Клавиатура IBM PC

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Клавиатура IBM PC — клавиатура IBM PC-совместимых компьютеров, ставшая стандартом де-факто для компьютерных клавиатур. К клавиатурам IBM PC относят две принципиально разные по протоколу обмена клавиатуры: 83-клавишную клавиатуру оригинального IBM PC, известную как XT-клавиатура, и клавиатуру IBM PC/AT, которая в свою очередь изначально предлагалась в 84-клавишном варианте с цифровым блоком, но позже была заменена 101-клавишной клавиатурой. В дальнейшем добавлялись новые клавиши, менялся способ подключения, но основной набор клавиш и скан-кодов оставался неизменным.

Предыстория[править | править код]

Когда разрабатывался компьютер IBM PC, было решено не разрабатывать для него новую клавиатуру, а использовать клавиатуру IBM Model F от вышедшего ранее моноблока IBM System/23, известного также как IBM 5322 или Datamaster[1]. В свою очередь, состав и положение большинства клавиш были схожи со ставшим к тому времени стандартом де-факто терминалом VT100: отсутствовали только специфические для этого терминала клавиши, а также отдельные клавиши управления курсором, но добавлены функциональные клавиши, дополнительный модификатор, названный Alt, клавиши +, Print Screen, Num Lock и Scroll Lock, а у клавиш цифрового ряда появились альтернативные значения, позволявшие использовать их как навигационный блок.

Разновидности[править | править код]

Оригинальная IBM PC и XT-клавиатура[править | править код]

IBM Model F XT.png

Изначально клавиатура IBM PC была реализована на контроллере intel8048 и имела 83 клавиши, включая цифровой блок, который также использовался для управления курсором, и 10 функциональных клавиш. Протокол обмена был односторонним и режим ввода никак не отображался. При нажатии клавиши схемой клавиатуры генерировался скан-код, который соответствовал положению нажатой клавиши на матрице клавиатуры. При отпускании клавиши генерировался тот же код, увеличенный на 80h. Скан-код передавался в порт 60h на компьютере и генерировалось прерывание INT 09h[2]. XT-клавиатура подключалась к компьютеру через разъём 5-DIN. Клавиша Ctrl располагалась в среднем ряду слева, как ранее в видеотерминалах, а Caps Lock — в нижнем.

84-клавишная AT-клавиатура[править | править код]

AT keyboard.jpg

Для IBM PC/AT была разработана новая версия клавиатуры, незначительно изменившаяся внешне но с полностью переработанной схемой. Цифровой блок был выделен в отдельную группу. В клавиатуре использовался микроконтроллер Intel 8042 (впоследствии i8242), аналогичный контроллер устанавливался на плате самого компьютера. Протокол обмена стал двусторонним, кроме того, контроллер клавиаутры взял на себя некоторые дополнительные функции, в том числе выход из защищённого режима процессора. Количество скан-кодов увеличилось, и при отпускании клавиши перед скан-кодом передавался префикс F0h. Также контроллер клавиатуры получил внутренний буфер, который фиксировал нажатия и отпускания клавиш, даже если компьютер был занят и не мог обработать прерывания от клавиатуры[2]. На клавиатуре появилась кнопка SysRq, которая, однако, так и не использовалась согласно изначальной задумке.

101/104-клавишная AT-клавиатура[править | править код]

IBM Model M.png

В 1985 году была представлена «усовершенствованная клавиатура IBM», известная также как IBM Model M, изначально для терминала IBM 3161, а в 1986 — в версии для IBM PC[3]. Количество функциональных клавиш было увеличено до 12 и они были перенесены в верхний ряд. Новая клавиатура имела отдельный блок клавиш курсора (перевёрнутое Т) и клавиши управления страничным выводом, но несмотря на это клавиша и светодиод Num Lock сохранились. Клавиша Caps Lock была перенесена в средний ряд, как в механических печатных машинках, а клавиша Ctrl — в нижний и была продублирована, также как клавиша Alt.

В 1994 году компания Microsoft выпустила клавиатуру Microsoft Natural keyboard, на которой имелись три дополнительные кнопки: дублированная клавиша Windows, служащая для вызова меню «Пуск» и системных сочетаний клавиш, и клавиша контекстного меню[4]. В дальнейшем, эти клавиши стали устанавливаться на большинство PC-совместимых клавиатур.

