Анализ клавиатур разного типа

Тема: Анализ эффективности использования клавиатур различного типа

Введение

Трудно сказать, может ли существовать более важное и универсальное устройство ввода информации в компьютер, чем клавиатура. Вполне возможно, в скором будущем, когда человек будет общаться со своим компьютером посредством жестов, мимики, графических образов, видеоизображений и речи, клавиатуру потеснят другие средства ввода информации. Однако сегодня, когда текст и символы как носители ценной информации еще столь важны, клавиатура обязательно входит в конфигурацию поставляемых персональных компьютеров. Компьютер без клавиатуры – это неполноценный компьютер!

Клавиатура - это одна из основных частей компьютера. С её помощью вводят алфавитно-цифровые данные и управляют работой компьютера.

В настоящее время клавиатура является основным устройством ввода информации в интерактивных офисных компьютерных системах. Конструкция клавиатуры может оказывать существенное влияние на эффективность и результативность работы, а также на удовлетворенность пользователей. Эргономические принципы служат основой для установления требований к клавиатуре и рекомендаций по ее применению, поэтому тема моей работы актуальна [1.1].

Сегодня существуют различные варианты дизайна клавиатур. Также клавиатуры различаются по функциональности.

Цель: провести сравнительный анализ современных видов клавиатур.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить назначение клавиатуры

2. Изучить классификацию клавиатур

3. Рассмотреть принцип работы клавиатуры.

4. Изучить требования, предъявляемые к клавиатуре.

5. Проанализировать современные виды клавиатур

6. Провести сравнительный анализ основных параметров клавиатур.

Объект изучение: клавиатура.

Предмет изучения: типы клавиатур.

В ходе написания исследовательской работы использовались методы теоретического исследования (сбор информации) и эмпирического исследования (анализ, синтез).

Глава 1. Общие сведения о клавиатуре

1.1    Назначение клавиатуры

Клавиатура предназначена для ввода в компьютер информации от пользователя. Печать на клавиатуре - это пока что основной способ ввода алфавитно-цифровой информации от пользователя в компьютер. Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя. Содержащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает в компьютер соответствующее сообщение (прерывание), а программы компьютера (операционной системы) обрабатывают эти сообщения.

Условно можно выделить на клавиатуре четыре группы клавиш:

1) Алфавитно-цифровые и знаковые клавиши (пробел, цифры 0-9, латинские буквы A-Z, символа кириллицы А-Я, знаки пунктуации, служебные символы "+", "-", "/" и т. д.);

2) Функциональные клавиши: F1, F2, F3 .. F12;

3) Служебные клавиши: Enter, Esc, Tab, стрелки управления курсором Left, Up, Down и Right, PgUp, PgDn, Home, End и многие другие;

4) Правая (вспомогательная) клавиатура.

Функции некоторых клавиш в большинстве программ.

{Caps Lock} - обычно служит переключателем верхнего и нижнего регистров клавиатуры.

{Shift} - переводит клавиатуру в режим противоположный установленному клавишей Caps Lock.

{Alt}, {Ctrl} - самостоятельного значения не имеют, работают совместно с другими клавишами.

{Enter} - сигнал о завершении ввода. Выбор пункта меню. Нажатие кнопки ОК.

{Esc} - отмена последней введённой команды.

{Tab} - переход между зонами экрана или позициями табуляции.

{Home} - перевод курсора к началу строки.

{End} - перевод курсора к концу строки.

{PgUp} - перемещение на "страницу" вверх.

{PgDn} - перемещение на "страницу" вниз.

{Ins (Insert)} - переключение режима вставки и замещения при вводе информации в текстовых редакторах и редакторах без данных.

{Del (delete)} - удаление символа, под которым находится курсор.

{Backspace (<-)} - удаление символа слева от курсора.

{Print Screen} - печать текстового экрана (DOS). Пересылка графической копии экрана в буфер обмена (Windows).

{Print Screen} - формирует копию экрана на принтере.

{Scroll Lock} - плавное листание экрана.

{Pause} - временно приостанавливает работу выполняемой программы[2.1].

