А вы знаете когда появилась первая клавиатура

А вы знаете когда появилась первая клавиатура?

Первая клавиатура появилась более 140 лет тому назад: в начале 1868 года некто Кристофер Шольс получил патент на свое изобретение – первую печатную машинку. Ее раскладка представляла собой печатные знаки, расположенные по алфавиту. Как показала практика, алфавитное расположение клавиш было крайне неудобно: потому что многие редко-используемые символы оказались в центре клавиатуры, а часто-используемые – по краям. Современная клавиатурная раскладка появилась значительно позже: аж через 22 года. А кириллическая раскладка была впервые изготовлена еще позднее: в самом конце 19 века, в Америке.

Как и когда печатная машинка превратилась в настоящую компьютерную клавиатуру? Это произошло тоже в конце 19 века, когда был изобретен телетайп. Но и его клавиатура кардинально отличалась от современной компьютерной, которая появилась в 1943 году, одновременно с первым компьютером ENIAC (громоздким агрегатом, использовавшимся для военных рассчетов и в качестве панели управления имевшем целую систему переключения штекеров). А емкостная клавиатура появилась вместе с первой электрической печатной машинкой: аж в 1960 году.

Как это работает? | Клавиатура

История компьютерной клавиатуры насчитывает уже более 150 лет. Прообразом современной клавиатуры были пишущие машинки, которые появились в середине XIX века. Сначала клавиши с буквами располагались по алфавиту. Однако со временем стало понятно, что такое расположение неудобно, так как буквы находятся далеко от центра. Спустя 20 лет была изобретена «QWERTY»-раскладка клавиатуры, которая используется до сих пор. Как же работает клавиатура — об этом в сегодняшнем выпуске!

Современная клавиатура имеет кнопки, микроконтроллер и светодиоды режимов работы — Num Lock, Caps Lock и другие. Клавиши передают компьютеру так называемые скан-коды, а BIOS или операционная система в соответствии с раскладкой клавиатуры преобразует скан-коды в коды клавиш.

Кнопки считываются с помощью схемы, которая называется «матрица кнопок» и представляет собой сетку проводков, на пересечениях которых находятся клавиши. Когда компьютер включен, микропроцес­сор клавиатуры посылает электрические импульсы по вертикальным проводкам в поисках сигнала. В обычном состоянии (когда нет нажатия) линии не замыкаются. Если же нажать на клавишу, то вертикальные и горизонтальные проводки соприкоснуться, цепь замкнется, и по ней пройдет ток. Благодаря этому контроллер клавиатуры поймет, что произошло нажатие клавиши, и по замкнутым проводкам определит, какая именно клавиша была нажата. После этого он отправляет скан-код клавиши, которая была приведена в действие. Скан-коды жёстко привязаны к каждой клавише на аппаратном уровне и не зависят ни от состояния индикаторов Caps Lock, Num Lock и других, ни от состояния управляющих клавиш (таких как Shift и Alt).

Затем операционная система проверяет и анализирует полученные данные на содержание команд операционной системы. Если такие команды присутствуют, компьютер выполняет их. Если же нет, то отправляет информацию в запущенное приложение.

У клавиатуры имеется свой буфер — чтобы сохранять скан-коды нажатых клавиш. Благодаря буферу процессор может обрабатывать сочетания нескольких одновременно нажатых кнопок.

Современная клавиатура понимает одновременное нажатия двух клавиш с любой комбинацией кнопок-модификаторов наподобие Shift. Однако существуют продвинутые клавиатуры, способные регистрировать до шести одновременных нажатий, а некоторые из них и вовсе выдают себя за три-четыре клавиатуры. В этом случае количество нажатых клавиш, соответственно, увеличивается до 18 или 24.

Существуют также и емкостные клавиатуры, которые реагируют не на замыкание цепи, а на изменение емкости и поэтому срабатывают при неполном нажатии. В этом случае ток проходит по цепи непрерывно, а матрица регистрирует все его изменения, вызываемые перемещением клавиш-проводников ближе к цепи. Это изменение затем сравнивается с таблицей символов, и определяется расположение нажатой клавиши.

Говоря про клавиатуру, нельзя не упомянуть и эффект антидребезг. При нажатии-отпускании клавиши выключатель некоторое время замыкается-размыкается. Хотя дребезг длится сотые доли секунды, этого достаточно, чтобы компьютер зарегистрировал несколько нажатий.

Технологии антидребезга обычно встраиваются в клавиатурный контроллер — после того как клавиша нажата, она не опрашивается некоторое время, заведомо превышающее длительность переходных процессов. На первых клавиатурах время антидребезга было настолько большим, что мешало быстро печатать.

