Компьютерная мышь. 2
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский
Кафедра информатики и компьютерных технологий
Реферат
По дисциплине: Основы Экономической Информатики
Тема: «Компьютерная мышь»
Выполнил: студент гр. МТ-11-1 ______________ /Ковешников.Д.Д./
Проверил: Доцент
____________ /Прудинский Г.А./
Санкт-Петербург
2011
Содержание
- 1. Принцип действия
- 2. История
- 3. Датчики перемещения
- 3.1. Прямой привод
- 3.2. Шаровой привод
- 3.2.1. Контактные датчики
- 3.2.2. Оптопарные (оптомеханические) датчики
- 3.3. Оптические мыши первого поколения
- 3.4. Оптические светодиодные мыши
- 3.5. Оптические лазерные мыши
- 3.6. Индукционные мыши
- 3.7. Гироскопические мыши
- 4. Кнопки
- 4.1. Дополнительные кнопки
- 4.2. Сенсорное управление
- 5.Другие элементы управления
- 5.1. Колёса и потенциометры
- 5.2. Миниджойстик
- 5.3. Трекболы
- 5.4. Сенсорные полоски и панели
- 5.5. Гибридные элементы управления
- 6. Интерфейсы подключения
- 7. Беспроводные мыши
- 7.1. Оптическое соединение
- 7.2. Радиосвязь
- 7.3. Индукционные мыши
- 8. Дополнительные функции
- 9. Достоинства и недостатки
- 10. Способы хвата мыши
- 11. Программная поддержка
- 12. Использованная литература
1) Принцип действия
Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. В универсальных интерфейсах (например, в оконных) с помощью мыши пользователь управляет специальным курсором - манипулятором элементами интерфейса. Иногда используется ввод команд мышью без участия видимых элементов интерфейса программы: при помощи анализа движений мыши. Такой способ получил название «жесты мышью»
В дополнение к детектору перемещения, мышь имеет от одной до трёх и более кнопок, а также дополнительные элементы управления (колёса прокрутки, потенциометры, джойстики, трекболы, клавиши и т. п.), действие которых обычно связывается с текущим положением курсора (или составляющих специфического интерфейса).
Элементы управления мыши во многом являются воплощением идей аккордной клавиатуры (то есть, клавиатуры для работы вслепую). Мышь, изначально создаваемая в качестве дополнения к аккордной клавиатуре, фактически её заменила.
В некоторые мыши встраиваются дополнительные независимые устройства - часы, калькуляторы, телефоны.
2) История
Большинству обладателей персонального компьютера вряд ли известно имя Дугласа Карла Энгельбарта. Однако это упущение не мешает практически 1 млрд. человек ежедневно пользоваться его творениями, самое популярное из которых – компьютерная мышь.
30 января 1925 года близ Портленда, штат Орегое, в семье обычных фермеров - трудяг появился на счет мальчик. Мальчик как мальчик: пошел в школу, после нее поступил в местный университет, нацелившись на диплом инженера электрика. Но неожиданно грянувшая Вторая мировая война спутала все планы, определив молодого Дугласа на филиппинскую военную морскую базу радиотехником. Судьба уже определила путь далекого тогда от техники Дугласа, подсунув ему под нос журнал Atlantic Monthly с культовой статьей известного американского ученого в области IT и вычислительной техники Ванневара Буша «Как быстро мы способны мыслит» (As We May Think).
Автор статьи достаточно интересно рассуждал на тему отличия структуры человеческой памяти от внешних носителей информации. Он описал собственную гипотетическую фотоэлектромеханическую машину Memex, место которой скорее в научно-фантастическом фильме, нежели в нашей реальности. Однако изложенная теория одушевления неживой природы оказалась заразной, и Энельбарт всерьез задумался над перспективой использования сложнейшего армейского оборудования в мирной жизни.
Вернувшись с войны, Энгельбарт вернулся в родную alma mater за дипломом, откуда его забрали в лабораторию NACA ( позднее NASA) работать электротехником. Получив стабильный источник дохода, Дуглас окончательно перебирается в Калифорнию, где большую часть времени проводит на базе лаборатории. Оставшееся же время он посещает учебе в университет Беркли, по скольку понимает – идеи о создании искусственного интеллекта требуют серьезной научной основы.
В 1955 году он успешно оканчивает вуз со степенью жоктора наук в своей сфере и увольняется из NACA, чтобы приблизиться к своей мечте-быть ближе к компьютерам. Для получения нужных навыков доктор Энгельбарт становится правой рукой профессора электротехники университета. И в том же году его привлекают к многолетней работе над проектом CALDIC (Califotnia Digital Computer), разработка которого финансировалась военными. Нетрудно понять, что в стенах Беркли разрабатывали суперкомпьютер.
