Клавиатура IBM PC

Клавиатура IBM PC — клавиатура, предназначенная для IBM PC-совместимых компьютеров, работающая по IBM PC-совместимому протоколу обмена и имеющая характерный для IBM PC-совместимых компьютеров набор клавиш^[1]. Благодаря популярности IBM PC-совместимых компьютеров стала стандартом де-факто для компьютерных клавиатур, пока не была вытеснена стандартом USB HID. 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 или PS/2, которая в свою очередь изначально предлагалась в 84-клавишном варианте с цифровым блоком^[⇨], но позже была заменена 101-клавишной клавиатурой^[⇨][2]. В дальнейшем добавлялись новые клавиши, менялся способ подключения, но основной набор клавиш и скан-кодов оставался неизменным. Также именно PC-раскладка стала использоваться в большинстве USB HID-клавиатур.

Предыстория

Когда разрабатывался компьютер IBM PC, было решено не разрабатывать для него новую клавиатуру, а доработать клавиатуру IBM Model F^[en] от моноблока IBM System/23, известного также как IBM 5322 или Datamaster^[3]. Ко времени начала разработки IBM PC он должен был поступить в продажу, но выпуск откладывался из-за задержек в разработке интерпретатора Бейсика^[4]. В свою очередь раскладка клавиатуры System/23 взята от терминала IBM 5250^[en], но конструкция была переработана для облегчения и удешевления.

Разновидности

Клавиатура оригинального IBM PC и PC/XT

Выпущенный в 1981 году IBM PC комплектовался 83-клавишной клавиатурой IBM Model F^[en]. Физическая раскладка клавиатуры осталась такой же, как и на System/23, однако назначение многих клавиш было изменено^[5]. В буквенно-цифровой области разместились все символы ASCII. Расположение знаков препинания было взято от пишущих машин компании IBM, в целом все знаки ASCII расставлены в том же порядке, как и на терминале VT100 фирмы DEC. 10 клавиш левого кластера определены как функциональные. Цифровой блок использовался также для управления курсором, для переключения режима его работы была введена клавиша Num Lock^[6]. Клавиша Ctrl располагалась в среднем ряду слева, как ранее в видеотерминалах, а ⇪ Caps Lock — справа от клавиши пробел^[7]. Протокол обмена был односторонним, и режим ввода никак не отображался^[6]. Некоторые производители (например, KeyTronic^[en]) выпускали клавиатуры, снабжённые индикаторами режима, однако они не могли адекватно отображать режим ввода, если он в процессе работы менялся программно^[2]. Схема клавиатуры тоже была изменена: в System/23 использовался параллельный интерфейс, а для PC был разработан последовательный интерфейс, благодаря чему клавиатура была отделена от системного блока и соединялась с ним витым кабелем^[3] через разъём 5-DIN. Опросом матрицы и связью с компьютером занимался микроконтроллер intel 8048 или аналогичный.

Клавиатура вышедшего в 1983 году IBM PC/XT была полностью аналогична, за исключением отсутствия отдельного провода для подачи сигнала сброса контроллера клавиатуры — теперь сброс осуществлялся передачей специальной последовательности на шину данных/синхронизации.

Клавиатура IBM PCjr

Для вышедшего в ноябре 1983 года домашнего компьютера IBM PCjr была разработана собственная клавиатура, более компактная и дешёвая, чем клавиатуры профессиональных серий IBM PC. На ней было только 62 клавиши, функции недостающих клавиш были достпны через сочетание с клавишей Fn^[8][9]. В этой клавиатуре была применена система подавления фантомных нажатий^[10], а также возможность озвучивать нажатие клавиши через системный динамик^[8]. С системным блоком клавиатура связывалась по инфракрасному каналу, наподобие телевизионного пульта — для этого в клавиатуру устанавливались четыре батарейки AA, однако в комплекте имелся кабель для подключения к компьютеру напрямую. У клавиатуры отсутствовал буфер нажатых клавиш, из-за чего прерывание обработки нажатий пришлось сделать немаскируемым^[9]. Несмотря на меньшее количество клавиш и другой способ подключения, она генерировала те же самые скан-коды, что и обычная PC/XT-клавиатура^[10].

