Сообщение устройства ввода информации компьютерная мышь
Обновлено: 02.07.2024
Современному пользователю персонального компьютера трудно представить себе взаимодействие с ним без компьютерной мыши. Устройство, назначение которого - выполнение элементарнейших задач, обладает небольшим размером, довольно низкой ценой и кажущейся незначительностью. Но при этом именно с ним связана большая часть производимых пользователями действий.
Как устройство ввода информации, компьютерная мышь появилась на свет за семь лет до появления первого ПК и за три года до создания первого микропроцессора. Изделие получило название MOUSE (якобы собрав в аббревиатуру обозначение Manually Operated User Signal Encoder), а разрабатывало его американское космическое агентство для быстрой и точной передачи координат. Однако получившееся у инженеров устройство, по форме и размеру напоминающее вовсе не мышь, а самый натуральный утюг, решению требуемых задач никак не соответствовало. Поэтому проект был закрыт, а в привычном пользователям виде мышь вышла на рынок уже в конце семидесятых годов, причем в составе отнюдь не ПК, а детища компании Apple, первого компьютера с полноценным графическим интерфейсом. Именно с этого момента и начинается эволюция известных массам "грызунов".
Вам будет интересно: Серия графических ускорителей ATI Radeon HD 4600. Характеристики, драйвера и порядок настройки
Вам будет интересно: Для чего нужна батарейка в системном блоке
Предназначение мыши
Компьютерная мышь - это устройство ввода информации, принцип действия которого основан на передаче координат компьютеру, их обработке процессором, последующем выводе на экран соответствующего положения курсора, а также взаимодействии с элементами интерфейса через управляющие кнопки. Открытие файлов, прокрутка окон и страниц сайтов, вызов контекстного меню и выбор команд из него, перемещение и копирование, - большая часть этих и других операций (не считая набора текста, разумеется) рядовым пользователем компьютера производится именно с помощью мыши.
Разновидности
Существует два основных вида "электронных грызунов": механические и оптические. Среди и тех, и других встречаются разновидности, обусловленные технологическими отличиями.
Механические устройства
Вам будет интересно: Что такое частота обновления, как узнать, сколько герц в мониторе
Компьютерные мыши этой группы ввиду несовершенства технологии уже не производятся и практически нигде не используются, будучи полностью вытесненными своими более современными и практичными аналогами.
Первоначальная конструкция мыши предполагала съем координат через вращение двух расположенных перпендикулярно колес (так был сконструирован самый первый манипулятор), но широкой публике запомнился шаровой привод, поскольку именно такие мыши, в основном, использовались вплоть до конца девяностых.
Основа внутреннего устройства компьютерной мыши механического типа - обтянутый резиной металлический шарик, выходящий за нижние пределы корпуса. Металл дает манипулятору необходимый вес, а резина - сцепление с поверхностью. Внутри корпуса шар прижат к двум роликам, движения которых фиксируются датчиками, а затем преобразуются в электрические импульсы. В первых моделях механических компьютерных мышей устройство датчиков предполагало контактное соединение с роликами, в более поздних вариантах они были заменены на светочувствительные оптические, а ролики обзавелись пластинами со специальной перфорацией, призванной пропускать или задерживать световой поток от источника.
Главный недостаток мышей с шаровым приводом - постоянная потребность в чистке и обслуживании. Пыль, мелкий мусор, частицы волос и кожи - все это шарик затягивал внутрь корпуса мыши с завидным постоянством. В результате ролики покрывались слоями загрязнений (до двух-трех миллиметров толщиной), а сам шарик равномерно распределял эти отложения по всей своей поверхности, снижая тем самым чувствительность и точность мыши. Кроме того, довольно сложно было пользоваться мышью без специального коврика, который улучшал сцепление мыши и уменьшал (хоть и не сильно) вероятность загрязнения.
Оптические устройства
Компьютерная мышь такого типа была разработана еще в 1980 году, однако массовым этот продукт стал в конце девяностых годов, когда на рынке появились устройства компании "Хьюлит Паккард" под торговой маркой "Майкрософт".
