تاريخ موجز للوحة المفاتيح الرقمية

تخيل لوحة مفاتيح هاتف وآلة حاسبة. هل تتذكر كيف تختلف دون النظر إلى أي مكان؟ إذا لم تنجح ، فلا بأس. اعتاد معظمنا على أجهزة إدخال البيانات الشائعة لدرجة أننا لا ندرك ببساطة أنه في الآلة الحاسبة ، إذا قارنته بالهاتف ، فإن المفاتيح في الترتيب المعاكس. يحتوي الصف العلوي لأزرار الآلة الحاسبة على مفاتيح 7-8-9 ، ويحتوي الصف العلوي من لوحة مفاتيح الهاتف على 1-2-3 مفاتيح. حقيقة أن لوحتي المفاتيح هاتين ، سواء تم تقديمهما في شكل أجهزة مادية أو في شكل تطبيقات ، يتم ترتيبهما بشكل مختلف ، فمن المستحيل تمييز أي أسباب منطقية. لماذا يبدون بهذه الطريقة؟


لوحة مفاتيح الهاتف (يسار) ولوحة مفاتيح الآلة الحاسبة (يمين)

كما ترى ، هناك فرق طفيف لكنه غامض بين لوحات المفاتيح هذه ، نظرًا لأنها تخدم نفس الغرض - إدخال الأرقام. يبدو العمل مع لوحات المفاتيح هذه متشابهًا تمامًا ، لذا فإن سبب اختلافها ليس واضحًا تمامًا. يقترح الفطرة السليمة أن بعض القيود التكنولوجية لعبت دورًا. ربما تبدو لوحات المفاتيح هكذا تمامًا بسبب صراع براءات الاختراع بين المخترعين. قد يحاول شخص ما تفسير الفرق بينهما مع اعتبارات مريحة.

أعتقد أن الإجابة على السؤال حول أسباب الاختلاف بين لوحات المفاتيح الرقمية ستساعد في العثور على تاريخ تطور الأجهزة التي زودتها بها. بعد الخوض في التاريخ ، يمكننا معرفة الجهاز الذي تم اختراعه لأول مرة ، ولوحة المفاتيح التي أثرت على الآخر ، والأهم من ذلك الذي توصل لأول مرة إلى لوحة المفاتيح الرقمية.

الآلات الكاتبة ، آلات تسجيل النقد والآلات الحاسبة

بمجرد أن نظرت إلى لوحة المفاتيح وأردت أن أعرف متى بدأ استخدام المفاتيح في تاريخ الآلات. ظهرت لوحة مفاتيح تقريبًا بين الثورتين الصناعيتين الأولى والثانية (بين 1820 و 1920). وقد بدأ بعض المخترعين بالفعل في تجربة آلات تشبه البيانو في أواخر القرن الثامن عشر.

يمكن اعتبار عام ظهور لوحة المفاتيح عام 1844 ، عندما أنشأ الفرنسي جان بابتيست شويلج أول نموذج أولي يعمل بجهاز كمبيوتر مزود بلوحة مفاتيح. استخدم هذا الجهاز أول لوحة مفاتيح رقمية في العالم ، وهي عبارة عن صف واحد من المفاتيح بأرقام من 1 إلى 9 مطبوعة عليها.


لوحة مفاتيح آلة حاسبة جان بابتيست شويلج ، 1844

في الإنصاف ، من الضروري ذكر اثنين من أسلاف Schwilge ، يمكن القول أنهما هما اللذان اخترعا واجهة التفاعل بين الإنسان والآلة بناءً على لوحة مفاتيح رقمية. لذا ، في عام 1834 ، أظهر لويجي توركواي ، كما تم الإبلاغ عنه ، نموذجًا أوليًا لآلة حساب خشبية ، يشبه الجهاز آلة كاتبة. في عام 1822 ، وصف جيمس وايت في كتابه "قرن جديد من الاختراعات ..." جهازًا يستخدم لوحة مفاتيح مع تسعة مفاتيح رقمية. لم يصل أي من الجهازين إلى أيامنا ؛ ليس لدينا أي دليل على أنهم لم يكونوا مجرد صورة من خيال شخص ما.


