键盘设计的合理性建议.doc

键盘的历史和对于中文输入的合理性建议键盘（Keyboard）是计算机的重要输入设备，你刚开始接触计算机并进行打字练习的时候，一定会奇怪字母键的排列顺序：QWERTYUIOP、ASDFGHJKL、，老师也可能会给你这样的解释-为了提高打字速度，从各个字母的使用频率方面考虑，必须将字母表的顺序打乱，将各个字母分布在最有利于打字的位置，所以键盘不是ABCDEFG的字母表顺序键位。对于这个问题，许多人都会认同上述观点，以为这是出于提高输入速度的目的科学布局的，而事实正好相反，当然这要人计算机键盘的发展史说起。 计算机键盘的前身是打字机的键盘，最初是美国的克里斯托夫休斯在19世纪80年代设计的。当时打字机采用物理机械装置，常常会由于快速击键所带来的惯性原因使字母显示的速度与输入速度严重脱节，造成卡字，有时不得不故意降低击键的速度。为了解决这个问题，休斯把比较常用的字尽量平均分布在各个指头的管辖范围；并且特意特意将诸如RT、FG、DE、YU、HJ、IK这些常见的字母组合设计在只能由一个指头敲击的位置，目的就是为了降低这些高频字母的输入速度，从而防止打字机的卡字现象。这就是我们现在所见的键盘布局，由于第一行前几个字母键依次Q、W、E、R、T、Y，所以有人就直接称之为“QWERTY Keyboard”,可以音译为“柯蒂键盘”。 后来计算机代替了打字机，卡字现象不复存在，但历史习惯的原因使这种键盘一直沿用至今。当然也曾经有许多人对键盘的这一“故意不合理”布局进行过各种重新设计，其中最具有代表性的美国的奥格斯特德沃特，他把字母表中的五个元音字母（a、o、e、i、u）五个最常用的辅音字母（b、c、s、p、t）排列在基本键位行上，取代从前的“ASDFG”与“HJKL；”，这一科学布局使打字输入速度成倍提高。但可惜的是，除了发明者本人及其合伙人，几乎没有人愿放弃自己弹指如飞的柯蒂式指法，而再去重新适应什么新式、高效的键盘，于是此设计也就夭折了。目前主流计算机键盘布局的设计合理性（以下问题相信经常用电脑的人都会有类似的感受的。）1.一般人的习惯右手使用鼠标，而主键盘区位于整个键盘的左侧，显然拉长了右手移动的距离。2.小键盘即数字键区，位于键盘的右侧，当频繁键入数字时，右手必须在键盘和鼠标之间来回移动，而此时左手却闲着。3.insert键明显多余，并且靠近Backspace键，很容易按错。4.键盘上的power键很容易按错，按错后往往后悔莫及。 个人建议：1.将数字键盘移至键盘的左边，与主键盘区位置互换，原来中间的home，Page以及光标等这部分键仍位于此两者中间。【1】方便经常用数字键盘的人【2】减轻右手的负担，更加人性化。2.insert,power两键可以单独设置开关，或者直接去掉。不知大家对此有何意见？文字工具的变革，其经济是意义和社会意义都是极为重大的！在美国人哈特写的一本影响人类历史的100人这本书中，发明造纸术的东汉中国人蔡伦和发明印刷机德国人古登堡，分别名列在第7和第8的高位之上！文字工具和工作方式的落后，是一个民族永远也偿还不清的债务。我们的目的，是要为中国人设计一个自己的输入汉字的键盘！而不是让中国人练习输入英文！这个键盘一定要让中国人打汉字顺手、高效，而不是将汉字依附在英文之上，跟着外国人不合理的设计输入汉字！哪怕是最终我们也使用了同样的一个设备、同样的一个键盘，那也只能是凑巧！中国人也必须将输入汉字之便，作为最高追求，重新加以设计使用！这正如外国人发明的钢琴，在西方国家弹西方音乐，在中国，最动听的当然还是民族乐曲！所以，当我们为汉字设计输入法时，即使“洋为中用”，也必须考虑中文特色而大胆创新！1、关于输入速度的回顾向电脑输入汉字，即打字的过程，是一种“人机”联系方式。关于手指和键盘之间的配合问题，在汉字输入键盘设计，特别是键盘的字根布局中，是一个直接关乎提高汉字输入效率，即能否打得快的重要问题。对于汉字输入键盘来说，不同的键数，会有不同的“指法”要求：整字大键盘这是1980年左右国内流行的一种输入法。数千个“字键”摆在面前，差不多任何人都只能是“一指禅”按键，至多两只手各用一个指尖按键。这种被外国人嘲笑为“逮跳蚤”的打字操作，是谈不上“指法”和效率的。“主辅”键盘这是比“大键盘”进步的输入设备，当时甚至有人认为，这种方式是汉字输入的最理想方式。输入时，右手按主键（主键有200多个），每个键上916个整字，然后左手按916个辅键，交替按主键和辅键，等于“选字”。这种输入法，也只能有一种“指法”左右各一指交替按键，也是无法用键位设计来提高的。