Через год он перебрался в Стэндфордский исследовательский институт (Stanford Research Institute) и тогда же впервые попытался поставить свои наработки на коммерческую основу. За последующие четыре года изобретатель запатентовал семь бистабильных газово-плазменных цифровых устройств и 12 магнитных девайсов. В частности те, что родились в ходе подготовки к получению докторской степени. Но продать их так и не удалось.
Не отчаявшись, Дуглас вместе с инженером Хьюитом Крейном (Hewitt Crane) разрабатывает магнитные компоненты ЭВМ и проводит фундаментальное исследование феномена цифровых устройств и их потенциальной миниатюризации. Упорство и увлеченность Энгельбарта снова сделали свое дело. В Стэндфорде смягчились и помогли молодому ученому организовать собственную лабораторию и штат сотрудников, численностью достигающий 47 человек. Дуглас Энельбарт подвергает достаточно жестокому отбору людей, желающих принять участие в его проектах, неустанно повторяя: «Совершенствовать нужно не процесс, а частника процесса».
Сумасшедшая преданность ученого своему делу совершенно точно должна была привести к положительным результатам. Так и случилось - Дуглас расширил направления, по которым работает его лаборатория, известная в ту пору под названием Augmentation Research Center, и рабочую среду On-Line-System, или же NLS.
NLS-компьютерная система, включающая в себя принципиально новую операционную систему, универсальный язык программирования, электронную почту, разделенные экраны телеконференций, систему контекстной помощи.
Незадолго до этого Энгельбарт пишет статью под названием «Концептуальная схема усиления человеческого интеллекта» (A Conceptual Framework for the Augmentation of Man’s Intellect), где описывает систему H-LAM/T (Human using Language, Artifacts and Methodoly, in which he is Trained (система повышения способностей человека посредством языка, артефактов и методологии)). Суть этого описания сводилась к тому, что в паре человек – машина пользователю отводиться роль ведущего (творческой составляющей), а компьютер выступает в качестве помощника (симбиоза динамических копонентов), усиливая природный интеллект человека.
Проект был уникален тем, что уже в то время (на дворе-60-е!) содержал в себе систему контекстной помощи, электронную почту, телеконференции, гипертекстовые ссылки, редактирование текста в онлайновом режиме и оконный интерфейс. По сути, это была первая в истории работающая гипертекстовая система. Мэйнфрейм лаборатории Энгельбарта был вторым компьютером, подключенным к запождающейся тогда военной сети ARPANet – прямого прародителя современного Интернета.
Команде доктора было доверено создание ARPANet Network Information Center. И именно как побочный эффект проекта NLS на свет родился первый манипулятор, получивший название компьютерной мыши (или на языке научного доклада, «индикатор позиций X и Y«).
Это гениальное приспособление, без которого сейчас тормозится любой рабочий процесс на компьютере, разработали случайно. Просто существующие манипуляторы (джойстики, световые перья и клавиатура) замедляли процессы оконой среды, и Дуглас оперативно придумал дополнение, способное облегчить уже существующие процессы. Приспособление оказалось гениальной находкой!
Несмотря на кажущуюся простоту, а скорее всего, именно благодаря ей первая мяшь лишила сна коллег Энгельбарта, ринувшихся совершенствовать новое устройство. Первый действующий прототип уникального изобретения представил коллега Энгельбарта-Билл Инглиш (Bill English). Прибор представлял собой толстостенный деревянный коробок с гигантскими металлическими колесами, еле видимой человеческим глазом красной кнопкой и неудобным «хвостом» под запястьем пользователя. Однако совершенству нет предела, и через каких-нибудь 40 лет мышь стала любимым питомцем на миллионах компьютерных столов во всем мире.
Новая система NLS так и не получила широкого распространения, потому что идеи Дугласа показались военным чересчур новаторскими для того времени. Эгельбарт никогда не стремился к созданию простейших схем. Он полагал, что физически и психически здоровому человеку совершенного не нужно все «разжевывать» и класть в рот. Например, чтобы нормально работать с аккордной клавиатурой, пользователь должен был выучить мнемонический и 5-битный двоичный коды. Причем это самое простое, что нужно было сделать для работы с системой.
Вдобавок к этому Энгельбарт не умел продавать свои идеи. Но за одну ему все-таки заплатили. Десять тысяч долларов за устройство, без которого нормальная работа на компьютере пользователям во всем мире не представляется возможной. Весь гонорар ушел на первоначальный взнос за скромный домик вдали от роскошных вилл, заполонивших Силиконовую Долину.
