Компьютерная клавиатура — это периферийное устройство ввода, созданное по образцу клавиатуры пишущей машинки [1] [2] , в котором используется набор кнопок или клавиш , действующих как механические рычаги или электронные переключатели . Заменив ранние технологии перфокарт и бумажной ленты , взаимодействие с помощью клавиатуры в стиле телетайпа стало основным методом ввода для компьютеров с 1970-х годов, а с 1980-х годов его дополняла компьютерная мышь .
На клавишах (кнопках) клавиатуры обычно выгравирован или напечатан набор символов , и каждое нажатие клавиши обычно соответствует одному письменному символу . Однако для создания некоторых символов может потребоваться нажатие и удержание нескольких клавиш одновременно или последовательно. [3] Хотя большинство клавиш содержат символы ( буквы , цифры или символы), другие клавиши (например, клавиша escape ) могут побуждать компьютер выполнять системные команды. В современном компьютере интерпретация нажатия клавиш обычно остается на усмотрение программного обеспечения: информация, отправляемая на компьютер, скан- код , сообщает ему только, какая физическая клавиша (или клавиши) была нажата или отпущена. [4]
При обычном использовании клавиатура используется как интерфейс ввода текста, чисел и символов в прикладном программном обеспечении, таком как текстовый процессор , веб-браузер или приложение для социальных сетей .
Сенсорные экраны используют виртуальные клавиатуры .
В то время как пишущие машинки являются окончательным предком всех устройств ввода текста с помощью клавиш, компьютерная клавиатура как устройство для электромеханического ввода данных и связи во многом происходит от полезности двух устройств: телетайпов (или телетайпов) и клавишных перфораторов . Именно через такие устройства современные компьютерные клавиатуры унаследовали свою раскладку.
Еще в 1870-х годах устройства, подобные телетайпу, использовались для одновременного набора и передачи текстовых данных фондового рынка с клавиатуры по телеграфным линиям на биржевые тикерные машины для немедленного копирования и отображения на тикерной ленте . [ нужна цитата ] Телетайп, в его более современной форме, был разработан с 1907 по 1910 год американским инженером-механиком Чарльзом Крамом и его сыном Говардом, при участии инженера-электрика Фрэнка Пирна. Более ранние модели разрабатывались отдельно такими людьми, как Royal Earl House и Frederick G. Creed .
Ранее Герман Холлерит разработал первые перфокарты, которые вскоре превратились в клавиши для ввода текста и цифр, аналогичные обычным пишущим машинкам 1930-х годов. [5]
Клавиатура телетайпа играла важную роль в двухточечной и многоточечной связи на протяжении большей части 20-го века, в то время как клавиатура устройства с клавиатурой играла важную роль в вводе и хранении данных в течение столь же долгого времени. Разработка самых ранних компьютеров включала в себя клавиатуры электрических пишущих машинок: при разработке компьютера ENIAC в качестве устройства ввода и вывода на бумажном носителе использовалось перфораторное устройство, тогда как компьютер BINAC также использовал пишущую машинку с электромеханическим управлением для ввода данных на магнитные носители. лента (вместо бумаги) и вывод данных. [6]
Клавиатура оставалась основным и наиболее интегрированным компьютерным периферийным устройством вплоть до появления мыши в качестве потребительского устройства в 1984 году. К этому времени только текстовые пользовательские интерфейсы с редкой графикой уступили место сравнительно насыщенным графикой значкам. на экране . [7] Тем не менее, клавиатуры до сих пор остаются центральным элементом взаимодействия человека с компьютером, хотя мобильные персональные вычислительные устройства, такие как смартфоны и планшеты, используют виртуальную клавиатуру .
Доступны различные типы клавиатур, каждая из которых разработана с упором на определенные функции, соответствующие конкретным потребностям. Сегодня в большинстве полноразмерных клавиатур используется одна из трех различных механических раскладок, обычно называемых просто ISO ( ISO/IEC 9995-2 ), ANSI ( ANSI - INCITS 154-1988) и JIS ( JIS X 6002-1980). грубо говоря, речь идет об организациях, выпускающих соответствующие международные стандарты, стандарты США и Японии соответственно. (Фактически, механические раскладки, такие как «ISO» и «ANSI», соответствуют основным рекомендациям названных стандартов, хотя каждый из этих стандартов фактически допускает и другой путь.) Буквенно-цифровые клавиатуры стандарта ANSI имеют клавиши, которые включены. центры на три четверти дюйма (0,75 дюйма (19 мм)), а ход ключа составляет не менее 0,15 дюйма (3,8 мм). [ нужна цитата ]
Современные модели клавиатур содержат определенное количество клавиш в соответствии с заданным стандартом, описываемое как 101, 104, 105 и т. д. и продаваемые как «полноразмерные» клавиатуры. [8] Современные клавиатуры, соответствующие американским стандартам, обычно имеют 104 клавиши, тогда как раскладка из 105 клавиш является нормой для остального мира. Это число не всегда соблюдается, и отдельные клавиши или целые разделы обычно пропускаются ради компактности или предпочтений пользователя. Наиболее распространенный вариант — не включать цифровую клавиатуру, которую обычно можно полностью заменить буквенно-цифровой частью; такие конструкции называются «без ключа». [9] Ноутбуки и беспроводные периферийные устройства часто не имеют дубликатов ключей и редко используются. Функциональные клавиши и клавиши со стрелками присутствуют почти всегда.
Еще одним фактором, определяющим размер клавиатуры, является размер и расстояние между клавишами. Сокращение ограничено практическим соображением, что клавиши должны быть достаточно большими, чтобы их можно было легко нажимать пальцами. Альтернативно используется инструмент для нажатия маленьких клавиш.
