Tipkovnica i Miš; čipset računala

TIPKOVNICA je najčešći ulazni uređaj računala opće namjene. Tipkovnica je kao uređaj za unos podataka 'meta' je svakodnevnog rada. Predstavlja uz miša osnovni ulazni uređaj za komunikaciji s računalom opće namijene kao što je PC. Uopćeno, predstavlja elektromehanički pretvarač koji mehaničke pokrete jedne tipke ili kombinacije više tipki pretvara u slijed električnih impulsa. S računalom tipkovnica se uglavnom spaja preko DIN priključka, PS/2 priključka, USB priključka i infracrvenog ili radio primo-predajnika. Čini se da će USB prevladati kao nekakva standardna konfiguracija.

Raspored slova na tipkovnici može se programski kontrolirati sa za tu svrhu kreiranim programima tzv. DRIVER-ima (pogonitelj ili upravljač - u ovom slučaju za tipkovnicu).

Sam raspored tipki svrstan je u četiri grupe:

1.) Tipke SLOVIŠTA, slova, znamenke i posebni znakovi. 2.) NUMERIČKE tipke, izdvojene desno od slovišta. 3.) FUNKCIJSKE tipke, povrh tipki slovišta (F1-F12). 4.) Tipke UPRAVLJANJA, između slovišta i numeričkih tipki.

Slika 3.3.35 Standardna tipkovnica PC računala.

Postoje i drugačije verzije rasporeda tipki, no verzija prikazana na slici 3.3.35 najčešće je u uporabi. Prikazana verzija može u ovisnosti o izvedbi sadržavati 104 ili 105 tipki, ovisno o tržištu (standardu) za koje je namijenjena tipkovnica. Pritiskom tipke tipkovnice ostvaruje se električni kontakt u mreži vodiča sličnoj organizaciji ROM-a, temeljem čega logička kola tipkovnice prepoznaju o kojoj je tipki riječ i šalju odgovarajuću kodnu kombinaciju upravljaču tipkovnice u računalu. Kod je prilagođen za rad s tipkovnicom i nije nijedan od dosad navedenih. Sam upravljač tipkovnice povremeno očitava izlaz logičkih sklopova tipkovnice da utvrdi ima li za njega kakvih promjena. Upravljač tipkovnice i njegov U / I kanal dio su matične ploče računala. Novije tipkovnice imaju dodatni set tipki za gašenje računala i još poneke zadaće od kojih je interesantna tipka koja numeričkom setu dodaje nove funkcije za aktiviranje programske potpore za poštu, kalkulator u drugo. To su uglavnom odnosi na Windows programsku potporu.

Raspored tipki prikazan na slici 3.3.35 naziva se QWERTY (QWERTZ), prema znakovima u jednom od redova slovišta. Ovaj raspored je nastao sa ciljem usporavanja tipkanja jer su se prvi mehanički pisaći strojevi često zaglavljivali. Razvojem pisaćih strojeva i elektroničkih računala navedeno usporavanje postalo je nedostatak i smetnja bržem pisanju. Usprkos tome navika uporabe ovog rasporeda tipki na tipkovnici je prevladala. Mnogo povoljniji raspored tipki glede brzine tipkanja je DVORAK (naziv prema jednom od autora - August Dvorak i William Dealey), postavljen tako da su učestalije korišteni znakovi smješteni bliže jedan drugom, prema Engleskom jeziku, naravno. Tako se na mjestu znakova q,w,e,r,t,y nalaze znakovi ",<,>,p,y,f, a na mjestu znakova a,s,d,f,g nalaze znakovi a,o,e,u,i. No svoju implementaciju ovaj raspored nije zasad doživio unatoč bržem tipkanju čak do 75%. Standard je uspostavljen još u prvoj polovini prošlog stoljeća. Rezultati istraživanja pokazali su da ruka daktilografa u prosječnom dnevnom radu na QWERTY tipkovnici napravi put između 25 km i 30 km, dok na Dvorakovoj tipkovnici napravi put manji od 2 km. Autor ovih redaka ovaj raspored tipki vidio je u primjeni samo jednom na prijenosnom računalu firme Apple; znakovi na tipkama nisu bili otisnuti kao alternativne oznake. Znati koristiti računalo vjerojatno ne podrazumijeva i znati brzo tipkati.