Провал NLS стал началом конца лаборатории Энгельбарта. Сотрудники бежали от ученого, не забыв прихватить идеи своего гуру. В частности, разработку мыши Билл Инглиш продолжил уже под крылом компании Xerox PARC. За счет того что устройство новых мышей отличалось от запатентованного Дугласом, с этим ничего нельзя было сделать. К тому же, в 1987 году срок патента истек, совсем чуть-чуть разминувшись с моментом, когда мыши в одночасье разбежались по планете стараниями компании Apple, Microsoft и IBM. В интервью Энгельбарт говорил, что Стэндфордский институт совершенно не понимал ценности, которую представлял патент на мышь. Доподлинно известно, что институт продал Apple лицензию на манипулятор по смешной цене 40 тысяч долларов.
Пока плагиаторы выжимали из его идеи миллионы, гений работал обычным служащим, посвящающим все свободное время семье. Ко всему прочему, у него сгорел дом, и в огне пропало все нажитое за годы, а сам Дуглас тяжело заболел. Он не любит говорить об этом периоде своей жизни и однажды даже назвал его «ссылкой в Сибирь».
В конце 80-х - начале 90-х про Дугласа неожиданно вспомнили и решили признать его заслуги и вклад в компьютерный прогресс. Награды посыпались на отчаявшегося изобретателя как из рога изобилия. Это позволило ему поправить плачевное финансовое положение и открыть некоммерческий проект Bootstrap Institute (Институт самосовершенствования), который по сей день существует на деньги властей и инвесторов. Организация объединяет представителей сферы IT с целью «формирования союзов и улучшения как своих организаций, так и самих себя». На сегодняшний день там активно работают над Open Hyper-Document Systems и развивают концепцию коллективного IQ.
Как уже говорилось, Энгельбарт
не любит простых схем. Поэтому
и его жизненная схема
Сейчас Дуглас Энгельбарт - один из самых высокооплачиваемых сотрудников «мышиного магната» Logitech. И хотя он так и не стал бизнесменом, сейчас про него практически не вспоминают и его гонорары не измеряются шести- или семизначными числами, мы то знаем, кто опередил свое время и первым создал то, что приписывают себе пронырливые магнаты.
Дуглас Энгельбарт верит: его идеи будут полезны людям и обязательно найдут свое воплощение. Осталось только дагадываться, чего ещё можно ожидать от этого неугомонного гения. Ведь его главная мечта на сегодняшний день - модернизация операционной системы человека.
3) Датчики перемещения
В процессе «эволюции» компьютерной мыши наибольшие изменения претерпели датчики перемещения.
3.1) Прямой привод
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.
3.2) 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.
3.2.1) Контактные датчики
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.
3.2.2) Оптопарные (оптомеханические) датчики
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
3.3) Оптические мыши первого поколения
Оптические датчики
призваны непосредственно отслеживать
перемещение рабочей
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.
3.4) Оптические светодиодные мыши
Второе поколение оптических мышей имеет более сложное устройство. 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, не отвечавших 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.
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).
Недостатком данной мыши является сложность её 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. Также, к недостаткам оптических мышей некоторые люди относят свечение таких мышей даже при выключенном компьютере.
3.5) Оптические лазерные мыши
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
- отсутствии заметного свечения (сенсору достаточно слабой подсветки лазером видимого или, возможно, инфракрасного диапазона)
- низком энергопотреблении
3.6) Индукционные мыши
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.).
3.7) 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.
4) Кнопки
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.).
Количество кнопок на мыши ограничивает концепция их использования вслепую аналогично клавишам аккордной клавиатуры. Однако, в отличие от аккордной клавиатуры, которая может безболезненно использовать пять клавиш (по одной на каждый палец), мышь ещё необходимо перемещать тремя (большой, безымянный и мизинец) или двумя (большой и мизинец) пальцами. Таким образом, можно сделать две или три полноценные кнопки для использования параллельно с перемещением мыши по столу - под указательный, средний и безымянный пальцы (для трех кнопок). Крайние кнопки называют по положению — левая (под указательный палец правши), правая и средняя, для трёхкнопочной мыши.
Долгое время двух-
и трёхкнопочные концепции
Противостояние двух-
и трёхкнопочных мышей
Apple пришла к использованию дополнительных кнопок мыши своим путем. Изначально посчитав излишней даже вторую кнопку, до последнего времени Apple строила все свои интерфейсы под однокнопочную мышь. Однако, современные выпускаемые фирмой Apple мыши, начиная с Mighty Mouse, могут программироваться под использование от одной до четырёх кнопок.