История компьютерной клавиатуры

Клавиатура – это приспособление для ввода данных в электронно-вычислительную машину и управления ею. Все клавиатуры унифицированы, то есть имеют одинаковый набор клавиш, такой же, как был на печатных машинках, а также дополнительные клавиши управления движением курсора и функциональные.

Очень часто в них устанавливаются еще и малые клавиатуры, содержащие цифровые клавиши и кнопки осуществления математических операций.

История компьютерной клавиатуры насчитывает уже более 150 лет. Прообразом современной клавиатуры были пишущие машинки, которые появились в середине XIX столетия. Первая печатная машинка была запатентована Кристофером Лэтем Шоулзом, ее клавиши с буквами располагались по алфавиту. Со временем пользователи поняли, что такое расположение неудобно, так как буквы, которые использовались часто, находились далеко от центра. Спустя чуть более 20 лет была изобретена латинская раскладка клавиатуры, называемая «QWERTY». Она же используется и сейчас. Интересно, что русская раскладка клавиатуры была придумана в Америке на заре XIX века и практически в неизменном виде дошла до наших дней. Название «QWERTY» произошло от первых 6-ти клавиш верхнего буквенного ряда раскладки.

В 1943 году появился первый компьютер «ENIAC», который поверг мировую науку в шок. Как и многие другие изобретения, в первую очередь компьютер стал применяться в военной сфере, с его помощью проводились расчеты баллистических данных. Программирование и ввод значений осуществлялось с помощью наборных панелей и переключения штекеров.

Спустя 5 лет с целью внедрения компьютеров в массовое производство началась разработка новых моделей BINAC и UNIVAC. Особое внимание создатели уделили проектированию устройств ввода/вывода.

Кардинальный перелом в истории создания компьютерной клавиатуры произошел с появлением электрических печатных машинок. В них были установлены емкостные клавиатуры, позволяющие осуществлять ввод информации более мягкими и легкими нажатиями на клавиши.

В 1965 году при разработке фирмами General Electric и Bell новой операционной системы, был впервые создан интерфейс видеотерминального показа. Это значительно облегчило пользователям работу с компьютерами, так как теперь они могли увидеть на экране вводимую информацию и отредактировать ее.

С начала 80-х годов прошлого века компьютеры стали доступны не только крупным фирмам, но и простым людям. Материнская плата таких компьютеров располагалась в одном корпусе с клавиатурой, к нему же подсоединялось устройство отображения информации. Клавиатуры также претерпели некоторые изменения: были добавлены клавиши «Alt», «Control», а клавиша «Enter» обзавелась функцией ввода данных. Для удобства работы с документами на клавиши цифровой клавиатуры добавили функции управления движением курсора.

В дальнейшем с появлением так называемых модульных персональных компьютеров, в которых материнская плата с процессором и памятью была вынесена в отдельный корпус, клавиатура тоже стала самостоятельным устройством. В едином корпусе были установлены 83 клавиши, разбитые на два неравных блока. Первый – алфавитно-цифровой, включающий также стрелки управления курсором, второй – служебный, в нем располагались системные клавиши.

А в 1987 году в массовое производство была запущена клавиатура известная нам и сегодня. В связи с тем, что количество клавиш было увеличено с 83 до 101, такая клавиатура получила название – расширенная. Функциональные клавиши в ней были вынесены отдельно в верхний ряд, а их количество увеличилось на 2 единицы: «F11» и «F12». Клавиши, ответственные за управление движением курсора, выделились в отдельный блок, размещенный между основным и цифровым блоками. Клавиши Alt и Ctrl были продублированы и размещены попарно слева и справа от клавиши «пробел».

Вспомнив о том, как происходила эволюция клавиатуры, мы понимаем, что на этом ее развитие не заканчивается. Она менялась и будет меняться с появлением новых устройств и функций.

Ножничные клавиатуры

С массовым распространением ноутбуков производители клавиатур поняли, что нужно что-то делать: ведь у мембранной клавиатуры ход составляет 3-4 мм, а общая толщина может достигать и полутора сантиметров — для ноутбука это много. Поэтому решено было изменить механизм клавиатуры — вместо шахты стали использовать два пластиковых контура, зацепленных друг на друга, так что итоговая форма стала напоминать ножницы:Такая конструкция позволила серьезно уменьшить толщину клавиатуры — теперь она могла составлять всего 6 мм при ходе клавиш в 1-2 мм. Проблемы остались по сути все те же, что и у мембранной клавиатуры — со временем мембрана теряет эластичность, что приводит к невозможности нормально набирать текст. Зато теперь решилась другая проблема — с подсветкой: так как клавиши стали ближе к подложке со светодиодами, то теперь символы на них подсвечиваются в основном равномерно.

