Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное Государственное Общеобразовательное

Учреждение Высшего Профессионального Образования

Ставропольский Государственный Аграрный Университет

РЕФЕРАТ

по дисциплине: информатика

на тему:

"Компьютерная мышь: от идеи до современной реализации"

Выполнила

Студентка 1 курса 4 группы

Учетно-финансового факультета

Специальности: "Бухгалтерский учет, анализ и аудит"

Петрова М.В

Введение

Компьютерная мышь - устройство управления курсором, имеющее вид небольшой коробки. Перемещения мыши по горизонтальной поверхности преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея.

Она служит для ввода данных или одиночных команд, выбираемых из меню или текстограмм графических оболочек, выведенных на экран монитора.

Мышь представляет собой небольшую коробочку с двумя или тремя клавишами и утопленным, свободно вращающимся в любом направлении шариком на нижней поверхности. Она подключается к компьютеру при помощи специального шнура и требует специальной программной поддержки.

Мышь является наиболее распространенным устройством ввода графической информации в ПЭВМ. При перемещении мыши и/или нажатии/отпускании кнопок мышь передает информацию в компьютер о своих параметрах (величине перемещения и статусе кнопок). Существует много различных типов устройства типа мышь, отличающихся как по принципу работы, так и по способу общения (протоколу) с ПЭВМ. Для достижения некоторой унификации каждая мышь поставляется обычно вместе со своим драйвером - специальной программой, понимающей данный конкретный тип мыши и предоставляющей некоторый (почти универсальный) интерфейс прикладным программам. При этом вся работа с мышью происходит через драйвер, который отслеживает перемещения мыши, нажатие и отпускание кнопок мыши и обеспечивает работу с курсором мыши - специальным маркером на экране (обычно в виде стрелки), дублирующим все передвижения мыши и позволяющим пользователю указывать мышью на те или иные объекты на экране.

Для работы с мышью необходима плоская поверхность, с этой целью используют резиновые коврики (Mouse Pad).

Так как с помощью мыши нельзя вводить в компьютер серии команд, поэтому мышь и клавиатура - не взаимозаменяемые устройства. Назначение графических оболочек - в обеспечении инициализации множества команд без длительного набора их с клавиатуры. Это снижает вероятность опечаток и экономит время. На объекте в виде текстограммы выбирается пункт меню или символ и щелчком кнопки мыши инициализируется. Конечно, при наборе или осуществлении некоторых функций применение мыши может быть нерациональным, если, например, эти функции выполняются нажатием функциональных клавиш.

В настоящее время также существует оптическая мышь, где сигнал передается с помощью луча мыши на специальный коврик и анализируется электроникой. Пока менее распространена бесхвостая (бескабельная) инфракрасная мышь (принцип ее действия похож на действие пультов дистанционного управления) и радиомышь.

История развития компьютерной мыши

Сегодня сложно представить себе работу с персональным компьютером без привычного каждому из нас устройства - мышки. Даже удобный трекбол на дорогом ноутбуке не способен заменить легкую в управлении, быструю и маневренную мышку. Поэтому изобретение мышки стало важным этапом в развитии компьютерных технологий.

Принципы работы современной компьютерной мыши были сформулированы и впервые реализованы в 1940-ых годах прошлого века - устройство управления, использующее шар для боулинга в качестве элемента для определения координат объекта в режиме реального времени. Однако ученые не проявили интереса к подобным изобретениям, и разработка данной идеи была отложена еще на 20 лет.

Появление первой реальной компьютерной мыши произошло лишь в 1962-ом году. Идея о создании мыши возникла у ученого Дугласа Энгельбарта еще в конце 50-х г.г. прошлого века, который, работая в то время в лаборатории NASA в области проектирования радарных установок, счел неэффективными действующие методы работы. Например, Энгельбарт счел необходимой прямую подачу команды с ЭВМ - для этого были необходимы монитор и устройство ввода информации.

И только спустя 14 лет такое устройство ввода данных действительно появилось - это была деревянная мышь, громоздкая и не слишком удобная, однако отвечающая всем техническим требованиям своего времени. Её создателем стал Билл Инглиш, а Джефф Рулифсон написал программное обеспечение, необходимое для демонстрации технических возможностей мыши.

Ученые NASA не оценили данное изобретение по достоинству, так как для его работы требовалось гравитационное поле, а, следовательно, применить подобное устройство в космосе было невозможно. И всё же развитие мышки на этом не остановилось, и очень скоро, в 1968-ом году, инженеры узнали о мыши Энгельбарта, имеющей три кнопки. Изначально ученый планировал разместить на устройстве пять кнопок, но в этом случае корпус мыши оказался бы еще более громоздким.

