Архітектура комп'ютерів

 

Лекция 24

Внешние устройства ЭВМ

 

Клавиатура

Клавиатура — важнейшее для пользователя устройство, с помощью которого осуществляется ввод данных, команд и управляющих воздействий в ПК. На клавишах нанесены буквы латинского и национального алфавитов, десятичные цифры, математические, графические и специальные служебные символы, знаки препинания, наименования некоторых команд, функций и т. д. В зависимости от типа ПК назначение клавиш, их обозначение и размещение может варьироваться. Чаще всего клавиатура содержит 101 клавишу, но встречаются еще и старые клавиатуры с 84 клавишами и новые, удобные для использования в системе Windows клавиатуры с 104 клавишами. Имеются клавиатуры с встроенными манипуляторами типа трекбол (trackball) и т. д. Появилось сообщение фирмы Data Hand Systems о разработке эргономичной, сокращающей движения руки 5-клавишной клавиатуры: 4 клавиши для ввода букв и цифр и 1 клавиша манипулятора. Каждая клавиша имеет 5 направлений движения: влево, вправо, вперед, назад и вниз. При работе кисть руки удобно лежит в специальном углублении, а клавишами управляют лишь кончики пальцев.

Типичная адаптированная под русский алфавит клавиатура IBM PC, содержащая 101 клавишу, показана на рис. 13.1.

 

Рис. 13.1. Типовая клавиатура IBM PC с русским алфавитом

 

Все клавиши можно  разбить на следующие группы:

□  буквенно-цифровые клавиши, предназначенные для ввода  текстов и чисел;

□ клавиши управления курсором, эта группа клавиш может  быть использована также для ввода числовых данных, просмотра и редактирования текста на экране;

□ специальные управляющие  клавиши: переключение регистров, прерывание работы программы, вывод содержимого  экрана на печать, перезагрузка ПК и  т. д.;

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

Буквенно-цифровые клавиши  занимают центральную часть клавиатуры. Расположение букв и цифр на клавишах соответствует расположению их на клавиатуре пишущей машинки. Латинские буквы  на клавиатуре расположены по стандарту QWERTY, названному так по последовательности первых шести букв в верхнем ряду буквенной клавиатуры. Для русского алфавита размещение буквенно-цифровых клавиш соответствует расположению клавиш на пишущих машинках с русским шрифтом — стандарт ЙЦУКЕН (первые шесть букв в верхнем ряду буквенной клавиатуры). Для обеспечения ввода с клавиатуры русских букв необходим соответствующий драйвер, который должен быть предварительно загружен в оперативную память и оставаться в ней резидентно. Переключение клавиатуры в режим ввода русских букв (символов кириллицы) и обратный переход на ввод латинских букв осуществляется нажатием одной или двух специальных клавиш: для разных драйверов по-разному, но чаще всего Ctrl или Shift.

Для алфавитно-цифровых клавиш существует понятие регистра, то есть режима их использования. Имеется две пары регистров: верхний/нижний и латиница/ кириллица. В верхнем регистре вводятся прописные (заглавные) буквы, а в нижнем — строчные (маленькие); а. также специальные символы и цифры, помещенные, соответственно, на верхней и нижней частях клавиши. Регистры могут использоваться в различных сочетаниях, например верхний латинский, нижний русский и т. п.

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

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

□  малая цифровая клавиатура;

□  клавиши просмотра  текста на экране и его редактирования;

□  клавиши управления курсором.

Клавиши малой цифровой клавиатуры могут быть использованы в двух режимах:

□  в режиме управления курсором;

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

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

В режиме ввода цифр, математических знаков и точки светится индикатор Num Lock в верхней правой части клавишной панели, и клавиши имеют назначение, показанное в табл. 13.1.

 

 

 

 

Таблица 13.1. Назначение клавиш в режиме ввода цифр

Клавиша	Назначение	Клавиша	Назначение
+	Сложение	/	Деление
-	Вычитание	.	Ввод точки
*	Умножение	0-9	Ввод соответствующих цифр

Назначение клавиш в  режиме управления курсором показано в табл. 13.2.

Таблица 13.2. Назначение клавиш в режиме управления курсором

Клавиша	Назначение
←	Перемещение курсора влево на одну позицию при кратковременном  нажатии; при длительном нажатии курсор перемещается влево непрерывно
↑	Перемещение курсора вверх на одну позицию при кратковременном  нажатии; при длительном нажатии  курсор перемещается вверх непрерывно
→	Перемещение курсора вправо на одну позицию при кратковременном нажатии; при длительном нажатии курсор перемещается вправо непрерывно
↓	Перемещение курсора вниз на одну позицию при кратковременном  нажатии; при длительном нажатии  курсор перемещается вниз непрерывно
Home	Перемещение курсора в первую позицию  строки (Ноmе — в начало)
End	Перемещение курсора в последнюю  позицию строки (End — в конец)
PgUp	Перемещение по тексту в направлении  его начала на одну страницу (обычно на 25 строк), то есть возврат на одну страницу (Page Up — страница вверх)
PgDn	Перемещение по тексту в направлении его конца на одну страницу, то есть продвижение вперед на одну страницу (Page Down — страница вниз)
Ins	Переключение клавиатуры из режима замены в режим вставки и обратно; в режиме вставки каждый вновь  введенный символ помещается перед символом, на который указывает курсор; часть же строки, расположенная правее курсора, сдвигается на одну позицию вправо (Insert — вставить)
Del	Удаление на экране указанного курсором символа; при этом часть строки, расположенная  правее курсора, сдвигается на одну позицию влево, исключая разрыв строки (Delete — удалить)

Курсором, управляемым  с клавиатуры, является значок (обычно это узкий мерцающий прямоугольник  или жирная черта), указывающий позицию  на экране дисплея, в которой будет  отображаться очередной выведенный на экран символ.

