Рождение клавиатуры

История современной компьютерной клавиатуры началась с появления простой пишущей машинки в далеком 19 веке. В 1868 году изобретатель Кристофер Латэм Шоулз (Christopher Sholes) запатентовал свою идею как совокупность символов, располагавшихся в алфавитном порядке. Как оказалось позже, это, мягко говоря, неудобно, так как редко используемые символы находились на самых используемых клавишах и наоборот. В 1890 году придумали раскладку «QWERTY», которую мы используем и до сих пор при наборе текста латинскими буквами. А русскую раскладку клавиш, как ни парадоксально, придумали в Америке в конце 19 века.

Название раскладки «QWERTY» происходит от первых шести латинских букв на клавиатуре, начиная от левого верхнего угла слева направо.

Одним из главных моментов превращения печатной машинки в компьютерную клавиатуру стало изобретение французским инженером Жаном Морисом Бодо телепечатной машины. Этот метод заменил телеграф, в котором информация кодировалась двухбитовым методом («точка-тире», а позднее «наличие сигнала – отсутствие сигнала»). В связи Бодо для кодирования букв алфавита использовался пятибитовый код, при помощи которого сложные электромеханические устройства печатали принимаемый текст на бумагу.  Такой принцип передачи получил название стартстопный. Связь была синхронной, и телеграфист должен был нажимать на кнопку только при получении специального звукового сигнала. Позднее передача данных стала асинхронной, и такой способ связи получил название «телетайп» (дословно с английского– «печать на расстоянии»). В 1920-х годах телетайп уже широко использовался для передачи финансовой и политической информации.

Первые компьютерные клавиатуры

1943 год ознаменовался появлением военного компьютера ENIAC, который произвел сильный резонанс в мире науки. Этот компьютер использовался военными для баллистических расчетов. Исходные данные он получал посредством перфокарт и телетайпных лент. Программное управление операциями осуществлялось при помощи переключения штекеров и наборных панелей.

В 1948 году начинается разработка компьютеров UNIVAC и BINAC, предназначенных не для единичного, а для более массового производства. Отдельное внимание в этих машинах было уделено устройствам ввода-вывода. Средствами ввода-вывода для них служили телетайпы, или табуляторы-перфораторы. BINAC мог записывать информацию на магнитную ленту.

Емкостная клавиатура

1960 год является переломным в истории развития  клавиатур – на рынок выходит электрическая печатная машинка. Она имела емкостную клавиатуру. Название технологии говорит само за себя – этот тип клавиатуры работает на измерении разницы емкостей конденсаторов, расположенных в устройстве. Две площадки из олова и никелированной меди, которые, кстати, никак не соединены друг с другом, формируют каждую клавишу. Рассмотрим, как это работает. Мы нажимаем клавишу – расстояние между площадками уменьшается, при этом изменяется электрическая емкость. Уменьшение емкости создает поток заряженных частиц, который обрабатывается контроллером клавиатуры, а контроллер генерирует код нажатой клавиши. Кажется долго, но при этом такая клавиатура позволяет вводить текст со скоростью до 300 символов в секунду.

Итак, вернемся к нашей печатной машинке. Главным ее плюсом стала легкость ввода текста – теперь, чтобы печатать не нужно было прикладывать столько усилий, как например, при нажатии на механические тугие клавиши на классической машинке Шоулза.

Следующий этап

 связан с развитием многопользовательских систем и появлением терминалов. ЭВМ оснащались графическими дисплеями и телетайпами.

В 1965 году компании Bell и General Electric объединились, чтобы создать принципиально новый вид многопользовательской операционной системы MULTICS, которая впоследствии привела к появлению ОС UNIX. Главной чертой проекта стало создание нового пользовательского интерфейса – видеотерминального показа. Теперь пользователи могли видеть, какой текст они набирают, и при этом имели возможность его моментально редактировать.