北京大学256键中键盘方案下图是1978年北京大学汉字信息研究组，在王选教授领导下，研制出来的一个256键“中键盘”组字方案。大约用了1,000个组字单位，两到三键即可“拼合”出一个字。这在当时是国内最高水平的汉字输入设备了（其制造成本尚不清楚）。程度都有关系。但在同一技能水平情况下，效率主要是与键盘键数的多少有关系。据日本“实务用字研究会”（S.T.B）在1962年做的试验统计，当时日本打字员平均每分钟的按键速度如下：（1）26键英文字母打字机每分钟450击（2）50键日文假名打字机每分钟250击（3）2000键汉字假名混合打字机每分钟50击到了19701980年间，研究汉字输入的问题成了大热门，人们开始注意英文标准键盘的设计及其效能：26个字母分为上、中、下三排键，中排为“导键”，左右手各用4个手指分工负责，平时各个手指放在“导键”的位置上，直接敲击键或移行敲键，大拇指放在空格键（spacebar）上。打字动作类似弹钢琴只看谱不看键。使用这种“触打法”打英文字母，每秒钟可打810击，最多可打14击。只要经过正规的指法训练，打字效率可以很高。其所以如此，道理很简单，是因为这种方式创造了一种“左右手”10指并用、交互打键的方法。100多年来，看到外国人轻松快捷地打字，的确曾经使中国人望洋兴叹何时中国的汉字也可以像英文那样，只用一个小小的键盘，10指并用，每分钟也能打上几百下键，打出100多个字呢？这个梦想，随着五笔字型的发明和应用实现了！1986年秋在作者举办的“首届全国汉字输入大赛”中，外交部的杨君，在严格的评判规则之下（错、漏、多1个罚2个），以每分钟输入生稿169个汉字的世界纪录夺得了冠军（注：此后不久，我国外交部派杨君到联合国总部，为联合国中文处的100位打字员培训五笔字型，后又留在联合国中国代表团长期工作）！每分钟输入169个汉字，意味着什么呢？如按每个汉字平均2.5击的话（这是五笔字型字词的平均编码长度）杨君的击键速度是：2.5169=422（击分）显然，每分钟422击，对于国际平均水平每分钟600击甚至每分钟840击（每秒钟14击）来说，还不算最高。结果，后来的实践证实了这一点，在作者1998年举办的第三届全国汉字输入大赛中，解放军女战士李勤在“每错、多、漏1个都罚5个”的严厉规则之下，居然用生稿每分钟输入正确汉字293个字！她是中国冠军，当然也是世界冠军！她创造了至今没人能打破的世界纪录！每分钟293字，按当时参赛文本的字词平均码长2.4击字，可以计算出她的每分钟击键次数为：2932.4=702击分在五笔字型的键盘上，她的击键频率已相当接近极限每分钟840击了，这足以说明她打字很“顺手”（注意：她是在打汉字啊）！使用五笔字型，何以能创造这样的纪录呢？即便不是比赛，现在全国各地每分钟能输入超过百字的“高手”，少说也有五六十万人！五笔字型其所以能打这么快，其所以能使我国文字处理的效率超过英文，就汉字输入键盘设计而论，主要是因为五笔字型：（1）、重码率很低：输入日常文章，平均每输入1,000个字，才有必要手工选字24次；（2）、字词兼容：作者首创了“不用换档”的“字词兼容”编码输入法，在2万条词汇时，平均码长短：L2.42.5；（3）、键盘设计合理：打字按鍵的过程，符合人机工程学原理，即协调性好，打字顺手、快捷、轻松，左右手指负担分配合理，左右交替打键，不易疲劳。2、英文键盘键位的“不合理性”研究其实，在标准键盘上，英文字母的排列从一开始（1829年）就是“想当然”排列的！后来的实践证明，这种设计是不合理的。例如，当时为字母安排键位的美国人肖尔斯认为，在英文单词中，E与R，Q与W常连在一起出现，所以在键盘上，就把它们两两紧挨着排列，以至于英文键盘的上排左端的6个键是“QWERTY”，按照其读音，叫“夸蒂”键盘。以现在的目光看，肖尔斯排列的键盘，问题很多！它的字母排列缺点很明显。例如，英文中10个最常用的字母中，就有ETOAIRS等8个字母，远离了规定的手指起始（导键）位置！很不利于提高打字速度。此外，键位与手指的对应，没有考虑各个手指的“本事”有大有小，以至于用最无能的左手小指来打A键！而A键的使用频率却高达7.5！键盘上需要用左手按键的字母摆放过多，因为一般人都是“右撇子”，英语里也只有3000来个单词能用左手打，所以打字过程十分别扭。有人曾作过统计，使用QWERTY键盘，一个熟练的打字员8小时内手指移动的距离长达25.7公里，一天下来疲惫不堪。遗憾的是，数以亿计的键盘工作者的习惯已成自然，今天，QWERTY键盘仍牢牢地占据着计算机的输入舞台。