Функциональность мышки обеспечивалась двумя дисками, встроенными взаимно перпендикулярно - их перемещение в четырех направлениях полностью соответствовало изменению координат объекта в двумерной системе координат. Позже, в начале 70-х годов, компания Xerox представила более компактный вариант компьютерной мышки, в котором диски были заменены шаром и роликами. При этом теперь мышь официально стала атрибутом персонального компьютера.

История мыши продолжилась и в последующие десятилетия. Так, модернизация, регулярно осуществляемая специалистами компании Apple, всё больше приближала мышь к ее современному виду, а к середине 80-х годов лидером в производстве компьютерный мышей стал швейцарский бренд Logitech.

Оптико-механическая мышь

Оптико-механические работают благодаря специальному шарику, находящемуся в нижней части корпуса мыши. Принцип его работы достаточно прост. Когда мы начинаем двигать мышь по коврику, то шарик поворачивает пару роликов мыши, которые отвечают за горизонтальное и вертикальное перемещение курсора мыши. Эти ролики передают сигнал о перемещении на специальные датчики, которые и формируют движение курсора, повторяющего ваши движения мышью. Такие мыши могут работать и без коврика, но как показывает практика они быстро загрязняются.

Пожалуй, основной частью оптико-механической мыши является шарик. Все это, разумеется, спорно, но шарик - штука важная. Бытует ошибочное мнение, что он резиновый - это не так, он металлический и сверху покрыт не особо толстым слоем резины. Шарик устанавливается в отведенное ему место, где физически хорошо контактирует с тремя валиками. При перемещении мыши шарик цепляется за поверхность стола, вследствие чего вращается, увлекая за собой валики. Ось вращения одного валика имеет направление "назад-вперед", другого - "влево-вправо". На осях установлены диски с прорезями, которые вращаются между двух "кубиков". На первом находится источник света (невидимый глазу частотный диапазон), на другом - фотоэлемент, который безукоризненно определяет, падает ли на него свет -это, конечно, зависит от положения диска с прорезями. Поскольку таких растровых дисков два, то порядок освещения фотоэлементов однозначно определяет направление движения мыши, а частота возникающих на выходах светодиодов импульсов - скорость. Импульсы при помощи контроллера преобразуются в совместимые с PC данные и передаются процессору. Оптическая мышь устроена и работает по схожим принципам.

Оптическая мышь

«Вид» знакомых нам нынче массовых оптических мышек, базирующихся на общих принципах работы, был «выведен» в исследовательских лабораториях всемирно известной корпорации Hewlett-Packard. Точнее, в ее подразделении Agilent Technologies, которое только сравнительно недавно полностью выделилось в структуре корпорации НР в отдельную компанию. На сегодняшний день Agilent Technologies, Inc. -- монополист на рынке оптических сенсоров для мышей, никакие другие компании такие сенсоры не разрабатывают, кто бы и что не говорил вам об эксклюзивных технологиях IntelliEye или MX Optical Engine . Впрочем, предприимчивые китайцы уже научились «клонировать» сенсоры Agilent Technologies, поэтому, покупая недорогую оптическую мышь, вы вполне можете стать владельцем «левого» сенсора.

Оптические мыши отличаются от оптико-механических наличием сканирующего датчика, внизу корпуса. Благодаря ему мышь сканирует поверхность, на которой она "лежит" и при изменении изображения этой поверхности мышь определяет скорость и направление этого изменения , и передает новые данные о состоянии курсора. Еще одно отличие от оптико-механических заключается в том, что она не может работать на некоторых поверхностях. К ним обычно покупают специальные коврики. Почему специальные, ведь они могут работать на тех же ковриках, что и оптико- механические, - спросите вы? Да потому, что на некоторых поверхностях движения мыши могут быть быстрее и датчик не успевает передавать сигнал. Вследствие чего вы увидите бурное движение курсора по экрану монитора.

Отличие в том, что в ее конструкции нет ни шарика, ни валиков. Основная часть такой мыши - источник света и группа фотоэлементов. Свет излучается в сторону поверхности, на которой лежит мышь. Отражается он от этой поверхности, разумеется, по-разному - она же не однородна по своим оптическим свойствам! На любой, даже одноцветной поверхности есть - возможно, невидимые глазу - небольшие цветовые градации, трещины, вздутия и т.п. Чувствительнейшие фотоэлементы улавливают отраженный свет и сохраняют изображение в памяти мыши. За­тем поверхность опять "фотографируется" - так несколько тысяч раз в секунду! Процессор мыши выполняет весьма интеллектуальную работу - сравнивает два изображения и делает вывод: куда оно сместилось. Грубо это можно представить так: была фотография с двумя черными и двумя серыми квадратами соответственно вверху и внизу. Следующее изображение - фото с зеленым кругом наверху и двумя черными квадратами внизу. Очевидно, изображение сдвинулось вниз, что свидетельствует о том, что мышь передвигается вверх, точнее вперед. На заре этой технологии оптическим мышам требовались специальные коврики, представляющие собой мелкую сетку в контрастных цветах. Современные модели прекрасно работают почти на любой поверхности, за исключением, разве что, идеально отполированных зеркал.

