Klaviatuur (infotehnoloogia)

Sõrmistik põhiliselt Saksamaal ja Kesk-Euroopas kasutusel oleva QWERTZ-asetusega

Sõrmistikul tippimine

Sõrmistik ehk klaviatuur on riistvaraline arvuti juhtimis- või andmesisestusvahend. See kasutab sõrmedega vajutatavaid klahve ehk sõrmiseid, mis töötavad kas mehaaniliste hoobade või elektriliste lülititena.

Vaatamata selliste sisendseadmete arengule nagu arvutihiir ja puutetundlik ekraan ning arvutustehnika kiiruse kasvule, on klaviatuur jäänud enimkasutatavaks ja mitmekülgseimaks seadmeks, mis võimaldab inimestel arvutiga suhelda.

Tavaliselt on klaviatuuri klahvidele tähemärgid peale graveeritud ja igale nupuvajutusele vastab kindel sümbol. Mõned sümbolid vajavad aga mitme klahvi korraga vajutamist või allhoidmist või kindlas järjekorras nuppude vajutamist. Kuigi enamiku sõrmiste vajutamise tulemuseks on tähed, numbrid või muud sümbolid, leidub nuppe ja klahvikombinatsioone, mis edastavad arvutile teistsuguseid käsklusi.

Klahvivajutus trükib teatud märgi tekstitöötlusprogrammi või siis jäetakse kogu klahvikombinatsioonide ja nuppude vajutamise tagajärjel ekraanile tekkima pidava teksti tõlgendustöö tarkvarale. Arvutisõrmistik eristab kõik klahvivajutused ja edastab need seejärel tekstitöötlustarkvarale. Sõrmistikku kasutatakse ka otse arvuti operatsioonisüsteemiga suhtlemisel ja käskluste jagamisel käsurea vahendusel.

Klaviatuuri võib vaadelda ka seadmena, mis vahendab kasutaja tahte seadmele.

Standardid

Traditsioonilised sõrmistikud

Tavalistel traditsiooniliste tähemärkidega sõrmistike klahvidel on 19,05 mm suurune kese ja olenevalt sõrmistikust tavaliselt 2,79–3,81 mm pikkune liikumisteekond tavaolekust käskluse edastamiseni. Lauaarvutites kasutatavatel ameerikapärase nupuasetusega 101 või 104 klahviga Windowsi sõrmistikel on tähestiku tähed, kirjavahemärgid (põhiklahvide hulgas), numbrid, käsu- ja eriklahvid, kursoriklahvid ning funktsiooniklahvid. Rahvusvaheliselt tuntumatel 102 või 105 klahviga sõrmistikel on vasakpoolne shift- ehk registriklahv veidi väiksem ja selle kõrval on lisaks üks mitme sümboliga klahv. Ka enter- ehk sisestusklahv on nendel teistsuguse kujuga. Sõrmistikud meenutavad elektriliste trükimasinate omi, kuid neil on veidi rohkem sõrmiseid.

Traditsioonilistel personaalaarvuti arvutisõrmistikel on enamasti USB, lilla PS/2 (9,5 mm läbimõõdduga 6-klemmiga mini-DIN) või 5 klemmiga DIN 41524 liides arvutiga ühendamiseks.

5-klemmiga DIN 41524 pistik

Üleminekud USB-PS/2

Sülearvuti sõrmistikud

Sülearvutite sõrmistikel on sõrmise liikumisteekond lühem kui lauaarvuti sõrmistikul ja sõrmiste arvu on sülearvutite sõrmistikel vähendatud (tavaliselt on seal 85–86 klahvi). Neil ei pruugi olla paremal ääres numbriklahve ning funktsiooniklahvid, käsuklahvid ja kursoriklahvid võivad paikneda teistmoodi kui tavasuuruses sõrmistikel.

