Строение клавиши клавиатуры. Клавиатура. Назначение, состав и принцип работы. Дополнительная клавиатура включается клавишей NumLock

Лекция №9 Манипуляторные устройства ввода информации

1. Клавиатура. Типы и принципы работы.

2. Типы манипуляторов «мышь».

3. Трэкболл, тачпад, джойстик.

Клавиатура. Типы и принципы работы.

Клавиатура - клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Принцип действия . Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Принцип действия клавиатуры заключается в следующем:

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

2. Скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры. (Порты - специальные аппаратно-логические устройства, отвечающие за связь процессора с другими устройствами.) Данная микросхема находится на основной плате компьютера внутри системного блока.

3. Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания - 9 (Interrupt 9, Int 9).

4. Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой находится так называемый вектор прерываний. Вектор прерываний - это список адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим с номером записи.

5. Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание, процессор переходит к ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного прерывания «зашита» в микросхему ПЗУ, но программисты могут «подставить» вместо нее свою программу, если изменят данные в векторе прерываний.

6. Программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.

8. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной задаче.

9. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет оттуда та программа, для которой он и предназначался, например текстовый редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще, чем забираются оттуда, наступает эффект переполнения буфера. В этом случае ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал и не наблюдаем ввода данных.

Состав клавиатуры . Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально распределенных по нескольким группам.

Группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких символов. Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов) и верхним регистром (для ввода прописных символов) выполняют удержанием клавиши SHIFT (нефиксированное переключение). При необходимости жестко переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксированное переключение). Если клавиатура используется для ввода данных, абзац закрывают нажатием клавиши ENTER. При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки. Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей ENTER завершают ввод команды и начинают ее исполнение.

Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие схемы называются раскладками клавиатуры. Переключения между различными раскладками выполняются программным образом - это одна из функций операционной системы. Соответственно, способ переключения зависит от того, в какой операционной системе работает компьютер. Например, в системе Windows 98 для этой цели могут использоваться следующие комбинации: левая клавиша ALT+SHIFT или CTRL+SHIFT. При работе с другой операционной системой способ переключения можно установить по справочной системе той программы, которая выполняет переключение.

Общепринятые раскладки клавиатуры имеют свои корни в раскладках клавиатур пишущих машинок. Для персональных компьютеров IBM PC типовыми считаются раскладки QWERTY (английская) и ЙЦУКЕНГ (русская). Раскладки принято именовать по символам, закрепленным за первыми клавишами верхней строки алфавитной группы.

Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами, зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общеприняты для большинства программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы. В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный размер. К ним относятся рассмотренные выше клавиши SHIFT и ENTE, регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции при наборе текста), клавиша ESC (от английского слова Escape) для отказа от исполнения последней введенной команды и клавиша BACKSPACE для удаления только что введенных знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной влево).

Служебные клавиши PRINT SCREEN, SCROLL LOCK и PAUSE/BREAK размещаются справа от группы функциональных клавиш и выполняют специфические функции зависящие от действующей операционной системы. Общепринятыми являются следующие действия:

PRINT SCREEN - печать текущего состояния экрана на принтере (для MS-DOS) и сохранение его в специальной области оперативной памяти, называемой буфером обмена (для Windows).

SCROLL LOCK - переключение режима работы в некоторых (как правило, устаревших) программах.

PAUSE/BREAK - приостановка/прерывание текущего процесса.

Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой панели. Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода знаковой информации. Курсор используется при работе с программами, выполняющими ввод данных и команд с клавиатуры. Клавиши управления курсором позволяют управлять позицией ввода.

Четыре клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении, указанном стрелкой. Действие прочих клавиш описано ниже.

PAGE UP/PAGE DOWN - перевод курсора на одну страницу вверх или вниз. Понятие «страница» обычно относится к фрагменту документа, видимому на экране. В графических операционных системах (например Windows) этими клавишами выполняют «прокрутку» содержимого в текущем окне. Действие этих клавиш многих программах может быть модифицировано с помощью служебных регистровых клавиш, в первую очередь SHIFT и CTRL Конкретный результат модификации зависит от конкретной программы и/или операционной системы.

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

Традиционное назначение клавиши INSERT состоит в переключении режима ввода данных (переключение между режимами вставки и замены). Если текстовый курсор находится внутри существующего текста, то в режиме вставки происходит ввод новых знаков без замены существующих символов (текст как бы раздвигается). В режиме замены новые знаки заменяют текст, имевшийся ранее в позиции ввода.