Вам будет интересно: Мобильный микропроцессор Pentium 2020M. Характеристики и спецификации
Манипуляторы первого поколения довольно серьезно отличались от привычных современному пользователю оптических компьютерных мышей. Внутри устройства были установлены датчики в виде оптической пары: излучающие и поглощающие отраженный свет с поверхности, соответственно. И на этой самой поверхности должны были присутствовать специальные технические рисунки, что делало использование мыши без соответствующего коврика бессмысленным. А поскольку рисунок для каждого из сенсоров мог быть индивидуальным, то ни о какой совместимости не могло быть и речи. Кроме того, многих пользователей отпугивала достаточно высокая цена таких устройств.
Следующее поколение оптических "грызунов" уже было лишено недостатков предшествующих моделей: теперь за перемещениями мыши по поверхности следит специальная видеокамера, беспрерывно ее фотографирующая и сравнивающая каждый снимок с предыдущим. Яркий свет (в простых моделях) в нижней части устройства - увеличивающая эффективность работы камеры подсветка. Чаще всего используются красные светодиоды, в более дорогих моделях подсветка может быть иной. Привязка к специальным коврикам отсутствует: мышь можно использовать на большей части поверхностей (кроме стекол, зеркал и им подобных поверхностей).
На представленном изображении можно разобрать устройство компьютерной мыши Defender: как светодиод формирует луч, как он отражается от поверхности, а затем попадает на светоуловитель.
Лазерные устройства
Один из подвидов оптических манипуляторов. При полностью идентичных принципах действия, от классической "оптики" лазерные мышки отличаются лишь установленным лазерным инфракрасным диодом. Свет, излучаемый диодом, фокусируется с помощью линзы в микро-точку, затем отражается и улавливается сверхточным и сверхчувствительным сенсором. За счет более точной фокусировки применение такого типа подсветки делает устройство намного менее зависимым от типа используемой поверхности. Это выражается в возможности использования лазерных мышей на стеклянных и зеркальных покрытиях. Кроме того, производители таких устройств обещают увеличенную точность сенсора, что способно ощутимо помочь представителям игровой индустрии (утверждение довольно спорное, и больше похоже на маркетинговый ход).
Яркая подсветка отсутствует, поскольку свет в инфракрасном диапазоне человеческим взглядом не воспринимается. Соответственно, проблема постоянной работы светодиода подсветки даже при выключенном компьютере (что отмечали многие пользователи оптических мышей) для лазерный мышек нехарактерна.
Индукционные устройства
Малораспространенная разновидность компьютерных мышей. Устройство большей части таких манипуляторов ничем не отличается от обычных оптических мышей. Разница, чаще всего, заключается в получении питания: обычно подобные мыши входят в комплект графических планшетов и получают питание от этих самых планшетов по принципу электромагнитной индукции - через взаимодействие передающей и приемной индукционных катушек, расположенных в планшете и в корпусе мышки, соответственно.
Практическая польза такого устройства для обычного пользователя будет стремиться к нулю, а вот графическим дизайнерам, которым зачастую дорог каждый сантиметр пространства на столе, подобное решение придется по душе.
Гироскопические устройства
Наличие гироскопа во многих устройствах потребительской электроники уже давно стало нормой. И IT-индустрия - не исключение, где гироскопами оснащаются не только смартфоны и планшеты, но и устройства виртуальной реальности, а также компьютерные мыши.
Особенность такого грызуна - возможность работы не только в горизонтальной плоскости (в этом случае она работает как обыкновенная оптическая мышь), но и в пространстве. Показания датчиков точно так же фиксируются компьютером, что позволяет перемещать курсор по экрану, не устанавливая манипулятор на твердую поверхность.