Numbriklahvistik

Numbrisõrmistik

Numbriklahvide (inglise keeles numeric keypad) hulka loetakse numbrid, aritmeetikasümbolid liitmise, lahutamise, korrutamise ja jagamise jaoks, komakohtade eraldaja (inglise keeles Punkt), mõned kursorijuhtimise klahvid, lukustusklahv Num Lock ning mõned käsuklahvid. Numbrisõrmistik on tavalistel sõrmistikel paremal äärel ja seda kasutatakse arvude sisestamiseks. Kasutusel on ka universaalse järjestiksiini (Universal Serial Bus ehk USB) standardi abil arvuti külge ühendatavad sõrmistikud, mida kasutatakse andmete sisestamiseks väiksemate, näiteks sülearvutite sõrmistike kõrval, millel puuduvad tavasuuruses sõrmistikel paremal ääres olevad numbriklahvid. Sellistel sõrmistikel kasutatakse järgmisi klahve:

• aritmeetilised operaatorid nagu näiteks +, -, *, /
• numbrid 0–9
• navigatsiooniklahvid (kursorklahvid) nagu Home, End, PgUp, PgDown jne.
• Num Lock, mida kasutatakse numbriklahvistiku sisse-välja lülitamiseks
• Enter.

Tähtede asetus

QWERTY-sõrmistik

Kasutusel on mitu asetust, mis erinevad tähe-, numbri- ja kirjavahemärgisõrmiste paiknemise poolest. Asetuste paljusus tuleneb kasutajate erinevusest: eri keeltes on eri tähed, mis on vaja selle keele kasutaja jaoks sõrmistikule paigutada. Osa asetusi on loodud valdkonnaspetsiifiliste terminite või käskluste hõlpsamaks kasutamiseks, näiteks programmeerimise või raamatupidamise jaoks.

Enim levinud on QWERTY-asetus. See leiutati mehaaniliste kirjutusmasinate ajastul. Tollal olid kirjutusmasinatel tähed hoobade küljes, mis pidid saama vabalt liikuda, et lehele märke jätta. Kui vajutati klahve, mis kõrvuti olevaid hoobasid liigutasid, kiilusid hoovad tihti kinni. Leiutaja Christopher Sholes arendas välja klahvide QWERTY-asetuse, millel sageli kõrvuti kasutatavad tähed ei asetsenud hoobade kinnikiilumise vähendamiseks kõrvuti. Arvutite tulekuga kinnikiilumise probleem kadus, kuid QWERTY-asetus oli juba nii levinud, et seda hakati kasutama ka elektroonilistel sõrmistikel. Alternatiivsed asetused, nagu Dvoraki lihtsustatud sõrmistik või Colemak, ei ole eriti levinud.

QWERTZ-asetus on kasutusel põhiliselt Kesk-Euroopas, eelkõige Saksamaal. QWERTY- ja QWERTZ-asetuse põhiline erinevus seisneb Y- ja Z-klahvi asukoha vahetuses. Samuti on mõned märgid, näiteks sulud, asendatud riigikeelele iseloomulike märkidega.

AZERTY-sõrmistik

Eri riikides on kasutusel eri sõrmistikuasetused. Nendel on vastavas riigis kasutatavate tähtede jaoks kas eraldi klahvid või spetsiaalsed klahvikombinatsioonid. Näiteks hispaania keelt kõnelevates riikides kasutamiseks mõeldud sõrmistikel on asetust muudetud, et ruumi oleks ka tähtede Ñ ja ñ jaoks. Prantsuse keelt kõnelevates maades on ruumi tehtud tähtedele Ç ja ç.

AZERTY-asetus on kasutuses eelkõige Belgias ja Prantsusmaal ning mõnes nende naaberriigis. Selle asetuse erinevus QWERTY-asetusest on tähtede A ja Q asukoha vahetus, Z ja W vahetus ning M-täht on N-i kõrvalt L-i kõrvale viidud. Numbriklahvide asukoht on jäänud samaks, kuid ekraanile kuvamiseks tuleb numbriklahvide vajutamise ajal all hoida shift-klahvi. Numbriklahvid on ilma shift-klahvi all hoidmata kasutusel rõhu määramise klahvidena.