1.2    Классификация клавиатур

Существует множество видов устройств для ввода данных, в частности клавиатур, различающихся по ряду признаков.

• По типу соединения клавиатуры делятся на:

ü беспроводные клавиатуры присоединяются к компьютеру (процессору) помощью Bluetooth, инфракрасного соединения или радиочастотного соединения. Главным преимуществом таких устройств является, очевидно, отсутствие провода. Однако и главный недостаток вытекает именно отсюда: поскольку стационарное питание отсутствует, их требуется подзаряжать отдельно, через кабель USB или посредством аккумуляторов. Помимо того, клавиатуры с радиочастотным соединением могут работать со сбоями или сами создавать помехи в работе других устройств. Устройства, работающие через bluetooth, хоть и обладают большей мобильностью и широким радиусом действия, тоже могут работать неустойчиво.

ü проводные клавиатуры, как следует из самого названия, соединяются с компьютером посредством специального кабеля. Подключаться она может через специальный разъем, который называется PS/2 или через USB-разъем. Первые наиболее распространены на сегодняшний день.

• По расположению клавиш клавиатуры делятся на:

ü Эргономичные. На таких клавиатурах очень удобно работать, так как при их разработке учитывались эргономичные аспекты. Клавиатура обеспечивает правильное расположение кистей и запястий. Работая на таких клавиатурах, у вас некогда не появится кистевой туннельный синдром. Эргономичные клавиатуры помогают пользователю удерживать правильную осанку.

ü Компактные клавиатуры. На сегодняшний день размер эргономичных клавиатур постоянно растёт из-за постоянного пополнения специфичных клавиш. Поэтому всё популярнее становятся компактные плоские клавиатуры, на которых отсутствуют цифры, находящиеся с правой стороны. Некоторые компактные клавиатуры снабжены резиновой подушечкой, которой можно пользоваться вместо мыши. Очень удобно пользоваться такой клавиатурой в дороге или поездке.

• По функциональности клавиатуры бывают:

ü Интернет-клавиатура разработана для более комфортной работы в интернете.

ü Игровые и мультимедийные клавиатуры. Игровые клавиатуры разработаны для пользователей, которые увлекаются компьютерными играми. Мультимедийные клавиатуры способны проигрывать аудио файлы, с помощью дополнительных клавиш можно регулировать громкость.

ü Виртуальные клавиатуры - это специальные программы. Такие клавиатуры не возможно физически потрогать. Comfort Keys Pro одна из таких программ.

• По контактам клавиш:

ü  мембранные (мембранные контакты, возврат при помощи резинового колпачка)

ü  механические (золотые контакты, возврат клавиши при помощи пружины)

ü  полумеханические (мембранные контакты, возврат при помощи пружины)

ü  ножничная клавиатура

ü  резиновая/складывающаяся клавиатура

ü  лазерная/проекционная клавиатура[3.1].

1.3    Принципы работы

При нажатии той или иной клавиши в компьютер передается некоторое число - номер (код) нажатой клавиши. Этот код не зависит ни от языка, ни от алфавита, а только от конкретной нажатой клавиши.

Система содержит специальные таблицы, в которых указано, какой клавише какой ASCII-код соответствует, и отсылает нужный ASCII-код в программу, которая в данный момент ожидает ввод с клавиатуры, например, в текстовый редактор. Но нам бы хотелось как-то сказать системе, что нажатие клавиши, на которой нарисована буква «A», в одних случаях должно восприниматься как строчная «а», а в других - как прописная «А». Кроме того, нам бы хотелось с помощью этой же клавиатуры вводить еще и другие нужные символы, ведь глупо подключать к одному компьютеру несколько клавиатур только для того, чтобы ввести несколько дополнительных символов. Так называемые клавиши-модификаторы - Command, Control, Option (Alt), Shift, Caps Lock позволяют с помощью одной и той же клавиатуры задать несколько вариантов преобразования кода нажатой клавиши в ASCII-код введенного символа.

Для этого в системе для каждого скрипта хранятся несколько таблиц соответствия кода нажатой клавиши и ASCII-кода вводимого с ее помощью символа. Когда мы вместе с нажатием основных клавиш удерживаем еще и определенную комбинацию клавиш-модификаторов, система автоматически переключается на нужную таблицу.