Клавиатуры настольных компьютеров включают буквенные символы и цифры (и обычно дополнительно цифровую клавиатуру ), типографские символы и знаки препинания , один или несколько символов валюты и другие специальные символы, диакритические знаки и различные функциональные клавиши . Репертуар глифов , выгравированных на клавишах клавиатуры, соответствует национальным традициям и языковым потребностям. Компьютерные клавиатуры похожи на клавиатуры электрической пишущей машинки, но содержат дополнительные клавиши, такие как командная клавиша или клавиши Windows .
Клавиатуры на ноутбуках и портативных компьютерах обычно имеют более короткий ход нажатия клавиши, более короткий ход и уменьшенный набор клавиш. Они могут не иметь цифровой клавиатуры , а функциональные клавиши могут располагаться в местах, отличающихся от их расположения на стандартной полноразмерной клавиатуре. Механизм переключения клавиатуры ноутбука скорее представляет собой ножничный переключатель, чем резиновый купол; это противоречит тенденции к полноразмерным клавиатурам.
Гибкие клавиатуры представляют собой связующее звено между клавиатурами обычного типа и ноутбукового типа: обычной с полным расположением клавиш и ноутбуковой с коротким расстоянием между клавишами. Кроме того, гибкость позволяет пользователю складывать/сворачивать клавиатуру для более удобного хранения и транспортировки. Однако для набора текста клавиатура должна лежать на твердой поверхности. Подавляющее большинство [10] гибких клавиатур, представленных на рынке, изготовлены из силикона; этот материал делает их водо- и пыленепроницаемыми. Это полезно в больницах, [11] где клавиатуры подвергаются частому мытью, а также в других грязных или требующих чистоты средах.
Ручные эргономичные клавиатуры [12] [13] созданы для того, чтобы их можно было держать как игровой контроллер, и их можно использовать как таковые, а не раскладывать на поверхности стола.
Обычно портативные клавиатуры содержат все буквенно-цифровые клавиши и символы, которые есть на стандартной клавиатуре, но доступ к ним возможен только при одновременном нажатии двух наборов клавиш; одна действует как функциональная клавиша, аналогичная клавише «Shift», которая позволяет вводить заглавные буквы на стандартной клавиатуре. [14] Портативные клавиатуры позволяют пользователю передвигаться по комнате или откинуться на спинку стула, а также печатать перед компьютером или вдали от него. [15] Некоторые варианты портативных эргономичных клавиатур также включают мышь с трекболом, которая позволяет перемещать мышь и печатать в одном портативном устройстве. [16]
Внешние клавиатуры меньшего размера были представлены для устройств без встроенной клавиатуры, таких как КПК и смартфоны. Маленькие клавиатуры также полезны там, где рабочее пространство ограничено. [17]
Клавиатура для большого пальца (доска для большого пальца) используется в некоторых персональных цифровых помощниках, таких как Palm Treo и BlackBerry , а также в некоторых ультрамобильных ПК, таких как OQO .
Цифровые клавиатуры содержат только цифры, математические символы для сложения, вычитания, умножения и деления, десятичную точку и несколько функциональных клавиш. Они часто используются для облегчения ввода данных с помощью небольших клавиатур, не имеющих цифровой клавиатуры, обычно это ноутбуки. [18] Эти клавиши вместе называются цифровой клавиатурой, цифровыми клавишами или цифровой клавиатурой и могут состоять из следующих типов клавиш: арифметические операторы , цифры , клавиши со стрелками , клавиши навигации, Num Lock и клавиша Enter .
Многофункциональные клавиатуры предоставляют дополнительные функции помимо стандартной клавиатуры. Многие из них представляют собой программируемые, настраиваемые компьютерные клавиатуры, а некоторые управляют несколькими ПК, рабочими станциями и другими источниками информации, обычно в рабочих средах с несколькими экранами. Пользователи имеют дополнительные ключевые функции, а также стандартные функции и обычно могут использовать одну клавиатуру и мышь для доступа к нескольким источникам.
Многофункциональные клавиатуры могут иметь настраиваемые клавиатуры, полностью программируемые функциональные или программные клавиши для макросов/предварительных настроек, считыватели биометрических или смарт-карт , трекболы и т. д. Многофункциональные клавиатуры нового поколения оснащены сенсорным дисплеем для потоковой передачи видео, управления аудиовизуальными медиа и сигналами тревоги, выполнения операций. ввод данных в приложениях, настройку индивидуальной среды рабочего стола и т. д. Многофункциональные клавиатуры также могут предоставлять пользователям возможность совместного доступа к ПК и другим источникам информации. Для интеграции внешних устройств используются несколько интерфейсов (последовательный, USB, аудио, Ethernet и т. д.). Некоторые многофункциональные клавиатуры также используются для прямого и интуитивного управления видеостенами.
Обычными средами для многофункциональных клавиатур являются сложные высокопроизводительные рабочие места для финансовых трейдеров и операторов диспетчерских (службы экстренной помощи, безопасности, управления воздушным движением, промышленности, управления коммунальными услугами и т. д.).
Многие клавиатуры предназначены для работы одной рукой. Первую, аккордовую клавиатуру, изобрел Дуглас Энгельбарт . Другие типы одноручных клавиатур включают FrogPad , Half-keyboard , [19] и раскладки клавиатуры Дворжака для одной руки , предназначенные для набора текста одной рукой .