لوحة مفاتيح جهاز العد التي وصفها جيمس وايت ، 1822

يمكن اعتبار آلة White ، حتى لو كانت موجودة على الورق فقط ، أول مثال على تنفيذ واجهة حديثة مع تحكم مباشر. تتيح هذه الواجهة للمستخدمين التركيز على العمل مع جهاز إدخال البيانات دون مطالبتهم بالتفاعل مع الآليات الداخلية للجهاز. يختلف هذا النهج عن ذلك المستخدم في آلة جمع باسكال أو في مقياس توم دي كولمار.
وتجدر الإشارة إلى أن هذه "الأفكار" لا تعطينا حتى الآن شرحًا لماذا تستخدم الآلات الحاسبة الحديثة لوحة مفاتيح بترتيب عكسي للأرقام من 9 إلى 0.

هناك رأي مفاده أن الآلات الحاسبة مصممة على نموذج تسجيل النقد. هذا أمر يستحق النظر فيه ، نظرًا لأن الأرقام التي يجب إدخالها على هذه الأجهزة ، والتي تمثل مبالغ معينة من المال ، تحتوي على العديد من الأصفار ، مما جعل المفتاح 0 هو المفتاح الذي يتم الضغط عليه في أغلب الأحيان. لذلك ، كان من المنطقي وضعها في أسفل لوحة المفاتيح بحيث تكون قريبة قدر الإمكان من أصابع عامل التشغيل.

على الرغم من أن هذا التفسير ربما يحتوي على بعض الحقيقة ، فإن الحجة ، استنادًا إلى حقيقة أنه من الأسهل الوصول إلى الصفر الموجود في الجزء السفلي من لوحة المفاتيح ، ضعيف إلى حد ما ولا يتحمل التحقق من الحقائق. يظهر هذا بوضوح بشكل خاص عندما تفكر في أنه في الأمثلة المبكرة لسجلات النقد ، التي كانت موجودة قبل عام 1893 ، لم يكن هناك مفتاح منفصل 0 ولم يكن هناك صندوق للنقد. بالإضافة إلى ذلك ، لم يتم تنظيم العمل مع هذه الأجهزة كما هو الآن.

لفهم العلاقة بين الآلات الحاسبة وسجلات النقد ، تحتاج إلى إلقاء نظرة على تاريخ هذا الأخير.

في عام 1897 ، اكتشف جيمس ريتي ، صاحب حانة في دايتون ، أوهايو ، الولايات المتحدة الأمريكية ، أن بعض عماله كانوا يسرقون. بمجرد أن رأى عداد دوران عمود المروحة لقارب بخاري ، وأعجب بهذا المنظر ، اخترع آلة تستخدم مجموعة من المفاتيح الرقمية وشيءًا مثل قرص الساعة. لم يكن سلف سجلات النقد الحديثة مخصصًا للحسابات. سمح لك بتسجيل معلومات المبيعات والإبلاغ عنها بمكالمة مدير المتجر.

تحتوي السجلات النقدية المبكرة ، التي كانت موجودة قبل عام 1983 ، على لوحات مفاتيح ، تتكون عادةً من صف أو اثنين من الصفوف الأفقية للمفاتيح التي تمثل قيمًا مثل 10 و 15 و 20 و 30 و 35 وما إلى ذلك. تقابل هذه الأرقام أسعار السلع المباعة في المتاجر والحانات ، معبرًا عنها بالسنتات. ظهرت ثلاثة صفوف رأسية للمفاتيح فقط مع إصدار عام 1894 من نموذج 79 NCR.


