Hardware storici: La Tastiera

La TastieraDopo l'articolo sul mouse, argomento per la verità trattato diffusamente per via dell'anniversario della sua invenzione, ho creduto necessario dedicarmi all'altra periferica di input utilizzata quotidianamente nel nostro lavoro: la tastiera.Le tastiere che normalmente utilizziamo nei nostri computer derivano da quelle delle macchine da scrivere e sono state introdotte nell'area informatica attraverso l'utilizzazione delle telescriventi.Non solo, ovviamente quelle "meccaniche", ma anche quelle "virtuali", come ad esempio nei cellulari e nei tablet. Pur essendo diverse esse hanno in comune la logica di posizinamento dei tasti.
Un po' di Storia

L'origine: la macchina da scrivereLa macchina da scrivere meccanica tipica è composta essenzialmente da:

• un telaio
• un carrello contenente un rullo sul quale si appoggia il foglio di carta
• un blocco di martelli azionati da una tastiera.

La pressione di un tasto comporta l'azionamento del martello corrispondente che va a colpire, attraverso un nastro inchiostrato il foglio di carta che poggia sul rullo e quindi l'avanzamento del carrello in modo che la pressione di un nuovo tasto porti alla scrittura di un carattere nella posizione successiva, sulla stessa riga. Quando il carrello arriva a fine corsa, oppure quando viene raggiunto il margine destro di scrittura, si deve far avanzare il foglio di una riga e il carrello alla sua posizione iniziale, in modo da poter scrivere dopo il margine sinistro del foglio; per questo si usa normalmente una leva, azionando la quale si porta il testo a capo; l'azione in sé era nota come ritorno a carrello.I caratteri e la mappaturaLa macchina da scrivere di tipo tradizionale dispone di un numero abbastanza limitato di tasti, rispetto ai simboli tipografici che può scrivere; pertanto, si usano dei tasti da usare in combinazione.  In pratica, in alcune macchine da scrivere, il tasto usato per le maiuscole solleva il carrello in modo che i martelli lo colpiscano con la forma del simbolo posta nella parte superiore degli stessi; in altre macchine da scrivere, è il cesto dei martelli che si abbassa. Naturalmente, quando la macchina da scrivere ha meno tasti del solito, esiste la possibilità di regolare il sollevamento del carrello o l'abbassamento del cesto dei martelli a un livello intermedio, in modo che i martelli colpiscano con la forma di un simbolo centrale ulteriore.Nelle primissime macchine da scrivere, lo spostamento dei martelli non era previsto e a ogni tasto corrispondeva un solo carattere. La macchina da scrivere tradizionale tipica ha i tasti disposti in tre o quattro file, sfasate tra di loro. Ciò deriva sia da un'esigenza tecnica, per poter collocare in modo semplice le leve dei tasti, sia da un'esigenza anatomica.La prima produzione di macchine da scrivere negli Stati Uniti è stata effettuata sui progetti di Sholes e Glidden ed avviata da Remington negli anni dal 1874 al 1878. La progettazione includeva anche uno studio sulla disposizione dei simboli sui tasti, questo per ridurre al minimo la possibilità di scontro tra i martelli usati per la scrittura. In pratica, due lettere in sequenza dovevano trovarsi a una distanza sufficiente da evitare l'incontro tra un martello che va e uno che viene, consentendo così di ridurre i tempi morti e di scrivere più velocemente. Anche la disposizione dei tasti di quella macchina è stata brevettata, nel 1878.La maggior parte delle macchine da scrivere prodotte successivamente da altri ha utilizzato una mappa molto simile, almeno per quanto riguarda la porzione alfabetica.Il problema dello scontro tra i martelli in fase di scrittura esisteva ed è esistito su tutte le macchine da scrivere con quel tipo di struttura. Pertanto, la motivazione per la quale una mappa del genere avrebbe lo scopo di accelerare la scrittura, è realistica, sulla base di quei limiti tecnici. Evidentemente, il motivo per il quale, quasi tutte le mappe di tastiere realizzate per le lingue che usano un alfabeto latino si rifanno fondamentalmente alla disposizione della QWERTY, rimane ormai dovuto alla consuetudine, dato che la scrittura elettronica non comporta più i problemi meccanici di quel tempo.Ci sono stati molti tentativi di proporre disposizioni differenti dei tasti, nell'ambito dell'alfabeto latino, fino al 1932, quando il professor August Dvorak propose una mappa studiata con criteri opposti rispetto alla QWERTY: i simboli usati con maggiore frequenza si trovano sulla riga di tasti su cui si posano inizialmente le dita. L'efficacia reale della mappa Dvorak rispetto alla QWERTY è controversa, così la mappa QWERTY e le sue varianti continuano a rappresentare lo standard.Varianti nazionaliLa