АГЕНСТВО  ПО ПРОФЕСИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБРАЗОВАНИЮ ПРИ  МИНИСТЕРСТВЕ ТРУДА, ЗАНЯТОСТИ И МИГРАЦИИ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ 

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ 
 
 
 

Дипломная работа

на  тему: «Клавиатура и мышь»

                                  Выполнил:  

Руководитель:  
 
 
 
 
 
 
 
 

Бишкек-2010 

Содержание: 
 

        Введение………………………………………………………………………..3

1. Глава

         1.История создания компьютерной мыши……………………………….4

Глава1

1.История  создания компьютерной  мыши

Прошлое

      Прообраз  современной мыши появился только в начале 60-х и был изобретен в ходе работ по повышению продуктивности человеческого интеллекта. Вел эти работы ученый Дуг Энгельбрат. К тому времени он уже около двенадцати лет работал над этой проблемой. По его мнению, все быстрее возрастающая сложность задач уже превышала возможности человеческого мозга, и необходимо было разработать систему, позволяющую преодолеть этот барьер. В ходе этих работ были созданы специальные компьютеризированные рабочие станции, предназначенные стать помощником человеку при решении сложных задач. Но была и проблема - необходимо было придумать устройство, которое позволило бы оператору быстро подвести курсор на информационном дисплее к определенной точке на экране и произвести некоторые действия.

      С подачи Энгельбрата и в техническом  исполнении Билла Инглиша была сделана  первая модель мыши. Это была простая  деревянная коробка с двумя колесиками в днище и большой красной  кнопкой сверху. Первоначально шнур располагался спереди, но его быстро перенесли назад, чтобы он не путался и не попадал под мышь. А сам Дуг Энгельбрат назвал свою первую мышь "X-Y Position Indicator for a Display System" ("Индикатор X-Y положения для дисплейной системы"). Принцип ее работы был немного другим, чем у современных мышей: мышь невозможно было передвигать наискосок, а если оператору надоедало все время переставлять мышь, он рывком двигал ее и приподнимал над поверхностью, диск все еще продолжал вращаться и курсор двигался по экрану. Само название "мышь", кстати, появилось спонтанно (как утверждает сам Энгельбрат, из-за провода, похожего на хвост мыши) и сразу же вошло в употребление.

      Естественно, что никто не пришел и не сказал - вот это устройство лучше всех, надо использовать его на каждом компьютере. Работы продолжались. В 1966 году команда Энгельбрата связалась с NASA и договорилась о проведении тестирования всех существующих на тот момент устройств целеуказания для того, чтобы дать четкий ответ, какое из них является наиболее точным и удобным. NASA согласилось с необходимостью проведения таких тестов и стала их финансировать. Был разработан ряд тестовых заданий наподобие следующего: компьютер генерировал на экране случайным образом точку и располагал курсор где-то в другом месте. Операторы-тестеры должны были совместить курсор с этой точкой. Замерялось время, необходимое на выполнение этих операций.

      В тестировании участвовали первые световые перья, джойстики и другие подобные устройства. Но мышь обошла всех. К примеру, при использовании светового  пера у оператора уходило слишком много времени на то, чтобы взять его в руку, поднести к экрану, опять положить на место. Джойстики же не давали необходимой точности целеуказания.

      В результате вперед вышла мышь. Правда, ее чуть-чуть опередило другое устройство команды Энгельбрата, которое управлялось коленом оператора. Но так как оно не было таким элегантным и простым, как мышь, то и не получило особого распространения.

      История мыши, конечно, на этом не закончилась. На самом деле разработки Энгельбрата  были всего лишь первой ласточкой в компьютерном мире. Настоящий же смысл мышь обрела только с появлением полного графического пользовательского интерфейса. Подобные разработки велись в 70-е годы в компании Xerox в ее исследовательском центре в Пало-Альто. Их целью было создание электронного аналога обычного рабочего стола (результаты именно этой работы мы сейчас можем наблюдать и в Mac OS, и в Windows, и в других графических операционных системах).