В то время как другие клавиатуры обычно связывают одно действие с каждой клавишей, аккордовые клавиатуры связывают действия с комбинациями нажатий клавиш. Поскольку доступно множество комбинаций, аккордовая клавиатура может эффективно выполнять больше действий на доске с меньшим количеством клавиш. Стенотипные машины судебных репортеров используют аккордовую клавиатуру, что позволяет им вводить текст гораздо быстрее, печатая по слогу с каждым штрихом, а не по одной букве за раз. Самые быстрые машинистки (по состоянию на 2007 год) используют стенограф, своего рода аккордовую клавиатуру, используемую большинством судебных репортеров и репортеров со скрытыми субтитрами. Некоторые аккордовые клавиатуры также предназначены для использования в ситуациях, когда предпочтительнее использовать меньшее количество клавиш, например, на устройствах, которые можно использовать только одной рукой, и на небольших мобильных устройствах, на которых нет места для больших клавиатур. Аккордовые клавиатуры во многих случаях менее желательны, поскольку для освоения навыков обычно требуется практика и запоминание комбинаций.
Виртуальные клавиатуры , иногда называемые экранными клавиатурами (реже программными клавиатурами), состоят из компьютерных программ, которые отображают изображение клавиатуры на экране. Для управления каждой виртуальной клавишей для ввода текста можно использовать другое устройство ввода, такое как мышь или сенсорный экран. Виртуальные клавиатуры стали очень популярными в мобильных телефонах с сенсорным экраном из-за дополнительных затрат и требований к пространству, которые требуются для других типов аппаратных клавиатур. Microsoft Windows, Mac OS X и некоторые разновидности Linux включают экранные клавиатуры, которыми можно управлять с помощью мыши. В них необходимо наводить мышь на буквы на экране, заданные программным обеспечением. При щелчке буквы программа записывает соответствующую букву в соответствующем месте.
Проекционные клавиатуры проецируют изображение клавиш, обычно с помощью лазера, на плоскую поверхность. Затем устройство использует камеру или инфракрасный датчик, чтобы «наблюдать», куда движутся пальцы пользователя, и будет считать нажатие клавиши, когда «видит», как палец пользователя касается проецируемого изображения. Проекционные клавиатуры могут имитировать полноразмерную клавиатуру очень маленького проектора. Поскольку «клавиши» представляют собой просто проецируемые изображения, их невозможно почувствовать при нажатии. Пользователи проекционных клавиатур часто испытывают повышенный дискомфорт в кончиках пальцев из-за отсутствия «поддачи» при наборе текста. Для проецирования клавиш также необходима плоская неотражающая поверхность. Большинство проекционных клавиатур предназначены для использования с КПК и смартфонами из-за их небольшого форм-фактора.
Также известна как фотооптическая клавиатура, светочувствительная клавиатура, фотоэлектрическая клавиатура и технология обнаружения нажатия оптических клавиш.
Технология оптической клавиатуры [20] [ нужен лучший источник ] использует светодиоды и фотодатчики для оптического обнаружения нажатых клавиш. Чаще всего излучатели и датчики располагаются по периметру и монтируются на небольшой печатной плате . Свет направлен из стороны в сторону внутренней части клавиатуры и блокируется только нажатыми клавишами. Большинству оптических клавиатур [21] требуется как минимум два луча (чаще всего вертикальный и горизонтальный луч) для определения нажатой клавиши. В некоторых оптических клавиатурах используется специальная структура клавиш, которая блокирует свет определенным образом, позволяя использовать только один луч на ряд клавиш (чаще всего горизонтальный луч).
.jpg/1280px-Greek_Keyboard_(Macbook_Pro).jpg)
Алфавитные, цифровые клавиши и клавиши пунктуации используются так же, как клавиатура пишущей машинки, для ввода соответствующего символа в текстовый редактор, текстовый редактор, электронную таблицу данных или другую программу. Многие из этих клавиш будут отображать разные символы при нажатии клавиш-модификаторов или клавиш Shift. Буквенные символы становятся заглавными при нажатии клавиши Shift или Caps Lock. Цифровые символы становятся символами или знаками препинания при нажатии клавиши Shift. Алфавитные, цифровые клавиши и клавиши пунктуации также могут выполнять другие функции, если их нажимать одновременно с некоторыми клавишами-модификаторами.
Пробел — это горизонтальная полоса в самом нижнем ряду, которая значительно шире остальных клавиш. Как и буквенно-цифровые символы, он также произошел от механической пишущей машинки. Его основная цель — ввести пробел между словами во время набора текста. Он достаточно большой, чтобы им можно было легко пользоваться большим пальцем любой руки. В зависимости от операционной системы, когда пробел используется с клавишей-модификатором, такой как клавиша управления, она может иметь такие функции, как изменение размера или закрытие текущего окна, полуинтервал или возврат. В компьютерных играх и других приложениях эта клавиша имеет множество применений, помимо ее обычного назначения при наборе текста, например, для прыжков и добавления отметок в полях для флажков. В некоторых программах для воспроизведения цифрового видео клавиша пробела используется для приостановки и возобновления воспроизведения.