لوحة مفاتيح أول تسجيل نقدي لجيمس ريتي ، 1883

وتجدر الإشارة إلى وجود أدلة سابقة تشير إلى اختراع التخطيط الرأسي للمفاتيح.
في عام 1884 ، كان لدى Dorr Felt فكرة مثيرة للاهتمام عن آلة يمكنها التعامل مع أعداد كبيرة. عندما تطورت هذه الفكرة بما فيه الكفاية ، قرر تنفيذها ، كبداية ، باستخدام ما هو في متناول اليد ، بما في ذلك علبة المعكرونة الخشبية ، التي لعبت دور جسم الآلة ، يسمى مقياس. يحتوي المقياس على ثمانية أعمدة من المفاتيح بأرقام من 9 (أعلاه) إلى 1 (أدناه). كان كل عمود موضع عشري. تذكر أن 0 لا يزال غير موجود في تسلسل المفاتيح.

وفي الوقت نفسه ، واصلت تسجيلات النقد في التطور.


لوحة مفاتيح الكمبيوتر ، 1885

وهنا أصبحت القصة بالفعل أكثر إثارة للاهتمام. لماذا قرر فيلت استخدام لوحة مفاتيح ذات تسلسل أرقام من 9 إلى 1 لتمثيل الأرقام؟ في ذلك الوقت ، لا يمكن تسمية ترتيب المفاتيح هذا مألوفًا. في النهاية ، لم تكن معرفة الآلات الحسابية منتشرة بشكل خاص.

يمكن مقارنة إجابة مقبولة لهذا السؤال ببعض حلول التصميم الميكانيكي ، والتي ربما تتعلق بطريقة الإضافات ، وحقيقة أن المفاتيح توضع في أذرع الحركة المرتبطة بالطبول الدوارة. كلما كانت الرافعة أطول ، زاد دوران الأسطوانة. وبالتالي ، فإن الرافعة الأطول تتوافق مع الرقم 9 ، والأقصر - بالرقم 1. نفس المبدأ ، قبل فيلت ، طبق بارميلي .
فيما يلي طريقة أخرى للإجابة على السؤال حول موقع الأرقام على مفاتيح الكمبيوتر. يعتمد على مبادئ التصميم الحديثة ويتجاوز الفكرة التي تشرح كل شيء مع الميزات الميكانيكية البحتة للجهاز. لذلك ، وفقًا لإرشادات جهاز القياس ، تم افتراض أن عوامل التشغيل ، من أجل إدخال "9 سنتات" ، لن تضغط على المفتاح 9 في العمود الموجود في أقصى اليمين. بدلاً من ذلك ، كانوا يضغطون على المفتاحين 4 و 5 بالتتابع ، وستضيف الآلة هذه الأرقام. لم يوصى بالوصول إلى المفتاح 9 في مثل هذه الحالة ، لأن هذا سيقلل من سرعة الحسابات نظرًا لأن المشغل سيضطر إلى تحريك يده اليمنى ، الواقعة في منطقة الجزء السفلي من لوحة المفاتيح ، إلى الجزء العلوي. فيلت أعطى اهتماما كبيرا للكفاءة. وهذا يعني أن المفاتيح المستخدمة في أغلب الأحيان يجب أن تكون في متناول أصابع المشغل. هناك شعور بأن الرغبة في الكفاءة أدت إلى مثل هذا الترتيب لمفاتيح الكمبيوتر ، ولكن لا يمكن التعرف على واجهة إدخال البيانات لهذا الجهاز على أنها بسيطة للتعلم والاستخدام.

لتحقيق أقصى إنتاجية عند العمل مع جهاز القياس والآلات المنافسة ، كانت هناك حاجة لمشغلين مدربين جيدًا. بالإضافة إلى ذلك ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالضرب ، كان من الصعب العمل مع هذه الأجهزة بيد واحدة.

في عام 1902 ، ظهرت آلة عد الدالتون ، والتي أصبحت آلة 10 مفاتيح الأكثر شيوعًا في ذلك الوقت ، مما جعل الآلات الحاسبة مع لوحات المفاتيح متعددة الأعمدة أقل شيوعًا. كان هذا الجهاز نسخة أصغر من الآلة الكاتبة ، وقد تم ترتيب مفاتيحها في صفين ، خمس قطع لكل منهما. بدا تخطيط لوحة المفاتيح غريبا: في الصف العلوي كان هناك أرقام 24579 ، وفي الصف السفلي - 13068. ما هو خاص حول لوحة المفاتيح لهذا الجهاز؟

بالتأكيد فهمت هذا بالفعل. ثم جاءت 0 ، التي لم نرها في لوحات المفاتيح التي تمت مراجعتها مسبقًا.