Paljudel Aasias kasutatavatel sõrmistikel on eriklahvid, millega ladina tähestikku vastavas riigis kasutusel oleva kirjasüsteemi vastu vahetada. Neid kasutatakse näiteks Jaapanis, et jaapani kirjasüsteemi ja ladina tähestiku vahel ümber lülituda. Jaapanis on veel sõrmistikul Jaapani jeeni tähistav ¥ kurakaldkriipsu "\" asemel. Araabia maades on samuti kasutusel klahvid araabia ja ladina kirja vaheliseks ümberlülitumiseks.

Eesti paigutusega sõrmistik

Kanada kakskeelsetes piirkondades, eriti prantsuse keelt kõnelevas Québeci provintsis kohtab sõrmistikke, mis võimaldavad inglise ja prantsuse asetuse vahel ümber lülituda. Mõlemad neist kasutavad QWERTY-paigutust, kuid prantsuse asetusel saab ka tähed é ja à ühe klahvivajutusega ekraanile kuvada.

Esimene eesti tähtedega sõrmistik sülearvutitele ilmus 2002. aastal, kui MicroLink hakkas Eestis sülearvuteid kokku panema.

Klahvide tüübid

Tähe- ja numbriklahvid

Tähestiku tähed, numbrid ja kirjavahemärgid on sõrmistikel kasutusel nii nagu ikka trükimasinatel: vastava sümboliga klahvi vajutades ilmub sama sümbol teksti- või andmetöötlusprogrammi või mistahes muu tekstiredaktori vahendusel ekraanile. Paljudele nendest klahvidest vastab aga veel muid sümboleid või tähti, kui vajutamise hetkel all hoida shift-klahvi. Tähestiku tähti kujutavatel klahvidel on nendeks suurtähed, numbrisõrmistel erisümbolid ja kirjavahemärgid. Mõnel klahvil on lausa mitu funktsiooni, kui nende vajutamise hetkel all hoida käsuklahve.

Tühikuklahv on sõrmistiku klahvidest kõige laiem ning nagu põhiklahvid, oli tühikuklahvgi kasutusel juba mehaanilistel trükimasinatel. Selle klahvi eesmärk on trükkimise ajal teiste märkide vahele tühja ruumi sisestamine. Tühikuklahv on küllalt suur, et seda oleks trükkimise ajal väga kerge ja mugav ükskõik kumma käe pöidlaga vajutada. Olenevalt operatsioonisüsteemist võib tühikuklahvki täita mõne käsuklahviga koos vajutades muud ülesannet, nagu näiteks aktiivse akna suuruse muutmine või selle sulgemine. Arvutimängudes või muudes rakendusprogrammides täidab tühikuklahv lisaks tavalisele kasutusele hulgaliselt muidki ülesandeid, näiteks hüppamine või märgete lisamine lahtritesse. Samuti kasutatakse seda video vaatamisel video peatamiseks ja video vaatamise jätkamiseks.

Käsuklahvid

Käsuklahvid (inglise keeles modifier keys) muudavad teiste klahvide vajutamisel tekkivaid sümboleid, kui neid koos vastava klahviga kasutada. Näiteks kui klahvi <F4> vajutamisel üldjuhul mingit tagajärge ei ole (kui sellele klahvile ei ole määratud kindlat ülesannet), siis klahve <Alt> ja <F4> koos vajutades suleb Windows aktiivse akna või programmi. Samuti ei tee <Alt>-klahv üksi kasutades mitte midagi.

Kõige rohkem kasutatakse käsuklahvidest Control-klahvi (Ctrl) ehk juhtklahvi. Seda kasutatakse ainult koos teiste klahvidega, et täita rakendusprogrammi või operatsioonisüsteemi funktsioone või käske.

Shift-klahv ehk registriklahv muudab registrirežiimi. Seda all hoides saab sisestada klahvil oleva ülemise märgi.

Alt-klahv ehk muuteklahv muudab teiste klahvide talitlust. Seda kasutatakse rakendusprogrammides kas üksikult või koos teiste klahvidega mitmel eesmärgil ja seega sõltub tema ülesanne programmist. Alt-klahvi all hoides saab avada menüüsid, vajutades menüü nimes allajoonitud tähe klahvi. Lisaks on klahv Alt Gr, mille abil saab kasutada tähti ja sümboleid nendel klahvidel, millele on trükitud kolm kujutist.

