Реферат: Маніпулятори
Рис. 4.Оптична миша (вигляд знизу)
У перших конструкціях оптичної миші компанії Mouse Systems, а також деяких інших застосовувався датчик, для роботи якого був потрібний спеціальний килимок з координатною сіткою. Це привело до того, що пристрої цієї конструкції, не дивлячись на їх високу точність, не набули достатньо широкого поширення. Компанія Microsoft відновила виробництво цих пристроїв, створивши IntelliMouse Explorer. У цій моделі, як і в колишніх конструкціях оптичної миші, для реєстрації переміщень використовується оптична технологія. У цій миші немає рухомих елементів, окрім колеса прокрутки і кнопок, розташованих у верхній частині корпусу. Також не вимагається спеціального килимка, оскільки миша може працювати практично на будь-якій поверхні. У цій конструкції замість простого оптичного датчика, який застосовувався в попередніх версіях оптичної миші, використовується покращена модель сканера із зарядовим зв'язком (Charge Coupled Device — CCD). Цей сканер, по суті, є спрощеною версією датчика відеокамери, який реєструє переміщення, відстежуючи зміну поверхні, на якій розташована миша. Функцію освітлення поверхні виконує світлодіод (light-emitting diode — LED).
Модель IntelliMouse Explorer є першою з сімейства оптичних пристроїв, створених компанією Microsoft. Крім того, Microsoft проводить кульові покажчики (трекболи), які також створені на основі оптичної технології. До інших відомих виробників оптичної миші і трекбола відносяться компанії Logitech, Genius. На рисунку 2.14 представлена типова оптична миша. Завдяки своїй універсальності і простому технічному обслуговуванню (не кажучи вже про неперевершену точність позиціонування) оптична миша є гідним вибором для будь-якої системи, а різноманіття моделей дозволяє придбати таку мишу по цінах якісних традиційних пристроїв.
Взаємодія миші і комп'ютера здійснюється за допомогою спеціальної програми-драйвера, яка або завантажується окремо, або є частиною системного програмного забезпечення. Наприклад, для роботи з Windows або OS/2 окремий драйвер для миші не потрібний, але для більшості DOS-додатків він необхідний. У будь-якому випадку драйвер (вбудований або окремий) перетворить отримувані від миші електричні сигнали в інформацию про положення покажчика і стан кнопок.
На даний час, незважаючи на суттєві переваги оптичних мишей, на ринку присутні оптично-механічні миші, які приваблюють простотою конструкції та низькою ціною. Конструктив такої миші досить простий: обертання кульки передається до двох валів, один з яких обертається при русі навколо вісі Х, а другий - навколо вісі Y. На вісі з валами насаджені невеликі диски з прорізами (“переривачі”), через які проходять (або не проходять) інфрачервоні промені від відповідних джерел. При обертанні дисків промені періодично уриваються, що реєструється відповідними фотодатчиками. Кожен імпульс випромінювання розцінюється системою як один крок по одній з координат. Такі оптико-механічні датчики (рис. 2.15) набули найбільшого поширення.
Рис. 5. Оптико-механічні датчики миші
3. Інтерфейси миші
У попередніх розділах було відзначено декілька способів під’єднання миші до комп'ютера. Розглянемо більш детально найбільш поширені з них.
Послідовна миша. У більшості старих РС-сумісних комп'ютерів миша підключається через послідовний інтерфейс. Оскільки в більшості комп'ютерів передбачено два послідовні порти (COM1 і COM2), мишу можна підключати до будь-якого з них. Після запуску програма-драйвер перевіряє порти і визначає, до якого з них підключена миша. Якщо як послідовний порт визначений СОМ 3 або СОМ 4, то драйвер миші може працювати некоректно. Слід відзначити, що більшість сучасних драйверів працюють з будь-яким з портів СОМ 1–4.
Послідовна миша не підключається безпосередньо до системи, отже вона не використовує її ресурсів. Виявляються зайнятими лише ресурси того послідовного порту, до якого підключена миша. Якщо, наприклад, вона підключена до порту СОМ2, то використовується лінія IRQ 3 і адреси портів введення-виводу 2F8h–2FFh.