В современных программах действие клавиши INSERT может быть иным. Конкретную информацию следует получить в справочной системе программы. Возможно, что действие этой клавиши является настраиваемым, - это также зависит от свойств конкретной программы.

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

Сравните действие клавиши DELETE с действием служебной клавиши BACKSPACE. Последняя служит для удаления знаков, но при ее использовании позиция ввода смещается влево, и, соответственно, удаляются символы, находящиеся не справа, а слева от курсора.

Группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых и некоторых знаковых клавиш основной панели. Во многих случаях для использования этой группы клавиш следует предварительно включать клавишу-переключатель NUM LOCK (о состоянии переключателей NUM LOCK, CAPS LOCK и SCROLL LOCK можно судить по светодиодным индикаторам, обычно расположенным в правом верхнем углу клавиатуры).

Появление дополнительной панели клавиатуры относится к началу 80-х годов. В то время клавиатуры были относительно дорогостоящими устройствами. Первоначальное назначение дополнительной панели состояло в снижении износа основной панели при проведении расчетно-кассовых вычислений, а также при управлении компьютерными играми (при выключенном переключателе NUM LOCK клавиши дополнительной панели могут использоваться в качестве клавиш управления курсором),

В наши дни клавиатуры относят к малоценным быстроизнашивающимся устройствам и приспособлениям, и существенной необходимости оберегать их от износа нет. Тем не менее, за дополнительной клавиатурой сохраняется важная функция ввода символов, для которых известен расширенный код ASCII (см. выше), но неизвестно закрепление за клавишей клавиатуры. Так, например, известно, что символ <§> (параграф) имеет код 0167, а символ <°> (угловой градус) имеет код 0176, но соответствующих им клавиш на клавиатуре нет. В таких случаях для их ввода используют дополнительную панель.

Порядок ввода символов по известному ALT-коду.

1. Нажать и удержать клавишу ALT.

2. Убедиться в том, что включен переключатель NUM LOCK.

3.Не отпуская клавиши ALT, набрать последовательно на дополнительной панели alt- код вводимого символа, например: 0167.

4. Отпустить клавишу ALT. Символ, имеющий код 0167, появится на экране в позиции ввода.

Настройка клавиатуры. Клавиатуры персональных компьютеров обладают свойством повтора знаков, которое используется для автоматизации процесса ввода. Оно состоит в том, что при длительном удержании клавиши начинается автоматический ввод связанного с ней кода. При этом настраиваемыми параметрами являются:

Интервал времени после нажатия, по истечении которого начнется автоматический повтор кода;

Темп повтора (количество знаков в секунду).

Средства настройки клавиатуры относятся к системным и обычно входят в состава операционной системы. Кроме параметров режима повтора настройке подлежат также используемые раскладки и органы управления, используемые для переключения раскладок.

Клавиатура. Как работает клавиатура

С помощью клавиатуры мы вводим алфавитно-цифровые данные и управляем работой компьютера. Блок клавиатуры содержит клавиатуру и контроллер клавиатуры, который состоит из буферной памяти и схемы управления.

Параметры клавиатуры:

1. Тип переключателей – в современной клавиатуре в качестве переключателей, установленных под клавишами используют мембранные переключатели. Это контактные площадки, нанесенные на гибкие диэлектрические пластины. При нажатии верхняя пластина соприкасается с нижней и контакты замыкаются. Это обнаруживается контроллером клавиатуры и передается сигнал в ПК. Чаще используется в Notebook (маленькая толщина). Для настольных ПК чаще используют А1 клавиатуру (101 клавиша). В ней установлены специальные пружинящие пластины. Она надежна и удобна.

2. Расположение клавиш. Существуют прямая и эргономичная клавиатуры. Вторая более функциональна. Клавиши разделены по двум группам, каждая из которых повернута друг относительно друга (этот угол можно даже регулировать)

Условно мы можем выделить на клавиатуре четыре группы клавиш:

1. Алфавитно-цифровые и знаковые клавиши (пробел, цифры 0-9, латинские буквы, русские буквы, знаки пунктуации, служебные символы «+», «,» и т.д.).

2. Функциональные клавиши: F1 – F10.

