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QWERTY键盘

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键盘编辑本段回目录

QWERTY键盘即第一行开头8个字母是Q、W、E、R、T、Y的键盘布局,也就是现在普遍使用的键盘布局。QWERTY键盘是为了降低打字速度。最初,打字机的键盘是按照字母顺序排列的,但如果打字速度过快,某些键的组合很容易出现卡键问题,于是克里斯托夫·拉森·授斯(Christopher Latham Sholes)发明了QWERTY键盘布局,他将最常用的几个字母安置在相反方向,最大限度放慢敲键速度以避免卡键。授斯在1868年申请专利,1873年使用此布局的第一台商用 打字机成功投放市场。这就是为什么有今天键盘的排列方式。

键盘排列方式

但具有讽刺意味的是,这种129年前形成的、以放慢敲键速度为目的的键盘排列方式却延续至今。1986年布鲁斯·伯里文爵士曾在《奇妙的书写机器》一文中表示:“QWERTY的安排方式非常没效率。”,比如:大多数打字员惯用右手,但使用QWERTY,左手却负担了57%的工作。两小指及左无名指是最没力气的指头,却频频要使用它们。排在中列的字母,其使用率仅占整个打字工作的30%左右,因此,为了打一个字,时常要上上下下移动指头

还有下面的说法

电脑键盘是从英文打字机键盘演变而来的,当它最早出现在电脑上的时候,是以一种叫做“电传打字机”的部件的形象出现的。

QWERTY介绍编辑本段回目录

 “QWERTY”是主键盘字母区左上角6个字母的连写

  我们现在使用的键盘都称为QWERTY柯蒂键盘。

  最初,打字机的键盘是按照字母顺序排列的,但如果打字速度过快,某些键的组合很容易出现卡键问题,于是克里斯托夫·拉森·授斯(Christopher Latham Sholes)发明了QWERTY键盘布局,他将最常用的几个字母安置在相反方向,“在不至卡住的前提下尽量提高打字速度”。授斯在1868年申请专利,1873年使用此布局的第一台商用打字机成功投放市场。这就是为什么有今天键盘的排列方式。
  键盘的键位设计
  一款键盘的键位设计包含了两个概念,一是主体的英文和数字键位设计,二是各种附属键位设计。
  最通常的英文与数字键位设计方案就是俗称的“QWERTY”柯蒂键盘。这是Christopher Latham Sholes于1868年发明的键位方案。
  众所周知,柯蒂键盘主要的设计目的就是使击键的速度不至太快。不过在很多文章中的说法有一个小小的错误,这就是——柯蒂键盘的键位设计并不是要“使击键的速度不至太快导致卡住”,而是“在不至卡住的前提下尽量提高打字速度”。
  这两种说法中有一个微妙的差异,这就是说,减慢打字速度不是最终目的,QWERTY键盘并不是在一味的减低速度,它固然有把ED这样的常见组合放在一个手指上的减低速度设计,但也有很多诸如ER这样的加速组合键位。
  实际上这样设计的根本原因在于机械式打字机的结构,其铅字杠杆的结构决定了当两个位置接近的铅字同时按下的时候就会卡死,但相对的两个相距较远的铅字就不会发生同样的问题,相信有过英文打字机使用经验的人应该都会有所体会。
  在柯蒂键盘上,一些常用的字母被放在无名指、小拇指等位置上,这一向被认为是用小拇指等的不灵活性来减低速度,但这种说法没有考虑到机械式打字机的实际情况,食指固然是最灵活的,但食指键位上的按键也是最容易卡死的,所以将常用字母放在边缘以保证在高速打字时不会卡死也就是理所当然的。
  所以说,设计柯蒂键盘的最终目的并不是为了单纯的减低打字速度,事实上,柯蒂键盘的设计方案恰恰是为了提高打字速度,只不过是“在不会卡死的情况下尽力提高打字速度”。

QWERTY产生经过编辑本段回目录

  现在,有人认为,所谓的“QWERTY”键盘是一个彻头彻尾的世纪大谎言。
  众所周知,计算机键盘字母是按一种杂乱无章的顺序排列的。也许你会纳闷:为什么所有计算机、打印机和排版设备上的字母编排顺序都是一样的呢?字母分布为何不按英文字母顺序而要混乱得毫无规律可循呢?
  答案是这样的:绍尔斯造出打字机后,奇怪地发现一个打字员正常击键时老是出故障。为了解决这个难题,绍尔斯跑去请他的妹夫——一名数学家兼学校教师帮忙。他妹夫提出了一个解决方案:在键盘上把那些常用的连在一起的字母分开,这样击键的速度就会稍稍减慢,也就减少了故障的发生。
  绍尔斯很乐意地采纳了他妹夫的建议,将字母按一种奇怪的QWERTY顺序排列。为了避免发生故障而不得不将字母杂乱无章地进行排列,告诉公众这一事实或许会让绍尔斯觉得尴尬。于是,他巧妙地耍了一个花招,说这样排列是最科学的,可以加快人们的打字速度。
  而实际上,绍尔斯的这个说法,已经被英国打字机发展史方面的权威人士认定为“有史以来最大的欺骗活动之一”,是“彻头彻尾的谎言”。
  奇怪的是,那些与绍尔斯设计不同的、更为科学的键盘竟然被历史淘汰了,而人们却渐渐习惯于使用这种编排古怪的键盘。

