше всего.
Клавиатура Дворака
^ Клавиатура Дворака (Dvorak) - создана доктором Августом Двораком (August Dvorak) в 1936 году как развитие устаревшей клавиатуры QWERTY. Расположение клавиш на этой клавиатуре делает более легким и быстрым ввод информации по сравнению с другими типа клавиатур.
Клавиатура Luxeed Dynamic Pixel LED от thinkgeek делает работу за компьютером красочнее и веселее. Потому что каждая клавиша этой клавиатуры подсвечивается набором разноцветных светодиодов и по вашему желанию может менять цвет. Всего на постройку одной клавиатуры уходит 430 светодиодов, а с помощью прилагаемого программного обеспечения можно управлять поведением каждого. По клавиатуре можно запустить радугу или заставить каждую клавишу менять цвет после нажатия. Клавиатура имеет 4 специальных кнопки пресетов, которые находятся над клавишами курсора, с помощью которых вы можете оперативно менять заранее запрограммированные цветовые схемы. Устанавливайте различные цветовые сочетания для разных программ или выделяйте цветом клавиши управления в играх. Возможности световых эффектов этой клавиатуры ограничены только вашей фантазией.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, клавиатура – основной элемент компьютера, традиционно используемый для ввода текста в компьютер. Выделяют четыре группы клавиш: алфавитно-цифровые и знаковые, функциональные, служебные, вспомогательные.
ВВЕДЕНИЕ
Главная функция клавиатуры это ввод информации. Мы живем в век тотального засилья Windows, но даже эта операционная система, с ее графическим интерфейсом, не может полностью обойтись без клавиатуры. Ведь еще не придумали другого устройства ввода текста.
Актуальность темы: клавиатура очень важная часть компьютера. Нельзя представить себе ввод информации не используя клавиатуру, ведь одной мышкой обойтись невозможно.