Первая версия клавиатуры IBM PCjr вызвала множество нареканий: островные кнопки были слишком узкими и неудобными при слепой печати, механизм — тугим и ненадёжным, так как использовалась электропроводящая резина, а обозначения, нанесённые на корпус, а не на саму клавишу — плохо читаемыми, особенно когда клавиатура лежала на столе. Вскоре была выпущена версия клавиатуры более традиционного вида, с привычным профилем кнопок, хотя и с тем же самым механизмом, и IBM даже предлагала бесплатную замену старой клавиатуры на новую^[11]. Предлагали специальные клавиатуры для PCjr и сторонние производители. Так как сам IBM PCjr провалился на рынке, раскладка клавиатуры PCjr не получила распространения.

84-клавишная AT-клавиатура

Для вышедшего в 1984 году IBM PC/AT была разработана новая версия клавиатуры, незначительно изменившаяся внешне^[7], но с полностью переработанной схемой. Цифровой блок был выделен в отдельную группу. В клавиатуре использовался микроконтроллер Intel 8042 (впоследствии — i8242). Протокол обмена стал двусторонним, чтобы отображать состояние режимов ввода (для чего на клавиатуре появились три светодиода), а также изменять некоторые настройки ввода; кроме того, контроллер клавиатуры на материнской плате 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. На клавиатуре появилась кнопка SysRq^[2], которая, однако, так и не использовалась согласно изначальной задумке^[12][13].

101/104-клавишная AT-клавиатура

В 1985 году была представлена «усовершенствованная клавиатура IBM», известная также как IBM Model M^[en]. С 1985 года этой клавиатурой комплектовался терминал IBM 3161, а с 1986 года — IBM PC^[14][7]. В новой раскладке были учтены многие пожелания клиентов, в частности — длинный левый ⇧ Shift (только для американской раскладки). Общая компоновка, в частности, курсорные клавиши в виде «перевёрнутой Т», была выбрана с оглядкой на клавиатуру LK201^[en] терминалов VT220 фирмы DEC^[15][16]. Количество функциональных клавиш было увеличено до 12, они были перенесены в верхний ряд и разбиты на блоки по 4 клавиши. Новая клавиатура имела отдельный блок клавиш курсора и клавиши управления страничным выводом^[17], но, несмотря на это, клавиша и светодиод Num Lock сохранились. Скан-коды новых клавиш соответствовали скан-кодам клавиш на цифровом блоке с аналогичным (при выключенном NumLock) назначением с добавлением префикса E0. Программы, опрашивавшие клавиатуру через BIOS, получали при нажатии клавиш курсорной группы коды, соответствующие клавишам цифрового блока с нажатым Shift, что позволяло полноценно использовать новые клавиши в старом ПО, однако это не касалось программ, опрашивавших клавиатуру напрямую^[18]. Клавиша ⇪ Caps Lock была перенесена в средний ряд, как в механических печатных машинках, а клавиша Ctrl — в нижний и была продублирована, так же, как и клавиша Alt^[7]. SysRq как отдельная клавиша с клавиатуры была убрана, но её скан-код генерировался при нажатии сочетаний клавиш ⇧ Shift+Print Screen или Ctrl+Print Screen. Именно такая раскладка окончательно стала стандартом, поддерживаемым большинством производителей клавиатур^[19].

Клавиатура PS/2

Штекер MiniDIN-6 и два гнезда — для клавиатуры и мыши соответственно

В 1987 году для компьютера IBM PS/2 стал использоваться разъём MiniDIN-6^[20], который в контексте использования для клавиатур и мышей также вскоре стали называть PS/2. В дальнейшем этот разъём стал основным для PC-клавиатур, вытеснив 5-DIN. Протокол при этом не изменился, подключение PS/2-клавиатуры к компьютеру стандарта AT и наоборот доступно через пассивный переходник^[21]. По новой спецификации клавиатура должна была поддерживать, кроме стандартного, альтернативный набор скан-кодов set3^[22][23][24], однако этот набор так и не получил распространения: в частности, была попытка использовать этот набор в ранних версиях Windows NT, но из-за неполной поддержки этого набора производителями клавиатур от этой идеи пришлось отказаться^[25]. Контроллер клавиатуры на материнской плате обзавёлся дополнительными командами для поддержки новых возможностей протокола, а также поддержкой мыши^[26]. Позже разъём клавиатуры стали окрашивать в сиреневый цвет, чтобы отличить его от разъёма мыши (зелёный).