  1860 发明打字机,但把字母拆散成不连续,是为了……。80 年代,打字机刚刚在美国萌芽的时候,很多人会不自觉地越打越快,反而造成机械上的故障 (例如,铅字缠在一起与卡键) ,使用者为减少浪费时间在修理打字机的机械故障,而有一位Christopher Sholes工程师,聪明地设计了如右图习用的QWERTY键盘字母摆设的方式,把字母拆散成不连续, 以降低打字员的打字速度。 当你理解到此时,会感到难以想象,如要进一步查证可上网。

  然时至今日,计算机键盘之机械问题已消失,而我们却要沿用19世纪的旧设计,继续大伤脑筋去强记26个不规则位置的英文字母,合理吗?

史上最愚蠢的发明:QWERTY键盘编辑本段回目录

今天突然心血来潮看了看英文打字机的历史,看到QWERTY键盘的诞生真是让我吐血~~我记得有个计算机普及文章好像是声称QWERTY键盘是经过大量试验后得到的最佳的键位排列方式,比ABCD顺序键盘的速度要快。可是俺看了多个包括外文的描述,发现事实完全相反:
(图)Christopher Sholes纪念Christopher Sholes纪念


美国南北战争的时候,米国的肖尔斯(Christopher Latham Sholes)在尝试改进现代英文打字机。在字母的排列上,他遇到了麻烦。最初的设计26个字母是按照ABCDEFG排列。由于有的常用字母挨的很近,所以打字的时候只要手指的速度稍快,当时的工程水平制出的按键连杆就会互相挂蹭干涉,必须适当放慢速度才行。但是人的手太快了,经常不由自主敲快发生卡键。

肖尔斯烦的不行,不得不想个办法人为拖慢打字速度。最终他翻了半天字典,粗略统计出英文当中最常用的字母,然后把这些常用字母之间的距离尽可能排的远。这样手指在打字的时候移动的过程就尽量延长,敲击单词的每个字母的时候节奏基本一致,正好解决了卡键问题(机械打字机按键还是要很用力的,大家现在在软软的键盘上的敲击速度在机械打字机上面是根本没有可能的)。他将最常用的几个字母安置在相反方向,最大限度放慢敲键速度以避免卡键。这个就变成现在QWERTY键盘的样子:

Q W E R T Y U I O P 
A S D F G H J K L ; 
Z X C V B N M , . ? 

所以,这个QWERTY键盘发明的目的就是要拖慢打字速度,因此在英文中最常用的10个字母就有8个离规定的手指位置太远。另外键盘需要左手输入的字母排放过多,对于大部分“右撇子”来说,用起来十分别扭。经过统计,使用QWERTY键盘,一个熟练的打字员8小时内手指的移动距离长达25.7公里,一天下来疲惫不堪。非常讽刺的是,因为习惯成自然,后来的计算机也延用了1860年的这项为了拖慢速度而产生的发明。当前计算机键盘根本不存在机械打字机的金属棒干涉卡键之类的问题,估计肖尔斯要是还在看了现在的计算机键盘可能真会吐血半天。
(图)Christopher Sholes打字机原型Christopher Sholes打字机原型


更好的键盘:DVORAK

1930年August Dvorak发明了一种更优越的DVORAK键盘系统,将9个最常用的字母放在键盘中列。这种设计使打字者手指不离键就能打至少3000多个字。而 QWERTY只能做到50个字。DVORAK是通过减少手指的运动量来降低工作强度、提高工作效率的。使用DVORAK,打字者的手指平均每日运动1英里,而QWERTY则是12到20英里。Dvorak设计的目标就和QWERTY键盘完全相反,最大限度提高打字速度。

: , . P Y F G C R L 
A O E U I D H T N S 
Z Q J K X B M W V - 

二战期间,Dvorak曾集合14位海军打字员练习DVORAK,1个月后,他们的速度惊人地提高了68%。 DVORAK键盘让右手负担56%的工作;最有力的手指工作量最大;70%的打字工作是在中列进行而不必移动手指。

在Windows系统里面,已经内置了DVORAK键盘的支持。只要修改Windows键盘布局就可以了。制作DVORAK键盘基本有两种办法,效果比较差的就是花几块钱去买个键盘字母贴纸把你QWERTY键盘上面的键帽贴成DVORAK的布局,对于中间有指点杆的笔记本键盘或者键帽怪怪的键盘来说基本只能这样。最好的方法就是买个俗的不能再俗的杂牌键盘,撬下键帽重新排成DVORAK的布局。我大学里有个同学就在使用DVORAK键盘。因为他的QWERTY指法十分烂,所以就是学用DVORAK对他来说也不存在我们这些人所谓的克服习惯的问题。不过用下来似乎感觉不好。因为英文的最常用字母和汉语拼音的最常用字母还是有区别的,不管是QWERTY还是DVORAK对于用拼音的人来说常用字母不一定就是最远也不一定就是最近。可能只有经常输入英文的人才能体味到它的好处了。
(图)Christopher SholesChristopher Sholes


