Клавиатура и мышь¶

Клавиатура и мышь — основные устройства ввода информации в персональный компьютер, образующие вместе с монитором минимальный комплект аппаратного обеспечения для взаимодействия пользователя с операционной системой. Клавиатура предназначена для ввода текстовых символов и передачи управляющих команд, мышь — для управления графическим интерфейсом путем перемещения курсора и активации элементов. Эти устройства относятся к классу периферийного оборудования и подключаются к системному блоку по проводным или беспроводным интерфейсам.

¶История развития

Предшественником современной клавиатуры являются пишущие машинки, серийное производство которых началось в 1870-х годах. Раскладка QWERTY, разработанная Кристофером Шоулзом в 1873 году, была создана для снижения частоты заклинивания механических рычагов и сохранилась в компьютерных клавиатурах до настоящего времени. Первые электронные терминалы 1960-х годов использовали телетайпы, объединявшие клавиатуру и печатающее устройство. К 1980-м годам клавиатура стала стандартным элементом домашних компьютеров, таких как Apple II и IBM PC.

Компьютерная мышь была изобретена Дугласом Энгельбартом в 1964 году в Стэнфордском исследовательском институте. Первый прототип представлял собой деревянный корпус с двумя металлическими дисками, отслеживающими перемещение по двум осям. Широкое распространение мышь получила после выхода операционной системы Windows 95 и массового перехода к графическим интерфейсам. В 1980-х годах компания Xerox первой внедрила мышь в коммерческие системы Xerox Star, однако решающую роль в популяризации устройства сыграла корпорация Apple, включившая мышь в комплект компьютера Macintosh в 1984 году.

¶Устройство и принцип действия

¶Конструкция клавиатуры

Современная клавиатура состоит из матрицы клавиш, контроллера и интерфейса связи. По механизму срабатывания различают мембранные, механические, ножничные и емкостные клавиатуры. Мембранные клавиатуры используют три слоя пленки с токопроводящими дорожками — при нажатии верхний слой замыкает контакт. Механические клавиатуры оснащены индивидуальными переключателями под каждой клавишей, что обеспечивает более четкий тактильный отклик и увеличенный ресурс (до 50—70 млн нажатий). Ножничные механизмы применяются преимущественно в ноутбуках и отличаются уменьшенной высотой и мягким ходом.

Стандартная раскладка включает 104 клавиши: буквенно-цифровой блок, ряд функциональных клавиш F1—F12, цифровую панель, клавиши-модификаторы (Shift, Ctrl, Alt) и служебные клавиши (Enter, Backspace, Esc). В русскоязычных странах распространена раскладка ЙЦУКЕН, нанесенная на корпус наряду с латинской QWERTY. Переключение между раскладками в операционных системах обычно осуществляется комбинацией клавиш Alt+Shift или Ctrl+Shift.

¶Конструкция мыши

Оптическая мышь определяет перемещение с помощью светодиода и оптического сенсора, фиксирующего изменения освещенности поверхности. Лазерные мыши используют инфракрасный лазер, что повышает точность позиционирования на глянцевых и неровных поверхностях. Сенсор делает снимки поверхности с частотой от 1000 до 8000 раз в секунду, а процессор устройства вычисляет векторы смещения. Разрешение сенсора измеряется в точках на дюйм (DPI) и варьируется от 800 до 16 000 и более.

Колесо прокрутки, появившееся в 1996 году в модели Microsoft IntelliMouse, стало стандартным элементом управления вертикальной прокруткой. Дополнительные боковые кнопки, обычно назначаемые на функции «назад» и «вперед» в браузерах, расширили функциональность устройства. Оптические мыши вытеснили шариковые модели, требовавшие регулярной чистки внутренних роликов от загрязнений.

¶Способы подключения

Проводные клавиатуры и мыши подключаются через разъем USB, пришедший на смену порту PS/2 в начале 2000-х годов. Беспроводные устройства используют радиоканал на частоте 2,4 ГГц с приемником-адаптером USB, технологию Bluetooth или инфракрасную связь (устаревший стандарт). Беспроводные мыши питаются от одной-двух батареек AA/AAA либо от встроенного аккумулятора, заряжаемого через кабель или контактную станцию. Клавиатуры с подсветкой и мультимедийными клавишами требуют дополнительного питания и относятся к категории игровых или офисных аксессуаров.

¶Классификация

По назначению клавиатуры делятся на офисные, игровые, мультимедийные и портативные. Игровые модели отличаются механическими переключателями, подсветкой, программируемыми макросами и высокой частотой опроса (1000 Гц и выше). Мультимедийные клавиатуры оснащаются дополнительными клавишами управления громкостью, плеером и браузером. Эргономичные клавиатуры имеют изогнутую форму корпуса и разделенный буквенный блок для снижения нагрузки на запястья.

Мыши классифицируются по количеству кнопок (от двух до двенадцати и более), типу сенсора, разрешению и форме корпуса. Для левшей выпускаются зеркальные версии корпусов. Игровые мыши отличаются регулируемым весом, сменными боковыми панелями и высокой частотой опроса. Трекболы, альтернативный тип манипулятора, управляются вращением шара неподвижным пальцем и применяются в условиях ограниченного пространства.

¶Значение и применение

Клавиатура и мышь остаются основными инструментами ввода для большинства задач: набора текста, программирования, работы с офисными пакетами, веб-серфинга и компьютерных игр. В профессиональной среде используются альтернативные устройства — графические планшеты для дизайнеров, трекпады в ноутбуках, сенсорные экраны в мобильных устройствах. Однако для высокоскоростного ввода текста клавиатура не имеет равных: скорость профессиональной печати достигает 400—500 знаков в минуту.

С развитием технологий появляются голосовые интерфейсы и системы управления жестами, но полное вытеснение клавиатуры и мыши не прогнозируется ввиду их универсальности, дешевизны и привычности для пользователей. В индустрии периферийных устройств действуют стандарты совместимости USB HID (Human Interface Device), обеспечивающие работу любых клавиатур и мышей без установки драйверов во всех основных операционных системах.

¶Интересные факты

Рекорд скорости печати на клавиатуре принадлежит чешской машинистке Матешу Коваржовичу — 950 знаков в минуту, однако официально подтвержденными считаются результаты около 750 знаков. Первая компьютерная мышь была запатентована в 1970 году и называлась «индикатором координат X-Y». Компания Logitech выпустила первую беспроводную мышь в 1984 году, работавшую на инфракрасных лучах. Самая дорогая клавиатура мира, изготовленная компанией Happy Hacking Keyboard, стоит около 400 долларов и ценится за минималистичный дизайн и качество механических переключателей Topre.