IBM PC aparatinė įranga. Klaviatūros tipai, konstrukcija ir veikimo principas
4 LAB
PC ĮVESTIES ĮRENGINIAI – klaviatūra ir pelė
Darbo tikslas
Darbo tikslas – ištirti PC klaviatūros veikimo principus, taip pat valdyti klaviatūros ir pelės parametrus. Windows įrankiai.
Pagrindinė informacija
Klaviatūra yra įrenginys, skirtas informacijai iš vartotojo įvesti į kompiuterį.
Įprastoje standartinėje asmeninio kompiuterio klaviatūroje yra daugiau nei 100 klavišų, įskaitant raidinius ir skaitmeninius, funkcinius, apskaitos ir kitus klavišus.
Raidiniai ir skaitiniai klavišai leidžia vartotojui įvesti skaičius, raides ir skyrybos ženklus. Rusijoje dažniausiai naudojami rusiški ir angliški maketai. Tačiau vartotojas kompiuterio sistemos nustatymuose gali pasirinkti bet kokį klaviatūros išdėstymą – nuo kinų iki arabų. Jei ant klaviatūros klavišų nėra nupiešti visi reikalingi Jūsų pasirinkto išdėstymo simboliai, situaciją galima pataisyti įsigijus specialius klaviatūros lipdukus.
Viršutinę klaviatūros eilutę sudaro funkciniai klavišai – nuo F1 iki F12. Naudodami funkcinius klavišus arba jų derinius su kitais klavišais, galite valdyti kompiuterį, pavyzdžiui, atidaryti pagalbos langą, naršyklės langą, įjungti ir išjungti kompiuterį.
Dešinėje klaviatūros pusėje yra vadinamieji apskaitos klavišai – su skaičių atvaizdu ir matematiniais simboliais, kurių naudojimas pagreitina skaitinės informacijos įvedimą ir darbą su ja. Taip pat apskaitos klavišai atlieka žymeklio valdymo funkciją.
Pagrindiniai šiuolaikinių klaviatūrų parametrai
Rakto mechanizmas. Pirmiausia nustato klaviatūros kainą, taip pat lytėjimą (lytėjimo pojūtį).
Mechanines klaviatūras galite pasirinkti spustelėdami arba be jo. Spustelėjimas reiškia ryškų klavišo paspaudimą (kartu su garsu), kuris patinka daugeliui žmonių.
lytėjimo parinktys.
Lytėjimo parametrai apima rakto kietumą ir eigos ilgį.
Klavišų kietumas nustatomas pagal tai, kaip stipriai paspaudžiamas klavišas.
Vidutinė rakto eiga yra 3,5 mm. Tiems, kurie spausdina laisvai, pageidautina trumpesnis potėpis.
Abu parametrai nustatomi pagal vartotojo skonį ir prasmingai pasirenkami tik sukaupus Asmeninė patirtis. Pirmą kartą parduotuvėje užtenka perbėgti per klaviatūrą.
Kitas lytėjimo parametras yra paspaudimas. Klaviatūros pateikiamos spustelėjus arba be jos. Išvertus pažodžiui, paspaudimas yra paspaudimas. Tikslus vertimas – tai lytėjimo (t. y. lytėjimo) barjeras, atsirandantis spaudimo viduryje ir įveikiamas spragtelėjimu (iš čia ir kilęs pavadinimas). Ją įgyvendina po raktu esanti lankinė plona plokštelė, kuri sulenkiama „trūkčiojimu“.
Spustelėjus leidžia tiksliai pajusti, kad klavišas paspaustas, ir nepraleisti raidžių greitojo rinkimo metu. Spustelėjimas patinka daugeliui vartotojų.
Paprastai spragtelėjimas randamas ant mechaninių klaviatūrų, nes tai labai nekeičia jų kainos, tačiau kartais jis randamas ir ant kitų tipų klaviatūrų.
Formos koeficientas apibrėžiančius klavišus (ir Shift, Backspace ir Enter). Kai šie raktai turi patogią formą ir vietą, darbas palengvėja.
Klavišas „Enter“ gali turėti šias formas: tiesus, L ir L formos (norėdami gauti tikrąją klavišo „Enter“ formą, turite atspindėti L ir G raides vertikalios atžvilgiu). L forma yra patogiausia, nes į didelį Enter galima pataikyti nežiūrint.
Kirilicos išdėstymas. Yra du kirilicos išdėstymai, iš kurių vienas yra patogesnis.
Kirilicos abėcėlės išdėstymas (t. y. raidžių išdėstymas ant klavišų) yra dviejų tipų: langai (atpažįstami pagal raidės E vietą viršutiniame kairiajame kampe) ir spausdinimo mašinėle (atpažįstami pagal raidės E vietą apatiniame dešiniajame kampe).
Rašomosios mašinėlės išdėstymas, kaip rodo pavadinimas, yra panašus į rašomosios mašinėlės klavišus. „Windows“ išdėstymas pasirodė „Windows“ OS. Palyginti su mašinėle, buvo atlikti nedideli, bet labai veiksmingi patobulinimai. Pavyzdžiui, labai retai naudojama raidė E buvo perkelta į tolimą kampą, o į jos vietą įdėtas raktas su dažnai naudojamu tašku ir kableliu. Rašomąja mašinėle jie dedami į viršutinę eilutę ir įvedami didžiosiomis raidėmis. Keista, kad tobulesnį maketą sukūrė užsienio įmonė.
Kai kurie gamintojai taiko tik rusišką išdėstymą, kai kurie taiko abu, suteikdami vartotojui pasirinkimą.
Kirilicos abėcėlė yra dviejų spalvų (raidės yra apatiniame dešiniajame klavišų kampe): raudona (dauguma gamintojų) ir tamsi. Antruoju atveju kirilicos abėcėlė painiojama su lotyniška abėcėle, net kai pastaroji taikoma su šviesiu dvigubu kontūru.
Ergonomiška klaviatūra. Vadinamosios ergonominės klaviatūros vartotoją vargina kur kas mažiau, nors užima daugiau vietos ir yra brangesnės.
Yra rankų atrama. Stovai mažina nuovargį ir pagerina išvaizdą.
Papildomos pagrindinės grupės. Tai gali būti internetas, multimedija ir kitos pagrindinės grupės. Paspartinkite savo darbą leisdami mažiau pereiti prie pelės ir iš jos. Miego mygtukų vieta turi būti tokia, kad jie netyčia neprisikabintų.
Sąsaja. Susijęs su pagrindinių plokščių kūrimu. Kalbant apie sąsają, jie reiškia laidines klaviatūras. Naudojamos šios sąsajos:
PS/2.. Tai plona apvali jungtis – 6 kontaktų miniDIN. Ta pati naudojama ir PS / 2 pelėms, o kad jos nesupainiotų, PC „99 specifikacijoje šiems kištukais yra numatytos skirtingos spalvos: violetinė klaviatūrai ir žalia pelei.
USB. Galima naudoti su visomis daugiau ar mažiau naujomis pagrindinėmis plokštėmis, nes pastarosios turi USB prievadai ir palaikymas BIOS. Jungtis – plokščia, stačiakampė
USB sąsaja yra modernesnė ir suteikia daugiau funkcijų, didesnį pralaidumą nei senesnio tipo prievadai.
Kaip veikia klaviatūra
Klaviatūros veikimo principas parodytas fig. 1. Nepriklausomai nuo to, kaip mechaniškai įgyvendinamas klavišo paspaudimo procesas, klavišo paspaudimo signalas registruojamas klaviatūros valdikliu (pavyzdžiui, 8049) ir perduodamas vadinamuoju būdu. nuskaityti kodą prie pagrindinės plokštės. Nuskaitymo kodas yra vieno baito skaičius, kurio apatiniai 7 bitai reiškia kiekvienam raktui priskirtą identifikavimo numerį. Kompiuterio pagrindinėje plokštėje klaviatūrai prijungti naudojamas ir specialus valdiklis. AT tipo asmeniniams kompiuteriams dažniausiai naudojamas universalus periferinės sąsajos lustas. (Universal Peripheral Interface, UPI) 8049.
Kai nuskaitymo kodas patenka į lustą (8049), inicijuojamas aparatinės įrangos pertraukimas (IRQ 1), procesorius sustabdo savo darbą ir atlieka nuskaitymo kodo analizę. Šį pertraukimą aptarnauja speciali programa, kuri yra ROM BIOS dalis. Kai iš klavišų gaunamas nuskaitymo kodas
Norėdami dirbti su klaviatūra, naudojami prievadai ir pertraukimai. Reaguodama į pertraukimą, BIOS sistemos aptarnavimo rutina ROM nuskaito klavišų nuskaitymo kodą iš klaviatūros prievado (prievado numeris 96) ir tada siunčia komandą išvalyti klaviatūros procesoriaus buferį į klaviatūros prievadą. Jeigu Sistemos vienetas nereaguoja į klaviatūros pertraukimus, nuskaitymo kodai kaupiasi klaviatūros procesoriaus buferyje, nors kai normalus veikimas tai neturėtų atsitikti. Specialų nuskaitymo kodą 255, šešioliktainę reikšmę FF, naudoja klaviatūra, kad parodytų, jog buferis pilnas.