لوحة مفاتيح آلة دالتون ، 1902

آلة دالتون ، بالإضافة إلى نوع جديد من لوحة المفاتيح التي لا تتطلب استخدام مفاتيح منفصلة لإدخال كل رقم من الرقم العشري ، لديها أيضًا جهاز طباعة مدمج. لم يتمكن المحاسبون في جميع أنحاء العالم من الحصول على ما يكفي من هذا الاختراع المفيد. ولكن ، بعد ظهور هذا الجهاز ، لم يتوقف تطوير الأجهزة للحسابات بالطبع.

في عام 1914 ، قدم ديفيد ساندستراند ، وهو أمريكي من أصل سويدي ، طلب براءة (رقم 1198487 ). كان الغرض من هذه البراءة زيادة قابلية استخدام آلات الجمع. قام Sandstrand بتغيير تخطيط المفاتيح ، مما جعلها "منطقية وطبيعية". استند تخطيط لوحة المفاتيح الجديد إلى الكتلة الرئيسية المكونة من 9 مفاتيح ، والتي تحتوي على 3 مفاتيح رأسية و 3 مفاتيح أفقية. في الصف العلوي من هذه الكتلة كانت الأرقام 7-8-9. يوجد أسفل هذا المربع مفتاح مكبر 0. يمكنك العمل باستخدام لوحة المفاتيح هذه بيد واحدة ، مما يجعلها "أسرع لوحة مفاتيح بين لوحات المفاتيح لجميع آلات الحساب".


لوحة مفاتيح آلة ساندستراند ، 1914

لقد أصبح هذا التصميم هو المعيار للآلات الحاسبة ، وهو ذو صلة حتى الآن ، عندما مرت أكثر من مائة عام منذ إنشائه.

الطريق من الآلات الحاسبة إلى الهواتف

هل يمكن القول أن الآلات الحاسبة ، في سياق تطورها ، قد أثرت على الهواتف الحديثة؟ ربما يكون الأمر كذلك ، ولكن لا يمكن إعطاء إجابة دقيقة على هذا السؤال. تم إجراء التجارب على هواتف الضغط على الأزرار في عام 1887 ، في شركة Bell Telephone Company ، التي تقف في أصول الاتصالات الهاتفية. كان هذا قبل اختراع طالب القرص من قبل Elmon Brown Strowger. دخلت شركة Western Electrics إلى الاستخدام التجاري في عام 1919. واستمر هذا حتى الخمسينيات ، عندما انتشر الاتصال الهاتفي التلقائي لمسافات طويلة على نطاق واسع. تم توسيع الأرقام المحلية (عادة ستة أرقام أو أقل) إلى سبعة أرقام. أدت مكالمة المسافات الطويلة إلى الحاجة إلى طلب 11 رقمًا.

مع زيادة طول أرقام الهاتف ، زاد عدد الأخطاء في إجراء المكالمات ، مما جعل مهندسي AT&T يفكرون في ما إذا كان ذلك بسبب إزعاج لوحة المفاتيح المستخدمة من قبل مشغلي خدمة الهاتف .


تخطيط لوحة المفاتيح المستخدم في خدمات الهاتف ، الخمسينيات

في عام 1955 ، أجريت دراسة تتعلق بموقع الشخصيات على لوحة مفاتيح من عشرة أزرار ، ثم في عام 1960 ، أجريت دراسة أخرى مماثلة على لوحات مفاتيح الهاتف. تضمنت نتائج هذه الدراسات معلومات يمكن أن تؤثر على تصميم هاتف حديث. كانت شركة AT&T بصدد التحول إلى الاتصال بالطنين ، مما يعني ضمناً استخدام الأجهزة المجهزة بلوحة مفاتيح للاتصال. كان من المهم تحديد تكوين لوحة المفاتيح الأفضل للمشتركين.


