Клавиатура, принципы работы

Рассмотрим использование функциональных клавиш на примере распространенных текстовых редакторов Word Perfect, Microsoft Word WordStar, Xiwrite, LEXICON:

Быстрые клавиши текстовых редакторов и их комбинации:

F1 – помощь

    CTRL+F1 – поиск вниз

    SHIFT+F1 – поиск вверх

    ALT+F1 – выбор шрифта

F2 – вставка имени клавиши

     CTRL+F2 – замена 

     SHIFT+F2 – глобальная  замена

     ALT+F2 – подчеркивание

F3 – выделение строчного фрагмента

     CTRL+F3 – забрать фрагмент  в карман

     SHIFT+F3 – выделить прямоугольный фрагмент

     ALT+F3 – курсив

F4 – отмена выделения

     CTRL+F4 – вставка строчного  фрагмента

     SHIFT+F4 – вставка прямоугольного  фрагмента

     ALT+F4 – жирный

F5 – сдвиг окна влево

     CTRL+F5 – сдвиг фрагмента  влево

     SHIFT+F5 – смена направление  показа

     ALT+F5 – прижать строку  влево

F6 – сдвиг окна вправо

     CTRL+F6 – сдвиг фрагмента  вправо

     SHIFT+F6 – смена направления  ввода

     ALT+F6 – прижать строку  вправо

F7 – левая граница абзаца

     CTRL+F7 – задать отступ абзаца

     SHIFT+F7 – границы абзаца  по образцу

     ALT+F7 – правая граница  абзаца

F8 – центровка

     CTRL+F8 – форматировать  абзац

     SHIFT+F8 – жесткий раздел страниц

F9 – рус/лат алфавит

     CTRL+F9 – рус/национ. алфавит

     SHIFT+F9 – режим дисплея

     ALT+F9 – распахнуть  окно

F10 – вход в меню

     CTRL+F10 – форма, цвет  окна

     SHIFT+F10 – режим текст/документ

 

Операции с фрагментами  (блоками):

F4 – отменить выделение 

CTRL+F3 – забрать блок в карман 

CTRL+F4 – вставить, сдвинув строки вниз

SHIFT+F4 – вставить как прямоугольник  

CTRL+F5/F6 – сдвинуть блок влево/вправо     

ALT+F5/F6 – прижать строки влево/вправо    

CTRL+F8 – сформатировать в единый  абзац 

 

1.4. Малая цифровая  клавиатура

Малая цифровая клавиатура находится в правой части клавиатуры и содержит следующие клавиши: 7 (Home), 8 (стрелка вверх), 9 (PgUp), –, 4 (стрелка влево), 5, 6 (стрелка вправо), +б 1 (End), 2 (стрелка вниз), 3 (PgDn), 0 (Ins) и (Del).

Малая цифровая клавиатура может работать в двух режимах:

1. в режиме ввода чисел;
2. в режиме управления курсором.

 

Переключение режимов с логической фиксации осуществляется клавишей Num Lock, а без фиксации – клавишей Shift. Состояние клавиши Caps Lock здесь значения не имеет. В режиме ввода чисел эта часть клавиатуры обеспечивает более удобный ввод чисел и знаков арифметических операций. В режиме управления курсором клавиши малой цифровой клавиатуры служат для перемещения курсора, перелистывания страниц и переключения режимов работы основной клавиатуры.

 

2. Принципы работы клавиатуры

 

При вводе информации с клавиатуры каждый введенный символ преобразуется в соответствующий двоичный код, который передается в компьютер для последующей его обработки. При выводе информации осуществляется обратное преобразование, и двоичный код преобразуется во внешнее его представление.

Для кодирования символов в ЭВМ  используется специальная таблица  кодов ASCII (American Standart Code for Information Interchange – американский стандарт кодов для обмена информацией), применяемая на большинстве компьютеров. Таблица кодировки обеспечивает взаимное соответствие изображений символов на экране с их числовыми кодами, и ставит в соответствие каждому символу семиразрядный двоичный код.

В ASCII-кодировке представлены 128 символов, которые делятся на две группы:

1. символы пишущей машинки, т.е. прописные и строчные латинские буквы, цифры, и специальные знаки;
2. управляющие символы, используемые для передачи команд в коммуникационных программах.

Семи разрядов ASCII-кода совершенно недостаточно для представления символов языков с алфавитом, отличным от латинского. Поэтому в большинстве стран используются свои собственные версии кодировок, основанные на ASCII.

