Maus (Computer)

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Die Maus ist ein Eingabegerät (Befehlsgeber) bei Computern. Die Entwicklung grafischer Benutzeroberflächen hat die Computermaus zu einem heute praktisch an jedem PC verfügbaren Standardeingabegerät gemacht. Die Alternativen sind die Bedienung des Rechners über einen Trackball, eine Tastatur, einen Touchscreen oder ein Grafiktablett.

Die Bewegung der Maus, ausgeführt mit der Hand auf dem Tisch oder einer geeigneten Unterlage, wie dem Mauspad, wird über einen Sensor in der Maus aufgenommen, digitalisiert und über eine Schnittstelle an den angeschlossenen Computer übertragen. Das Betriebssystem setzt diese zweidimensionale[1] Bewegungsinformation in eine gleichartige Bewegung des Mauszeigers auf dem Bildschirm um. Durch Betätigung der Tasten oder zusätzlicher Elemente der Maus kann der Nutzer verschiedene Aktionen in dem Betriebssystem oder Anwendungsprogramm durchführen. Die Einführung der Computermaus kann als ein entscheidender Durchbruch in der Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit von Computern angesehen werden. Im Jahre 2005 wurden schätzungsweise mehr als eine Milliarde Mäuse weltweit verkauft.

Seit Anfang der 1990er Jahre bildet die Maus somit für fast alle Computertätigkeiten zusammen mit dem Monitor und der Tastatur eine der wichtigsten Mensch-Maschine-Schnittstellen.

Drei-Tasten-Maus mit Mausrad

Geschichte[Bearbeiten]

Der allererste Prototyp einer Computermaus wurde 1963 von Bill English nach Zeichnungen von Douglas Engelbart gebaut.
Die Maus des Xerox Alto, 1973.
1984 erschien der Apple Macintosh, der mit einer Maus als primären Eingabegerät ausgeliefert wurde. Damit erlangte diese zum ersten Mal eine größere Verbreitung. Links die Macintosh-Maus von 1984 im originalen Beige, das später durch das „Platingrau“ ersetzt wurde.
Erste Microsoft-Maus (1983)

1963/1964 arbeitete ein Team um Douglas C. Engelbart und William English am Augmentation Research Center (ARC) des Stanford Research Institute (SRI) an verschiedenen experimentellen Zeigergeräten, unter anderem auch an einer Computermaus. Im Dezember 1968 wurde sie auf der Herbsttagung der American Federation of Information Processing Societies (AFIPS) der Öffentlichkeit präsentiert. Sie fand wenig Beachtung, da es noch keine grafischen Benutzeroberflächen gab und die Menschen, die mit Computern zu tun hatten, mit der Eingabe von Kurzbefehlen per Tastatur vertraut waren. Für das auf zwei rechtwinklig zueinanderstehenden Rädern basierende Prinzip erhielt Engelbart am 17. November 1970 das Patent US3541541.[2]

Bereits am 2. Oktober 1968, also kurz vor Engelbarts Präsentation seiner Maus, veröffentlichte die deutsche Telefunken ein neues Eingabegerät für ihre TR-440-Rechner, das als „Rollkugel“ bezeichnet wurde.[3][4] Auch wenn unklar ist, wer zuerst die Idee zu einer Maus hatte, so ist Telefunken in jedem Fall die erste Firma, die eine solche kommerziell herstellte. Offenbar sah man dort die Entwicklung jedoch nicht als patentwürdig an.

Die Weiterentwicklung der Engelbart’schen Maus erfolgte in den 1970er Jahren am Palo Alto Research Center (PARC) der Firma Xerox. 1971 verließ William English das SRI und wechselte zu Xerox PARC. Dort entwickelte er eine Kugelmaus. Sie wurde 1973 zum ersten Mal beim Xerox Alto eingesetzt, der auch erstmals eine grafische Benutzeroberfläche besaß. Durch seine Tätigkeit am PARC war auch Niklaus Wirth angeregt worden, im Laufe seiner weiteren Arbeit an der ETH Zürich eine grafisch orientierte Workstation mit Mausbedienung zu entwickeln. Die Lilith wurde 1980 vorgestellt. Kommerziell verwendet wurde die Maus 1981 im Rechner Xerox Star, doch dem System wurde kein wirtschaftlicher Erfolg zuteil, weil die Maus 400 US-Dollar kostete und die entsprechende Schnittstelle im Computer 300 US-Dollar.

Der Computerhersteller Apple lizenzierte diese Technik und beauftragte das kalifornische Design- und Ingenieurbüro Hovey-Kelley Design (heute IDEO) mit der Entwicklung einer verbesserten, industriell herzustellenden Maus für 25 US-Dollar. Die von Apple und IDEO entwickelte Kugelmaus wurde zum vorherrschenden Funktionsprinzip für Mäuse während der 1980er und 1990er Jahre. Apple brachte diese Maus 1983 zusammen mit dem Rechner Lisa auf den Markt. Dieser hatte wegen seines hohen Preises keinen Markterfolg. Das Nachfolgemodell, der 1984 eingeführte Macintosh, war dagegen erfolgreich. Erstmals in der PC-Geschichte basierte die Mensch-Maschinen-Schnittstelle von Lisa auf dieser Maus, und zwar so exklusiv, dass der Computer ohne Maus praktisch nicht zu bedienen war. Dass der Apple Lisa mit seiner Mausbedienung einen Meilenstein darstellte, wird auch anhand eines enthusiastisch geschriebenen Erfahrungsberichts eines Computerredakteurs von 1983 deutlich:[5]

„Das eigentliche Kennzeichen der Lisa ist die „Maus“. Dieses kleine Handgerät, durch eine dünne Schnur mit dem Computer verbunden, ist Lisas „Mensch/Maschine-Schnittstelle“. Mit der Rollkugel und der Taste ermöglicht die Maus die „intuitive“ Bedienungsführung. Durch Rollen auf der Tischplatte wird der Cursor auf dem Bildschirm geführt, ein Befehlswort oder ein Symbol „angeklickt“ und schon hat man Lisa einen Befehl erteilt, ohne daß man die Tastatur berührt hätte oder komplizierte Kommandosprachen beherrschen müßte.“

Noch bevor der Macintosh erschien, sah die Londoner Sunday Times im Januar 1983 „die Maus aus ihrem Loch kommen“:

„Die Mausplage ist dabei, die Welt der Mikrocomputer zu infizieren. Glücklicherweise handelt es sich um freundliche Wesen, die dabei helfen sollen, den Anwender durch den Software-Dschungel zu führen. Die jüngste und spektakulärste Ausgeburt der Maus findet sich bei Lisa, dem lang erwarteten Bürocomputer, den Apple letzte Woche vorstellte. Wenn er [...] im Sommer auf den Markt kommt, sollte der leitende Angestellte nur 20 Minuten benötigen, um die Lisa bedienen zu lernen, während es bei einem normalen Mikrocomputer 20 Stunden wären.“

The Sunday Times: Clive Cookson, „New aid: A mouse to get out of a hole“, 25. Januar 1983, aus dem Englischen übersetzt

1985 brachte eine Ausgründung der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL; Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne), die Firma Logitech, die erste populäre Drei-Tasten-Kugelmaus LogiMouse C7 mit RS-232-Anschluss auf den Markt. Mit der Einführung der PS/2-Systeme durch IBM im Jahre 1987 wurden Mäuse mit PS/2-Anschluss vorgestellt. Die Maus wurde von IBM auch in Deutschland oft als „Pointing Device“ bezeichnet.

1980 begann die Entwicklung optischer Mäuse. Steve Kirsch bei der Firma Mouse Systems und Richard Francis Lyon bei Xerox entwickelten unterschiedliche Ansätze. Deren Durchbruch kam aber erst mit günstigen und leistungsfähigen Chips zur Bildverarbeitung. Ende der 1990er Jahre begannen die optischen Mäuse, die auf Kugelmechanik basierenden Mäuse zu verdrängen. Ab Ende 1998 tauchten auch die ersten Mäuse auf, die über den 1996 im Wesentlichen von Intel spezifizierten USB-Anschluss mit dem Computer verbunden und in Windows 95 (OSR2.1), Windows 98 auf PCs oder MacOS auf Apple iMac betrieben werden können: Primax Navigator, Logitech Pilot.

Das mitunter die Bewegungsfreiheit einschränkende Kabel führte zur Entwicklung drahtloser Mäuse. 1984 stellte Logitech eine Maus basierend auf Infrarottechnik vor. Seit 1991 sind kabellose Mäuse verfügbar, die über Funk mit dem Computer kommunizieren. Ende 2002 wurde von Microsoft und Logitech eine Maus vorgestellt, die über Bluetooth per HID-Profil mit dem PC kommuniziert, seit 2003 kann mit einem Produkt der Firma Belkin die Verbindung auch verschlüsselt werden.

