Как работает клавиатура компьютера
Систему клавиатурного ввода в компьютере составляют:
- панель клавиш;
- световые индикаторы;
- внутренний контроллер;
- передающий канал;
- контроллер клавиатуры.
Нажатие клавиши на клавиатурной панели вызывает замыкание строки и столбца матрицы контактов. Их номера передаются во внутренний контроллер, где формируется скан-код нажатой клавиши, который по интерфейсному каналу передается на контроллер клавиатуры. При этом формируется и передается на процессор сигнал прерывания, который "извещает" компьютерную систему о том, что нажата клавиша, следовательно, надо обработать это событие.
Клавиши клавиатуры делятся на две группы:
- командные клавиши - предназначены для подачи кодов управляющих сигналов и включения специальных режимов ввода;
- буквенно-цифровые клавиши - предназначены для ввода буквенно-цифровых символов в компьютер.
В середине 19 века, когда компьютеров еще не было и в помине, была изобретена пишущая машинка. Первые пишущие машинки были несовершенны, и при быстром наборе происходило залипание рычагов. Чтобы как-то "разрулить" ситуацию была придумана специальная раскладка, получившая название QWERTY (по названию букв третьего буквенного ряда начиная слева). Суть этой раскладки заключалась в том, что наиболее часто встречающиеся буквы были поставлены "слабым" пальцам - мизинцам (по краям клавиатуры), а наиболее редко встречающиеся буквы - размещались в центре клавиатуры (в области указательных пальцев). Здесь идет речь о, так называемом, слепом десятипальцевом методе печати на клавиатуре.
Потом качество пишущих машинок заметно улучшилось, потом появились компьютеры, но привычка сильная штука - раскладка QWERTY так и осталась до наших дней. Справедливости ради следует сказать, что позже была разработана альтернативная раскладка Дворака, которая постепенно вытесняет стандартную QWERTY, но тотального распространения не получила.
В отличие от латиницы кириллическая раскладка была разработана сразу в эргономическом режиме (когда часто встречающиеся буквы расположены в центре клавиатуры) и используется по сей день практически в неизменном виде.
Как мы уже говорили выше, во время нажатия клавиши формируется скан-код и передается на контроллер клавиатуры. Контроллер использует установленную систему кодировок и в соответствии с ней распознает нажатую клавишу. Если нажата командная клавиша, то подается соответствующий управляющий сигнал в систему. Если нажата буквенно-цифровая клавиша, то из ПЗУ видеоконтроллера выбирается соответствующий код знакогенерации для отображения на экране монитора.
При разработке компьютера IBM применила 8-битное кодирование для ввода информации с клавиатуры - т.е., всего 256 возможных кодов. Каждому коду был присвоен свой графический образ. В основу лег набор символов ASCII (American Standard Code for Information Interchange), который был дополнен символами, которые IBM сочла нужными. Часть символов можно вводить непосредственным нажатием клавиш, часть - комбинацией клавиш.
Таблица кодировок ASCII
Расширение таблицы кодировок ASCII
Для адаптации кодовой таблицы под кириллицу была произведена "русификация" системы ввода. Для этого на соответствующих клавишах были нанесены русские буквы, и в систему знакогенерации контроллера внесены соответствующие изменения.
Русифицированая ГОСТовская кодировка