Раскладка 105-клавишной клавиатуры IBM/Windows
Esc F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 PrtSc
SysRq
Scroll
Lock
Pause
Break
ТильдаВосклицательный знак@КавычкиЗнак решёткиЗнак номераСимвол доллараТочка с запятойЗнак процентаЦиркумфлексДвоеточиеАмперсандВопросительный знакЗвёздочка (типографика)Круглые скобкиКруглые скобкиПодчёркиваниеСложениеBackspaceМашинописный обратный апострофЁ (кириллица)1 (цифра)2 (цифра)3 (цифра)4 (цифра)5 (цифра)6 (цифра)7 (цифра)8 (цифра)9 (цифра)0 (цифра)ДефисЗнак равенстваBackspaceТабуляцияQWE (латиница)RT (латиница)Y (латиница)UI (латиница)O (латиница)P (латиница)Фигурные скобкиФигурные скобкиКлавиша вводаТабуляцияЙЦУ (кириллица)К (кириллица)Е (кириллица)Н (кириллица)ГШЩЗКвадратные скобкиХ (кириллица)Квадратные скобкиЪКлавиша вводаCaps LockA (латиница)SDFGH (латиница)JK (латиница)LДвоеточиеКавычкиВертикальная чертаКосая чертаКлавиша вводаCaps LockФЫВ (кириллица)А (кириллица)ПР (кириллица)О (кириллица)ЛДТочка с запятойЖМашинописный апострофЭОбратная косая чертаВвод (клавиша)ShiftВертикальная чертаZX (латиница)C (латиница)VB (латиница)NM (латиница)Угловые скобкиУгловые скобкиВопросительный знакЗапятаяShiftShiftОбратная косая чертаЯЧС (кириллица)М (кириллица)ИТ (кириллица)ЬЗапятаяБТочка (знак препинания)ЮКосая чертаТочка (знак препинания)ShiftCtrlWindows (клавиша)AltПробелAlt GrWindows (клавиша)Menu (клавиша)CtrlKB Eng-Rus QWERTY(ЙЦУКЕН).svg
Ins Home PgUp NumLk / *
Del End PgDn 7 8 9 +
4 5 6
1 2 3 Ent
0 ,

Региональные варианты[править | править код]

  • 102/105 клавишная европейская модификация, известная также как ISO-раскладка, описанная в стандарте ISO/IEC 9995. В этой раскладке клавиша Enter расположена на двух горизонтальных рядах (D13/D13), но её нижняя часть укорочена, чтобы разместить клавишу обратного слеша. Кроме того, в этой модификации имеется дополнительная клавиша рядом с левой клавишей ⇧ Shift. Данная раскладка происходит от изначальной раскладки клавиатуры IBM PC, только в ней слева от клавиши Enter располагалась клавиша ~`
  • Бразильская раскладка — схожа с европейской, но имеется дополнительная клавиша рядом с правой клавишей ⇧ Shift.
  • Южнокорейская раскладка с двумя дополнительными клавишами-модификаторами возле клавиши пробел.
  • Японская раскладка с тремя дополнительными клавишами-модификаторами и дополнительной клавишей у правой клавиши ⇧ Shift.

Кроме того, существуют версии с увеличенной клавишей Enter, известной также как Bigass-Enter, берущая начало от 84-клавишной клавиатуры IBM PC/AT. В этих раскладках клавиша обратного слеша располагается в верхнем ряду, в связи с чем клавиша Backspace укорочена.

Мультимедийные клавиши[править | править код]

С развитием технологий мультимедиа и бумом доткомов в конце 90-х производители клавиатур в качестве конкурентного преимущества начали добавлять на клавиатуры дополнительные клавиши, призванные облегчить работу с мультимедиа и вебом. В дальнейшем сложился перечень стандартных клавиш для работы с мультимедиа и браузером:

  • Клавиши управления веб-браузером (коды A6..AC): назад, вперёд, обновить, стоп, поиск, избранное, домашняя страница;
  • Клавиши управления медиапроигрывателем (коды AD..B3): отключить звук, уменьшить громкость, увеличить громкость, следующий трек, предыдущий трек, остановка воспроизведение, поспроизвести/пауза;
  • Клавиши избранных программ (коды B4..B7): почтовый клиент, медиаплейер и две кнопки дополнительных приложений.