Преимущества оптических мышей очевидны даже для тех, кто еще не пробовал их в деле. Оптический сенсор - это, конечно же, более совершенное устройство, чем конструкция из шарика, валиков, шестеренок и фотоэлементов. Оптическим мышам не нужна регулярная чистка, и их точность не снижается со временем.

Элементы управления

Колёса и потенциометры -- диски, выступающие из корпуса, доступные для вращения. Потенциометры, в отличие от колёс, имеют крайние положения. Наличие одного колеса между кнопками (или «скролла»; для вертикальной прокрутки) на сегодняшний день является стандартом де-факто. Такое колесо может отсутствовать у концептуальных моделей, имеющих для прокрутки иные конструктивы. Также колёса и потенциометры могут быть использованы для регулировки, например, громкости.

Джойстик (Joystick), или рычажный манипулятор, является аналоговым координатным устройством ввода информации. Впрочем, первые модели джойстиков были, можно сказать, «цифровыми». Дело в том, что они были основаны на нескольких микропереключателях. При перемещении рукоятки джойстика в зависимости от направления замыкался тот или иной переключатель. Практически любую современную модель джойстика технически можно представить как два реостатных датчика, для питания которых используется напряжение +5 В. Рукоятка джойстика связана с двумя переменными резисторами, изменяющими свое сопротивление при ее перемещении. Один резистор определяет перемещение по координате X, а другой -- по Y. В задачу адаптера джойстика входит преобразование изменения параметра сопротивления в соответствующий цифровой код. Разумеется, что дизайн джойстиков практически не влияет на их внутреннее устройство.

По разнообразию внешнего дизайна джойстики, пожалуй, самые многоликие устройства в ПК. В зависимости от класса игр, на которые они ориентированы, джойстики могут иметь вид ручки управления, штурвала самолета, руля автомобиля (плюс набора педалей к нему), плоской площадки с кнопками (Game Pad) и др.

Трекбол (Trackball) представляет собой «перевернутую» мышь, так как у него приводится в движение не корпус устройства, а только его шар увеличенного по сравнению с мышью размера, что позволяет существенно повысить точность управления курсором. Первое устройство подобного типа было разработано компанией Logitech. Миниатюрные трекболы получили сначала широкое распространение в портативных ПК. Встроенные трекболы могут располагаться в самых различных местах корпуса ноутбука, внешние крепятся специальным зажимом, а к интерфейсу подключаются кабелем. Большого распространения в ноутбуках трекболы не получили из-за своего недостатка -- постепенного загрязнения поверхности шара и направляющих роликов, которые бывает трудно очистить и, следовательно, вернуть трекболу былую точность. Впоследствии их заменили.

Сенсорные полоски и панели -- элементы, определяющие перемещение пальца по поверхности точно так же, как тачпад. Полоски определяют движение в одном измерении (как колёса), панели -- в двух (как трекболы). Сенсорные полоски и панели выполняют те же функции что колеса с трекболами, но не имеют движущихся частей.

Гибридные элементы управления объединяют в себе несколько принципов. Колёса, джойстики и трекболы могут включать в себя кнопку, срабатывающую при прямом нажатии на элемент управления. Так, стандартное колесо прокрутки одновременно является средней кнопкой мыши. Колесо может иметь элементы джойстика -- свободу наклона по оси вращения. Таково качающееся колесо прокрутки (наклон колеса служит для горизонтальной прокрутки), оно одновременно является колесом, джойстиком и кнопкой.

Разновидности подключения

Сигнальный провод мыши иногда рассматривается как мешающий и ограничивающий фактор. Этого фактора лишены беспроводные мыши. Однако беспроводные мыши имеют серьёзную проблему -- вместе с сигнальным кабелем они теряют стационарное питание и вынуждены иметь автономное, от аккумуляторов или батарей, которые требуют подзарядки или замены, а также увеличивают вес устройства.

Аккумуляторы беспроводной мыши могут подзаряжаться как вне мыши, так и внутри неё (точно так же, как аккумуляторы в мобильных телефонах). В последнем случае, мышь должна периодически подсоединяться к стационарному питанию через кабель, док-станцию или площадку для индукционного питания.

Первыми попытками было внедрение инфракрасной связи между мышью и специальным приёмным устройством, которое, в свою очередь, подключалось к порту компьютера.

Оптическая связь на практике проявила крупный недостаток: любое препятствие между мышью и датчиком мешало работе.

