Un bref historique du pavé numérique

Imaginez un clavier de téléphone et une calculatrice. Pouvez-vous vous rappeler comment ils diffèrent sans regarder quelque part? Si vous n’avez pas réussi, c’est bien. La plupart d'entre nous sont tellement habitués aux dispositifs de saisie de données courants que nous ne réalisons tout simplement pas que sur la calculatrice, si vous le comparez avec le téléphone, les touches sont dans l'ordre inverse. La rangée supérieure des boutons de la calculatrice contient les touches 7-8-9 et la rangée supérieure du clavier du téléphone contient les touches 1-2-3. Le fait que ces deux claviers, qu'ils soient présentés sous forme de dispositifs physiques ou sous forme d'applications, sont disposés différemment, il est impossible de discerner des raisons logiques. Pourquoi regardent-ils de cette façon?


Clavier du téléphone (gauche) et clavier de la calculatrice (droite)

Comme vous le voyez, il y a une différence légère mais mystérieuse entre ces claviers, étant donné qu'ils servent le même but - entrer des chiffres. Travailler avec ces claviers est exactement le même, donc la raison de leur différence n'est pas entièrement claire. Le bon sens suggère que certaines limitations technologiques ont joué un rôle. Peut-être que les claviers ressemblent à cela à cause de la lutte des brevets entre les inventeurs. Quelqu'un pourrait essayer d'expliquer la différence entre eux avec des considérations ergonomiques.

Je crois que la réponse à la question sur les raisons de la différence entre les claviers numériques aidera à trouver l'historique d'évolution des appareils qui les ont fournis. Après avoir plongé dans l'histoire, nous pouvons découvrir quel appareil a été inventé pour la première fois, quel clavier a affecté l'autre et, plus important encore, qui a proposé le premier le pavé numérique.

Machines à écrire, caisses enregistreuses et calculatrices

Une fois que j'ai regardé le clavier et j'ai voulu savoir quand, dans l'histoire des machines, l'utilisation des touches a commencé. Un clavier est apparu approximativement entre les première et deuxième révolutions industrielles (entre 1820 et 1920). Et certains inventeurs ont déjà commencé à expérimenter avec des machines de type piano à la fin du XVIIIe siècle.

L'année de l'apparition du clavier peut être considérée comme 1844, lorsque le Français Jean-Baptiste Schwilge a créé le premier prototype fonctionnel d'un ordinateur avec un clavier. Cette machine a utilisé le premier clavier numérique au monde, qui est une rangée de touches avec des chiffres de 1 à 9 imprimés dessus.


Clavier d'une machine à calculer Jean-Baptiste Schwilge, 1844

Pour être juste, cependant, il faut mentionner deux prédécesseurs de Schwilge, dont on pourrait dire que ce sont eux qui ont inventé l'interface d'interaction homme-machine basée sur un clavier numérique. Ainsi, en 1834, Luigi Torquay, comme indiqué, a démontré un prototype de machine à calculer en bois, dont l'appareil ressemblait à une machine à écrire. En 1822, James White, dans son livre «Un nouveau siècle d'inventions ...», décrit un appareil utilisant un clavier à neuf touches numériques. Aucun de ces appareils n'a atteint nos jours; nous n'avons aucune preuve qu'ils n'étaient pas seulement le fruit de l'imagination de quelqu'un.


Le clavier d'un appareil de comptage décrit par James White, 1822

La machine de White, même si elle n'existait que sur papier, peut être considérée comme le premier exemple de mise en œuvre d'une interface moderne à contrôle direct. Cette interface permet aux utilisateurs de se concentrer sur l'utilisation du périphérique d'entrée de données sans les obliger à interagir avec les mécanismes internes de la machine. Cette approche diffère de celle utilisée dans la machine de sommation Pascal ou dans l' arithmomètre Tom de Colmar.
Il convient de noter que ces «idées» ne nous expliquent pas encore pourquoi les calculatrices modernes utilisent un clavier avec une disposition inverse des nombres de 9 à 0.