英文键盘上字母的安排，完全不符合人机工程学原理，请看26个字母在英文单词中，按照在日常文本中出现的实用频度统计出的概率：英文词中各字母的使用概率（）19301960年间，有许多设计者提出，将英文字母的出现概率与手指“能力”相匹配，并考虑到击键的“二次概率”（保证前后两次打键较多地两只手交替完成），设计出“高效英文键盘”，据说效率可以一下子比现行键盘提高2530以上。然而，英文键盘近200年来，其字母安排早已成为世界通用的“布局”，几乎成了一种“文化”。全世界数以十亿计的各种与文字有关的输入设备，都是QWERTY，约定俗成，木已成舟！谁改得了？谁有这个号召力和财力，来改动全世界风行的现行的英文键盘？例如，谁敢为了便于操作，把键盘上的A换到现在J的位置？如果换了，全世界立刻有10亿用惯了英文键盘的人 “找不到北”！所以，慢则慢矣！差则差矣！英文键盘的字母安排不合理，就算按损失25的工作效率来计算的话，那就等于西方国家不知不觉之间，每日每时地，要付出一种沉重的“代价”！任何经济学家，都能计算得出来，这个损失一定是个惊人的天文数字！3、为中国人设计汉字键盘在“一张白纸”上画最美的画图前车之覆，后车之鉴！中国人不应当跟着外国人走弯路！中国人在现代化的过程中，一定要避免因为键盘设计不合理而导致永久性的效率低下，一定要避免造成天文数字的经济损失！英文键盘设计的不合理性，在我国汉字遇到生死劫难，幸而曙光初露之后，当中国人设计自己的输入法和输入键盘的时候，至少有以下四点是越来越清楚了：（1）“废除汉字”是不能容忍的最下策；（2）专门为汉字制造昂贵、笨重、效率低下的“大键盘”、“中键盘”、“主辅键盘”是下策；（3）不用另外设计或制造键盘，直接采用标准键盘上可能使用的键位，如“字母键数字键符号键”输入汉字，是中策；（4）洋为中用，把英文字母键盘设计成中国人自己的汉字输入键盘，是最上策！当然，“最上策”的实现，是以可能性与可行性为前提的。理论研究和科学试验已经证明，仅仅使用26个键位，按照科学的编码设计，设计出键位少、码长短、规则简单、符合人机工程学原理，因而效率高的输入键盘，是完全可能的，可行的！作者19781983年的研究试验，令人信服地证实了这一点。实际上，编码体系，是可以脱离键盘而存在的，编码体系只不过是一种码元和代码序列的集合。至于这些码元对应哪个键位，如何排列，是横排一行？是排成方阵？这对编码的指标并无影响！因此，“编码体系”与“键位排列”的结合，无论对汉字或是对英文键盘，都是一个全新的问题！互相都是一副生面孔，新面孔！虽然汉字的编码可以用字母形式，但编码的实质和含义却与字母毫不相干！设计者只是把字根（码元）按照汉字的要求，按照中国人的习惯，按照人机工程学的原理，主观、主动而决非必然被动地，像戴帽子一样“套”在洋人的字母键位上而已！“套”着谁算谁！二者没有任何内在联系。换句话说，汉字只对键的数目和“位置”感兴趣，对于键位上有哪个字母不感兴趣！对于汉字来说，英文的26个字母键，简直就是一张白纸！哪个键上有哪个字母，既与汉字毫不相干，也与编码毫不相干！至此，我们中国人，就有了一个千载难逢的大好机会！英美国家在键盘设计上至今还天天在走的弯路和付出的效率代价，中国人可以作为“事后诸葛亮”，免了！中国人有自己的路！当然机会也是一个难题：字根如何“套”在键位上呢？中国人当然要记取英文键盘的沉重教训，但能不能在“一张白纸上”画出最美的画图，能否“一步到位”就将键盘设计成一个合理的汉字键盘呢？这正像用外国人发明的一模一样的钢琴，中国人能不能弹出自己的旋律呢？这就是“形码”设计中，用同样一个英文键盘，必须追求键位排列具备输入汉字的“协调性”的原因、目的和意义！4、汉字输入键盘的人机工程学原理文字输入键盘的设计中，“人机工程学原理”是基于这样的研究结果：（1）正常人击键时，同一手指与不同手指的“运动间隔”是不同的。根据国外工程心理学的实验数据：同一手指敲击运动同指连击的平均间隔为0.09秒同手不同手指之间，敲击运动的平均间隔为0.03秒不同手的手指之间敲击左右手轮击的平均间隔为0.02秒以下的实验结果，可显示各个手指的每分钟最多的“连续击键”次数（如果是“左撇子”，左右数据应调换）表1：各手指击键能力表此外，除了击键频度各个手指有所不同之外，还有一个非常重要的因素，也会直接地影响着击键的频率、效率和正确率，这就是各个手指击键的力度很不相同小手指最弱，最易疲劳，四指、中指依次增强，而食指的灵活性和击键力度都是最好！因此，在汉字编码输入键盘的设计中，如果只片面地强调缩短码长，减少击键次数，而忽略了键位负荷与手指能力的对应匹配关系，不去特意地分配设计“什么手指打什么键”这样的问题的话，要想保证高速度、高效率和高质量，那是绝对不可能的！而这一点，正是形码