Većina operativnih sustava ima osobitost da se pomoću uporabe kombinacije određenih tipki može ostvariti neka radnja kao izvršavanje neke komande ili slično. Kombinacije tipki u ovu svrhu nazivaju se TIPKOVNIČKE KRATICE (keyboard shortcut) i najosnovnije su objašnjene u prilogu h). Iako su kombinacije tipki od vrlo velike pomoći, učinkovito korištenje računala današnjice nezamislivo je bez MIŠA (mouse).

Osnovna zadaća MIŠA je da se u skladu s njegovim pomicanjem pomiče strelica-pokazivač (pointer) na zaslonu monitora i kad se pokazivač poklopi s prikazanim likom na zaslonu moguće je ostvariti nekakvu akciju pritiskom na jedni od tipki miša; lijevu (L), srednju s kotačićem (K) ili desnu (D). Miš prema računalu šalje nekakve podatke te se stoga svrstava u grupu ulaznih uređaja računala. S računalom miš se može spojiti na razne načine, preko serijskog priključka (COM), PS/2 priključka, USB priključka i infracrvenog ili radio primo-predajnika, ali je izgledno da će USB prevladati kao nekakva standardna konfiguracija. Mehanizam prijenosa podataka o kretanju miša prenosi se pomoću senzora pokreta za praćenje dva smjera kretanja, kako prikazuje presjek na narednoj slici.

Slika** 3.3.36 Miš s kuglicom / Optički miš / Touchpad. ( + / - )

Pokretanjem miša okreće se je kugla koja svoje okretanje prenosi na dva valjka koji na osovini imaju disk s rupicama. Kako se disk okreće svjetleća dioda (LED) osvjetljava senzor i ugrađena elektronika na osnovu podataka primljenih od senzora prepoznaje kojom brzinom i u kojem smjeru se okreće disk s rupicama. Jednim senzorom prati se vertikalna os zaslona a drugim horizontalna os. Obrađene podatke elektronički sklop šalje računalu. Nedostatak prikazane koncepcija je često prljanje valjaka i potreba za ujednačenom i prikladnom podlogom po kojoj se miš pomiče kako bi se ostvarilo bolje trenje između kugle i podloge.

Nova generacija miševa za detekciju kretanja koriste kameru koja analizira sliku podloge i prati u kom smjeru se odvijaju promjene. Elektronički sklop je složeniji, ali u eri sve minijaturnije i moćnije elektronike ovo rješenje je posve jeftino. Obrađene podatke elektronički sklop šalje računalu u istoj formi kao u prethodnom slučaju s kuglicom. Ovakav 'optički' miš (slika 3.3.36b) obično ima i nekakvo LED osvjetljenje podloge da bi slika koju kamera dobiva bila uporabljivija. Optički miševi ne zahtijevaju posebne podloge, ali im smeta reflektirajuća podloga poput stakla. No za igrače se izrađuju posebne podloge i miševi s još dodatnih tipki, što u suštini ne mijenja koncepciju. Umjesto LED osvjetljenja koristi se i LASERSKO osvjetljavanje podloge, koje omogućava dobivanje slike finije rezolucije te time i preciznije navođenje miša.

U uporabi se još koristi TRACKBALL, mehanizam s kuglom koji se montira na tipkovnicu, pokretno računalo (laptop) ili u zasebno kućište što je ustvari koncept izvrnutog miša s kuglom. No za prijenosno računalo ovo nije praktično rješenje te se u posljednje vrijeme ugrađuju površine osjetljive na dodir (TOUCHPAD) uz koje se pridodaju potrebne tipke, kako je prikazano u primjeru prikazanom na slici 3.3.36c. Ima rješenja koja u potpunosti sliče na malu igraču palicu. Igrača palica ili igrača konzola također spadaju u ulazne uređaje računala.

Da bi sve komponente računala i priključeni mu uređaji mogli uspješno funkcionirati kao jedna jedinstvena zajednička cjelina brine se skup elektroničkih logičkih komponenti objedinjenih u jednom ili više integriranih krugova nazvan ČIPSET (CHIPSET), kojima je zadaća uspješno upravljanje i razmjena podataka između pojedinih uređaja unutar računala i dodatnih priključenih uređaja. Raznolikost po konstrukciji i funkciji prvenstveno je vezana uz vrstu procesora. Vodeći proizvođači u PC svijetu su INTEL, AMD (Advanced Micro Devices), VIA, Ali (Acer Labs Inc.) i SIS (Silicon Integrated Systems). Ostali proizvođači kao SUN ili SILICON GRAPHICS dizajniraju, proizvode ili naručuju chipset-ove prema vlastitim potrebama.

