Компьютерная мышь

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 18:28, 7 октября 2017.
Компьютерная мышь

Компьютерная мышь (англ. Computer mouse) - это компьютерный манипулятор, указательное устройство для ввода информации, получившее распространение с появлением операционных систем с графическим интерфейсом.
В настоящее время слово «MOUSE» стали воспринимать как аббревиатуру с расшифровкой «Manually Operated User Signal Encoder» (управляемый вручную кодировщик сигналов пользователя).[Источник 1]

Общие сведения

Все модели манипуляторов «мышь» имеют от одной до трех (или более) кнопок и дополнительный элемент управления (колесо прокрутки), действия которых связаны с текущим положением курсора. Кнопки служат для выполнения основных манипуляций: выбора объекта (нажатиями), активного перемещения.[1]
Единственным параметром мыши является разрешающая способность, то есть на какое количество точек сместится указатель мыши на экране монитора при ее перемещении по поверхности стола на 1 дюйм. Обычно разрешающая способность мыши составляет 600 dpi (точек на дюйм).[Источник 2] Принцип действия мыши основан на фиксации и передаче в компьютер изменения её положения при перемещении на плоской поверхности. Периодически отслеживая перемещения мыши, специальная программа производит в пределах экрана монитора изменение координат курсора, соответствующее направлению и расстоянию этого перемещения.
Типовая мышь изготавливается в пластмассовом корпусе, удобном по форме и размерам для размещения в ладони. Для определения положения мыши используются механический и оптический способы построения датчиков движения.

История создания

Первая компьютерная мышь

В 1964 году команде доктора Дугласа Карла Энгельбарта было доверено создание ARPANet Network Information Center , побочным продуктом которого стал манипулятор, названный компьютерной мышью (или на языке научного доклада, «индикатор позиций X и Y»).[2] Первый действующий прототип уникального изобретения представил Билл Инглиш (Bill English). Прибор представлял собой толстостенный деревянный коробок с большими металлическими колесами, плохо видимой человеческим глазом красной кнопкой и «хвостом» под запястьем пользователя. В дальнейшем Стив Джобс, исполнительный директор компании Apple, заказал разработку упрощенной и более дешевой модификации мыши, планируя использовать манипулятор в персональных компьютерах Lisa.[Источник 3] Мышь стала разборной, а из трех кнопок оставили только одну. В 1981 году в Швейцарии появилась компания Logitech, которая стала продавать мыши под собственной маркой.

Принципы работы различных типов мышей

Механическая мышь

Устройство механической мыши

Это устройства на основе шарика и нескольких датчиков его перемещения (шаровой привод координатных датчиков). При движении мыши по горизонтальной поверхности происходит качение тяжелого металлического шарика с резиновым покрытием, который, свободно вращаясь в любом направлении, с помощью прижимного устройства касается координатных валиков внутри мыши, вращая их. Валики расположены перпендикулярно друг другу, перемещаясь по своей оси вместе с диском, имеющим отверстия или лучевидные прорези.
Считывание информации с каждого диска осуществляется инфракрасными оптическими датчиками, которые состоят из светодиода и двух фотодиодов. При движении шарика диск вращается, преграждая и пропуская своими отверстиями световой поток, поэтому первый фотодиод периодически фиксирует сигнал с частотой, соответствующей скорости перемещения мыши; второй фотодиод, смещенный относительно первого, служит для определения направления вращения диска.
Данные сигналы, полученные от преобразования механического движения в серию электрических импульсов, предварительно обрабатываются в микросхемах платы и поступают в компьютер по стыку COM, PS/2 или USB. Беспроводные мыши передают информацию по радиоволнам на специальный приемник, который подключен к разъему компьютера.
Такие мыши вполне подходят для большинства домашних и офисных задач. Основным их недостатком можно назвать засорение и износ механических элементов (шарика, валиков), что приводит к прекращению движения курсора. Впрочем, при должном уходе такая мышь может прослужить несколько лет, для этого лишь надо периодически ее чистить и использовать специальный коврик. Однако в настоящее время механические мыши не находят применения и полностью заменены на оптические.[Источник 4]