Pastaba
Kiekvienas raktas generuoja dviejų tipų nuskaitymo kodus: spustelėkite kodą, kai paspaudžiamas klavišas, ir išleidimo kodas, atleidus raktą. AT klasės asmeniniame kompiuteryje ta pati bitų eilutė naudojama tiesioginiams kodams ir išleidimo kodams, tačiau išleidimo kodai susideda iš dviejų baitų, iš kurių pirmasis visada yra 0F0H. Kompiuterių XT kartos išleidimo kodas yra 128 didesnis nei iš karto gaunamas kodas (septintasis 7 bitas yra 1). Pavyzdžiui, 7 bitų rakto nuskaitymo kodas<В>yra 48 arba 110 000 dvejetainiu formatu. Kai paspaudžiamas klavišas, klaviatūros valdiklis gauna kodą 10110000, o atleidus – 00110000.
Valdiklis 8049 atsakingas ne tik už nuskaitymo kodų generavimą, bet ir būtinas norint atlikti savikontrolės funkcijas bei tikrinti sistemos įkrovos metu paspaustus klavišus. Savaiminio patikrinimo procesą rodo vienas trijų klaviatūros šviesos diodų blyksnis POST programos metu. Taigi, klaviatūros gedimas aptinkamas jau kompiuterio įkrovos etape.
Pagrindinėje plokštėje esantis valdiklis gali ne tik priimti, bet ir perduoti duomenis, kad pasakytų klaviatūrai įvairius parametrus, pavyzdžiui, paspausto klavišo kartojimo dažnį ir pan.
Lentelėje. 1-2 paveiksluose pateikti nuskaitymo kodų, atitinkančių šiuo metu labiausiai paplitusią klaviatūrą su 102 klavišais, pavyzdžiai.
Šešioliktainių funkcijų klavišų nuskaitymo kodai
1 lentelė
Duomenų įvedimo raktų šešioliktainiai nuskaitymo kodai
2 lentelė
Taigi, klaviatūros įvesties apdorojimą (2 pav.) užtikrina du mikrovaldikliai: vienas yra kompiuterio pagrindinėje plokštėje, antrasis įmontuotas pačioje klaviatūroje.
Kaip matote diagramoje, visos horizontalios raktų matricos linijos yra prijungtos per rezistorius prie maitinimo šaltinio. Integruotas klaviatūros lustas turi du prievadus – išvesties ir įvesties. Pirmoji yra prijungta prie vertikalių (Y0–Y5) matricos linijų, o antroji – su horizontalia (X0–X4).
Klaviatūros valdiklis veikia pagal šį algoritmą. Kiekvienoje vertikalioje eilutėje paeiliui nustatant įtampos lygį, atitinkantį loginį nulį, klaviatūros mikrokompiuteris nuolat vertina horizontalių linijų būseną – nepriklausomai nuo centrinio procesoriaus aktyvumo.
Jei nepaspaudžiamas joks klavišas, įtampos lygis visose horizontaliose linijose atitinka loginį vienetą. Kai tik bus paspaustas, vertikalios ir horizontalios linijos, atitinkančios klavišą, užsidarys. Kai procesorius vertikalią liniją nustato į loginį nulį, įtampos lygis horizontalioje linijoje taip pat atitiks loginį nulį.
Jei vienoje iš horizontalių linijų atsiranda loginis nulinis lygis, klaviatūros procesorius įrašys klavišo paspaudimą. Jis išsiųs į kompiuterį (per vidinį 16 baitų buferį) pertraukimo užklausą ir rakto numerį matricoje (vadinamą nuskaitymo kodu – tai atsitiktinė reikšmė, kurią IBM pasirinko dar kurdama pirmąją kompiuterio klaviatūrą). . Ryšys su kompiuteriu bus pakartotas, kai bus atleistas anksčiau paspaustas klavišas.
Nuskaitymo kodas yra unikaliai susijęs su klaviatūros laidais ir tiesiogiai nepriklauso nuo žymenų, atspausdintų ant klavišo paviršiaus. Bet programai reikia ne paspausto klavišo serijos numerio, o ASCII kodo, atitinkančio šio klavišo simbolį. Svarbu suprasti, kad šis kodas nėra visiškai priklausomas nuo nuskaitymo kodo, nes tam pačiam raktui gali būti priskirtos kelios reikšmės. Tai, be kita ko, priklauso nuo kitų klavišų būsenos (pavyzdžiui, mygtukas 0 taip pat naudojamas simboliui įvesti), kai jis paspaudžiamas kartu su mygtuku) ir sistemos nustatymų. Tai leidžia keisti klaviatūros išdėstymą (ty klavišų tvarką joje).
Visas nuskaitymo kodo konversijas į ASCII kodą atlieka programinė įranga. Paprastai šias funkcijas perima atitinkami BIOS moduliai. Norint koduoti kirilicos simbolius, šie moduliai išplečiami klaviatūros tvarkyklėmis (dabar jos įtrauktos į operacines sistemas).
Diagrama (3 pav.) paaiškina klaviatūros valdiklio veikimą.
G-laikrodžio generatorius; MF skaitiklis; C yra parinkiklis.
3 pav. Paprasčiausia klaviatūros struktūra
Dekoderis nuosekliai užklausa klaviatūros matricos X stulpeliuose esančių klavišų būsenos. Jei paspaudžiamas bet kuris klavišas, signalas per uždarą kontaktą patenka į atitinkamą horizontalią magistralę Y ir per selektorių (registrą) patenka į PLA (ROM) įvestį. Iš dekoderio ir selektorių gaunami signalai sudaro PLM (ROM) adreso įvestį, kurio langeliuose įrašomi simbolių kodai (jų mažiausiai reikšmingi skaitmenys). Simbolių kodas įrašomas į išvesties registrą. Viršutiniai kodo skaitmenys nustatomi pagal specialaus registro turinį, kuris keičia savo reikšmę tik paspaudus registro keitimo klavišą (Shift, Alt ir kt.).
Pelė
Pelė yra dvimatis analoginis manipuliatorius, prijungtas prie asmeninio kompiuterio ir turintis vieną, du ar tris mygtukus viršutiniame dangtelyje ir, galbūt, ratuką.
Pelė veikia kartu su ekranu, valdydama žymeklio (žymiklio) judėjimą ant jo. Populiariausios yra dviejų mygtukų pelės. Pavyzdžiui, vienu mygtuku galima pradėti funkciją, o kitu – ją atšaukti. Grafikos sistemose vienas gali įjungti žymeklį, o kitas – išjungti. Yra pelių su papildomų įrenginių slinkimui (slinkimas yra didelio vaizdo slinkimas aukštyn, žemyn, kairėn arba dešinėn, pvz., teksto (arba žiniatinklio puslapio), kuris netelpa visiškai ekrane). Yra pelės su dviem ratukais, kurių kiekviena „tvarko“ slinkdama išilgai vienos ašies. Kai kurios pelės turi papildomą mygtuką korpuso šone po nykščiu. Šį mygtuką galima perprogramuoti įvairiems veiksmams atlikti. Pirmosios pelės turėjo mechaninį dizainą. Jame buvo naudojamas mažas rutulys, kuris išsikišo per apatinį įrenginio paviršių ir sukasi judėdamas paviršiumi. Mechaniniai judesiai (tiesiniai arba kampiniai) paverčiami dvejetainiais kodais. Pavyzdžiui, mechaninis pelė(4 pav.) yra rutulys, kuris sukasi, kai prietaisas perkeliamas ant lygaus paviršiaus.
Šioje schemoje:
1. Kamuolio valdymas
2. Langas kamuoliuko padėjimui
3. Kontaktinis volelis, perkeliantis žymeklį išilgai x ir y ašių monitoriaus ekrane.
4. Kryptinis šviesos šaltinis.
5. Žingsninis diskas
6. Fotoelementas
7. Elektriniai impulsai fotoelemento išėjime.
8. Valdymo mygtukai
9. Manipuliatorių valdymo blokas ir jungčių tarp manipuliatoriaus ir kompiuterio blokas.
Veikimo principas.
Perkeliant pelę ant horizontalaus paviršiaus, valdymo rutulys sukasi ir perkelia sukimąsi į vieną iš x arba y ašies kontaktinių ritinėlių. Kartu su ritinėliais sukasi žingsnio diskas. Sukant jis blokuoja šviesos srauto patekimą į fotoelementą (fotodiodą, fototranzistorių arba fotorezistorių). Šis režimas fotoelemento išėjime sukuria elektrinių impulsų grupę, kuri tiekiama į manipuliatoriaus valdymo bloką. Taigi, rutulio sukimasis paverčiamas žingsnio disko sukimosi kampais išilgai ašių X Ir Y ir užfiksuotas dviem skaitikliais. Kadangi pelės nuvažiuotas atstumas yra proporcingas šiems kampams, skaitiklio kodai nustato pelės padėtį paviršiuje. Tie patys kodai, perkelti į procesorių, valdo žymeklio padėtį monitoriaus ekrane.