Эволюция компьютерной клавиатуры и других устройств ввода данных

Современная компьютерная клавиатура является прямым потомком первой серийной пишущей машинки, которую Кристофер Лэтем Шоулс запатентовал в далёком 1868 году. В нашей статье мы расскажем Вам о том, как клавиатура обрела свой современный облик.

QWERTY

QWERTY – самая популярная латинская раскладка, используемая для английского языка, в наши дни. В 1878 году её запатентовали Шоулс и его коллега Джеймс Денсмор. Изначально пишущие машинки Шоулса были оборудованы двумя рядами букв, расположенных в алфавитном порядке: такое расположение приводило к частому сцеплению рычагов, из-за чего устройства быстро выходили из строя. Чтобы преодолеть физические ограничения технологий машиностроения того времени, Шоулс и его коллеги экспериментировали с раскладкой.

В ранних вариантах пишущих машинок за нанесение чернил на бумагу отвечали молоточки, которые активировались нажатием соответствующей кнопки и ударяли по чернильной ленте. Устройство нередко заедало, когда машинистка нажимала по очереди несколько клавиш, расположенных рядом, потому первым шагом к избавлению от неисправностей стало разведение часто используемых комбинаций букв в разные стороны раскладки. Так появился первый вариант раскладки QWERTY, который представлял собой четыре ряда клавиш, расположенных диагональными столбцами.

По мере развития технологий машиностроения появлялись новые вариации раскладок, создатели которых стремились создать более эффективные модификации, подходящие для скоростного набора текста. В 1936 году профессор Август Дворак предложил разработать новую альтернативу раскладке Шоулса: раскладка Дворака учитывает различные особенности эргономики, призванные эффективно распределить нагрузку на все пальцы, однако сегодня с ней работают менее 2% пользователей.

раскладка Дворака

Ранние прорывы

Одним из первых прорывов печатной технологии является изобретение машины телетайп, также известной как телепринтер. Непосредственным предшественником телетайпа были тикерные аппараты, которые использовали ещё в 1870-х годах для дешифрования текстов, переданных по телеграфным проводам. К развитию технологии руку приложили инженеры Роял Хаус, Дэвид Хьюз, Павел Шиллинг, Эдвард Кляйншмидт, Эмиль Бодо и Фредерик Крид, но заслуга в её популяризации среди широких слоёв населения принадлежит Чарльзу Краму. Телетайп использовался для передачи сообщений между абонентами при помощи простейшего электрического канала.

В 1930-х появилась новая технология, сочетавшая принципы ввода и вывода данных печатных машинок и телеграфии – перфокарты. Необходимость применения специальных расшифровочных машин ограничила распространение перфокарт среди населения. Однако перфорированные карты оказались полезными для ввода и хранения данных в системах автоматизированной обработки информации: бухгалтерских машинах (табуляторах), а позже и в первых поколениях компьютеров. На основе перфолент работал первый электронный цифровой вычислитель ЭНИАК, введённый в эксплуатацию в 1946 году. Появление электрических печатных машинок способствовало единению технологий, первым детищем которых стал компьютера Binac. Его в 1949 году создали физик Джон Мокли и инженер Преспер Эккерт, которые ранее также работали над ЭНИАКом. Binac принимал данные с электрической пишущей машинки или с магнитной ленты – главным достоинством такого устройства была возможность использовать ресурсы многократно: повторно стирать и записывать данные на магнитную ленту.

Во второй половине XX века электронные гиганты Bell Laboratories, General Electric и специалисты Массачусетского Технологического Института объединились, чтобы разработать Multics – одну из первых операционных систем с разделением времени исполнения программ. Инновационность данной системы послужила поводом к работам над совершенствованием пользовательского интерфейса и созданием видеотерминала. Совмещение электронно-лучевого прибора с электрической пишущей машинкой наконец позволило пользователям видеть вводимый ими текст, что значительно упростило и ускорило работу над текстами. К концу 70-х – началу 80-х годов общество полностью отказалось от технологий вроде телетайпа и перфокарт, а в 1990-х появились первые портативные девайсы, например, HP95LX. HP95LX представлял собой один из первых карманных персональных компьютеров в виде ракушки, оборудованный универсальной клавиатурой с QWERTY-раскладкой.

Жестовый интерфейс

С появлением КПК устройства становились всё более персонализированными, к функции электронного органайзера добавилась возможность выхода в интернет, ввода и обработки данных и т. д. Среди прочего подобные устройства предлагали возможность осуществления рукописного ввода текста при помощи стилуса, но первые программы для распознавания почерка были не особо эффективными.

