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电脑键盘

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Dell SK-8115键盘
华硕K55手提电脑孤岛式设计键盘
台湾所使用的电脑键盘
香港市政大厦供市民使用的电脑键盘

电脑键盘是一种打字机类型的装置[1]，由不同键盘技术的按钮与电子开关系统组合而成。主要的功能为输入资料，并可能在电脑系统中用以操作其他机器或装置。在1970年代，电传打字机与键盘取代了打孔卡与打孔带技术，成为电脑的主要输入与操作方式，1980年代后又加入了滑鼠。在一般使用上，键盘用作于输入文本，能够在包括文字处理、网络浏览器或社交媒体等应用软件中输入文字、数字和符号。

键盘依照键数可分为101键、104键和87键等多种类型，104比101多了Windows专用键，包含两颗Win功能键和一颗菜单[2]，104键的键盘又称为Windows 95键盘[来源请求]。键盘键通常会有以雕版或印刷方式刻或印的字符，按键每一次按下则通常会输入与字符对应的符号，不过有些符号可能需要借由同时或依次序按下数个不同按键来输入[3]。虽然大多数的键是用来输入字母、数字或符号，但有些键及组合键则是用来执行电脑的系统命令，像是功能键、Fn键以及Microsoft Windows系统中的Ctrl+Alt+Del组合键[4][5]。在现代电脑的技术中，按键所输出的字符或指令通常由软件决定，键盘发送到电脑的消息仅是按下了键盘上哪一个或哪些按键的代码[6]，而不同的输入法也可能会在按下同样键时定义不同的输出符号。

历史

1714年，亨利·米尔（Henry Mill）在英国获得了一项机器专利，该机器的外型与打字机相似[7]，因此可能至少在18世纪就已经有类似键盘的雏形出现。在1868年，有“打字机之父”之称的美国人克里斯多福·莱瑟姆·肖尔斯，发明了美国第一台打字机并获得了专利[8][9][10][11]，之后他又发明了QWERTY键盘[12]，现今大多电脑键盘都用此配置。

虽然打字机可以确定是所有以“键”输入文字之装置的祖先，但电脑键盘作为电机数据输入和通讯装置，其技术大幅度源自电传打字机与按键打孔机（keypunch），电脑键盘并继承了前述装置的布局。在1870年代，就有类似电传打字机的装置用于股票市场，这类装置用键盘和电报线将文本数据键入并传输到股票行情票带机（stock ticker），接着立即复制并显示在票带（ticker tape）[13]。赫尔曼·何乐礼开发了第一种按键打孔机装置：打孔卡片制表机（Tabulation Machine），到了1930年代，这些装置很快的演变出类似于普通打字机的文字和数字输入键[14]。

在20世纪大部分时间里，电传打字机上的键盘在点对点通讯中担纲很重要的角色，而按键打孔机上的键盘则担纲了数据输入和存储中的角色。之后，键盘开始结合在电脑设计，电子数值积分电脑即结合了按键输入装置和以纸张为基础的输出装置，而二进制自动电脑（Binary Automatic Computer，BINAC）也利用键盘将数据输入到磁带中[15]。

到了个人电脑的时代，键盘一直作集成性最高的电脑周边装置，直到1980年代滑鼠开始作为消费型电脑装置为止，相对丰富的图形接口已取代当时的纯文字电脑接口[16]，但键盘仍然是人机交互的核心，即使是智能电话、平板电脑等采用触屏的电子装置，也使用虚拟键盘作主要输入方式。

德沃夏克键盘
104键QWERTY键盘

设计

多媒体键盘

键盘的排列方式有很多种。之所以有不同的键盘排列是因为不同人使用不同语言，需要对他们最简单的方式来使用键盘。

最常见的键盘是机械打字机时代的QWERTY键盘或者近似的设计。当时打字机的键安装在摇杆上，使用频率高的键不能放得太近，以防止摇杆互相碰撞而卡住。QWERTY键盘和一众兄弟就沿用了打字机键盘的设计，从而也为之后的电子键盘所采用。受当时技术条件所限，这种键盘设计很少考虑人体工学。现代电子学发展消弭了这些限制，德沃夏克键盘等很多新设计涌现，但没有广泛使用。

键盘的键数最初标准是101键，Windows键盘是104键，Apple键盘是79键，后来又发展到130键甚至更多。[来源请求]越来越多功能键增加到键盘上，如打开网页浏览器或邮件客户端。在1990年代后期，美国曾经销售过一种“因特网键盘”，将功能键设置为预定义的因特网快捷键，按下这些快捷键就可以打开浏览器进入到指定的网站。