最容易转换的键盘:XPeRT

DVORAK键盘对于习惯了QWERTY键盘的人来说是根本不愿去学习的。而XPeRT键盘解决了这个问题,它是2003年由一些实在是无法忍受 QWERTY的白痴设计但是又习惯了QWERTY键盘的人发明的。相对于QWERTY键盘,它仅仅移动了两个高频字母:A和N,和少量的其它字母。并且多加了一个E键(最常用的一个英文字母,占输入量的13%)。这点改进非常好适应,但是大大提高了输入速度和缩短了手指的移动距离。经过测试XPeRT键盘远远比QWERTY键盘快速,但是却很好适应。

X P E R T Y U I O J 
Q S D F N H A E L K 
Z W C V B G M , . ? 

遗憾的是现在多数系统没有提供XPeRT的支持,如果你想试验一下XPeRT的话,可能可以尝试用KeyTweak软件来重新定义Windows键盘的键位(个人没有实际尝试,只是理论可行),有兴趣的可以试试。

纸带打字机和卡片打字机编辑本段回目录

实际上,比电传打字机更早的年代,键盘就已经出现在电脑附属设备上了,在电脑还是能够占满一个大厅的年代里,主要的电脑输入设备就是穿孔纸带和穿孔卡片,这些纸带和卡片当然不可能是人手一点点穿出来的,它们是使用专用的“纸带穿孔机”和“卡片穿孔机”来穿出的,而在这两种机器上也都有一台很像普通打字机的电动打字机作为输入设备。只不过相对而言,这两种设备都不是电脑的一部分,这点是和电传打字机不同的,所以我们不把它们作为电脑键盘发展史的一部分。
“电传打字机”是在键盘+显示器的输入输出设备出现以前电脑主要的交互式输入输出设备,你可以把它想象成一个上盖带有键盘的打印机,用户所打的字和电脑输出的结果都会在键盘前方的打印输出口上打印出来。
“电传打字机”是大型计算机(MAINCOMPUTER)和小型计算机(SMALLCOMPUTER)时代最主要的电脑交互式输入输出设备。70年代中期以后,随着显示器设计的成熟,电传打字机就逐渐退出了电脑的世界,而键盘则从从摆脱出来成为了独立的一种设备。
“电传打字机”的键盘没有今天电脑键盘那么按键和那么多功能,实际上它几乎和全尺寸的打字机键盘是一样的,电木塑料下面是机械的按键结构,这种设计也为初期的电脑键盘所继承。
在这个时期,由于个人电脑的体积还很小,所以流行的设计是将键盘直接作在主机上,著名的APPLEII系列电脑就是这样的结构。但随着IBMPC开始将当时还很庞大的硬盘引入到个人电脑上,在80年代中期,独立的键盘成为主流的设计。
早期的键盘几乎都是机械式键盘,准确的说是机械触点式键盘,这种键盘使用电触点接触作为连同标志,使用机械金属弹簧作为弹力机构。这种键盘的手感硬、按键行程长、按键阻力变化快捷清脆,手感很接近打字机键盘,所以在当时很受欢迎,直到今天仍然有相当一部分人十分怀念这种键盘的手感。
但是,机械触点式键盘最大的两个缺点是机械弹簧很容易损坏,而且电触点会在长时间使用后氧化,导致按键失灵。所以在90年代以后,机械触点式键盘就逐渐退出了历史舞台。
一开始,取而代之的是电磁机械式键盘。电磁机械式键盘仍然是一种机械式键盘,但它与机械触点式键盘不同的是,它并非依靠机械力将两个电触点连通,而是将电触点封闭在一个微型电位器里,在按键下部则放置一个磁铁,通过磁力来接通电流。
与机械触点式键盘相比,电磁机械式键盘的使用寿命强了很多,但是仍然没能解决机械式键盘所固有的机械运动部分容易损坏的问题,所以电磁机械式键盘没能在市场上生存多久,很快就被80年代后期出现的非接触式键盘取代了。
所以非接触式键盘,是与此前的各种“接触式键盘”相对而言的,与“接触式键盘”不同的是,它们并不是依靠导电触点的机械式连通来获得按键信号的,而是依靠按键本身的电参数变化来获得按键信号。由于不需要触点的机械接触,所以它的使用寿命就能强很多。
主要的非接触式键盘有电阻式键盘和电容式键盘。其中电容式键盘由于工艺更加简单成本更低所以更受到普遍应用。与机械式键盘相比,它最大的两个特点是使用弹性橡胶制作的弹簧取代了机械金属弹簧,同时由机械键盘的电连通转为通过按键底部和键盘底部的两个电容极板距离的变化带来的电容量变化来获得按键的信号。
与机械式键盘相比,电容式键盘的手感有了很大的变化,变得轻柔而富于韧性,这种手感一直延续到今天,成为目前键盘的主流设计手感,这也就是为什么很多文章说现在的键盘都是电容式键盘的原因,但其实这种手感并不来自电容式的结构而来自橡胶弹簧对机械金属弹簧的取代,这不是电容式键盘之所以为电容式键盘的原因。
电容式键盘由于其原理,所以每一个按键都必须做成独立的封闭结构,这样的键盘也被分类为“封闭式键盘”。
对于大多数键盘文章,讲到电容式键盘也就告一段落了,但是其实他们的错误也正在于此,为什么?这里先卖一个关子,当我们讲到键盘的结构时再继续。

