7.2.1. Оптико-механическая мышь

Наряду с клавиатурой мышь является важнейшим средством ввода. С начала триумфального шествия графических оболочек мышь стала необходимой для эффективной работы на РС с соответствующим программным обеспечением. С помощью мыши нельзя вводить в РС серии команд. Однако именно это и явилось отправной точкой для развития удобного графического интерфейса пользователя. Назначение графических оболочек - это возможность инициализации многих команд без длинного ввода их с клавиатуры. Выбор, щелчок (или двойной щелчок) на объекте в виде пиктограммы, символа или пункта меню делает клавиатуру (почти) ненужной. Естественно, что ее нельзя полностью заменить в приложениях, требующих ввода данных с клавиатуры, например, программы обработки текста. Применение только мыши также зачастую не является самым быстрым путем к достижению желаемого результата, так как с помощью стандартных комбинаций клавиш ("горячие клавиши") многие функции можно выполнить быстрее. Для нормальной работы с мышью необходима не только сама мышь как инструмент. Для оптимального функционирования мышь должна передвигаться по плоской поверхности. Обычно применяются специальные коврики, так называемые MousePad. Указатель мыши на экране движется синхронно с движением мыши по коврику. Если двигать мышь налево, указатель на мониторе перемещается налево, если двигать мышь по кругу, то указатель также движется по кругу.

Рис.7.4. Синхронность движения мыши и ее указателя на экране

Устройством ввода мыши являются находящиеся на ней кнопки. Большинство мышей имеют по две кнопки, а специальные модели имеют уже больше трех кнопок. Мыши с одной только кнопкой применяются для компьютеров типа Apple.

Функциональное назначение кнопок мыши различно и зависит от выполняемого приложения. Общим правилом является то, что при указании на объект, например, пиктограмму, объект становится управляемым. В этом случае при щелчке левой кнопкой мыши объект помечается (выделяется). Если теперь, не отпуская левой кнопки, перемещать мышь, то объект будет перемещаться на экране. При двойном щелчке левой кнопкой мыши на этом объекте он активизируется. Для большинства программных продуктов имеется возможность переопределять функции левой и правой клавиши мыши, что облегчает работу левшей. В Windows 95, например, эту установку можно изменить, выбрав команду ControlPanel, Mouse, Buttons, Lefthanded. При покупке мыши обращайте внимание не только на ее внешний вид, тип конструкции, разрешение и способ передачи сигнала, а прежде всего на то, комфортно ли она располагается в вашей руке и удобно ли ее перемещать.

7.2.1.1. Разрешение

Качество мыши в значительной степени зависит от ее конструкции, поскольку она, как и все механические устройства, подвергается изнашиванию. Но наряду с этим качество мыши зависит от ее разрешения. Разрешение мыши измеряется в dpi (dot per inch - количество точек на дюйм). Хотя более правильно было бы измерять его в cpi (count per inch - число отсчетов на дюйм), так как электронная схема мыши пересчитывает в импульсы расстояние, которое прошла мышь. Если мышь имеет разрешение 1500 DPI и вы передвигаете ее на 1 дюйм вправо, то привод мыши получает через микроконтроллер информацию о смещении на 1500 единиц вправо. Драйвер мыши рассчитывает эту информацию и усредняет ее в зависимости от графического разрешения монитора для позиционирования курсора на экране. При этом не имеет значения, двигалась мышь быстро или медленно.

7.2.1.2. Баллистический эффект

Зависимость точности позиционирования мыши от скорости ее перемещения определяется так называемым баллистическим эффектом. Этот эффект можно варьировать. При коротких перемещениях мыши уменьшается баллистический эффект скорости, что ведет к увеличению точности позиционирования указателя мыши, если вы, например, работаете в графической программе с мелкими деталями. Во время движений, при которых мышь проходит относительно большое расстояние, например, при перемещении между окнами редактирования и линейкой инструментов, курсор соответственно будет двигаться быстрее.