Be skaitiklių, pelėje yra mygtukai, iš kurių informacija taip pat įtraukiama į procesoriui perduodamą kodą.
Prie mechaninių pelių trūkumų galima priskirti tai, kad jų darbui reikia vietos (paprastai staliniuose kompiuteriuose vietos visada neužtenka). Be to, dažnai lūžta mechaninės dalys. Pelės turi tendenciją rinkti nešvarumus, todėl sumažėja jų veikimo patikimumas. Todėl šį įrenginį reikia periodiškai valyti, nors atrodo, kad jis veikia ant švaraus stalo paviršiaus. Mechaninių pelių pigumas ir paprastumas padarė jas labiausiai paplitusiais įrenginiais.
Alternatyva mechaninei pelei yra optinė pelė.
Šiuolaikinėje optinė pelė naudojamas visai kitas principas (5 pav.).
Šioje schemoje:
1. Paviršiaus lentelės.
2. Manipuliatoriaus korpusas.
3.4. Valdymo mygtukai.
5. Kryptinis monochrominis šviesos šaltinis.
6. Langas manipuliatoriaus korpuse apšviesti stalo paviršių.
Veikimo principas.
Optinė pelė naudoja miniatiūrinę vaizdo kamerą paviršiui nuskaityti 1500 kadrų per sekundę greičiu. Šviesos diodas naudojamas paviršiui apšviesti. Stalo paviršiaus kadrai, konvertuoti į dvejetainį kodą, įrašomi į manipuliatoriaus atmintį.
Procesorius paeiliui atrenka kadrus iš atminties, lygina juos tarpusavyje ir, remdamasis palyginimu, apskaičiuoja žymeklio judėjimo maršrutą monitoriaus ekrane išilgai x ir y ašių. Procesorius taip pat stebi signalą, gaunamą iš valdymo mygtukų. Visi duomenys perduodami į kompiuterį per ryšio įrenginį.
Judančių dalių nebuvimas ir didelis tikslumas yra šio metodo privalumai.
Pelės kokybę lemia jos skiriamoji geba, kuri matuojama taškų arba rodmenų skaičiumi colyje (1 colis = 25,4 mm). Jei pelės skiriamoji geba yra 1000 mėginių / colyje ir juda vienu coliu, tada elektroninė grandinė generuoja 1000 impulsų (įprasta optinės pelės skiriamoji geba yra apie 400 pavyzdžių / colyje). Pelės tvarkyklė, gavusi šią informaciją, ją suvidurkina priklausomai nuo monitoriaus grafinės skiriamosios gebos ir atitinkamai perkelia žymeklį jo ekrane.
Klaviatūra- asmeninio kompiuterio klaviatūros valdymo įrenginys. Naudojamas raidiniams ir skaitmeniniams (simbolių) duomenims įvesti, taip pat valdymo komandoms. Monitoriaus ir klaviatūros derinys suteikia paprasčiausią vartotojo sąsaja. Klaviatūra valdo kompiuterio sistemą, o monitorius iš jos gauna grįžtamąjį ryšį.
Egzistuoja trys pagrindiniai tipai pagrindinis mechanizmas: membrana, pusiau mechaninis Ir mechaninis. Membraninės klaviatūros paprastai yra kelis kartus pigesnės nei mechaninės.
Membraninės klaviatūros
Pavadinimas kilęs iš to, kad paspaudus klavišą užsidaro dvi membranos. Rakto grąžinimas atliekamas guminiu kupolu (su "minu" centre). Tarpinė plėvelė su skylutėmis skirta membranoms atskirti.
Kadangi membranos yra vidinėse plėvelių pusėse, dizainas yra gerai apsaugotas, pavyzdžiui, nuo išsiliejusios kavos.
Saugesnio įgyvendinimo atveju viskas atrodo kaip vienas guminis kilimėlis su išsikišusiais kupolais, esančiais po klavišais.
Pliusai membraninio tipo klavišai yra saugumo, žemas garsas Ir kaina.
Minusas šio tipo - trapumas.
Pusiau mechaninės klaviatūros
Šiose klaviatūrose naudojami patvaresni ir netrinantys metaliniai kontaktai. Visa tai dedama ant spausdintinės plokštės. Raktas grąžinamas guminiu kupolu.
Mechaninės klaviatūros
Mechaniškai klaviatūros, raktas grąžinamas spyruokle.
Norint užregistruoti signalą, mechaninėms klaviatūroms nereikia „viso galo“, todėl jėga, pajudinanti klavišą iš vietos, yra vienintelė jėga, kurią reikia taikyti norint užregistruoti signalą. Paspausti klavišą ant klaviatūros rėmelio nebereikia.
Minusai toks mechanizmas: sandarumo trūkumas, kaina.
pliusas yra ilgaamžiškumas Ir patikimumas, ypač kai kontaktai yra paauksuoti.
Patvarumas (paspaudimų skaičius, kuriuo užtikrinamas patikimas kontaktas):
membraninėms klaviatūroms: 10-30 mln.;
mechaniniams (pusiau mechaniniams): 50 milijonų ir net 100 milijonų už paauksuotus kontaktus.
Paprastam vartotojui normaliai eksploatuojant 20 mln. pakaks 10 ar daugiau metų. Per šį laiką pasikeis bent 2 klaviatūrų kartos.
Veikimo principas.
Pagrindinėms klaviatūros funkcijoms atlikti nereikia vairuotojo pagalbos.
Norint pradėti dirbti su kompiuteriu, reikalinga programinė įranga jau yra pagrindinės įvesties/išvesties sistemos (BIOS) ROM (tik skaitymo atmintis) luste, todėl kompiuteris reaguoja į klavišų paspaudimus, kai tik jį įjungia.
Procesoriaus valdiklis nuskaito klavišų jungiklius ir paspaudus bet kurį klavišą, perduodamas unikalus vieno baito nuskaitymo kodas. Kai nuskaitymo kodas patenka į procesorių, pradedamas aparatinės įrangos pertraukimas. Nuskaitymo kodą analizuoja procesorius ir konvertuoja į simbolių kodą. Tada gautas simbolių kodas įdedamas į nedidelę atminties sritį, vadinamą klaviatūros buferiu. Įvestas simbolis saugomas klaviatūros buferyje, kol jį iš ten paima programa, kuriai jis buvo skirtas, pavyzdžiui, teksto rengyklė arba tekstų rengyklė. Jei simboliai į buferį patenka dažniau nei išimami, atsiranda buferio perpildymo efektas. Tokiu atveju naujų simbolių įvedimas kuriam laikui sustoja. Praktiškai šiuo metu, kai paspaudžiame klavišą, girdime įspėjamąjį garsą ir nepastebime duomenų įvedimo.
Kiekvienam klavišui priskiriamas unikalus skaitmeninis kodas ir yra specialios klaviatūros kodavimo lentelės, paprastai jos įrašomos į specialų lustą – procesoriaus simbolių generatorių. Norėdami pakeisti klaviatūros kodavimą, naudokite specialios programos- klaviatūros tvarkyklės. Šiuolaikinės klaviatūros geba ne tik perduoti duomenis į procesorių, bet ir priimti iš jo komandas.
Klaviatūros kompozicija.
RAIDINIAI SKAIČIŲ KLAVIŠAI
Skirtas simbolinės informacijos ir komandų, renkamų raidėmis, įvedimui. Kiekvienas klavišas gali veikti keliais režimais (registrais) ir atitinkamai juo galima įvesti kelis simbolius.
FUNKCIJOS KLAVIŠAI (F1- F12)
Šiems klavišams priskirtos funkcijos priklauso nuo konkrečios šiuo metu veikiančios programos savybių, o kai kuriais atvejais ir nuo operacinės sistemos savybių. F1 atveria pagalbos sistemą, kurioje galite rasti pagalbos apie kitų klavišų veikimą.
PASLAUGOS RAKTAI
SHIFT; ENTER; ALT; CTRL; TAB; ESC; BACKSPACE;
SPAUSDINIMO EKRANAS- dabartinės ekrano būsenos spausdinimas spausdintuve (MS-DOS) arba išsaugojimas specialioje RAM srityje, vadinamoje iškarpine (skirta Windows).
RIDENIMO UŽRAKTAS- darbo režimo perjungimas kai kuriose (dažniausiai pasenusiose) programose.
PERTRAUKA– esamo proceso sustabdymas/pertraukimas.
ŽYMEKLIŲ VALDYMAS
Žymeklis- ekrano elementas, nurodantis ženklų informacijos įvedimo vietą, naudojamas dirbant su programomis, kurios įveda duomenis ir komandas iš klaviatūros. Žymeklio klavišai leidžia valdyti įvesties padėtį.