U osnovi chipset se sastoji od integriranih krugova sa sustavima za potporu grafičkim resursima i perifernim uređajima. Promatrano kao dvije temeljne cjeline može se prikazati kao na narednoj slici.

Slika* 3.3.37 Blok shema chipset-a starije i novije generacije / Chipsets. ( + / - )

Cijeli taj set logike, kako se sa slike vidi, podijeljen je na dva dijela:

• North Bridge
  Bavi se nadzorom procesora, radne memorije i grafičkog podsustava i koji je po mogućnostima i funkcijama bitan za brzinu obrade podataka. Radna frekvencija 4x AGP porta je 4×66 MHz = 266 MHz, dakle uređajima koji su po brzini prijenosa podataka jako zahtjevni.
  
  
• South Bridge
  Brine za rad s internim i vanjskim uređajima računala i koji su funkcijski slični jer pristupaju uglavnom standardiziranim uređajima, a po brzini prijenosa podataka nisu jako zahtjevni.

Chipset na slici 3.3.37 podržava komunikaciju s PCI i ISA uređajima te PATA 33/66/100 standard za komunikaciju s tvrdim diskom. Ima ugrađenu internu grafičku potporu uz 2D i 3D ubrzavanje koja se može nadopuniti dodatnim SDRAM-om ili se može ugraditi neka druga grafička kartica. Podržava uobičajeni NTSC i PAL TV standardni izlaz što ga uz potporu DVD programskoj potpori čini interesantnim multimedijskim rješenjem. Značajna je potpora USB uređajima (modem, miš, tipkovnica, kamere, scaner-i ...) koji se kroz brzu jednostavnu sabirnicu (do 12 Mbps - megabit-a u sekundi) u HUB arhitekturi mogu jednostavno povezati s računalom bez njegovog gašenja (hot plugging). USB standard podržava do 127 vanjskih uređaja uz PnP (Plug aNd Play) način podešavanja dinamički. Uređaji za mrežnu potporu zasnovani na AMR/CNR (Audio-Modem Riser / Communication and Network Riser) konceptu za modemsku i LAN komunikaciju nisu u praksi saživjeli.

Nazivi čipova (sjeverni i južni čip) najvjerojatnije su im dodijeljen prema njihovim položajima u blok-shemi (mapi) rada. Broj PCI utora te mogući priključeni uređaji samo je načelno prikazan. Konstrukcija matične ploče, iako je moguće ugrađen isti chipset, može se značajno razlikovati. Ploče s manje elemenata i priključaka koristiti će se u malim 'desktop' kućištima dok će ploče s više elemenata i na primjer s podrškom za dva procesora biti veće u ugrađivati će se u velika 'tower' kućišta. Novija inačica chipset-a koja podržava PCI i PCI-Express tehnologiju prikazana je u poglavlju 3.5.2, a inačice koje podržavaju PCI-Express tehnologiju novije generacije prikazane su u poglavlju 3.5.10. Opisi u poglavljima prema kojima vode spojnice slike matičnih ploča pokazuju da sama dva prethodno prikazana čipa nisu dovoljna da bi se obavile sve zadaće potrebne za funkcionalan rad računala.

• PCH (Platform Controller Hub)
  Noviji koncept čipseta gdje je više dominira uporaba novijih tehnologija, a time je veća računalna moć. U nastavku u opisu PC računala opisani su razvojni koncepti tijekom vremena, koji prvenstveno ovise i primjenjenom litografskom procesu prilikom izrade čipova. Zadaće 'North Bridge' podjeljene su na mikroprocesor i prošireni 'South Bridge', sada nazvan PCH. Povećanje pojedinih likova na slici ilustrira povećanje računalne moći pojedinih komponenti. PCI-Express postaje u potpunosti prava brza sabirnica računala, a periferni uređaji se u osnovi spajaju USB tehnologijim koja u novijim verzijama omogućava velike brzine komunikacije.