1995 stellte Genius die Mouse Systems ProAgio und die Genius EasyScroll vor, die zwischen den beiden Maustasten ein zusätzliches Scrollrad aufwiesen, um zum Beispiel innerhalb eines Fensters schneller auf- und abscrollen zu können. Seit der 1996 von Microsoft vorgestellten Intellimouse und der Unterstützung innerhalb der Microsoft-Software kommen derartige Mäuse auf einen höheren Marktanteil.

Seit 1998 gibt es von Sun Microsystems Lasermäuse für die Sun Sparc Workstations. Im Herbst 2004 stellte Logitech zusammen mit Agilent Technologies im Markt der Personal Computer eine erste Lasermaus vor, die Logitech MX 1000 Laser.[6] Die MX1000 erreichte eine Bildverarbeitung von 5,8 Megapixeln/Sekunde bei einer Auflösung von 800 dpi.[7] Mittlerweile sind auch Lasermäuse anderer Hersteller mit mehr als 5600 dpi verfügbar, beispielsweise die Razer Mamba, eine Maus für Computerspiele (engl.: gaming mouse).

Seit 2011 gibt es eine erste Maus – die M440 ECO – von Fujitsu, bei der Umweltaspekte eine Rolle spielen (Gehäuse aus 100% ökologischem Kunststoff und PVC-freies Kabel). Die M440 ECO gleicht hinsichtlich Haltbarkeit und Ergonomie einer konventionellen Standard-Maus.[8] Seit 2012 gibt es vom Verein Nager IT e.V. sogar eine Fairtrade-Maus. Diese wird nicht nur besonders ökologisch produziert, sondern es werden auch soziale und ethische Aspekte, wo immer möglich, in der gesamten Zulieferkette beachtet.[9]. Die Maus von Nager IT gilt in Fachkreisen, als die ökologischste und „fairste“ Maus der Welt. Sie ist als Projekt mit dem Ziel konzipiert zur Nachahmung anzuregen und aufzuzeigen, wie sozial und ökologisch eine alltagstaugliche Maus produziert werden kann. Daneben gibt es auch von diversen Nischenherstellern z.B. Holz- oder Bambusmäuse, bei denen aber Kriterien wie sozial-ethische Herstellung und Umweltschutz nebensächlich sind oder Ergonomie und Haltbarkeit stark zu wünschen übrig lassen.

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Technik[Bearbeiten]

Anwendungsprinzip[Bearbeiten]

Der Anwender bewegt die Maus auf einer glatten Oberfläche, die Bewegungsinformation wird an den Rechner übertragen. Über Betriebssystem-Routinen wird eine Markierung (Mauszeiger) auf dem Bildschirm entsprechend der Mausbewegung bewegt. Zumeist wird diese grafische Markierung als kleiner Pfeil dargestellt.

Die Maus ist mit Tasten ausgestattet, die auf Tastendruck (Mausklick) eine für die entsprechende Software registrierbare Aktivität übermittelt. Bei einem solchen Ereignis werden normalerweise die aktuellen Bildschirmkoordinaten berechnet und eine entsprechende Reaktion ausgelöst. Beispielsweise kann ein Anwender auf ein Dateisymbol zeigen und es mit einem Tastendruck auswählen und aktivieren. Das Programm registriert das und hebt dieses Dateisymbol grafisch hervor. In einem Textverarbeitungsprogramm kann ein Anwender den Mauszeiger im Text bewegen und mit einem Tastendruck eine Schreibmarke (Cursor) darin platzieren. Wenn der Anwender zu tippen beginnt, wird der Text an dieser Stelle eingefügt.

Sensorik[Bearbeiten]

Innenansicht:
1. Mauskugel
2. Lochscheiben
3. LED (Lichtquelle der Lichtschranke)
4. Taster
5. Optischer Sensor (Empfänger der Lichtschranke)
Funktionsdarstellung einer optomechanischen Maus:
1. Bewegen der Maus erzeugt Drehung der Kugel.
2. X- und Y-Achsen übernehmen den jeweiligen Anteil der Bewegung.
3. Lochscheiben werden gedreht.
4. Infrarot-LEDs leuchten durch die Lochscheiben.
5. Sensoren empfangen Lichtpulse, die in X- und Y-Geschwindigkeiten umgesetzt werden.
Unterseite einer optischen Funkmaus

Man kann verschiedene Verfahren zur Aufnahme der Mausbewegung unterscheiden:

Mechanisch-elektrisch[Bearbeiten]

Die ersten Mäuse funktionierten mit mechanischen Kontakten. In der allerersten Generation wurden noch Schleifkontakte zur Koordinatenermittlung verwendet, die jedoch starkem Verschleiß unterlagen, dafür aber sehr stromsparend auswertbar sind.

Optomechanisch[Bearbeiten]

Etwas später waren optomechanische Mäuse üblich, bei denen die Mausbewegungen über eine Rollkugel, zwei Lochscheiben und zugehörige Lichtschranken in elektrische Signale umgewandelt werden. Die Rollbewegung der Kugel wird über zwei Walzen auf zwei gelochte Segmentscheiben übertragen, aus deren Drehrichtung und Geschwindigkeit werden über Inkrementalgeber mit kleinen Lichtschranken elektrische Impulse („Mickies“) erzeugt. Die relativen Koordinaten zur Darstellung des Mauszeigers werden im Computer mit einer entsprechenden Software (Maustreiber) errechnet. Kugelmäuse sind jedoch anfällig für Verschmutzung, da die Kugel, eine meist mit Gummi überzogene Stahlkugel, immer wieder Partikel ins Mausinnere zieht und diese hauptsächlich an der Mechanik haften bleiben, was die Präzision und Wiederholgenauigkeit der Maus vermindern kann. Auch starke Sonneneinstrahlung kann manche Mäuse mit leicht transluzenten Gehäusen durch Störung der Lichtschranken beeinträchtigen. Vorteilhaft gegenüber optischen Mäusen mit einem bildverarbeitenden Prozessor ist der geringere Strombedarf (25 mA zu 100 mA bei einer optischen Maus). An älteren Computern sind immer noch viele dieser Mäuse im Einsatz.

Optisch mit Leuchtdioden[Bearbeiten]

Neuere Mausgenerationen beleuchten die Oberfläche, auf der die Maus bewegt wird, mit einer eingebauten Lichtquelle, beispielsweise mit einer Leuchtdiode, und nehmen die Reflexionen mit einem optischen Sensor auf. Ein eingebauter Mikroprozessor berechnet aus den Unterschieden zwischen nacheinander aufgenommen Bildern Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung der Maus. Man nennt diese Art „optische Maus“. Ausfallerscheinungen durch verschmutzte Kugeln und vor allem Rollachsen können konstruktionsbedingt nicht mehr auftreten. Dafür wird manchmal das optische Signal bei feinen Bewegungen auch auf gut strukturierten Unterlagen falsch interpretiert und der Zeiger falsch bewegt.

Die ersten Mäuse dieser Art benötigten spezielle Mauspads, auf denen ein Gitter oder Punkte aufgezeichnet waren, an denen sich der optische Sensor orientieren konnte (System von Steve Kirsch, Mouse Systems). Mit höherer Leistung der in den Mäusen verbauten Mikroprozessoren können heute rechenintensivere Algorithmen zur Bildverarbeitung eingesetzt werden. So funktionieren moderne optische Mäuse auf fast allen Unterlagen. Nur Flächen, die eine sehr geringe oder keine Struktur aufweisen, z. B. Spiegel, Glas und viele lackierte Flächen, sind prinzipbedingt ungeeignet. Die hohe Präzision moderner optischer Mäuse macht sich besonders in grafischen Anwendungen und in Computerspielen positiv bemerkbar.

Optisch mit Laserdioden[Bearbeiten]

Die Lasermaus stellt eine verbesserte Variante der optischen Maus dar. Dabei wird statt der normalen Leuchtdioden eine Laserdiode als Lichtquelle eingesetzt. Das ergibt durch den Speckleeffekt einen besseren Kontrast auch auf sehr glatten Oberflächen, transparente Oberflächen bleiben jedoch problematisch.

BlueTrack-Technologie[Bearbeiten]

Die BlueTrack-Technologie, 2011 von Microsoft entwickelt und vorgestellt, soll die bisher gängigen Methoden der Bewegungsfeststellung ablösen. Eine große blaue Lichtquelle unterhalb der Maus soll von der Oberfläche in Kombination mit dem optischen Sensor und der Pixelgeometrie von Microsoft ein Bild mit besserem Kontrast machen können, sodass ein genaueres Tracking möglich ist. Dabei soll diese Technik auf weiteren, bis dato ungeeigneten Oberflächen, funktionieren.[10] Durchsichtiges Glas oder spiegelnde Oberflächen stellen aber weiterhin den wunden Punkt sämtlicher nicht-mechanischen Techniken dar.