Порт миші на системній платі (PS/2). У більшості нових комп'ютерів передбачений спеціальний порт миші, вбудований в системну плату. Вперше він з'явився в 1987 році в комп'ютерах PS/2, тому його часто називають інтерфейсом миші PS/2. Це зовсім не означає, що така миша може працювати тільки з PS/2. Навпаки, мається на увазі, що її можна підключити до будь-якого комп'ютера, в якому порт встановлений на системній платі. Кабель миші, що підключається до подібного порту, закінчується таким же роз'ємом mini-DIN, як і кабель нової клавіатури. Електрично порт миші підключений до контроллера клавіатури 8042, встановленому на системній платі. У всіх комп'ютерах PS/2 для клавіатури і миші використовуються роз'єми mini-DIN. У інших комп'ютерах для підключення миші застосовуються звичайні роз'єми, оскільки в більшості стандартних корпусів не передбачений роз'єм mini-DIN для миші. В цьому випадку доводиться використовувати перехідній кабель між звичайною штирьовою розеткою системної плати і роз'ємом mini-DIN миші PS/2.
Краще підключати мишу до вбудованого порту, оскільки при цьому не доводиться займати додаткові слоти розширення або послідовні порти, а можливості миші не обмежуються можливостями схем послідовного порту. Для порту миші на системній платі використовується переривання IRQ 12 і адреси введення-виводу 60h і 64h. Оскільки порт миші на системній платі сполучений з контроллером клавіатури 8042, його адреси введення- виводу ті ж, що і у цієї мікросхеми. Переривання IRQ 12- 16-розрядне, і в більшості випадків воно не застосовується. Таке переривання не повинне використовуватися для інших пристроїв в будь-яких системах з шиною ISA, в яких порт миші встановлений на системній платі, оскільки в шині ISA не допускається сумісне використання переривань.
Комбінована миша. Ця миша призначена для підключення до портів двох типів. Більшість дешевих пристроїв, що надходятьть в роздрібний продаж, підключаються або до послідовного порту, або до порту PS/2; для підключення дорожчої миші зазвичай використовуються порти PS/2 або USB. В порівнянні з пристроями звичайного типу, призначеними для роботи виключно з портами PS/2 або USB, комбінована миша більш функціональна. Таку мишу можна підключати як до послідовного порту, так і до порту PS/2.
Миша сама визначає, до якого порту підключена, і настроюється відповідним чином. Зазвичай такі пристрої випускаються з роз'ємом mini-DIN на кінці кабелю і перехідним адаптером на 9- або 25-контактний роз'єм послідовного порту. Комбінована миша PS/2-USB зазвичай поставляється з роз'ємом кабелю mini-DIN і адаптером USB. Деякі користувачі намагаються за допомогою подібних перехідников підключити “чисту” послідовну мишу до порту на системній платі або мишу PS/2 - до послідовного порту. У такому поєднанні вони працювати не будуть, і справа тут не в перехідному пристрої. Якщо явно не сказано, що миша комбінована (тобто одночасно і послідовна і PS/2), то вона може працювати тільки з тим інтерфейсом, для якого спроектована. В більшості випадків тип миші вказується на нижній кришці корпусу. Як підказує практика, якщо миша продається без адаптера, або поставляється разом з комп'ютером, то вона, швидше за все, не працюватиме з адаптером.
Універсальний послідовний порт USB. Останнім часом порт USB все частіше і частіше використовується для підключення миші, клавіатури і інших пристроїв введення-виводу. Миша USB, як і інші USB-пристрої позиціонування (наприклад, trackball), має ряд переваг.
Миша з додатковими можливостями часто створюється спеціально для порту USB. Одним з прикладів є миша Logitech iFeel — перший пристрій, що має оптичний датчик і силовий зворотний зв'язок. Під час переміщення покажчика поверх кнопок Web-сторінок, робочого столу Windows або опцій програмного меню миша починає легко вібрувати. Ця миша розроблена виключно для порту USB.
Миша, клавіатура і інші пристрої USB можуть замінюватися без виключення живлення системи. Можливість “гарячої заміни” - це унікальна особливість порту USB.
Миша USB може бути підключена до концентраторів USB, що містяться в деяких клавіатурах USB, або до автономного концентратора.Використання концентратора дозволяє спростити процес підключення або відключення миші.
Не дивлячись на те, що перші миші USB постійно знаходилися у вищій ціновій категорії, в даний час можна придбати пристойну мишу USB за ту ж ціну, що і високоякісну комбіновану мишу.
Шинна миша. Цей спосіб під’єднання миші є давно застарілим, (так звана в Microsoft миша Inport), для підключення якої потрібна спеціальна плата адаптера.
4. Нові модифікації маніпуляторів типу “Миша”
Маніпулятор типу “Миша” (IntelliMouse) компанії Microsoft. В 1996 році Microsoft винайшла нову модель миші - IntelliMouse. Конструктивно новий пристрій не відрізняється від стандартної миші Microsoft, але між правою і лівою кнопкою конструктивну розташоване маленьке коліщатко, яке виконує функції прокрутки зображень на екрані та працює як третя кнопка миші. Трьохкнопкові миші існують вже давно, а функція прокрутки є новим напрацюванням.