Клавиши-модификаторы — это специальные клавиши, которые изменяют обычное действие другой клавиши при их одновременном нажатии. Например, Alt+ F4в Microsoft Windows закроет программу в активном окне . Напротив, нажатие кнопки «просто», вероятно, ничего не даст, если только в конкретной программе не назначена конкретная функция. Сами по себе клавиши-модификаторы обычно ничего не делают. Наиболее широко используемые клавиши-модификаторы включают клавишу Control , клавишу Shift и клавишу Alt . Клавиша AltGr используется для доступа к дополнительным символам для клавиш, на которых напечатано три символа. На клавиатурах Macintosh и Apple клавишами-модификаторами являются клавиша Option и клавиша Command соответственно. На машинных клавиатурах Sun Microsystems и Lisp клавиша Meta используется в качестве модификатора, а на клавиатурах Windows имеется клавиша Windows . В компактных раскладках клавиатуры часто используется клавиша Fn . « Мертвые клавиши » позволяют размещать диакритический знак, например ударение, на следующей букве (например, клавиша «Написать »). Клавиша Enter/Return обычно заставляет командную строку, форму окна или диалоговое окно выполнять функцию по умолчанию, которая обычно заключается в завершении «ввода» и начале желаемого процесса. В текстовых редакторах нажатие клавиши ввода завершает абзац и начинает новый.F4
Клавиши навигации или клавиши курсора включают в себя множество клавиш, которые перемещают курсор в разные позиции на экране. [22] Клавиши со стрелками запрограммированы на перемещение курсора в заданном направлении; клавиши прокрутки страниц, такие как клавиши Page Up и Page Down , прокручивают страницу вверх и вниз. Клавиша Home используется для возврата курсора в начало строки, где находится курсор; клавиша End помещает курсор в конец строки. Клавиша Tab перемещает курсор на следующую позицию табуляции. Клавиша «Вставка» в основном используется для переключения между режимом замены, в котором курсор перезаписывает любой текст, присутствующий в его текущем местоположении и после него, и режимом вставки, в котором курсор вставляет символ в его текущую позицию, принудительно перемещая все символы после него на один. позицию дальше. Клавиша «Удалить» удаляет символ перед позицией курсора, перемещая все последующие символы на одну позицию «назад» к освобожденному месту. На клавиатурах многих ноутбуков клавиша с надписью «Delete» (иногда «Delete» и «Backspace» напечатаны на одной и той же клавише) служит той же цели, что и клавиша Backspace. Клавиша Backspace удаляет предыдущий символ. Клавиши блокировки блокируют часть клавиатуры в зависимости от выбранных настроек. Клавиши блокировки разбросаны по клавиатуре. Большинство стилей клавиатур имеют три светодиода, указывающие, какие блокировки включены, в правом верхнем углу над цифровой панелью. К клавишам блокировки относятся Scroll Lock , Num Lock (позволяет использовать цифровую клавиатуру) и Caps Lock . [23]
Команды экрана SysRq и Print часто используют один и тот же ключ. SysRq использовался на более ранних компьютерах в качестве «тревожной» кнопки для восстановления после сбоев (и до некоторой степени он до сих пор используется в этом смысле ядром Linux ; см. ключ Magic SysRq ). Команда «Печать экрана» раньше захватывала весь экран и отправляла его на принтер, но в настоящее время она обычно помещает снимок экрана в буфер обмена .
Клавиша Break /Pause больше не имеет четко определенного назначения. Его истоки восходят к пользователям телетайпов, которым нужен был ключ, который временно прерывал бы линию связи. Клавиша Break может использоваться программным обеспечением несколькими различными способами, например, для переключения между несколькими сеансами входа в систему, для завершения программы или для прерывания модемного соединения. В программировании, особенно в старых BASIC, Pascal и C в стиле DOS, Break используется (в сочетании с Ctrl) для остановки выполнения программы. В дополнение к этому, Linux и его варианты, а также многие программы DOS рассматривают эту комбинацию так же, как Ctrl+C. На современных клавиатурах клавиша перерыва обычно обозначается как Pause/Break. В большинстве сред Windows комбинация клавиш Windows + Пауза вызывает свойства системы.
Клавиша выхода ( ) имеет различные значения в зависимости от операционной системы, приложения или того и другого. «Почти все время», [24] он сигнализирует «Стоп» , [25] «ВЫЙТИ» , [26] или «дайте мне выйти из диалогового окна» (или всплывающего окна). [24] [27] Он запускает функцию «Стоп» во многих веб-браузерах. [28]esc
Клавиша выхода была частью стандартной клавиатуры телетайпа модели 33 (представленного в 1964 году и использовавшегося во многих ранних миникомпьютерах). [29] DEC VT50 , представленный в июле 1974 года, также имел клавишу Esc. Текстовый редактор TECO (около 1963 г.) и его потомок Emacs (около 1985 г.) широко используют клавишу Esc.
Исторически она также служила своего рода клавишей Shift, так что один или несколько следующих символов интерпретировались по-разному, отсюда и термин escape-последовательность , который относится к серии символов, которым обычно предшествует escape-символ . [30] [31]
На машинах под управлением Microsoft Windows до появления клавиши Windows на клавиатуре типичной практикой вызова кнопки «Пуск» было удержание клавиши управления и нажатие клавиши Escape. Этот процесс по-прежнему работает в Windows 95, 98, Me, NT 4, 2000, XP, Vista, 7, 8 и 10. [32]
«Клавиша ввода» ⌅ Enterи «клавиша возврата» ↵ Return— это две тесно связанные клавиши с пересекающимися и разными функциями, зависящими от операционной системы и приложения . На полноразмерных клавиатурах таких клавиш две: одна в буквенно-цифровых клавишах, другая в цифровых клавишах. Назначение клавиши ввода — подтвердить введенное. Клавиша возврата основана на исходной функции перевода строки / возврата каретки пишущих машинок : например, во многих текстовых процессорах клавиша возврата завершает абзац; в электронной таблице он завершает текущую ячейку и переходит к следующей ячейке.
Форма клавиши Enter различается на клавиатурах ISO и ANSI: в последней клавиша Enter находится в один ряд (обычно третий снизу), а в первой она занимает два ряда и имеет форму перевернутой буквы L.