3. Служебные клавиши: Enter, Esc, Tab, стрелки управления курсором и многие другие.

4. Правая вспомогательная клавиатура.

По принципу работы клавиатура ПК радикально отличается от клавиатур разных технических устройств и пишущей машинки.

Клавиатура ПК имеет свое табло в оперативной памяти, представленное двумя байтами. Каждый из 16 битов этого табло – своеобразная лампочка, отражающая состояние той или иной специальной клавиши клавиатуры. Например, вы нажали клавишу NumLock, загорелась лампочка (бит № 5); снова нажали NumLock – лампочка погасла.

Такое табло нужно для того, чтобы расширить круг сигналов, которые может посылать ПК одна и та же клавиша. Например, нажатие клавиши с изображением латинской буквы «А», в зависимости от состояния лампочек на табло, может восприниматься как прописная или строчная латинская буква «А», как прописная или строчная русская «Ф».

Клавиатура отделена от какого-либо непосредственного воздействия на аппаратуру и операционную систему. Сигнал, посланный с клавиатуры, проходит двойную цензуру со стороны программных средств.

Во-первых, получив сигнал от клавиатуры, процессор прерывает работу и поручает специальному блоку операционной системы разобраться с этим сигналом. Операционная система совместно с драйвером клавиатуры исследует сигнал и, в зависимости от состояния «лампочек» на табло, представляет его некоторым другим десятичным кодом, после чего помещает этот код во временное хранилище – специальный буфер клавиатуры. Например, если на табло горит лампочка «русский алфавит», вместо кода латинской буквы в буфере появится код русской буквы, изображенной на той же клавише. Завершив эту операцию (первый уровень цензуры), операционная система сообщит процессору, что можно продолжать прерванную работу.

Во-вторых, когда прикладная программа решит, что ей понадобился сигнал от клавиатуры, она прерывает работу процессора, - с тем, чтобы он поручил операционной системе посмотреть, нет ли чего в буфере. Бывает, что к этому времени пользователь успел уже несколько раз нажать на клавиши, и в буфере имеется несколько кодов.

Если в буфере ничего нет (клавиатура не нажималась), программа может принять любое решение – или ждать поступления сигнала, или вернуться к прерванной работе, с тем, чтобы заглянуть в буфер попозже. Чаще всего программе приходится ждать, поскольку она заглядывает в буфер, чтобы узнать, что ей делать дальше.

Получив из буфера код (это всегда код самой старой нажатой клавиши), программа реализует второй уровень цензуры: в зависимости от замысла программиста, она может интерпретировать полученный код как угодно – как текстовый символ или как управляющий сигнал, а может и вовсе его проигнорировать.

Описанная схема справедлива практически для всех системных и прикладных программ. Например, текстовый редактор, подготовив все для работы, заглядывает в буфер клавиатуры. Получив текстовый символ, редактор сам отображает его на экране, запоминает в своем буфере и вновь заглядывает в буфер клавиатуры. Если пользователь задумался, редактор будет ждать.

Если вы удерживаете клавишу в нажатом состоянии, ее сигналы будут поступать в буфер непрерывно и могут его переполнить (если программа не будет успевать отрабатывать их).

При зависании машины, после непрерывного нажатия клавиш, компьютер начинает реагировать на очередное нажатие коротким «писком». Это означает, что буфер клавиатуры переполнен, а заглядывать в него и выбирать имеющиеся там коды – некому. Машину надо загрузить заново.

Клавиатуры бывают беспроводные, гибкие, изготовленные из специальной ткани с внедренными в нее проводниками, клавиатуры с идентификацией пользователя по отпечаткам пальцев и силе нажатия и т.д.

Мало кого из нас интересует понимание того, как работает компьютерная клавиатура, но дело в том, что ее работа достаточно занимательна, и об этом кратко написано в этой статье.

Знаете ли вы что?

Нынешняя раскладка клавиатуры, или макет QWERTY, которая основана на плане печатающей машинки, была разработана не для увеличения скорости набора текста, а, чтобы замедлить ее, и избежать заклинивания пишущей машинки.

Клавиатура компьютера является аппаратным устройством, которое функционирует в соответствии с указаниями пользователя. Она включает в себя схемы, коммутаторы и процессоры, которые помогают в передаче клавишами сообщений на компьютер. Мы все знаем, что клавиатура является устройством ввода, которое действует в соответствии с указаниями пользователя. Она используется для выполнения различных задач, таких как набор текста, доступа к меню, и для игр. В этой статье мы более подробно рассмотрим, как работает компьютерная клавиатура.