Нормальное разрешение мыши лежит в диапазоне от 200 до 900 dpi. Мышь с разрешением более 1000 DPI позволяет очень точно вести и позиционировать курсор, при этом точность, естественно, зависит от выбранного разрешения экрана монитора.

7.2.1.3. Мыши, подключаемые через последовательный порт

Мышей этого семейства можно считать самыми распространенными в мире РС. Их название Serial (последовательные) имеет отношение к виду и способу передачи данных. Информация о перемещении и состоянии клавиш мыши передается в РС через последовательный порт. Для такой мыши нужен СОМ-порт и соответствующее прерывание (IRQ). Обычно это порт СОМ1 с прерыванием IRQ 4 или порт СОМ2 с прерыванием IRQ 3.

7.2.1.4. Принцип работы

Можно без больших проблем и риска открыть мышь. Время от времени это даже необходимо, так как мышь нуждается в определенном уходе и, прежде всего, в чистке. На нижней стороне мыши находится отверстие, которое открывается поворотом пластмассовой шайбы. При снятии этой шайбы вы увидите круглый шарик диаметром около 1,5-2 см (рис.4). После удаления шайбы шарик можно вытащить из гнезда и почистить.

Рис.7.5. Мышь

Обычно шарик изготовлен из металла и покрыт резиновым слоём. Если удалить шарик, то можно увидеть два или три маленьких валика, которые контактировали с шариком. Обычно только один из валиков служит для управления шариком, а два других валика регистрируют механические передвижения мыши. Эти пластмассовые валики на конце осей связаны с диском, имеющим растровые отверстия. Иногда в некоторых типах мышей эти диски заменяются соответствующими механическими контактами, регистрирующими перемещение мыши с помощью электрических импульсов (с их последующей обработкой). Правда, этот принцип действия предрасположен к ошибкам позиционирования и износу контактов и применяется только в дешевых моделях. Поэтому наиболее распространенным являются оптико-механический принцип регистрации положения мыши, которой состоит в следующем.

Рис.7.6. Принцип действия оптико-механической мыши.

При перемещении мыши по коврику "тяжелый" шарик приходит в движение и вращает соприкасающиеся с ним валики. Ось вращения одного из валиков вертикальна, а друго горизонтальна. На этих осях установлены диски с растровыми отверстиями, которые вращаются между двумя пластмассовыми цоколями. На первом цоколе находится источник света, а на другом - фоточувствительный элемент (фотодиод, фоторезистор или фототранзистор). Этот фотосенсор безукоризненно определяет, где находится источник света: перед отверстием или за пластмассовой перегородкой диска. Поскольку таких растровых дисков два, то порядок освещения фоточувствительных элементов определяет направление перемещения мыши, а частота приходящих импульсов - скорость. Импульсы при помощи микроконтроллера превращаются в совместимые с РС данные и передаются через интерфейс RS232 на материнскую плату.

7.2.1.5. Драйвер мыши

Как и клавиатура, последовательная мышь должна быть связана с операционной системой РС. Без соответствующего драйвера РС не будет получать информацию. Только мыши с шинным интерфейсом (Bus Mouse), которые подключают к собственной карте расширения, или мыши, подключаемые к порту в стиле" РS/2, обходятся без соответствующего программного обеспечения. В качестве стандарта в мире РС выступает так называемая Мiсгоsоft-совместимая мышь (MS-Mouse). С помощью драйверов для этой мыши, можно, как правило, управлять всеми совместимыми мышами.

Существует несколько стандартов для мышей. Самым распространенным является стандарт MS-Mouse. другой используемый стандарт - это PC-Mouse (предпочтительный для трехкнопочных мышей фирмы Genius) или еще менее используемый РS/2. Как поставщик программного обеспечения, Microsoft занимает ведущую позицию в большинстве распространенных стандартов программного обеспечения (но редко в области аппаратного обеспечения, где обычно стандарты устанавливает IBM).