Empfindlichkeit[Bearbeiten]

Je nach verwendetem Bewegungsaufnehmer (mechanisch-elektrisch, optomechanisch, optisch mit LED oder Laserdiode) unterscheidet sich die Empfindlichkeit der Maus, also die Strecke, die auf der Unterlage mit der Maus gefahren werden muss, um eine bestimmte Strecke mit dem Mauszeiger auf dem Bildschirm zurückzulegen. Dabei resultiert eine hohe Empfindlichkeit in einem kurzen Fahrweg auf der Unterlage. Einfluss hat darauf die manchmal bei Mäusen angegebene Auflösung in dpi: Je mehr Punkte auf einer bestimmten Strecke aufgelöst werden können, desto empfindlicher ist die Maus.

Manche Betriebssysteme und auch manche Programme bieten die Möglichkeit, die Empfindlichkeit individuell zu beeinflussen. Zusätzlich ist die Beschleunigung im neueren Betriebssystem einstellbar (sogenannte „Mausbeschleunigung“), wenn zusätzlich zur zurückgelegten Strecke die Bewegungsgeschwindigkeit ausgewertet wird. Bei Bewegung auf großen Flächen ist es hilfreich, wenn die große Strecke mit einer schnellen Bewegung überwunden werden und die genaue Annäherung an den gewünschten Punkt dann mit normaler Geschwindigkeit erfolgen kann.

Tasten[Bearbeiten]

Neben der Fähigkeit, eine zweidimensionale Position zu übermitteln, können mit Mäusen über Tasten Aktionen ausgelöst werden. Hinter den Maustasten, mit denen ein Mausklick ausgelöst wird, verbergen sich meist Mikrotaster, die bei Überschreitung einer bestimmten Kraft einen Kontakt schließen. Diese Änderung wird als Bit in einem Teil des Mausprotokolls an den Rechner übertragen und löst über Maustreiber, Betriebssystem und das Anwendungsprogramm eine damit verbundene Aktion aus. Die Taster weisen oft eine Art Knackfroscheffekt auf: Bei Überschreitung der erforderlichen Kraft erhält der Benutzer sowohl eine taktile als auch eine akustische Rückmeldung der Betätigung (daher auch der Begriff Mausklick).

Die erste Maus von Engelbart hatte lediglich eine Taste. Xerox konstruierte schon früh eine Variante mit drei Tasten. Apple nutzte wieder nur eine Taste. Viele Mäuse an Unix-Workstations besaßen drei Tasten. Im PC-Bereich waren lange Zeit Mäuse mit zwei Tasten dominierend. Jüngere Modelle haben oft zusätzliche Tasten, die fest programmierte Funktionen haben oder deren Funktionalität sogar frei programmiert werden kann.

Eine weitere Entwicklung war das Rollrad (Wheel-Maus). Dieses Rad hat meist die Funktion, bequemes Scrollen zu ermöglichen, kann jedoch auch anders belegt sein. Bei den meisten Modellen ist das Scrollrad heutzutage klickbar und fungiert somit als mittlere Maustaste. Manche Modelle haben zwei Räder, um gleichzeitiges horizontales und vertikales Scrollen zu ermöglichen.

Leiterplatte einer optischen Rad-Maus

Standardbelegung der Tastenfunktionen[Bearbeiten]

Die Tasten werden vom System über Eventnummern (button) abgefragt. Eine typische Standardbelegung unter Linux und Windows ist:

Button (event-nr) Taste Bedeutung / Funktion
1 linke Taste normaler Klick (Auswahl/Positionierung)
2 mittlere Taste (oft auf Rad) Mittelklick
3 rechte Taste Rechtsklick (meist Kontextmenü)
4 Rad – hinauf meist Scroll-Up
5 Rad – hinunter meist Scroll-Down
6 Rad – Druck links meist Scroll-Left
7 Rad – Druck rechts meist Scroll-Right
8 seitlich links / oder linke untere Taste Sonderfunktion: z. B. Zurück im Browser
9 seitlich rechts / oder linke obere Taste Sonderfunktion: z. B. Vorwärts im Browser

Kabellose Mäuse[Bearbeiten]

Kabellose Mäuse übertragen ähnlich wie Funktastaturen ihre Informationen nicht mehr durch das manchmal störende Kabel. Stattdessen werden die Daten via Infrarot (selten) oder Funk (beispielsweise Bluetooth oder in einem anderen ISM-Band [etwa 27 MHz]) von der Maus zu einer Basisstation übertragen, die das Signal dann per Kabel über die serielle, PS/2- oder eine USB-Schnittstelle an den Computer weiterleitet.

Kabellose Mäuse benötigen eine eigene Stromversorgung, üblicherweise durch Batterien oder Akkumulatoren. Dadurch entsteht ein etwas höheres Gewicht der Maus und die Notwendigkeit des gelegentlichen Batteriewechsels oder Nachladens. Neuere höherwertige Modelle kommen nach Herstellerangaben Monate[11] bis Jahre ohne Batteriewechsel bzw. Nachladen aus.[12] Während manche zum Laden in eine Ladestation gestellt werden und somit während des Ladens nicht genutzt werden können, gibt es auch Modelle, die über ein Kabel geladen werden und auch während des Ladens einsatzfähig sind. Es sind auch kabellose Mäuse ohne interne Stromversorgung verfügbar, die per Induktion von einem speziell mitgelieferten, an einem USB-Anschluss angeschlossenes Mauspad mit Energie versorgt werden.

Kabellose Mäuse können, sofern die Daten nicht verschlüsselt werden, meist relativ leicht abgehört werden und haben teilweise eine geringfügig längere Reaktionszeit als kabelgebundene Modelle.

Schnittstellen für den elektrischen Anschluss[Bearbeiten]

Da die Maus erst in den späten 1980er Jahren ihren Weg zu den IBM-PC-kompatiblen Rechnern gefunden hat, musste dort im Gegensatz zu Computern, die im Grundkonzept bereits eine Maus vorgesehen hatten, beispielsweise Macintosh, Amiga, Atari ST, erst eine geeignete Schnittstelle gefunden werden.

Busmouse-Anschluss an PC-Steckkarten[Bearbeiten]

Anfangs wurden Mäuse für IBM-kompatible Computer über eigene Schnittstellenkarten („Busmaus“) betrieben. Die Anschlussbelegung des Mauskabels war nicht standardisiert, Maus und Karte mussten daher zusammenpassen.[13]

Serielle Schnittstelle nach RS-232[Bearbeiten]

Eine verbreitete Methode war der Anschluss am seriellen Port (RS232) über einen neun- oder 25-poligen D-Sub-Stecker. Diese serielle Schnittstelle war ursprünglich für die Datenfernübertragung mit Fernschreibern, Modems und Akustikkopplern entwickelt worden. Da die Maus ein einfaches und in der Datenübertragung langsames Gerät ist, das nur für Koordinateninformation und Status der Tasten Daten übermittelt und außerdem seinen Strom mittels eines dafür zweckentfremdeten Handshake-Pins über die Schnittstelle erhalten konnte, war diese Schnittstelle eine recht langlebige Lösung, bei der die Maus auch problemlos im laufenden Betrieb angeschlossen werden kann. Diese serielle Lösung hielt sich bei PCs seit Mitte der 1980er Jahre über zehn Jahre lang und verschwand erst ab 1996 allmählich mit dem Aufkommen der ATX-Hauptplatinen und der PS/2-Maus (siehe unten). Ein Nachteil aus Herstellersicht besteht in den für RS-232 verwendeten hohen Spannungen von +/− 12V statt der im PC-Inneren üblicheren 0V / 5V, wodurch sich der Schaltungsaufwand erhöht. Frühe Modelle benötigten gar noch ein eigenes Netzteil.

Herstellereigene Schnittstellen[Bearbeiten]

Frühe Apple-Computer-Modelle der Apple-II-Baureihe waren noch ohne Maus konzipiert worden. Für diese kam nur ein Busmouse-Konzept mit einer speziellen Steckkarte für den Mausanschluss zum Einsatz. Die Apple-Macintosh-Rechner stellten bereits bei ihrer Einführung einen eigenen (proprietären) Anschluss für die Maus bereit. Zunächst (Ur-Macintosh, Macintosh 512 und Macintosh Plus) wurden die unverarbeiteten Signale der Achsen und der Taste über einen neunpoligen D-Sub-Stecker übertragen, der 1987 beim Macintosh II und Macintosh SE durch den universelleren Apple Desktop Bus (ADB) ersetzt wurde. Mit dem ADB wurde die Maus an die Tastatur und die Tastatur mit einem zweiten ADB an den Computer angeschlossen. Auch andere Kleingeräte wurden mittels ADB angeschlossen. Der ADB wurde bis zum Power Macintosh G3 von 1998 verwendet, bei dem Apple den ADB durch die USB-Schnittstelle ablöste.

Auch bei SUN Unix Workstations war bis etwa 2003 die Maus mit der Tastatur verbunden, und beide Geräte wurden mit einem gemeinsamen Kabel an die Workstation angeschlossen (SUN Ultra).