Програмні драйвери пристроїв типу “Миша” різних виробників дозволяють розширити основні функціональні можливості IntelliMouse. Наприклад, драйвер MouseWare 9.2 компаній Logitech надає декілька варіантів використання кнопок миші (колесо прокрутки розглядається як третя кнопка), а також дозволяє визначити параметри переміщення при клацанні коліщатка прокрутки (три рядки, шість рядків або повний екран). Драйвер компанії Microsoft надає нову можливість, що отримала назву ClickLock (блокування натиснення), яка дозволяє перетягувати елементи робочого столу, не утримуючи ліву кнопку миші натиснутою. Крім того, драйвер містить в собі функцію Universal Scroll, що дозволяє упровадити підтримку пристроїв прокрутки в додатки, які не мають такої можливості. Для розширення функціональних можливостей вказаних пристроїв необхідно періодично завантажувати і встановлювати нові драйвери миші.
Маніпулятор TrackPoint II/III. Це якісно новий пристрій позиціонування компанії IBM. Це пристрій, часто званий маніпулятором, є невеликий гумовий важіль, що знаходиться на клавіатурі між клавішами <G>, <H> і <В>. Після появи миші це був найрішучіший крок вперед в розвитку технології маніпуляторів.
Такий пристрій практично не займає місця на клавіатурі, не має рухомих частин, які могли б зламатися або забруднитися. А найголовніше –при наявності пристрою не потрібно прибирати руки з клавіатури, отже є можливість друкувати усліпу. Дослідження, проведені винахідниками цього пристрою, показали, що швидкість друку може бути збільшена на два слова за хвилину. Ще одна гідність TrackPoint полягає в тому, що його можна використовувати разом з мишею, забезпечивши подвійне управління покажчиком. На екрані присутній тільки один покажчик, але його можна переміщати як за допомогою TrackPoint, так і за допомогою підключеної миші. З цими пристроями можуть працювати два користувачі (переміщаючи при цьому один і той же покажчик). Пріоритетом користується пристрій, що почав переміщення, і управління покажчиком зберігається за ним до закінчення руху. Другий пристрій позиціонування при цьому автоматично блокується.
У компанії IBM було створено декілька варіантів пристрою TrackPoint, використовуваних в портативних комп'ютерах і високоякісних клавіатурах, що реалізовуються під торговими марками IBM, Lexmark і Unicomp. Виробники портативних комп'ютерів HP і Toshiba запатентували власний пристрій TrackPoint III (у компанії Toshiba цей пристрій отримав назву Accupoint).
Новий пристрій TrackPoint III відрізняється від попереднього в основному матеріалом, з якого виготовлений гумовий ковпачок. Іншою відмінністю TrackPoint III від TrackPoint II є нова технологія IBM, в якій програмне забезпечення враховує не тільки те, наскільки швидко ви рухаєте покажчиком, але і як швидко ви натискаєте і відпускаєте пристрій. TrackPoint, ймовірно, одна з самих революційних розробок в галузі пристроїв позиціонування з часу винаходу миші. Оскільки IBM продала ліцензію на цю технологію іншим виробникам, ви можете зустріти подібні пристрої в багатьох системах.
Сенсорна панель (TouchPad). TouchPad являє собою панель, зазвичай прямокутної форми, чутливу до натискання пальців або долоні. Натиснувши пальцем на TouchPad і пересуваючи його по поверхні, користувач може маневрувати курсором так само, як і при використанні мишки. Для вибору якогось пункту меню можна натиснути на кнопку, а можна безпосередньо на площину TouchPad. Функціонально пристрій відіграє таку ж роль, що й миша, але є більш компактним, не потребує просторового переміщення пристрою введення й ідеально підходить для портативних комп'ютерів. До того ж пристрій має розширені функціональні можливості.
Фізично TouchPad являє собою сітку з металевих провідників, розділених тонкою ізолюючою прокладкою з лавсанової плівки, тобто є набором великої кількості маленьких конденсаторів. При наближенні руки до поверхні панелі відбувається зміна електричного поля, а отже, ємності вказаних конденсаторів. Вимірюючи зміну ємності кожного конденсатора в сітці, можна точно визначити координати пальця на поверхні панелі. Більше того, зміна ємності також залежить від сили натискання, що здійснюється на панель. Отже TouchPad може обчислити моменти наближення пальця, натискання, руху й віддалення пальця від поверхні панелі.