Windowsi sõrmistikel on käsuklahvide hulgas Windows-klahv, mida kasutatakse stardimenüü avamiseks. Seda klahvi saab kasutada koos teistegi klahvidega, näiteks Windows-klahvi all hoides ja D-klahvi vajutades kuvatakse töölaud, aga Windows-klahvi all hoides ja Break-nuppu vajutades avatakse aken System Properties(süsteemi atribuudid).

Sülearvutite sõrmistikel, mis on lauaarvutite sõrmistikest väiksemad, on tihti oluline käsuklahv funktsionaalklahv Fn. Kuna sõrmiseid on vähem, võimaldab funktsionaalklahv koos teiste sõrmistega selliseidki märke ja käsklusi sisestada, mis muidu sõrmistikule ei mahuks. Nii näiteks saab Fn-klahvi teiste klahvidega samal ajal vajutades tavaliselt reguleerida ekraani heledust, hääletugevust, värvikontrasti ja muud.

Enter-klahvi peamine ülesanne on tavaliselt käskluse lõpuleviimine, mis väljendub teksti edastamises või programmi käivitamises. Tekstitöötlusprogrammides tekitab Enteri vajutamine reavahetuse või tühja vaherea. Dialoogiakendes saab Enter-klahvi abil valikut kinnitada.

Navigatsiooniklahvid

Kõige levinum kursorijuhtimise klahvide paigutus sõrmistikul

Navigatsiooniklahvide ehk kursorijuhtimise klahvide eesmärk on kursori asukoha muutmine ekraanil.

Nooleklahvid liigutavad kursorit sõrmisel kujutatud suunas, leheküljel navigeerimise klahvid Page Up ja Page Down liigutavad kursori vastavalt üles (eelmisele leheküljele) ja alla (järgmisele leheküljele). Home viib kursori tagasi rea algusesse, End rea lõppu. Kui End vajutatakse koos Ctrl-klahviga, liigub kursor dokumendi lõppu. Delete kustutab aktiivse faili või programmi, tekstitöötluses aga kursorist vahetult paremale jääva sümboli. Backspace kustutab kursorist vasakul oleva sümboli.

Insert on ümberlülitusklahv. Selle iga vajutus lülitab sisestuse ümber teise režiimi. Ülekirjutusrežiimi korral asendab sisestatav märk kursorist paremal oleva märgi sellega, mis sõrmistikult sisestati. Lisamisrežiimis lisatakse uus märk kursori ette ja ülejäänud tekst nihutatakse paremale.

Tab-klahv viib kursori järgmise tabulatsioonimärgini ehk kui kursor asub rea alguses, siis teeb teksti taandrea. Dialoogiaknas saab Tab-klahviga valikute vahel liikuda. Tabelis viib selle sõrmise vajutamine kursori järgmisse lahtrisse.

Lukustusklahvid

Lukustusklahvid on Scroll Lock, Num Lock ja Caps Lock. Nende olekut näitavad tavaliselt kolm sõrmistiku ülaosas asuvat märgutuld.

Scroll Locki kasutatakse väga harva ja paljudel uuematel sõrmistikel seda klahvi pole. Selle eesmärk oli esialgu kerimisrežiimi lukustamine, tänapäeva tekstitöötlustarkvara seda enamasti aga ei kasuta. Scroll Lock pidi algselt muutma ka veidi nooleklahvide käitumist: kui see oli sisse lülitatud, sai nooleklahvide abil soovitud suunas kerida, ilma et oleks vaja kursorit liigutada. Nüüdseks on Scroll Locki kasutamine muutunud väga haruldaseks ja väga vähesed uuema aja programmid (Microsoft Excel, FL Studio, Lotus Notes) kasutavad seda.

Num Lock ehk numbrilukustusklahv on mõeldud numbriklahvistiku režiimi muutmiseks. Numbriklahvidel on kaks režiimi: numbrite sisestamine ja kursori juhtimine.

Caps Lock ehk registrilukustusklahv ehk suurtäheklahv muudab sisestatud tähed vaikimisi suurtähtedeks. Suurtäherežiimis Shifti all hoides saab sisestada väiketähti.