Die Firma Commodore verwendete für ihre Amiga-Computer ähnlich wie frühe Apple-Modelle eine Schnittstelle, die unverarbeitete Signale über einen neunpoligen D-Sub-Stecker überträgt. Die Pinbelegung orientierte sich dabei jedoch am Atari-2600-„de-facto-Standard“ für Joystickbuchsen, damit die gleichen Buchsen Mäuse und Joysticks unterstützen konnten. Für den Commodore 64 und den Commodore 128, bei denen zunächst keine Maus vorgesehen war und es somit auch keine dafür vorgesehene Empfängerhardware im Gerät gab, wurde eine Maus entwickelt, die ihre Signale analog über die Paddle-Schnittstelle übertrug (Commodore 1351) sowie eine Maus, die ihre Signale digital über die Joystick-Schnittstelle übertrug (Commodore 1350).

PS/2-Schnittstelle[Bearbeiten]

Bei IBM-kompatiblen Rechnern setzte sich mit dem breiten Aufkommen der mausgesteuerten Betriebssysteme mit dem PS/2-Anschluss eine gesonderte Schnittstelle nur für die Maus durch. Diese wurde bereits 1987 durch IBM in den technischen Referenzhandbüchern zum PS/2-System definiert.[14] Die Übertragungsprotokolle und die Pinbelegungen von Tastatur und Maus sind dabei identisch: Es handelt sich um ein synchrones, serielles Protokoll, das ursprünglich speziell für Computer-Tastaturen entwickelt wurde, und arbeitet mit einer 5-Volt-Spannungsversorgung.

Die PS/2-Schnittstelle ist anders als die serielle und die USB-Schnittstelle nicht Hotplug-fähig spezifiziert: Eine Maus muss bereits beim Einschalten des Computers daran angeschlossen sein, um verwendet werden zu können. Ein Ausstecken während des Betriebs führt regelmäßig zum Systemhalt und kann sogar die Schnittstelle zerstören. Besonders transportable Computer mit PS/2-Schnittstelle unterstützten Hotplug oftmals dennoch.

Auch wenn die Pinbelegung für die grundsätzliche Kommunikation von Tastatur und Maus identisch ist, sind die Anschlüsse eindeutig zugeordnet. Eine Maus arbeitet nicht am Tastaturport, selbst wenn der Stecker passt. Teilweise haben weitere Pins eine Sonderbelegung, beispielsweise bei der Tastatur zum Ausschalten des Computers. Zur Verdeutlichung hat sich mit der Zeit eine farbliche Kodierung der Anschlüsse durchgesetzt: Anschlussstecker und -buchse sind für die Maus grün, für die Tastatur violett gefärbt.

USB-Schnittstelle[Bearbeiten]

Heute hat sich der universell einsetzbare USB-Anschluss für Mäuse und andere Peripherie für IBM-kompatible Rechner, Unix-Workstations (SUN, IBM) sowie für Apple-Macintosh-Rechner gegenüber dem PS/2-Anschluss weitgehend durchgesetzt. Moderne PCs verfügen häufig, Notebooks durchgängig über keinen PS/2-Anschluss mehr. Für die Übertragung werden beim USB-Anschluss neben Masse- und 5V-Versorgungsspannungsleitung zwei Datenleitungen verwendet, über die Daten differenziell übertragen werden. Außerdem sind Geräte am USB-Anschluss durch die Reihenfolge, in der die Verbindungen beim Steckvorgang hergestellt werden (zuerst Masse und Spannung), dafür ausgelegt im laufenden Betrieb entfernt oder wieder angeschlossen werden zu können (Hotplug).[15]

Kommunikation mit dem angeschlossenen Computer[Bearbeiten]

Unabhängig von der verwendeten physikalischen Schnittstelle findet eine serielle Datenübertragung zwischen dem Computer und der daran angeschlossenen Maus statt. Dabei werden verschiedene Verfahren zur Übertragung benutzt, die als Protokolle bezeichnet werden. Abhängig vom verwendeten Protokoll und der Maus muss innerhalb des Betriebssystems auf dem Computer der entsprechende Maustreiber installiert sein, über den gegebenenfalls auch Anpassungen für Empfindlichkeit und Beschleunigung der Maus vorgenommen werden können.

Busmaus[Bearbeiten]

InPort-ISA-Erweiterungskarte von Microsoft

Bei einer Busmaus oder Busmouse sitzt die komplette Elektronik zur Dekodierung von Mausbewegung und Tastenbetätigung auf einer PC-Einsteckkarte für den ISA-Bus. Es werden neun Signale über einen Neun-Pin-Mini-DIN Adapter (auch Hosiden-Adapter genannt) übertragen. Neben dem Massepotential sind das die Kontaktsignale der drei Mausschalter und jeweils zwei für die versetzten Lichtschranken der Drehsensoren für X- und Y-Richtung. Diese Mäuse waren zum Beispiel von Logitech, Microsoft oder ATI zusammen mit den passenden ISA-Bus-Steckkarten erhältlich und sind heute kaum mehr im Betrieb.

Maus mit serieller Schnittstelle nach RS-232[Bearbeiten]

Für Mäuse mit serieller Schnittstelle nach RS-232 können Anschlüsse mit neun- oder 25-poligen D-Sub-Buchsen am Mauskabel verwendet werden. Die Signale Masse, RxD, TxD, RTS, DTR werden benutzt, CTS und DSR werden nicht genutzt, dürfen aber auch nicht gebrückt sein. Aus DTR und RTS wird in der Maus die positive Versorgungsspannung für die Leuchtdioden der Bewegungssensoren und zur Bedienung der Schnittstelle gewonnen, über DTR erfolgt auch ein Reset. TxD liefert die negative Spannung. Die verwendeten Signalspannungen liegen entsprechend RS232 zwischen −12 V und +12 V. Die Daten werden bei jeder Zustandsänderung, etwa durch Mausklick oder Bewegung, über den Anschluss RxD asynchron mit 1200 bit/s von der Maus an den Computer übertragen.

  • Beim Microsoft-Mausprotokoll werden die Daten in drei aufeinanderfolgenden Bytes übermittelt, darin sind Start- und Stopbits, zwei Bits für die beiden Maustasten und die Werte für X- und Y-Bewegung in jeweils einem Sieben-Bit-Wert verschachtelt enthalten. Die Daten werden mit sieben Datenbits und zwei Stopbits oder acht Datenbits und einem Stopbit übertragen. Die X- und Y-Werte repräsentieren jeweils die Änderung gegenüber dem vorherigen Stand und sind keine Absolutwerte bzw. -positionen. Nach erfolgter Übertragung an den Computer werden diese Zähler zurückgesetzt.
  • Logitech verwendet ein bisher nicht genutztes Bit im Microsoft-Mausprotokoll, um den Status der dritten Maustaste zu übertragen.
  • Das Mouse-Systems-Mausprotokoll verwendet im Unterschied zum Microsoft-Mausprotokoll ebenfalls ein weiteres bisher ungenutztes Bit für die dritte Maustaste und übermittelt die Bewegung in fünf statt drei Bytes unverschachtelt, die beiden zusätzlichen Bytes vier und fünf enthalten bereits Änderungswerte gegenüber den in Byte zwei und drei übermittelten X- und Y-Werten. Die Daten werden mit acht Datenbits und einem Stopbit übertragen.
  • Es gibt Mäuse, die über einen Umschalter auf der Unterseite der Maus zwischen dem Microsoft- und dem Mouse-Systems-Mausprotokoll umgeschaltet werden können. Unter X11 lässt sich ein fehlender Umschalter zur Umschaltung in den Mouse-Systems-Modus möglicherweise durch Drücken der linken Maustaste während des Bootens ersetzen.[16]
Vieradriges Kabel der PS/2-Schnittstelle

Maus mit PS/2-Schnittstelle[Bearbeiten]

Eine PS/2-Maus wird an einem dem PS/2-Tastaturanschluss vergleichbaren, oftmals grünen sechspoligen Mini-DIN-Anschluss angeschlossen und über ein serielles, bidirektionales, synchrones Protokoll angesteuert. Diese Aufgabe übernimmt der Tastaturcontroller bzw. der Eingabegerätecontroller.

An IBM-kompatiblen PCs angeschlossene Mäuse verwenden in der Regel nicht mehr als vier physikalisch verbundene Drähte: 5-Volt-Speisespannung (maximal 275 mA Last), Masse, eine Daten- und eine Taktleitung. Takt- und Datenleitung werden von der Rechner- und der Mausseite über Open-Collector-Treiber angesteuert, der Ruhepegel liegt auf 5 Volt. Maus und Computer können jede der beiden Leitungen auf den Pegel von 0 V ziehen. Die Seite, die die Taktleitung auf 0-Volt-Pegel zieht, kann gültige Daten über die Datenleitung übermitteln. Das Taktsignal zwischen 10 kHz und 16,7 kHz wird von der Maus erzeugt. Sie darf nur Daten senden, wenn das Taktsignal nicht vom Computer zur Unterbrechung der Kommunikation auf 0 V gelegt wurde.