Типы клавиатур

Это устройство не претерпело значительной трансформации, с тех пор как было введено. Появились лишь дополнительные клавиши, доступные в специальных версиях в каждом из электронных устройств, в практически том же формате (за исключением всего нескольких клавиш), в ноутбуке, IPad, смартфоне и т.д. Тем не менее, вот некоторые из наиболее распространенных клавиатур:

82-клавишная стандартная клавиатура Apple,
108-клавишная расширенная клавиатура Apple
101-клавишная расширенная клавиатура
104-клавишная клавиатура для Windows

Типы клавиш

Клавиатура была смоделирована в 1940 на основе технологии пишущей машинки. В общем, большинство клавиатур содержат от 80 до 110 клавиш, в зависимости от ОС, производителя или приложения, для которого она сделана. Существуют четыре основных типа клавиш:

Функциональные клавиши
Клавиши набора текста
Цифровые клавиши
Клавиши управления

Их можно увидеть на приведенной ниже схеме.

На рисунке, верхний ряд (F1-F12) состоит из функциональных клавиш. Они выполняют определенные команды, назначенные операционной системой. Например, в Windows 8, в приложении Microsoft Power Point, клавиша F5 это ярлык для запуска "слайд-шоу", в то время как в Microsoft Word, клавиша F11 используется для форматирования данных.

Вторая строка содержит численные или цифровые клавиши. Эта строка была введена для быстрого ввода данных, особенно для программ, в которых содержится много числовых данных, математических операций и т.д.

3-я, 4-я и 5-я строки содержат клавиши, которые используются для фактического набора текста. Все виды алфавитных данных вводятся в текстовом редакторе с помощью этих клавиш.

Последняя строка содержит клавиши управления. Они обеспечивают управление курсором, а также помогают использовать ярлыки или связки с определенными внутренними приложениями по мере необходимости. Вот некоторые из общих клавиш управления:

Контроль (Ctrl)
Альтернативный (Alt)
Удалить (Del)
Вставка (Ins)
Побег (Esc)
Дом (Home)
Конец (End)
Вверх (PageUp)
Вниз (Page Down)

В дополнение к ним, на клавиатуре также имеются другие клавиши-модификаторы, такие как Shift.

Внутренняя работа клавиатуры

Матрица

Клавиатура имеет свой собственный процессор и схему, которая называется матрицей. Матрица представляет собой набор схем под клавиатурой, которая разбивается под каждой клавишей, в результате чего делая цепь неполной. Нажатие на любую определенную клавишу, завершает эту схему, таким образом, позволяет процессору определить местоположение нажатой клавиши.

Работа клавиш

Под каждой клавишей, есть небольшое круглое отверстие. Вы могли наблюдать это, если разбирали клавиатуру. Когда вы нажимаете на клавишу, специальный бар толкает кнопку через отверстие, в результате чего контакт с цепи слоев замыкается. Внутри отверстия, есть маленький кусочек резины, что предотвращает клавишу от перемещения вниз и толкает ее обратно при отпускании.

Обнаружение нажатия клавиш

При нажатии на любую клавишу, замыкается цепь и по схеме проходит крошечное количество тока. Процессор анализирует положение нажатых клавиш и посылает эту информацию на компьютер, где она отправляется в «контроллер клавиатуры». Этот контроллер обрабатывает информацию, передаваемую процессором, и, в свою очередь, пересылает его операционной системе. Затем ОС проверяет и анализирует эти данные, на содержание команд операционной системы, такие, как и Ctrl + Shift + Esc, и т.д. Если такие команды присутствуют, компьютер выполняет их; если нет, то он пересылает информацию в текущее приложение. Затем приложение проверяет, если нажатия клавиш относятся к командам приложения, такие как Ctrl+ P, и т.д. Опять же, если есть такие команды, они выполняются в первую очередь, а если нет, то эти нажатия клавиш принимаются как содержание или данные. Все это происходит в доли секунды, так что даже если вы нажмете сразу несколько клавиш, система все их обработает.

Что на самом деле происходит за кулисами, внутри клавиатуры есть три отдельных слоя пластика. Два из них имеют электропроводные металлические дорожки, третий изолирующий слой между ними с отверстиями для замыкания контактов. Эти дорожки являются электрическими соединениями, позволяющими крошечному электрическому току течь, когда слои плотно прижимаются друг к другу при нажатии клавиши.