键盘的键位设计编辑本段回目录

一款键盘的键位设计包含了两个概念,一是主体的英文和数字键位设计,二是各种附属键位设计。
最通常的英文与数字键位设计方案就是俗称的“QWERTY”柯蒂键盘。这是ChristopherLathamSholes于1868年发明的键位方案。
总所周知,柯蒂键盘主要的设计目的就是使击键的速度不至太快。不过在很多文章中的说法有一个小小的错误,这就是——柯蒂键盘的键位设计并不是要“使击键的速度不至太快导致卡住”,而是“在不至卡住的前提下尽量提高打字速度”。
这两种说法中有一个微妙的差异,这就是说,减慢打字速度不是最终目的,QWERTY键盘并不是在一味的减低速度,它固然有把ED这样的常见组合放在一个手指上的减低速度设计,但也有很多诸如ER这样的加速组合键位。
实际上这样设计的根本原因在于机械式打字机的结构,其铅字杠杆的结构决定了当两个位置接近的铅字同时按下的时候就会卡死,但相对的两个相距较远的铅字就不会发生同样的问题,相信有过英文打字机使用经验的人应该都会有所体会。
在柯蒂键盘上,一些常用的字母被放在无名指、小拇指等位置上,这一向被认为是用小拇指等的不灵活性来减低速度,但这种说法没有考虑到机械式打字机的实际情况,食指固然是最灵活的,但食指键位上的按键也是最容易卡死的,所以将常用字母放在边缘以保证在高速打字时不会卡死也就是理所当然的。
所以说,设计柯蒂键盘的最终目的并不是为了单纯的减低打字速度,事实上,柯蒂键盘的设计方案恰恰是为了提高打字速度,只不过是“在不会卡死的情况下尽力提高打字速度”。
进入20世纪以后,机电打字机发明使得机械式打字机的铅字臂卡死不再成为一个重要的问题,众多的高速打字键盘也就应运而生。其中最著名的也就是DVORAK德沃拉克键盘。
德沃拉克键盘是AugustDvorak教授在1930年设计的键位方案,由于不再考虑按键的机械结构问题,所以按键排布完全按照理想化的击键率分布设计。手指运动的行程比柯蒂键盘要小得多,平均打字速度几乎提高了一倍。不过正如很多事情一样,习惯的力量是难以抵挡的,德沃拉克键盘至今只是在极少数专业场合使用。不过对于想试试的人来说,可以尝试一下Windows里自带的德沃拉克键盘方案。

