Как работает клавиатура. Что там внутри. Соединение с компьютером.
Продолжение статьи «Как работает компьютерная клавиатура»
Компьютерная клавиатура: взгляд изнутри
Клавиатура – это своего рода миниатюрный компьютер. У нее есть собственный процессор и электрическая цепь, отвечающая за обмен данными между клавишами, процессором и компьютером. Основная доля этой цепи приходится на клавиатурную матрицу.
Клавиатурная матрица – это набор электросхем, расположенных под клавишами. Во всех клавиатурах (кроме емкостных, о которых пойдет речь в следующем разделе) под каждой клавишей цепь разрывается. Когда пользователь нажимает кнопку, она надавливает на переключатель и замыкает цепь, пропуская небольшое количество тока. Механическое действие переключателя вызывает легкую вибрацию (отдачу), которая отфильтровывается процессором. Когда клавишу нажимают и удерживают, процессор воспринимает это как многократное нажатие клавиши.
Когда процессор обнаруживает, что цепь замкнулась, он вычисляет ее положение на клавиатурной матрице по таблице кодов символов, которая хранится в его постоянной памяти (ROM, ПЗУ). Таблица кодов символов – это, по сути, схема сравнения или таблица поиска. В ней содержатся сведения о положении каждой клавиши на клавиатурной матрице и о том, чему каждая из клавиш или клавишных сочетаний соответствует. С помощью таблицы кодов процессор узнает, что нажатие одной клавиши соответствует, например, строчной букве «а», а в сочетании с клавишей [Shift] – уже прописной «A».
Компьютер может использовать собственные таблицы кодов вместо стандартных клавиатурных. Это позволяет, например, набирать текст на языке, буквы которого не имеют эквивалентов на английской раскладке. Можно настроить систему так, чтобы клавиатурные нажатия интерпретировались в соответствии с раскладкой Дворака, даже если сама клавиатура рассчитана на QWERTY. Кроме того, в операционных системах и приложениях предусмотрены специальные настройки, облегчающие пользование клавиатурой людям с ограниченными возможностями.
Соединение клавиатуры с компьютером
По мере ввода, процессор клавиатуры анализирует клавиатурную матрицу и определяет, какие символы отправлять компьютеру. Эти данные сохраняются в буфере памяти и затем передаются на компьютер.
Большинство клавиатур подключается к компьютеру кабелем через разъем PS/2 или порт USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина). В ноутбуках используются встроенные коннекторы. Какой бы механизм ни применялся, кабель отвечает за питание клавиатуры и передачу сигналов с нее на компьютер.
Беспроводные клавиатуры соединяются с компьютером по инфракрасной (IR), радиочастотной связи (RF) или Bluetooth. Инфракрасное и радиочастотное соединение действуют точно так же, как в пультах удаленного управления. В любом случае, какой бы тип сигнала не использовался, для беспроводной клавиатуры необходим ресивер – встроенный или подключенный к USB-порту компьютера. Поскольку беспроводные клавиатуры физически не соединены с компьютером, они оснащены собственным источником питания – аккумуляторами или электропроводом для включения в сеть.
Как бы клавиатура ни соединялась с компьютером, за ее сигналом наблюдает клавиатурный контроллер – интегральная микросхема, которая обрабатывает данные клавиатуры и передает их в операционную систему. Когда операционная система получает данные с клавиатуры, она прежде всего проверяет, не являются ли эти данные системной командой типа [Ctrl]+[Alt]+[Delete] в Windows, которая перезагружает компьютер. Затем операционная система передает данные активному приложению.
Приложение также проверяет, являются ли данные клавиатуры командой типа [Alt]+[f], которая открывает меню «Файл» (File) в программах Windows. Если это не команда, приложение воспринимает данные как контент, под которым может пониматься что угодно – от текста до адреса URL или цифр. Если активное приложение не допускает клавиатурного ввода, оно эти данные просто игнорирует. Весь процесс – от нажатия клавиши до ввода данных в приложение – происходит практически мгновенно.
Продолжение статьи «Как работает компьютерная клавиатура» 
Коментарии (2)