Il existe une opinion selon laquelle les calculatrices sont conçues sur le modèle des caisses enregistreuses. Cela vaut la peine d'être considéré, car les chiffres qui devaient être entrés sur ces machines, représentant certaines sommes d'argent, contenaient de nombreux zéros, ce qui faisait de la touche 0 la touche la plus appuyée. Par conséquent, il était logique de le placer tout en bas du clavier afin qu'il soit aussi proche que possible des doigts de l'opérateur.

Bien que cette explication contienne probablement une part de vérité, l'argument, basé sur le fait qu'il est plus facile d'atteindre le zéro situé au bas du clavier, est plutôt faible et ne résiste pas à la vérification des faits. Cela est particulièrement visible lorsque vous considérez que dans les premiers exemples de caisses enregistreuses, qui existaient avant 1893, il n'y avait pas de clé distincte 0 et il n'y avait pas de boîte pour les espèces. De plus, le travail avec de tels appareils n'était pas organisé comme c'est le cas actuellement.

Afin de comprendre la relation entre les calculatrices et les caisses enregistreuses, vous devez consulter l'historique de ces dernières.

En 1897, James Ritti, propriétaire d'un bar à Dayton, Ohio, États-Unis, a découvert que certains de ses employés volaient. Une fois, il a vu le compte-tours de l'arbre d'hélice d'un navire et, impressionné par cette vue, a inventé une machine qui utilisait un jeu de touches numériques et quelque chose comme un cadran d'horloge. L'ancêtre des caisses enregistreuses modernes n'était pas destiné aux calculs. Il vous a permis d'enregistrer des informations sur les ventes et de les notifier avec l'appel du responsable du magasin.

Les premières caisses enregistreuses qui existaient avant 1983 avaient des claviers, généralement constitués d'une ou deux rangées horizontales de clés représentant des valeurs telles que 10, 15, 20, 30, 35, etc. Ces chiffres correspondent aux prix des produits vendus dans les magasins et les bars, exprimés en cents. Trois rangées verticales de clés ne sont apparues qu'avec la sortie en 1894 du NCR Model 79.


Clavier de la première caisse enregistreuse de James Ritti, 1883

Il convient de noter qu'il existe des preuves antérieures pointant vers l'invention de la disposition verticale des touches.
En 1884, Dorr Felt a eu une idée intéressante pour une machine capable de gérer de grands nombres. Lorsque cette idée s'est suffisamment développée, il a décidé de la mettre en œuvre, pour commencer, en utilisant ce qui était à portée de main, y compris une boîte à pâtes en bois, qui jouait le rôle du corps de sa machine, appelée compomètre. Le compomètre avait huit colonnes de clés avec des nombres de 9 (ci-dessus) à 1 (ci-dessous). Chaque colonne était une position décimale. N'oubliez pas que 0 n'était toujours pas présent dans la séquence de touches.

Pendant ce temps, les caisses enregistreuses ont continué d'évoluer.


Clavier de compomètre, 1885

Et ici, l'histoire devient déjà plus intéressante. Pourquoi Felt a-t-il décidé d'utiliser un clavier avec une séquence de nombres de 9 à 1 pour représenter les nombres? À cette époque, cet arrangement de touches ne pouvait pas être qualifié de familier. Finalement, la connaissance des machines arithmétiques n'était pas particulièrement répandue.