      Далее история уже становится расплывчатой. Легенда гласит, что в 1979 году компания Xerox ознакомила Стива Джобса со своими разработками, которые он и подхватил, разработав Apple Lisa и Apple Macintosh. Кстати, Стэнфордский Исследовательский Институт (место, где работала команда Дуга Энгельбрата) продал лицензию на мышь именно компании Apple. К сожалению, продавшие разработку люди не до конца понимали всю революционность и коммерческую ценность мыши, и сделка обошлась Apple всего лишь в 40 тысяч долларов.

      Так или иначе, в 1983 на рынке появился Apple Lisa - первый компьютер с настоящим оконным пользовательским интерфейсом, а его мышь стала первой мышью, которая получила действительное распространение за пределами исследовательских лабораторий.

 
Настоящее

      Со  времени своего изобретения и  до настоящих дней мышь претерпела множество изменений. Во-первых, еще в те времена два диска на днище были заменены шариком, который крутил два валика, связанных с дисками, на которых были нанесены токопроводящие участки. Этих участков касались щетки. Когда токопроводящие участки замыкались - курсор двигался, а иначе стоял на месте. Естественно, такая конструкция вызывала большие проблемы. Она была ненадежной - токопроводящие участки засорялись, а щетки стирались. Поэтому следующим большим шагом стало изобретение т.н. оптомеханической мыши. Именно таким типом мыши сейчас пользуется большинство из нас. В оптомеханической мыши диски имеют прорези подобно шестеренкам с зубцами, с одной стороны диска стоит светодиод, а с другой - фотоприемник. Когда свет проходит через прорезь - контакт есть, а когда между светодиодом и фотоприемником находится зубец, то контакта нет. Конструкция весьма проста и надежна.

      Еще более точный тип - оптическая мышь. У нее вообще нет шарика, а информация собирается специальным световым детектором. Правда, для оптической мыши нужен специальный расчерченный коврик, да и стоит она дороже. Хотя она обычно и точнее оптомеханической мыши.

      Кроме этих чисто технических усовершенствований, люди пришли к выводу, что необходимы и другие перемены - перемены в самой  внешности мыши, связанные с необходимостью долговременной работы с ней. Ведь с распространением компьютерной техники все чаще стало проявляться несовершенство человеческого организма, человек все чаще стал страдать от того, что все устройства, с которыми он работал, не были сконструированы согласно эргономическим принципам. В результате появились специально сконструированные мыши, имеющие форму, позволяющую руке человека лежать на ней в физиологически естественном положении, не подвергаясь никакой опасности. Ну а самый последний писк моды - это радиомышь с гироскопом (хотя мышью данное устройство можно назвать только по предназначению) - весьма элегантное устройство, позволяющее перемещать курсор изменением угла наклона руки.

      А что произойдет с привычной нам  мышью в ближайшие десятилетия, мы еще узнаем.

Компьютерной  мыши — 40 лет

    Дуглас Энгельбарт (Douglas Carl Engelbart), выдающийся ученый и инженер, начал задумываться над тем, как сделать компьютеры более дружественными по отношению к пользователям, еще в пятидесятые годы. Первый действующий прототип мышки был сконструирован по его заказу инженером Биллом Инглишем (Bill English) в 1964-м году и мало походил на нынешние контроллеры. Он представлял собой небольшую деревянную коробку с кнопкой. В коробке располагались два перпендикулярно размещенных колеса. Перемещение прамыши по столу в горизонтальном или вертикальном направлениях преобразовывалось в перемещение экранного курсора. К сожалению, в силу своей конструкции перемещаться одновременно по двум координатным осям этот агрегат не мог. К моменту празднуемой сегодня демонстрации манипулятор обзавелся тремя кнопками и корпусом, более похожим на современный. Созданный Энгельбартом прибор официально назывался «анализатор положения X-Y для компьютерных систем», однако прижилось слово «мышь», придуманное самим изобретателем (соединительный провод напомнил ему хвостик). Популярность мыши начали набирать в восьмидесятых годах; сейчас без них сложно представить процесс взаимодействия с компьютером.