Так как на клавиатурах компьютеров Macintosh имеется пять клавиш-модификаторов, то для каждого скрипта возможны 32 варианта их нажатий и, следовательно, 32 таблицы соответствия кодов клавиш и вводимых ASCII-кодов. Клавиатурная раскладка - это как раз и есть совокупность всех 32 таблиц соответствия кодов клавиш и вводимых с их помощью символов. Когда мы говорим: «Надо переключиться на русскую клавиатуру, это означает, что мы должны активизировать 32 «русские» таблицы кириллического скрипта.

Клавиатурная раскладка Unicode Hex Input служит для ввода Unicode-символов с помощью набора численных значений кодов. Для этого надо дополнительно удерживать клавишу Option, чтобы «предупредить» систему о том, что далее будет вводиться один Unicode-символ в шестнадцатеричном представлении, а не четыре отдельных алфавитно-цифровых знака. Клавиатурные раскладки связаны с общей системой письма, с некоторым «базовым» алфавитом, определяемым скриптом.

В рамках одного и того же скрипта может существовать несколько клавиатурных раскладок, каждая из которых учитывает специфику того или иного языка, то есть служит для ввода не только символов из общего базового алфавита, но и дополнительных символов, специфических для конкретного языка. Клавиатурная раскладка учитывает принятое для данного языка расположение клавиш на клавиатуре.

Например, для романского скрипта существуют американская, французская, немецкая, испанская и другие раскладки. Аналогично для кириллического скрипта созданы русская, украинская, белорусская раскладки. В «интернациональных» системах имеются средства, позволяющие легко переключаться между различными скриптами и клавиатурными раскладками, что даст возможность с помощью одной и той же клавиатуры вводить различные наборы символов в соответствии с национальными стандартами и особенностями.

Теперь несколько слов о шрифтах в контексте ввода текста с клавиатуры и отображения символов.

С помощью клавиатуры мы вводим коды ASCII или Unicode нужных нам символов, но при этом хотим, чтобы на экране или на бумаге появлялись изображения самих символов, а исчисленные значения их кодов. Более того, нам бы хотелось менять начертание символов в зависимости от стиля документа или нашего настроения, например.

Для этих целей используются шрифты. В каждом шрифте для большинства из 256 ASCII-кодов создано графическое представление - изображение конкретного символа, выдержанное в едином стиле конкретного шрифта.

Для Unicode-шрифтов количество символов может быть значительно больше, чем 256, хотя, наверное, пи один шрифт не содержит весь набор символов, входящих в полную Unicode-таблицу.

Существуют некоторые служебные символы, не предназначенные для отображения на экране или печати на бумаге. Для таких символов соответствующие изображения отсутствуют.

Можно создать шрифты, в которых вместо букв, цифр, знаков препинания будут находиться изображения полезных графических объектов: стрелочек, звездочек, пиктограмм или даже логотипов фирм.

Конкретная форма описания кривых, составляющих фрагменты графического представления символов шрифта, зависит от типа шрифта. В bit map-шрифтах указывается каждая точка изображения, а в PostScript, TrueType и OpenType шрифтах хранятся математические описания фрагментов кривых, из которых составлены графические образы символов [2.2].

Рассмотрим отличительные особенности принципов работы различных видов клавиатур.

 

1.  «механическая» клавиатура.

Принцип действия механических клавиатур схож с работой обычной электрической кнопки. Под каждой клавишей такой клавиатуры находится полноценный механический переключатель. Механическая клавиша срабатывает уже на середине нажатия, т.е. это означает, что сигнал в компьютер уходит еще до того, как вы прожали ее «до упора».(Рисунок 1)

Рисунок 1. Принцип работы механической клавиатуры

2. «мембранная» клавиатура.