Die Übertragung erfolgt mit Startbit (immer 0), acht Datenbits (niedrigstwertiges Bit zuerst), ungerader Parität und einem Stopbit (immer 1), Daten werden bei hohem Pegel der Taktleitung auf die Datenleitung geschrieben und nach Pegelabfall des Taktes vom Computer gelesen. Daten werden vergleichbar dem Microsoft-Protokoll in drei Acht-Bit-Zeichen, aber unverschachtelt übermittelt. Zusätzlich zu den im Microsoft-Protokoll für seriell angeschlossene Mäuse enthaltenen Daten werden noch ein Vorzeichen- und ein Überlaufbit jeweils für X- und Y-Wert übertragen. Der Computer kann verschiedene Befehle an die Maus übermitteln und sie in verschiedene Übertragungsmodi versetzen: „Streammode“ (Standard: jede Änderung wird übertragen), „Remote Mode“ (Änderungen werden nur auf Abfrage übertragen), „Reset Mode“ und „Wrap Mode“ (Echo-Modus)).

Durch Befehle des Computers, genauer: des Tastatur-/Mauscontrollers, lassen sich auch Auflösung (Schritte/mm), Abtastrate (Abtastungen/s) und Skaling (Vergrößerungsfaktor der übermittelten Zählerstände) der Maus beeinflussen. Eine angeschlossene PS/2-Maus wird während des Bootens des IBM-kompatiblen PCs erkannt und kann normalerweise im laufenden Betrieb nicht entfernt, neu angeschlossen und benutzt werden, ist also nicht Hotplug-fähig.

Intellimouse[Bearbeiten]

Für die Benutzung der Intellimouse hat Microsoft das PS/2-Protokoll auf ein Vier-Byte-Paketformat zum IMPS/2-Protokoll erweitert. Im vierten Datenpaket werden die Bewegungsinformationen des Scrollrades und die Zustände der beiden zusätzlichen Tasten übermittelt. Die Intellimouse verhält sich zum Zeitpunkt des Einschaltens wie eine PS/2-Maus, übermittelt aber nach Reset eine andere Device-ID. Diese bewirkt, dass der Maustreiber die dann übermittelten Vier-Byte-Pakete verarbeitet.

PS/2-Serial-Maus[Bearbeiten]

Einige PS/2-Mäuse können über einen zugehörigen Adapter auch an einem seriellen Anschluss betrieben werden: die PS/2-Serial Maus. Da diese Adapter jedoch nicht zwischen den unterschiedlichen Pegeln und Protokollen wandeln können, muss die Elektronik in der Maus erkennen, an welchem Anschluss sie betrieben wird und sich darauf einstellen. Das wäre etwa über die Versorgungsspannung möglich, die am seriellen RS-232-Anschluss höher ist.

Maus am USB-Anschluss[Bearbeiten]

An den USB-Bus angeschlossene Mäuse verwenden im Gegensatz zu PS/2-Mäusen kein proprietäres Protokoll mehr, sondern ein vom USB Interface Forum standardisiertes Busprotokoll.[17] Die Daten werden seriell, differentiell auf den beiden Datenleitungen mit Sync-Signal, NRZI-Kodierung und Bit-Stuffing übertragen, daher ist eine separate Taktleitung wie bei PS/2-Mäusen nicht erforderlich.

Der USB-Gerätetreiber muss sicherstellen, dass häufig genug (siehe USB Software-Architektur) über einen USB-Treiber, den Treiber des USB-Hostcontrollers und den USB-Hostcontroller selbst der Status des USB-Slave-Clients, in diesem Falle: der Maus, abgefragt wird. Die Maus wird über eine vom USB-Hostcontroller nach Identifizierung vergebene sieben Bit lange Kennung als „Human Interface Device“(HID)-Gerät adressiert (siehe USB-Konfiguration) und als solches nach der Norm USB 1.0 bedient. Bei der Initialisierung informiert sie den Hostcontroller oder den dahinterliegenden USB-Treiber aus ihrem Pufferspeicher 0 über ihre Fähigkeiten und Eigenschaften (Anzahl: maximal vier, Richtung: in oder out, Abfragehäufigkeit, die „Sample Rate“, und Größe der Pufferspeicher der sogenannten Endpunkte: maximal 64 Byte, Geräteart, Hersteller, „Class Code“, Gerätekennung, Protokoll, benötigte Bandbreite und anderes). Dieser speichert die Informationen und reserviert die entsprechenden Zeitslots auf dem Bus. Dann fragt der Hostcontroller im Auftrag des Gerätetreibers, der die Abfragen beim USB-Hostcontroller-Treiber in die Queue einstellt, im Interrupt-Transfer-Modus alle 10 ms die zu übermittelnden Daten aus den Endpunkten ab, die Übertragung erfolgt mit höchstens acht Byte pro Transfer prüfsummengesichert (CRC16) von der Maus an den Computer. Der Endpunkt bildet also faktisch im Hostdevice (der Maus) einen gemeinsam von Hostcontroller (dem Computer) und Hostdevice (der Maus) einsehbaren Speicherbereich, der innerhalb eines garantierten Zeitabstandes regelmäßig vom Computer ausgelesen wird. Falls bei IBM-kompatiblen PCs das BIOS Legacy-Unterstützung bietet, können USB-Mäuse durch Emulation des 8042-Tastaturcontrollers über den USB-Hubcontroller wie PS/2-Mäuse benutzt werden. Seit Einführung des Apple iMac ist USB der Standard-Eingabegeräteanschluss für Apple-Macintosh-Computer.

Maus für USB- oder PS/2-Anschluss[Bearbeiten]

USB–PS/2-Maus-Adapter

Vergleichbar den PS/2-Serial-Mäusen gibt es auch solche, die sich wahlweise an einem USB- oder einem PS/2-Anschluss betreiben lassen. Dafür gibt es Adapterstecker, die mit der Maus mitgeliefert werden, und vom USB-Anschluss auf den PS/2-Anschluss oder umgekehrt umsetzen. Die Mitlieferung eines Adapters lässt dabei einen Rückschluss auf die Fähigkeiten der Maus zu, denn auch hier muss sie anhand der gegebenen Verhältnisse entscheiden, ob sie sich wie eine PS/2-Maus oder wie eine Maus am USB-Anschluss verhält. Kriterium dabei kann z. B. das Verhalten der Datenleitungen nach dem Einschalten sein: Bei einem PS/2-Rechner darf man davon ausgehen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Einschalten zur Übermittlung des Reset-Befehls die Takt- und Datenleitung nach einem bestimmten Verfahren umgeschaltet wird, am USB ist von differentieller Datenübertragung auszugehen, was nicht den PS/2-Verfahrensweisen entspricht. Eine Maus oder Tastatur, die ohne einen USB-zu-PS/2-Adapter ausgeliefert wird, kann in der Regel auch mit einem nachgerüsteten Adapter nicht an einem PS/2-Anschluss betrieben werden, denn das Gerät muss diese Funktion von vornherein unterstützen.

Maus am Apple Desktop Bus[Bearbeiten]

Mit dem Apple Desktop Bus (ADB) hatte Apple bereits 1986 ein ähnliches Konzept wie beim USB verfolgt, wenn auch in kleinerem Maßstab. Verwendet wird ein vierpoliger Mini-DIN-Stecker, ähnlich einem S-Video-Stecker. Belegt sind normalerweise drei Verbindungen: 5 V Speisespannung, Masse und die Datenleitung. Eine vierte, zusätzliche Verbindung zum Netzteil des Computers blieb für Mäuse unbenutzt. Die Verbindung ist nicht für Hotplug-Funktion vorgesehen, weil für die einwandfreie Funktion nach dem Anstecken einer Maus der ADB initialisiert werden muss. Diese Initialisierung wird vom Betriebssystem nur während des Startvorgangs automatisch durchgeführt, kann aber mittels eines zusätzlichen Programms auch ohne Neustart des Rechners durchgeführt werden. Die Steckverbindung ist in der serienmäßigen Ausführung nur für maximal 400 Steckvorgänge ausgelegt. Das ist verglichen mit den heutigen USB-Verbindungen sehr wenig. Adressiert werden konnten bis zu 16 Geräte, die Datenübertragungsrate beschränkt sich auf 10 kBit/s. Die Steuerung erfolgt ausschließlich durch den Computer und die Geräte (in diesem Fall die Maus) liefern Daten nur bei Abfrage über einen definierten Speicherbereich (Register, vergleichbar dem Endpunkt) zurück. Die Definition erlaubte auch gleiche Adressen am Bus, was gelegentlich zu Problemen führte.

