По мере того, как в середине 1980-х годов программное обеспечение вместо текстового режима стало использовать графические системы (EGA и VGA), количество информации в пользовательском интерфейсе стало постоянно возрастать. Простые многоуровневые текстовые меню стали активно вытесняться графическим пользовательским интер-фейсом. Вместо текстовых сообщений для управления компьютером стали применяться графические картинки («кнопки» или «значки»). Использование клавиатуры для управления таким визуальным программным обеспечением вскоре стало весьма затруднительным, если не невозможным делом.
Разработчики периферии для выхода из этой ситуации разработали множество координатно-указательных устройств или манипуляторов (рис. 17.1), каждое из которых представляет собой аппаратно-программного комплекс для формирования и управления графическим экранным курсором. Программный драйвер устройства формирует курсор и отслеживает его положение на экране. При движении манипулятора вырабатываются сигналы, которые обрабатываются программным драйвером устройства с целью управления экранным курсором. Перемещая курсор к графическому символу, и нажимая одну, две или три кнопки на манипуляторе, теперь стало возможно выбирать объект (одинарным или двойным щелчком) и управлять им (например, перетаскивать) без помощи клавиатуры.
Для того чтобы манипулятор мог работать, необходимо иметь три компоненты: устройство, генерирующее физические сигналы, программный драйвер устройства и прикладную программу, разработанную для использования этого драйвера. При отсутствии одной из выше указанных компонент манипулятор работать не будет. В настоящее время практически все операционные системы и прикладные программы с графическим интерфейсом рассчитаны на использование манипулятора. В этой главе рассматриваются вопросы устройства, обслуживания и диагностики неисправностей популярных манипуляторов: мыши и трекбола.
Мышь
Хотя разработка манипуляторов, предназначенных для использования в компьютерах, велась с начала 1970-годов, первое коммерческое устройство для IBM-совместимых компьютеров появилось в начале 1980-х годов. Это устройство располагалось в ладони таким образом, что указательный палец располагался на его кнопке (кнопках). Тонкий провод соединял устройство с компьютером. Это небольшое устройство с проводом-хвостом, быстро перемещающееся по поверхности стола, быстро окрестили «мышью».
Первые модели мыши имели одну кнопку. Путем нажатия этой кнопки производился выбор текущего положения курсора. Даже в настоящее время существует много прикладных программ, в которых используется только одна кнопка мыши. Более популярными оказались двухкнопочные мыши, что отразилось и на ее дизайне. Вторая кнопка сделала мышь более функциональной. Например, одна кнопка используется для выбора объекта, а вторая может использоваться для отмены выбора или для активации других меню и опций. В операционных системах Windows щелчок правой кнопки вызывает появление контекстного меню для значка, файла или папки. Некоторые модели мыши имеют три кнопки, но третью кнопку используют только программные пакеты CAD или специальные программные пакеты, предназначенные для художественного творчества.
Управляющие действия мыши
Несмотря на то, нто люди, использующие компьютер постоянно, воспринимают мышь как что-то само собой разумеющееся, для новичков прежде всего следует освоиться сдвижениями мыши. Курсор мыши может принимать самые различные формы в зависимости от выполняемой функции. После того, как перемещение курсора при помощи мыши стало интуитивно понятным, следует переходить к изучению функциональности клавиш мыши.
Первым действием мыши является щелчок, которым называют кратковременное нажатие на левую кнопку мыши (в двухкнопочной модели). Щелчок — это главное средство выбора опции в прикладной программе. Следующим действием является двойной щелчок, который представляет два последовательных кратковременных нажатия кнопки мыши. С помощью этого действия также можно осуществить выбор, но его конкретная функция определяется прикладной программой — в операционной системе Windows это действие запускает выбранное приложение или открывает нужный файл данных. Третьим типом действия мыши является перетаскивание (drag-n-drop), которое заключается в перемещении конкретного графического объекта по экрану монитора. Перетаскивание почти всегда осуществляется нажатием и удержанием левой кнопки мыши во время нахождения курсора на выбранном объекте (при этом кнопка не отпускается) при его перемещении на новое место. После перемещения объекта на нужное место отпускание левой кнопки приводит к «освобождению» перемещаемого объекта, и он остается на новом месте.
Интересно, что действие светового пера интерпретируются операционной системой компьютера, а движение мыши и состояние ее кнопок обрабатываются прикладной программой (например, текстовым редактором или игровой программой). Таким образом, одинаковые действия мыши могут интерпретироваться различными программами по-разному.
Конструкция мыши
Конструкция мыши довольно проста и состоит из четырех основных частей: пластикового корпуса, шарика, печатной платы с электронной схемой и сигнального кабеля. Конструкция типичной мыши приведена на рис. 17.2. Внешний вид корпуса мыши у разных моделей и разных производителей может значительно отличаться, но общая схема у них остается общей. Шарик мыши сделан из твердой резины и располагается в нижней части корпуса мыши под небольшой печатной платой. Когда мышь находится на столе, то шарик контактирует с двумя датчиками, регистрирующими движение шарика по осям координат X (влево-вправо) и Y (вверх-вниз). Оба датчика вырабатывают серии импульсов, которые отражают движение мыши по обеим осям: большее количество импульсов соотвествуют большему перемещение. Импульсы обеих осей преобразуются электронной платой и посылаются в компьютер вместе с информацией о состоянии каждой кнопки мыши.