AUKŠTYN/ŽEMYN/KAIRĖN/DEŠINĖN
NAMAI Ir GALAS perkelkite žymeklį atitinkamai į dabartinės eilutės pradžią arba pabaigą. Jų veiksmus taip pat keičia registro raktai.
ĮDĖTI perjungia duomenų įvedimo režimą (persijungia įterpimo ir perrašymo režimus). Jei teksto žymeklis yra esamo teksto viduje, tada įterpimo režimu nauji simboliai įvedami nekeičiant esamų simbolių (tekstas atrodo perkeltas). Pakeitimo režimu nauji simboliai pakeičia tekstą, kuris anksčiau buvo įvesties padėtyje.
IŠTRINTI skirta ištrinti simbolius, esančius dešinėje nuo esamos žymeklio padėties. Įvesties padėtis lieka nepakitusi.
PAPILDOMAS PANELAS
dubliuoja pagrindinio skydelio skaičių ir kai kurių simbolinių klavišų veiksmus.
Klaviatūros sąranka.
Asmeninių kompiuterių klaviatūros turi simbolių kartojimo funkciją, kuri naudojama įvesties procesui automatizuoti. Tai susideda iš to, kad kai raktas laikomas ilgą laiką, prasideda automatinis su juo susieto kodo įvedimas.
Klaviatūra – asmeninio kompiuterio klaviatūros valdymo įrenginys. Tarnauja įvedimui raidinis ir skaitmeninis (ženklas) duomenų ir valdymo komandas. Monitoriaus ir klaviatūros derinys suteikia paprasčiausią vartotojo sąsaja. SU klaviatūra valdyti kompiuterinę sistemą ir monitoriaus pagalba gauti iš jos atsakymą.
Veikimo principas. Klaviatūra priklauso standartinėmis priemonėmis Asmeninis kompiuteris. Jo pagrindinių funkcijų nereikia palaikyti specialių sistemos programų (tvarkyklių). Norint pradėti dirbti su kompiuteriu, reikalinga programinė įranga jau yra ROM mikroschemoje kaip pagrindinės įvesties / išvesties sistemos dalis (BIOS) ir todėl kompiuteris reaguoja į klavišų paspaudimus iškart po įjungimo. Klaviatūros veikimo principas yra toks.
10) Paspaudus klavišą (arba klavišų kombinaciją), speciali klaviatūroje įmontuota mikroschema išduoda vadinamąjį. nuskaityti kodą.
11) Nuskaitymo kodas patenka į mikroschemą, kuri atlieka funkcijas uostas klaviatūros. (Prievadai yra specialūs aparatūros-loginiai įrenginiai, atsakingi už procesoriaus ryšį su kitais įrenginiais.) Ši mikroschema yra pagrindinėje kompiuterio plokštėje sistemos bloko viduje.
12) Klaviatūros prievadas pertraukia procesorių ( Pertraukite- laikinas vienos programos vykdymo sustabdymas, siekiant operatyviai vykdyti kitą, šiuo metu svarbesnę (prioritetinę) programą) su fiksuotu numeriu. Klaviatūros pertraukimo numeriui - 9 (9 pertrauka, 9 int.).
13) Gavęs pertraukimą procesorius atideda einamąjį darbą ir pagal pertraukimo numerį patenka į specialią operatyviosios atminties sritį, kurioje yra vadinamasis. pertraukimo vektorius. Pertraukimo vektorius yra adreso duomenų sąrašas su fiksuotu įrašo ilgiu. Kiekviename įraše yra programos, kuri turi aptarnauti įrašo numerį atitinkantį pertraukimo numerį, adresas.
14) Nustačius programos, kuri apdoroja pertraukimą, pradžios adresą, procesorius pereina prie jo vykdymo. Paprasčiausia programa klaviatūros pertraukimų apdorojimas yra "įjungtas" į ROM lustą, tačiau programuotojai gali "pakeisti" savo programą vietoj jos, jei pakeičia duomenis pertraukimo vektoryje.
15) Pertraukimų tvarkyklės programa nukreipia procesorių į klaviatūros prievadą, kur suranda nuskaitymo kodą, įkelia jį į savo registrus, tada, valdant tvarkyklei, nustato, kuris simbolio kodas atitinka šį nuskaitymo kodą.
17) Procesorius nustoja apdoroti pertraukimą ir grįžta į laukiančią užduotį.
Įvestas simbolis saugomas klaviatūros buferyje, kol jį iš ten paima programa, kuriai jis buvo skirtas, pavyzdžiui, teksto rengyklė arba tekstų rengyklė. Jei simboliai į buferį patenka dažniau nei išimami, atsiranda buferio perpildymo efektas. Tokiu atveju naujų simbolių įvedimas kuriam laikui sustoja. Praktiškai šiuo metu, kai paspaudžiame klavišą, girdime įspėjamąjį garsą ir nepastebime duomenų įvedimo.
Klaviatūra kartu su pele ar jutikliniu kilimėliu yra pagrindinis vartotojo įvesties įrenginys.
Šiuolaikinės klaviatūros, dar vadinamos PC/AT klaviatūromis, turi 101 klavišą, nors kai kuriuose modeliuose, ypač skirtuose naudoti nešiojamuosiuose kompiuteriuose, gali trūkti kai kurių klavišų.
Klaviatūros klavišų išdėstymas vadinamas klaviatūros išdėstymu. Kiekvienos kalbos klaviatūros išdėstymas šiek tiek skiriasi, tačiau pagrindiniai klavišų blokai visada išlieka tie patys.
Taigi, bet kurioje klaviatūroje yra funkcijų klavišai, raidiniai ir skaitmeniniai klavišai, skaičių klaviatūros klavišai, žymeklio klavišai ir įvairūs aptarnavimo bei valdymo klavišai. Panagrinėkime juos išsamiau ir kartu išsiaiškinkime, kur jie yra klaviatūroje.
Funkciniai klavišai yra nuo F1 iki F12. Jie yra horizontalioje eilutėje klaviatūros viršuje. Jie naudojami norint greitai iškviesti tam tikras dabartinės programos funkcijas. Priklausomai nuo taikymo, jų paskirtis gali visiškai pasikeisti.
Raidiniai ir skaitmeniniai klavišai yra po funkciniais klavišais ir užima 4 horizontalias eilutes kairėje ir centrinėje klaviatūros dalyse. Šie klavišai naudojami tekstui, teksto simboliams ir skaičiams įvesti. Būtent šis blokas keičiasi priklausomai nuo kalbos, kuria jie spausdinami. Paprastai šiame bloke yra anglų ir nacionalinių kalbų klavišai (mūsų šaliai - anglų ir rusų maketai, kartais ir ukrainiečių).
Skaičių klavišai dubliuoja skaičių klavišus ir kai kuriuos valdiklius. Tai daroma norint patogiau dirbti su skaičiavimais. Šių klavišų blokas yra dešinėje klaviatūros pusėje. Daugelyje nešiojamųjų kompiuterių šio bloko nėra, kad sutaupytumėte vietos.
Žymeklio klavišai naudojami žymekliui perkelti į nurodytą vietą. Tai yra pradžios, pabaigos, rodyklių klavišai ir kiti. Jie yra tarp raidžių ir skaičių bloko ir skaičių klaviatūros.
Aptarnavimo ir valdymo klavišai – tai klavišai, valdantys teksto įvedimo režimus ir įvairias operacinės sistemos funkcijas. Jie yra apatiniuose skaičių bloko kampuose (Alt, Shift, Windows klavišai), kairiajame skaičių bloko stulpelyje (Caps Lock, Tab), šalia funkcijų klavišų ir žymeklio klavišų.
Klaviatūros įtaisas ir veikimo principas
Jei įsivaizduosime klaviatūrą kaip grotelę, tada klavišai bus vertikalių ir horizontalių juostų sankirtoje.
Tai veikia taip. Horizontalios linijos yra maitinamos. Jei nėra spaudimo, horizontalios ir vertikalios linijos neužsidaro ir ant horizontalių linijų bus loginio vieneto signalas (linijose yra įtampa). Ant vertikalių linijų pakaitomis bus taikomas loginis nulis.
Horizontalios linijos apklausiamos po vieną. Jei mygtukas bus paspaustas, jis uždarys vertikalias ir horizontalias linijas, o horizontali linija bus nustatyta į loginį nulį, gautą iš vertikalios linijos.
Žinodami, kuriai vertikaliai linijai buvo pritaikytas nulis, o kuri horizontali linija vietoj vienos davė nulio signalą, galite tiksliai nustatyti paspaustą klavišą.
Tai yra klaviatūros valdiklis. Gautam signalui priskiriamas vadinamasis nuskaitymo kodas. Po to jis pateikia centriniam procesoriui pertraukimo užklausą ir nusiunčia paspausto klavišo nuskaitymo kodą.
Klaviatūra taip pat turi savo buferį, kuriame saugomas paspaustų klavišų nuskaitymo kodas. Jis skirtas tiems atvejams, kai vienu metu spaudžiami keli klavišai. Naudodamas buferį, procesorius apdoroja šiuos klavišų paspaudimus arba klavišų derinius, paspaustus vienu metu.