Характер нажатия клавиш

Матрица имеет соответствующую диаграмму в виде таблицы символов, которая хранится в памяти компьютера. Когда вы нажимаете на клавишу, процессор ищет положение цепи, которая была замкнута, и определяет, какая клавиша была нажата. Все клавиши отображаются и сохраняются в памяти. Проще говоря, клавиши используют переключатели и схемы для изменения нажатий клавиш в формат понятный компьютеру. Каждая клавиатура содержит процессор, который делает работу по переводу нажатия клавиш, к компьютеру.

Типы коммутаторов

Существуют два типа выключателей, которые используются для выполнения схем в клавиатурах. Некоторые из них используют емкостной процесс, вместо механического описанной выше. В этом процессе, схема не нарушена, и ток проходит через нее непрерывно. Тем не менее, каждая отдельная клавиша имеет пластину, прикрепленную к ней, которая перемещается ближе к цепи при нажатии клавиши. Это движение регистрируется матрицей, что приводит к изменению протекающего через цепь электрического тока. Это изменение затем сравнивается с таблицей символов, и определяется расположение нажатой клавиши.

Механические переключатели состоят из резинового купола, мембранных переключателей, металлических контактов и элементов переключателей. Каучук являются наиболее распространенным материалом для купольных переключателей, поскольку он имеют хороший отклик и довольно устойчив к разливу и коррозии, кроме того, он относительно недорог и прост в изготовлении.

Хотя есть различные типы клавиатур, такие как беспроводные, Bluetooth, и USB клавиатуры, все они используют тот же принцип завершения схемы, для определения, нажатия клавиши, и выполнения функции.

Систему клавиатурного ввода в компьютере составляют:

панель клавиш;
световые индикаторы;
внутренний контроллер;
передающий канал;
контроллер клавиатуры.

Нажатие клавиши на клавиатурной панели вызывает замыкание строки и столбца матрицы контактов. Их номера передаются во внутренний контроллер, где формируется скан-код нажатой клавиши, который по интерфейсному каналу передается на контроллер клавиатуры. При этом формируется и передается на процессор сигнал прерывания, который "извещает" компьютерную систему о том, что нажата клавиша, следовательно, надо обработать это событие.

Клавиши клавиатуры делятся на две группы:

командные клавиши - предназначены для подачи кодов управляющих сигналов и включения специальных режимов ввода;
буквенно-цифровые клавиши - предназначены для ввода буквенно-цифровых символов в компьютер.

В середине 19 века, когда компьютеров еще не было и в помине, была изобретена пишущая машинка. Первые пишущие машинки были несовершенны, и при быстром наборе происходило залипание рычагов. Чтобы как-то "разрулить" ситуацию была придумана специальная раскладка, получившая название QWERTY (по названию букв третьего буквенного ряда начиная слева). Суть этой раскладки заключалась в том, что наиболее часто встречающиеся буквы были поставлены "слабым" пальцам - мизинцам (по краям клавиатуры), а наиболее редко встречающиеся буквы - размещались в центре клавиатуры (в области указательных пальцев). Здесь идет речь о, так называемом, слепом десятипальцевом методе печати на клавиатуре.

Потом качество пишущих машинок заметно улучшилось, потом появились компьютеры, но привычка сильная штука - раскладка QWERTY так и осталась до наших дней. Справедливости ради следует сказать, что позже была разработана альтернативная раскладка Дворака , которая постепенно вытесняет стандартную QWERTY, но тотального распространения не получила.

В отличие от латиницы кириллическая раскладка была разработана сразу в эргономическом режиме (когда часто встречающиеся буквы расположены в центре клавиатуры) и используется по сей день практически в неизменном виде.

Как мы уже говорили выше, во время нажатия клавиши формируется скан-код и передается на контроллер клавиатуры. Контроллер использует установленную систему кодировок и в соответствии с ней распознает нажатую клавишу. Если нажата командная клавиша, то подается соответствующий управляющий сигнал в систему. Если нажата буквенно-цифровая клавиша, то из ПЗУ видеоконтроллера выбирается соответствующий код знакогенерации для отображения на экране монитора.

