【IT168 信息化】

    自从1868年英文打字机发明以来，它的键盘形式已为世界上使用拼音文字的人们所普遍采用。现代的电子计算机仍沿用了这种键盘形式，不仅用来输入各种拼音文字，而且汉字等非拼音文字也以各式各样的编码形式用这种键盘来输入。尽管写字板、语音识别等技术正在迅速发展，由于键盘输入准确迅速而资源要求低的特有长处，在可预见的很长一段时间内，键盘输入仍将是最主要的文字信息输入方式。然而这种传统的键盘形式固有的缺陷也日益显示出来，制约着有关技术的进一步发展和产品的开发使用。源于英文打字机的传统电脑键盘形式需要变革。

    传统电脑键盘所存在的问题

    首先是传统电脑键盘制约了文字编码水平的进一步提高。

    如果电脑键盘输入每个符号信息的击键用时都是一样的，那么我们就可以用每个文字单位，如一个汉字，平均所用击键次数（也就是平均所用符号数）来衡量某个编码方案的输入效率。然而电脑键盘的符号输入的击键用时是不一样的。

    在传统电脑键盘上，十个手指直接辖顾的（26个字母、4个标点和1个空格，即10×3+1）31个键，可看作是击键用时最少且相等的键。它们的击键用时系数p设定为1。我们把这些击键用时系数p为1的键称作基础键。超出上述范围的键，其击键用时系数要比基础键大得多：如距离最近的上排数字键，p至少为1.5；至于更远离的键或配用换档键，其p要在2以上。这些键实际是扩充键。

    由于上述原因，文字的编码方案一般只用基础键定义的符号，很少使用扩充键定义的符号。

    我们把一种电脑键盘的基础键每档可定义的符号数称作该种键盘的符号基本定义量D。传统电脑键盘的符号基本定义量D就是31。电脑键盘的符号基本定义量D的扩大，对于文字编码，如汉字编码,性能的提高有着非常重要的意义。

    我们把基础键的一次击键当作一个用时单位，称作标准击键次数，也可以说：标准击键次数等于击键次数与它自身的击键用时系数的乘积。扩充键的击键次数乘以它们各自（均大于1）的击键用时系数p，可折合成标准击键次数。输入单位文字信息的平均标准击键次数越少，说明编码方案的输入效率越高。

    在传统电脑键盘上进行汉字编码，平均每个表达的文字信息单位严格意义上的（确认符也计算）所用（基础键）符号数也就是它输入时所需的标准击键次数。

    重码是不确定性，有待于继续按键或其他处理（均要折合成标准击键次数来计算），直至消除重码。一个编码方案（指主体部分）表达的文字信息单位量越接近目标（字符库）文字信息单位量（全价计算），其重码率就越低，也可以说它达到的精确层次越高。

    如果编码方案每个表达的文字信息单位平均用n个（基础键）符号，即需n次标准击键次数，这时最多可表达Dn个文字信息单位。然而任何一个编码方案都不会去达到这个极限，因为：编码总要有自身的规则，以利于学习记忆——编码规则越简单，其中利用的编码组合就越少，只有增加规则的复杂度（包括硬性规定）才有可能增加其中编码组合的利用率；若要全部利用其编码组合，达到极限Dn，那几乎全部要死记硬背了——我们把这时的复杂度指数设定为最大值1。

    设B为编码方案（主体部分）的实际表达的文字信息单位量；J为理论极限表达量Dn；Z为方案的规则复杂度指数 （Z≤１）。那么B=J•Z,即：B=Dn•Z。

    可以看出：在一定的文字信息表达量的要求下，如果键盘的符号基本定义量D不变，要提高编码方案的效率（即减少n），就不得不增加编码方案规则的复杂度指数；若要降低复杂度指数Z，则必须增加n，即降低效率。这说明：编码方案的效率与易学性在键盘的符号基本定义量的制约下呈负相关状态。

    以汉字的拼音编码为例：达到400多个缺调音节表达量的精确层次（以词为计算单位，频率覆盖约70％左右），按照音素化的"全拼"方式，规则比较简单且为人们所熟悉，平均每个文字信息单位需3次标准击键次数；而每个文字信息单位的平均标准击键次数降到2的"双拼"方式则不得不对基础键做因条件而异的2重或3重定义，大大增加了学习和记忆的难度。不仅音码如此，汉字的形码也是这种情形。