Появление клавиш Windows и Menu

В 1994 году компания Microsoft выпустила клавиатуру Microsoft Natural keyboard, на которой имелись три дополнительные кнопки: две клавиши Windows, служащие для вызова меню «Пуск», и клавиша контекстного меню^[27]. В дальнейшем эти клавиши стали устанавливаться на большинство PC-совместимых клавиатур.

Региональные варианты

Основная 101(104)-клавишная раскладка получила неофициальное название ANSI. Кроме неё существовало ещё несколько региональных раскладок, различающихся в основном клавишами буквенно-цифровой группы:

• 102/105-клавишная европейская модификация^[28], известная также как ISO-раскладка, описанная в стандарте ISO/IEC 9995^[en]. В этой раскладке клавиша Enter расположена на двух горизонтальных рядах (D13/С13), но её нижняя часть укорочена, чтобы разместить клавишу хеша (которая, однако, имеет код обратного слеша). Кроме того, в этой модификации имеется дополнительная клавиша обратного слеша рядом с левой клавишей ⇧ Shift^[28]. Данная раскладка происходит от изначальной раскладки клавиатуры IBM PC, только в ней слева от клавиши Enter располагалась клавиша ^~_`
• Бразильская раскладка^[29] (или ABNT) — схожа с европейской, но имеется дополнительная клавиша рядом с правой клавишей ⇧ Shift, а также клавиша точки на цифровом блоке. Регламентирована стандартами ABNT NBR 10346 variant 2 (алфавитно-цифровой блок) и 10347 (цифровая клавиатура)^[30].
• Южнокорейская раскладка^[31] (KS) с двумя дополнительными возле клавиши пробел для ввода символов ханча и хангыль.
• Японская раскладка^[32] (неофициально называемая JIS) — содержит 106 (109) клавиш: укороченный Backspace, чтобы вместить символ иены, дополнительные клавиши слева от ↵ Enter и правой клавиши ⇧ Shift, а также три клавиши в ряду пробела: для переключения раскладки и ввода каны. Клавиатура для японской версии PC впервые появилась на компьютере IBM PS/55^[en] (японском варианте PS/2). В дальнейшем именно эта раскладка была рекомендована для японского языка консорциумом PC OADG^[en][33].

Кроме того, существуют версии с увеличенной клавишей Enter^[34], 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 — по сути это раскладка KS без дополнительных клавиш в ряду пробела.

Компактные и расширенные клавиатуры

С целью экономии места на рабочем столе или чтобы уместить клавиатуру на устройстве, например ноутбуке, на котором полноразмерная клавиатура не может поместиться, производители клавиатур могут располагать клавиши на клавиатуре в нестандартном порядке или удалять клавиши с клавиатуры^[21]. Компактные программируемые клавиатуры популярны, например, среди геймеров и системных администраторов, так как такую клавиатуру легче носить с собой. В 1987 году сокращённую версию клавиатуры для PC представила сама компания IBM^[35] — это была клавиатура без цифрового блока (TKL), известная также как IBM Space Saving Keyboard. Эта клавиатура продавалась по той же цене, что и полноразмерная, и распространения ни сама SSK, ни такой формат в целом не получали вплоть до «механического ренессанса» 2010-х годов.

Наиболее популярные форматы компактных клавиатур^[36]:

• 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^[37] 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.

Кроме того, производители ноутбуков, если позволяет место, часто стремятся сохранить цифровой блок 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 макроклавишами, 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. В отличие от ADB, а также более позднего USB HID, подключение PC-клавиатуры и мыши в один разъём не предусмотрено, поэтому такие клавиатуры поставлялись с двумя раздельными разъёмами Mini-DIN для клавиатуры и мыши.