非英文键盘方案编辑本段回目录

各种语言的键盘基本都是在英文键盘的基础上改变而成的,大部分键的排列方式都和英文键盘相差不远,只有一些细微的差别,例如英国键盘上的美元符号变成了英镑符号,而德文键盘上的子母Y和Z互换了位置。
各种远东语言键盘在英文按键部分则与不标准的美式英文键盘没有什么大的不同,但在一些附属按键上则有明显的区别。对于中国用户来说,最容易见到的非美语言键盘可能就是二手市场上常见的日文键盘了,与标准的英文键盘相比,它的大部分按键都是一样的,但在一些标点符号上却有明显的位置差异,从而导致在英文系统中使用一些标点的时候出现按键的标识和实际内容对应不上的情况。
键位设计的另一个概念就是附属键位的设计,从最早的IBMPC83键盘到现在主流的108键Windows98键盘,已经更新了几代,但总体上并没有根本性的变化。虽然其中有一些诸如紧凑型的设计,但从市场反应来看是不成功的。由此可见,目前的键盘键位设计经过了多年的实践检验,已经是非常成熟的理想设计。
弄巧成拙的十字方向键设计
所谓的十字形方向键,指的就是键盘上的独立方向键呈十字形排列,这种设计最初是为了在形象上更为接近传统的83键盘设计,但实际的效果却相当的差。
最早的十字形键是微软第一代人体工学键盘上使用的,但随后就成为这一代名品上被人骂得最多的设计,十字形的键位看起来很好看,但实际使用一下就会发现这种按键设计手指会别扭的挤在一起,无论在日常使用还是在游戏中都极不方便,特别是在赛车游戏中几乎没法玩下去。所以微软在此后的第二代产品中又改回了原来的设计。
不过可笑的是,始作俑者微软自己都已经不用十字形方向键了,但近来一些国内的厂商却又把这种弄巧成拙的设计拾了回来,还作为特色设计之一来大肆宣传。强烈建议大家对此不要考虑,否则买回来就有够受的。
键盘的结构
前面,我们提到了,现在的键盘其实并不是真正的电容键盘,那么现在的键盘属于哪一类呢?还是让我们拆开一个键盘来看一看。
从照片上我们可以看到一个普通的超薄型键盘,拆开后背的螺丝以后,可以将键盘拆成如图的几个部件。
首先是键盘和上盖板和嵌在其中的每个按键的键帽,这是用户所主要接触的部分。
在上盖板以下,是一块橡胶薄膜,在每个按键的位置上有一个弹性键帽,这个部件就是键盘的主要弹性元件,一款键盘的手感主要就是由这个部件的性状和材质决定的,因此其形状设计和橡胶成分都是各大键盘厂商的机密。需要指出的是,并不是所有的厂商都使用这样的一体式橡胶薄膜,某些厂商如明基在某些键盘上习惯于每个按键都使用单独的橡胶弹簧,这样的设计更有利于保持每个按键手感的统一,但生产工序更为复杂一些。
在橡胶薄膜以下,是三层重叠在一起的塑料薄膜,上下两层覆盖着薄膜导线,在每个按键的位置上有两个触点,而中间一张塑料薄膜则是不含任何导线的,将上下两层导电薄膜分割绝缘开来,而在按键触点的位置上则开有圆孔。
这样,在正常情况下,上下两层导电薄膜被中间层分隔开来,不会导通。但在上层薄膜受压以后,就会在开孔的部位与下层薄膜连同,从而产生一个按键信号。
由此可见,现在的键盘实际上是一种接触式键盘,尽管外形大相径庭,但实际上它的基本原理和机械触点式键盘是一样的,依靠机械性的导电触点连同来产生按键信号。根本不是电容式键盘。
实际上这种键盘的真正名字叫做“薄膜接触式键盘”,是一种机械接触式键盘。它和机械触点式键盘一样,有寿命短易损坏的问题,但是由于橡胶弹簧取代了金属弹簧,所以它的手感比机械触点式键盘要好而接近于电容式键盘,而且寿命虽不及电容式键盘,但比机械触点式键盘要长得多。
真正的电容式键盘依据的是非接触式的电容导电触发原理,所以电路结构比薄膜接触式键盘要复杂得多,而且电容式键盘的每个键都使用的是封闭式结构,其整体成本要远远高于开放式的薄膜接触式键盘。所以现在除了少数高档特种键盘以外,其实已经没有真正的电容式键盘在卖了。
目前的主流键盘除了薄膜接触式键盘以外,还有另外一种“导电橡胶接触式键盘”,它的特点是只有一层导电薄膜,在每个按键位置上有不连通的两个触点,而橡胶弹簧的下部则使用导电橡胶来制作,当按下的时候就会将两个触点连通。
可以看出来,这种键盘的原理和计算器按键的原理是很接近的。实际上早在个人电脑的早期,这种设计就经常在一些超薄的膝上型电脑上使用。只是与薄膜接触式键盘相比,这种结构的寿命更短,所以现在除了在某些特殊用途以外,已经在逐渐消失中。
在键盘的右上角,有一块与薄膜连同的电路板,这块电路板就是键盘的核心部分,从导电薄膜传来的导通信号会通过导线输入到电路板上的运算芯片,这块芯片会根据上下两条表面的导线编号通过芯片内部的一张按键排布表查找出对应按键的ASCII码,通过接口将其输出。
这种通过查表获得按键编码的方式称之为“非编码式键盘”,相对的有“编码式键盘”,这种键盘的ASCII码是直接由每个按键的数字电路产生的。与非编码式键盘相比,编码式键盘的成本高,重定义困难,所以现在已经很罕见了。电容式键盘由于其工作原理,大都是编码式键盘,这也从另一个角度证明了现在的主流键盘并不是电容式键盘。

ASCII码编辑本段回目录

ASCII码,即“美国国家标准资讯交换码”(AmericanStandardCodeforInternationalInterchange)的缩写。对于学过编程的朋友相信并不陌生,而对于没有学过编程的朋友,可能就有介绍一番的需要。
ASCII码是由ANSIX.3.4和ISO646两种早期的编码规格整合而来,在1970年由美国国家标准化委员会通过的编码规格,它规定了128个基础英文字符的二进制编码规则,如大写字母“A”的编码就是64,而空格的编码则为32。ASCII推出后逐渐取代了其他旧的编码成为电脑编码的统一标准,并被国际标准化组织ISO在80年代确认为国际标准。
由于ASCII只规定了128个最常用的英文字符,所以随着电脑字符集的增长,逐渐出现了很多种在ASCII上扩充的编码方式,我们熟悉的Unicode编码就是其中较为复杂的一种,这是在标准的ASCIINO.5和ISO10646基础上开发的32bits编码方案。ISO10646是在ISO08859-1基础上开发的编码方案(ISO08859-1是在ASCII标准版ASCIINO.5上开发的256字符的标准扩展ASCII编码),包含了目前所有的电脑字符在内,但由于过于庞大,所以在此基础上发展了16bits的Unicode,其复杂度比ISO10646小了很多,但不包含一些非常罕见的的字符在内。