Rakto kode yra nedidelis niuansas. Procesoriui perduotas nuskaitymo kodas nėra tas pats raidžių žymėjimas, kuris atspausdintas ant rakto. Tai tik paspausto klavišo numeris. Paties rakto reikšmė nustatoma pagal rakto ASCII kodą. Tas pats raktas gali atitikti kelias šio kodo reikšmes. Nuskaitymo kodo konvertavimą į ASCII kodą atlieka programinės įrangos BIOS ir klaviatūros tvarkyklė.
nešiojamojo kompiuterio klaviatūra
Nešiojamame kompiuteryje, kaip ir Asmeninis kompiuteris, yra klaviatūra, tačiau dėl to, kad nešiojamas kompiuteris yra vientisas gaminys, jame esanti klaviatūra yra vertingesnė nei įprastame asmeniniame kompiuteryje.
Dėl mažo nešiojamojo kompiuterio dydžio jo klaviatūra turi savo būdingų savybių.
Kad neišsikištų virš klaviatūros bloko ir nesubraižytų ekrano, nešiojamojo kompiuterio klavišai yra daug plonesni nei įprastai ir turi specialų ploną įrenginį, užtikrinantį trumpą klavišo eigą.
Norėdami sumažinti pačios klaviatūros plotą, gamintojai sumažina klavišų dydį. Be to, kai kuriuose modeliuose dešinėje klaviatūros pusėje gali nebūti skaičių klaviatūros. Kai kurie klavišai dedami į vieną kompaktišką grupę, ypač žymeklio klavišai ir aptarnavimo klavišai.
Norint pateikti tam tikrus konkrečius veiksmus, skirtus dirbti su nešiojamojo kompiuterio komponentais, įvedamos papildomos klavišų funkcijos ir nauji klavišų deriniai, būdingi konkrečiam modeliui.
Šios funkcijos turi savo privalumų ir trūkumų.
Pliusas yra minkštųjų klavišų judėjimas, beveik tylus jų veikimas, malonūs lytėjimo pojūčiai.
Minusas – skaitmeninio bloko nebuvimas kai kuriuose modeliuose, nestandartinis išdėstymas, nedidelis kai kurių klavišų dydis.
Taip pat trūkumas, lyginant su kompiuterio klaviatūra, yra keitimo problema ir. Kompiuterio klaviatūra yra nebrangi ir lengvai keičiama. Jo išmontavimas, valymas ir remontas yra daug lengvesnis ir daug pigesnis nei panašus darbas su nešiojamojo kompiuterio klaviatūra.
Taigi, apsvarstykite pagrindines nešiojamojo kompiuterio klaviatūros problemas ir gedimus bei kaip jas išspręsti.
Nešiojamojo kompiuterio klaviatūros gedimai ir remontas
Kaip ir bet kurio įrenginio atveju, yra du pagrindiniai gedimų tipai – gedimai dėl nešiojamojo kompiuterio vartotojo kaltės ir aparatinės įrangos gedimai.
Šio įrenginio gedimai dėl vartotojo kaltės yra dažniausi.
Dažniausia priežastis – ant klaviatūros išsiliejęs skystis. Kad taip nenutiktų, prie nešiojamojo kompiuterio nedėkite skysčių ir nieko negerkite prie jo sėdėdami. Jei problema jau iškilo, atsargiai su vata ir servetėlėmis surinkite skystį iš klaviatūros ir nuneškite į aptarnavimo centrą. Taip pat rekomenduojama išimti bateriją iš nešiojamojo kompiuterio. Reikėtų prisiminti, kad kuo anksčiau kreipsitės į aptarnavimo centrą, tuo didesnė tikimybė, kad skystis neturės laiko patekti į nešiojamojo kompiuterio vidų. Išmontuojant patiems arba nekvalifikuotai, į korpusą gali patekti skysčio ir padaryti daug rimtesnę ir brangesnę žalą.
Be to, klaviatūra gali nukentėti nuo stiprių smūgių į klavišus. Dėl to kai kurie raktai laikui bėgant sugenda arba išskrenda. Jei turite tinkamus raktus, galite juos pakeisti patys, tačiau jei jų nėra arba sugedo pats spaudimo mechanizmas, geriau jį atiduoti į aptarnavimo centrą. Šio gedimo prevencija yra kruopštus raktų valdymas.
Kartais klavišai blogai paspaudžiami, prilimpa ar net nustoja spausti. Taip yra dėl to, kad valgant prie klaviatūros laikui bėgant ji užsikemša. Klavišai nustoja spausti arba juos sunku paspausti dėl po jais esančių šiukšlių. Kartais klaviatūra užsikemša dulkėmis. Įprastos klaviatūros atveju ją lengva valyti, tačiau nešiojamojo kompiuterio klaviatūra naudoja savo klaviatūros laikiklius. Išardydami galite sugadinti prie jo einantį laidą arba sulaužyti raktus. Todėl nepakenktų reguliariai duoti klaviatūrą valyti techninės priežiūros centrui, kad išvengtumėte šios problemos. Šią procedūrą galite derinti su nešiojamojo kompiuterio valymu nuo dulkių aptarnavimo centre.
Prie techninės įrangos gedimų priskiriami kilpos kontaktų pažeidimai, pačios kilpos pažeidimai, klaviatūros valdiklio, klaviatūros plokštės gedimas ir kt. Visus techninės įrangos gedimus rekomenduojama atlikti techninės priežiūros centre. Tai subtilus remontas, kurio neįmanoma atlikti be patirties ir tinkamos įrangos.
Taip pat reikia nepamiršti, kad kai kuriais atvejais techninės įrangos taisymas gali būti brangesnis nei klaviatūros keitimas nauja. Po diagnozės nebus nereikalinga palyginti remonto ir naujos klaviatūros kainą. Pakeitimą geriau patikėti specialistams, nes tam tikras nešiojamojo kompiuterio modelis turi savo klaviatūros tvirtinimo tipą ir savo modelį, kurį galima tik pasirinkti ir įdiegti.
6 paskaita
Klaviatūra: periferinis įvesties įrenginys
Klaviatūros tipai:
Paprastos klaviatūros su standartiniu klavišų rinkiniu (abėcėlės, skaičių, funkcijų ir kt.)
INmultimedijos klaviatūros be standartinių klavišų buvo pridėti ir daugialypės terpės klavišai. Šios klaviatūros palengvina darbą su multimedija
Žaidimų klaviatūros sukurtas naudoti žaidimuose.
Taip pat renkantis klaviatūrą galima atkreipti dėmesį į jos techninius parametrus. Tarp šių parametrų yra klaviatūros klavišų mechanizmas.
Yra trys pagrindiniai tipai: membrana, mechaninė ir pusiau mechaninė.
IN membraninė klaviatūra - elektroninė klaviatūra be atskirų mechaninių judančių dalių, pagaminta iš plokščio, dažniausiai lankstaus paviršiaus su atspausdintu klavišų raštu. Šio tipo klaviatūros pasižymi labai maža kaina, išskirtiniu kompaktiškumu (storis – milimetro dalys), galimybe lenkti, dideliu patikimumu ir beveik tobula apsauga nuo purvo ir drėgmės. Pagrindinis trūkumas yra beveik visiškas lytėjimo grįžtamojo ryšio nebuvimas, todėl sunku tiksliai ir aklai įvesti tekstą. Norėdami kompensuoti šį trūkumą, membraniniai klaviatūros įrenginiai paprastai turi garsinį klavišo paspaudimo patvirtinimą. Be to, membranų apkrova nėra „matuojama“ pagal „stūmiklio-dangtelio“ sistemą (žr. toliau), o nustatoma tik operatoriaus pirštais, o tai žymiai sumažina membranų tarnavimo laiką.
Devintajame dešimtmetyje kai kuriuose žemesnės kainos klasės namų kompiuteriuose buvo naudojamos membraninės klaviatūros. Šiuo metu jie ir toliau naudojami buitiniuose prietaisuose (pavyzdžiui, in mikrobangų krosnelės), specializuota ir pramoninė įranga. Šiuolaikinėse kompiuterių klaviatūrose naudojama kombinuota membraninių, guminių ir mechaninių klaviatūrų technologija, kai paspaudus plastikinį klavišą išstumiamas guminis dangtelis, suteikiamas lytėjimo grįžtamasis ryšys ir spaudžiama membrana. Veikimo principas.
Membraninė klaviatūra paprastai susideda iš trijų sluoksnių. Dviejuose iš jų pritaikyti laidžios vėžės. Trečiasis izoliacinis sluoksnis yra atskiriamas. Vietose, kur yra klavišai, jis turi išpjovas, leidžiančias viršutinio ir apatinio sluoksnių takelius paspaudus liesti. Klaviatūros sluoksnių storis paprastai yra ne didesnis nei popieriaus ar kartono storis.