Eriklahvid

Sys Rq ja Print Screen-käskude jaoks on enamasti kasutusel ühine klahv. Sys Rq oli vanades arvutites nii-öelda paanikanupp, mille eesmärk oli kokkujooksmise korral arvuti olek taastada. Print Screen-nupu ülesanne oli kogu ekraani pildi jäädvustamine ja selle printerile saatmine. Nüüd kopeerib see lihtsalt ekraanipildi vahemällu.

Break/Pause-klahvi tähtsus on samuti aastatega muutunud. See pärineb ajast, kui oli vajadus klahvi järele, mis saadaks käsureale ajutise katkestuse. Enam sellel klahvil aga kindlat eesmärki ei ole, kuigi seda võib kasutada programmi töö lõpetamiseks või modemi ühenduse katkestamiseks.

Programmeerimises, eriti vanas DOS-iaegses BASIC-keeles, Pascalis ja C-s kasutatakse Breaki koos Ctrliga programmi töö katkestamiseks. Seda klahvi kasutatakse ka näiteks Linuxis ja mitmes DOS-i programmis samal eesmärgil kui <Ctrl>+<C>. Uuematel sõrmistikel on selle klahvi nimi Pause/Break ja enamikus Windowsi keskkondades toob Windows-klahvi ja Pause samaaegne vajutamine ette süsteemiatribuutide akna.

Esc-klahvi kasutatakse paoklahvina. See asub sõrmistiku vasakul üleval nurgas ja olenevalt tarkvarast saadab selle vajutus üldjuhul aktiivsele rakendusele Stop, Quit, Exit, Cancel või mõne sarnase käskluse ehk katkestab korralduse täitmise, tühistab tehtud valiku või väljub rakendusprogrammist. Kõige sagedamini kasutatakse seda veebibrauserites oleva Stop-nupuna. Siis peatab Esc veebilehe laadimise.

Funktsiooniklahvid

Funktsiooniklahvid on klahvid <F1> kuni <F12> ja nende otstarve sõltub täielikult tarkvarast. Paljudes programmides avab näiteks klahvi <F1> vajutamine abiinfo Help akna ja Microsoft Office’i programmides kordab <F4> viimati sooritatud tegevust. <F5> on tavaliselt kasutusel refresh- ehk värskendusklahvina.

Muud klahvid

Lisaks põhiklahvidele, numbriklahvidele, kursorijuhtimise klahvidele, käsu- ja eriklahvidele, mis on olemas enamikul tavasõrmistikel, võib klaviatuuridel olla Power key, mis võimaldab sõrmistiku vahendusel arvutit sisse ja välja lülitada, Sleep key, mis viib arvuti unerežiimi, kus voolutarbimine on palju väiksem, ning Wake key, mille abil saab arvuti taas "üles äratada". Osal sõrmistikel on nupud veebilehitseja avamiseks ja helitugevuse reguleerimiseks.

Tehnoloogia

 Pikemalt artiklis Klaviatuuride tehnoloogiad

Ajalugu

Esimesed elektroonilised sõrmistikud 1970-ndate alguses kasutasid üksikuid lüliteid, mis pisteti metallraami aukudesse. Sõrmistikud maksid 80–120 USA dollarit ja kasutasid magnetiliselt aktiveeritavaid kontakte. Sellised sõrmistikud olid väga vastupidavad ja nende hinnanguline kasutuskestus oli 100 miljonit vajutust.

1970. aastate keskel ilmusid turule odavamad klahvilülitid, mille kasutuskestus oli lühem (10 miljonit vajutust), sest otsese kontakti loomise tõttu oli lüliti rohkem avatud keskkonna mõjudele. Vaatamata väiksemale vastupidavusele, sai see peagi populaarseks.

1978. aastal tutvustas Key Tronic Corporation esimest sõrmistikku, mis ei kasutanud iseseisvaid lüliteid. Nüüd anti signaal voolu abil läbi juhtiva ainega kaetud plastlehe. Sõrmistike hinnad langesid 60 dollarini ja Key Tronic sai kiiresti suurimaks sõrmistike tootjaks.