全键盘方案编辑本段回目录

  QWERTY键盘,也称全键盘。即第一行开头6个字母是Q、W、E、R、T、Y的键盘布局,也就是现在普遍使用的电脑键盘布局。
  QWERTY键盘是为了降低打字速度
  最初,打字机的键盘是按照字母顺序排列的,但如果打字速度过快,某些键的组合很容易出现卡键问题,于是克里斯托夫·拉森·授斯(Christopher Latham Sholes)发明了QWERTY键盘布局,他将最常用的几个字母安置在相反方向,最大限度放慢敲键速度以避免卡键。授斯在1868年申请专利,1873年使用此布局的第一台商用 打字机成功投放市场。这就是为什么有今天键盘的排列方式。
  QWERTY键盘-键盘排列方式
  但具有讽刺意味的是,这种129年前形成的、以放慢敲键速度为目的的键盘排列方式却延续至今。1986年布鲁斯·伯里文爵士曾在《奇妙的书写机器》一文中表示:“QWERTY的安排方式非常没效率。”,比如:大多数打字员惯用右手,但使用QWERTY,左手却负担了57%的工作。两小指及左无名指是最没力气的指头,却频频要使用它们。排在中列的字母,其使用率仅占整个打字工作的30%左右,因此,为了打一个字,时常要上上下下移动指头。
  QWERTY键盘-还有下面的说法
  电脑键盘是从英文打字机键盘演变而来的,当它最早出现在电脑上的时候,是以一种叫做“电传打字机”的部件的形象出现的。
  QWERTY键盘-纸带打字机和卡片打字机
  实际上,比电传打字机更早的年代,键盘就已经出现在电脑附属设备上了,在电脑还是能够占满一个大厅的年代里,主要的电脑输入设备就是穿孔纸带和穿孔卡片,这些纸带和卡片当然不可能是人手一点点穿出来的,它们是使用专用的“纸带穿孔机”和“卡片穿孔机”来穿出的,而在这两种机器上也都有一台很像普通打字机的电动打字机作为输入设备。只不过相对而言,这两种设备都不是电脑的一部分,这点是和电传打字机不同的,所以我们不把它们作为电脑键盘发展史的一部分。
  “电传打字机”是在键盘+显示器的输入输出设备出现以前电脑主要的交互式输入输出设备,你可以把它想象成一个上盖带有键盘的打印机,用户所打的字和电脑输出的结果都会在键盘前方的打印输出口上打印出来。
  “电传打字机”是大型计算机(MAINCOMPUTER)和小型计算机(SMALLCOMPUTER)时代最主要的电脑交互式输入输出设备。70年代中期以后,随着显示器设计的成熟,电传打字机就逐渐退出了电脑的世界,而键盘则从从摆脱出来成为了独立的一种设备。
  “电传打字机”的键盘没有今天电脑键盘那么按键和那么多功能,实际上它几乎和全尺寸的打字机键盘是一样的,电木塑料下面是机械的按键结构,这种设计也为初期的电脑键盘所继承。
  在这个时期,由于个人电脑的体积还很小,所以流行的设计是将键盘直接作在主机上,著名的APPLEII系列电脑就是这样的结构。但随着IBMPC开始将当时还很庞大的硬盘引入到个人电脑上,在80年代中期,独立的键盘成为主流的设计。
  早期的键盘几乎都是机械式键盘,准确的说是机械触点式键盘,这种键盘使用电触点接触作为连同标志,使用机械金属弹簧作为弹力机构。这种键盘的手感硬、按键行程长、按键阻力变化快捷清脆,手感很接近打字机键盘,所以在当时很受欢迎,直到今天仍然有相当一部分人十分怀念这种键盘的手感。
  但是,机械触点式键盘最大的两个缺点是机械弹簧很容易损坏,而且电触点会在长时间使用后氧化,导致按键失灵。所以在90年代以后,机械触点式键盘就逐渐退出了历史舞台。
  一开始,取而代之的是电磁机械式键盘。电磁机械式键盘仍然是一种机械式键盘,但它与机械触点式键盘不同的是,它并非依靠机械力将两个电触点连通,而是将电触点封闭在一个微型电位器里,在按键下部则放置一个磁铁,通过磁力来接通电流。
  与机械触点式键盘相比,电磁机械式键盘的使用寿命强了很多,但是仍然没能解决机械式键盘所固有的机械运动部分容易损坏的问题,所以电磁机械式键盘没能在市场上生存多久,很快就被80年代后期出现的非接触式键盘取代了。
  所以非接触式键盘,是与此前的各种“接触式键盘”相对而言的,与“接触式键盘”不同的是,它们并不是依靠导电触点的机械式连通来获得按键信号的,而是依靠按键本身的电参数变化来获得按键信号。由于不需要触点的机械接触,所以它的使用寿命就能强很多。
  主要的非接触式键盘有电阻式键盘和电容式键盘。其中电容式键盘由于工艺更加简单成本更低所以更受到普遍应用。与机械式键盘相比,它最大的两个特点是使用弹性橡胶制作的弹簧取代了机械金属弹簧,同时由机械键盘的电连通转为通过按键底部和键盘底部的两个电容极板距离的变化带来的电容量变化来获得按键的信号。