Чтобы мышь работала, необходимо загрузить в память компьютера драйвер этого устройства. При работе в среде DOS драйвер реального режима загружается в файл CONFIG.SYS или AUTOEXEC.BAT. При работе в среде операционных систем Windows
драйвер мыши защищенного режима загружается в период загрузки операционной системы. После загрузки драйвера он начинает интерпретировать импульсы, вырабатываемые мышью, и переводить их в координаты X и Y положения видимого на экране монитора курсора. При движении мыши вправо-влево, вверх-вниз драйвер устройства складывает или вычитает координаты X и Y видимого на экране курсора. Прикладная программа может получать от драйвера значения координат курсора вместе с состоянием кнопок мыши. Ключевым элементом мыши являются датчики. Они должны быть достаточно чувствительными для того, чтобы реагировать на малейшее движение мыши и вырабатывать соответствующие импульсы. Кроме того, они должны быть износостойкими, прочными и надежными. Существует два типа датчиков — механические и оптико-механические.
Механические датчики
Главной проблемой в конструкции мыши (и главной причиной неисправности) является надежность преобразования движения мыши в последовательность электрических импульсов. Ранние модели мышей использовали чисто механические датчики для кодирования движений шарика мыши. При вращении шарика относительно валика медные контакты валика скользят по контактам печатной платы мыши — наподобие колец и щеток в двигателе постоянного тока. Каждый раз, когда контакт валика касается соответствующего контакта электронной платы мыши, вырабатывается электрический импульс. Поскольку мышь должна вырабатывать несколько сотен импульсов при ее движении на каждый сантиметр, для каждой оси движения предусмотрено несколько наборов контактов.
Важно отметить, что вырабатываемые мышью импульсы могут быть как положительными, так и отрицательными, в зависимости от относительного движения вдоль каждой оси. Например, при движении мыши вправо могут вырабатываться положительные импульсы, а при движении влево — отрицательные. Аналогично, при движении вниз по оси Y могут вырабатываться положительные импульсы, а при движении вверх — отрицательные. Все эти импульсы интерпретируются и отслеживаются компьютером, к которому подключена мышь.
Хотя механические датчики имеют несложную конструкцию и просты в изготовлении, они имеют ряд недостатков, которые являются причиной выхода мыши из строя. Механическая мышь не является надежным устройством. Используемый для выработки импульсов набор контактов металл-металл подвержен износу и поломкам. Пыль, грязь, волосы и другие посторонние частицы, часто попадающие внутрь мыши с поверхности вращающегося шарика, также выводят контакты из строя. Каждое нарушение электрического контакта препятствует правильной выработке импульсов. Все это вызывает досадные проскоки или остановки курсора во время перемещения мыши. К счастью, мышь обычно можно легко разобрать и почистить ее контакты.
Оптико-механические датчики
В следующем поколении конструкции мыши механический датчик был заменен оптронной парой, показанной на рис. 17.4. Сделанный из твердой резины шарик мыши по-прежнему находится на пересечении двух металлических или пластиковых валиков (исполнительного механизма), но вместо набора контактов каждый валик вращает диск с прорезями, вставленный в оптронную пару. Светодиод из оптронной пары излучает свет, который проходит сквозь щели диска, и этот свет принимает фотодиод или фототранзистор. При вращении валика (и соединенного с ним диска с прорезями или перфорацией) поток света, идущий от источника к приемнику, прерывается. Это приводит к пульсации выходного сигнала детектора — так вырабатываются электрические импульсы. Частота импульсов зависит от скорости движения мыши. Также как и в случае механической мыши, оптико-механическая мышь вырабатывает как положительные, так и отрицательные наборы импульсов, в зависимости от направления движения мыши.
Оптико-механическая мышь является более совершенной, чем простая механическая мышь. За счет исключения из конструкции механических контактов значительно уменьшен износ мыши, что привело к увеличению надежности устройства и сроку его службы. Однако мышь все еще подвержена воздействию пыли и других посторонних частиц, которые проникают внутрь ее корпуса. Регулярная чистка устройства позволит исключить проскоки и остановки курсора при движении мыши.
Оптические датчики
Одной из проблем традиционных мышей является наличие в них движущихся частей в виде шарика и валиков. Они подвержены износу и загрязнению, что снижает срок их службы. Путем замены оптико-механического датчика на полностью оптический становится возможным избежать всех этих проблем и продлить срок эксплуатации мыши. Оптические датчики используют светодиодную пару из приемника и передатчика (см. рис. 17.5). Светодиод испускает поток света, который, отражаясь от поверхности, меняет интенсивность при движении мыши, формируя световые импульсы.
Рис. 17.5 Оптическая мышь Logitech WheelMouse
Эти импульсы, улавливаемые фотодиодом, преобразуются в информацию о перемещении манипулятора. Кроме того, оптические датчики, как правило, имеют более высокую скорость работы, позволяющую поддерживать быстрые перемещения мыши, что важно, в частности, для компьютерных игр. Например, оптический датчик мыши Microsoft IntelliEye обрабатывает до 6000 импульсов в секунду, что позволяет отслеживать скорость до 0,7 м/с.
Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Компьютерные мыши.Конструкция мыши", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:
Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
Обсудить статью на форуме