Назначение клавиши — вызвать первую альтернативную функцию клавиши, с которой она нажимается одновременно. Для буквенных клавиш сочетание клавиш Shift+буква дает версию этой буквы в верхнем регистре. Для других клавиш на клавише выгравированы символы как несдвинутого, так и сдвинутого результата. При использовании в сочетании с другими клавишами управления (например , или ) эффект зависит от системы и приложения.⇧ ShiftCtrlAltAltGr
Клавиша меню или клавиша приложения — это клавиша, которую можно найти на клавиатурах компьютеров, ориентированных на Windows. Он используется для запуска контекстного меню с помощью клавиатуры, а не обычной правой кнопки мыши. Символ ключа обычно представляет собой небольшой значок, изображающий курсор, находящийся над меню. На некоторых клавиатурах Samsung курсор на значке отсутствует, отображается только меню. Этот ключ был создан одновременно с ключом Windows. Эта клавиша обычно используется, когда на мыши нет правой кнопки мыши. Некоторые общедоступные терминалы Windows не имеют клавиши меню на клавиатуре, чтобы пользователи не могли щелкнуть правой кнопкой мыши (однако во многих приложениях Windows аналогичную функцию можно вызвать с помощью сочетания клавиш Shift+F10 ).
Многие, но не все, компьютерные клавиатуры имеют цифровую клавиатуру справа от буквенной клавиатуры, часто отделенную от других групп клавиш, таких как функциональные клавиши и системные командные клавиши, которые содержат цифры, основные математические символы (например, сложение, вычитание и т. д.), а также несколько функциональных клавиш. В дополнение к ряду цифровых клавиш над верхним буквенным рядом большинство настольных клавиатур имеют цифровую или учетную панель с правой стороны клавиатуры. Пока включена блокировка цифр , цифры на этих клавишах дублируют числовой ряд; в противном случае они имеют альтернативные функции, указанные на гравировке. Помимо цифр, на этой панели имеются символы команд, связанные с вычислениями, такими как символы сложения, вычитания, умножения и деления. Клавиша ввода в этих клавишах обозначает знак равенства.
На японской/корейской клавиатуре могут быть клавиши ввода языка для изменения используемого языка.
На некоторых клавиатурах имеются клавиши управления питанием (например, клавиша включения, клавиша сна и клавиша пробуждения); Интернет-ключи для доступа к веб-браузеру или электронной почте ; и/или мультимедийные клавиши, такие как регуляторы громкости; или клавиши, которые пользователь может запрограммировать для запуска определенного приложения или команды, например, свертывания всех окон.
В операционной системе можно установить несколько раскладок клавиатуры и переключаться между ними либо с помощью функций, реализованных в ОС, либо с помощью внешнего приложения. Microsoft Windows, [33] Linux, [34] и Mac [35] поддерживают добавление раскладок клавиатуры и выбор из них.
Клавиатуры и клавиатуры могут подсвечиваться изнутри, особенно на оборудовании для мобильного использования. Подсветку могут поддерживать как клавиатуры, встроенные в компьютеры, так и внешние; Внешние клавиатуры с подсветкой могут иметь проводное USB-соединение или подключаться по беспроводной сети и питаться от батарей. Подсветка облегчает использование клавиатуры или клавиатуры в темноте.
Для повышения производительности только клавиши могут иметь равномерную подсветку, не отвлекая свет вокруг клавиш.
Многие игровые клавиатуры имеют эстетическую и функциональную привлекательность, имеют несколько цветов и клавиши с цветовой кодировкой, которые облегчают геймерам поиск командных клавиш во время игры в темной комнате. [36] Многие клавиатуры, не имеющие иной подсветки, могут иметь небольшие светодиодные индикаторы на нескольких важных функциональных клавишах или в других местах корпуса, если их функция активирована (см. фото).
В первых электронных клавиатурах начала 1970-х годов клавишные переключатели представляли собой отдельные переключатели, вставленные в отверстия в металлических рамах. Эти клавиатуры стоили от 80 до 120 долларов США и использовались в терминалах обработки данных мэйнфреймов. Наиболее популярными типами переключателей были герконы (контакты, заключенные в вакууме в стеклянной капсуле, на которые воздействует магнит, установленный на плунжере переключателя). [ нужна цитата ]
В середине 1970-х годов были представлены недорогие переключатели с прямым контактом, но их срок службы в циклах переключения был намного короче (10 миллионов циклов), поскольку они были открыты для окружающей среды. Однако в то время это стало более приемлемым для использования в компьютерных терминалах, срок службы моделей которых по мере их развития стал сокращаться. [37]
В 1978 году компания Key Tronic Corporation представила клавиатуры с емкостными переключателями, одну из первых клавиатурных технологий, в которых не использовались автономные переключатели. [ нужна цитация ] На плунжере переключателя была просто губчатая подушечка с листом майлара с проводящим покрытием и два полумесяца на печатной плате ниже. Когда клавиша была нажата, емкость между подушечкой плунжера и рисунками на печатной плате, расположенной ниже, изменилась, что было обнаружено интегральными схемами (ИС). Утверждалось, что эти клавиатуры имеют такую же надежность, как и другие клавиатуры с «полупроводниковым переключателем», такие как индуктивные и на эффекте Холла, но конкурируют с клавиатурами с прямым контактом. Были достигнуты цены на клавиатуры в 60 долларов, и Key Tronic быстро стала крупнейшим независимым производителем клавиатур.
Тем временем IBM создавала свои собственные клавиатуры, используя собственную запатентованную технологию: клавиши на старых клавиатурах IBM [38] были изготовлены с механизмом «пружинного изгиба» , в котором винтовая пружина под клавишей сгибается под давлением пальца пользователя, вызывая молоток, сжимающий вместе два пластиковых листа (мембраны) с проводящими дорожками, замыкая цепь. При этом издается щелчок, который дает машинистке физическую обратную связь, указывая на то, что клавиша нажата. [39]
Первые электронные клавиатуры имели расстояние хода клавиш пишущей машинки 0,187 дюйма (4,75 мм), высота клавиш составляла полдюйма (12,7 мм), а толщина клавиатуры составляла около двух дюймов (5 см). Со временем на рынке был принят меньший ход клавиш, и в конечном итоге он остановился на 0,110 дюйма (2,79 мм). По совпадению, Key Tronic была первой компанией, представившей клавиатуру толщиной всего около одного дюйма. А теперь толщина клавиатуры составляет всего полдюйма.