  与机械式键盘相比,电容式键盘的手感有了很大的变化,变得轻柔而富于韧性,这种手感一直延续到今天,成为目前键盘的主流设计手感,这也就是为什么很多文章说现在的键盘都是电容式键盘的原因,但其实这种手感并不来自电容式的结构而来自橡胶弹簧对机械金属弹簧的取代,这不是电容式键盘之所以为电容式键盘的原因。
  电容式键盘由于其原理,所以每一个按键都必须做成独立的封闭结构,这样的键盘也被分类为“封闭式键盘”。
  对于大多数键盘文章,讲到电容式键盘也就告一段落了,但是其实他们的错误也正在于此,为什么?这里先卖一个关子,当我们讲到键盘的结构时再继续。
  QWERTY键盘-键盘的键位设计
  一款键盘的键位设计包含了两个概念,一是主体的英文和数字键位设计,二是各种附属键位设计。最通常的英文与数字键位设计方案就是俗称的“QWERTY”柯蒂键盘。这是ChristopherLathamSholes于1868年发明的键位方案。
  总所周知,柯蒂键盘主要的设计目的就是使击键的速度不至太快。不过在很多文章中的说法有一个小小的错误,这就是——柯蒂键盘的键位设计并不是要“使击键的速度不至太快导致卡住”,而是“在不至卡住的前提下尽量提高打字速度”。
  这两种说法中有一个微妙的差异,这就是说,减慢打字速度不是最终目的,QWERTY键盘并不是在一味的减低速度,它固然有把ED这样的常见组合放在一个手指上的减低速度设计,但也有很多诸如ER这样的加速组合键位。
  实际上这样设计的根本原因在于机械式打字机的结构,其铅字杠杆的结构决定了当两个位置接近的铅字同时按下的时候就会卡死,但相对的两个相距较远的铅字就不会发生同样的问题,相信有过英文打字机使用经验的人应该都会有所体会。
  在柯蒂键盘上,一些常用的字母被放在无名指、小拇指等位置上,这一向被认为是用小拇指等的不灵活性来减低速度,但这种说法没有考虑到机械式打字机的实际情况,食指固然是最灵活的,但食指键位上的按键也是最容易卡死的,所以将常用字母放在边缘以保证在高速打字时不会卡死也就是理所当然的。
  所以说,设计柯蒂键盘的最终目的并不是为了单纯的减低打字速度,事实上,柯蒂键盘的设计方案恰恰是为了提高打字速度,只不过是“在不会卡死的情况下尽力提高打字速度”。
  进入20世纪以后,机电打字机发明使得机械式打字机的铅字臂卡死不再成为一个重要的问题,众多的高速打字键盘也就应运而生。其中最著名的也就是DVORAK德沃拉克键盘。
  德沃拉克键盘是AugustDvorak教授在1930年设计的键位方案,由于不再考虑按键的机械结构问题,所以按键排布完全按照理想化的击键率分布设计。手指运动的行程比柯蒂键盘要小得多,平均打字速度几乎提高了一倍。不过正如很多事情一样,习惯的力量是难以抵挡的,德沃拉克键盘至今只是在极少数专业场合使用。不过对于想试试的人来说,可以尝试一下Windows里自带的德沃拉克键盘方案。
  QWERTY键盘-非英文键盘方案
  各种语言的键盘基本都是在英文键盘的基础上改变而成的,大部分键的排列方式都和英文键盘相差不远,只有一些细微的差别,例如英国键盘上的美元符号变成了英镑符号,而德文键盘上的子母Y和Z互换了位置。各种远东语言键盘在英文按键部分则与不标准的美式英文键盘没有什么大的不同,但在一些附属按键上则有明显的区别。对于中国用户来说,最容易见到的非美语言键盘可能就是二手市场上常见的日文键盘了,与标准的英文键盘相比,它的大部分按键都是一样的,但在一些标点符号上却有明显的位置差异,从而导致在英文系统中使用一些标点的时候出现按键的标识和实际内容对应不上的情况。
  键位设计的另一个概念就是附属键位的设计,从最早的IBMPC83键盘到现在主流的108键Windows98键盘,已经更新了几代,但总体上并没有根本性的变化。虽然其中有一些诸如紧凑型的设计,但从市场反应来看是不成功的。由此可见,目前的键盘键位设计经过了多年的实践检验,已经是非常成熟的理想设计。
  弄巧成拙的十字方向键设计
  所谓的十字形方向键,指的就是键盘上的独立方向键呈十字形排列,这种设计最初是为了在形象上更为接近传统的83键盘设计,但实际的效果却相当的差。
  最早的十字形键是微软第一代人体工学键盘上使用的,但随后就成为这一代名品上被人骂得最多的设计,十字形的键位看起来很好看,但实际使用一下就会发现这种按键设计手指会别扭的挤在一起,无论在日常使用还是在游戏中都极不方便,特别是在赛车游戏中几乎没法玩下去。所以微软在此后的第二代产品中又改回了原来的设计。
  不过可笑的是,始作俑者微软自己都已经不用十字形方向键了,但近来一些国内的厂商却又把这种弄巧成拙的设计拾了回来,还作为特色设计之一来大肆宣传。强烈建议大家对此不要考虑,否则买回来就有够受的。
  QWERTY键盘的结构
  前面,我们提到了,现在的键盘其实并不是真正的电容键盘,那么现在的键盘属于哪一类呢?还是让我们拆开一个键盘来看一看。