В 1990-х годах сотрудник компании Xerox Дэвид Голдберг разработал специальную систему под названием «Unistrokes», в которой буквы английского алфавита конвертировали в простые знаки, распознаваемые устройством. На базе подобной системы работал КПК PalmPilot, программа распознавания рукописного ввода «Graffiti» имела расширенные возможности, отличала между собой заглавные и строчные буквы и позволяла использовать диакритические знаки.

«Unistrokes» «Graffiti»

Почему традиционная клавиатура взяла верх?

Проблема систем, использующих программы распознавания рукописного ввода, состояла в том, что их совершенствование ограничивалось возможностями устройств, в частности объёмом оперативной памяти. По мере роста популярности мобильных телефонов, а потом и смартфонов, производители смело экспериментировали с формой клавиатуры. Сегодня одним из самых распространённых методов ввода является экранная или виртуальная клавиатура, взаимодействовать с которой можно при помощи курсора мыши или пальцами. Помимо универсальной QWERTY-раскладки, существует ряд вариаций раскладок, оптимизированных под работу со стилусом или сенсорным вводом: FITALY, Cubon, OPTI и др.

FITALY

Раскладка FITALY была запатентована французским учёным-программистом Жаном Ишбиа. По его задумке, данная раскладка должна была значительно минимизировать перемещение пальцев по экрану путём размещения самых используемых знаков в центральной части клавиатуры.

Cubon

О раскладке Cubon имеется не так уж много информации, её в конце 1990-х предложил некий Р. А. Кубон. Чаще всего её используют в реабилитационных учреждениях для удобства людей с ограниченной моторикой рук. Буквы в этой раскладке упорядочены таким образом, чтобы упростить их выбор с помощью одного пальца, какого-либо указательного девайса или манипулятора.

Ещё одной попыткой приспособить стандартную раскладку к гаджетам с сенсорным экраном стала раскладка KALQ. Как и QWERTY, она получила своё имя по буквам одного из рядов. Ключевым отличием данного варианта от остальных является разделение на две части. Её разработчики утверждали, что такое расположение букв позволяет ограничить взаимодействие с экраном двумя большими пальцами и увеличить скорость набора текста на 34%. KALQ была доступна для смартфонов на базе Android, но пользователи встретили её без особого энтузиазма, потому идею попросту забросили.

В 2006 году Шай Колуман предложил свой вариант латинской раскладки Colemak, который является усовершенствованной альтернативой раскладкам QWERTY и Дворака. Визуально она напоминает традиционный вариант Шоулса, но автор адаптировал её с учётом современных компьютерных реалий. Раскладка Colemak признана более эргономичной и эффективной, нежели её предшественники, так как она сочетает в себе их сильные стороны.

раскладка «Colemak»

Последним писком моды среди устройств ввода данных является технология распознавания речи. Первые устройства для распознавания речи появились ещё в середине XX века, но первый коммерческий успех настиг их только в начале 90-х годов. Сегодня к выполнению задачи по декодировке голосовых сигналов приобщился и искусственный интеллект, однако специалисты уверены, что подобные технологии ещё не скоро придут на замену привычной виртуальной клавиатуре.

Первые клавиатуры

В 1943 году появляется компьютер ENIAC, используемый военными для настройки баллистических траекторий. Необходимые данные вводились с помощью телетайпных лент и перфокарт.

В 1948 году для компьютеров UNIVAC и BINAC стали применять табуляторы-перфораторы и телетайпы.

В 1960 году появляется печатная машинка, работающая от электричества.

В конце 70-х начале 80-х годов компьютер становится доступным для массового использования. В большинстве случаев он состоял из клавиатуры в которую были вмонтированы процессор, оперативная память и другие устройства. Количество клавиш увеличили, добавив Control, Alt, Enter.

Появляются компьютеры Apple, Commandore, IBM PC, клавиатура впервые стала самостоятельным устройством. Она представляла собой два блока по 83 клавиши. Недостатком стало неудобное размещение функциональных клавиш.

В 80-х годах изменения происходили как в компьютерах, так и в клавиатурах. В результате расположение клавиш стало удобнее, появилась возможность программирования определенных функций.

Спустя небольшой период времени в устройство добавили новые клавиши «F11» и «F12», клавиши управления были выведены в отдельный блок, добавлен верхний основной ряд, продублированы и размещены по разным сторонам основного блока клавиши «Ctrl» и «Alt», клавиатура с 101 клавишей приобретает современный вид.

В дальнейшем производители продолжают работать над усовершенствованием устройства. Появилась «жесткоконтактная клавиатура». В клавиатуру добавили дополнительный слой пластмассы, чтобы спасти ее от попадания жидкости, например кофе, появляются клавиши управления мультимедиа.