INmechaninės klaviatūros raktams grąžinti naudojamos metalinės spyruoklės. Šio tipo klaviatūros grandinės nėra labai apsaugotos nuo dulkių ir drėgmės. Ilgaamžiškumas yra pagrindinis mechaninių klaviatūrų pranašumas.
Pusiau mechaninės klaviatūros tai yra membranos ir mechaninės kryžminimas, kai vietoj apatinės membranos naudojama spausdintinė plokštė. Šis dizainas laikomas patvaresniu. Raktas grįžta į pradinę padėtį taip pat su guminiu kupolu. Kartais su maža spyruokle. Tokiu atveju viso presavimo metu užtikrinamas tolygesnis smūgis. Tačiau spyruoklių technologija turi vieną specifinį efektą: raktas paspaudžiamas net ir iš dalies paspaudus, o membranos koncepcija leidžia apsigalvoti spaudžiant. Tai svarbu spausdinant dideliu greičiu. Tokių įrenginių kaina yra didesnė nei membraninių, tačiau be to, kad jie turi tam tikrą apsaugą nuo taršos, šios klaviatūros jums tarnaus ilgiau.
Lazeris klaviatūros
Jį sudaro maža projektoriaus dėžutė, leidžianti rodyti klaviatūros vaizdą ant bet kokio plokščio paviršiaus. Duomenys perduodami oru (belaidžiu ryšiu). Galite reguliuoti ryškumą, spausdinimo klavišų garsą, jautrumą. Tiesa, tai negarantuoja 100% jūsų judesių atpažinimo, be to, akis skauda nuo ryškios šviesos. Yra dar vienas minusas: klaviatūros nesimato ryškioje šviesoje. Na, o šios programėlės kaina jokiu būdu nėra maža.
IN belaidės klaviatūros Yra trys pagrindiniai ryšio tipai: „Bluetooth“ ryšys, infraraudonųjų spindulių ryšys ir RF ryšys.
Klaviatūros, turinčios RF ryšį, maitinamos iš baterijos arba per USB kabelį, kuris naudojamas klaviatūrai įkrauti. Klaviatūros su infraraudonųjų spindulių ryšiu turi būti priimančiojo įrenginio diapazone. Klaviatūros su RF ryšiu turi didesnį diapazoną nei klaviatūros su infraraudonųjų spindulių ryšiu. „Bluetooth“ klaviatūros naudoja „Bluetooth“ technologiją, kad užtikrintų didesnį atstumą nei RF ir infraraudonųjų spindulių klaviatūros. Klaviatūros su RF ryšiu užtikrina didesnį nešiojamumą nei klaviatūros su Bluetooth ir infraraudonųjų spindulių ryšiu.
Laidinės klaviatūros
PS/2 ir USB yra dviejų tipų laidinės jungtys, jungiančios klaviatūras prie kompiuterių.
PS/2 prievadas pirmą kartą pasirodė kompiuteriuose (prieš tai jis buvo naudojamas klaviatūrai prijungti . Duomenų perdavimo greitis – nuo 80 iki 300 Kb/s ir priklauso nuo prijungto įrenginio ir programinės įrangos našumo .
Iš šešių jungties kaiščių naudojami keturi: dažnis, duomenys, galia, bendras. Tuo pačiu metu duomenų magistralei naudojami kontaktai ir klaviatūros dažnis gali skirtis nuo pelės prijungimo kontaktų. Tai leidžia naudoti abu įrenginius vienu metu, bet per skirstytuvą.
Kai kurie gali veikti tinkamai, jei pelė ir klaviatūra yra „neteisingai“ prijungtos (tai yra, kai klaviatūra prijungta prie jungties, skirtos pelei, ir, atvirkščiai, pelė prijungta prie klaviatūros jungties) - taip yra dėl to, kad kad kiekviena jungtis yra universali. Dauguma pagrindinės plokštės jei prijungtas neteisingai (arba atjungtas veikimo metu), vartotojas turės „teisingai“ prijungti įrenginius ir kartais .
Priklausomai nuo klaviatūros korpuso tipo, jie skirstomi į:
Tradicinis (standartinis)– įprastos AT-klaviatūros;
Ergonomiškas. Tokio tipo klaviatūros konstrukcijose atsižvelgiama į natūralią rankų padėtį renkant tekstą (tokiose konstrukcijose klaviatūra buvo lūžta centre, klavišai buvo stačiu kampu į natūralią rankų padėtį rašant). Ergonomiška klaviatūra gali pagerinti produktyvumą ir išvengti tam tikrų lėtinių ligų pavojų.
Lankstus.- Klaviatūra pagaminta iš netoksiškos itin elastingos silikoninės gumos ir atrodo kaip savotiškas kilimėlis su įvairių formų išsikišimais. Raidės ir simboliai laikui bėgant neištrinami, nes jie naudojami kitoje išorinės plėvelės pusėje. Išorinė plėvelė gali būti matinė arba blizgi. Pagrindinis tokių klaviatūrų privalumas yra patogumas transportuoti – jos sveria tik apie 350 gramų ir lengvai sulankstomos į kompaktišką ritinį. Jie yra gerai apsaugoti nuo purvo (atsparūs vandeniui), lengvai valomi ir gana lengvai atlaiko smūgius. Jie yra tylūs ir kai kuriuose variantuose turi apšviestus klavišus.
Tačiau yra ir trūkumų: norint paspausti klavišą, reikia įdėti šiek tiek daugiau pastangų nei naudojant įprastą klaviatūrą. Spaudimas turi būti griežtai centre.
Programa gali naudoti klaviatūrą įvairiais būdais. Jis gali atidėti jo vykdymą, kol operatorius įves skaičių arba kol bus paspaustas klavišas. Atlikdama tam tikrą darbą, programa gali periodiškai tikrinti, ar operatorius nepaspaudė klavišo, kuris keičia programos režimą. Rezidentinės programos gali valdyti visus klavišų paspaudimus, suaktyvindamos, kai paspaudžiamas iš anksto nustatytas derinys. Galite naudoti klaviatūros sugeneruotą pertraukimą, pavyzdžiui, norėdami nutraukti programą.
Kaip veikia klaviatūra
Kas yra klaviatūros viduje? Pasirodo, ten yra kompiuteris! Tik šis kompiuteris susideda iš vienos mikroschemos ir atlieka specializuotas funkcijas. Jis seka klavišų paspaudimus ir siunčia paspausto klavišo numerį į centrinį kompiuterį.
Klaviatūra yra jutiklių rinkinys, kuris suvokia spaudimą klavišams ir uždaro tam tikrą elektros grandinę. Ilgą laiką buvo gaminamos klaviatūros su mechaniniais jutikliais. Šiuolaikinės klaviatūros yra membraninio tipo. Jungiklis yra membranų rinkinys: aktyvioji – viršutinė, pasyvioji – apatinė, atskirianti.
Klaviatūros korpuso viduje, be jutiklių, yra ir elektroninių signalų dekodavimo plokštės.
Duomenų mainai tarp klaviatūros ir sisteminės plokštės vyksta 11 bitų blokais (8 bitai plius aptarnavimo informacija) per 2 laidų kabelį (signalas ir įžeminimas).
Klaviatūros principas yra nuskaityti klavišų jungiklius. Bet kurio jungiklio uždarymas ir atidarymas atitinka unikalų 1 baito skaitmeninį kodą (nuskaitymo kodą).
Klaviatūra prijungta prie pagrindinės plokštės naudojant DIN arba mini-DIN jungtį.
Sistemos plokštėje speciali mikroschema priima ir apdoroja signalus iš klaviatūros -klaviatūros valdiklis.
Jei atsižvelgsime į labai supaprastintą klaviatūros schemą, pamatysime, kad visi klavišai yra matricos mazguose:
Visos horizontalios matricos linijos yra prijungtos per rezistorius prie +5 V maitinimo šaltinio.Klaviatūrinis kompiuteris turi du prievadus - išėjimą ir įvestį. Įvesties prievadas yra prijungtas prie horizontalių matricos linijų (X0-X4), o išvesties prievadas yra prijungtas prie vertikalių linijų (Y0-Y5).
Kiekvienoje vertikalioje eilutėje paeiliui nustatydamas įtampos lygį, atitinkantį loginį 0, klaviatūros kompiuteris apklausia horizontalių linijų būseną. Jei nepaspaudžiamas joks klavišas, įtampos lygis visose horizontaliose linijose atitinka logiką 1 (nes visos šios linijos per rezistorius yra prijungtos prie +5 V maitinimo šaltinio).
Jei operatorius paspaus bet kurį klavišą, atitinkamos vertikalios ir horizontalios linijos bus uždarytos. Kai procesorius šioje vertikalioje linijoje nustato loginio 0 reikšmę, įtampos lygis horizontalioje linijoje taip pat atitiks loginį 0.
Kai tik loginio 0 lygis pasirodo vienoje iš horizontalių linijų, klaviatūros procesorius nustato klavišo paspaudimą. Jis siunčia pertraukimo užklausą ir rakto numerį matricoje į centrinį kompiuterį. Panašūs veiksmai atliekami, kai operatorius atleidžia anksčiau paspaustą klavišą.