Une réponse acceptable à cette question peut être comparée à certaines solutions de conception mécanique, éventuellement liées à la méthode des ajouts , et au fait que les touches mettent en mouvement des leviers associés à des tambours rotatifs. Plus le levier est long, plus le tambour tourne. Le levier le plus long correspondait donc au chiffre 9, et le plus court - au chiffre 1. Le même principe, avant Felt, s'appliquait à Parmeli .
Voici une autre approche pour répondre à la question sur l'emplacement des numéros sur les touches de l'ordinateur. Il est basé sur des principes de conception modernes et va au-delà de l'idée qui explique tout avec les caractéristiques purement mécaniques de l'appareil. Ainsi, conformément aux instructions du compmètre , on a supposé que les opérateurs, pour entrer «9 cents», n'appuieraient pas sur la touche 9 dans la colonne la plus à droite. Au lieu de cela, ils appuieraient sur les touches 4 et 5 de manière séquentielle, et la machine ajouterait ces chiffres. Il n'était pas recommandé d'atteindre la touche 9 dans une telle situation, car cela réduirait la vitesse des calculs car l'opérateur devrait déplacer sa main droite, située dans la région de la partie inférieure du clavier, vers sa partie supérieure. Le feutre a accordé une grande attention à l'efficacité. Cela signifiait que les touches utilisées le plus souvent devraient être à portée des doigts de l'opérateur. Il y a un sentiment que le désir d'efficacité a conduit à une telle disposition des touches de l'ordinateur, mais l' interface d'entrée de données de cette machine ne peut pas être reconnue comme simple à apprendre et à utiliser.

Pour atteindre une productivité maximale lors de l'utilisation du compmètre et des machines concurrentes, des opérateurs bien formés étaient nécessaires. De plus, surtout en matière de multiplication, il était difficile de travailler avec de tels appareils d'une seule main.

En 1902, la machine de comptage Dalton est apparue, qui est devenue la machine à 10 touches la plus populaire de l'époque, rendant les calculatrices à claviers multi-colonnes moins populaires. Cet appareil était une version plus petite de la machine à écrire, ses clés étaient disposées en deux rangées, cinq pièces chacune. La disposition du clavier avait l'air étrange: dans la rangée supérieure, il y avait les numéros 24579, et dans la rangée inférieure - 13068. Quelle est la particularité du clavier de cet appareil?

Vous l'avez sûrement déjà compris. Puis vint 0, que nous ne voyions pas dans les claviers précédemment examinés.


Clavier de machine Dalton, 1902

La machine Dalton, en plus d'un nouveau type de clavier qui ne nécessite pas l'utilisation de touches séparées pour entrer chaque chiffre du nombre décimal, avait également un dispositif d'impression intégré. Les comptables du monde entier ne pouvaient pas en avoir assez d'une invention aussi utile. Mais, après l'apparition de cette machine, le développement d'appareils de calcul ne s'est bien sûr pas arrêté.

En 1914, David Sandstrand, un Américain d'origine suédoise, a déposé une demande de brevet (n ° 1198487 ). Le but de ce brevet était d'augmenter l'utilisabilité des machines de sommation. Sandstrand a changé la disposition des touches, la rendant plus «logique et naturelle». La nouvelle disposition du clavier était basée sur le bloc principal de 9 touches, contenant 3 touches verticales et 3 touches horizontales. Dans la rangée supérieure de ce bloc se trouvaient les numéros 7-8-9. Sous ce bloc se trouvait une touche agrandie 0. Vous pouviez travailler avec un tel clavier d'une seule main, ce qui en faisait «le clavier le plus rapide parmi les claviers de toutes les machines à calculer».


Clavier de machine Sandstrand, 1914

C'est cette disposition qui est devenue la norme pour les calculatrices, ce qui est encore d'actualité, alors que plus de cent ans se sont écoulés depuis sa création.

Le chemin des calculatrices aux téléphones

Est-il possible de dire que les calculatrices, au cours de leur évolution, ont influencé les téléphones modernes? Peut-être en est-il ainsi, mais une réponse exacte à cette question ne peut être donnée. Des expériences avec des téléphones à bouton-poussoir ont été menées dès 1887, à la Bell Telephone Company, qui est à l'origine des communications téléphoniques. C'était avant l'invention du numéroteur à disque par Elmon Brown Strowger. Western Electrics est devenu commercial en 1919. Cela s'est poursuivi jusque dans les années 1950, lorsque la téléphonie longue distance automatique s'est généralisée. Les numéros locaux (généralement six chiffres ou moins) ont été étendus à sept chiffres. Les appels interurbains ont conduit à la nécessité de composer 11 numéros.