.jpg/1280px-Cherry_MX_Brown_switch_(composite).jpg)
Клавиатуры являются важным элементом клавиатур. Вначале клавиатура имела форму тарелки сверху, как у пишущих машинок до них. Надписи клавиш клавиатуры должны быть чрезвычайно прочными, выдерживая десятки миллионов нажатий, поскольку они подвергаются сильному механическому износу от пальцев и ногтей, а также воздействию масел и кремов для рук, поэтому гравировку и заливку надписей клавиш краской, как это делалось ранее для индивидуальных переключатели никогда не были приемлемыми. Так, для первых электронных клавиатур надписи на клавишах изготавливались методом двухэтапного (или двухкапельного, или двухцветного) формования , при котором сначала отливалась либо оболочка клавиши, либо внутренняя часть клавиши с надписью, а затем затем другой цвет формовался вторым. Но для экономии средств были изучены другие методы, такие как сублимационная печать и лазерная гравировка — оба метода можно использовать для одновременной печати всей клавиатуры.
Первоначально сублимационная печать, при которой специальные чернила наносятся на поверхность клавиш, а применение тепла заставляет молекулы чернил проникать и смешиваться с пластиковыми модулями, имела проблему, поскольку жир от пальцев вызывал рассеивание молекул. Чтобы предотвратить это, было нанесено твердое прозрачное покрытие. Одновременно с сублимационной печатью, которая впервые использовалась IBM в больших объемах на своих клавиатурах, IBM представила колпачки клавиш с одной изогнутой пластиной, чтобы облегчить качественную печать надписей клавиш за счет постоянно изогнутой поверхности вместо тарелки. Но одна проблема с сублимационной или лазерной печатью заключалась в том, что этот процесс занимал слишком много времени, и на светлых клавишах можно было напечатать только темные надписи. С другой стороны, IBM была уникальной в использовании отдельных оболочек или « клавишных колпачков » на основаниях клавиш. Это могло бы сделать производство различных раскладок клавиатуры более гибким, но причина этого заключалась в том, что пластиковый материал, который нужно было использовать для сублимационной печати, отличался от стандартного пластика ABS для клавиатуры.
Три последние механические технологии сделали клавиатуры такими, какими они являются сегодня, а их стоимость значительно ниже 10 долларов:
Пластмассовые материалы сыграли очень важную роль в развитии и прогрессе электронных клавиатур. До появления «моноблоков» «самосмазывающийся» делрин GE был единственным пластиковым материалом для плунжеров переключателей клавиатуры, который мог выдерживать удары в течение десятков миллионов циклов использования в течение всего срока службы. Смазка или смазка плунжеров переключателей была нежелательна, поскольку со временем она притягивала бы грязь , что в конечном итоге могло бы повлиять на ощущения и даже заблокировать переключатели клавиш (хотя производители клавиатур иногда протаскивали это в свои клавиатуры, особенно если они не могли контролировать допуски плунжеров клавиш). и корпуса достаточно хорошо, чтобы обеспечить плавное нажатие клавиш или предотвратить заедание). Но Делрин был доступен только в черно-белом цвете и не подходил для клавиатур (слишком мягкий), поэтому в клавиатурах используется АБС- пластик. Однако по мере того, как формование пластика достигло более жестких допусков, а длина хода клавиш сократилась с 0,187 дюйма до 0,110 дюйма (от 4,75 до 2,79 мм), цельные поверхности клавиш/плунжеры можно было изготавливать из АБС-пластика, при этом моноблоки клавиатуры также могли быть изготовлены из моноблоков. изготовлен из АБС.
В обычном использовании термин «механическая клавиатура» относится к клавиатуре с отдельными механическими клавишными переключателями, каждый из которых содержит полностью закрытый плунжер с пружиной под ним и металлическими электрическими контактами по бокам. Плунжер сидит на пружине, и ключ часто замыкает контакты, когда плунжер нажимается наполовину. Другие переключатели требуют, чтобы плунжер был полностью нажат. Глубина, на которую необходимо нажать на плунжер для замыкания контактов, называется расстоянием активации. Также доступны аналоговые клавиатуры с клавишными переключателями, расстояние активации которых можно перенастроить с помощью программного обеспечения, оптические переключатели, которые работают путем блокировки лазерных лучей, и клавиатуры с эффектом Холла, в которых используются клавишные переключатели, использующие магнит для активации датчика Холла.
Компьютерные клавиатуры включают в себя схему управления для преобразования нажатий клавиш в коды клавиш [40] (обычно скан-коды ), которые может понять электроника компьютера. Ключевые переключатели подключены через печатную плату в электрической матрице XY, где напряжение подается последовательно на линии Y и при нажатии клавиши обнаруживается последовательно путем сканирования линий X.
Первые компьютерные клавиатуры предназначались для терминалов обработки данных мэйнфреймов и использовали дискретные электронные компоненты. Первый микропроцессор клавиатуры был представлен в 1972 году компанией General Instruments, но в клавиатурах используется однокристальный вариант микроконтроллера 8048 с тех пор, как он стал доступен в 1978 году. Матрица переключателей клавиатуры подключена к ее входам, она преобразует нажатия клавиш в коды клавиш, а в случае отсоединенной клавиатуры коды отправляются по последовательному кабелю (шнуру клавиатуры) к главному процессору на материнской плате компьютера. Эта связь по кабелю последовательной клавиатуры является двунаправленной только в той степени, в которой электроника компьютера управляет подсветкой индикаторов Caps Lock, Num Lock и Scroll Lock.