IBM tuli samal ajal turule oma sõrmistikega, milles klahvi all olev spiraalvedru paindus surve all ja surus väikesele kummist kuplile, mille sisemus oli kaetud voolu juhtiva grafiidiga. See omakorda ühendas kaks juhti, sulgedes vooluringi. Ühtlasi tekkis väike klõps, mis andis kasutajale teada, et klahvi on vajutatud.

Esimestel elektroonilistel sõrmistikel oli kirjutusmasinale iseloomulik 4,75 mm pikkune klahvi liikumistee. Klahvid olid 12,7 mm kõrged ja sõrmistikud ise olid 5 cm paksud. Aja jooksul on klahvide liikumistee vähenenud, jõudes 2,79 mm-ni. Key Tronic oli esimene ettevõte, mis tuli turule ainult ühe tolli paksuse sõrmistikuga. Tänapäevaks on sõrmistikud veel õhemaks muutunud ja maksavad kunagise 120 dollari asemel vähem kui 10 dollarit.

Sõrmistike probleemid

Klahvivajutuste häkkimine

Klahvivajutuste häkkimine on meetod, mida kasutatakse arvutikasutaja klahvivajutuste salvestamiseks. Seda tehakse legaalselt ettevõtetes töötajate produktiivsuse määramisel või korrakaitseorganite poolt ebaseaduslike tegevuste tuvastamiseks, samuti kräkkerite poolt pahategude kordasaatmiseks. Selleks kasutatakse nuhkvara, mis kogub arvutikasutaja kohta isiklikku teavet selleks luba küsimata ja kasutajat teavitamata. Tavaliselt on selleks teabeks salasõnad ja koodid, millega turvameetmetest mööda hiilida.

Klahvivajutusi saab häkkida nii riistvara kui ka tarkvara kasutades. Riistvaralise klahvinuhkimise korral ühendatakse klahvinuhk sõrmistiku kaabli külge või sõrmistiku sisse. Tarkvaralised klahvinuhid töötavad operatsioonisüsteemis ja pääsevad seega klahvivajutustele ligi.

Füüsilised vigastused

Klaviatuuri pikaajaline sage kasutamine võib põhjustada randme-, käe-, kaela- ja seljavigastusi. Kõige sagedasemate probleemide hulgas on randmenärvipõletik. Vigastuse tekkimise ohtu saab vähendada pausi tegemisega iga paarikümne minuti järel, et veidi ringi kõndida ja end sirutada. Samuti tuleks käsi ja randmeid koormavad ülesanded päeva peale ära jaotada, et vältida ülepingutamist. Sõrmistikul trükkides tuleks õlad lõdvestunult hoida ning küünarnukid peaksid olema külgedel sellises asendis, et klaviatuuri ja arvutihiire kasutamine ei nõuaks pingutust. Tooli kõrgus ja sõrmistiku asend peaksid samuti olema niisugused, et randmed oleksid trükkimisel sirged.

Klaviatuuri puhastamine

Sõrmistiku puhastamine on arvuti sõrmistikult kasutamise käigus ladestunud ainete eemaldamine. Puhastamine on oluline sellepärast, et sõrmistiku määrdumine võib põhjustada sõrmise kinnijäämist. Samuti võib sõrmistik olla kaetud ohtlikult suure hulga bakteritega (näiteks soolekepikesed, Coliforms ja Staphylococcus aureus), millega kokkupuutumine võib põhjustada haigusi.

Sõrmistikul asuv elustik saab energiat toidukübemetest ja tolmust, mis koosneb suuresti inimnaha tükikestest. Sellest vabanemiseks soovitatakse sõrmistikku puhastada vähemalt kord nädalas ja korralikult puhastada iga kahe kuu tagant.

NP: Kui kasutada klaviatuuri niiskuses siis võib see tekkitada klaviatuurile lühist

Vaata ka

• Pimekiri

Välislingid

• 160 tähemärgi kirjutamine pimesi 45 sekundiga
• ARVUTIKIRJA KÜMNESÕRME PIMEKIRJA ÕPPIMINE
• Tüüp kiiremini klaviatuur - Ratatype
• Tüüp kiiremini klaviatuur - TypingWeb