Оптическая мышь

Принцип работы оптической мыши

В оптических мышах применяется фотосенсор – прибор с зарядовой связью, расположенный в микросхеме с процессором обработки изображения. Он периодически сканирует участок поверхности под мышью, который с частотой свыше 60 импульсов в секунду подсвечивается светодиодом красного цвета под острым углом. При движении происходят периодические (покадровые) изменения изображений в данном приборе, по которым процессор определяет, в какую сторону и на какое расстояние сместилась мышь.
В последнее время для обеспечения устойчивой работы оптической мыши на любых поверхностях (в том числе на стеклянных и зеркальных) вместо светодиода стал применяться маломощный полупроводниковый лазер.
Работа мыши реализована следующим образом. С помощью светодиода и системы фокусирующих линз под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы процессора обработки изображений. Этот чип делает снимки поверхности под мышью и последовательно сравнивает их.
Первая оптическая мышь была выпущена компанией Microsoft в 1999 году. А придуман этот вид мышей был в исследовательских лабораториях корпорации Hewlett-Packard.[Источник 5]

Лазерная мышь

Работа лазера

Эти мыши являются эволюционным продолжением оптических мышек. Отличие состоит в том, что вместо светодиода используется лазер. На современном этапе развития лазерные мышки являются наиболее точными и обеспечивают самое высокое значение DPI. Именно поэтому они так любимы многими геймерами. Лазерным мышам совершенно все равно по какой поверхности «ползать». Они успешно работают даже на шероховатой поверхности.
Благодаря самому высокому DPI среди всех мышей, лазерные модели широко используются геймерами. Именно поэтому лазерные манипуляторы имеют широкий модельный ряд, ориентированный на фанатов игр. Отличительной особенностью такой мыши является наличие большого количества дополнительных программируемых кнопок. Обязательное условие хорошей игровой мыши – только проводное подключение с помощью USB. Поскольку беспроводная технология не может обеспечить должной точности работы. Геймерские лазерные мышки обычно не отличаются низкой стоимостью. Самые дорогие мышки для компьютера на основе лазерного элемента выпускаются компаниями Logitech и A4Tech.

Трекбол

Трекбол

Это устройство и вовсе не похоже на стандартную компьютерную мышь. По сути своей трекбол – это механическая мышь «наоборот». Управление курсором осуществляется при помощи шарика на верхней стороне устройства. Но датчики устройства все же оптические. По своей форме трекбол вообще не напоминает классическую мышь - его не надо никуда двигать для того, чтобы добиться перемещения курсора.
Подключается трекбол к компьютеру при помощи USB.
О достоинствах и недостатках трекбола спорят уже довольно давно. С одной стороны – он снижает нагрузку на кисть и обеспечивает точность перемещения курсора. А с другой стороны – немного неудобно пользоваться кнопками трекбола. Такие устройства пока редки и не доработаны. [Источник 6]


Индукционные мыши

Индукционная мышь

Индукционные мыши являются логичным продолжением беспроводных девайсов. Однако они лишены некоторых свойств, характерных для «бесхвостых» моделей. К примеру, индукционные мыши способны работать только на специальном коврике, подключенном к компьютеру. Унести мышь куда-либо от коврика не получится. Однако есть и плюсы. Высокая точность и отсутствие необходимости менять батарейки, поскольку их в таких мышках вообще нет. Индукционные мыши получают энергию от коврика.
Такие мыши не очень распространены, так как имеют высокую цену и не отличаются особой мобильностью. С другой стороны – это самые оригинальные мышки для компьютера. Их оригинальность состоит в отсутствии элементов питания.

Гироскопические мыши

Гироскопическая мышь

Этим мышам вообще не обязательно скользить по поверхности. Гироскопический сенсор, который является основой такой мыши, реагирует на изменение положения устройства в пространстве. Конечно, это удобно. Но такой способ управления требует изрядной сноровки. Естественно, такие мышки отличаются отсутствием проводов, ибо с их наличием управлять мышкой было бы неудобно.
Как и индукционные модели, гироскопические девайсы не получили широкого распространения в силу своей высокой стоимости.

Сенсорная мышь

Сенсорная мышь

Основой такой мыши является сенсорное покрытие. Управление мышью осуществляется при помощи жестов. Считывающим элементом положения мыши является оптический сенсор.
Сенсорные мыши, в основном, встречаются в продукции компании Apple (iMac). Также можно отдельно приобрести Magic Mouse и попробовать подключить ее к обычному компьютеру. Однако непонятно то, насколько удобно будет пользоваться такой мышкой под ОС Windows, если учесть, что она «заточена» под MacOS.