连接方式

键盘连接到电脑的方式有很多种。其中包括标准的DIN连接器，通常在80486之前的主板都是这种设计，后来由PS/2连接器取代。现在应用更广的是USB连接器。早期的苹果电脑使用苹果电脑总线（ADB）作为键盘连接器。

新设计

标准键盘体积甚大，所有键的尺寸必须方便手指敲击。也有一些小尺寸键盘设计出现，比如Chord键盘，通过同时按下一组键来代表一颗字符，从而减少键的数量。而GKOS键盘则应用在无线装置上。另外还有一些游戏控制杆，可以输入数据和字符，也是键盘的一种变化。

有种虚拟雷射投影键盘将键盘图像投射在表面上，投影仪的传感器确认“按下”什么键，转化成相应信号给电脑或PDA装置。

上下对折的折叠键盘

为了方便携带，有些键盘设计为对折或三折形态，称为折叠键盘。通常用蓝牙跟电脑连接使用。

标准

原则上，电脑键盘遵循ISO/IEC 9995标准。

按键区分

电脑所采用的键盘主体与英文打字机键盘类似，从外观看，电脑键盘分为打字键区、功能键区、编辑键区和数字键区等区。实物键盘主栏食指键（多数是QWERTY配置的英文字母“F”和“J”，如果是其他配置则不一定）。数字键区中央的键（多数是“5”）会有明显的凸出物，方便输入时触摸定位。

打字键区

  • 文字键：视语言而定，可以是仓颉、台注、英字、日文假名等。
  • 移位键：键盘中间部分两侧各有一颗移位键。按键有两个符号时先按住移位键可输出按键上方的符号。
  • 符号键：代表数学符号的加、减、乘、除和乘方。
  • 空白键：通常是键盘最长的键，按下输入空白字符。
  • 退位键：删除光标左方的字符，后面所有的字也往前移。　
  • 大小写转换键：转换英文字母大小写。（键盘右上方灯会亮起与消失）
  • 换行键：又称为输入键，将输入的命令或资料送进电脑处理。
  • 控制键：与其他键配合产生控制功能。如先按住不放再按下可复制文件或文件夹。
  • 转换键：控制键的一种，可转变按键原有的功能。

功能键区

键盘有12颗功能键于键盘上方，可为不同软件设置常用功能或命令。

数字键区

通常在键盘右方，可输入数字或浏览。

  1. 锁数键：用来切换数字键和编辑键的功能。
  2. 插入键：插入和置换两种输入模式的切换键。
  3. 删除键：把光标处的字向右删。
  4. 换行键：和打字键区的换行键功能相同。

浏览／编辑键区

通常在打字键区与数字键区间，用以浏览页面或编辑内容；有方向键、插入键、删除键、首位键、尾位键、上页键、下页键等。

  1. 方向键：可使光标上、下、左、右移动。
  2. 插入键：插入键。
  3. 删除键：删除键。
  4. 首位键：将光标移到该列首位，或将页面翻到最顶。
  5. 尾位键：将光标移到该列的最后字符右方，或将页面翻到最底。
  6. 退出／跳离键：用来退出目前执行的功能，或取消输入。
  7. 上页键：使屏幕往上翻页。
  8. 下页键：使屏幕往下翻页。

键数

  • 104键：最常见的全键数版本。
  • 107键：编辑键区移下一行，END贴着↑，顶行增加三颗功能键。
  • 108键：没有数字区上的三颗LED，变成四颗功能键。
  • 101键: 比104键的版本少了3颗功能键、1颗菜单键，多了Fn键，这种形式常在有数字键盘的15吋手提电脑出现。
  • 87键：没有数字区的104键版本

分类

主条目：键盘技术和键盘布局
  • 根据开关设计分类
    • 机械式（Mechanical）
    全部按键都有独立的机械触点开关（switch），利用柱型弹簧提供按键的回弹力，用金属接触触点来控制按键的触发。
    • 薄膜式（Membrane）
    键盘有一整张双层胶膜，胶膜提供按键回弹力，按下时按键处碳心于线路的接触来控制按键触发，成本十分低，市面绝大部分键盘都是薄膜键盘。
    • 导电橡胶式（Conductive Rubber）
    • 无接点式（Non-contact Switch）
      • 磁感应无接点式（Magnetic Sensing Non-contact Switch）。
      • 无接点静电容量式（Capacitives）。
  • 根据键帽印字方法分类
    1. 无刻印
    2. 油墨印刷
    3. 雷射印刷
    4. 二色成型
    5. 热升华印刷
打字