Трекболы
Стоящее особняком устройство, оборудованное шаром, который выполняет аналогичные классической шариковой мыши функции, но расположен не снизу, а сверху или сбоку. Перемещение курсора по экрану осуществляется за счет движения пальцев или ладони по шару, съем показателей валиков производится высокочувствительными оптическим сенсорами, что, по заверениям разработчиков, сводит к минимуму негативные последствия загрязнений.
Особой любви большинства пользователей такие контроллеры не завоевали (немаловажным фактором оказалась и цена), сузив основную сферу применения до музыкальной, медицинской и военной. Наиболее известная фирма-производитель таких устройств - Logitech. Компьютерные мыши и другие манипуляторы этой компании пользуются огромной популярностью, но и в сфере нестандартных контроллеров она далеко не на последнем месте.
Проводные и беспроводные устройства
Существует разграничение и по типу источника питания. Самые первые массовые устройства получали свои пять Вольт исключительно от блока питания компьютера (вне зависимости от типа разъема - PS/2 или USB), и, соответственно, были проводными. Беспроводные же манипуляторы работают от собственных источников питания (батарейки или аккумуляторы), и как раз они в процессе внедрения беспроводных технологий в IT-индустрию, претерпевали определенные изменения.
Инфракрасная связь
Самая первая попытка организации беспроводного соединения между компьютером и манипулятором. К компьютеру подключался специальный передающий блок, сигнал от которого поступал к приемному устройству на самой мыши. В этом месте и скрывался главный недостаток оптической связи: соединение требовало наличия прямой видимости между приемником и передатчиком, что довольно часто осложнялось из-за появления тех или иных преград, а также из-за банального смещения мыши на недопустимый угол. К настоящему времени выпуск таких устройств прекращен.
Радио-канал и Bluetooth
По сути и то, и другое - обозначения идентичных способов передачи данных. Разница заключается в использовании стандартов связи: Bluetooth - протокол стандартизированный, и любая поддерживающая стандарт мышь без проблем синхронизируется с передатчиком, в то время как обычные беспроводные мыши потребуют наличия строго определенного адаптера, подключенного к USB-порту. Если адаптер сломан или утерян (а учитывая его крохотный размер, вероятность этого не так уж и мала), то мышь превращается в бесполезный кусок пластмассы, так как с другим адаптером (в том числе и Bluetooth) работать не будет.
Считается, что новый тип устройств для ввода информации и управления компьютером придумал Дуглас Энгельбарт из Стэнфордского исследовательского института в середине 60-х годов прошлого века. Патент на свое изделие он получил в 1970 году.
Первая компьютерная мышь выглядела совсем не так, как выглядят современные модели. В ней было два диска-колесика, с помощью которых можно было перемещать курсор на мониторе по вертикали и горизонтали. Еще была маленькая кнопка. Корпус первой экспериментальной модели был изготовлена из дерева, потом перешли к пластику.
В следующих версиях увеличили число кнопок до трех, а в комплекте шла мини-клавиатура с пятью кнопками-клавишами для вызова нужных команд. Ее располагали слева от клавиатуры (мышь была справа).
Считается, что данное устройство назвали мышью из-за провода, который ассоциировался с хвостом маленькой зверушки. Размеры животного и нового девайса также были схожие. В СССР, кстати, такие девайсы называли колобок из-за опорного шарика.
Уже в 1972 году Билл Инглиш из Xerox заменил два колесика на шарик (трекбол), после чего мышью пользоваться стало гораздо удобнее. Модифицированная модель использовалась в системе Xerox Alto — компьютере с графическим интерфейсом.
Стоит напомнить, что в те годы у большинства операционных систем был текстовый интерфейс, а не графический, как у современных ОС. Поэтому широкого распространения компьютерные мыши получить не могли. Стоили они не меньше 300-400 долларов (что в пересчете на современные деньги составит 1000-1200 долларов). Собственно и компьютеров было немного.
Все изменилось в 1983 году, когда Стив Джобс увидел огромный потенциал у данных девайсов. Ему удалось снизить стоимость манипуляторов до 15 долларов, модернизировав существовавшие модели. В Apple-версии мыши, кстати, до сих используется только одна кнопка. Первые мыши были прямоугольной формы.