• 
  TKL-клавиатура «IBM Model M Space Saving Keyboard^[en]»
• 
  Клавиатура формата 75 % со встроенным трекболом. Видны два разъёма Mini-DIN (PS/2) разного цвета
• 
  Клавиатура IBM Model M13 с трекпойнтом и двумя кнопками мыши
• 
  Клавиатура Microsoft Natural Pro с мультимедийными клавишами

Клавиатуры с мультимедийными клавишами

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^[38][39]:

• Клавиши управления веб-браузером: назад, вперёд, обновить, стоп, поиск, избранное, домашняя страница;
• Клавиши управления медиапроигрывателем: отключить звук, уменьшить громкость, увеличить громкость, следующий трек, предыдущий трек, остановка воспроизведения, воспроизвести/пауза;
• Клавиши избранных программ: почтовый клиент, медиаплейер и две кнопки дополнительных приложений.

Принцип работы

В микрокомпьютерах конца 1970-х — начала 1980-х годов, в частности «троице 77-го» (Apple II, Commodore PET, TRS-80) использовались два подхода: непосредственный опрос клавиатуры процессором (в Commodore PET и TRS-80) или клавиатура стандарта X4.14-1971, формирующая готовые ASCII-коды вводимых символов (Apple II^[40]). Первый был самым простым с точки зрения технической реализации, но создавал постоянную нагрузку на процессор^[41] и требовал соединения клавиатуры многожильным шлейфом, отчего такие клавиатуры чаще всего совмещали с системным блоком. Второй требовал отдельного контроллера клавиатуры и при этом жёстко привязывал клавиши к символам ASCII, не давал возможности получить состояние клавиш-модификаторов (⇧ Shift и Ctrl) отдельно от прочих нажатых клавиш и ограничивал возможность использования сочетаний клавиш.

В IBM PC был выбран другой подход: опросом клавиатуры занимался контроллер, расположенный в её корпусе, но он передавал компьютеру не символ ASCII, а скан-код, причём различный при нажатии и отпускании клавиши. При длительном удержании клавиши код нажатия передаётся повторно через определённый промежуток времени^[21]. В компьютер скан-код передавался в виде последовательного кода, а на материнской плате устанавливался аналогичный контроллер, который при получении сигнала от клавиатуры генерировал прерывание INT 09h и передавал полученный скан-код в порт 60h^[42]. Впоследствии его функции перешли в Super I/O или LPC-чип, либо в южный мост чипсета^[43][44]. Для случаев, когда процессор не успевает обработать нажатия клавиш, предусмотрен буфер клавиатуры^[1].

С точки зрения схемы контроллера все клавиши клавиатуры равнозначны, включая клавиши-модификаторы и клавиши-переключатели^[45]; каждая имеет свой скан-код, причём дублирующиеся клавиши, например левый и правый ⇧ Shift — разный^[46]. Преобразованием скан-кодов в коды символов и управлением вводом с клавиатуры занималась уже BIOS, операционная система или даже прикладное ПО^[1]. Такой подход позволил в назначать на любую клавишу любое действие, которое требуется в программе, а также не привязываться к определённой локали^[6].

В клавиатуре первых IBM PC и PC/XT протокол обмена был односторонним, режим ввода никак не отображался, а какие-либо схемы для отображения режима, встроенные в клавиатуру, не могли его адекватно отображать^[6]. В IBM PC/AT протокол обмена компьютера с клавиатурой значительно изменился: он стал двусторонним, позволяя вывести три индикатора режима (Caps Lock, Num Lock и Scroll Lock), а также устанавливать период автоповтора и изменять набор скан-кодов. Доступ к этим функциям на PC-совместимых компьютерах также осуществлялся через порт 60h, который теперь работал и на запись^[42]. Протоколы клавиатур PC/XT и PC/AT несовместимы, IBM PC/AT и последующие PC-совместимые компьютеры не распознавали клавиатуры от PC/XT. Некоторые производители выпускали клавиатуры на два стандарта, снабжённые переключателем^[42].