QWERTY键盘

主条目：QWERTY键盘

将键盘规范成现在这种的“QWERTY”键盘按键布局，是因为一开始打字机的键盘是完全按照字母顺序排列的，而打字机是机械结构的打字机器，因此如果打字时速度过快，某些键的组合非常容易出现卡键问题。是克里斯托夫·拉森·肖尔斯（Christopher Latham Sholes）解决了这问题，他发明了QWERTY键盘的布局，他将最常用的几颗字母安置在相反方向，以此最大限度放慢打字时敲键速度，从而避免卡键。克里斯托夫·拉森·肖尔斯在1868年为此设计申请专利，1873年采取这种布局的第一台商用打字机成功地投放市场。

但是，实际使用时人们发现，QWERTY的键盘按键布局方式效率非常低，例如：一般情况下人们惯用右手，但使用QWERTY结果的键盘，却使左手负担了57%的工作量。两只小拇指及左无名指（右无名指呢？）[来源请求]都是没有力气的手指，却要频频使用。使用率仅占打字工作三成左右的字母排放在键盘中列，常要上下往复移动手指，就只为了打一个单词。

在1888年全美举行了公开打字比赛，法院速记员马加林按明确指法分工盲打，速度非常快，而且错误仅有万分之三，在场人都惊讶不已。据记载，当时马加林得到的奖金是500美元，从这以后很多人开始效仿这种打字方法，盲打技术在专业打字领域大行其道，在美国也开始出现了专门培养打字员的学校。

非英语键盘

除了英文输入时需要把较常用的键分开外，其他语言的打字机也需要这样处理，而每一种语言常用的键均不同，例如法语：

e t i n s a r o l u d c é
14% 9% 8.2% 7.9% 7.5% 7.3% 6.5% 6.4% 5.7% 5.2% 4.6% 3.5% 2.7%

[17]于是就有了AZERTY键盘（面向法语用户）和QWERTZ键盘（面向德语用户）等。另外，日文的键盘会增加用于日文输入法切换的按键，具备这样功能的键盘在标准的104键之外还会多四颗按键。

DVORAK式键盘

主条目：德沃夏克键盘

由于上述的盲打技术的广泛使用，打字机的打字速度基本可以满足日常工作的需要了。然而，华盛顿人德沃拉克（Dvorak）在1934年，又发明了一种新的键盘排列方法。这种设计的键盘使左右手能交替敲击键盘，可以缩短一半的训练周期，平均打字速度也提高了约1/3。

DVORAK式键盘布局原则是：

  1. 尽量让左右手交替来击打键盘，避免单手连击；
  2. 将越排击键平均移动距离尽量缩短；
  3. 将最常用到的字母排列在导键的位置上。

Windows中已经内建了对“DVORAK”键盘的支持，点击“控制面板－键盘”，进入“输入法区域设置”选项，接着单击“添加”按钮，将“输入法区域设置”设置为“英语（美国）”，并在“键盘布局/输入法”栏内找到“美国英语-DVORAK”，确认后，便变成“DVORAK”键盘。

MALT键盘

后来，莫尔特（Lillian Malt）又设计了比“DVORAK”键盘更加合理、高效的“MALT”键盘。莫尔特改变了原本交错的字键行列，“后退键”（Backspace）及其它原本远离键盘中心的键更容易触到，打字时拇指的使用频率也更高了。但“MALT”键盘并没能得到广泛地应用。

数字键盘

数字键盘又称九宫键盘，会计人员方便使用，不需额外安装程序。

无线键盘

无线发送式键盘

无线发送
  • 红外线发送，使用红外线技术的无线键盘，因红外线收发器并非现时智慧装置及电脑之基本装置，红外线发送已很少产品会采用。
  • 蓝牙发送，使用蓝牙技术的无线键盘。
  • 2.4GHz、5GHz无线发送，利用2.4GHz或5GHz无线电波作发送，因并没有标准规格，使用时必须插上厂商提供之收发器，曾经是最流行之无线键盘发送技术，但蓝牙装置普及，蓝牙发送逐渐取代之。

无线键盘使用方便，现在越来越流行，但要电池才可运作，无线信号亦易窃听，会带来安全隐患。[18]另外，无线键盘并不受游戏玩家欢迎，主因是精确度及游戏用途的功能都不及有线键盘。

Apple标准键盘

主条目：苹果标准键盘
适配苹果电脑的罗技蓝牙键盘

苹果电脑使用的键盘与普通PC的有些许差异，比如1980年代麦金塔电脑的键盘上有“苹果键”，上面标有标志，“command⌘”键后来取代苹果键。

用法

通常，键盘用来输入文本到文本编辑器、文字处理器或者其他文本工具。

现在的电脑把解释键值转换的工作交给了软件。键盘给每一个物理的键定义了对应的键值，然后将所有的输入报告给控制软件，由软件决定相应的输出。

命令

键盘也用来输入电脑命令。IBM PC最著名的例子莫过于Ctrl+Alt+Del组合。现在的Microsoft Windows的版本中，按下这三个键，将出现对话框，包括当前任务，关机等选项。而Linux，MS-DOS和WINDOWS早期版本中，Ctrl+Alt+Del这组合对应的命令就是重启。