В 1991 году Logitech представила мышь анатомической формы, которая удобно лежала в руке. Кнопок было по-прежнему три, как и у прародителей. Также компания выпустила в продажу и беспроводные модели.
Содержание
Общие сведения
История создания
Принципы работы различных типов мышей
Механическая мышь
Это устройства на основе шарика и нескольких датчиков его перемещения (шаровой привод координатных датчиков). При движении мыши по горизонтальной поверхности происходит качение тяжелого металлического шарика с резиновым покрытием, который, свободно вращаясь в любом направлении, с помощью прижимного устройства касается координатных валиков внутри мыши, вращая их. Валики расположены перпендикулярно друг другу, перемещаясь по своей оси вместе с диском, имеющим отверстия или лучевидные прорези.
Считывание информации с каждого диска осуществляется инфракрасными оптическими датчиками, которые состоят из светодиода и двух фотодиодов. При движении шарика диск вращается, преграждая и пропуская своими отверстиями световой поток, поэтому первый фотодиод периодически фиксирует сигнал с частотой, соответствующей скорости перемещения мыши; второй фотодиод, смещенный относительно первого, служит для определения направления вращения диска.
Данные сигналы, полученные от преобразования механического движения в серию электрических импульсов, предварительно обрабатываются в микросхемах платы и поступают в компьютер по стыку COM, PS/2 или USB. Беспроводные мыши передают информацию по радиоволнам на специальный приемник, который подключен к разъему компьютера.
Такие мыши вполне подходят для большинства домашних и офисных задач. Основным их недостатком можно назвать засорение и износ механических элементов (шарика, валиков), что приводит к прекращению движения курсора. Впрочем, при должном уходе такая мышь может прослужить несколько лет, для этого лишь надо периодически ее чистить и использовать специальный коврик. Однако в настоящее время механические мыши не находят применения и полностью заменены на оптические. [Источник 4]
Оптическая мышь
В оптических мышах применяется фотосенсор – прибор с зарядовой связью, расположенный в микросхеме с процессором обработки изображения. Он периодически сканирует участок поверхности под мышью, который с частотой свыше 60 импульсов в секунду подсвечивается светодиодом красного цвета под острым углом. При движении происходят периодические (покадровые) изменения изображений в данном приборе, по которым процессор определяет, в какую сторону и на какое расстояние сместилась мышь.
В последнее время для обеспечения устойчивой работы оптической мыши на любых поверхностях (в том числе на стеклянных и зеркальных) вместо светодиода стал применяться маломощный полупроводниковый лазер.
Работа мыши реализована следующим образом. С помощью светодиода и системы фокусирующих линз под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы процессора обработки изображений. Этот чип делает снимки поверхности под мышью и последовательно сравнивает их.
Первая оптическая мышь была выпущена компанией Microsoft в 1999 году. А придуман этот вид мышей был в исследовательских лабораториях корпорации Hewlett-Packard. [Источник 5]
Лазерная мышь
Трекбол
Индукционные мыши
Гироскопические мыши
Этим мышам вообще не обязательно скользить по поверхности. Гироскопический сенсор, который является основой такой мыши, реагирует на изменение положения устройства в пространстве. Конечно, это удобно. Но такой способ управления требует изрядной сноровки. Естественно, такие мышки отличаются отсутствием проводов, ибо с их наличием управлять мышкой было бы неудобно.
Как и индукционные модели, гироскопические девайсы не получили широкого распространения в силу своей высокой стоимости.
Сенсорная мышь
Взаимодействие с операционной системой
Если драйвер мыши сообщает о том, что мышь переместилась или была нажата какая-то ее кнопка, то для операционной системы это событие. Система проверяет, где находился указатель в момент наступления события, определяет, какое приложение отвечает за работу окна, над которым в этот момент находился указатель, и сообщает ему о зафиксированном событии. Приложение, в свою очередь, принимает меры в соответствии с тем, что задумал создавший его программист.