Konfiguration[Bearbeiten]

Hardwareabhängig[Bearbeiten]

Bei den ersten IBM-kompatiblen PCs mussten der Maus Hardware-abhängige Ressourcen zugewiesen werden. Die Steckkarte der Busmaus erfordert in der Regel die Zuweisung eines eigenen der wenigen verfügbaren Interrupts sowie eines passenden I/O-Adressbereiches (Port). Die Einstellung erfolgt über Jumper oder etwas moderner im BIOS des Rechners.

Seriellen Mäusen ist in der Regel eine eigene serielle, physikalisch vorhandene Schnittstelle inklusive einer Schnittstellengeschwindigkeit und -protokoll (beispielsweise 8N0, 7N1) zuzuweisen. Das wird genauso wie die Angabe des notwendigen, passenden Maustreibers mit seinen Optionen über Konfigurationsdateien vorgenommen.

Bei PS/2-Mäusen und bei USB-Mäusen entfallen derartige Angaben, da diese Schnittstellen bereits in der Hardware des Rechners oder aufgrund des verwendeten Protokolls arbeitsfähige Vorgaben zur Verfügung stellen. Spätestens bei seit Ende der 1990er Jahre ausgelieferter Hardware und Betriebssystemen muss sich der Anwender nur noch selten mit derartig hardwarebezogenen Details befassen.

Softwareabhängig[Bearbeiten]

Dafür hat aber die Anzahl der Einstellungsmöglichkeiten über Maustreiber und Betriebssystem erheblich zugenommen. Erwähnt sei nur die bereits beschriebene Empfindlichkeitseinstellung der Maus, Zeitabstand für Doppelklick sowie die Zuweisung von programmabhängigen Funktionen zu zusätzlichen Maustasten. Dieses sind aber weitestgehend nur Anpassungen, um dem Anwender die Benutzung angenehmer zu gestalten. Die grundlegende Funktion der Maus (also Zeigen und Klicken) ist in der Regel auch ohne derartige Anpassungen gegeben.

Interaktion[Bearbeiten]

IBM PS/2-Maus mit zwei Tasten (1987)

Jede gängige grafische Benutzeroberfläche für Computer, die zurzeit für Endanwender existiert, kann mit der Maus bedient werden. Die übliche Anzahl der Maustasten und weiterer Elemente zur Interaktion (Scrollrad) hat sich im Laufe der Zeit gewandelt:

  • eine Taste: Die ursprüngliche Macintosh-Benutzeroberfläche war auf eine einfache Bedienung ausgelegt, in der der Anwender das komplette Gerät mit einer Maustaste bedienen konnte. Auch heute noch werden Apple-Mäuse mit einer Taste ausgeliefert, wobei die gesamte Oberfläche der Maus als Taste arbeitet. Zusätzliche kontextbezogene Programmfunktionen werden mit Hilfe von Spezialtasten auf der Tastatur („Modifiers“) parallel zum Mausklick ausgelöst. Das Betriebssystem Mac OS X unterstützt jedoch auch Mehrtastenmäuse. In den meisten Apple-Programmen wird die zweite Taste für das Kontextmenü eingesetzt. Bei Ein-Tasten-Mäusen wird dieses über Ctrl-Mausklick aufgerufen.
  • zwei Tasten: Alle Geräte, die in Zusammenhang mit den Betriebssystemen Microsoft Windows, IBM OS/2, Atari TOS und AmigaOS benutzt wurden, waren zunächst mit zwei Tasten ausgestattet. Dabei diente die meist linke für die Auswahl, während die zweite, rechte Taste eine Sonderfunktion auslöst. Insbesondere das mit Windows 95 erstmals in großem Umfang eingeführte Kontextmenü, das eine Auswahl an Modifikationen für das aktivierte Objekt bietet, wird über diese zweite Taste aktiviert. Bei Atari-TOS hatte die zweite Taste zunächst keine weitere Standardfunktion und je nach Programm unterschiedliche Bedeutungen. Beim AmigaOS wurde die rechte Maustaste für die Menüleiste benutzt. Die beiden Maustasten können in den meisten Betriebssystemen vertauscht werden, etwa für Linkshänder. Auch der gleichzeitige Klick mit beiden Tasten konnte bei den genannten Betriebssystemen ausgewertet werden, was allerdings nur von einem kleinen Teil der verfügbaren Software verwendet wurde.
älteres Modell einer Drei-Tasten-Maus von Sun Microsystems und Mauspad
  • drei Tasten: Bei den Betriebssystemen aus der Workstation-Welt wie X Window System und RISC OS sowie beim Xerox Alto wurden drei Maustasten genutzt. Der Zweck der dritten Taste ist in verschiedenen Programmen uneinheitlich. Bei RISC OS wird mit der mittleren Maustaste das Kontextmenü aufgerufen, im X-Window-System dient sie zum Einfügen des zuvor mit der linken Maustaste markierten Textes.
    moderne Gaming-Maus mit mehreren Zusatztasten
  • vier oder mehr Tasten: Die zusätzlichen Tasten können meist vom Benutzer mit Funktionen wie Doppelklick, Tastenkombinationen oder dem Start eines Programms belegt werden. Manchmal sind auch einige der Tasten fix mit einer bestimmten Funktion belegt, z.B. der Änderung der Auflösung der Maus (siehe Abschnitt Empfindlichkeit). Sie befinden sich normalerweise seitlich und/oder hinter dem Scrollrad. Im Gegensatz zu den oftmals vom Betriebssystem vorgegebenen Funktionen bei den Mäusen mit einer bis drei Tasten hat sich hier noch kein Standard etabliert.

Ende der 1990er Jahre hat sich bei Computermäusen das sogenannte „Scrollrad“ etabliert. Es befindet sich meist zwischen den beiden Maustasten und dient zum Auf- und Abrollen des Fensterinhalts. Darüber hinaus wird es mitunter auch zur Einstellung von grafisch simulierten Schiebereglern eingesetzt. Viele Mäuse verknüpfen das Scrollrad mit der Funktion einer dritten Taste, sodass ein Druck auf das Rad das entsprechende Signal an den Computer gibt. Bei einigen Modellen kann das Scrollrad zusätzlich nach links oder rechts bewegt werden, um auch horizontales Scrollen des Fensterinhalts per Maus zu ermöglichen. Im Juli 2005 stellte Apple nach fast drei Jahrzehnten konsequenter Ein-Tasten-Maus-Philosophie erstmalig die USB-Mehrtastenmaus Mighty Mouse vor, die mit den Betriebssystemen Windows XP und Mac OS X gleichermaßen kompatibel ist und neben drei zusätzlichen, programmierbaren Tasten eine neuartige 360-Grad-Scrollkugel bietet, die freies vertikales wie auch horizontales Scrollen (letzteres jedoch nur in Mac OS X) ermöglicht.

Mehr als die Hälfte seiner Arbeitszeit hat der durchschnittliche Computernutzer Kontakt mit der Maus. Eine holländische Studie aus dem Jahre 2010[18] ermittelte folgende Zeitanteile:

  • 21% reines Schauen auf den Bildschirm ohne Nutzung eines Eingabegeräts
  • 26% arbeiten mit der Tastatur
  • 53% arbeiten mit der Maus

Mausaktionen[Bearbeiten]

Durch Bewegen der Maus kann der Mauszeiger an die gewünschte Stelle bewegt werden, und durch Betätigen einer Maustaste kann der Benutzer Aktionen auslösen. Die Funktion der Maustasten und der Mausbewegung in einem Programm oder Betriebssystem lässt sich oft betriebssystemabhängig durch Betätigung zusätzlicher Tasten auf der Tastatur des Computers modifizieren, beispielsweise über die Apple-Taste, die Umschalt-, Ctrl- oder Alt-Taste. Im Wesentlichen unterscheidet man drei verschiedene Mausaktionen:

Markieren von Icons mit der Maus. Der weiße, dreieckige Mauszeiger zeigt die „virtuelle“ Position der Maus an.
  • der Klick: Ein Mausklick bezeichnet das Drücken und sofortige Loslassen der Maustaste, ohne zwischenzeitlich die Maus zu bewegen.
  • der Doppelklick: das zweimalige Drücken der Maustaste kurz hintereinander, wobei die Maus nicht bewegt wird. Manche Programme unterstützen auch Drei- bis Fünffachklicks. Aufgrund der schwierigen Ausführung haben sich letztere aber nicht durchgesetzt. Bei den meisten Betriebssystemen ist der Zeitabstand einstellbar, in der die zweite Tastenbetätigung erfolgen muss, um als Doppelklick akzeptiert zu werden. Manchmal ist auch ein Schwellwert einstellbar, wie weit sich die Maus zwischen den beiden Klicks bewegen darf, da sich bei hochempfindlichen Mäusen ein vollkommener Stillstand kaum noch realisieren lässt.
  • das Ziehen: die Maustaste wird heruntergedrückt und dort gehalten, während die Maus bewegt wird. Erst am Ende dieses Ziehvorgangs für Aktionen wie Drag & Drop oder das Markieren von Text wird die Taste losgelassen.