Специальные управляющие  клавиши (их называют также служебными) расположены вокруг группы алфавитно-цифровых клавиш (табл. 13.3).

Таблица 13.3. Специальные управляющие клавиши

Клавиша	Назначение
Esc	Отмена каких-либо действий и/или выхода из программы, подменю и т. п. (Escape — выход)
Ctrl	Клавиша используется совместно с  другими клавишами, изменяя их действия (Control — управление)
Alt	Клавиша используется совместно с  другими клавишами, изменяя их действия (Alter — изменять)
Enter	Клавиша ввода информации и возврата каретки, служит для завершения ввода  очередной строки информации (Enter — ввод)
Backspace	Возврат на одну позицию по экрану влево с удалением предыдущего  символа (Backspace — пробел назад)
Tab	Перемещение курсора вправо на задаваемое по запросу количество позиций или перемещение, заранее предопределенное выполняемой программой (Tabulation — табуляция)
Shift	Клавиша смены регистра (Shift — сдвиг)
Print Scrn	Распечатка на принтере информации, выведенной на экран (Print Screen — печать экрана)
Caps Lock	Фиксация прописных/строчных букв (Caps Lock — фиксация прописных букв)
Num Lock	Фиксация режимов работы малой  цифровой клавиатуры (Numeric Lock — фиксация цифр)
Scroll Lock	Переключение режима вывода на экран дисплея; при включении прокрутки светится соответствующий индикатор в верхней правой части панели (Scroll Lock — фиксация прокрутки)
Pause/Break	Прерывание (приостановка) выполнения программ и процедур, например, вывода информации на экран; для продолжения программы нужно нажать любую клавишу (Pause/Break — пауза/прерывание)

Некоторые важные специальные  комбинации клавиш (клавиши нажимаются одновременно) приведены в табл. 13.4.

Таблица 13.4. Специальные комбинации клавиш

Клавиши	Назначение
Ctrl+Alt+Del	Перезагрузка операционной системы  компьютера
Ctrl+Break	Прекращение работы выполняемой программы
Ctrl+C	Прекращение работы выполняемой программы
Ctrl+Num Lock	Приостановка выполнения программы
Ctrl+S	Приостановка выполнения программы

Функциональные клавиши F1-F12 размещены в верхней части клавиатуры. Эти клавиши предназначены для различных специальных действий; для каждого, программного продукта имеют свое назначение.

В большинстве программ принято, что клавиша F1 (клавиша Help — помощь) связана с вызовом справки. При входе в программу по F1 выдается общая подсказка с кратким описанием вариантов функционирования программы и назначением функциональных клавиш в ней. При работе с программой по нажатии F1 предоставляется контекстно-зависимая помощь, то есть подсказка по тому режиму, по той функции, которая программой реализуется в данный момент.

Блок клавиатуры в  настольных ПК конструктивно выполнен автономно от основной платы компьютера и, кроме клавиатуры, содержит контроллер клавиатуры, состоящий из буферной памяти и схемы управления. Он подключается к объединительной плате с помощью 4-проводного интерфейса (линии интерфейса используются для передачи, соответственно, тактовых импульсов, данных, напряжения питания +5 В, последний — «земля»). Для клавиатур существует несколько вариантов интерфейсов: стандартный разъем DIN, разъем PS/2, инфракрасный порт (IrDA), интерфейс USB. Чаще всего используются интерфейсы DIN и PS/2, но самым перспективным является интерфейс USB.

Из прочих, в том  числе и «экзотических», клавиатур следует отметить:

□  уже весьма популярную беспроводную клавиатуру, позволяющую  свободно перемещаться по комнате и  работать на компьютере в любом удобном  месте, даже лежа на диване; беспроводные клавиатуры для передачи сигналов используют инфракрасные IrDA и радиоинтерфейсы Bluetooth, информация от которых принимается специальным устройством, непосредственно подключенным к компьютеру (в ближайшие годы появятся и клавиатуры с интерфейсом WUSB);

□   гибкую клавиатуру, изготовленную из специальной ткани с внедренными в нее тонкими проводничками: под действием нажима пальцев изменяется электрическая проводимость сетки этих проводничков. Такая клавиатура, созданная британской компанией Electro Textiles, имеет красивую разноцветную поверхность, на которую нанесены символы клавиш. Она бесшумна, надежна (успешно сопротивляется различным механическим и химическим воздействиям); очень тонкая, может быть свернута в цилиндр;

□  клавиатуры с идентификацией пользователя по «отпечаткам пальцев» и силе нажатия; биометрические клавиатуры имеют либо встроенный сканер отпечатков пальцев, либо внешний дактилоскопический сенсор, избавляющие пользователей от необходимости ввода паролей при включении компьютера и при доступе к конфиденциальной информации;