 

При нажатии клавиши клавиатура посылает процессору сигнал прерывания, что заставляет процессор приостановить свою работу и переключиться на программу обработки прерывания клавиатуры.

 При этом клавиатура в  своей собственной специальной  памяти (буфере) запоминает, какая клавиша  была нажата. После передачи кода  нажатой клавиши процессору эта информация из буфера клавиатуры исчезает.

Буфер клавиатуры рассчитан на хранение до 20 кодов нажатых клавиш и логически  организован в виде циклического списка-очереди. Код только что нажатой  клавиши размещается в конце  списка, если он не пуст. Если на момент запроса буфер пуст, то программа переходит в состояния ожидания ввода реального символа. Наличие буфера позволяет нажимать клавиши на клавиатуре с упреждением (заранее), что ускоряет работу на ЭВМ.

Каждой клавише на клавиатуре соответствует  семиразрядный код сканирования – скэн-код. Перечень этих кодов для 83-клавишной клавиатуры приведен в таблице.

Коды сканирования усовершенствованной 101-клавишной клавиатуры полностью  совместимы с кодами 83-клавишной  клавиатуры, а дополнительные клавиши кодируются оставшимися числами семиразрядного кода.

Кроме нажатия клавиатура отмечает также и отпускание каждой клавиши, посылая процессору свой сигнал прерывания с соответствующим кодом. При нажатии клавиши клавиатура генерирует однобайтный код нажатия, а при отпускании – также однобайтный код отпускания. Код нажатия клавиши совпадает с кодом сканирования. Код отпускания отличается от соответствующего кода нажатия тем, что он больше его на 128.

Таким образом, компьютер всегда “знает“, нажата ли клавиша или она уже  отпущена. Это свойство используется при переходе на другой регистр. Кроме того, если клавиша нажата дольше определенного времени, (обычно около половины секунды), то клавиатура генерирует повторные коды нажатия этой клавиши.

 

 

Таблица. Коды сканирования клавиш 83-клавишной  клавиатуры

 

Клавиша	Код сканирования
Esc	1
1   !	2
2   @	3
3   #	4
4   $	5
5   %	6
6   ^	7
7   &	8
8   *	9
9   (	10
0   )	11
-   _	12
=   +	13
Backspace	14
Tab	15
Q	16
W	17
E	18
R	19
T	20
Y	21
U	22
I	23
O	24
P	25
[   {	26
]   }	27
Enter	28
Ctrl	29
A	30
S	31
D	32
F	33
G	34
H	35
J	36
K	37
L	38
;   :	39
‘   “	40
`   ~	41
Shift (левая)	42

 

 

Продолжение таблицы. Коды сканирования клавиш 83-клавишной клавиатуры

 

Клавиша	Код сканирования
\   |	43
Z	44
X	45
C	46
V	47
B	48
N	49
M	50
,   <	51
.   >	52
/   ?	53
Shift (правая)	54
PrtScr	55
Alt	56
Space	57
Caps Lock	58
F1	59
F2	60
F3	61
F4	62
F5	63
F6	64
F7	65
F8	66
F9	67
F10	68
Num Lock	69
Scroll Lock	70
Home   7	71
↑      8	72
PgUp   9	73
- (на малой цифр. клав-ре)	74
←      4	75
5 (на малой цифр. клав-ре)	76
→      6	77
+ (на малой цифр. клав-ре)	78
End    1	79
↓      2	80
PgDown 3	81
Ins    0	82
Del    .	83

 

 

Драйвер клавиатуры различает следующие  типы клавиш:

1. клавиши-переключатели;
2. кодовые клавиши.

Клавиши-переключатели служат для  изменения состояния клавиатуры. К клавишам-переключателям относятся  клавиши Ins, Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Alt, Ctrl, Shift (левая и правая), а также комбинация Ctrl+NumLock. Для хранения статуса (состояния) клавиш-переключателей в области данных BIOS, находящейся в ОЗУ, зарезервировано два байта.

Если драйвер клавиатуры получил  код нажатия (отпускания) клавиши-переключателя, то соответствующий бит статуса  устанавливается в единицу (нуль). В результате появляется возможность распознать одновременное нажатие клавиши-переключателя и какой-либо другой клавиши. Дополнительно к этому за каждой логически фиксирующейся клавишей-переключателем (Ins, Caps Lock и Num Lock) закреплен еще один бит в статусе, содержимое которого определяет состояние соответствующего режима (вставки, ввода прописных букв и фиксации цифр). При включении режима указанный бит устанавливается драйвером клавиатуры в единицу, а при выключении – сбрасывается.