Weitere Mausaktionen sind:

  • Rechtsklick: Der Klick der rechten Maustaste wird synonym für Funktionen der zweiten Maustaste verwendet und öffnet üblicherweise ein Kontextmenü. Bei Linkshänder-Einstellung (siehe unten) ist das der „Linksklick“.
  • In einer X11-Oberfläche unter Unix kann man durch Mehrfachklick eine Markierung im Text zwischen einem Wort, einem Satz (bis zum nächsten Komma oder Punkt) oder Absatz (bis zur nächsten Leerzeile) umschalten und in einen Puffer laden.
  • Anschließend kann mit einem Klick der mittleren Maustaste unter X11 der markierte Textabschnitt aus dem Puffer in einem anderen X-Window eingefügt werden. Bei Zwei-Tasten-Mäusen kann dieser mittlere Mausklick betriebssystem- bzw. treiberabhängig durch gleichzeitige Betätigung der rechten und linken Maustaste emuliert werden.
  • Zeigen: das Stellen des Mauszeigers an eine bestimmte Stelle, ohne eine Taste zu betätigen.
  • Auch das Überfahren ist eine Aktion, die in modernen Betriebssystemen ausgewertet werden kann. Oft werden beim Verharren an einer Bildschirm-Position vom Programm sogenannte „Kontextsensitive Hilfen“ ausgegeben: Zu dem darunterliegenden Element wird ein kurzer Hilfetext angezeigt. Dann hängt am Mauszeiger oft ein kleines gelbes Fenster mit weiterführenden Erklärungen, ein sogenannter „Tooltip“.
Mausgestenvisualisierung im Webbrowser Opera 12.02 unter Windows 8
  • Mausgesten: Einige Programme und etwa der Webbrowser Opera implementieren sogenannte „Mausgesten“, um bestimmte Aktionen auszulösen. Das ist im Grunde genommen eine Erweiterung des Ziehens, mit der Maus wird bei gedrückter Maustaste eine bestimmte, vordefinierte Figur auf den Bildschirm gemalt, die mit der gewünschten Aktion bildlich verknüpft ist. Beispielsweise wird ein Pfeil nach links gemalt, um den Webbrowser anzuweisen, eine Seite zurückzugehen. Zurzeit gibt es jedoch nur wenige Programme, die Mausgesten unterstützen.

Je nach Programm und Zustand im Programm kann eine Mausaktion Unterschiedliches bewirken: Ein Klick kann die Einfügemarke in einem Text bewegen, ein Menü öffnen oder beim Klick auf eine Schaltfläche eine Programmfunktion auslösen. Ein Doppelklick kann ein Programm starten oder ein Wort in einem Text markieren.

Variationen und Alternativen zur Maus[Bearbeiten]

Für spezielle Anwendungen und Einsatzorte haben sich Variationen der Standardmaus oder auch alternative Zeigegeräte etabliert. Mäuse für Anwendungen, in denen viel quer gescrollt werden muss, verfügen über ein zusätzliches, horizontal wirkendes Scrollrad, oder gar einen kleinen Scrollball. Zur Vermeidung von maustypischen gesundheitlichen Problemen kann der zur Maus verwandte Trackball verwendet werden, bei dem die früher übliche Mauskugel anstatt auf der Unterseite an der Oberseite angebracht ist und mit den Fingern bewegt wird, während das Gerät selbst an seinem Platz bleibt. Dadurch eignet er sich auch für den Einsatz an beengten Arbeitsplätzen. Eine weitere Alternative stellt die vor der Tastatur liegende Rollstangenmaus (englisch: Barmouse) dar.[19]

An transportablen Rechnern (Notebook, Laptop) sind meist berührungsempfindliche Touchpads und Trackpoints fest eingebaut. Freilich ist der Zeigekomfort einer echten Maus größer, sodass viele Anwender oft noch eine zusätzliche kleine Notebook-Maus anschließen.

Touchscreens sind Bildschirme, die dank ihrer Berührungsempfindlichkeit gleichzeitig auch als Eingabegerät dienen und somit ein separates Zeigegerät überflüssig machen, und gegebenenfalls auch gleich die Tastatur. Für Computer im öffentlichen Bereich wie Informationsterminals und Bankautomaten sind Touchscreens schon seit Jahren eine Alternative zu fest eingebauten Tastaturen. Bei Smartphones haben sich kleine Touchscreens in letzter Zeit (2010) etabliert und beginnen sich seit dem ersten Massenmarkt-Einsatz im iPad auch in größeren, PC-typischen Auflösungen durchzusetzen.

Im professionellen Grafikdesign werden oft Grafiktabletts eingesetzt.

Für Konstruktion und Robotik ist die Benutzung einer 3D-Maus möglich, die neben der Bewegung in der Ebene eine weitere Bewegungsdimension sowie Rotationen um die Raumachsen erfasst.

Im Spielebereich kann man unter anderem elektronische Lenkräder, Joysticks, Gamepads als Mausalternative betrachten.

Bei körperlichen Einschränkungen können Mehrfachsensoren die Funktion der Maus (Zeigen und Klicken) nachbilden. In schwierigen Fällen sind auch aufwendige Lösungen durch Kameraaufnahmen von Kopf- und Augenbewegungen zur Computerbedienung möglich, die dann aber nicht nur die Mausfunktion ersetzen.

Im industriellen Umfeld wird eine Vielzahl von Alternativen zur herkömmlichen Maus eingesetzt, da hier die Anforderungen durch die Anwendung und die Umgebung bestimmt werden. Häufig werden hier staub- oder wasserdichte Geräte oder sterilisierbare Oberflächen gefordert.

Die Funktion der Maus kann weitgehend durch Benutzung der Tastatur ersetzt werden, obwohl das zwar nicht immer intuitiv ist, aber bei Erfassen großer Datenmengen produktiver ist als der ständige Wechsel zwischen Maus und Tastatur. Dabei ist manchmal die gleichzeitige Betätigung mehrere Tasten, etwa Alt-Esc zum Menüaufruf, oder die häufig wiederkehrende Betätigung bestimmter Tasten zur Bewegung auf dem Bildschirm, etwa mit Tab von einem Bildschirmsymbol zum nächsten Springen, notwendig. Auch die sogenannte Tastaturmaus ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, die die Bewegung des Mauszeigers über die Zweitbelegung des numerischen Tastenblocks durchführt.

Probleme bei der Verwendung einer Maus[Bearbeiten]

Gesundheitliche Probleme[Bearbeiten]

Solange in den Anfangstagen die Maus oft nur zur Aktivierung von Fenstern und Auswahl von Checkboxen benutzt wurde, war ihre Form weitgehend nebensächlich. Dies änderte sich jedoch mit dem Aufkommen von grafischen Benutzeroberflächen deutlich. Der andauernde Gebrauch einer Computermaus, insbesondere bei Fehlhaltungen, kann Schmerzen im Handgelenk (Sehnenscheidenentzündung) oder das Karpaltunnelsyndrom auslösen. Ebenso können Schmerzen an den längere Zeit unnatürlich gestreckten Fingern auftreten, bekannt als sogenannter „Mausfinger“. Wenn die Symptome über den Handbereich hinaus auf Ellenbogen bis in die Schulter reichen, spricht man umgangssprachlich von einem „Mausarm“. Diese beiden Belastungsformen werden zusammengefasst als RSI bezeichnet (Repetitive Strain Injury Syndrom – Verletzung durch wiederholte Beanspruchung). An Computerarbeitsplätzen entstandene Krankheiten können eine Berufskrankheit darstellen.

Vorbeugend gegen solche Beschwerden können die abwechselnde Verwendung unterschiedlicher Eingabegeräte wie Maus, Trackball und Rollstangenmaus sowie der Einsatz ergonomisch gestalteter Tastaturen bis hin zur Sprachsteuerung wirken. Als Abhilfe wurden auch ergonomischere Formen für die Maus selbst entwickelt, um sie den natürlichen Haltungen der Hand und möglichst belastungsfreien Bewegungsabläufen von Fingern, Gelenken und Arm anzupassen. Beispielsweise wird die Zeigefinger- oder Ballenseite der Maus oft länger gestaltet. Entwickelt wurden auch alternative Formen wie die Vertikalmaus, bei der die Tasten in vertikaler Ebene angeordnet sind, was eine entspanntere Armhaltung bedingt, da der Arm nicht zur Körperseite hin verdreht werden muss. Bei derart ergonomisch gestalteten Mäusen ist es natürlich erforderlich, seitenverkehrte Ausführungen für Rechts- und Linkshänder zu verwenden. Auch die Benutzung von Handballenauflagen verspricht Erleichterung durch Entlastung des Handgelenks, das weniger stark nach oben abgewinkelt werden muss.