Взаимодействие с операционной системой

В операционной системе работает программа, отвечающая за взаимодействие с мышью, — ее драйвер.
Свойства мыши в Windows 10


Если драйвер мыши сообщает о том, что мышь переместилась или была нажата какая-то ее кнопка, то для операционной системы это событие. Система проверяет, где находился указатель в момент наступления события, определяет, какое приложение отвечает за работу окна, над которым в этот момент находился указатель, и сообщает ему о зафиксированном событии. Приложение, в свою очередь, принимает меры в соответствии с тем, что задумал создавший его программист.
Отличительной особенностью мышей как класса устройств является хорошая стандартизованность аппаратных протоколов. [Источник 7]

  • Для взаимодействия с мышью по интерфейсу RS-232 стандартом де-факто является протокол MS Mouse фирмы Microsoft, разработанный для MS-DOS и поддержанный в ней драйвером mouse.com. Конкурирующий интерфейс IBM PC Mouse был вытеснен с рынка к середине 1990-x годов.
  • Для мыши PS/2, управляемой контроллером i8042, роль стандарта играет спецификация IBM, впервые опубликованная в документации к компьютерам PS/2; позднее спецификация была расширена для поддержки колеса прокрутки.
  • Базовый протокол (англ. boot protocol) для USB-мышей входит в спецификацию USB 1.1.


Благодаря этой особенности один стандартный драйвер, входящий в поставку ОС, и даже BIOS компьютера могут работать практически с любой мышью. [Источник 8] Дополнительное ПО нужно лишь для поддержания специфичных возможностей изделия. Дополнительные возможности нестандартны и имеют ограниченную программную поддержку.
Для Windows к такой мыши прилагается программа привязки нестандартных компонентов мыши к событиям в ОС.
В дистрибутивах Linux доступна программа btnx, связывающая (переназначающая) манипуляции с мышью (в том числе и стандартные) с заданной пользователем комбинацией клавиш.

Ссылки/Литература

Источники

  1. Виды и устройство компьютерных мышей // Pc-information-guide. URL: http://pc-information-guide.ru/periferiya/vidy-i-ustrojstvo-kompyuternyx-myshej.html (дата обращения: 05.03.2017).
  2. Устройства ввода-вывода данных, их разновидности и основные характеристики // Lektsii. URL: http://lektsii.org/1-21820.html (дата обращения: 05.03.2017).
  3. История развития манипуляторов «мышь» // Skrupska. URL: https://skrupskay.wordpress.com/2010/08/18/история-развития-манипуляторов-мышь/ (дата обращения: 05.03.2017).
  4. Как "видят" компьютерные мыши // Ixbt. URL: http://www.ixbt.com/peripheral/mice-sensor.shtml (дата обращения: 05.03.2017).
  5. Оптическая мышь и устройства позиционирования. Часть первая – про грызунов // Quadrathell. URL: http://www.quadrathell.cn.ua/news/2009-06-17-920 (дата обращения: 05.03.2017).
  6. Классификация типов компьютерных мышек // Ibik. URL: http://www.ibik.ru/ru/classification-types-computer-mice (дата обращения: 05.03.2017).
  7. Компьютерная мышь // Intellect. URL: http://intellect.ml/kompyuternaya-mysh-3099 (дата обращения: 05.03.2017).
  8. Компьютерная мышь // Wikipedia. [2017–2017]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Компьютерная_мышь (дата обращения: 05.03.2017).

Примечания

  1. Перемещения с нажатой кнопкой для рисования или обозначения начала и конца отрезка на экране, который может трактоваться как диагональ прямоугольника, диаметр окружности, исходная и конечная точка при перемещении объекта, выделении текста и т.д.
  2. ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — компьютерная сеть, созданная в 1969 году в США Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (DARPA) и явившаяся прототипом сети Интернет. 1 января 1983 года она стала первой в мире сетью, перешедшей на маршрутизацию пакетов данных. В качестве маршрутизируемого протокола использовался IP, который и по сей день является основным протоколом передачи данных в сети Интернет. ARPANET прекратила своё существование в июне 1990 года.