Klaviatūros procesoriaus siunčiamas klavišo numeris yra vienareikšmiškai susijęs su klaviatūros matricos išdėstymu ir tiesiogiai nepriklauso nuo žymenų, atspausdintų ant klavišų paviršiaus. Šis numeris vadinamas nuskaitymo kodu.
Žodis „nuskaityti“ reiškia faktą, kad klaviatūros kompiuteris nuskaito klaviatūrą, kad surastų paspaustą klavišą.
Tačiau programai reikia ne paspausto klavišo serijos numerio, o ASCII kodo, atitinkančio šio klavišo žymėjimą. Šis kodas vienareikšmiškai nepriklauso nuo nuskaitymo kodo, nes Tas pats raktas gali turėti kelias ASCII kodo reikšmes. Tai priklauso nuo kitų klavišų būsenos. Pavyzdžiui, klavišas, pažymėtas "1", taip pat naudojamas simboliui "!" (jei jis paspaudžiamas kartu su SHIFT klavišu).
Todėl atliekamos visos nuskaitymo kodo konvertavimas į ASCII kodą programinė įranga. Paprastai šias konversijas atlieka BIOS moduliai. Norint naudoti kirilicos simbolius, šiuos modulius išplečia klaviatūros tvarkyklės.
Jei paspausite klavišą ir jo neatleisite, klaviatūra persijungs į automatinio kartojimo režimą. Šiuo režimu paspausto klavišo kodas automatiškai siunčiamas į centrinį kompiuterį po tam tikro laiko, vadinamo automatinio kartojimo periodu. Automatinio kartojimo režimas leidžia lengviau įvesti daug identiškų simbolių iš klaviatūros.
Reikėtų pažymėti, kad klaviatūroje yra vidinis 16 baitų buferis, per kurį ji palaiko ryšį su kompiuteriu.
Sistemos įvesties įrenginių tvarkyklės
Klaviatūros tvarkyklės, neatsižvelgiant į fizines laidų schemas, naudoja sistemos klaviatūros klasės tvarkykles, kad atliktų nuo aparatinės įrangos nepriklausomas operacijas. Iškviečiami vairuotojo duomenysklasės vairuotojai , nes jie pateikia reikalavimus konkrečiai įrenginių klasei, kurių reikalauja sistema, bet nepriklauso nuo aparatinės įrangos diegimo.
Atitinkamasfunkcinis vairuotojas (prievado tvarkyklė) įgyvendina konkrečiam įrenginiui skirtą I/O palaikymą. „Windows OS“, skirta x86 platformoms, įdiegia vieną sistemos klaviatūrą (i8042) ir pelės tvarkyklę.
Plug and Play PS/2 klaviatūros tvarkyklės
Tvarkyklės krūvoje yra (iš viršaus į apačią):
Kbdclass – aukščiausio lygio klaviatūros klasės filtro tvarkyklė;
pasirenkama aukščiausio lygio klaviatūros klasės filtro tvarkyklė;
i8042prt - funkcinė klaviatūros tvarkyklė;
autobuso šaknies vairuotojas.
„Windows 2000“ ir senesnėse versijose klaviatūros klasės tvarkyklė yrakbdclass , kurios pagrindinės užduotys yra:
Bendrųjų ir nuo įrenginio nepriklausomų įrenginių klasės operacijų teikimas;
parama Prijunkite ir paleiskite,
operacijų atlikimas vienu metu daugiau nei vienu įrenginiu;
klasės paslaugų iškvietimo rutinos įgyvendinimas, kurį iškviečia funkcijos tvarkyklė, kad perduotų duomenis iš įrenginio įvesties buferio į įrenginio klasės tvarkyklės duomenų buferį.
„Windows 2000“ ir naujesnėse versijose įvesties įrenginių, naudojančių PS/2 prievadą (klaviatūros ir pelės), funkcinė tvarkyklė yrai8042prt , kurios pagrindinės funkcijos yra šios:
PS / 2 įvesties įrenginių, priklausančių nuo aparatinės įrangos, vienalaikių operacijų teikimas (klaviatūros ir pelės turi bendrus įvesties išvesties prievadus, bet naudoja skirtingus pertraukimus, pertraukimų tvarkymo procedūras (ISR) ir pertraukimų tvarkymo užbaigimo procedūras);
parama Prijunkite ir paleiskite, galios valdymo palaikymas ir Windows valdymo instrumentai (WMI);
pasenusių įrenginių operacijų palaikymas;
iškvieskite klaviatūros ir pelės klasių klasės tarnybos atgalinio skambinimo rutiną, kad duomenys būtų perkelti iš i8042prt įvesties duomenų buferio į klasės tvarkyklės duomenų buferį;
iškviečiamas atšaukimo funkcijų rinkinys, galintis įdiegti aukšto lygio filtrų tvarkykles lanksčiam įrenginio valdymui.
Apskritai PS / 2 klaviatūros įrenginio krūvą (teisingiau kalbėti apie įrenginio objektų krūvą) sudaro:
fizinės klaviatūros įrenginio objektas (SKVN), sukurtas magistralės vairuotojo (šiuo atveju, PCI magistralė) – \Įrenginys\00000066;
klaviatūros įrenginio funkcinis objektas (FDO), sukurtas ir prie SKVN prijungtas i8042prt tvarkykle – objektas be pavadinimo;
pasirenkami klaviatūros įrenginių filtravimo objektai, sukurti trečiųjų šalių klaviatūros filtrų tvarkyklių;
Klaviatūros klasės aukščiausio lygio įrenginio filtro objektas, sukurtas Kbdclass klasės tvarkyklės - \Device\KeyboardClass0.
Programų klaviatūros įvesties tvarkymas
„Microsoft Win32“ posistemis pasiekia klaviatūrą naudodamas neapdorotą įvesties giją (RIT), kuri yra csrss.exe sistemos proceso dalis. Operacinė sistema sukuria RIT ir sistemos aparatinės įrangos įvesties eilę (SHIQ) paleidžiant.
RIT atidaro klaviatūros klasės tvarkyklės įrenginio objektą išskirtiniam naudojimui ir siunčia į jį I/O užklausą (IRP), kurios tipas yra IRP_MJ_READ, naudodamas funkciją ZwReadFile. Gavusi užklausą, Kbdclass tvarkyklė pažymi ją kaip laukiančią, įkelia į eilę ir grąžina STATUS_PENDING grąžinimo kodą. Neapdorotas įvesties srautas turi palaukti, kol IRP užbaigs, naudodamas asinchroninės procedūros iškvietimą (APC).
Kai vartotojas paspaudžia arba atleidžia vieną iš klavišų, sistemos klaviatūros valdiklis sukuria aparatinės įrangos pertraukimą. Jo tvarkytojas iškviečia specialią pertraukimo paslaugų rutiną IRQ 1 (interrupt service rutin, ISR), kurią sistemoje užregistravo i8042prt tvarkyklė. Ši procedūra nuskaito duomenis, kurie pasirodė iš klaviatūros valdiklio vidinės eilės. Aparatinės įrangos pertraukimų apdorojimas turi būti kuo greitesnis, todėl ISR nustato atidėtos procedūros iškvietimą (DPC) I8042KeyboardIsrDpc ir išeina. Kai tik tai bus įmanoma (IRQL nukris iki DISPATCH_LEVEL), sistema iškvies DPC. Šiuo metu bus iškviesta KeyboardClassServiceCallback skambinimo procedūra, kurią Kbdclass tvarkyklė užregistravo i8042prt tvarkyklėje. „KeyboardClassServiceCallback“ nuskaitys laukiančią IRP užklausą iš savo eilės, užpildys maksimalų skaičių KEYBOARD_INPUT_DATA struktūrų, turinčių visą reikiamą klavišo paspaudimo / atleidimo informaciją, ir nutrauks IRP. Neapdorotas įvesties srautas atsibunda, apdoroja gautą informaciją ir vėl siunčia IRP_MJ_READ tipo IRP klasės tvarkyklei, kuri vėl yra eilėje iki kito klavišo paspaudimo / atleidimo. Taigi, klaviatūros krūvoje visada yra bent vienas laukiantis IRP ir jis yra vairuotojo Kbdclass eilėje.
Naudodami „IrpTracker“ įrankį, kurį sukūrė anksčiau minėta „Open Systems Resources“ įmonė, galite sekti skambučių, atsirandančių apdorojant klaviatūros įvestį, seką.
Kaip RIT apdoroja gaunamą informaciją? Visi gaunami klaviatūros įvykiai patalpinami į sistemos aparatinės įrangos įvesties eilę, po kurios jie nuosekliai konvertuojami į „Windows“ pranešimai(tipo WM_KEY*, WM_?BUTTON* arba WM_MOUSEMOVE) ir yra aktyvios gijos virtualizuotos įvesties eilės (VIQ) pabaigoje. „Windows“ pranešimuose klavišų nuskaitymo kodai pakeičiami virtualių klavišų kodais, kurie atitinka ne klavišo vietą klaviatūroje, o klavišo atliekamą veiksmą. Kodo konvertavimo mechanizmas priklauso nuo aktyvaus klaviatūros išdėstymo, vienu metu spaudžiamų klavišų (pvz., SHIFT) ir kitų veiksnių.