تم اختبار تخطيطات لوحة المفاتيح في دراسة عام 1960

اختبرت الشركة 15 تخطيطًا ، من بين أمور أخرى ، باستخدام طرق قطرية ، هرمية ، دائرية وأفقية غير اعتيادية لتنظيم المفاتيح. وشمل ذلك التخطيطات المستخدمة في الأجهزة الموجودة ، مثل الآلات الحاسبة واللكم مثل IBM Model 011. بشكل غير متوقع ، لم تعمل لوحة المفاتيح بالآلة الحاسبة بشكل جيد هنا. فضل الموضوعات لوحات المفاتيح ، حيث توجد الأرقام من اليسار إلى اليمين ومن أعلى إلى أسفل.
على وجه الخصوص ، تبين أن العمل باستخدام لوحة مفاتيح أفقية من صفين (5-5-H) بالسرعة التي كانت بها لوحة مفاتيح تشبه لوحة مفاتيح حديثة ذات تخطيط 3x3 + 1 ، وكانت الاختلافات بينهما صغيرة جدًا. اختارت AT&T تخطيط 3x3 + 1 ، ربما بسبب حقيقة أنها أكثر إحكاما وتنوعا.

انتبه إلى كلمة "ممكن" في الجملة السابقة. سيكون مفيدًا لنا وأقل قليلاً. لم تقدم كلا الدراستين إجابة محددة على السؤال حول لوحة المفاتيح المثالية. وفي المملكة المتحدة ، بدأوا في استخدام لوحة مفاتيح من نوع 5-5-H ، ربما بسبب قيود براءات الاختراع.


لوحة المفاتيح البريطانية 5-5-H ، 1960s


لوحة مفاتيح لأحد أول 10 مطارق دوارة من طراز IBM 011 ، أربعينيات القرن العشرين

فيما يتعلق بالدراستين السالفتي الذكر ، من المثير للاهتمام ملاحظة ما يلي: لم تلعب الحروف أبدًا دورًا ملحوظًا في كيفية ترتيب لوحة المفاتيح الرقمية المكونة من 10 أزرار . عبر الناس عن تفضيلهم الواضح لترتيب الأرقام من اليسار إلى اليمين ، فقد أظهروا ، من خلال هذا النهج ، أفضل سرعة ودقة بغض النظر عن الموقع على مفاتيح الأحرف. تبين أن النظريات القائلة بأن هذه التفضيلات ستستند إلى الترتيب الأبجدي للشخصيات كانت خاطئة. ونتيجة لذلك ، لا تزال لوحات مفاتيح الهاتف تلك التي لا نزال نستخدمها هي التي دخلت حيز الاستخدام.

قرارات بناءة ومعايير مقبولة بشكل عام

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على تصميم الأجهزة ، من بين هذه العوامل - التكنولوجيا وحدودها ، وبيئة العمل ، وإدراك المستخدم ، وما الذي اعتادوا عليه. يبدو أن العامل الأخير هو الأقوى ، لأنه يمثل ما يختاره الناس ، يفعلونه في عصرنا الرقمي ، عندما يكون القيد المادي الوحيد لفكر التصميم هو حجم الشاشات. ألق نظرة على التطبيقات على هاتف iPhone أو Android الذكي. ستجد بسهولة أن لوحات مفاتيح لوحة الاتصال والآلة الحاسبة مصممة بنفس طريقة لوحات المفاتيح للأجهزة المماثلة التي تم إنشاؤها قبل مائة عام.

لماذا هذا؟ التفسير المعقول الوحيد لحقيقة أن مطوري البرامج لا يزالون يلتزمون بمعايير مماثلة في تصميم لوحات المفاتيح هو أن الناس سيكونون أكثر استعدادًا للعمل مع واجهاتهم المعتادة أكثر مما سيتعلمون شيئًا جديدًا. ربما وصلت هذه الواجهات إلى الحد الأقصى من التحسين الذي يمكن أن توفره الواجهة.

في الواقع ، من المثير للاهتمام للغاية ملاحظة أنه في الإصدارات الأولى من Android و iOS ، تم استخدام لوحة مفاتيح الهاتف كواجهة قياسية لإدخال الأرقام في مختلف المجالات ، على سبيل المثال ، على صفحات الويب.