游戏

键盘是电脑游戏的主要控制方式之一。方向键或者重定义为方向键的一组键（如WASD四个键）用来控制游戏角色的移动。在很多游戏中，很多键可以根据玩家的喜好来定义。

键分类

电脑键盘上的键通常分成以下几类：

参见

电脑配件图中13是键盘安装位置
IBM/Windows键盘（美式布局）（IBM PC键盘（英语：IBM PC keyboard））
Esc F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 PrtSc
SysRq 		Scroll
Lock 		Pause
Break
波浪号叹号@井号$百分号脱字符&星号括号括号下划线加号与减号退格键重音符1234567890连接号等号退格键制表键QWERTYUIOP括号括号竖线制表键QWERTYUIOP括号括号反斜线大写锁定ASDFGHJKL冒号引号确认键大写锁定ASDFGHJKL分号引号确认键换档键ZXCVBNM不等号不等号问号换档键换档键ZXCVBNM逗号句号斜线换档键控制键Windows键转换键空格键转换键Windows键菜单键控制键
 Insert Home PgUp Num
Lock 		/ * -
Delete End PgDn 7 8 9 +
4 5 6
↑ 1 2 3 Enter
← ↓ → 0 .

参考

  1. ^ computer keyboard. TheFreeDictionary.com. [2020-12-14]. （原始内容存档于2021-03-26）. 
  2. ^ 101、104、108键键盘区别？[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ Saeed, Khalid. New Directions in Behavioral Biometrics. Milton: CRC Press. 2016. ISBN 978-1-4987-8463-4. OCLC 961456953. 
  4. ^ Bill Gates Says He's Sorry About Control-Alt-Delete - Slashdot. tech.slashdot.org. [2020-12-14]. （原始内容存档于2020-11-11） （英语）. 
  5. ^ Control-Alt-Delete in the World of VDI. VMware Customer Experience and Success. 2017-03-17 [2020-12-14]. （原始内容存档于2020-11-06） （美国英语）. 
  6. ^ Microsoft Keyboard Scan Code Specification (Appendix C, "USB Keyboard/Keypad Page (0x07)"), Microsoft. Revision 1.3a, 2000-03-16, accessed 2018-10-13.
  7. ^ First Typewriter Patent - Henry Mill Patents. www.todayinsci.com. [2020-12-14]. （原始内容存档于2021-04-17）. 
  8. ^ Larson, Erik. A Devil in the White City: Murder, Magic, and Madness at the Fair that Changed America. New York: Vintage Books, a Division of Random House, Inc. : 291 (Adobe epub book) [2020-12-14]. （原始内容存档于2016-12-28）. 
  9. ^ Hendrickson, Walter B. The Three Lives of Frank H. Hall (PDF). Journal of Illinois State Historical Society (University of Illinois Press). 1956, 49 (3). （原始内容 (PDF)存档于2010-08-06）. 
  10. ^ Anonymous. Hall Braille Writer. American Printing House for the Blind, Inc. 2011-04-24 [2012-02-29]. （原始内容存档于2012-04-27）. 
  11. ^ Iles, George. Leading American Inventors. New York: Henry Holt and Company. 1912. 
  12. ^ "Early Typewriter History," http://www.mit.edu/~jcb/Dvorak/history.html （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
  13. ^ Technology Advancements in Computer Interfaces - 652 Words | 123 Help Me. www.123helpme.com. [2020-12-14]. （原始内容存档于2020-11-22）. 
  14. ^ Gallery: IBM: 100 years of THINKing big. ZDNet. [2020-12-24]. （原始内容存档于2020-12-05） （英语）. 
  15. ^ Garling, Caleb. Past is prototype: The evolution of the computer keyboard. Computerworld. 2012-11-02 [2021-03-29]. （原始内容存档于2020-12-06） （英语）. 
  16. ^ Kocielinski, Daniel; Brzostek-Pawłowska, Jolanta. Linear interface for graphical interface of touch-screen: a pilot study on improving accessibility of the android-based mobile devices. Proceedings of the 15th international conference on Human-computer interaction with mobile devices and services. MobileHCI '13 (Munich, Germany: Association for Computing Machinery). 2013-08-27: 546–551. ISBN 978-1-4503-2273-7. doi:10.1145/2493190.2494439. 
  17. ^ Wolfram|Alpha法语[2] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  18. ^ Brandt, Andrew. Privacy Watch: Wireless Keyboards That Blab. PC World. 2003-01-29. （原始内容存档于2007-05-01）. 

外部链接

维基共享资源上的相关多媒体资源：电脑键盘
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