Подключение[править | править код]

У клавиатур IBM несколько раз менялся протокол.

Тип Разъём Распайка Протокол Передача команд контроллеру
PC (Type 1) [5] 5-pin DIN
(DIN 41524) 5-pin DIN connector
1 CLK

2 DATA
3 -RESET
4 GND
5 +5V

2 стартовых бита,
8 бит данных,
бит нажатия/отпускания клавиши,
1 стоповый бит

Сброс контроллера — замыканием 3-го контакта на корпус

Нет
XT (Type 2) [6] 1 CLK

2 DATA
3 N/C
4 GND
5 +5V

2 стартовых бита,
8 бит данных,
бит нажатия/отпускания клавиши,
1 стоповый бит

Сброс контроллера — специальной последовательностью на шины данных/синхронизации

AT 1 CLK

2 DATA
3 N/C
4 GND
5 +5V

1 стартовый бит,
8 бит данных,
1 бит чётности,
1 стоповый бит
сброс — посылкой команды контроллеру
Есть
PS/2 6-pin Mini-DIN
(DIN 45322) 6-pin DIN connector
1 DATA

2 N/C
3 GND
4 +5V
5 CLK
6 N/C

Начиная с конца 90-х, стандарт PS/2 начал вытесняться стандартом USB HID. Стандарт USB более универсален, однако из-за ограничений на количество одновременных нажатий и других соображений, долгое время порт PS/2 оставался предпочтительным в клавиатурах, используемых для компьютерных игр. Многие клавиатуры также возможно подключать как к разъёму USB, так и к PS/2 через переходник.

Компактные и расширенные клавиатуры[править | править код]

С целью экономии места на рабочем столе или чтобы уместить клавиатуру на устройстве, на котором полноразмерная клавиатура не может поместиться, производители клавиатур могут располагать клавиши на клавиатуре в не стандартном порядке или удалять клавиши с клавиатуры. Компактные программируемые клавиатуры популярны, например, среди геймеров и системных администраторов, так как такую клавиатуру легче носить с собой. Наиболее популярные форматы компактных клавиатур:

  • 80% или TKL (от англ. tenkeyless — буквально «без десяти клавиш») — клавиатура стандартной раскладки без цифрового блока. Цифровой блок также может эмулироваться в пределах основной буквенно-цифровой клавиатуры при включении режима NumLock;
  • 75% — распространённый на ноутбуках формат, при котором клавиши Home, End, PgUp и PgDown могут либо располагаться в один столбец по правому краю клавиатуры, либо эмулироваться через клавишу Fn совместно с курсорными клавишами. Малоиспользуемые клавиши (Scroll Lock, Pause, Insert) как правило тоже эмулируются;
  • 60% — формат, при котором клавиатуры состоят исключительно из буквенно-цифрового блока, клавиш-модификаторов, клавиш Esc, Enter и Backspace. Все остальные клавиши (F1-F12, стрелки и другие) эмулируются с помощью клавиши Fn. Наиболее известный представитель — Happy Hacking Keyboard[en].

Кроме того, производители ноутбуков, если позволяет место, часто стремятся сохранить цифровой блок, часто либо в сокращённом виде (клавиши +, - и ↵ Enter размещаются над цифровым блоком), либо с клавишами уменьшенного размера, сохраняя при этом блок курсорных клавиш.

Существуют также и клавиатуры с расширенными функциями: кроме мультимедиа-клавиш они могут оснащаться клавишами для эмуляции стандартных сочетаний клавиш, программируемыми макро-клавишами, на которые можно назначить эмуляцию последовательностей нажатия, либо даже целую программу с циклами и условными переходами, а также дополнительными элементами управления: колёсами прокрутки, регулировки громкости, а также встроенными трекболами, тачпадами и экранами.