لوحة مفاتيح الهاتف Android 6 (يسار) و iOS 9 (يمين) ( inputtypes.com )

في الإصدارات الحديثة من iOS ، بدلاً من لوحة المفاتيح هذه ، يتم تقديم لوحة من الشخصيات الخاصة.
من ناحية أخرى ، إذا قمت بتحليل Oculus Go ، اتضح أنه هنا يتم استخدام لوحة مفاتيح الآلة الحاسبة لإدخال أي أرقام (لقد اختبرتها في تطبيق ويب).


لوحة المفاتيح Oculus Go ، 2018

لماذا تفضل Apple و Google استخدام لوحة مفاتيح الهاتف التقليدية فقط ، بل واحتفظتا بالأحرف تحت الأرقام؟ لماذا لا تنشئ لوحة مفاتيح رقمية خاصة محسنة للعمل معها بإبهام من يد واحدة؟ لماذا لم يتم إنشاء لوحة مفاتيح خاصة للواقع الافتراضي ، وهو أسهل للعمل باستخدام أجهزة التأشير؟ مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن أيا من التخطيطين الكلاسيكيين للوحات المفاتيح الرقمية أعطى فوائد في السرعة ، كانت ميزتهم الوحيدة هي سهولة إدراكهم. من المحتمل أن تكون أسباب استخدام التخطيطات الموجودة في البرامج هي سهولة تنفيذها وأنها تستخدم البرامج الموجودة للتفاعل بين الإنسان والآلة في البرامج. تحافظ الهواتف الذكية على إرث الهواتف التقليدية ذات الأزرار. يلتزم كل من Oculus و Xbox بتقليد تطبيقات سطح المكتب.

الجدول الزمني

• 1642: آلة جمع بليز باسكال.
• 1822: مفهوم كمبيوتر جيمس وايت مع المفاتيح.
• 1844: كمبيوتر Schwilge - لأول مرة في التاريخ ، يتم استخدام لوحة مفاتيح رقمية.
• 1857: توماس هيل ماشين ، سلف جهاز قياس الضغط.
• 1874: بدأ E. Remington and Sons في إنتاج الآلة الكاتبة Schuols and Glidden.
• 1879: أول تسجيل نقدي على الإطلاق أنشأه جيمس ريتي.
• 1885: مقياس يستخدم لوحة مفاتيح لأول مرة بأرقام من 9 إلى 1 في الأعمدة.
• 1887: نماذج أولية لهواتف الضغط على الأزرار.
• 1887: تسجيل النقدية NCR نموذج 79 باستخدام تخطيط عمودي.
• 1902: أول آلة عد دالتون باستخدام لوحة مفاتيح 10 أزرار مع صفر.
• 1914: آلة عد ساندستراند 10 أزرار باستخدام تخطيط لوحة المفاتيح 3x3 + 1.
• 1919: قدمت شركة Western Electric & AT&T الهواتف التي تم الاتصال بها على القرص.
• 1940: ظهرت عملية قسمة في حاسبة Olivetti Dividisumma.
• 1940: مطرقة دوارة من IBM مع لوحة مفاتيح ذات 10 أزرار مع 1-2-3 في الصف العلوي.
• 1955: بدأت AT&T في اختبار هواتف الأزرار.
• 1963: قدم بيل هواتف ذات 10 أزرار.
• 1963: قدمت كانون نموذجًا أوليًا لأول آلة حاسبة للشاشة الإلكترونية.
• 1966: قامت Sharp / Facit بإعداد إنتاج الآلات الحاسبة الإلكترونية مع شاشة عرض.
• 2007: أطلقت شركة Apple الهاتف الذكي iPhone ، والذي تضمن تطبيق الآلة الحاسبة.

أعزائي القراء! هل تعتقد أنه من الممكن ، في المستقبل المنظور ، توقع ظهور تخطيطات جديدة من لوحات المفاتيح الرقمية التي لديها فرصة لتصبح شعبية مثل تلك الموجودة؟