Принцип действия схож с механическим типом, но позволяет снизить рабочую площадь поверхности клавиатуры. У мембранной клавиатуры присутствует трехслойная резиновая или силиконовая прокладка, уложенная поверх электронных контактов. По всей поверхности прокладки выступающие «колпачки», на которые крепятся кнопки с пластиковым стержнем, такая технология позволяет полностью герметизировать клавиатуру. Клавиши срабатывают тогда, когда стержень продавливает мембрану до контактов, т.е. необходимо полное нажатие. (Рисунок 2)

Рисунок 2. Принцип работы мембранной клавиатуры

3. «ножничная» клавиатура.

По своей сути клавиатуры подобного типа – это гибрид обычной механической клавиатуры с мембранной, обладающая отличной тактильной отдачей, что позволяющая повысить скорость набора текста. С одной стороны кнопки снабжены специальным приспособлением, напоминающим классический тип с небольшим отличием. Вместо упругой мембраны, контакт наносится на специальный шток (стержень). Перемещение клавиш осуществляется нехитрым механизмом — скрещенные пластины, соединённые между собой посередине подвижной петлей. (Рисунок 3)

 

Рисунок 3. Принцип работы ножничной клавиатуры

4. «резиновая/складывающаяся» клавиатура.

Такие клавиатуры обладают зачастую полной или частичной герметичностью, а значит и водонепроницаемостью. Принцип их работы похож на мембранную, хотя в плане чувствительности они себя показали хуже. Главным их отличием является материал, благодаря которому габариты клавиатуру можно уменьшить, просто свернув её в рулон. (Рисунок 4)

Рисунок 4. Резиновая клавиатура

5. «лазерная/проекционная» клавиатура.

Лазерная клавиатура представляет собой куб, внутри которого находится проектор, который проектирует клавиатуру на плоскую поверхность и датчик, который считывает положение пальцев. Такое исполнения позволяет уверенно заявить, что такая клавиатура является самой портативной, мобильной и компактной из-за её размеров. После получения информации с датчика, информация может поступить в пк не только по проводу, но и по беспроводному соединению [2.3] (Рисунок 5).

Рисунок 5. Лазерная клавиатура

Глава 2. Анализ эффективности использования

различных типов клавиатур

2.1 Требования к клавиатуре

Конструкция клавиатуры может влиять на эффективность, результативность работы и удовлетворенность пользователя. Элементы конструкции взаимосвязаны, и оптимизация одной функции клавиатуры может ухудшить другую ее функцию. Чтобы достигнуть необходимого баланса требований, может потребоваться принятие компромиссных решений.

Характеристики клавиатуры, которые влияют на эффективность работы, включают в себя: раскладки буквенных и числовых клавиш, лингвистические различия (национальные варианты), физические характеристики отдельных клавиш и общую конфигурацию корпуса клавиатуры.

Цель эргономично разработанной системы состоит в удовлетворении потребностей пользователей при выполнении поставленных задач. Для достижения этой цели могут быть использованы различные методы. Например, можно выбрать адекватные инструментальные средства, которые были разработаны для универсального использования, применить изготовленное по заказу оборудование для специфической задачи и для специфических пользователей или обеспечить адекватную настройку для компонентов инструментальных средств и узлов рабочей станции. Кроме того, адекватное обучение пользователя может существенно способствовать достижению всех эргономических целей (эффективность и результативность работы и удовлетворенность пользователя) [1.1].

Определенные характеристики клавиатуры могут влиять на осанку, принимаемую оператором, работающим с видеотерминалом. Например, излишняя высота клавиатуры, объединенная с излишней высотой и толщиной подставки под клавиатуру, может привести к тому, что пользователь будет находиться в неудобной позе.

Эффективность, результативность работы и удовлетворенность пользователя зависят как от выбора конструкции клавиатуры, соответствующей задаче пользователя, так и других дополнительных устройств ввода данных. Например, наличие отдельной числовой клавишной группы может способствовать более производительному решению задачи ввода данных.

При выборе критериев проектирования для клавиатуры, предназначенной для выполнения определенных производственных заданий, соответствующий анализ может быть основан на критериях функциональности, которую обеспечивают как, так и другие устройства ввода данных. В результате такого анализа может быть предложен, например, вариант с минимально возможным размером корпуса клавиатуры, установленным количеством клавиш и адекватным их расположением [1.1].