    人们费尽心思地力图取得效率和易学性的双胜出，然而在传统电脑键盘有限的符号基本定义量内，潜力已尽，只能是此长彼消，总体上难再有明显质的突破。

    至于仅用10个数字键的汉字编码，由于D更小，效率与易学性的矛盾更为突出，只能在更低的层次上徘徊。

    要使汉字编码再有新的突破，必须扩大符号基本定义量，对于传统电脑键盘形式来说，就是要增加符号键而不增加其击键用时系数，这是不可能的。

    传统电脑键盘制约了汉字等非拼音文字编码技术的进一步发展。对于拼音文字，如英文等，传统电脑键盘只能沿用一键一符的传统输入方式，难以再进一步提高效率。

    传统电脑键盘不仅制约了文字编码水平的进一步提高而且难以小型化。

    电子计算机自诞生以来，随着技术的发展，产品不断小型化和便携化，而做为最主要的文字信息输入设备的键盘，因由人体工程学原理所决定的，却无法做的即适用又很小，严重制约了这一发展进程。一定尺寸以下的小型化电脑、无线通讯与电脑结合的产品、手机等电子信息产品，或是采用并不经济便利的其它输入方式，或是不得不采用更复杂低效的键盘输入编码形式，文字输入效率低下并且容易引发拇指伤痛症，大大制约了这一类产品的开发和使用。

    另外，传统电脑键盘按键众多，需要记忆各自的键位，许多远离的键不能盲打，掌握并熟练操作传统电脑键盘需要较长时间，不利于进一步推广普及的时间经济性。相当多的年长者，其中包括许多高级知识分子，不会或很不熟练使用这种键盘，让他们学习掌握并熟练操作传统电脑键盘决非易事，信息鸿沟问题值得重视。

信息时代的发展迫切需要以电脑键盘形式变革为标致的键盘输入技术新阶段的到来。

峰回路转现新途 

 传统电脑键盘的构件和信号产生模式决定了它自身无法解决的矛盾，即：扩大键盘的符号基本定义量就必须增加键数从而增加其击键用时系数并增加键盘面积，也增加了记忆键位和操作的难度。

一种新形式的电脑键盘——集合符号电脑键盘，打破了传统电脑键盘的构件和信号产生模式以及信号的表示形式，解决了传统电脑键盘无法解决的矛盾。它成倍地增加了键盘的符号基本定义量，为文字编码的进一步发展提供了广阔的空间，将迎来各种文字的编码技术的一个新的发展阶段。它大幅度缩小了键盘面积,可以为一定尺寸以下的小型化的电脑和电子信息产品，如掌上型电脑、智能手机等，提供理想的配用键盘，将使其文字输入和处里能力有一个质的提高，迎来一个新的发展时代。它以内在规律强、直观示意图形化的符号统一表示输入的信号并指示手指的按键动作，取代了传统电脑键盘硬性记忆键位并移动手指寻找的按键方式，增加了理性记忆和直观操作的成分,使学习记忆更为容易，也大大缩短了掌握并达到熟练操作程度所需的时间，更利于推广普及。

键盘所配设的“信号输入系统编码设计”是用于此种电脑键盘的第一套（原配）包括汉字体系、以英文为主要对象的拉丁字母体系、数字等通用符号以及操作信号在内的完整的信号输入系统编码设计。它包括了传统电脑键盘上的所有符号键和功能键所产生的信号，所以可以取代传统电脑键盘进行输入和操作（集合符号电脑键盘包容并超出传统电脑键盘的功能，所以它可操作运行传统电脑键盘操作运行的所有程序，反之则不尽然）,并且它的汉字拼音编码和英文的输入编码达到了传统电脑键盘所不能达到的水平。相信随着此种电脑键盘的推广，用于它的信号输入编码还会不断丰富和发展:各种用拉丁字母拼写的文字，会像英文那样,创造出打破逐字母输入形式的编码方案;非拉丁字母拼写的文字或非拼音文字，如俄文、日文、阿拉伯文等，也将创造出传统键盘无法达到的更高水平的输入编码形式；汉字也不仅限于拼音编码的进一步改进，也会突破传统电脑键盘的制约，创造出更优秀的形码和其他形式的编码方案。

集合符号电脑键盘是电脑键盘形式发展的一次重大突破，它可以作为升级换代产品取代传统电脑键盘,具有全球性的科技进步意义。