Kai vartotojas prisijungia, „Windows Explorer“ procesas sukuria giją, kuri sukuria užduočių juostą ir darbalaukį (WinSta0_RIT). Ši gija yra susieta su RIT. Jei vartotojas paleidžia MS Word, langą sukūrusi gija iš karto prisijungs prie RIT. Po to Explorer priklausanti gija atjungiama nuo RIT, nes su RIT vienu metu galima susieti tik vieną giją. Paspaudus klavišą, SHIQ pasirodys atitinkamas elementas, dėl kurio RIT atsibus, aparatinės įrangos įvesties įvykį konvertuos į klaviatūros pranešimą ir įdės jį į MS Word programos gijos VIQ.
Klaviatūros klavišų būsenų masyvai
Vienas iš iššūkių kuriant „Windows“ aparatinės įrangos įvesties modelį buvo padaryti jį atsparų gedimams. Gedimų tolerancija užtikrinama nepriklausomu gijų įvesties apdorojimu, kuris neleidžia vienai gijai neigiamai paveikti kitą. Tačiau to nepakanka, kad gijas būtų patikimai atskirtos viena nuo kitos, todėl sistema palaiko papildomą koncepciją – vietinės įvesties būseną. Kiekviena gija turi savo įvesties būseną, apie kurią informacija saugoma THREADINFO struktūroje. Informacija apie šią būseną apima duomenis apie gijos virtualią įvesties eilę, taip pat kintamųjų grupę. Pastarosiose yra valdymo informacija apie įvesties būseną. Kalbant apie klaviatūrą, palaikoma tokia informacija: kuriame lange yra klaviatūros fokusas, kuris langas šiuo metu aktyvus, kokie klavišai paspausti, kokia yra įvesties žymeklio būsena.
Informacija apie tai, kurie klavišai yra paspausti, saugoma sinchroninėje klavišų masyvo būsenoje. Šis masyvas įtrauktas į kiekvienos gijos vietinius įvesties būsenos kintamuosius. Tuo pačiu metu yra tik vienas asinchroninio rakto būsenos masyvas, kuriame yra panaši informacija, ir juo dalijasi visos gijos. Masyvai atspindi visų klavišų būseną šiuo metu, o funkcija GetAsyncKeyState leidžia nustatyti, ar nurodytas klavišas šiuo metu yra paspaustas. GetAsyncKeyState visada grąžina 0 (nepaspausta), jei ją iškviečia kita gija, o ne ta, kuri sukūrė langą, kuriame šiuo metu yra įvesties fokusas.
Funkcija GetKeyState nuo GetAsyncKeyState skiriasi tuo, kad grąžina klaviatūros būseną tuo metu, kai iš gijos eilės buvo gautas paskutinis klaviatūros pranešimas. Šią funkciją galima iškviesti bet kuriuo metu; jai nesvarbu, kuriame lange yra fokusas.
Klaviatūros spąstai
„Microsoft Windows“ operacinėje sistemoje spąstai arba kabliukas yra mechanizmas, skirtas įvykiams perimti naudojant specialią funkciją (pvz., „Windows“ pranešimų perdavimą, pelės ar klaviatūros įvestį), kol jie pasiekia programą. Tada ši funkcija gali reaguoti į įvykius ir kai kuriais atvejais juos pakeisti arba atšaukti.
Iškviečiamos funkcijos, kurios gauna pranešimus apie įvykiusfiltro funkcijos ir skiriasi perimamų įvykių tipais. Kad „Windows“ galėtų iškviesti filtro funkciją, ši funkcija turi būti pritvirtinta prie kablio (pvz., klaviatūros kablio). Vienos ar kelių filtro funkcijų pritvirtinimas prie kabliuko vadinamas kablio nustatymu. Programos naudoja Win32 API funkcijas SetWindowsHookEx ir UnhookWindowsHookEx, kad įdiegtų ir pašalintų filtrų funkcijas. Kai kuriuos kabliukus galima nustatyti tiek visai sistemai, tiek vienam konkrečiam siūlui.
Jei prie to paties kabliuko yra prijungtos kelios filtrų funkcijos, „Windows“ įdiegia funkcijų eilę, o paskutinę prijungtą funkciją – eilės priekyje, o pačią pirmą – eilės pabaigoje. Filtro funkcijų eilę (žr. 8 pav.) palaiko pati Windows, todėl lengviau rašyti filtro funkcijas ir pagerinti operacinės sistemos veikimą.
Sistema palaiko atskiras grandines kiekvienam kablio tipui. Kabliuko grandinė yra rodyklių, skirtų filtravimo funkcijoms (specialios programos nustatytos atgalinio ryšio funkcijos), sąrašas. Kai įvyksta įvykis, susijęs su tam tikro tipo kabliu, sistema iš eilės perduoda pranešimą kiekvienai kablio grandinės filtro funkcijai. Veiksmas, kurį gali atlikti filtro funkcija, priklauso nuo užkabinimo tipo: kai kurios funkcijos gali stebėti tik įvykių įvykius, kitos gali keisti pranešimo parametrus arba net sustabdyti pranešimų apdorojimą, blokuodamos kitos filtro funkcijos iškvietimą užkabinimo grandinėje arba paskirties vietoje. lango pranešimų tvarkymo funkcija.
Kai viena ar kelios filtro funkcijos yra prijungtos prie kablio ir įvyksta įvykis, kuris suaktyvina kabliuką, „Windows“ iškviečia pirmąją funkciją filtro funkcijų eilėje ir tai yra atsakomybė. Tada funkcija yra atsakinga už kitos grandinės funkcijos iškvietimą, o tai atliekama naudojant CallNextHookEx Win32 API funkciją.
OS palaiko kelių tipų kabliukus, kurių kiekvienas suteikia prieigą prie vieno „Windows“ pranešimų siuntimo mechanizmo aspekto.
Bendra apdorojimo schema
Apibendrinkime visas aukščiau gautas žinias apie klaviatūros įvesties procedūrą viename algoritme. Taigi signalo srauto algoritmas nuo vartotojo paspaudus klaviatūros klavišus iki simbolių pasirodymo ekrane gali būti pavaizduotas taip:
Operacinė sistema paleidžiant sukuria neapdorotą įvesties srautą ir sistemos aparatinės įrangos įvesties eilę csrss.exe sistemos procese.
Neapdorotas įvesties srautas cikle siunčia skaitymo užklausas klaviatūros klasės tvarkyklei, kurios lieka laukiančios, kol įvyks klaviatūros įvykiai.
Kai vartotojas paspaudžia arba atleidžia klaviatūros klavišą, klaviatūros mikrovaldiklis aptinka paspaudžiamą/atleidžiamą klavišą ir siunčia paspausto klavišo nuskaitymo kodą bei pertraukimo užklausą į centrinį kompiuterį.
Sistemos klaviatūros valdiklis gauna nuskaitymo kodą, konvertuoja nuskaitymo kodą, padaro jį prieinamą I/O prievade 60h ir generuoja procesoriaus aparatinės įrangos pertraukimą.
Pertraukimo valdiklis iškviečia pertraukimo rutiną IRQ 1, ISR, kurią sistemoje užregistravo i8042prt klaviatūros funkcijos tvarkyklė.
ISR procedūra nuskaito duomenis, atsiradusius iš vidinės klaviatūros valdiklio eilės, nuskaitymo kodus paverčia virtualių klavišų kodais (sistemos apibrėžtomis nepriklausomomis reikšmėmis) ir iškviečia atidėtą procedūrą I8042KeyboardIsrDpc.
Kai tik įmanoma, sistema iškviečia DPC, kuris savo ruožtu iškviečia KeyboardClassServiceCallback atgalinio skambinimo procedūrą, užregistruotą Kbdclass klaviatūros klasės tvarkyklės.
KeyboardClassServiceCallback procedūra nuskaito laukiančią užklausą iš neapdoroto įvesties srauto iš jos eilės ir pateikia informaciją apie jame paspaustą klavišą.
Neapdorotas įvesties srautas išsaugo gautą informaciją sistemos aparatinės įrangos įvesties eilėje ir pagal ją generuoja pagrindinius Windows klaviatūros pranešimus WM_KEYDOWN, WM_KEYUP, kurie dedami į aktyvios gijos virtualios įvesties eilės VIQ pabaigą.
Gijos pranešimų ciklas pašalina pranešimą iš eilės ir perduoda jį į atitinkamą apdorojimo lango procedūrą. Tokiu atveju galima iškviesti TranslateMessage sistemos funkciją, kuri, remiantis pagrindiniais klaviatūros pranešimais, sukuria papildomus „simbolių“ pranešimus WM_CHAR, WM_SYSCHAR, WM_DEADCHAR ir WM_SYSDEADCHAR.