Сравнение протоколов и разъёмов подключения

Тип	Разъём	Распайка	Протокол	Передача команд контроллеру	Набор скан-кодов
PC (Type 1) [47]	5-pin DIN (DIN 41524)	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	Набор set1[22][23][24] (PC/XT)
XT (Type 2) [48]		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
PCjr	ИК-порт, либо проприетарный разъём	1 ключ 2 N/A 3 DATA 4 GND (определение кабеля) 5 +5V 6 GND	2 стартовых бита, 8 бит данных, бит нажатия/отпускания клавиши, 1 стоповый бит Сброс контроллера — не предусмотрен
AT	5-pin DIN (DIN 41524)	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	Набор set2[22][23][24] (PC/AT)
PS/2	6-pin Mini-DIN (DIN 45322)	1 DATA 2 N/C 3 GND 4 +5V 5 CLK 6 N/C			набор set2 или set3[22][23][24]

Наборы скан-кодов

Набор скан-кодов set1 (в других источниках называемый как set#0) — это набор сканкодов оригинального PC. В клавиатуре PC/AT и более поздних моделях этот набор не поддерживается, однако контроллер клавиатуры на материнской плате может производить трансляцию скан-кодов в набор set1. Код отпускания соответствует коду нажатия+0x80. Коды клавиш, отсутствовавших в оригинальной клавиатуре, соответствуют кодам клавиш с соответствующими функциями, но к ним прибавляется префикс 0xE0^[49][22].

Набор set2 (или set#1)— стандартный набор PC/AT. В нём дополнительные клавиши также предваряются префиксом 0xE0. Отпускание клавиши предваряется кодом 0xF0^[22].

Набор set3 (или set#2) представляет собой оптимизацию набора set2, заключавшуюся в отказе от префиксов и переходе к однобайтным скан-кодам. Однако он не получил распространения и к тому же может отсутствовать в некоторых моделях клавиатур^[49]. Отпускание также предваряется кодом 0xF0^[22].

Назначение и особенности работы отдельных клавиш

Так как клавиатура при нажатии клавиш генерирует скан-коды, не привязанные напрямую к кодам вводимых символов, а преобразованием нажатой клавиши во вводимый символ занимается либо прерывание BIOS, либо драйвер клавиатуры, любая клавиша на клавиатуре может иметь любое назначение^[1]. Однако нанесённые на клавиши обозначения и стандартная работа с этими клавишами BIOS и операционной системы закрепили определённое их поведение.