Одним из способов проверки того, сломался ли компьютер, является нажатие клавиши Caps Lock. Клавиатура отправляет код клавиши драйверу клавиатуры , работающему на главном компьютере; если главный компьютер работает, он дает команду на включение света. Все остальные индикаторы работают аналогично. Драйвер клавиатуры также отслеживает состояние Shift, Alt и управления клавиатурой.
Некоторые клавиатуры более низкого качества имеют несколько или ложные клавиши из-за неадекватной электрической конструкции. Это вызвано неадекватным «устранением дребезга» клавишных переключателей или неадекватной компоновкой матрицы клавишных переключателей, которая не позволяет одновременно нажимать несколько клавиш; оба обстоятельства описаны ниже:
При нажатии клавиши клавиатуры контакты клавиш могут «подпрыгивать» друг о друга в течение нескольких миллисекунд, прежде чем они установятся в прочный контакт. После отпускания они еще немного подпрыгивают, пока не вернутся в состояние отсутствия контакта. Если бы компьютер следил за каждым импульсом, он бы увидел множество нажатий клавиш вместо того, что, по мнению пользователя, было всего одним. Чтобы решить эту проблему, процессор клавиатуры (или компьютера) « устраняет » нажатия клавиш, объединяя их во времени для создания одного «подтвержденного» нажатия клавиши.
Некоторые некачественные клавиатуры также страдают от проблем с переключением клавиш (то есть, когда несколько клавиш нажимаются одновременно или когда клавиши нажимаются так быстро, что несколько клавиш нажимаются в течение одних и тех же миллисекунд). Ранние «твердотельные» клавиатуры с клавишными переключателями не имели этой проблемы, поскольку переключатели были электрически изолированы друг от друга, а ранние клавиатуры с клавишными переключателями с «прямым контактом» избегали этой проблемы за счет наличия изолирующих диодов для каждого переключателя. Эти ранние клавиатуры имели функцию одновременного нажатия n-клавиш, что означает, что можно нажимать любое количество клавиш, и клавиатура все равно распознает следующую нажатую клавишу. Но когда три клавиши нажимаются (электрически замыкаются) одновременно в матрице переключателей «прямого контакта», не имеющей изолирующих диодов, электроника клавиатуры может видеть четвертую «фантомную» клавишу, которая представляет собой пересечение X и Y. линии трех ключей. Некоторые типы схем клавиатуры могут одновременно регистрировать максимальное количество клавиш. При одновременном нажатии «трех клавиш», также называемом «блокировкой фантомной клавиши» или «блокировкой фантомной клавиши», регистрируются только три клавиши и игнорируются все остальные до тех пор, пока одна из трех клавиш не будет снята. Это нежелательно, особенно для быстрого набора текста (нажатие новых клавиш до того, как пальцы смогут отпустить предыдущие клавиши) и игр (рассчитанных на многократное нажатие клавиш).
По мере того, как мембранные клавиатуры с прямым контактом стали популярными, возможность одновременного нажатия клавиш была оптимизирована путем анализа наиболее распространенных последовательностей клавиш и размещения этих клавиш таким образом, чтобы они потенциально не создавали фантомные клавиши в матрице электрических клавиш (например, простое размещение трех или четырех клавиш). клавиши, которые могут быть нажаты одновременно на одной и той же линии X или Y, так что фантомное пересечение/замыкание клавиш не может произойти), так что блокировка третьей клавиши обычно не является проблемой. Но конструкция клавиатуры более низкого качества и некомпетентные инженеры могут не знать этих приемов, и это все равно может быть проблемой в играх из-за совершенно разных или настраиваемых раскладок в разных играх.
_2012.jpg/1280px-Apple_Wireless_Keyboard_(German_QWERTZ_layout)_2012.jpg)
Существует несколько способов подключения клавиатуры к системному блоку (точнее, к его контроллеру клавиатуры ) с помощью кабелей, включая стандартный разъем AT , обычно встречающийся на материнских платах, который со временем был заменен разъемом PS/2 и USB - соединением. До появления линейки систем iMac Apple использовала собственную шину Apple Desktop Bus для разъема клавиатуры.
Беспроводные клавиатуры стали популярными. Беспроводная клавиатура должна иметь встроенный передатчик и приемник, подключенный к порту клавиатуры компьютера; он обменивается данными либо с помощью радиочастотных (РЧ), либо инфракрасных (ИК) сигналов. Беспроводная клавиатура может использовать стандартную радиосвязь Bluetooth , и в этом случае приемник может быть встроен в компьютер. Беспроводным клавиатурам для питания необходимы батарейки, поэтому существует риск перехвата данных . Беспроводные солнечные клавиатуры заряжают свои батареи от небольших солнечных панелей , используя естественный или искусственный свет. Apricot Portable 1984 года — ранний образец ИК-клавиатуры.
Оптическое распознавание символов (OCR) предпочтительнее смены ключей для преобразования существующего текста, который уже записан, но не в машиночитаемом формате (например, книга, написанная на линотипе 1940-х годов). Другими словами, чтобы преобразовать текст из изображения в редактируемый текст (то есть строку кодов символов), человек может повторно набрать его или компьютер может посмотреть на изображение и определить, что представляет собой каждый символ. Технология оптического распознавания символов уже достигла впечатляющего состояния (например, Google Book Search ) и обещает больше в будущем.
Распознавание речи преобразует речь в машиночитаемый текст (то есть строку кодов символов). Эта технология также достигла продвинутого состояния и реализована в различных программных продуктах . Для некоторых целей (например, транскрипция медицинских или юридических диктантов; журналистика; написание эссе или романов) распознавание речи начинает заменять клавиатуру. Однако отсутствие конфиденциальности при подаче голосовых команд и диктовке делает этот вид ввода непригодным для многих сред.
Указывающие устройства можно использовать для ввода текста или символов в ситуациях, когда использование физической клавиатуры нецелесообразно или невозможно. Эти аксессуары обычно отображают символы на дисплее в макете, обеспечивающем быстрый доступ к наиболее часто используемым символам или комбинациям символов. Популярными примерами такого рода ввода являются Graffiti , Dasher и экранные виртуальные клавиатуры .
Известно, что незашифрованные беспроводные клавиатуры Bluetooth уязвимы для кражи сигнала, поскольку в одной комнате с клавиатурой размещается скрытое подслушивающее устройство, которое прослушивает и записывает пакеты Bluetooth с целью регистрации ключей, набираемых пользователем. Документально подтверждено, что беспроводные клавиатуры Microsoft 2011 года и более ранних версий имеют эту уязвимость. [41]
Регистрация нажатий клавиш (часто называемая кейлоггингом) — это метод захвата и записи нажатий клавиш пользователем. Хотя на законных основаниях он используется для измерения производительности сотрудников при выполнении определенных канцелярских задач или правоохранительными органами для выявления незаконной деятельности, он также используется хакерами для различных незаконных или злонамеренных действий. Хакеры используют кейлоггеры как средство получения паролей или ключей шифрования и, таким образом, обхода других мер безопасности.
Регистрация нажатий клавиш может осуществляться как аппаратными, так и программными средствами. Аппаратные кейлоггеры подключаются к кабелю клавиатуры или устанавливаются внутри стандартных клавиатур. Программные кейлоггеры работают в операционной системе целевого компьютера и получают несанкционированный доступ к оборудованию, подключаются к клавиатуре с помощью функций, предоставляемых ОС, или используют программное обеспечение удаленного доступа для передачи записанных данных с целевого компьютера в удаленное место. Некоторые хакеры также используют снифферы беспроводных кейлоггеров для сбора пакетов данных, передаваемых с беспроводной клавиатуры и ее приемника, а затем взломают ключ шифрования, используемый для защиты беспроводной связи между двумя устройствами.
Антишпионские приложения способны обнаруживать многие кейлоггеры и очищать их. Ответственные поставщики программного обеспечения для мониторинга поддерживают обнаружение антишпионскими программами, предотвращая тем самым злоупотребление программным обеспечением. Включение брандмауэра само по себе не останавливает кейлоггеры, но может предотвратить передачу зарегистрированных материалов по сети, если они правильно настроены. Сетевые мониторы (также известные как обратные брандмауэры) можно использовать для оповещения пользователя всякий раз, когда приложение пытается установить сетевое соединение. Это дает пользователю возможность предотвратить « звонок домой » кейлоггера с введенной им информацией. Программы автоматического заполнения форм могут полностью предотвратить клавиатурный ввод, вообще не используя клавиатуру. Исторически сложилось так, что большинство кейлоггеров можно было обмануть, чередуя ввод учетных данных для входа и ввод символов в другом месте окна фокуса. [42] [ нужен лучший источник ]
Известно также, что клавиатуры излучают электромагнитные сигнатуры, которые можно обнаружить с помощью специального шпионского оборудования, позволяющего восстановить нажатые на клавиатуре клавиши. Нил О'Фаррелл, исполнительный директор Совета по краже личных данных, рассказал InformationWeek, что «более 25 лет назад пара бывших шпионов показала мне, как они могут перехватить PIN-код банкомата пользователя из фургона, припаркованного через дорогу, просто захватывая и декодируя электромагнитные сигналы, генерируемые при каждом нажатии клавиши», — сказал О'Фаррелл. «Они могли даже фиксировать нажатия клавиш компьютеров в соседних офисах, но технология была недостаточно сложной, чтобы сосредоточиться на каком-либо конкретном компьютере». [43]
Использование любой клавиатуры может привести к серьезной травме (например, туннельному синдрому запястья или другой травме, вызванной повторяющимися нагрузками ) кистей, запястий, рук, шеи или спины. [46] Риск травм можно снизить, делая частые короткие перерывы, чтобы встать и прогуляться пару раз в час. Кроме того, пользователям следует менять задачи в течение дня, чтобы избежать чрезмерного использования рук и запястий. При вводе с клавиатуры человек должен держать плечи расслабленными, локти отвести в сторону, а клавиатуру и мышь расположить так, чтобы не было необходимости тянуться. Высоту стула и подставку для клавиатуры следует отрегулировать так, чтобы запястья были прямыми и не опирались на острые края стола. [47] При наборе текста не следует использовать подставку для запястий и рук. [48]
Некоторые адаптивные технологии , от специальных клавиатур, заменителей мыши и интерфейсов графических планшетов до программного обеспечения для распознавания речи, могут снизить риск травм. Программное обеспечение для паузы напоминает пользователю о необходимости частой паузы. Переключение на гораздо более эргономичную мышь, например, на вертикальную мышь или мышь с джойстиком, может принести облегчение.
Используя тачпад или стилус с графическим планшетом вместо мыши, можно уменьшить повторяющуюся нагрузку на руки и кисти. [49]
гибкие клавиатуры..Самый распространенный материал..силикон.
гибкая клавиатура ... идеально подходит для медицинских приложений и других чистых или грязных
Почти все время нажатие клавиши ESCAPE... помогает выйти из диалогов.
Клавиша ESCAPE для выхода и ввода другой команды.
Почти все время нажатие клавиши ESCAPE... помогает выйти из диалогов.
запястья не должны опираться на острые края стола. ... Переключение... на использование стилуса с графическим планшетом или трекпада, например...