К кодовым клавишам относятся все  остальные клавиши. Они служат для непосредственного ввода символов.

При считывании драйвером клавиатуры нажатия такой клавиши в компьютер передается двухбайтовый код, называемый двухбайтовым кодом символа. Структура этого кода определяется в соответствии с расширенным кодом ASCII.

Если была нажата клавиша на клавиатуре пишущей машинки и клавиатура находится только на нижнем или верхнем регистре, а также если была нажата клавиша на малой цифровой клавиатуре (только в режиме фиксации цифр), то первым (младшим) байтом двухбайтового кода символа будет расширенный код ASCII соответствующего символа, а вторым (старшим ) – код сканирования соответствующей клавиши.

В противном случае, т.е. когда нажатой  клавише или комбинации клавиш не соответствует никакой расширенный код ASCII (с учетом состояния клавиатуры - регистра), будет сформирован двухбайтовый код, называемый расширенным кодом клавиши. Расширенный код клавиши в первом (младшем) байте содержит нулевой код (ASCII-код символа NUL), а во втором (старшем) – двоичное число, однозначно определяющее нажатую клавишу (или комбинацию клавиш). Последнее число часто совпадает с кодом сканирования клавиши. К клавишам, после обработки нажатий которых выдается расширенный код клавиши, относятся функциональные клавиши, клавиши малой цифровой клавиатуры в режиме управления курсором, а также комбинации различных клавиш с Alt, Shift и Ctrl.

 

Заключение

 

Таким образом, клавиатура компьютера является весьма совершенным устройством  ввода информации.

На всех клавиатурах компьютера расположение буквенных клавиш стандартно. В настоящее время повсеместно применяется стандарт QWERTY. Ему соответствует отечественный стандарт расположения клавиш кириллицы, практически аналогичный расположению клавиш на пишущей машинке.

 Стандартизация в размере и расположении клавиш нужна для того, чтобы пользователь на любой клавиатуре мог без переучивания работать “слепым методом“. Слепой десятипальцевый метод работы является наиболее продуктивным, профессиональным и эффективным. Увы, клавиатура из-за низкой производительности пользователя оказывается сегодня самым “узким местом “ быстродействующей вычислительной системы.

Помимо стандартной клавиатуры распространены специализированные клавиатуры.

Среди специализированных клавиатур  можно упомянуть специальные клавиатуры для слепых с осязаемыми точками на клавишах; клавиатуры для магазинов и складов, снабженные устройствами для считывания штрихового кода или для считывания магнитных карт; промышленные клавиатуры- сенсорные, имеющие в качестве защиты от вредных воздействий (стружек, пепла и т.д.) дополнительное покрытие клавиш специальной сенсорной фольгой; клавиатура для медицинских учреждений с устройствами для считывания информации со страховых карт.

В настоящее время производят клавиатуры с дополнительными клавишами для удобства работы с той или иной операционной системой.

Таким образом, выбор клавиатуры во многом зависит от операционной системы, с которой предполагается работать.

 

Список использованной литературы

 

1. Богумирский Б.С. Руководство пользователя ПЭВМ. Ч. 1. -СПб., 1994.
2. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. -СПб: Питер, 1997.
3. Информатика: учебник для вузов. Изд. 3-е.  -М., 2001.
4. Информатика. Программа. Лабораторный практикум: Методическое издание / под редакцией Г.А. Титоренко. –М., 1998.
5. Каймин В.А., Щеголев А.Г., Ерохина Е.А., Федюнин Д.П. Основы информатики и вычислительной техники. -М: Просвещение, 1989.
6. Колесниченко О., Шишигин И. Аппаратные средства РС. Изд. 3-е. -СПб, 1999.
7. Милютина И.А. Технические средства компьютерных информационных технологий. 1-й выпуск. -М, 1997.
8. Нортон Питер. Персональный компьютер фирмы IBM и ОС MS-DOS. -М., 1991.
9. Нортон Питер. Программно-аппаратная организация персонального компьютера IBM PC. -М., 1991.
10. Пикуль В.Т. Как работать с компьютером. -М., 1996.
11. Острейковский В.А. Информатика. -М., 2000.
12. Титоренко Г.А., Черняк Н.Г., Ерешин Л.В. и др. Экономическая информатика и вычислительная техника: Учебник. Изд. 2-е. -М.: Финансы и статистика,  1996.