При разработке компьютера IBM применила 8-битное кодирование для ввода информации с клавиатуры - т.е., всего 256 возможных кодов. Каждому коду был присвоен свой графический образ. В основу лег набор символов ASCII (American Standard Code for Information Interchange), который был дополнен символами, которые IBM сочла нужными. Часть символов можно вводить непосредственным нажатием клавиш, часть - комбинацией клавиш.

Для адаптации кодовой таблицы под кириллицу была произведена "русификация" системы ввода. Для этого на соответствующих клавишах были нанесены русские буквы, и в систему знакогенерации контроллера внесены соответствующие изменения.

Клавиатура компьютера - основное устройство ручного ввода информации, команд и данных. В данной статье рассматривается устройство клавиатуры, раскладка, назначение клавиш, символы и знаки.

Клавиатура компьютера: принцип действия

Основные функции клавиатуры не нуждаются в специальном программном обеспечении. Необходимые для её работы драйвера уже имеются в ПЗУ BIOS. Поэтому компьютер реагирует на команды основных клавиш клавиатуры сразу после включения.

Принцип действия клавиатуры таков:

После нажатия клавиши, микросхема клавиатуры генерирует скан-код.
Скан-код поступает в порт, интегрированный в материнскую плату.
Порт клавиатуры сообщает процессору прерывание с фиксированным номером.
Получив фиксированный номер прерывания, процессор обращается в спец. область оперативной памяти, содержащий вектор прерываний – список данных. Каждая запись списка данных, содержит адрес программы, обслуживающей прерывание, совпадающее с номером записи.
Определив запись программы, процессор переходит к её выполнению.
Затем программа обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры, где тот находит скан-код. Далее, под управлением обработчика, процессор определяет, какой из символов соответствует данному скан-коду.
Обработчик отправляет код в буфер клавиатуры, известив об этом процессор, затем прекращает свою работу.
Процессор переходит к отложенной задаче.
Введённый символ хранится в буфере клавиатуры, пока его не заберёт программа, для которой он предназначен, например, текстовый редактор Microsoft Word.

Фото клавиатуры компьютера и назначение клавиш

Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, распределённых по функциональным группам. Ниже представлено фото клавиатуры компьютера с описанием групп клавиш.

Алфавитно-цифровые клавиши

Алфавитно-цифровые клавиши служат для ввода информации и команд, набираемых по буквам. Каждая из клавиш может работать в разных регистрах, а также обозначать несколько символов.

Переключения регистра (ввод строчных и прописных символов) осуществляется удержанием клавиши Shift. Для жесткого (постоянного) переключения регистра используется Caps Lock.

Если клавиатура компьютера используется для ввода текстовых данных, абзац закрывается нажатием клавиши Enter. Далее, ввод данных начинается с новой строки. Когда клавиатуру используют для ввода команд, Enter завершает ввод и начинает её исполнение.

Функциональные клавиши

Функциональные клавиши расположены в верхней части клавиатуры и состоят они из 12 кнопок F1 – F12. Их функции и свойства зависят от работающей программы, а в некоторых случаях операционной системы.

Общепринятой функцией во многих программах обладает клавиша F1, вызывающая справку, где можно узнать функции других кнопок.

Специальные клавиши

Специальные клавиши расположены рядом с алфавитно-цифровой группой кнопок. Из-за того, что пользователи часто прибегают к их использованию, они имеют увеличенный размер. К ним относятся:

Рассмотренные ранее Shift и Enter.
Alt и Ctrl –используют в комбинации с другими клавишами клавиатуры для формирования специальных команд.
Tab служит для табуляции при наборе текста.
Win – открывает меню Пуск.
Esc – отказ от использования начатой операции.
BACKSPACE – удаление только что введённых знаков.
Print Screen – печать текущего экрана или сохранение его снимка в буфере обмена.
Scroll Lock – переключает режим работы в некоторых программах.
Pause/Break – приостановка/прерывание текущего процесса.

Клавиши управления курсором

Клавиши управления курсором находятся справа от алфавитно-цифровой панели. Курсор – экранный элемент, указывающий место ввода информации. Клавиши с указателями выполняют смещение курсора в направлении стрелок.

Дополнительные клавиши:

Page Up/Page Down – перевод курсора на страницу вверх/вниз.
Home и End – переводят курсор в начало или конец текущей строки.
Insert – традиционно переключает режим ввода данных между вставкой и заменой. В разных программах, действие кнопки Insert может быть иным.