produzione di macchine da scrivere dei paesi europei ha seguito più o meno gli standard di fatto introdotti dagli Stati Uniti, anche per quanto riguarda la mappa dei tasti, salvo qualche piccola variante, soprattutto per l'esigenza di introdurre le lettere accentate. Le differenze più importanti, a questo proposito, riguardano la collocazione delle cifre numeriche, che a seconda dei casi compaiono al livello delle lettere minuscole, oppure al livello delle lettere maiuscole.Il fissaggio delle maiuscoleLa scrittura attraverso un numero limitato di tasti comporta nella macchina da scrivere la presenza di almeno un tasto per cambiare il livello. Generalmente si tratta di soli due livelli, dove nel primo si collocano le lettere minuscole e nel secondo quelle maiuscole. Nelle macchine da scrivere si è arrivati ad avere due tasti equivalenti , da azionare con il mignolo della mano opposta a quella che deve scegliere la lettera o il simbolo da scrivere, assieme a un tasto per fissare le maiuscole, ovvero che mantiene inserita la selezione del livello delle maiuscole.Date le limitazioni della tecnologia, il tasto interveniva su tutti i tasti, anche su quelli che non servono per rappresentare segni alfabetici puri e semplici.Tra i tasti che non servono per scrivere lettere alfabetiche ci sono, tra gli altri, quelli che servono per scrivere cifre numeriche; pertanto, la scelta della collocazione di questi simboli nel livello delle lettere minuscole o in quello delle lettere maiuscole, dipendeva dalla frequenza di utilizzo. La mappa italiana della tastiera ha ospitato le cifre numeriche nel livello delle lettere maiuscole.Con l'introduzione dei primi elaboratori dotati di terminali abbastanza completi (di sicuro già dalla fine degli anni 1970) e probabilmente anche delle prime macchine da scrivere elettroniche, negli Stati Uniti il tasto per fissare le maiuscole ha cominciato a funzionare solo per le maiuscole, senza interferire con gli altri segni tipografici.Nei paesi europei, generalmente, la diffusione degli elaboratori degli anni 1980 non ha portato alla modifica del funzionamento del tasto per fissare le maiuscole rispetto alle convenzioni costruite con le macchine da scrivere tradizionali. Questo lo si può verificare nel sistema operativo Dos, nel quale la configurazione della tastiera di paesi come Francia e Germania mantiene un funzionamento «tradizionale» del tasto fissa maiuscole.Avanzamento, arretramento e composizioneNella maggior parte delle macchine da scrivere tradizionali lo spazio orizzontale si ottiene attraverso quella che è nota come barra spaziatrice. Nella macchina da scrivere, il compito della barra spaziatrice è quello di fare avanzare il carrello, senza scrivere alcunché, al contrario di ciò che avviene di solito con la scrittura elettronica, dove invece si ottiene la scrittura di uno spazio, mentre lo spostamento della posizione della scrittura avviene tramite un cursore controllato normalmente attraverso dei tasti muniti di frecce.Con la comparsa delle macchine da scrivere a scrittura visibile, dove il dattilografo poteva vedere immediatamente il testo che stava digitando, comincia ad apparire un tasto per l'arretramento. Anche in questo caso, lo scopo è solo quello di spostare il carrello all'indietro, rispetto al verso di scrittura. Questo arretramento poteva servire per correggere uno spostamento in avanti eccessivo, per tentare delle correzioni o per creare dei simboli composti (per esempio una virgola sovrapposta a una lettera «c», poteva servire per costruire una «ç», così come un apostrofo sovrapposto a una vocale poteva dare l'idea di un accento). Nella lingua inglese, questo tasto viene individuato con il termine back space.La correzione di una digitazione errata richiedeva inizialmente l'uso di gomme per cancellare speciali: molto sottili, abrasive e tondeggianti. Dopo la cancellazione si poteva tornare sulla stessa posizione per riscrivere il testo corretto. In tempi più recenti si è introdotto l'uso di liquidi bianchi coprenti e di foglietti correttori. In questo ultimo caso, occorreva arretrare sulla posizione del carattere stampato erroneamente, inserire il foglietto di correzione e ribattere la stessa lettera o lo stesso simbolo per cancellarlo. Un altro modo di «correggere», in mancanza di altro, ma soprattutto in mancanza di tempo, consisteva nel sovrascrivere il segno =; con lo stesso criterio, nel nastro perforato della telescrivente, il codice di controllo usato per indicare qualcosa di cancellato, o qualcosa senza valore, si otteneva rappresentando tutti i fori possibili. Infatti, seguendo la tradizione, nel codice ASCII, il carattere DEL si rappresenta come 7F16, pari a 11111112 .Con l'introduzione della