À mesure que la longueur des numéros de téléphone augmentait, le nombre d'erreurs dans les appels augmentait, ce qui a amené les ingénieurs d'AT & T à se demander si cela était dû aux inconvénients du clavier utilisé par les opérateurs de services téléphoniques.


Disposition du clavier utilisée dans les services téléphoniques, 1950

En 1955, une étude a été menée concernant l'emplacement des caractères sur un clavier à dix boutons, puis, en 1960, une autre étude similaire a été menée sur les claviers téléphoniques. Les résultats de ces études contenaient des informations susceptibles d'influencer la conception d'un téléphone moderne. AT&T allait passer à la numérotation par tonalité, ce qui impliquait l'utilisation d'appareils équipés d'un clavier pour la numérotation. Il était important de décider quelle configuration de clavier convient le mieux aux abonnés.


Disposition des claviers testée dans une étude de 1960

L'entreprise a testé 15 dispositions, en utilisant, entre autres, des méthodes d'organisation des touches diagonales, pyramidales, circulaires et horizontales inhabituelles. Cela comprenait les dispositions utilisées dans les périphériques existants, tels que les calculatrices et les perforateurs tels que le modèle IBM 011. De manière inattendue, le clavier de la calculatrice ne fonctionnait pas très bien ici. Les sujets ont préféré les claviers, sur lesquels les chiffres sont situés de gauche à droite et de haut en bas.
En particulier, travailler avec un clavier horizontal à 2 rangées (5-5-H) s'est avéré être aussi rapide qu'avec un clavier qui ressemble à un clavier moderne avec une disposition 3x3 + 1, les différences entre eux étaient très petites. AT&T a choisi la disposition 3x3 + 1, peut-être en raison du fait qu'elle est plus compacte et polyvalente.

Faites attention au mot «possible» dans la phrase précédente. Cela nous sera utile et un peu plus bas. Les deux études n'ont pas donné de réponse définitive à la question du clavier idéal. Et au Royaume-Uni, ils ont commencé à utiliser un clavier de type 5-5-H, probablement en raison de restrictions de brevets.


Clavier britannique 5-5-H, 1960


Clavier pour l'un des premiers marteaux rotatifs IBM modèle 011 à 10 boutons, années 40

Dans le cadre des deux études susmentionnées, il est intéressant de noter ce qui suit: les lettres n'ont jamais joué un rôle notable dans la disposition du pavé numérique à 10 touches . Les gens ont exprimé une nette préférence pour la disposition des chiffres de gauche à droite, ils, avec cette approche, ont montré la meilleure vitesse et précision, quel que soit l'emplacement sur les lettres. Les théories selon lesquelles de telles préférences seraient basées sur l'ordre alphabétique des caractères se sont avérées fausses. Par conséquent, ce sont précisément les claviers téléphoniques que nous utilisons encore qui sont entrés en service.

Décisions constructives et normes généralement acceptées

Il existe de nombreux facteurs qui affectent la conception des appareils, parmi ces facteurs - la technologie et ses limites, l'ergonomie, la perception des utilisateurs et ce à quoi ils sont habitués. Il semble que le dernier facteur soit le plus fort, car il représente ce que les gens choisissent, le faisant à notre époque numérique, lorsque la seule restriction physique pour la conception est la taille des écrans. Jetez un œil aux applications sur votre iPhone ou smartphone Android. Vous constaterez facilement que les claviers du pavé numérique et de la calculatrice sont conçus de la même manière que les claviers d'appareils similaires créés il y a cent ans.