• Esc — используется в основном как клавиша отмены либо для очистки только что введённых данных, например, командной строки DOS^[50]. Как клавиша ввода специальных символов ко времени появления PC она уже не использовалось^[1].
• Ctrl — хотя эта клавиша была взята из раскладки терминалов для ввода управляющих символов, в таком качестве она используется исключительно в командной строке DOS и эмуляторах терминала. В большинстве приложений она используется в составе сочетаний клавиш^[51].
• Alt — взята из клавиатуры System/23 и тоже используется в основном в составе сочетаний клавиш^[52]. Также она позволяет вводить отсутствующие на клавиатуре символы — не только из алфавита ASCII — путём ввода при нажатой Alt кода символа на цифровой клавиатуре^[53][54][55]. В 102- (105)-клавишных клавиатурах правая клавиша Alt обозначается как Alt Gr и предназначена для ввода дополнительных символов: диакритики, знаков препинания и т. д.^[56] Кроме того, в различных меню и диалоговых окнах отдельные буквы названий пунктов могут быть выделены цветом или подчёркиванием, если фокус ввода находится в этом меню, сочетание клавиши Alt с выделенной буквой равнозначно выбору этого пункта меню^[57]. В Windows по умолчанию это выделение не отображается, но появляется при однократном нажатии Alt.
• Tab ↹ используется для работы с табуляцией, а также для переключения между формами и элементами интерфейса. Простое нажатие Tab ↹, как правило, приводит к переходу к следующей позиции табуляции или элементу интерфейса, а в сочетании с клавишей ⇧ Shift — к предыдущей^[58]. В Windows клавиша стала использоваться для переключения между открытыми окнами в сочетании с клавишей Alt.
• ⇪ Caps Lock, как правило, влияет только на регистр букв, но не на цифры и знаки препинания^[59][60]. В оригинальном PC и PC/XT выбранный регистр никак не отображался^[6], начиная с PC/AT для этой цели имеется световой индикатор^[2][55].
• F1…F10 (…F12) не имеют предопределённого значения, однако некоторые функции закреплены за какими-то из них в большом количестве программ, например F1 чаще всего вызывает встроенную справку^[61].
• ↵ Enter — совмещает в себе функцию перевода строки и подтверждения операции^[62], хотя во многих продуктах IBM за эти функции отвечали разные клавиши.
• Num Lock — была введена для того, чтобы совместить цифровой и навигационный блоки клавиатуры. За это решение компанию IBM многократно критиковали^[6], пока не была выпущена клавиатура Model M, в которой появились выделенные навигационные клавиши^[18], хотя клавиша Num Lock осталась для обеспечения совместимости. Кроме того, сочетанием клавиш Ctrl+Num Lock можно было приостановить работу текущей программы^[63] — позже эта функция была выведена на отдельную клавишу Pause^[64].
• Scroll Lock — включает режим прокрутки навигационными клавишами, для которого на клавиатуре начиная с PC/AT существует индикатор^[65]. Этот режим оказался не очень удобным и эта клавиша вскоре вышла из употребления и может отсутствовать на некоторых клавиатурах.
• Pause — приостановка выполнения программы^[64]. Так же, как Scroll Lock, за пределами командной строки DOS не используется. В ранних версиях была сблокирована с клавишей Num Lock и вызывалось сочетанием с Ctrl^[66][63].
• Break — не является самостоятельной клавишей. В ранних версиях эта функция была сблокирована с клавишей Scroll Lock^[67], а начиная с Model M — с клавишей Pause^[64]. Вызывается сочетанием с клавишей Ctrl и прерывает работу текущей программы^[66]. Используется практически исключительно в командной строке DOS, для чего приложение должно откликаться на специальное прерывание, но чаще приложения командной строки реагируют на управляющий символ «End of text» (Ctrl+C).
• Print Screen — изначально посылала текущий экран на принтер^[66], с появлением Windows стала копировать содержимое экрана в буфер обмена^[53]. Изначально была сблокирована с клавишей * и вызывалась сочетанием ⇧ Shift+*^[63].
• SysRq — появилась на 84-клавишной клавиатуре PC/AT^[2], предполагалось, что она будет использоваться для переключения между программами в многозадачной ОС^[68], но эта задумка так и не была реализована^[12][13], позже она была убрана под клавишу Print Screen (вызывалась в сочетании с клавишей Shift).
• Insert — для переключения между режимами вставки и замены. Чаще всего используется режим вставки, когда вводимый символ добавляется в позиции курсора, в то время как в режиме замены символ, стоящий после курсора, удаляется и заменяется на введённый с клавиатуры^[69]. Режим замены используется достаточно редко, в основном для заполнения различных форм, кроме того, само наличие этого режима, а особенно отсутствие индикации его критикуется многими специалистами по пользовательскому интерфейсу^[70]. Также данная клавиша в сочетании с клавишами Ctrl или ⇧ Shift может работать с буфером обмена.
• Delete используется для удаления объекта после курсора^[69], а также выделенных объектов. Кроме того, сочетание клавиш Ctrl+Alt+Del изначально использовалась для быстрой перезагрузки компьютера без очистки памяти^[3] — предполагалось, что оно будет использоваться только разработчиками ПО^[71]. Это сочетание зашито в BIOS, однако большинство операционных систем для PC самостоятельно обрабатывают события клавиатуры и потому могут назначить на это сочетание другие действия.

Сравнение с USB HID

Пассивные переходники для подключения универсальной клавиатуры или мыши (слева) и активный переходник для подключения PS/2 клавиатуры и мыши к разъёму USB (справа)

Начиная с конца 90-х существующий стандарт начал вытесняться стандартом USB HID. Стандарт USB более универсален, позволяет подключать к одной машине несколько клавиатур и мышей, а также подключать и отключать клавиатуру без отключения питания компьютера. В 2000 году компании Intel и Microsoft выпустили спецификацию PC 2001, в которой объявили PS/2-клавиатуру и мышь устаревшими стандартами, предлагая производителям переходить на USB. Однако в течение последующих двух десятилетий эти стандарты продолжали использоваться наряду с USB по нескольким причинам:

• В разъём USB можно подключить съёмный диск либо устройство беспроводной связи, что может быть недопустимо при работе с коммерческой или государственной тайной. Даже при отсутствии дополнительных разъёмов возможно подключение через разветвитель. В разъёмы PS/2 можно подключить только клавиатуру и мышь^[72], все USB-разъёмы в этом случае можно отключить физически. Альтернативой может быть физическая фиксация штекера в гнезде USB, но при этом злоумышленник всё ещё имеет возможность разрезать кабель, подключившись в разрыв цепи.
• Стандарт USB HID допускает до 8 одновременно нажатых клавиш на одном устройстве. Это ограничение можно преодолеть, зарегистрировав клавиатуру как несколько HID-устройств. Традиционная PC-клавиатура не имеет подобного ограничения, поэтому долгое время считалась более предпочтительной для некоторых компьютерных игр, таких как симуляторы^[73].
• Протокол USB более сложен как в технической реализации, требуя наличия на устройстве тактового генератора, так и в написании драйвера, в то время как обработка нажатий традиционной PC-клавиатуры может быть реализована с помощью нескольких ассемблерных команд. По последней причине долгое время USB-клавиатуры не поддерживались некоторыми программами BIOS setup. Также если клавиатура регистрирует в системе несколько HID-устройств, она может некорректно работать с некоторыми версиями BIOS.
• Подключение клавиатуры и мыши через PS/2 позволяет освободить USB-разъёмы без использования USB-хабов.

Многие клавиатуры, выпускаемые после появления стандарта USB HID, хотя и не все, поддерживают оба протокола. Такую клавиатуру с разъёмом USB можно подключить к компьютеру, имеющему разъём PS/2 или AT, через пассивный переходник, (и наоборот, PS/2 клавиатуру — к USB). Для подключения клавиатур более старых моделей требуется активный переходник — существуют подобные переходники как промышленно изготавливаемые, так и любительские — например, Soarer’s converter на основе популярного контроллера atmega 32u4, позволяющий не только подключать к USB любые PC-клавиатуры, в том числе PC/XT, но и произвольно менять назначение клавиш^[74].

Критика

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»^[75]. 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. Критиковалась идея использовать одно и то же поле для курсорных клавиш и цифр, а также путаница, вызванная наличием клавиши Scroll Lock — не знакомые с данной клавиатурой пользователи могли предположить, что эта клавиша нужна для выключения режима Num Lock^[6].

Джерри Пурнель в статье в журнале Byte^[en] также критиковал размещение некоторых клавиш, заявляя, что их расположение «может вывести из себя, особенно учитывая, что та же корпорация IBM выпускала печатную машину Selectric с замечательной клавиатурой», и ругал прочих производителей PC-совместимых компьютеров за то, что они повторяют раскладку клавиш IBM, а не ощущение от нажатия, присущее только клавиатурам IBM^[76]. Также он писал, что эта раскладка «едва не свела с ума» Джима Баена^[en], издателя фантастических книг, и для того, чтобы нормально ей пользоваться, ему пришлось попросить знакомого программиста написать специальную утилиту, которая переназначала клавиши более удобным образом^[77]. 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»^[54].

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, мы точно попадём впросак»^[78].

Питер Нортон хорошо отзывался о выбранной схеме обмена данными между компьютером и клавиатурой, называя её «впечатляющей», «простой и элегатной»^[1].

С появлением PC/AT Чарльз Петцольд в одном из номеров PC Magazine заметил, что хотя в IBM и сгладили некоторые недочёты предыдущей модели, всё же новая клавиатура ещё не идеальна, отмечая уменьшившуюся в размерах и отнесённую слишком далеко клавишу ← Backspace а также неудачную компоновку курсорно-цифрового блока^[79]. Питер Нортон назвал перемещённую в цифровой блок клавишу Esc «бессмысленным решением» и «неприятностью» для тех, кому предстоит пользоваться клавиатурами обоих типов^[80].

Когда вышла Model M, Чарльз Петцольд сетовал, что раскладка клавиатуры снова изменилась, но в то же время предполагал, что она останется надолго. «У меня такое смутное чувство, будто IBM говорит мне: „Тебе стоит полюбить её, потому что это клавиатура будущего“»^[18]. Главным плюсом новой клавиатуры он назвал отдельные клавиши для стрелок.

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, так как левому мизинцу при работе с сочетаниями клавиш приходится чаще покидать домашний ряд, отчего создаётся излишняя нагрузка на слабый палец^[81][82][17].