scrittura elettronica, l'arretramento poteva assumere significati differenti, a seconda del metodo usato per la scrittura: poteva trattarsi di un arretramento puro e semplice, consentendo così la composizione di simboli sovrapposti, oppure di una cancellazione, quando il testo inserito veniva prima accumulato in memoria fino al termine della riga. Nel primo caso, la macchina da scrivere poteva disporre di un tasto speciale che cancellava il carattere premuto in precedenza in quella posizione.L'evoluzione delle tecniche di correzione nella macchina da scrivere giustifica la presenza di diversi tasti nella tastiera per elaboratore. Il tasto noto come Backspace serve normalmente per arretrare cancellando; il tasto Canc (ovvero Del nelle tastiere inglesi) serve a cancellare il carattere che appare in corrispondenza del cursore, avvicinando il testo che dovesse trovarsi alla destra del cursore stesso; i tasti con le frecce spostano il cursore, ovvero la posizione in cui si intende andare a scrivere.Nelle macchine da scrivere tradizionali, l'arretramento serviva anche per comporre assieme più simboli. Nella scrittura elettronica, soprattutto nel caso degli elaboratori, la composizione viene gestita in modo diverso, attraverso la definizione di «tasti morti», che servono a dichiarare l'inizio di una sequenza di composizione, che il software poi deve tradurre nel carattere corretto.Nella tradizione italiana, con la scomparsa delle macchine da scrivere meccaniche si smette di pensare al concetto di composizione, tramite la sovrapposizione dei simboli. Infatti, la mappa per la tastiera apparsa nel 1983 nell'elaboratore Olivetti M24, non prevede la presenza di tasti morti. Tuttavia, il sistema operativo Dos di allora consentiva di generare altri simboli attraverso combinazioni con la tastiera numerica, pertanto non se ne avvertiva il problema. Al contrario, in altri paesi europei la configurazione della tastiera prevedeva spesso anche dei tasti morti per la composizione.InserimentoPer motivi tecnici, nella macchina da scrivere tradizionale il concetto di inserimento è assente del tutto, mentre compare solo nella scrittura elettronica, dove invece si può distinguere tra una scrittura che inserisce del testo, rispetto a una scrittura che sovrascrive eventualmente il testo che si trova in corrispondenza del cursore.TabulatoreA un certo punto dell'evoluzione delle macchine da scrivere tradizionali, si sente il bisogno di facilitare la scrittura di informazioni incolonnate. Per fare questo viene introdotta la tabulazione, che si ottiene fissando degli stop di tabulazione, a cui si accede direttamente premendo un tasto: il tabulatore.In pratica, era necessario spostare orizzontalmente il carrello nella posizione desiderata, fissare lo stop di tabulazione e ripetere l'operazione per tutti gli altri incolonnamenti da programmare. Successivamente, durante la scrittura, bastava premere il tabulatore per raggiungere immediatamente lo stop successivo. Per togliere gli stop programmati in precedenza, ci si doveva riposizionare negli stessi punti, usando un altro tasto per toglierli.TelescriventeLa telescrivente è letteralmente la macchina che consente la scrittura a distanza, che nasce come evoluzione della telegrafia. La telescrivente costituisce anche la prima fase di adattamento della macchina da scrivere a terminale di un elaboratore elettronico. Il primo sistema telescrivente ragionevolmente efficace è quello di IBM, con il sistema Radiotype, del 1931. Rispetto alla macchina da scrivere, nella tastiera della telescrivente compaiono tasti con funzioni nuove, come il tasto Ctrl, con lo scopo di produrre codici di controllo, che non sono associati alla scrittura di alcun simbolo. Attualmente, la storia della telescrivente sopravvive nel codice ASCII.Codici di controlloGeneralmente, i codici di controllo necessari al funzionamento corretto delle comunicazioni attraverso una telescrivente sono generati quasi sempre attraverso combinazioni con un tasto, denominato control, con qualche eccezione eventuale per i codici più importanti, come per esempio ESC.Tradizionalmente, con la telescrivente, l'associazione del tasto control si rappresenta con un accento circonflesso, secondo una forma del tipo ^x. Questa notazione rimane valida, purché utilizzata secondo il suo significato originale. In pratica, si deve considerare che le tastiere di un elaboratore comune si possono riconfigurare; pertanto, per fare un esempio, scrivere <^a> significa fare riferimento al codice ASCII 0116, pari a <SOH>, ma non è detto, necessariamente, che per ottenere questo codice si debba premere sulla tastiera di oggi una combinazione del tipo Ctrl a.Differenziazione della mappa italiana