1.1.Мышь

     Мышь - в информатике - устройство управления курсором, имеющее вид небольшой коробки. Перемещения мыши по горизонтальной поверхности преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея.

    Она служит для ввода данных или одиночных  команд, выбираемых из меню или текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора.

    Мышь  представляет собой небольшую коробочку  с двумя или тремя клавишами  и утопленным, свободно вращающимся  в любом направлении шариком  на нижней поверхности. Она подключается к компьютеру при помощи специального шнура и требует специальной программной поддержки.

    Мышь  является наиболее распространенным устройством  ввода графической информации в  ПЭВМ. При перемещении мыши и/или  нажатии/отпускании кнопок мышь передает информацию в компьютер о своих параметрах (величине перемещения и статусе кнопок). Существует много различных типов устройства типа мышь, отличающихся как по принципу работы (механическая, оптомеханическая и оптическая), так и по способу общения (протоколу) с ПЭВМ. Для достижения некоторой унификации каждая мышь поставляется обычно вместе со своим драйвером - специальной программой, понимающей данный конкретный тип мыши и предоставляющей некоторый (почти универсальный) интерфейс прикладным программам. При этом вся работа с мышью происходит через драйвер, который отслеживает перемещения мыши, нажатие и отпускание кнопок мыши и обеспечивает работу с курсором мыши - специальным маркером на экране (обычно в виде стрелки), дублирующим все передвижения мыши и позволяющим пользователю указывать мышью на те или иные объекты на экране.

    Для работы с мышью необходима плоская  поверхность, с этой целью используют резиновые коврики (Mouse Pad).

    Так как с помощью мыши нельзя вводить  в компьютер серии команд, поэтому  мышь и клавиатура - не взаимозаменяемые устройства. Назначение графических оболочек - в обеспечении инициализации множества команд без длительного набора их с клавиатуры. Это снижает вероятность опечаток и экономит время. На объекте в виде текторграммы выбирается пункт меню или символ и щелчком кнопки мыши инициализируется. Конечно, при наборе или осуществлении некоторых функций применение мыши может быть нерациональным, если, например, эти функции выполняются нажатием функциональных клавиш.

    В настоящее время также существует оптическая мышь, где сигнал передается с помощью луча мыши на специальный коврик и анализируется электроникой. Пока менее распространена бесхвостая (безкабельная) инфракрасная мышь (принцип ее действия  похож на действие пультов дистанционного управления) и радиомышь

    Популярность  мыши берет свое начало с момента  выхода на рынок разработки фирмы  Apple компьютера Apple Lisa, в котором впервые была использована «мышь» для работы с пиктограммами.

Существуют  два основных варианта конструкции  мыши: механический и оптический. Механическая мышь использует свободно вращающийся шарик, расположенный внизу и касающийся поверхности. Шарик в результате трения во время движения по поверхности переворачивается. Управляющие схемы мыши реагируют на это, подсчитывают число оборотов шарика и передают информацию компьютеру.

В некоторые  мыши встраиваются дополнительные независимые  устройства — часы, калькуляторы, телефоны.

Срок  действия компьютерных мышек ограничен-не более 2-х лет с момента подключения  к компьютеру. Все дело в том, что  для работы лазера в мышках используется изотоп Цезий-15, период полураспада которого составляет 2 года. После этого компьютерная мышь становится очень опасной для здоровья, находиться рядом с ней не рекомендуется детям, беременным женщинам и котам. После окончания срока годности мышь нужно сдать в ближайший отдел утилизации ядерных отходов

Первая  компьютерная мышь

Изначальная конструкция датчика перемещения  мыши, изобретённой Дугласом Энгельбартом в Стенфордском исследовательском институте в 1963 году, состояла из двух перпендикулярных колес, выступающих из корпуса устройства. При перемещении колеса мыши крутились каждое в своем измерении.

Такая конструкция имела много недостатков  и довольно скоро была заменена на мышь с шаровым приводом.

Шаровой привод

В шаровом  приводе движение мыши передается на выступающий из корпуса обрезиненный стальной шарик (его вес и резиновое покрытие обеспечивают хорошее сцепление с рабочей поверхностью). Два прижатых к шарику ролика снимают его движения по каждому из измерений и передают их на датчики, преобразующие эти движения в электрические сигналы.

 
Основной недостаток шарового привода — загрязнение шарика и снимающих роликов, приводящее к заеданию мыши и необходимости в периодической её чистке (отчасти эта проблема сглаживалась путём металлизации роликов). Несмотря на недостатки, шаровой привод долгое время доминировал, успешно конкурируя с альтернативными схемами датчиков. В настоящее время шаровые мыши почти полностью вытеснены оптическими мышами второго поколения.

Существовало  два варианта датчиков для шарового привода.

Контактный  датчик представляет собой текстолитовый диск с лучевидными металлическими дорожками и тремя контактами, прижатыми к нему. Такой датчик достался шаровой мыши «в наследство» от прямого привода.

Основными недостатками контактных датчиков является окисление контактов, быстрый износ  и невысокая точность. Поэтому  со временем все мыши перешли на бесконтактные оптопарные датчики.

Оптронный координатный датчик в мыши с шаровым  приводом

Устройство  механической компьютерной мыши

Оптронный датчик состоит из двойной оптопары — светодиода и двух фотодиодов (обычно — инфракрасных) и диска с отверстиями или лучевидными прорезями, перекрывающего световой поток по мере вращения. При перемещении мыши диск вращается, и с фотодиодов снимается сигнал с частотой, соответствующей скорости перемещения мыши.

Второй  фотодиод, смещённый на некоторый  угол или имеющий на диске датчика  смещённую систему отверстий/прорезей, служит для определения направления  вращения диска (свет на нём появляется/исчезает раньше или позже, чем на первом, в зависимости от направления вращения).

Оптические мыши первого поколения

Оптические  датчики призваны непосредственно  отслеживать перемещение рабочей  поверхности относительно мыши. Исключение механической составляющей обеспечивало более высокую надёжность и позволяло увеличить разрешающую способность детектора.

Первое  поколение оптических датчиков было представлено различными схемами оптопарных датчиков с непрямой оптической связью — светоизлучающих и воспринимающих отражение от рабочей поверхности светочувствительных диодов. Такие датчики имели одно общее свойство — они требовали наличия на рабочей поверхности (мышином коврике) специальной штриховки (перпендикулярными или ромбовидными линиями). На некоторых ковриках эти штриховки выполнялись красками, невидимыми при обычном свете (такие коврики даже могли иметь рисунок).

Недостатками  таких датчиков обычно называют:

• необходимость использования специального коврика и невозможность его замены другим. Кроме всего прочего, коврики разных оптических мышей часто не были взаимозаменяемыми и не выпускались отдельно;
• необходимость определённой ориентации мыши относительно коврика, в противном случае мышь работала неправильно;
• чувствительность мыши к загрязнению коврика (ведь он соприкасается с рукой пользователя) — датчик неуверенно воспринимал штриховку на загрязнённых местах коврика;
• высокую стоимость устройства.

В СССР оптические мыши первого поколения, как правило, встречались только в зарубежных специализированных вычислительных комплексах.

Оптические мыши второго поколения

Мышь  с оптическим датчиком

Микросхема  оптического датчика второго  поколения

Второе  поколение оптических мышей имеет  более сложную начинку. В нижней части мыши установлен специальный  светодиод, который подсвечивает поверхность, по которой перемещается мышь. Миниатюрная камера «фотографирует» поверхность более тысячи раз в секунду, передавая эти данные процессору, который и делает выводы об изменении координат. Оптические мыши второго поколения имеют огромное преимущество перед первым: они не требуют специального коврика и работают практически на любых поверхностях, кроме зеркальных. Они также не нуждаются в чистке.