SAŽETAK:

Neupitno je da CRT monitori odlaze u mirovinu. Kako je već navedeno LCD tehnologija ima nedostatak u vidnom polju koji pojedine firme riješe uspješnije od drugih, pa je prije nabave dobro malo 'razgledati' pojedine vrste monitora. Osim navedenog imaju problem i s 'crnom bojom'. Naime, ako je upravljački signal takav da svijetlo ne prolazi, filtri nisu u stanju u potpunosti spriječiti prolaz svijetla te se ne može dobiti posve 'crna boja'. Kako ima mnogo tranzistora koji nadziru sliku, tijekom postupka izrade zna se dogoditi da neki od dijelova piksela (jedan od tranzistora u triodi) posve propuštaju ili ne propuštaju svijetlo, što se manifestira kao stalna crna točka ili svijetla točka neke osnovne boje, jer je upravljački tranzistor neispravan. Rijetko koji proizvođač nudi LCD monitore bez ijednog defektnog piksela (zero-pixel-defect warranty). Polarizirajući filtar uz izvor svijetla na slici 3.3.29c i 3.3.29d ne stoje u istom položaju, odnosno postavljeni su okomito ili horizontalno. U praksi je češći slučaj da je izlazni filtar okomit kao na slici 3.3.29d. LCD tehnologija koristi sličan efekt za prikaz znamenki na malim kalkulatorima. Razlika je u tome što kalkulatori nemaju pozadinsko osvjetljenje, već se koristi efekt refleksije svijetla od pozadine. Navedeni efekt koriste prenosivi mjerni instrumenti ili ručni satovi. Ako nema vanjskog svijetla ništa se ne vidi. Zato satovi imaju ugrađenu malu lampicu koja se može po potrebi upaliti.

LCD, plazma i OLED monitori koriste DIGITALNO upravljanje elementima slike što eliminira potrebu digitalno-analogne pretvorbe u grafičkom sustavu glede prikaza slike. No signal slike je ANALOGAN, bez obzira da li je izvorno takav doveden ili je pretvoren u analogni oblik iz digitalno dobivenih podataka. LCD i OLED monitori imaju bolji kontrast i svjetloću od CRT monitora ali je kakvoća slike dobra jedino na nativnoj rezoluciji monitora, u protivno slika je 'razmazana'. Kako fizički broj trioda po horizontali i vertikali definira radnu rezoluciju, treba paziti pri izboru monitora da se ne izabere mali zaslon (recimo 15") s vrlo velikom rezolucijom (recimo 1600×1200) jer su tada prikazana slova naporno mala. Da bi se iskoristile osobitosti digitalnog video signala, monitori i grafička kartica moraju imati mogućnost prijenosa i obrade ovakvih signala, što se pozna po tome ako imaju ugrađen DVI 29 pin-ski konektor (Digital Visual Interface). Razne verzije DVI sučelja u stanju su komunicirati s analognim prijenosom podataka, digitalnim prijenosom podataka, ili na oba način od kojih se izabere jedan. Bolji LCD monitori imaju elektroničke sklopove i priključke za VGA i DVI sučelje. Multimedijski zahtjevi, prijenos signala slike i tona istim priključnim vodom, doprinose razvoju i široj uporabi HDMI (High Definition Multimedia Interface) standarda i priključaka kako bi se međusobno po funkciji različiti multimedijski uređaji lakše povezali.

Ponekad je potrebno prikaz sa zaslona prenijeti na veću udaljenost, na primjer kad su u pitanju PROJEKTORI. Tada je jedno od rješenja naručiti video-kabel potrebne duljine u kojem će se prema duljini izvršiti odgovarajuća kompenzacija glede narušavanja prilagođenosti prijenosa signala slike. Moguće rješenje je uporaba VGA-UTP EXTENDER-a koji omogućava sa svojim prijamnim i predajnim dijelom da se slika sa zaslona monitora prenese do projektora udaljenog i preko 100 m od računala preko mrežnog UTP kabela CAT5. Neka od rješenja mogu prenijeti i video signal kvalitete HD1080.

Paleta ulaznih i izlaznih uređaja svakodnevno je sve veća i po funkciji raznolikija i sve češće ima objedinjene obje funkcije. U kontekstu opisanih zadaća mreža kartica računala (NIC - Network Interface Card) je ulazno/izlazni uređaj jer ostvaruje dvosmjernu komunikaciju bilo izmjenično ili istovremeno (half-duplex ili full-duplex) s mrežnim uređajem. Navedeno se može ustvrditi i za BLUETOOTH.