Обратите внимание на то, чтобы ваша мышь по возможности функционировала в режиме Microsoft. Для этого имеются две причины:

- Экзотические драйверы, которые обычно поставляются с мышью, часто не гарантируют 100% совместимости с аппаратным и программным обеспечением и занимают большой объем памяти. Драйвер мыши является резидентной программой, ,так как мышь должна быть доступна всегда. Поэтому такие драйверы лучше не использовать

- Мышь должна быть согласована с программным обеспечением, а большинство приложений разрабатывается под стандарт MS-Mouse. Мышь, которая будет "хромать" в приложениях Windows, так как она не является100% совместимой, будет очень раздражать

Подключение драйвера мыши подобно подключению драйвера клавиатуры. Для автоматической инициализации он должен быть включен в один из стартовых файлов AUTOEXEC.BAT или CONFIG.SYS. Предположим, что соответствующий файл называется MOUSE.EXE или MOUSE.SYS и находится в каталоге WINDOWS на диске С:. Тогда в стартовый файл AUTOEXEC.BAT нужно включить следующую команду:

С: \WINDOWS\MOUSE

Подключение драйвера в CONFIG.SYS обычно осуществляется не с помощью команды INSTALL, которую, конечно, тоже можно использовать для подключения варианта драйвера MOUSE.EXE, но что невозможно в старых версиях операционной системы, а при помощи командной строки

DEVICE=C: \WINDOWS\MOUSE. SYS

7.2.1.6. Подключение мыши

Большинство мышей, подключаемых через последовательный порт, поставляется с 9-контактным SuЬ-D-разъемом.

Другой вариант - это 6-контактный миниатюрный разъем для РS/2-совместимой мыши.

Мышь, использующая системную шину

Так как мышь Bus Mouse использует системную шину, обычно в комплект ее поставки входит 8-разрядная карта расширения, к которой подключается мышь при помощи стандартного 9-контактного разъема. Прежде чем приобретать такую мышь, имейте в виду, что:

- Bus Mouse позволяет не занимать последовательный порт, что обычно освобождает два интерфейса RS232 для подключения других периферийных устройств

- Для Bus Mouse нет необходимости конфигурировать адрес порта ввода/вывода и номер прерывания, так как сигнал от мыши поступает непосредственно через шину и не связан с СОМ-портами и прерываниями. Bus Mouse является хорошей альтернативой для систем, подверженных многочисленным конфликтам прерываний периферийных устройств, или для пользователя, который не хочет заниматься конфигурацией IRQ, базовых адресов и т. д.

- Из-за наличия дополнительной карты подключения такие мыши всегда стоят дороже абсолютно идентичных по типу последовательных (Serial) мышей

- Свободные последовательные порты, которые сохраняются благодаря использованию Bus Mouse, появляются ценой уменьшения свободных слотов расширения на материнской плате. Поэтому следует использовать Bus Mouse, если ее подключение не является проблемой для установки карты сканера, видеокарты, звуковой карты и других

Большинство компьютеров типа laptop и notebook (a также некоторые другие модели РС) имеют встроенные порты для Bus Mouse. Если вы имеете подобный компьютер, то, конечно же, используйте Bus Mouse. Для любителей попаять в табл. 6 приведены назначения выводов 9-контактного разъема для Bus Mouse.

Рис.7.7. Гнездо для подключения Bus Mouse

7.2.2. Оптическая мышь

Принцип работы оптической мыши немного отличается от принципа работы оптико-механической мыши. Он основан на отражении сфокусированного луча света от специального коврика, содержащего решетку темных линий. При движении мыши луч света попадает на темную линию, и отраженный луч теряет часть энергии. Сенсор фиксирует этот факт и посылает компьютеру соответствующий сигнал. Такие мыши были довольно сложны в использовании, они требовали точной ориентации манипулятора по коврику. Также повреждение коврика или его потеря приводили к неработоспособности мыши. Это привело практически к полному исчезновению первых оптических мышей из продажи.

Современная технология, реализованная в оптических мышах, делает их намного более надежными и удобными. Более того, для работы такой мыши вообще не требуется никакого коврика.

