Обычный персональный компьютер, если мы говорим не о ноутбуке, комплектуется устройствами ввода: клавиатурой и мышью. Клавиатура и мышь нужны чтобы взаимодействовать с компьютером. Компьютер "слушает" какие клавиши вы нажимаете и куда перемещаете курсор мыши.
Сегодня уделим внимание компьютерной клавиатуре.
Компьютерная клавиатура — это устройство ручного ввода информации в компьютер.
Первые компьютеры не имели клавиатуры, данные вводились путём установки переключателей в нужное положение или с помощью перфокарт. Со временем мощность компьютеров росла, появилась необходимость вводить команды не прерывая работу компьютера. Для этого использовались электромеханические телетайпы, потом видеотерминалы, у которых клавиши были совмещены с терминалом в одном корпусе.
Никаких стандартов в расположении клавиш не было. Единый стандарт клавиатуры, который используется и сейчас, появился в 1986 году на клавиатуре "Model M" компьютера IBM PC. В ней использовалось от 101 (в американской раскладке) до 106 (в японской) клавиш. Для кириллицы используется 105 клавиш. Для удобства работы в операционных системах на клавиатуре могут быть добавлены системные клавиши ⊞ Win, ≣ Menu, ⌘ Cmd.
Группы клавиш
Клавиши на клавиатуре по своему назначению условно делятся на основные группы.
- Буквенно-цифровые клавиши
- Цифровая клавиатура (numeric keypad)
- Функциональные клавиши
- Клавиши управления курсором
- Клавиши управления
- Дополнительные клавиши
Буквенно-цифровые клавиши
К буквенно-цифровым клавишам или алфавитно-цифровым относятся клавиши для ввода букв, цифр, знаков пунктуации, символов основных арифметических операций, специальных символов. Клавиши расположены в определённом порядке, который называется раскладкой клавиатуры.
Цифровая клавиатура
Цифровой блок клавиатуры содержит 17 клавиш и повторяет аналогичный блок на калькуляторах, кассовых аппаратах и подобных приборах. При отключённом Num Lock клавиши цифрового блока дублируют клавиши управления курсором.
Функциональные клавиши
В верхней части клавиатуры располагается ряд функциональных клавиш — клавиши от F1 до F12. Назначение функциональных клавиш определяется в зависимости от выполняемой программы.
Клавиши управления курсором
Восемь клавиш на клавиатуре компьютера: ↑, ↓, ←, →, Home, End, Page Up и Page Down. На цифровой клавиатуре эти клавиши совмещены с цифрами 1…9 и работают при отключённом Num Lock.
Клавиши управления
Клавиши управления предназначены для выполнения определённых действий. Они могут использоваться отдельно или в сочетании с другими клавишами. Это: Esc, Tab ↹, Ctrl, Alt, ← Backspace, ↵ Enter, PrtSc, Ins, Num Lock, Del, Scroll Lock, Break, ⊞ Win.
К клавишам управления относятся клавиши-модификаторы. Они изменяют поведение других клавиш, это: ⇧ Shift, Ctrl, ⇪ Caps Lock, Alt, AltGr и ⊞ Win. Особое значение имеет клавиша Fn: она не генерирует скан-кода, а изменяет скан-код других клавиш.
Клавиши-модификаторы используются наиболее часто, поэтому имеют увеличенный размер. А часто используемые клавиши ⇧ Shift, и Ctrl продублированы по обеим сторонам блока алфавитно-цифровых клавиш.
К клавишам управления также относятся клавиши системных команд. Это: SysRq, Esc, PrtSc, Pause, Break, ≣ Menu.
Дополнительные клавиши
Часто производители клавиатур устанавливают дополнительные клавиши или добавляют функционал к существующим. Например, могут быль добавлены мультимедийные опции по управлению звуком, яркостью, запуску распространённых программ и пр.
Существуют клавиатуры с программируемыми клавишами, при нажатии выполняется запрограммированная команда. Такие клавиши могут содержать жидкокристаллический дисплей для изменения обозначений.
Раскладка клавиатуры
Раскладка клавиатуры — соглашение о соответствии типографических символов (букв, цифр, знаков препинания и т. д.) письменного языка клавишам клавиатуры компьютера.
Наиболее распространённой русской раскладкой является ЙЦУКЕН, название которой происходит от шести левых символов верхнего ряда раскладки. Распространённая латинская раскладка, соответственно, называется QWERTY.
Подключение клавиатуры
Клавиатура может подключаться к компьютеру проводом или по беспроводной связи. Для беспроводной связи в клавиатуре понадобится батарейка.
Проводная клавиатура
Классический способ подключения клавиатуры к компьютеру — подключение проводом. Интерфейс подключения может быть разным: COM, PS/2, USB и прочие. Современные проводные клавиатуры подключаются по USB.
На многих проводных клавиатурах снизу есть специальные канавки для организации прокладки провода. Можно вывести провод справа, слева или по центру.
Провод создаёт ряд неудобств:
- Ограничение расстояния до компьютера. Если компьютер расположен далеко от рабочего стола, то клавиатура может не дотянуться до него.
- Лишние провода.
- Дополнительный источник поломки. Если провод пережать или переломить, то клавиатура перестанет правильно работать.
При этом есть и преимущества:
- Электропитание подаётся по проводу. Не требуются батарейки или аккумуляторы..
- Дешевле и экономичнее. Не тратимся на батарейки.
Беспроводная клавиатура
По аналогии с беспроводными мышками существуют беспроводные клавиатуры. Типы беспроводной связи:
- Инфракрасная связь
- Радиосвязь первого поколения (27 МГц)
- Радиосвязь второго поколения (2,45 ГГц)
- Радиосвязь третьего поколения (Bluetooth, Wi-Fi)
Часто беспроводные клавиатуры продаются в комплекте с беспроводными мышками, при этом к компьютеру подключается один донгл для обоих устройств.
NKRO
NKRO (n-key rollover), одновременное зажатие нескольких клавиш.
Современные USB клавиатуры могут определить одновременное зажатие до 6 клавиш (у PS/2 клавиатур такой проблемы нет). Обычно больше и не требуется, особенно при печати обычного текста. Но такое может потребоваться киберспортсменам.
Для увеличения NKRO производители геймерских клавиатур идут на маленькие хитрости. Или используют специальные драйвера, что ведёт к задержке ввода. Или представляют клавиатуру как совокупность нескольких HID устройств, подключенных к USB хабу. Костыль, но работает.
Виды клавиатур
Клавиатуры можно классифицировать по устройству, по составу и расположению клавиш.
По устройству:
- Мембранные
- Шахтные
- Ножничные
- Плунжерные (полумеханические)
- Механические
- На дискретных выключателях (в основном Cherry, Alps и их клоны)
- На изгибающихся пружинах (Buckling springs)
- Ёмкостные
- Оптические
- Магнитные (герконовые и на эффекте Холла)
- Виртуальные
- Альтернативные
- Аккордовые
- Сенсорные
- Проекционные
- VR-клавиатура
По составу и расположению клавиш:
- Полноразмерные
- Расширенные (с мультимедиа-кнопками и/или макрокнопками)
- Компактные
Мембранные клавиатуры
Устройство мембранной клавиатуры простое. Снизу находится мембрана, состоящая из трёх слоёв тонкого гибкого пластика. На два слоя нанесены токопроводящие дорожки, а в третьем слое, расположенном между ними, имеются отверстия в местах расположения клавиш. Если в этом месте нажать на мембрану, дорожки на двух слоях платы соприкасаются. Сверху находится эластичный купол, который выполняет роль пружины и обеспечивает тактильную обратную связь.
Механические клавиатуры
К механическим клавиатурам относят всё то, что похоже на мембранные, но ими не являющееся. Разновидностей много. Принцип фиксации нажатия кнопки может быть разным: механическим, оптическим, магнитным, ёмкостным.
Замыкание контактов на механической клавиатуре обычно происходит не в конце нажатия как на мембранных, а примерно в середине хода. Это исключает "выпадение" букв, особенно сильно проявляющееся на мембранных клавиатурах при быстрой печати.
Механические клавиатуры служат дольше мембранных, но стоят дороже.
Виртуальные клавиатуры
Виртуальная клавиатура отображается на экране, клавиши нажимаются мышкой. Такая клавиатура на персональных компьютерах используется редко, обычно в тех случаях, когда постоянная клавиатура не требуется. Другое дело — смартфоны, здесь виртуальная клавиатура используется повсеместно.
Альтернативные клавиатуры
Все остальные виды клавиатур относят к альтернативным.
Аккордовая клавиатура (или аккордная) — символы или команды формируются нажатием нескольких клавиш одновременно, как при извлечении аккордов на пианино. Грубо говоря, если взять семь клавиш и каждая клавиша будет соответствовать одному биту в байте, мы можем воспроизвести любой символ ASCII, при условии, что мы знаем двоичный код нужного нам символа или команды. Освоение такой клавиатуры более сложное, но клавиатура удобнее.
Для кнопок аккордовой клавиатуры уже не требуется обозначение, кнопки не обязаны быть перед глазами, это расширяет полёт фантазии при разработке дизайна.
По сути, джойстик — это тоже вариант аккордовой клавиатуры.
У сенсорной клавиатуры вместо механических клавиш используется сенсорная панель. Стоит дороже, работает тише, собираем меньше грязи и пыли. Жирный минус — отсутствие обратной связи.
Сенсорная клавиатура может быть объединена с жидкокристаллическим дисплеем. Тогда все клавиши становятся программируемыми с изменяемым изображением, да и сама клавиатура плавно превращается в планшет.
Лазерная проекционная клавиатура проецирует раскладку на любую горизонтальную поверхность. Регистрация нажатий происходит с помощью инфракрасной камеры. Минус — отсутствие обратной связи, ошибки при регистрации нажатий, плохо видно клавиатуру при ярком освещении, тень от пальцев.
Клавиатура для VR — надевается на руку как кастет или перчатка. Естественно, беспроводная, работает от аккумулятора. При необходимости можно моментально переключаться между клавиатурой и мышью.
Можно использовать без VR, но тогда не видно раскладку, необходимо осваивать слепой метод печати.
Технокастет Tap Strap 2 – это первый своем роде многофункциональный контроллер, который позволит управлять любым устройством, заменяя клавиатуру и мышь. Tap Strap 2 является одновременно переносной клавиатурой, мышью и контроллером жестов. Устройство совмещается по Bluetooth с различными устройствами: телевизором, смартфоном, PC, планшетом, ноутбуком и VR-гарнитурой.
Для печати подходит любая поверхность, поскольку контроллер считывает положение пальцев и преобразует их в символы.
Немного видео про клавиатуру-кастет Tap Strap 2:
Полноразмерные, расширенные и компактные клавиатуры
Клавиатуры могут отличаться размером и количеством клавиш.
Полноразмерными обычно называют классические клавиатуры с цифровым блоком.
Расширенные клавиатуры — клавиатуры с увеличенными кнопками или с дополнительными мультимедийными кнопками.
С целью экономии места на рабочем столе или для того, чтобы уместить клавиатуру на маленьком устройстве, производители клавиатур располагают клавиши в нестандартном порядке или удаляют клавиши с клавиатуры. Компактные клавиатуры популярны, например, среди геймеров, системных администраторов или путешественников, так как такую клавиатуру легче носить с собой.
Вместо заключения
Есть разные клавиатуры, на любой вкус и цвет, я не ставил целью рассказать про все. Просто краткими тезисами пройдусь по некоторым.
Гибкая клавиатура. Представляет собой силиконовый коврик, который можно свернуть в рулон. Обычно водонепроницаемая.
Клавиатура с подсветкой. Подсвечивает клавиши в темноте. Никак не соберусь купить себе такую.
Клавиатура OrbiTouch. Не содержит кнопок, вместо них используются две подвижные площадки. С помощью одной из них можно вводить до 128 различных символов, другая выполняет роль мышки.
Изогнутая клавиатура. Ряды клавиш изогнуты, что позволяет меньше напрягать кисти рук при печати.
Разделённая клавиатура. Дальнейшее развитие изогнутой клавиатуры. Клавиатура может быть поделена на две части, для правой и левой руки.
Клавиатура с определением силы нажатия. Уже существуют магнитные клавиатуры, которые способны определить силу нажатия. Нажал сильнее, и для печати заглавной буквы не требуется Shift.
Клавиатура для геймеров. Увеличенное значение NKRO, выделенная цветовая гамма клавиш управления WSAD.
А теперь, когда вы дочитали статью до конца, сделайте для себя доброе дело. Отключите свою клавиатуру и протрите её влажной салфеткой!