Дополнительная числовая клавиатура

Дополнительная числовая клавиатура дублирует действия цифровых и некоторых других клавиш основной панели ввода. Для её использования необходимо предварительно включить кнопку Num Lock. Также, клавиши дополнительной клавиатуры могут использоваться для управления курсором.

Сочетание клавиш на клавиатуре

При нажатии определённого сочетания клавиш, выполняется та или иная команда для компьютера.

Часто используемые сочетания клавиш:

Ctrl + Shift + Esc – открытие Диспетчера задач.
Ctrl + F – окно поиска в активной программе.
Ctrl + A – выделяет весь контент в открытом окне.
Ctrl + C – копировать выделенный фрагмент.
Ctrl + V – вставить из буфера обмена.
Ctrl + P — вывод на печать текущего документа.
Ctrl + Z – отмена текущего действия.
Ctrl + X – вырезать выделенный участок текста.
Ctrl + Shift + → выделение текста по словам (начало с места курсора).
Ctrl + Esc — открывает/закрывает меню Пуск.
Alt + Printscreen – скриншот активного окна программы.
Alt + F4 – закрывает активное приложение.
Shift + Delete – безвозвратное удаление объекта (мимо корзины).
Shift + F10 – вызов контекстного меню активного объекта.
Win + Pause – свойства системы.
Win + E – запускает проводник.
Win + D – сворачивает все открытые окна.
Win + F1 – открывает справку Windows.
Win + F – вызывает окно поиска.
Win + L – блокировка компьютера.
Win + R – открыть «Запуск программы».

Символы на клавиатуре

Наверняка, многие пользователи замечали символы для ников , и других социальных сетях. Как сделать символы на клавиатуре, если явных клавиш для этого нет?

Ставить знаки на клавиатуре можно при помощи Alt-кодов – дополнительных команд для ввода скрытых символов. Эти команды вводятся простым нажатием клавиши Alt + число в десятичной системе счисления.

Часто можно встретить вопросы: как сделать сердечко на клавиатуре, знак бесконечности или евро на клавиатуре?

alt + 3 =
Alt+8734 = ∞
Alt + 0128 = €

Эти и другие символы на клавиатуре представлены в следующих таблицах в виде рисунков. В столбце «Alt-код» находится числовое значение, после ввода которого, в сочетании с клавишей Alt, отобразится определённый знак. В столбце символ находится конечный результат.

Обратите внимание, если дополнительная цифровая клавиатура не включена – не нажат Num Lock, то комбинация клавиш Alt + число может привести к неожиданным результатам.

Например, если в браузере нажать Alt + 4, без включенного Num Lock, то откроется предыдущая страница.

Знаки препинания на клавиатуре

Иногда пользователи, пытаясь поставить пунктуационный знак на клавиатуре, получают не совсем то, чего ожидали. Связано это с тем, что разная раскладка клавиатуры подразумевает иное использование сочетание клавиш.

Ниже рассмотрено, как ставить знаки препинания на клавиатуре.

Знаки препинания с кириллицей

» (кавычки) — Shift + 2
№ (номер) — Shift + 3
; (точка с запятой) — Shift + 4
% (процент) — Shift + 5
: (двоеточие) — Shift + 6
? (вопросительный знак) — Shift + 7
((открыть скобку) — Shift + 9
– (тире) – кнопка с надписью «-»
, (запятая) — Shift + «точка»
+ (плюс) – Shift + кнопка со знаком плюс «+»
. (точка) – кнопка справа от буквы «Ю»

Знаки препинания с латиницей

~ (тильда) — Shift + Ё
! (восклицательный знак) — Shift + 1
@ (собачка – используется в адресе электронной почты) — Shift + 2
# (решетка) — Shift + 3
$ (доллар) — Shift + 4
% (процент) — Shift + 5
^ — Shift + 6
& (амперсанд) — Shift + 7
* (умножение или звездочка) — Shift + 8
((открыть скобку) — Shift + 9
) (закрыть скобку) — Shift + 0
– (тире) – клавиша на клавиатуре с надписью «-»
+ (плюс) — Shift и +
= (равно) – кнопка знак равенства
, (запятая) – клавиша с русской буквой «Б»
. (точка) — клавиша с русской буквой «Ю»
< (левая угловая скобка) — Shift + Б
> (правая угловая скобка) — Shift + Ю
? (вопросительный знак) – Shift + кнопка с вопросительным знаком (справа от «Ю»)
; (точка с запятой) – буква «Ж»
: (двоеточие) – Shift + «Ж»
[ (левая квадратная скобка) – русская буква «Х»
] (правая квадратная скобка) – «Ъ»
{ (левая фигурная скобка) – Shift + русская буква «Х»
} (правая фигурная скобка) – Shift + «Ъ»

Раскладка клавиатуры компьютера

Раскладка клавиатуры компьютера - схема закрепления символов национальных алфавитов за конкретными клавишами. Переключение раскладки клавиатуры выполняется программным образом – одной из функций операционной системы.