Технология современных оптических мышей была разработана компанией Agilent Technologies в конце 1999 г., однако первой воплотила ее в жизнь фирма Microsoft, создав мышь под названием IntelliMouse. Свою технологию Microsoft назвала IntelliEye (интеллектуальный глаз). Для сканирования поверхности используется миниатюрная видеокамера (CMOS-датчик), которая работает со скоростью 1500 снимков в секунду. Поскольку камера мало что "увидит" в темноте, для подсветки поверхности используется небольшой светодиод красного свечения.

Световые лучи отражаются от поверхности, попадают на датчик и превращаются в электрический сигнал. Сигнал с датчика (последовательность электронных снимков) передается на цифровой сигнальный процессор (Digital Signal Processor - DSP), который выполняет его анализ. Процессор мощностью около 18 инструкций в секунду (могут применяться процессоры как большей, так и меньшей мощности) сравнивает каждый следующий снимок с предыдущим и на основе их различий определяет направление и расстояние, на которое переместился датчик относительно сканируемой поверхности. Таким образом, принцип работы заключается в анализе последовательности изображений (рис. 20.12). Полученные данные в виде новых координат датчика процессор передает CPU, который в соответствии с полученной информацией передвигает курсор на экране монитора. Благодаря высокой частоте опроса датчика обеспечивается стабильное, плавное и точное передвижение курсора на экране монитора.

Отметим, что такие оптические мыши работают практически на любой поверхности, кроме стеклянных, зеркальных, металлических и выполненных из бархата.

Оптическая мышь имеет явные преимущества перед обычной.

• Отсутствуют движущиеся части в плоскости соприкосновения с поверхностью, что уменьшает износ и понижает шанс поломки механики, ответственной за передвижение курсора.
• Грязь не забивается во внутреннюю плоскость устройства и не мешает работе сенсоров.
• Увеличенное разрешение мыши приводит к лучшей работе; особенно это критично в графических приложениях и программах, где требуется точное введение данных при помощи мыши.
• Мышь не требует специальной поверхности, коврика.
• Теоретически не нужно проводить гигиеническую протирку коврика, шарика и мыши.

Наверное, единственный недостаток этой технологии заключается в том, что при слишком быстром перемещении оптической мыши процессор DSP не успевает обработать данные. В результате чего курсор мыши либо застывает на месте, либо пропадает с экрана и появляется совершенно не там, где бы вы ожидали его появление. Устранить этот недостаток можно за счет использования более мощного процессора и повышения частоты опроса камеры.

7.2.3. Инфракрасная мышь

Крестными отцами инфракрасной мыши стали телевизоры с дистанционным управлением. Рядом или на компьютере установлен приемник инфракрасного излучения, который кабелем соединяется с PC. Движение мыши регистрируется при помощи механики и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник.

Преимущество свободного передвижения несколько снижается имеющимся при том недостатком. Для безупречной передачи инфракрасного сигнала всегда должен быть установлен "зрительный" контакт между приемником и передатчиком. Нельзя загораживать излучатель такой мыши книгами, теплопоглощающими или другими материалами, т.к. при малой мощности сигнала мышь будет не в состоянии передать сигнал на PC.

Инфракрасные мыши оборудуются аккумулятором или обычной батарейкой. Помните, го эти аккумуляторы не подзаряжаются, как аккумуляторные батареи на материнской плате. Поэтому мы рекомендуем использовать долгоживущие литиевые батареи.

7.2.4. Радиомышь

Более интересной альтернативой является передача информации от мыши посредством радиосигнала. При этом необходимость в зрительном контакте между приемником и передатчиком отпадает. Мыши передают данные с помощью радиоволн в диапазоне 27 МГц (более поздние модели, особенно поставляемые в составе беспроводных наборов периферии, - уже 2400 МГц) на небольшой приемник, который подключен к разъему СОМ, PS/2 или USB (обычно приемник можно подключать как к порту PS/2, так и к USB. Для этого в комплект поставки включают переходник USB-PS/2.