Критика[править | править код]

Первая 83-клавишная клавиатура получила высокую оценку в первом номере журнала PC Magazine, однако автор обзора удивлялся, «как такой признанный профессионал в изготовлении клавиатур, как IBM мог разместить левую клавишу ⇧ Shift в столь неудобном месте»[7]. Позже в том же журнале сообщалось, что от читателей было получено множество писем, где они изъявляли желание увидеть в новой модели индикацию режимов Caps Lock, Scroll Lock и NumLock. Также критиковалась идея использовать одно и то же поле для курсорных клавиш и цифр, а также путаница, вызванная наличием клавиши Scroll Lock — незнакомые с данной клавиатурой пользователи могли предположить, что эта клавиша нужна для выключения режима Num Lock[8].

Джерри Пурнель в статье в журнале BYTE также критиковал размещение некоторых клавиш, заявляя, что они «заставят плакать даже святого», и ругал прочих производителей PC-совместимых компьютеров за то, что они повторяют раскладку клавиш IBM, а не ощущение от нажатия, присущее только клавиатурам IBM[9]. Также он писал, что эта раскладка «едва не свела с ума» Джима Баена, издателя фантастических книг, и он запретил пользоваться своим редакторам этой клавиатурой[10]. В то же время редакция самого журнала BYTE отнеслась к клавиатуре более благосклонно, посчитав эту клавиатуру «возможно, лучшей... среди всех микрокомпьютеров», а короткий левый ⇧ Shift — «мелочью по сравнению с ошибками, которые допускали другие производители компьютеров»[11].

Защищая выбранную раскладку, Дон Эстридж в 1983 году заявил, что «положение этих клавиш не так уж и плохо» и что «какое бы место ни было выбрано для этих клавиш, кому-то оно не понравится». «Если мы захотим их изменить, будет только хуже»[12].

С появлением Model M, один из обозревателей PC Magazine сетовал, что раскладка клавиатуры снова изменилась, но «в то же время не покидало ощущение, что этот дизайн останется надолго. У меня такое смутное чувство, будто IBM говорит мне: „Тебе стоит полюбить ее, потому что это клавиатура будущего“».

Пользователи VIM, emacs и некоторых приложений для UNIX-подобных систем критикуют компанию IBM за размещение клавиш Ctrl, ⇪ Caps Lock и Esc на тех местах, на которых они разместили их в клавиатуре Model M, т.к. левому мизинцу при работе с сочетаниями клавиш приходится чаще покидать домашний ряд, отчего создаётся излишняя нагрузка на слабый палец[13][14].

Примечания[править | править код]

  1. Bradley, David J.. The Creation of the IBM PC, BYTE (September 1990), С. 414-420. Дата обращения 2 апреля 2016.
  2. 1 2 А.В. Фролов, Г.В. Фролов,. Часть 1 // Аппаратное обеспечение персонального компьютера. — 1997.
  3. IBM. IBM Enhanced Keyboard for the Personal Computer Announcement Letter. 1986-04-18 ([1]).
  4. Fisher, Lawrence M.. Microsoft Is Bringing Out Its First Computer Keyboard, The New York Times (6 September 1994).
  5. International Business Machines Corporation (1983): IBM Personal Computer XT Technical Reference Manual, pages D-12 to D-13.
  6. International Business Machines Corporation (1983): IBM Personal Computer XT Technical Reference Manual, pages D-14 to D-15.
  7. IBM's New Personal Computer: Taking the Measure / Part One, PC Magazine (February–March 1982), С. 42. Дата обращения 20 октября 2013.
  8. Edlin, Jim. The PC's Keys, PC Magazine (November 1982), С. 175. Дата обращения 21 октября 2013.
  9. Pournelle, Jerry. NCC Reflections, BYTE (November 1984), С. 361. Дата обращения 23 октября 2013.
  10. Pournelle, Jerry. Zenith Z-100, Epson QX-10, Software Licensing, and the Software Piracy Problem, BYTE (June 1983), С. 411. Дата обращения 20 октября 2013.
  11. Williams, Gregg. A Closer Look at the IBM Personal Computer, BYTE (January 1982), С. 36. Дата обращения 19 октября 2013.
  12. Curran, Lawrence J., Shuford, Richard S.. IBM's Estridge, BYTE (November 1983), С. 88–97. Дата обращения 19 марта 2016.
  13. Xah Lee. History of Emacs & vi Keys (Keyboard Influence on Keybinding Design).
  14. Xah Lee. How To Avoid The Emacs Pinky Problem. Дата обращения 8 ноября 2009.

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]