В современном мире существуют много разных видов клавиатур, как новых, так и старых. Все они различаются во внешнем виде, удобствах, функционалу и иным параметрам. Однако не каждая из клавиатур способна угодить пользователю, ведь у каждой из клавиатур есть как свои плюсы, так и свои минусы.

С целью получения информации от пользователя о его требованиях к клавиатуре было произведен непосредственный опрос студентов колледжа в устной форме.

Рассмотрим основные параметры, которыми должна обладать клавиатура, чтобы угодить пользователю.

1-    Цена. Увы, не каждый пользователь обладает большими суммами денег, от чего не каждая клавиатура может войти в его бюджет.

2-    Фактор строения. Сюда входят такие параметры как скорость, размер, тактильный отклик и подобное.

3-    Удобства в эксплуатации. Этот параметр зависит от степени удобства использования клавиатуры, обслуживания подключения, наличие тактильного отклика, скорости и т.д.

4-    Дополнительные возможности. Сюда входит тот параметр чем отличается эта клавиатура от других.

2.2 Анализ современных типов клавиатур

1.  «механическая» клавиатура.

Цена - механическая клавиатура, увы, обладает не маленькой ценой и её не каждый может себе позволить.

Фактор строения - сигнал от клавиатуры до ПК доходит ещё до полного нажатия клавиши. Размер её довольно велик, ведь для каждой клавиши предназначен индивидуальный переключатель, который при каждом нажатии издаёт громкий, характерный щелчок, что является помимо этого и тактильным откликом, ускоряющем работу пользователя. Данная клавиатура даже спустя множество лет сохраняет свои первоначальные свойства.

Удобства в эксплуатации - она быстрая, тактильно приятная и долговременная, однако она крайне склонна к загрязнению пылью в крайне труднодоступных местах.

2. «мембранная» клавиатура.

Цена-цена этой клавиатуры маленькая и её может почти каждый себе позволить.

Фактор строения - чувствительность у данной клавиатуры не велика, тем более уменьшается со временем, что говорит о не долгом времени её работы. Зато она малошумная и герметичная, что говорит о том, что её без труда можно прочистить от пыли. Помимо того её рабочий механизм позволяет уменьшить габариты устройства.

Удобства в эксплуатации - тактильного отклика нет, что уменьшает скорость работы с клавиатурой, помимо того малая чувствительность, эти факторы говорят о том, что быстро текст на данной клавиатуре набрать не просто, зато обслужить её легко, несмотря на недолгое время её работы.

3. «ножничная» клавиатура.

Цена - довольно невелика и её могут себе позволить почти все.

Фактор строения - размер клавиатуры не маленький, ведь для каждой клавиши предназначается отдельный тихий мини механизм, обладающий большим запасом прочности и хорошей тактильной отдачей. Однако, такая клавиатура крайне чувствительна к попаданию воды и как у механической склонна к попаданию пыли в труднодоступные места.

Удобства в эксплуатации - скорость набора текста на такой клавиатуре велик, однако она так же склонна к попаданию пыли и воды в трудно допустимые места, зато она по долговечности не уступает механической.

4. «резиновая/складывающаяся» клавиатура.

Цена-цена такого устройства велика и её себе позволить может не каждый.

Фактор строения- Принцип их работы похож на мембранную, от чего тактильной отдачи нет, как и звука, зато они водонепроницаемые и герметичные, что говорит о возможности лёгкой отчистки от пыли.

Удобства в эксплуатации - из-за схожести клавиатуры на мембранную скорость набора текста на ней не велика, зато в обслуживании легка. Не смотря на это время работы такой клавиатуры очень невелико.

Дополнительные возможности - складывающаяся клавиатура сделана из резины, что позволяет при желании свернуть её в рулон, из-за чего клавиатура будет занимать меньше места.

5. «лазерная/проекционная» клавиатура.

Цена-цена такой клавиатуры очень велика от чего не каждый сможет её себе позволить.

Фактор строения - это куб, внутри которого находится лазер и датчик, из за чего такая клавиатура очень мобильная, а вывод текста можно произвести как по проводу, так и без него.

