Предыдущий урок: Как работает компьютер? Часть 46. Системная шина и материнская плата — как все компоненты связаны
В прошлых главах мы разобрались, как устроен компьютер «изнутри»: мы нарисовали процессор, оперативную память, SSD, системную шину и даже материнскую плату, которая соединяет все эти части в единое целое. Мы также поговорили о том, что компьютер не живёт сам по себе — им нужно управлять, и для этого существуют устройства ввода и вывода. Сегодня начнём подробно рассматривать, как человек «общается» с компьютером, и начнём с самого привычного устройства — клавиатуры.
Каждый из нас печатал на клавиатуре тысячи раз, но мало кто задумывался, что происходит, когда мы нажимаем клавишу. На самом деле внутри клавиатуры и материнской платы запускается целая цепочка событий, и в конце концов процессор получает информацию о том, какая клавиша была нажата. Давайте разберём это шаг за шагом.
Клавиатура — это не просто набор пластмассовых кнопок. Под каждой клавишей находится контактная пластина или мембрана, которая при нажатии замыкает электрическую цепь.
Все клавиши соединены в матрицу — упрощённо это похоже на таблицу из строк и столбцов. Каждая строка и каждый столбец подключены к специальной микросхеме — контроллеру клавиатуры.
Контроллер клавиатуры — это маленький «мозг» клавиатуры. Его задача — постоянно проверять, какие клавиши нажаты. Он «сканирует» строки и столбцы матрицы, подаёт ток на строки и проверяет, на каком столбце ток замкнулся. Так он понимает, какая клавиша нажата.
Каждой клавише в клавиатуре соответствует особый код — скан-код. Когда контроллер понимает, что замкнулась, например, строка 1 и столбец 1, он сопоставляет это с таблицей внутри себя и получает код нажатой клавиши. Важно: скан-код — это не буква «Q» или «W», это просто числовой код клавиши. Например, в стандартной клавиатуре нажатие буквы «Q» даёт скан-код 0x10.
Когда контроллер определил, какая клавиша нажата, он отправляет скан-код в компьютер. Если клавиатура подключена по USB, сигнал идёт через USB-контроллер в чипсете материнской платы. Если клавиатура старая (PS/2), сигнал идёт напрямую в специальный порт на материнской плате.
Дальше данные из клавиатуры проходят через системную шину и попадают в оперативную память или сразу в специальный регистр ввода-вывода, который процессор может прочитать.
Процессор не просто получает скан-код и радуется. Он работает вместе с операционной системой. Когда приходит новый скан-код, процессор прерывает выполнение текущей программы и вызывает специальную процедуру — обработчик прерывания клавиатуры.
Этот обработчик находит таблицу соответствий: какой скан-код соответствует какой букве или действию. Например, код 0x1E превращается в символ «A». После этого символ передаётся в активное приложение — например, в текстовый редактор.
Если вы нажали комбинацию клавиш (Shift + A), то клавиатура отправляет сразу несколько событий: «нажата Shift», «нажата A». Процессор и операционная система вместе интерпретируют это как заглавную букву «A».
Теперь соберём все шаги в единый алгоритм:
- Человек нажимает клавишу на клавиатуре.
- Под клавишей замыкается контакт в матрице клавиатуры.
- Контроллер клавиатуры фиксирует, какая строка и столбец замкнулись.
- Контроллер преобразует это в скан-код.
- Скан-код отправляется в компьютер через USB или PS/2.
- Сигнал проходит через чипсет и попадает в процессор по системной шине.
- Процессор получает прерывание и запускает обработчик клавиатуры.
- Обработчик переводит скан-код в символ (например, 0x1E → «A»).
- Символ передаётся в приложение (например, в текстовый редактор).
- На экране появляется буква «A».
Есть ещё один важный момент: клавиатура отправляет не только сигнал о том, что клавиша нажата, но и о том, что она отпущена. Для этого используются разные скан-коды: один для «press», другой для «release». Это позволяет, например, удерживать Shift или Ctrl и понимать, когда они отпущены.
Мы разобрали, как работает клавиатура изнутри. Обычное нажатие клавиши запускает целую цепочку событий: от замыкания контактов в матрице до появления буквы на экране. Главные участники этой цепочки — матрица клавиш, контроллер клавиатуры, системная шина, процессор и операционная система.
Теперь, когда вы нажимаете любую клавишу, помните: это не просто «кнопка на пластике», а целая система сигналов и преобразований, которая позволяет человеку и компьютеру понимать друг друга.
Спасибо за внимание!
Следующий урок: Как работает компьютер? Часть 48. Мышь: движение превращается в координаты.
Если вам интересно копать глубже, разбирать реальные кейсы и получать знания, которых нет в открытом доступе — вам в IT Extra Premium.
Что внутри?
✅ Закрытые публикации: Детальные руководства, разборы сложных тем (например, архитектура высоконагруженных систем, глубокий анализ уязвимостей, оптимизация кода, полезные инструменты и объяснения сложных тем простым и понятным языком).
✅ Конкретные инструкции: Пошаговые мануалы, которые вы сможете применить на практике уже сегодня.
✅ Без рекламы и воды: Только суть, только концентрат полезной информации.
✅ Ранний доступ: Читайте новые материалы первыми.
Это — ваш личный доступ к экспертизе, упакованной в понятный формат. Не просто теория, а инструменты для роста.
👉 Переходите на Premium и начните читать то, о чем другие только догадываются.
👍 Ставьте лайки если хотите разбор других интересных тем.
👉 Подписывайся на IT Extra на Дзен чтобы не пропустить следующие статьи
👇
Понравилась статья? В нашем Telegram-канале ITextra мы каждый день делимся такими же понятными объяснениями, а также свежими новостями и полезными инструментами. Подписывайтесь, чтобы прокачивать свои IT-знания всего за 2 минуты в день!