  从照片上我们可以看到一个普通的超薄型键盘,拆开后背的螺丝以后,可以将键盘拆成如图的几个部件。首先是键盘和上盖板和嵌在其中的每个按键的键帽,这是用户所主要接触的部分。
  在上盖板以下,是一块橡胶薄膜,在每个按键的位置上有一个弹性键帽,这个部件就是键盘的主要弹性元件,一款键盘的手感主要就是由这个部件的性状和材质决定的,因此其形状设计和橡胶成分都是各大键盘厂商的机密。需要指出的是,并不是所有的厂商都使用这样的一体式橡胶薄膜,某些厂商如明基在某些键盘上习惯于每个按键都使用单独的橡胶弹簧,这样的设计更有利于保持每个按键手感的统一,但生产工序更为复杂一些。
  在橡胶薄膜以下,是三层重叠在一起的塑料薄膜,上下两层覆盖着薄膜导线,在每个按键的位置上有两个触点,而中间一张塑料薄膜则是不含任何导线的,将上下两层导电薄膜分割绝缘开来,而在按键触点的位置上则开有圆孔。
  这样,在正常情况下,上下两层导电薄膜被中间层分隔开来,不会导通。但在上层薄膜受压以后,就会在开孔的部位与下层薄膜连同,从而产生一个按键信号。
  由此可见,现在的键盘实际上是一种接触式键盘,尽管外形大相径庭,但实际上它的基本原理和机械触点式键盘是一样的,依靠机械性的导电触点连同来产生按键信号。根本不是电容式键盘。
  实际上这种键盘的真正名字叫做“薄膜接触式键盘”,是一种机械接触式键盘。它和机械触点式键盘一样,有寿命短易损坏的问题,但是由于橡胶弹簧取代了金属弹簧,所以它的手感比机械触点式键盘要好而接近于电容式键盘,而且寿命虽不及电容式键盘,但比机械触点式键盘要长得多。
  真正的电容式键盘依据的是非接触式的电容导电触发原理,所以电路结构比薄膜接触式键盘要复杂得多,而且电容式键盘的每个键都使用的是封闭式结构,其整体成本要远远高于开放式的薄膜接触式键盘。所以现在除了少数高档特种键盘以外,其实已经没有真正的电容式键盘在卖了。
  目前的主流键盘除了薄膜接触式键盘以外,还有另外一种“导电橡胶接触式键盘”,它的特点是只有一层导电薄膜,在每个按键位置上有不连通的两个触点,而橡胶弹簧的下部则使用导电橡胶来制作,当按下的时候就会将两个触点连通。
  可以看出来,这种键盘的原理和计算器按键的原理是很接近的。实际上早在个人电脑的早期,这种设计就经常在一些超薄的膝上型电脑上使用。只是与薄膜接触式键盘相比,这种结构的寿命更短,所以现在除了在某些特殊用途以外,已经在逐渐消失中。
  在键盘的右上角,有一块与薄膜连同的电路板,这块电路板就是键盘的核心部分,从导电薄膜传来的导通信号会通过导线输入到电路板上的运算芯片,这块芯片会根据上下两条表面的导线编号通过芯片内部的一张按键排布表查找出对应按键的ASCII码,通过接口将其输出。
  这种通过查表获得按键编码的方式称之为“非编码式键盘”,相对的有“编码式键盘”,这种键盘的ASCII码是直接由每个按键的数字电路产生的。与非编码式键盘相比,编码式键盘的成本高,重定义困难,所以现在已经很罕见了。电容式键盘由于其工作原理,大都是编码式键盘,这也从另一个角度证明了现在的主流键盘并不是电容式键盘。
  QWERTY键盘-ASCII码
  ASCII码,即“美国国家标准资讯交换码”(AmericanStandardCodeforInternationalInterchange)的缩写。对于学过编程的朋友相信并不陌生,而对于没有学过编程的朋友,可能就有介绍一番的需要。
  ASCII码是由ANSIX.3.4和ISO646两种早期的编码规格整合而来,在1970年由美国国家标准化委员会通过的编码规格,它规定了128个基础英文字符的二进制编码规则,如大写字母“A”的编码就是64,而空格的编码则为32。ASCII推出后逐渐取代了其他旧的编码成为电脑编码的统一标准,并被国际标准化组织ISO在80年代确认为国际标准。
  由于ASCII只规定了128个最常用的英文字符,所以随着电脑字符集的增长,逐渐出现了很多种在ASCII上扩充的编码方式,我们熟悉的Unicode编码就是其中较为复杂的一种,这是在标准的ASCIINO.5和ISO10646基础上开发的32bits编码方案。ISO10646是在ISO08859-1基础上开发的编码方案(ISO08859-1是在ASCII标准版ASCIINO.5上开发的256字符的标准扩展ASCII编码),包含了目前所有的电脑字符在内,但由于过于庞大,所以在此基础上发展了16bits的Unicode,其复杂度比ISO10646小了很多,但不包含一些非常罕见的的字符在内

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http://baike.baidu.com/view/295368.htm?fr=ala0_1_1


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