Примечания

Литература

• А.В. Фролов, Г.В. Фролов,. Аппаратное обеспечение персонального компьютера. — М.: Диалог-МИФИ, 1997. — Т. 33. — (Библиотека системного программиста). — ISBN 5-86404-103-3.
• Peter Norton. Chapter 6:Keyboard basics // The Peter Norton Programmer's guide to the IBM PC. — Microsoft press, 1985. — ISBN 0-914845-46-2.
• Нортон П. Глава 10: Блок клавиатуры // Программно-аппаратная организация компьютера IBM PC = Inside the IBM PC. Access to advanced features and programming. — Prentice-Hall Publishing Comp., 1984.
• Charles Petzold. The two faces of IBM's 8-MHz AT :  [англ.] // PC Magazine. — 1986. — Т. 5, № 16 (30 September). — С. 179−184. — ISSN 0745-2500.
• Bradley, David J.^[en]. The Creation of the IBM PC :  [англ.] // BYTE^[en]. — 1990. — September. — P. 414—420. — ISSN 0360-5280/90.
• Edlin, Jim. The PC's Keys // PC Magazine. — 1982. — Ноябрь. — P. 175.
• Михаил Гук. Глава 11. Устройства ввода-вывода и их интерфейсы. 11.1. Клавиатура // Аппаратные средства IBM PC. — 3-е. — СПб.: Питер, 2006. — С. 642−652. — 1072 с. — 5000 экз. — ISBN 5-469-01182-8.
• Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. — М.: Инфра-М, 1999. — ISBN 5-86225-471-4.
• Brice Carnahan, James O. Wilkes. The IBM Personal Computers and the Michigan Terminal System (англ.). — College of Engineering the University of Michigan, 1987.
• Алан Купер. об интерфейсе. Основы проектирования = About Face. The Essentials of Interaction Design. — 3. — СПб.: Символ-Плюс, 2009. — 688 с. — 1500 экз. — ISBN 978 5 93286 132 5.

Спецификации и руководства

• IBM 5150: Guide to Operations (англ.). — First Edition. — International Business Machines Corporation, 1981. — (IBM Personal Computer Hardware Reference Library).
• IBM PCjr. Guide to Operations (англ.). — International Business Machines Corporation, 1983. — P. 3—1 − 4-10.
• IBM PCjr Technical reference (англ.). — International Business Machines Corporation, 1983. — P. 2-101 − 2-106.
• IBM XT 5160 Technical reference (англ.). — International Business Machines Corporation, 1983.
• IBM Personal Computer AT: Guide to Operations (англ.). — International Business Machines Corporation, 1984. — (IBM Personal Computer Hardware Reference Library).
• IBM Personal Computer AT 5170: Technical Reference (англ.). — International Business Machines Corporation, 1985. — (IBM Personal Computer Hardware Reference Library).
• IBM Personal System/2™ Model 25: Technical Reference (англ.). — International Business Machines Corporation, 1987. — (IBM Personal Computer Hardware Reference Library).
• Keyboard and Auxillary Device Controller // IBM Personal System/2 Hardware Interface Technical Reference. — International Business Machines Corporation, 1988. — (IBM Personal Computer Hardware Reference Library).
• Keyboard Scan Code Specification :  [англ.]. — Revision 1.3a. — Microsoft Corporation, 2000. — (Windows Platform Design Notes).

Ссылки

• UI Events KeyboardEvent code Values (англ.). W3C. Дата обращения: 18 июня 2020. Архивировано 19 июня 2020 года.
• Непосредственная работа с клавиатурой // RSDN Magazine. — 2005. — № 1.
• Дмитрий Савченков. Работа с клавиатурой AT и PS/2  (рус.) (22 апреля 2018). Дата обращения: 18 июля 2020. Архивировано 22 сентября 2020 года.
• Adam Chapweske. The AT-PS/2 Keyboard Interface (англ.) (2001). Дата обращения: 19 марта 2022. Архивировано 28 июля 2021 года.
• John J. G. Savard. Scan Codes Demystified (англ.) (2003). Дата обращения: 18 июля 2020. Архивировано 17 июля 2020 года.
• Adi Robertson. King of click: the story of the greatest keyboard ever made (англ.). The Verge (7 октября 2014). Дата обращения: 19 марта 2022. Архивировано 6 августа 2015 года.

Эта страница в последний раз была отредактирована 24 марта 2024 в 16:30.