Tastiera Olivetti M20

Gli anni 1980 rappresentano il momento in cui la macchina da scrivere comincia a cedere il posto agli elaboratori personali, un po' in tutto il mondo. Questo passaggio, per quanto riguarda l'Italia, segna la trasformazione della mappa italiana per le tastiere.Alla fine degli anni 1970 cominciavano a diffondersi elaboratori professionali abbastanza completi. In quel periodo la produzione italiana era praticamente assente, o comunque non comparabile sul piano tecnico. Gli elaboratori in questione erano quindi importati dagli Stati Uniti o dalla Gran Bretagna, dotati di tastiere QWERTY senza lettere accentate. Tuttavia, lo standard di scrittura della lingua italiana prevede gli accenti quasi esclusivamente alla fine delle parole, cosa che si poteva ottenere graficamente con l'apostrofo: era il contesto a far capire se si doveva intendere come apostrofo, accento grave o accento acuto.

Tastiera Olivetti M24

In un certo senso, in Italia si diffondeva l'idea che la tastiera per elaboratore fosse una cosa e che la tastiera della macchina da scrivere fosse un'altra.Tra il 1982 e il 1983 succede qualcosa che trasforma la «tastiera italiana» in una QWERTY con lettere accentate, ma è difficile ricostruire i passaggi di questa mutazione. Infatti, in quel periodo Olivetti produceva elaboratori, proponendo nel mercato italiano, sia tastiere tradizionali QZERTY, sia tastiere QWERTY. Probabilmente, questa incertezza ha fine con la distribuzione del modello M24, dove appare una tastiera QWERTY adattata con le lettere accentate per la lingua italiana. Probabilmente è proprio l'elaboratore Olivetti M24 il «responsabile», nel bene o nel male, della trasformazione della tastiera italiana.Nei paesi europei la disposizione delle prime sei lettere in alto a sinistra è leggermente diversa:in Italia si è sostituito con la w la z"(qzerty) le macchine per scrivere e i vecchi Macintosh hanno quest'ordine, mentre i PC moderni hanno adottato la tastiera americana.Tratto da: http://a2.pluto.it/a2144.htmMolte configurazioni di tastiera sono derivate direttamente dalla tastiera IBM “IBM Enhanced 101 tasti”, che stabilì come standard IBM nel 1987. Questa tastiera avanzata non fu il primo standard che elaborò IBM, ma il terzo. Come sono stati i precedenti modelli di tastiere? Per cominciare, la prima tastiera originale IBM aveva 83 tasti (IBM PC XT). Ci sono stati 10 tasti sul lato sinistro della tastiera e alcuni tasti e un cursore a destra. Ciò che noi ora chiamiamo Control (ctrl), e la Shift e Alt, erano situate nei pressi di una fila di tasti funzione.Il tasto Escape (Esc), è stato a sinistra dei numeri sulla parte superiore. A destra del tasto Shift, un pulsante permettevano all’utente di digitare *.* come segno comune direttamente. Il design della prima tastiera IBM era un po ‘stupido per quanto riguarda il posizionamento dei tasti, ma abbreviazioni e scorciatoie per alcune funzioni erano abbastanza pratico. Purtroppo, molti di questi collegamenti sono scomparsi nel tastiere moderne.Il prossimo progetto di IBM fu la tastiera originale AT. Era in qualche modo incompatibile con il modello anteriore PC / XT.Ad un certo punto, con l’aggiornamento a IBM PC AT fu introdotto il modello di tastiera avanzata, reso compatibile con il modello originale di AT, ma con un design molto diverso. Il tasto Esc e 12 tasti funzione sono ormai in cima, i numeri spostata a destra. Il cursore cambierà, diventando quello che conosciamo oggi. Quattro tasti freccia in basso accanto al numero, e oltre, un gruppo di 6 tasti alla pagina su e giù, cancellare, a casa, inserire e finitura.Curiosamente, il commento eliminare chiave che ha dato alcuni problemi per gli utenti di tempo dal momento che molti pressioni per terminare un lavoro, quando in realtà erano confusi. Tenete a mente che nel vecchio computer non era molta memoria, quindi alcuni posti di lavoro non erano recuperabili. Fortunatamente, nella maggior parte dei casi, è possibile salvare questi dati persi.Alcune modifiche sono state verificate più di lasciare la tastiera come la conosciamo oggi. Ci sono anche le chiavi.Bisogna dire che la storia di dispositivi come le tastiere non ha conosciuto un'evoluzione così attiva come quella dei processori o degli altri componenti hardware del PC. Per molti non saranno certo l'oggetto di primario interesse, eppure le tastiere sono indispensabili per far funzionare un computer.