Bei zeitlich angemessener Nutzung von optischen Funkmäusen ist eine für den Menschen gefährliche Strahlung nicht nachweisbar.

Linkshändigkeit[Bearbeiten]

Aktuelle, ergonomisch geformte Mäuse haben häufig das Problem, dass sie lediglich für die Nutzung durch Rechtshänder konstruiert wurden. Linkshänder können solche Mäuse meist überhaupt nicht oder nur unter extremer Fehlhaltung benutzen. Da es von den meisten ergonomisch geformten Mäusen keine Linkshändervariante gibt, lernen viele Linkshänder, ihre Maus auch mit der rechten Hand zu verwenden. Bei den symmetrischen und dennoch ergonomisch geformten Mäusen gibt es dieses Problem nicht. Abhängig vom Betriebssystem besteht auch oft die Möglichkeit, die Funktion der rechten und linken Maustaste zu vertauschen, sodass Linkshänder mit einer normalen Maus linkshändig arbeiten können.

Geräuschentwicklung[Bearbeiten]

Bei der typischen Bauart der Tasten und der akustischen Rückmeldung der Betätigung mit Hilfe des Knackfroscheffektes beim Mausklicken kann es zu störenden Geräuschentwicklungen für das Umfeld (z. B. im Tonstudio, Wohnzimmer) kommen. Einige Hersteller bieten deshalb andere Tastentechniken an.[20]

Mauszubehör[Bearbeiten]

Mauspad[Bearbeiten]

Hauptartikel: Mauspad

Das Mauspad ist wohl das bekannteste Mauszubehör, das von den meisten Computernutzern eingesetzt wird. Es besteht häufig aus Stoff oder Kunststoff und bietet eine glatte Oberfläche, über die die Maus bewegt werden kann. Vor allem Kugelmäuse lassen sich oft nur in Verbindung mit Mauspads einsetzen, da der Mausball auf die hohe Reibung eines Mauspads angewiesen ist, um sich problemlos zu drehen.

Mauspads gibt es mit unterschiedlichen Oberflächen, zum Beispiel Stoff, Papier oder Kunststoff. Diese haben unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich Verschmutzung. Stoffoberflächen wirken teilweise reinigend auf die Mauskugeln.

Mittlerweile bietet die Industrie auch spezielle Mauspads für Computerspieler an, die besonders wenig Reibung erzeugen sollen, um eine präzise Bewegung zu ermöglichen. Diese bestehen dann häufig aus Hartplastik, speziellen Kunststofffasern oder Glas und sind oft nur für die Verwendung von optischen bzw. Lasermäusen konzipiert. Optische und Lasermäuse funktionieren teilweise schlecht auf spiegelnden Oberflächen.

Ergonomische Mauspads haben eine spezielle erhöhte Auflagefläche für die Handwurzel und entlasten die Hand.

Skatez[Bearbeiten]

Skatez sind dünne Streifen aus reibungsarmem Plastik, Silikon oder Teflon, die auf die Mausunterseite geklebt werden. Sie sind bei vielen Modellen schon Standard und werden im Handel zum Nachrüsten als Glidetape oder Speedtape angeboten. Skatez sorgen dafür, dass die Haft- und Gleitreibung herabgesetzt wird und die Maus somit leichter über die Unterlage gleitet.

Optische Computermäuse an Workstations für strukturierte, gläserne oder metallene Mauspads werden zur Verbesserung der Gleitfähigkeit an der Unterseite mit austauschbaren, nicht kratzenden Filzstreifen beklebt.

Kabelhalter[Bearbeiten]

Kabelhalter sollen bewirken, dass Mauskabel bei der Bewegung nicht störend im Weg liegen. Falls die (USB-) Maus nicht an der (USB-) Tastatur, sondern direkt am Rechner angeschlossen ist, soll außerdem verhindert werden, dass durch das Kabelgewicht herunter zum Rechner unter dem Tisch zusätzlicher Zug am Kabel entsteht.

Einige Kabelhalter sind bereits ins Mauspad integriert, andere müssen beispielsweise am Tisch befestigt werden. Gängig ist eine anklebbare Öse für die Tischkante, an der die frei auf dem Tisch verfügbar bleibende Mauskabellänge durch festes Einklemmen bestimmt wird. Als einfachste Form des Kabelhalters hat sich ein festes Textilklebeband bewährt. Eine Weiterentwicklung stellt das Mouse Bungee dar. Mit ihm kann die Kabellänge der Maus optimal der überstrichenen Fläche des Mauspads angepasst werden.

Handballenauflage[Bearbeiten]

Eine Handballenauflage ist ein kleines, gepolstertes Kissen oder Pad. Die Füllung kann aus Gel (Silikon, Neopren) oder aus natürlichen Materialien bestehen. Es sorgt dafür, dass das Handgelenk bei der Arbeit nicht abknickt und eine Mausbetätigung mehr von oben erfolgt, was die Belastung der Hand und so die Ermüdung beim Arbeiten mindern soll.


Hersteller (Auswahl)[Bearbeiten]

Da Mäuse vom Aufbau her ein sehr stark standardisiertes Produkt sind, werden sie von verschiedenen Computerherstellern nicht mehr selbst gefertigt, sondern von spezialisierten Herstellern zugekauft. Bekanntere Hersteller von Computermäusen sind:

Literatur[Bearbeiten]

  • T. Bardini: Bootstrapping: Douglas Engelbart, Coevolution, and the Origins of Personal Computing. Stanford University Press, Stanford (Kalifornien) 2000, ISBN 0-8047-3871-8.
  • M. Friedewald: Der Computer als Werkzeug und Medium: Die geistigen und technischen Wurzeln des Personal Computers. Aachener Beiträge zur Wissenschafts- und Technikgeschichte des 20. Jahrhunderts, Band 3. GNT-Verlag, Berlin und Diepholz 1999, ISBN 3-928186-47-7.
  • EN ISO 9241-9:2000. Anforderungen an Eingabemittel – ausgenommen Tastaturen.
  • Ernst Ahlers, Sven Schulz: USB-Peripherie für Windows Rechner. In: ct 15/1998. Heise Verlag, Hannover, S. 168 ff.
  • Klaus Dembowski: PC-Hardware Referenz: Infos zur gesamten Hardware im schnellen Zugriff. 10. Auflage. Markt & Technik Verlag, München 2000, ISBN 3-8272-5606-2, S. 472–480, 640–647.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Mäuse (Computer) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Bei der 3D-Maus ist die Bewegungsinformation dreidimensional.
  2. Zeichnung aus Engelbarts Patentschrift auf sloan.stanford.edu, abgerufen 20. Juli 2008 (englisch)
  3. Auf den Spuren der deutschen Computermaus. Abgerufen am 8. November 2011.
  4. Telefunken's „Rollkugel“. Abgerufen am 8. November 2011.
  5. Gerhard Fischer: Erste Erfahrungen mit LISA. 65xx MICRO MAG, Nr. 33, Oktober 1983, archiviert bei Computer History Online
  6. ZDNET stellt die erste Lasermaus vor
  7. Grafik: Wirkprinzip der Lasermaus im Gegensatz zur gewöhnlichen optischen Maus
  8. http://www.fujitsu.com/de/products/computing/pc/accessories/input-devices/mice/mouse-m440-eco-bl.html
  9. www.nager-it.de
  10. Microsoft: BlueTrack-Technologie (deutsch)
  11. http://www.microsoft.com/germany/hardware/mouseandkeyboard/productdetails.aspx?pid=007
  12. http://www.logitech.com/de-de/mice-pointers/mice/devices/7108
  13.  Klaus Dembowski: PC-Hardware Referenz: Infos zur gesamten Hardware im schnellen Zugriff. 10. Auflage. Markt & Technik, München 2000, ISBN 3-8272-5606-2, S. 472-480 (Kapitel „Maus“).
  14. Referenz zum PS/2-Mausprotokoll (englisch; PDF; 484 kB)
  15.  Klaus Dembowski: PC-Hardware Referenz: Infos zur gesamten Hardware im schnellen Zugriff. 10. Auflage. Markt & Technik, München 2000, ISBN 3-8272-5606-2, S. 640-646 (Kapitel „Universal Serial Bus“).
  16. LDP-Projekt: Drei-Tasten-Mäuse unter Linux (englisch)
  17. Dokumente zum USB-Bus (englisch)
  18. Stefan IJmker, Maaika Huysmans, Dirk Knol, Brigitte Blatter: [1] PDF-Dokument mit den Ergebnisse einer Studie von 2010, geladen 10.07.2014
  19. Brack, Alina: "Eine Rollermaus für gesunde Haltung" [2] Swiss IT Magazine, Ausgabe Januar 2014, geladen 30.06.2014
  20. Mouse without clicking-sound (englisch); abgerufen 23. August 2012


Dieser Artikel wurde am 9. August 2006 in dieser Version in die Liste der lesenswerten Artikel aufgenommen.