Примерно в конце 1970-ых и в начале 1980-ых годов производители стали выпускать ЭВМ, которые могли себе позволить не только крупные компании, но и частные лица для домашнего использования. Может, и в вашем доме когда-то стоял, например, Amiga или Spectrum. Эти компьютеры представляли собой слегка увеличенную в габаритах клавиатуру, в которую был встроен сам компьютер (процессор, ПЗУ, ОЗУ и несколько модулей для дополнительных устройств). Все это было выполнено компактно и не занимало много места. Безусловно, клавиатуры этих машин по функциям и по количеству клавиш уже значительно превосходили электрические печатные машинки.

Появление модульных ПК, которые имели возможность усовершенствования с помощью подключаемых модулей, привело к дальнейшему развитию клавиатуры. Самые яркие их представители – компьютеры компании Apple, Commandore, IBM. К компьютеру клавиатура подключалась через интерфейс Din-5. Главные компоненты, такие как процессор, ОЗУ, были спрятаны в отдельный корпус, и, соответственно, клавиатура была сделана также отдельно от них, то есть стала самостоятельным устройством.  

Недалекое прошлое

В начале 1980-х был разработан стандарт архитектуры IBM PC, компьютеры потеряли определенную марку, и уже полностью устоялся магистрально-модульный принцип построения. Теперь производители занимались не выпуском конкретных компьютеров, а изобретали и усовершенствовали все новые и новые устройства. Разумеется, это касалось и клавиатур.

В период, когда для АТ были выпущены только 286 процессоры, производители подстраивались под стандарты. Но для того чтобы хоть как-то выделиться, а может и опасаясь критики (оказывается, были еще и противники раскладки «QWERTY», которые хотели расположения в алфавитном порядке), производители начали вносить некоторые коррективы: например, была реализована смена раскладки "на лету", для этого даже придумали отдельную клавишу.

Прошло несколько лет, и производители сделали очередной шаг в сторону стандартизации клавиатуры AT. Добавилось множество новых функций, но главным отличием новой клавиатуры от предшественниц являлся блок управления. Клавиатуру можно было программировать на собственные команды. Клавиша Enter стала значительно больше, и вообще устройство стало намного удобней для использования.

Жесткоконтактная клавиатура

Производители всегда стараются удешевить и упростить производство. Производство емкостной клавиатуры являлось сложным процессом и, соответственно, достаточно дорогим. Новая технология пришла на помощь потребителю. В жесткоконтактной клавиатуре каждая клавиша работает как маленький выключатель. При нажатии клавиши в замкнутых проводниках начинает проходить электрический ток, и специальная цепь фиксирует его наличие. Далее сигнал передается микропроцессору самой клавиатуры и генерируется код, который отправляется в центральный процессор компьютера. Простота исполнения делает такой вид клавиатур очень дешевым. Например, клавиатура PCjr стала эталоном простоты. В ней даже использовались резиновые прокладки (вместо пружинок) для возвращения клавиш в исходное положение. Данная технология применяется в большинстве современных клавиатур.

Защита от пользователя

Не секрет, что лучше работается с чашкой кофе и свежей булочкой, поэтому пользователи часто закусывают перед компьютером, и, естественно, проливают сладкую жидкость и роняют жирную еду на многострадальные клавиши – они же ближе всего. От этого контактная пленка слипается, и клавиши перестают нажиматься. Производители начали делать между пленкой и клавишами еще один слой пластмассы, клавиши приобрели длинные штырьки, а отверстия для них были приподняты над поверхностью. Таким образом, залить современную клавиатуру колой – непросто, хотя, если очень постараться, все же можно.

С приходом компьютеров в торговлю и возникновением компьтерных POS-систем, клавиатуры для этих устройств стали обладать еще одним типом защиты: от злоумышленников.

На клавиатурах появились механические замки, и с помощью ключа можно было блокировать все функции клавиатуры. Это сильно повысило уровень безопасности касс с POS-системами.

Позже кроме механических замков появились и электронные- контактные и бесконтактные считыватели.