Tastiera dell'Apple Lisa

Come funzionano (in breve)Chi è appassionato di tastiere sa che ne esiste una gamma enorme con forme e tecnologie diverse:quelle compatte, quelle wireless, quelle sottilissime e pieghevoli, quelle per la grafica e quelle per i videogiocatori.Per prima cosa è bene capire il funzionamento di una tastiera: quando si schiaccia un pulsante, all'interno della tastiera vengono uniti due contatti che generano un segnale elettrico riconosciuto da un chip interno della tastiera, e inviato immediatamente al computer e quindi al sistema operativo, che è in grado di interpretarlo.

Commodore 64 - Tastiera e resto
del computer "coincidono"

Le tastiere per computer più comuni di possono classificare sostanzialmente in due gruppi: quelle standard, con 105 tasti comprensivi di tastierino numerico e tasti funzione, e quelle con i tasti aggiuntivi (in base alla scelta del produttore, queste tastiere montano, generalmente nella parte superiore, tasti supplementari che consentino di gestire funzioni multimediali o comandi speciali).Le tastiere meno recenti utilizzano connessioni PS/2 riconoscibili dal colore viola, mentre quelle più recenti utilizzano il connettore USB grazie al quale le tastiere che predispongono porte USB, possono funzionare anche da hub.

Spectrum 48K

Le tastiere piu' high-tech sono quelle senza fili, esse dispongono di un ricevitore radio da inserire in una porta USB del computer e funzionano ad onde radio o via Bluetooth.Le tastiere senza fili generalmente sono vendute assieme ai mouse confezionati in un pacchetto chiamato "desktop set" (test mouse e tastiere senza fili).I desktop set funzionano a batterie ricaricabili o a pile e questo aumenta sia il prezzo di acquisto che i costi di gestione.

Tastiera Apple odierna

OggiA seconda delle esigenze personali e dei gusti i vari costruttori hanno progettato tastiere per diversi scopi:Tastiere per i giochi: sono dedicate ai videogiocatori più ambiziosi, i tasti hanno una corsa corta. La tastiera presenta un set di tasti aggiuntivi associabili a comandi diversi. Possono integrare display o altri gadget utili nel gioco.Tastiere di design: Sono rivolte a coloro che desiderano un modello elegante e funzionale. Il tastierino numerico asportabile puo' funzionare anche da telecomando per pc in grado di gli aspetti multimediali come ad esempio la riproduzione di un filmato o una slideshow.Tastiere ergonomiche: Sono le tastiere studiate e realizzate in modo che si adattino perfettamente alla posizione naturale della mano. 

Tastiere laser: Sono delle tastiere virtuali. Un laser rosso proietta la forma di una tastiera (e quindi tutti anche i tasti) su una superficie piana. Un particolare sensore a infrarossi riconosce i "tasti virtuali" premuti. Queste tastiere affascinanti per l'aspetto futuristico ma sono praticamente impossibili da usare se si devono digitare lunghi testi.
Tastiere OLED: Hanno un costo elevatissimo. Ad ogni tasto è associato un piccolo display a colori che funziona con la tecnologia OLED. Ogni display puo' mostrare un'immagine diversa.