Удобства в эксплуатации - для такой клавиатуры крайне требовательна ровная поверхность и слабое освещение, что ухудшает скорость работы, тем более нету тактильной отдачи.

Дополнительные возможности-габариты такой клавиатуры очень малы, что является очень удобным для разного рода походов и тп.

2.3 Сравнительный анализ основных параметров современных клавиатур

На основе проведенного анализа построим сравнительную таблицу (Таблица 1).

Таблица 1. Сравнительная таблица

Тип клавиатуры	цена	Фактор строения	Удобства эксплуатации	Дополнительные возможности
«механическая» клавиатура.	2000-8000	Быстрая, удобная, Громкая, склонна к загрязнению, долговечна, большая.	Быстрая, но сложна в обслуживании.
«мембранная» клавиатура.	500-5000	Средняя скорость, легка к устранению пыли, но не долговечна, небольшая.	Средняя по скорости, но лёгкая в обслуживании.
«ножничная» клавиатура.	1000-4000	Удобная, быстрая, склонна к загрязнению, долговечна, большая.	Быстрая, но не проста в обслуживании.
«резиновая/складывающаяся» клавиатура.	2000-5000	Медленная, герметичная, легка в устранении пыли, не долговечна.	Медленная, легка в устранении пыли.	Возможность изменяемых габаритов клавиатуры.
«лазерная/проекционная» клавиатура.	5000-15000	Маленькая, медленная, долговечная.	Медленная, крайне требовательна к условиям, возможность обмена информацией по проводу или без.	Мобильная и очень маленьких размеров.

 

Исходя из этой таблицы, можно сделать вывод, что каждая клавиатура подходит под своего пользователя в определённых условиях. Однако наша цель выявить ту клавиатуру, которая по своим параметрам подойдёт среднестатистическому пользователю, потому выделим их. Это:

1-невысокая цена, до 1500 руб.

2-долговечная.

3-быстрая и обладающая хорошей тактильной отдачей.

Исходя из проведённого отбора, можно сделать вывод, что «ножничная» клавиатура лучше всего подходит для нашей цели, ведь она долговечная, быстрая и обладает небольшой ценой.

 

Заключение

В проведённой исследовательской работе мы рассмотрели назначения клавиатур, принцип их работы, их классификацию, рассмотрели современные виды клавиатур. Также был проведен сравнительный анализ наиболее распространенных видов,  сравнительные характеристики оформлены в виде таблицы.

Для выявления критериев для сравнительного анализа был проведен устный опрос студентов колледжа и взяты наиболее распространенные критерии для пользователя

После чего выявили исходя из проведенного анализа, какая клавиатура, лучше всего подойдёт для среднестатистического пользователя. Ею оказалась «ножничная» клавиатура, так как исходя из полученной информации, мы знаем, что она быстрая, ничем не уступающая по долговечности механической, и обладает небольшой ценой от 1000-4000 тыс. рублей. Эти параметры лучше всего подойдут под поставленную цель.

Таким образом, цель достигнута, поставленные задачи решены.

 

Список источников информации

1. Нормативно-правовые акты

1.1 ГОСТ Р ИСО 9241-4-2009 Эргономические требования к проведению офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов (VDT). Часть 4. Требования к клавиатуре, ГОСТ Р от 07 декабря 2009 года №ИСО 9241-4-2009

Литература

2.1 Елесина, С.И. ЭВМ и периферийные устройства. Устройства ввода-вывода информации : учебник / С.И. Елесина, Е.Р. Муратов, М.Б. Никифоров. — М. : КУРС, 2018. — 208 с. - ISBN 978-5-906923-55-4. - Текст : электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/1017280 (дата обращения: 14.02.2020)

2.2 Медведовский И. Клавиатуры. // КОМПЬЮТЕРРА. – 2015. - №1.

2.3 Семьянов П. Выбираем клавиатуру. / Работа с компьютером. – М.: Олма-пресс, 2016 – 124 с.

 

3. Интернет-ресурсы

3.1 Электронная энциклопедия «Компьютер». Клавиатура: сайт [Электронный ресурс] http://encicl.narod.ru/klav.htm (дата обращения: 03.02.2020)

 

Скачано с www.znanio.ru