Радиосвязь между мышью и приёмным устройством, подключённым к компьютеру, позволила избавиться от недостатков инфракрасной связи и вытеснила ее.

Можно выделить три поколения беспроводных мышей.

Первое поколение использовало частотные диапазоны предназначенные для радиоуправляемых игрушек (27 МГц). Они имели низкую частоту опроса (типично 20-50 Гц), неустойчивую связь, взаимное влияние при близком расположении. Такие мышки имели курьезную проблему: поскольку радиус действия этих мышей составлял несколько метров, а организации, как правило, закупали однотипную технику партиями, бывали случаи, когда курсором на экране компьютера управляла мышь, расположенная даже на соседнем этаже. Такие мыши, как правило, имеют переключатель, позволяющий выбрать один из двух радиочастотных каналов, в большинстве случаев переход на другой канал снимал проблемы. В настоящее время мышки первого поколения уже не производятся.

Второе поколение радиомышей использовало свободный частотный диапазон 2,45 ГГц и строилось на базе высокоинтегрированных скоростных радиоканалов. В таких решениях удалось полностью избавиться от детских болезней первого поколения. Основным недостатком считается необходимость в специальном USB донгле, в котором находится приемник мышки. Такой донгл занимает USB слот на компьютере. Потеря донгла делает мышку мертвым железом из-за несовместимости методов радиосвязи разных производителей. Мышки второго поколения наиболее массовые в настоящее время.

Третье поколение радиомышек использует стандартные радиоинтерфейсы. Как правило это Bluetooth или (гораздо реже) другие стандартные радиоинтерфейсы персональных сетей. Мышки с Bluetooth не нуждаются в специальном донгле так как современные компьютеры оснащаются этим интерфейсом. Другое достоинство Bluetooth мышек -- не требуется специальных драйверов. Недостаток Bluetooth -- высокая цена и большее энергопотребление.

Индукционные мыши чаще всего имеют индукционное питание от специальной рабочей площадки («коврика») или графического планшета. Но такие мыши являются беспроводными лишь отчасти -- планшет или площадка всё равно подключаются кабелем. Таким образом, кабель не мешает двигать мышью, но и не позволяет работать на расстоянии от компьютера, как с обычной беспроводной мышью.

Достоинства и недостатки

компьютерный мышь управление оптический

Мышь стала основным координатным устройством ввода из-за следующих особенностей:

· Очень низкая цена (по сравнению с остальными устройствами наподобие сенсорных экранов);

· Мышь пригодна для длительной работы. В первые годы мультимедиа кинорежиссёры любили показывать компьютеры «будущего» с сенсорным интерфейсом, но на поверку такой способ ввода довольно утомителен, так как руки приходится держать на весу;

· Высокая точность позиционирования курсора. Мышью (за исключением некоторых «неудачных» моделей) легко попасть в нужный пиксель экрана;

· Мышь позволяет множество разных манипуляций -- двойные и тройные щелчки, перетаскивания, жесты, нажатие одной кнопки во время перетаскивания другой и т. д. Поэтому в одной руке можно сконцентрировать большое количество органов управления -- многокнопочные мыши позволяют управлять, например, браузером вообще без привлечения клавиатуры.

Недостатками мыши являются:

· Опасность синдрома запястного канала (не подтверждается клиническими исследованиями);

· Для работы требуется ровная гладкая поверхность достаточных размеров (за исключением разве что гироскопических мышей);

· Неустойчивость к вибрациям. По этой причине мышь практически не применяется в военных устройствах. Трекбол требует меньше места для работы и не требует перемещать руку, не может потеряться, имеет большую стойкость к внешним воздействиям, более надёжен.

Прогресс не стоит на месте

С 1962-го года не только внешний облик мышки, но также и ее функционал претерпели существенные изменения. Дополнительные кнопки по бокам, колесо прокрутки для работы с операционной системой Windows и другие опции делают работу с мышью еще более удобной и комфортной. С 1999-го года наиболее популярными стали оптические мыши, принцип работы которых основан на сканировании изображения поверхности, на которой располагается мышь, в различные моменты времени и непрерывном сопоставлении получаемых результатов.

Компьютерная мышь сегодня - незаменимое устройство, значительно превосходящее известные сегодня аналоги по всем характеристикам. Однако совершенство не знает границ, а потому и инженеры и дизайнеры во всем мире по-прежнему работают над модернизацией мыши, делая новые образцы еще более эргономичными и удобными.

Список используемой литературы и других источников

1. Информатика и компьютеры, М.: Аст, 1998. - 269 с.

2. Ахметов К. С., Борзенко А.Е. Современный персональный компьютер. - М.: ТОО фирма «Компьютер-Пресс», 2003. - 317 с.

3. http://www.marcoins.ru/mysh.htm

4. http://ru.wikipedia.org

Размещено на Allbest.ru