4.1) Дополнительные кнопки
Производители постоянно стараются добавить на топовые модели дополнительные кнопки, чаще всего - кнопки под большой или указательный и реже — под средний палец. Некоторые кнопки служат для внутренней настройки мыши (например, для изменения чувствительности) или двойные-тройные щелчки (для программ и игр), на другие - в драйвере и/или специальной утилитой назначаются некоторые системные функции, например:
- горизонтальная прокрутка;
- двойное нажатие (double click);
- навигация в браузерах и файловых менеджерах;
- управление уровнем громкости и воспроизведением аудио- и видеоклипов;
- запуск приложений;
- и т. п.
4.2) Сенсорное управление
В 2009 году фирмой Apple представлена мышь Magic Mouse, являющаяся первой в мире мышью с сенсорным управлением и поддержкой технологии мультитач. Вместо кнопок, колёсиков и прочих элементов управления в этой мыши используется сенсорный тачпад, позволяющий при помощи различных жестов осуществлять нажатия, прокрутку в любом направлении, масштабирование картинки, переходы по истории документов и пр.
5) Другие элементы управления
Большинство элементов, не являющихся кнопками, служат для прокрутки (скроллинга) контента (веб-страница, документ, список, листбокс и т. п.) в окнах приложений и других элементах интерфейса (например, полосах прокрутки). Среди них можно выделить несколько конструктивов.
5.1) Колёса и потенциометры
Колёса и потенциометры - диски, выступающие из корпуса, доступные для вращения. Потенциометры, в отличие от колёс, имеют крайние положения.
Наличие одного колеса между кнопками (или «скролла»; для вертикальной прокрутки) на сегодняшний день является стандартом де-факто. Такое колесо может отсутствовать у концептуальных моделей, имеющих для прокрутки иные конструктивы.
Также колёса и потенциометры могут быть использованы для регулировки, например, громкости.
5.2) Миниджойстик
Миниджойстик - плечо с двумя кнопками, исключающее одновременное нажатие обеих кнопок (или сдвоенное под прямым углом плечо, ориентированное в четырёх основных направлениях). Плечо может иметь центральный рычажок или, наоборот, центральное углубление (аналогично джойстикам игровых пультов). Изредка встречаются миниджойстики с потенциометром.
Кроме вертикальной и горизонтальной прокрутки, джойстики мыши могут быть использованы для альтернативного перемещения указателя или регулировок, аналогично колёсам.
5.3) Трекболы
Трекбол - шарик, вращающийся в любом направлении. Движения шарика снимаются механическим (как в механической мыши) или оптическим способом (применяемым в современных трекболах).
Трекбол можно рассматривать
как двухмерное колесо прокрутки. Аналогично
джойстику, трекбол может быть использован
для альтернативного
5.4) Сенсорные полоски и панели
Сенсорные полоски и панели - элементы, определяющие перемещение пальца по поверхности точно так же, как тачпад. Полоски определяют движение в одном измерении, панели - в двух.
Сенсорные полоски и панели аналогичны колесам и трекболам без движущихся частей.
5.5) Гибридные элементы управления
Гибридные элементы управления объединяют в себе несколько принципов.
Колёса, джойстики и трекболы могут включать в себя кнопку, срабатывающую при прямом нажатии на элемент управления. Так, стандартное колесо прокрутки одновременно является средней кнопкой мыши.
Колесо может иметь элементы джойстика - свободу наклона по оси вращения. Таково качающееся колесо прокрутки (наклон колеса служит для горизонтальной прокрутки), оно одновременно является колесом, джойстиком и кнопкой.
6) Интерфейсы подключения
Первые мыши подключались к компьютерам x86 через последовательный коммуникационный интерфейс RS-232 (последовательные мыши) с разъёмом DB25F и, позднее, DB9F, и с помощью своего адаптера (шинные мыши англ. bus mouse). В 1990-х годах большинство выпускавшихся мышей имели последовательное подключение.

- Компьютерная мышь
- Компьютерная мышь
- Компьютерная мышь — незаменимый помощник каждого пользователя ПК
- Компьютерная память
- Компьютерная память,управление памятью. Мультипроцессорные вычислительные системы.
- Компьютерная преступность
- Компьютерная преступность
- Компьютерная история болезни
- Компьютерная клавиатура
- Компьютерная клавиатура
- Компьютерная клавиатура — кнопки, раскладки, классификация
- Компьютерная лексика - особенности и тенденции развития
- Компьютерная метафора
- Компьютерная мышь