Предполагалось, что такие мыши будут работать на произвольной поверхности, однако вскоре выяснилось, что многие продаваемые модели (в особенности первые широко продаваемые устройства) не так уж и безразличны к рисункам на коврике. На некоторых участках рисунка графический процессор способен сильно ошибаться, что приводит к хаотичным движениям указателя, абсолютно неадекватным реальному перемещению. Для склонных к таким сбоям мышей необходимо подобрать коврик с иным рисунком или вовсе с однотонным покрытием.

Отдельные модели также склонны к детектированию мелких движений при нахождении мыши в состоянии покоя, что проявляется  дрожанием указателя на экране, иногда с тенденцией сползания в ту или  иную сторону.

Мышь  с двойным датчиком

Датчики второго поколения постепенно совершенствуются, и в настоящее время мыши, склонные к сбоям, встречаются гораздо реже. Кроме совершенствования датчиков, некоторые модели оборудуются двумя датчиками перемещения сразу, что позволяет, анализируя изменения сразу на двух участках поверхности, исключать возможные ошибки. Такие мыши иногда способны работать на стеклянных, оргстеклянных и зеркальных поверхностях (на которых не работают другие мыши).

Также выпускаются коврики для мышей, специально ориентированные на оптические мыши. Например, коврик, имеющий на поверхности силиконовую плёнку с взвесью блёсток (предполагается, что оптический сенсор гораздо чётче определяет перемещения по такой поверхности).

Единственным  возможным недостатком данной мыши является сложность ее одновременной работы с графическими планшетами, последние ввиду своей аппаратной особенности иногда теряют истинное направление сигнала при движении пера и начинают искажать траекторию движения инструмента при рисовании. При использовании мышей с шаровым приводом подобных отклонений не наблюдается. Для устранения данной проблемы рекомендуется использовать лазерные манипуляторы.

Лазерные мыши

Лазерный  датчик

В последние  годы была разработана новая, более  совершенная разновидность оптического  датчика, использующего для подсветки  полупроводниковый лазер.

О недостатках  таких датчиков пока известно мало, но известно об их преимуществах:

• более высоких надёжности и разрешении
• успешной работе на стеклянных и зеркальных поверхностях (недоступных оптическим мышам)
• отсутствии заметного свечения (сенсору достаточно слабой подстветки лазером видимого или, возможно, инфракрасного диапазона)
• низком энергопотреблении

Индукционные мыши

Графический планшет с индукционной мышью

Индукционные  мыши используют специальный коврик, работающий по принципу графического планшета или собственно входят в комплект графического планшета. Некоторые планшеты имеют в своем составе манипулятор, похожий на мышь со стеклянным перекрестием, работающий по тому же принципу, однако немного отличающийся реализацией, что позволяет достичь повышенной точности позиционирования за счёт увеличения диаметра чувствительной катушки и вынесения её из устройства в зону видимости пользователя.

Индукционные  мыши имеют хорошую точность, и  их не нужно правильно ориентировать. Индукционная мышь может быть «беспроводной» (к компьютеру подключается планшет, на котором она работает), и иметь индукционное же питание, следовательно, не требовать аккумуляторов, как обычные беспроводные мыши.

Мышь  в комплекте графического планшета позволит сэкономить немного места  на столе (при условии, что на нём  постоянно находится планшет).

Индукционные  мыши редки, дороги и не всегда удобны. Мышь для графического планшета практически  невозможно поменять на другую (например, больше подходящую по руке, и т. п.).

Гироскопические мыши

Мышь, оснащённая гироскопом, распознаёт движение не только на поверхности, но и в пространстве: её можно взять со стола и управлять движением кисти в воздухе.

Гироскопические датчики совершенствуются, например по заявлению Logitech, механические датчики выполненные по её технологии MEMS, используемые, например в мыши MX Air миниатюрнее традиционных гироскопических.

Кнопки — основные элементы управления мыши, служащие для выполнения основных манипуляций: выбора объекта (нажатиями), активного перемещения (то есть перемещения с нажатой кнопкой, для рисования или обозначения начала и конца отрезка на экране, который может трактоваться как диагональ прямоугольника, диаметр окружности, исходная и конечная точка при перемещении объекта, выделении текста и т. п.).