В Windows, поменять раскладку клавиатуры можно нажатием клавиш Alt + Shift или Ctrl + Shift. Типовыми раскладками клавиатуры считаются английская и русская.

При необходимости, поменять или добавить язык клавиатуры в Windows 7 можно перейдя в Пуск – Панель управления – Часы, язык и регион (подпункт «смена раскладки клавиатуры или других способов ввода»).

В открывшемся окне выберите вкладку «Языки и клавиатуры» — «Изменить клавиатуру». Затем, в новом окне, на вкладке «Общие» нажмите «Добавить и выберите необходимый язык ввода. Не забудьте сохранить изменения, нажав «ОК».

Виртуальная клавиатура компьютера

Виртуальная клавиатура - отдельная программа, либо входящее в ПО дополнение. С её помощью осуществляется ввод буков и символов с экрана компьютера при помощи курсора мыши.

Виртуальная клавиатура нужна, например, для сохранности конфиденциальных данных (логина и пароля). При вводе данных с обычной клавиатуры существует риск перехвата информации вредоносными программами-шпионами. Затем, через интернет, информация передаётся злоумышленнику.

Найти и скачать виртуальную клавиатуру можно при помощи поисковых систем, — это не отнимет у вас много времени. Если на вашем ПК установлен антивирус Касперского, запустить виртуальную клавиатуру можно через главное окно программы, она входит в его состав.

Экранная клавиатура

Экранная клавиатура расположена на сенсорном экране , смартфона, нажатие по ней происходит пальцами пользователя. Иногда её называют виртуальной.

Чтобы запустить экранную клавиатуру в Windows 7, перейдите в Пуск – Все программы – Стандартные – затем Специальные возможности — Экранная клавиатура. Выглядит она следующим образом.

Для переключения раскладки клавиатуры воспользуйтесь соответствующими кнопками на панели задач (возле даты с временем, слева внизу экрана монитора).

Что делать, если не работает клавиатура

Если у вас вдруг перестала работать клавиатура – не спешите расстраиваться, сначала выясните, что стало причиной поломки. Все причины, из-за которых она не работает можно разделить на аппаратные и программные.

В первом случае, если сломалась аппаратная часть клавиатуры, устранить проблему без специальных навыков весьма проблематично. Порою проще заменить её новой.

Прежде, чем распрощаться с, казалось-бы, неисправной клавиатурой, проверьте кабель, которым она подключена к системному блоку, Возможно, он немного отошел. Если с кабелем всё в порядке, убедитесь, что поломка не вызвана программным сбоем компьютера. Для этого перезапустите свой ПК.

Если после перезагрузки, клавиатура не подаёт признаков жизни, попробуйте растормошить её с помощью имеющегося в Windows решения. Последовательность действий приведена на примере Windows 7, если у вас другая версия операционной системы Виндовс – действуйте по аналогии. Принцип примерно тот же, могут немного отличаться названия разделов меню.

Зайдите в Пуск – Панель управления – Оборудование и звук – Диспетчер устройств. В открывшемся окне, если у вас неполадки с клавиатурой, она будет помечена жёлтым ярлыком с восклицательным знаком. Выделите её мышью и выберите из меню Действие – Удалить. После удаления закройте Диспетчер устройств.

Вернитесь на вкладку «Оборудование и звук» и выберите пункт «Добавление устройства». После поиска оборудования найдется ваша клавиатура, и будут установлены её драйвера.

Если установка оборудования прошла успешно и поломка клавиатуры была связана с программным сбоем, на клавиатуре загорится индикатор клавиши Num Lock.

Если устранить неисправность не удалось, то временным решением может стать .

В наши дни клавиатура компьютера, как и мышь, считается малоценным устройством. Тем не менее, ей отводится важная роль в работе с компьютером.