Pourquoi en est-il ainsi? La seule explication raisonnable du fait que les développeurs de programmes adhèrent toujours à des normes similaires dans la conception de claviers est que les gens seront plus disposés à travailler avec leurs interfaces habituelles qu'à apprendre quelque chose de nouveau. Peut-être que ces interfaces ont atteint le niveau maximal d'optimisation qu'une interface peut avoir.

En fait, il est très intéressant de noter que dans les premières versions d'Android et iOS, le clavier du téléphone était utilisé comme interface standard pour saisir des nombres dans divers domaines, par exemple, sur des pages Web.


Clavier du téléphone Android 6 (gauche) et iOS 9 (droite) ( inputtypes.com )

Dans les versions plus modernes d'iOS, au lieu d'un tel clavier, un panneau de caractères spéciaux est proposé.
En revanche, si vous analysez Oculus Go, il s'avère qu'ici le clavier de la calculatrice est utilisé pour saisir n'importe quel nombre (je l'ai testé dans une application web).


Clavier Oculus Go , 2018

Pourquoi Apple et Google ont-ils préféré utiliser uniquement le clavier téléphonique traditionnel et ont même conservé les lettres sous les chiffres? Pourquoi ne pas créer un clavier numérique spécial optimisé pour travailler avec lui avec le pouce d'une main? Pourquoi un clavier spécial n'a-t-il pas été créé pour la réalité virtuelle, qui est plus facile à utiliser avec des dispositifs de pointage? Compte tenu du fait qu'aucune des deux dispositions classiques des claviers numériques n'apportait d'avantages en termes de vitesse, leur seul avantage était la facilité de leur perception. Il est probable que les raisons de l'utilisation des dispositions existantes dans les programmes soient qu'elles soient faciles à mettre en œuvre et qu'elles utilisent des logiciels existants pour l'interaction homme-machine dans les logiciels. Les smartphones conservent un héritage de téléphones à bouton-poussoir conventionnels. Oculus et Xbox adhèrent à la tradition des applications de bureau.

Chronologie

• 1642: La sommatrice de Blaise Pascal.
• 1822: Le concept d'un ordinateur James White avec des clés.
• 1844: ordinateur Schwilge - pour la première fois dans l'histoire, un pavé numérique est utilisé.
• 1857: Thomas Hill Machine, prédécesseur du Comptomètre.
• 1874: E. Remington and Sons commence la production de la machine à écrire Schuols and Glidden.
• 1879: La toute première caisse enregistreuse créée par James Ritti.
• 1885: Un compomètre qui utilise un clavier pour la première fois avec des nombres de 9 à 1 en colonnes.
• 1887: premiers prototypes de téléphones à bouton-poussoir.
• 1887: Caisse enregistreuse NCR modèle 79 utilisant une disposition verticale.
• 1902: première machine de comptage de Dalton utilisant un clavier à 10 touches avec zéro.
• 1914: machine à compter Sandstrand à 10 boutons utilisant une disposition de clavier 3x3 + 1.
• 1919: Western Electric & AT&T introduit les téléphones à disque.
• 1940: Une opération de division apparaît dans la calculatrice Olivetti Dividisumma.
• 1940: Un marteau rotatif IBM avec un clavier à 10 boutons avec 1-2-3 dans la rangée supérieure.
• 1955: AT&T commence à tester les téléphones à bouton-poussoir.
• 1963: Bell présente des téléphones à 10 boutons.
• 1963: Canon présente un prototype de la première calculatrice d'affichage électronique.
• 1966: Sharp / Facit installe la production de calculatrices électroniques avec écran.
• 2007: Apple lance le smartphone iPhone, qui comprend une application de calculatrice.

Chers lecteurs! Pensez-vous qu'il est possible, dans un avenir prévisible, de s'attendre à l'apparition de nouvelles dispositions de claviers numériques qui ont une chance de devenir aussi populaires que les claviers existants?