Отличительной особенностью мышей как класса устройств является хорошая стандартизованность аппаратных протоколов. [Источник 7]
Благодаря этой особенности один стандартный драйвер, входящий в поставку ОС, и даже BIOS компьютера могут работать практически с любой мышью. [Источник 8] Дополнительное ПО нужно лишь для поддержания специфичных возможностей изделия. Дополнительные возможности нестандартны и имеют ограниченную программную поддержку.
Для Windows к такой мыши прилагается программа привязки нестандартных компонентов мыши к событиям в ОС.
В дистрибутивах Linux доступна программа btnx, связывающая (переназначающая) манипуляции с мышью (в том числе и стандартные) с заданной пользователем комбинацией клавиш.
Устройства ввода преобразуют эту информацию из формы, понятной человеку, в цифровую форму, воспринимаемую компьютером.
Современные компьютеры могут обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию .
Клавиатура — компьютерное устройство, которое располагается перед экраном дисплея и служит для набора текстов и управления компьютером с помощью клавиш, находящихся на клавиатуре.
Клавиатура позволяет вводить в компьютер числовую и текстовую информацию , а также различные команды и данные.
Сканер используется для оптического ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму изображений (фотографий, рисунков, чертежей).
Сканеры используются и для бесклавиатурного ввода текста. Всякую информацию сканер воспринимает как графическую. Если это был текст, который в другом случае пришлось бы набирать вновь, то после работы сканера специальная программа распознавания текста, позволяющая выделить в считанном изображении отдельные символы и сопоставить с ними соответствующие коды символов, преобразовывает его в пригодный для обработки текст.
Веб-камера — малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать видеоизображения, предназначенные для дальнейшей передачи по компьютерной сети.
Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки в цифровом (компьютерном) формате. Позволяют вводить в компьютер графическую информацию.
Сенсорный экран — устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.
Графический планшет (дигитайзер). Графический планшет (со световым пером) — это устройство для ввода рисунков от руки и рукописного текста непосредственно в компьютер.
Также к компьютеру можно подключать специальные датчики . Это могут быть датчики измерения различных показателей воздуха, используемых на метеостанциях. А могут быть датчики, используемые в робототехнике: датчики контроля движения, ультразвуковые датчики расстояния, датчики цвета, датчики угла поворота и т.п.
Устройства речевого ввода. Средства речевого ввода позволяют пользователю вместо клавиатуры, мыши и других устройств использовать речевые команды (или проговаривать текст, который должен быть заранее занесён в память компьютера). Возможности таких устройств пока довольно ограничены.
Указательные (координатные) устройства ввода информации осуществляют непосредственный ввод информации, указывая курсором на экране монитора команду или место ввода данных. Данные устройства позволяют перемещать курсор или другие объекты соответствующих программ по двухмерному пространству экрана монитора с целью облегчения взаимодействия пользователя с компьютером при вводе информации.
Мышь . При её перемещении по коврику на экране перемещается указатель мыши, при помощи которого можно указывать на объекты и/или выбирать их.
Джойстик — устройство ввода информации, которое представляет собой вертикальную ручку на подставке и предназначено для управления в двух плоскостях.
Джойстик входит в необходимый игровой набор для компьютера, применяют его и в различных программах-тренажёрах и обучающих симуляторах (наряду с виртуальными шлемами, рулями и т. п.).
Сенсорный экран — устройство, предназначенное для ввода и вывода информации с помощью прикосновений к этому экрану.
Тачпад служит для перемещения курсора в зависимости от движений пальца пользователя и используется для замены мыши в ноутбуках. Для перемещения курсора на весь экран достаточно небольшого перемещения пальца по поверхности тачпада.
Световое перо внешне имеет вид шариковой ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов компьютера.
Световое перо даёт возможность управлять несенсорным экраном. С помощью светового пера можно рисовать, используя специальные драйверы.
Читайте также: