EA004128B1 - Устройства с высоким разрешением печати вслепую, основанные на неоднозначных кодах, и способы разработки таких устройств - Google Patents

Abstract

Проектирование печатающих устройств (6005), в частности печатающих устройств для печати вслепую (6005), основанных на неоднозначных кодах (6001), сталкивается с многочисленными проблемами эргономичности. В данном изобретении представлены решения этих проблем. Данное изобретение раскрывает методы выбора неоднозначных кодов (6001) из класса неоднозначных кодов с высоким разрешением печати вслепую (6001) и существенно оптимальных неоднозначных кодов (6001) для таких устройств для печати вслепую, как компьютеры, телефонные аппараты, пейджеры, персональные электронные органайзеры, смарт-карты, компьютерные приставки к телевизору и другие информационные приспособления, при заданных условиях разработки, как размер, форма и вычислительная мощность устройств, их предназначение, а также такие традиционные условия, как соблюдение алфавитного порядка или раскладки Qwerty.

Description

Область изобретения

Данное изобретение относится к разработке устройств, предназначенных для печати вслепую, и их использованию в вычислительных и телекоммуникационных системах, более конкретно - к устройствам, предназначенным для печати вслепую и основанным на неоднозначных кодах с высоким разрешением печати вслепую и существенно оптимальных неоднозначных кодах.

Предыстория изобретения

С момента изобретения пишущей машинки, более 100 лет назад, разработка клавиатуры всегда активно исследовалась и развивалась, что привело к возникновению множества конкурирующих разработок. С развитием персональных компьютеров и телекоммуникаций количество различных типов клавиатуры увеличилось, поскольку разработчики пытаются соответствовать широкому разнообразию условий и использовать те возможности, которые предоставляют новые технологии. Однако, отчасти, разнообразие клавиатур прошлого поколения объясняется не только и не столько разнообразием условий и возможностей. Скорее его можно отнести за счет недостаточной оценки со стороны разработчиков тех условий, которые внутренне присущи той самой проблеме, которую они пытались решить. Оно также отражает отсутствие общих эффективных способов оптимизации в отношении этих условий. Таким образом, сегодняшнее состояние дела характеризуется избытком половинчатых решений. От этих недостатков можно избавиться с помощью тех способов разработки клавиатур, которые представлены в данном изобретении. Чтобы проиллюстрировать различные стороны данного изобретения, способы оптимизации применяются к разработке множества различных типов устройств, каждый из которых доказывает свое превосходство в качестве существенно оптимального решения в конкретной группе конструкторских задач.

Прежде всего, данное изобретение касается устройств с клавиатурой для печати вслепую. Печатание вслепую подобно игре на музыкальном инструменте это ручной труд, которому нелегко научиться. А научившись однажды, трудно изменить приобретенные моторные навыки. Эта трудность накладывает ограничения на разработку клавиатуры. Привычная клавиатура 0\\'сг1у (или близкие к ней варианты, типа французской клавиатуры Л/сПу) обязана своим господством укоренившейся и вызубренной моторике, необходимой для печати вслепую. Таким образом, широко распространенная клавиатура 0\\'сг1у создала препятствие на пути внедрения таких усовершенствованных клавиатур, как, например, клавиатура Иуотак. Подобные клавиатуры нашли применение лишь среди ограниченного количества пользователей. Из-за большого количества клавиш у 0\\'сг1у ее невозможно использовать в карманных и миниа тюрных печатающих устройствах. Появление таких устройств открывает новую нишу для разработчиков клавиатур. Даже если потом появятся более оптимальные разработки, та, которая первой упрочится в этой нише, скорее всего, сохранит господствующее положение благодаря существующей тенденции фиксации повторяющихся моторных схем. Данная перспектива накладывает огромную ответственность на разработчиков клавиатур, которые не должны обречь будущие поколения пользователей клавиатур на конструкции не самого высокого уровня оптимизации.

Для снижения числа средств ввода информации, необходимого для кодирования определенной группы символов, в прошлом существовали два основных подхода: 1) аккордовые способы, в которых для кодирования каждого символа используется комбинация средств ввода, и 2) неоднозначные коды, в которых для каждого средства ввода закодирована комбинация символов. Аккордовые способы не имели успеха в практическом применении, поскольку освоить их использование достаточно трудно, и немногим хочется излишне тратить свое время. Таким образом, лишь неоднозначные коды или неоднозначные коды в сочетании с аккордовыми способами представляются перспективным решением данной проблемы.

Цели изобретения

Целью данного изобретения является создание способов разработки существенно оптимальных неоднозначных кодов для печатающих устройств.

Следующей целью данного изобретения является создание способов разработки неоднозначных кодов с высоким разрешением печати вслепую для печатающих устройств.

Еще одной целью данного изобретения является создание клавиатур, подходящих для печати вслепую, как на больших, так и на миниатюрных устройствах.

Другими целями данного изобретения являются:

обеспечение возможности посылать алфавитно-цифровые сообщения с обыкновенного телефона или пейджера с двусторонней связью на другие подобные устройства без участия человека и, следовательно, недорого;

создание персональных цифровых электронных органайзеров с клавиатурой для печати вслепую;

создание клавиатуры для использования водителем во время движения автомобиля, не отвлекающей его от вождения;

создание печатающих переговорных устройств, недорогих в производстве и работающих со стандартными телефонными переговорными системами;

облегчение перевода машинописных навыков операторов, владеющих слепым способом и натренированных на обычных клавиатурах, на новые клавиатуры путем частичного сохранения раскладки обычной клавиатуры в раскладке новой клавиатуры;

цель одного из его наиболее успешных технических воплощений - создание общих способов выработки неоднозначных кодов с существенно минимальной частотой ошибки поиска;

выработка общих способов создания неоднозначных кодов с существенно минимальной частотой запросов;

создание устройства, уменьшающего вред от печати;

создание карманного вычислительного дважды складного устройства;

создание вспомогательной клавиатуры для работы одной рукой, предназначенной для использования в карманных компьютерах;

создание вспомогательной клавиатуры для работы одной или двумя руками, предназначенной для использования в карманных компьютерах или в настольной клавиатуре;

создание клавиатур, схожих с типом 0\усг1у;

создание легко запоминающихся аккордовых клавиатур;

создание синергических гибридов аккордовой и неоднозначной клавиатур;

создание механизма запросов, ориентированного на слепой способ печати, для печатающих устройств с использованием неоднозначных кодов;

создание режима устранения неоднозначности, ориентированного на слепой способ печати, для печатающих устройств с использованием неоднозначных кодов;

создание клавиатуры, сочетающей аккордовые и неоднозначные коды, полностью совместимой со стандартной телефонной тастатурой;

обеспечение эргономичного присвоения символов режимам;

создание существенно прозрачного интерфейса печати вслепую для печатающих устройств с сенсорными экранами;

обеспечение оптимизации в группе естественных языков;

создание карманного печатающего устройства, на котором набор производится одной рукой, с сокращенным временем просмотра;

Прочие цели данного изобретения будут рассмотрены ниже в подробном описании.

Краткое описание чертежей

Подробное описание наиболее интересных технических воплощений данного изобретения будут рассмотрены со ссылками на чертежи, краткое описание которых приводится ниже.

На фиг. 1 изображена схема предложений по оптимизации для создания печатающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 - схема разработки устройств, основанных на неоднозначных кодах с высоким разрешением печати вслепую;

на фиг. 3 - схема разработки неоднозначных кодов, соответствующих по крайней мере одному эргономическому критерию и оптимизированных в соответствии с данными эргономическими критериями;

на фиг. 4 - схема конкретной разработки на основе способа, представленного на фиг. 3, с использованием способа оптимизации путем случайного поиска;

на фиг. 5 - распределение вероятности ошибки поиска для случайно выбранных неоднозначных кодов на нескольких отдельных клавишах;

на фиг. 6 - распределение вероятности запросов для случайно выбранных неоднозначных кодов по нескольким выбранным количествам клавиш;

на фиг. 7 - схема оптимизации при помощи способа направленного случайного блуждания;

на фиг. 8 - схема создания неоднозначных кодов с высоким разрешением печати вслепую;

на фиг. 9 графически отображена частота ошибок поиска в зависимости от числа клавиш для случайно выбранных и максимально существенно оптимизированных неоднозначных кодов;

на фиг. 10 графически отображена частота запросов в зависимости от числа клавиш для случайно выбранных и максимально существенно оптимизированных неоднозначных кодов;

на фиг. 11 - соотношение между частотой появления ошибки поиска и частотой запросов для некоторых максимально оптимизированных неоднозначных кодов для ряда определенного числа клавиш;

на фиг. 12 - таблица соотношения между уровнем высокого разрешения печати вслепую и числом клавиш, необходимых для достижения данного уровня, при использовании нескольких различных способов оптимизации;

на фиг. 13 - схема способа синтезирования символов кодирования.

Чтобы помочь читателю оценить данное изобретение в целом, как совокупность множества технических разработок, в которых оно воплощено, необходимых для того, чтобы четко и ясно подчеркнуть широкомасштабность и многоаспектность изобретения, на чертеже 14 представлена таблица, суммирующая все разработки и их основные характеристики.

Фиг. 15 представляет разработку смарткарты с 16 клавишами, предназначенными для кодирования буквенных символов.

Фиг. 16 представляет разработку смарткарты с 9 клавишами, предназначенными для кодирования буквенных символов.

Фиг. 17 представляет клавиатуру, встроенную в руль.

Фиг. 18 представляет телефон с существенно оптимальным кодом на 10 клавишах.

Фиг. 19 представляет образец алфавитноупорядоченного неоднозначного кода с уменьшенной неоднозначностью в применении к портативному телефону.

На фиг. 20 изображена клавиатура типа 0\усг1у. оптимизированная по отношению к частоте появления ошибки кодировки и частоте запросов при соблюдении порядка расположения букв в каждом ряду клавиатуры Одсг1у;

на фиг. 21 - альтернативная клавиатура типа 0\усг1у:

на фиг. 22 - неоднозначная клавиатура. встроенная в стандартную вспомогательную клавиатуру;

на фиг. 23 - эргономический механизм устранения неоднозначности при печати вслепую;

на фиг. 24 - схема использования способа, обеспечивающего применение печати вслепую при ответах на запросы;

на фиг. 25 - конструкция клавиатуры для одной руки, разработанная для сохранения навыков печатания при попеременном использовании клавиатур для одной и для двух рук;

на фиг. 26 - клавиатура для двух рук, разработанная для сохранения навыков машинописи при попеременном использовании клавиатур для одной и для двух рук. В данном случае клавиатура для двух рук взвешена на максимальное сходство между движениями оператора, печатающего на одной из двух клавиатур;

на фиг. 27 - клавиатура для двух рук, разработанная для сохранения навыков машинописи при использовании клавиатур для одной и для двух рук. В данном случае клавиатура для двух рук равновзвешена между двумя руками;

на фиг. 28 - интегрированная мышка/клавиатура;

на фиг. 29 - вид сверху дважды складного информационного приспособления в разложенном состоянии;

на фиг. 30 - вид снизу дважды складного информационного приспособления в разложенном состоянии;

на фиг. 31 - дважды складное информационное приспособление, разложенное один раз, что иллюстрирует дополнительную функциональность;

на фиг. 32 - дважды складное информационное приспособление, разложенное дважды, что иллюстрирует еще одну дополнительную функциональность;

на фиг. 33 - разъединенное дважды складное информационное приспособление, позволяющее печатать двумя руками;

на фиг. 34 - типичный персональный цифровой органайзер с сенсорным экраном;

на фиг. 35 - типичный персональный цифровой органайзер с потенциально прозрачной клавиатурой;

на фиг. 36 А, В и С - три режима для 16клавишной клавиатуры;

на фиг. 37 - схема раскладки стандартной телефонной тастатуры;

на фиг. 38 - гибрид аккордовой и неоднозначно-кодовой клавиатуры, встроенный в телефон;

на фиг. 39 - распределение частоты ошибки перекодирования и частоты запросов для всех гибридов аккордовой и неоднозначнокодовой клавиатуры указанной конструкции в сравнении с частотами ошибки кодирования и запросов стандартного неоднозначного кода;

на фиг. 40 - схема создания многоуровневых неоднозначных кодов с высоким разрешением печати вслепую;

на фиг. 41 - схема создания специальной разработки, основанной на многоуровневом неоднозначном коде с высоким разрешением печати вслепую;

на фиг. 42 - печатающее устройство, пригодное для внедрения многоуровневого неоднозначного кода, представленного на фиг. 41;

на фиг. 43 - устройство (фиг. 42) в процессе отображения первого уровня многоуровневого неоднозначного кода;

на фиг. 44 - код второго уровня многоуровневого неоднозначного кода;

на фиг. 45 - устройство (фиг. 42) в процессе отображения части кода второго уровня многоуровневого неоднозначного кода;

на фиг. 46 - последовательность рабочих состояний устройства (фиг. 42) при его использовании в сочетании с многоуровневым неоднозначным кодом для напечатания слова 11ιίη1<;

на фиг. 47, 48, подобно фиг. 46, изображены рабочие состояния устройства (фиг. 42) при его использовании в сочетании с многоуровневым неоднозначным кодом для напечатания слова 1Ыик. Однако в данном случае также показана работа визуальной кэш-памяти для сокращения времени просмотра.

Подробное описание изобретения

Определения и основные понятия

В данном разделе даны определения терминов и понятий, которые будут использованы ниже в подробном описании.

Язык. Взяв группу символов, можно создавать последовательности символов и присваивать им вероятности. В данной работе языком будут называться группы символов, последовательности символов и присвоенные последовательностям вероятности. Для ясности изложения, но не сокращая масштаб данного изобретения, под языками понимаются письменные естественные языки, как например, английский, и, хотя в целях конкретизации мы будем говорить о словах и знаках пунктуации в значении символов, рядовой пользователь должен понимать, что символом может быть любая дискретная единица письма, включая как такие стандартные символы, как китайские идеограмΊ мы, так и искусственные символы, подобные имени артиста, ранее известного как Принц.

Клавиатура/средства ввода. Клавиатура это компонент коммуникационного и(или) вычислительного устройства, который преобразует физическое движение оператора в последовательности символов. Клавиатуры включают хотя бы одно средство ввода, которое отвечает за преобразование определенной подгруппы физических движений, активирующих клавиатуру, в определенную подгруппу последовательностей символов.

Физическое движение, приводящее клавиатуру в рабочее состояние, обычно бывает в виде движения пальцев руки или ручки-указки. Это определение распространяется на движения другими частями тела, например головой, языком или глазами, которые могут служить сигналом для выбора символа с клавиатуры. Устройство, включающее клавиатуру в соответствии с данным определением, будет называться нами печатающим устройством.

Под печатающим устройством мы понимаем не только само физическое устройство, содержащее клавиатуру, но и всю коммуникационную систему в целом, в которую встроено данное печатающее устройство. Пределы такой системы определяются зависимостью от лежащей в основе схемы неоднозначного кодирования. В случае печатающего устройства, в котором вводимые символы появляются непосредственно на экране, который является физической частью данного печатающего устройства, пределы системы ясно определены физическими размерами устройства. В более общих случаях, когда, например, данное печатающее устройство включает в себя микротелефонную трубку, передающую информацию на центральный компьютер, последний становится ответственным за декодирование или прочего вида обработку текстовой информации, поступившей с микротелефонной трубки, тогда следует понимать, что печатающее устройство включает в себя центральный компьютер, который действует необходимым образом, благодаря встроенному программному обеспечению согласно положениям настоящего изобретения.

Следует учесть, что каждое из хотя бы одного средства ввода, содержащееся в клавиатуре, может иметь большое разнообразие физических проявлений. Существенной чертой средства ввода является то, что оно позволяет оператору выбирать подгруппу из группы символов, которые могут быть закодированы на клавиатуре. С учетом этого и для того, чтобы облегчить прочтение настоящего описания, слово клавиша (кнопка) будет часто использоваться как взаимозаменяющая со словами средство ввода.

Печать - это процесс последовательного выбора хотя бы одного средства ввода с целью выбора последовательностей подгрупп символов из группы символов, которые могут быть закодированы на клавиатуре. Следует учесть, что широко известное программное обеспечение по распознаванию почерка делает возможной такую печать, при которой средство ввода переводит набор рисовальных движений в выбор подгруппы из группы символов.

Слепая печать - это процесс, при котором последовательность символов генерируется при помощи клавиатуры с использованием только, или преимущественно, кинестетической, а не визуальной или звуковой обратной связи.

Сильно коррелированные символы и последовательности символов. Хорошо известно, что разные буквы появляются в словах с различной частотой. Например, в предыдущем предложении английского текста буква е встречается 10 раз, а буква ζ не встречается ни разу. Это справедливо и по отношению к парам букв, к тройкам букв и т.д. Достоверно известно, что не все слова встречаются с одинаковой частотой. В английском языке трехбуквенное слово 111с употребляется очень часто, а слово ζαρ очень редко. Такую статистическую неравномерность можно использовать для создания неоднозначных кодов. В действительности, статистические неравномерности используются в разработке клавиатур, по крайней мере, со времен создания 0\\'сг1у.

В настоящей работе уделяется особое внимание символам и последовательностям символов, чье распределение в типичных образцах текста очень сильно коррелировано с распределением других символов или последовательностей символов; такие символы будут называться сильно коррелированными символами. Например, символ часто используемый в английском и других языках для обозначения конца предложения, может быть сильно коррелированным символом, поскольку распределение длины предложения не произвольно в типичном тексте. В иврите символ коррелирован также с определенными буквенными символами, поскольку в иврите используется другой символ для некоторых букв, стоящих в конце слова, а конец предложения коррелирован с концами слов.

Эталонная статистика. Эталонные статистические данные по последовательностям символов, используемые для измерения корреляции между символами, обычно определяются путем анализа эталонного фонда. Эталонный фонд это большое собрание текстов, выбранных для представления определенных аспектов языка. Как хорошо известно лингвистам, значительные, фундаментальные проблемы связаны с созданием фонда, который бы представлял общие характеристики языка, в отличие от характеристик, принадлежащих отдельным видам текста или отдельным типам писателей. Эти проблемы остаются за рамками настоящего изобретения. Здесь мы постоянно обращаемся к эталонной статистике, добытой в результате анализа Британского Национального Фонда, одного из самых больших современных фондов для анализа английского языка. Выбор фонда является необходимым шагом по направлению к получению результатов, позволяющих сравнить различные способы и разработки. В данном конкретном выборе ничто не должно вызывать сокращения масштаба настоящего изобретения. В частности, выбор фонда именно английских текстов произволен. Такой же анализ можно провести в любом другом письменном естественном языке.

Кодирование и декодирование. В Соединенных Штатах на кнопках телефонной тастатуры представлены как цифры, так и буквы. Обычно, на кнопку с цифрой 2 приходятся также буквы а, Ь и с, кнопка с цифрой 3 соответствует буквам б, е и ί и так далее в алфавитном порядке, стандартном для английского языка.

Таким образом, последовательность нажатия кнопок, соответствующая цифровой последовательности 233, также соответствует буквенным последовательностям абб, Ьее и Ьеб, каждая из которых является английским словом, а также различным незначимым буквенным последовательностям, как, например, сГГ В данной работе последовательность считается значимой, если она встречается в эталонном списке значимых последовательностей. Таким образом, все эти буквенные последовательности, значимые или нет, ассоциированы с одной и той же цифровой последовательностью. Мы считаем, что последовательность нажатий кнопок 233 - это вариант кодирования, а последовательности абб, Ьее, Ьеб, еГГ и т.д. - вариант декодирования кодировки 233. Когда не возникает опасности путаницы, можно использовать вариант декодирования в значении значимые варианты декодирования. Группа символов, используемых в вариантах декодирования, в данном случае буквы алфавита, будет называться символами декодирования или просто символами, если отсутствует возможность путаницы, а группа символов, используемых для кодирования, в данном случае цифры, будет называться символами кодирования.

Неоднозначные коды. Как таковые, неоднозначные коды хорошо известны специалистам. На стандартной телефонной тастатуре, используемой в США, 12 кнопок, 10 из которых кодируют цифры, а некоторые из них, обычно 8, дополнительно кодируют 3 или 4 буквы алфавита, расположенные в алфавитном порядке. Такое присвоение букв кнопкам создает неоднозначный код, который мы будем называть стандартным неоднозначным кодом. Этот код: аЬс беГ дЫ _)к1 шло рс|Г5 Ιιιν \νχνζ.

Поскольку на каждой кнопке закодировано несколько букв, необходимо использовать определенный способ декодирования для того, чтобы определить, какую из нескольких букв намеревался ввести оператор. В типичных прикладных программах, как например в голосовой ответной системе, выбранная оператором буква находится при помощи сравнения введенной последовательности со списком ответов в памяти. В случае, если несколько из хранимых в памяти ответов соответствуют введенной последовательности, пользователю предоставляется список этих ответов, из которых он сам делает выбор. Порядок предоставления этих вариантов может быть произвольным, а может зависеть от частоты, с которой каждый ответ бывает правильным, при этом ответы предоставляются в порядке возрастания частоты.

Стандартные клавиатуры. Широко используются три основных типа стандартных клавиатур: клавиатура ОдеПу и близкие к ней варианты, 12-кнопочная телефонная тастатура и обычная 17-кнопочная цифровая и близкие к ней варианты. Уникальным достоинством настоящего изобретения является разработка способов кодирования клавиш, полезных как для стандартных телефонных тастатур и цифровых вспомогательных клавиатур, так и для специально разработанных вспомогательных клавиатур, описанных в настоящей работе.

Высокое разрешение печати вслепую. Печатающее устройство с низким разрешением печати вслепую - это такое устройство, в котором символы присвоены клавишам существенно фиксированным образом. Только по отношению к такому устройству оператор может развить физические рефлексы кодирования конкретных символов при помощи конкретных моторных моделей. Мы считаем, что печатающее устройство с высоким разрешением печати вслепую должно быть 1) с низким разрешением печати вслепую, 2) основано на неоднозначном коде, но при этом 3) таким, чтобы в нормальном режиме работы печатающий вслепую оператор мог бы использовать это печатающее устройство для создания текста с допустимым уровнем точности, не отвлекаясь неоправданно от задачи печатания вслепую, чтобы вмешиваться в процесс устранения неоднозначности.

Высокое разрешение печати вслепую - понятие относительное, степень разрешения печати вслепую зависит от множества факторов, некоторые из которых обусловлены индивидуальными особенностями оператора, некоторые особенностями типичного использования данного печатающего устройства, другие - конструкцией самого печатающего устройства. Например, для определенных операторов, печатающих вслепую, конкретное устройство может обладать достаточно высоким разрешением печати вслепую только для выполнения некоторых задач, для других - нет.

Следует учитывать, что два ключевых элемента определения разрешения печати вслепую, а именно: точность созданного текста и отвлечение пользователя, работающего вслепую, зависят от ряда следующих факторов:

средства устранения неоднозначности, условия использования устройства, например, во время вождения автомобиля или за рабочим столом, тип текста, подлежащий печати, который отчасти определяет уровень требуемой точности, эталонная статистика, навыки конкретного оператора, личные предпочтения и средства, при помощи которых внимание пользователя привлекается к механизму устранения неоднозначности (например, синтезатор голоса, который произносит слова, или слова запроса, обращенного к пользователю, могут отвлекать его больше или меньше, чем звонок или вспышка света).

Хотя высокое разрешение печати вслепую, как и температура, - понятие относительное, ему, как и температуре, можно дать абсолютно четкое определение. Высокое разрешение печати вслепую данного печатающего устройства можно количественно измерить для каждого пользователя или группы пользователей, установив все различные факторы, перечисленные выше, при помощи стандартных экспериментальных протоколов, хорошо известных сведущим в данной области. Более того, два компонента высокого разрешения печати вслепую можно измерить непосредственно по неоднозначному коду: ошибку поиска и частоту запроса. Следовательно, количественные величины высокого разрешения печати вслепую можно определить, не учитывая непосредственно конкретных пользователей, а основываясь лишь на использованном неоднозначном коде.

Подобно температуре у разрешения печати вслепую есть нижний порог. Ясно, что устройство, которое для устранения неоднозначности требует вмешательства пользователя через каждое слово или даже через каждые три слова, не может считаться устройством с высоким разрешением печати вслепую по отношению к любому оператору, работающему вслепую, независимо от выполняемой задачи. Нижний порог высокого разрешения печати вслепую можно определить в свете непрерывности внимания. Если внимание пользователя должно довольно долго концентрироваться на операциях механизма устранения неоднозначности, чтобы создать текст с удовлетворительным уровнем однозначности, то такое устройство не обладает высоким разрешением печати вслепую.

Практический нижний порог высокого разрешения печати вслепую предполагает пользователя со средними навыками в области печати вслепую; он выше только что описанного теоретического нижнего порога высокого разрешения печати вслепую. Чтобы дать четкую и ясную картину количественных и концептуальных характеристик новаторского понятия высокого разрешения печати вслепую, ее количественные значения определяются по частоте ошибки поиска и частоте запроса. Такие количественные характеристики служат для последующего четкого выделения различий между новаторскими способами и устройствами и всеми способами и устройствами, ранее известными в данной области.

Неоднозначный код с высоким разрешением печати вслепую - это такой неоднозначный код, на котором могут быть основаны устройства с высоким разрешением печати вслепую.

Устройства обратной связи. Устройства, которые позволяют пользователю на различных стадиях участвовать в процессе декодирования последовательностей символов, созданных при помощи неоднозначных кодов, требуют наличия некой сенсорной обратной связи с пользователем. Обычно такая обратная связь бывает в виде графического изображения символов, однако она может принимать различные формы: звуковую, тактильную или даже обонятельную.

Эргономические факторы. При разработке клавиатур с внедрением неоднозначных кодов возникает необходимость удовлетворения многих условий. Среди них может быть сокращение ошибки поиска, сокращение частоты запроса, выбор числа клавиш в соответствии с размером желаемой клавиатуры, совместимость с существующими клавиатурами, например с клавиатурой 0\\'сг1у. с телефонной тастатурой или с цифровой вспомогательной клавиатурой, равномерность разбиения, анатомическая точность, минимальное использование клавиши изменения режима, структура разбиения, совместимость печати одной и двумя руками и сохранение таких традиций, как алфавитный порядок. Прочими условиями являются: эргономика механизмов устранения неоднозначности, эргономика кодирования слабо коррелированных символов, впечатления и ощущения от использования устройства, доступность вычислительных ресурсов на передающих и приемных сторонах коммуникационной системы с использованием неоднозначных кодов.

Ошибка поиска измеряет ошибку, совершенную механизмом устранения неоднозначности, который выполняет свою функцию, систематически выбирая наиболее вероятные (значимые) варианты декодирования из всех возможных вариантов декодирования неоднозначной последовательности. Таким образом, частота появления ошибки поиска - это сумма (по всем возможным вариантам декодирования, которые не являются наиболее вероятными вариантами декодирования неоднозначной последовательности) эталонных вероятностей возможных вариантов декодирования. В случае неоднозначности на основе слова такие последовательности начинаются и заканчиваются символом пробела, т.е. являются словами. Ошибка поиска 13 это вероятность того, что наиболее ожидаемый вариант декодирования не есть правильный вариант. Ошибку поиска удобнее представлять в виде частоты (частоты ошибки поиска) в единицах слов на величину ошибки поиска. Частота ошибки поиска - это величина, обратная вероятности ошибки поиска.

Вероятность запроса - это сумма, по всем (значимым) вариантам декодирования, которые не являются единственными (значимыми) вариантами декодирования, эталонных вероятностей указанных вариантов декодирования. Это дает вероятность того, что данному слову будут соответствовать более одного значимого варианта декодирования, и, следовательно, пользователю необходимо представить запрос, чтобы он решил, какой из вариантов декодирования следует использовать. Величина, обратная вероятности запроса, - это частота запроса, выраженная в словарных единицах (слов) на запрос. Частота запроса дает среднее число слов, введенных между запросами.

Существенная оптимальность. Код будет считаться существенно оптимальным по отношению к характеристике, если он является одним из лучших кодов по отношению к данной характеристике при заданных других условиях, наложенных на код. Например, код на 20 клавишах может характеризоваться меньшей величиной частоты появления ошибки поиска, чем код на 2 клавишах, но, несмотря на это, код на 2 клавишах может быть существенно оптимальным по отношению к частоте появления ошибки поиска, если поставлено условие, чтобы код был на 2 клавишах. Существенно оптимальные эргономические коды следует определить как коды, которые одновременно существенно оптимальны по отношению к каждому из набора эргономических условий. Эти условия, могут быть не только числом клавиш, частотой появления ошибки поиска и частотой запроса. Для этих трех условий имеют корреляцию пары условий. Частота появления ошибки поиска стремится к возрастанию с увеличением частоты запроса, а вместе частота появления ошибки поиска и частота запроса стремятся к возрастанию с уменьшением числа клавиш. Лучшее значение из возможных для данного критерия, когда этот критерий является единственным критерием оптимизации, может превзойти лучшее из возможных значений, полученное в случае, когда некоторые другие критерии тоже должны быть оптимизированы. Таким образом, первым шагом способов оптимизации, представленных в данной работе, является принятие решения об эргономических условиях, важных для данной разработки, и оценка их важности.

Следует особо подчеркнуть, что оптимальность неоднозначного кода нельзя обсуждать абстрактно, ее следует оценивать в отношении к набору эталонных статистических данных по языку, который подлежит кодированию. На самом деле, для любого неоднозначного кода можно создать такой набор статистических данных, по отношению к которому данный код будет оптимальным.

При наличии набора эталонных статистических данных оптимальность данного кода можно оценить по экспериментам, включающим создание случайных кодов, что будет подробнее описано ниже.

Способы устранения неоднозначности. Четко определить существенную оптимальность в отношении неоднозначных кодов можно лишь со ссылкой на отдельно взятый неоднозначный код. Код, который является существенно оптимальным по отношению к одному способу устранения неоднозначности, может не обладать существенной оптимальностью по отношению к другому способу устранения неоднозначности.

По крайней мере, два способа устранения неоднозначности хорошо известны в исследуемой области. Один из них основан на анализе слова, другой - на анализе блока слов. В словарном способе устранения неоднозначности для выбора среди вариантов декодирования результата кодирования при помощи неоднозначного способа используется список слов и их вероятностей. Например, можно сравнить все слова в списке, которые являются значимыми единицами декодирования определенного варианта кодирования, и выделить слово с наибольшей вероятностью. Блочный способ устранения неоднозначности схож с предыдущим, за исключением того, что в список включены фрагменты текста, не превышающие определенного размера, а также вероятности данных фрагментов.

Как словарный, так и блочный способ устранения неоднозначности являются частными случаями более общей системы, которую мы назовем способом устранения неоднозначности на базе последовательностей, в котором список последовательностей ассоциируется с вероятностью, а устранение неоднозначности происходит в соответствии с этим списком. Следует отметить, что в целях данного обсуждения символ пробела, который обозначает границы слов в таких языках, как английский, здесь ничем не отличается от всех остальных символов. Можно составить список последовательностей и их вероятностей, в котором означенные последовательности включают символ пробела и, следовательно, выходят за границы слов. Можно пойти дальше и составить список, в который войдет некий универсальный символ, и таким образом, составить списки последовательностей, которые содержат произвольные подпоследовательности, в которых последовательности могут соответствовать или нет словам в языке. Так можно создать произвольно усложненные репрезентации языка, которые могут использоваться в способе устранения неоднозначности. Например, можно включить синтаксические и семантические отношения между подпоследовательностя15 ми, чтобы решать конфликты между возможными интерпретациями неоднозначно закодированной последовательности. В целях большей ясности настоящее описание сосредотачивается на известном словарном способе устранения неоднозначности, если иное не оговаривается. Специалисты в данной области по достоинству оценят тот факт, что способы, которые предлагает данное исследование, не основываются на слове при устранении неоднозначности; может быть использован любой другой способ устранения неоднозначности.

Разбиение. Разбиение целого η - это такой набор целых, в котором сумма элементов набора равна η. Обычно одно целое допускает много разбиений, например целое 5 допускает не только разбиение 3:2, но и разбиение 2:2:1. Алгоритм разбиения целого хорошо известен специалистам в данной области. Ранее изобретенные коды используют как можно более равномерное разбиение. То есть, разбиение, в котором, насколько это возможно, при определенном числе клавиш по отношению к числу букв, подлежащих кодированию, число букв на каждую клавишу одинаково. Ниже мы развернуто остановимся на том, что такой выбор уязвим в свете определенных соображений эргономичности и может уступать в оптимальности по сравнению с другими.

Существует два вида неоднозначных кодов, на которые данное исследование запрашивает эксклюзивные права. Это 1) неоднозначные коды с высоким разрешением печати вслепую и 2) существенно оптимальные неоднозначные коды. Неоднозначные коды могут быть существенно оптимальными, но не обладать высоким разрешением печати вслепую, или обладать высоким разрешением печати вслепую, но не быть существенно оптимальными, они могут не быть существенно оптимальными и не обладать высоким разрешением печати вслепую, а могут быть и существенно оптимальными, и обладающими высоким разрешением печати вслепую.

Начнем наше объяснение с указания на то, как делаются неоднозначные коды обоих видов, и как можно определить, относится ли код к тому или иному виду. Затем мы объясним, как использовать коды обоих видов для создания печатающих устройств и как эти коды могут использоваться для решения различных конструкторских проблем, с которыми сталкивается конструктор печатающих устройств.

Как лучше использовать на практике данное изобретение, зависит от того, какие конструкторские критерии должны быть оптимизированы согласно положениям нашего изобретения. Поэтому мы выбрали несколько определенных, практически релевантных и полезных ситуаций, чтобы проиллюстрировать спектр способов и устройств, которые являются предметом данного изобретения.

Спектр машин, которые могут создать специалисты, сведущие в данной области, воспользовавшись теорией нашего изобретения, распространяется далеко за рамки специфических характеристик тех выборочных разработок, которые представлены в нашей работе. В этих разработках нашли разрешение различные экстремальные или частные случаи конструкторских проблем. Имея в своем распоряжении теорию, воплощенную в этих разработках, специалисты данной области ясно представят себе, как правильно сочетать необходимые характеристики, чтобы решать промежуточные проблемы или вопросы создания гибридов.

Одна из разработок оптимизирована исключительно по отношению к частоте появления ошибки поиска. Эта конструкция разработана для машины с ограниченной памятью и вычислительной мощностью, например для смарт-карты. У такой машины вычислительные ресурсы могут быть недоступны для того, чтобы поддерживать сложный механизм запросов, вызывающий пользователя вмешиваться в процесс устранения неоднозначности. Поэтому эта машина использует один из простейших механизмов устранения неоднозначности, в который входит систематический выбор наиболее вероятного варианта декодирования любой закодированной информации.

Другая разработка оптимизирована исключительно по отношению к частоте запроса. Такая конструкция разработана для использования водителем во время движения автомобиля. Хотя вычислительные возможности способны поддерживать сложный механизм запросов, его использование должно быть минимальным, чтобы как можно меньше отвлекать водителя от дороги.

Следующая разработка представляет собой телефонную тастатуру, оптимизированную по отношению как к частоте появления ошибки поиска, так и к частоте запроса, и совместимую с расположением кнопок обычной телефонной тастатуры.

Еще одна разработка оптимизирована по отношению к традиционному критерию сохранению алфавитного порядка. На стандартной тональной клавиатуре буквы расположены в алфавитном порядке. Можно сохранить алфавитный порядок традиционной телефонной тастатуры и при этом сократить частоту появления ошибок поиска и запроса путем оптимизации разбиения.

Оптимизация разбиений приводит к дополнительной разработке, в которой выставлены клавиатуры с существенно оптимальными запросом и ошибкой поиска, что сохраняет, насколько это возможно, традиционную раскладку клавиатуры 0\тсг1у.

Следующая разработка, демонстрирующая такую конструкцию клавиатуры, которая максимально соответствует традиционной, - это клавиатура, основанная на неоднозначном коде и соответствующая цифровой клавишной панели.

Для выполнения многих задач предпочтительна клавиатура, с которой можно эргономично работать как в неоднозначном, так и в однозначном режиме. С этой целью предпочтительно выбрать неоднозначные коды на таком числе клавиш, на которое делится число символов, подлежащих кодированию. Особенно хорошо, если число клавиш равно 1/2 числа символов. Желаемые результаты такого предпочтительного выбора представлены в следующей разработке.

Эта разработка показывает, как можно оптимизировать клавиатуры для кроссплатформенной совместимости. В данной разработке две клавиатуры - для одной и для двух рук - спроектированы так, что можно быстро перестраиваться с одной на другую таким образом, что движения оператора, печатающего вслепую на первой клавиатуре, незаметно превращаются в движения, необходимые для печати вслепую на другой клавиатуре. Дополнительное преимущество такой клавиатуры состоит в способности уменьшать вред от печати. Прочие цели использования и преимущества данной клавиатуры будут подробно изложены в описании.

Все вместе вышеупомянутые разработки свидетельствуют о том, что различные виды использования клавиатур предполагают различные типы оптимальности, а поскольку пользователю могут быть нужны клавиатуры для различных видов работы, то это в свою очередь предполагает, что для решения различных задач следует обеспечить несколько механизмов, которые бы сосуществовали в одном устройстве. Удивительное решение этой проблемы стало возможным благодаря маленькому печатающему устройству, чьи размеры были достигнуты с помощью неоднозначного кода. Это дважды складной персональный цифровой органайзер, описанный в данном изобретении.

Разработки, которые были предметом обсуждения до сих пор, требуют спецификации на средства как аппаратного, так и программного обеспечения. Однако многие цели, поставленные перед этим изобретением, можно достичь исключительно или почти исключительно при помощи программного обеспечения. Образец такого программного решения был разработан в деталях, чтобы стало видно, как можно соединить детали существующей техники с надлежащим программным обеспечением для достижения некоторых целей данного изобретения.

Заключительная группа разработок впервые синергически объединяет два альтернативных подхода к производству клавиатур с малым числом клавиш: аккордовые способы и способы, основанные на неоднозначном кодировании.

Во-первых, можно увидеть, как при эргономичном выстраивании аккордовых моделей в паре с оптимизацией частоты появления ошибки поиска и частоты запроса можно добиться того, что неоднозначный код на η клавишах будет вести себя как неоднозначный код на т клавишах, при т существенно превосходящем η. Когда, в частности, этот способ применяется к стандартному неоднозначному коду, 8 буквенных клавиш стандартного неоднозначного кода приобретают характеристики существенно оптимальных кодов без аккордовой схемы на 13 клавишах. Комментарии по способу расширения сферы создания неоднозначных кодов, описанному выше со ссылками на английский язык, распространяются на другие языки. Чтобы быть точными, данное обсуждение относится к данной разработке, но комментарии относятся в целом ко всем разработкам.

Во-вторых, можно увидеть, что, соединив способ разделяй и властвуй со способом, образец которого представлен предыдущей разработкой, можно еще больше сократить количество средств ввода; в данном примере 4 средства ввода используются для управления неоднозначным кодированием с 16 элементами. Число 4 выбрано для того, чтобы можно было оперировать карманным устройством с этим кодом пятью пальцами той руки, в которой его держит пользователь.

Операционная схема устройства с высоким разрешением печати вслепую. На фиг. 2 показана операционная схема устройства с высоким разрешением печати вслепую, основанного на неоднозначном коде. Такое устройство обладает средствами ввода, манипуляция которыми (140) приводит к выработке последовательностей символов кодирования (141). Неоднозначный код с высоким разрешением печати вслепую используется для преобразования последовательностей символов кодирования в последовательности символов декодирования в шаге 142. Затем эти последовательности символов кодирования можно выборочно вывести либо на дисплей, чтобы пользователь устройства мог непосредственно видеть их, либо в какой-то электронной форме для последующей обработки, передачи или сохранения в памяти (142).

Следует подчеркнуть, что неоднозначный код устройства на схеме фиг. 2 также отвечает другим эргономическим критериям в дополнение к высокому разрешению печати вслепую.

Создание существенно оптимальных кодов. Далее следует объяснение методики шагов по оптимизации неоднозначного кода со ссылками на фиг. 3. Суммируя, можно выделить следующие шаги:

2000 - выбор набора статистически коррелированных символов декодирования, которые должны быть представлены в неоднозначном коде, со следующими подшагами;

- 2007 - выбор набора эталонной статистики;

- 2008 - анализ статистической корреляции символов по отношению к статистическим данным, выбранным в шаге 2007;

2001 - выбор способа устранения неоднозначности;

2002 - выбор числа символов кодирования;

2003 - выбор эргономических критериев, по отношению к которым код должен быть существенно оптимальным;

2004 - взвешивание важности эргономических критериев, выбранных в шаге 2003;

2005 - выбор способа оптимизации;

2006 - применение способа оптимизации, выбранного в шаге 2005, с последующим созданием существенно оптимальных кодов.

Важно отметить, что шаги с 2000 до 2003 можно применять в любом порядке и что применение одного из этих шагов может повлиять на выбор в остальных шагах этого диапазона. Ниже следует подробное объяснение применения этих шагов.

Шаг 2000 состоит в выборе набора статистически коррелированных символов, которые должны быть представлены в неоднозначном коде. Этот шаг состоит из подшага 2007 по выбору эталонной статистики и подшага 2008 по анализу статистической корреляции символов по отношению к статистическим данным, выбранным в подшаге 2007. Целью данных шагов является идентификация тех символов, которые способны быть представленными неоднозначно. Все способы по устранению неоднозначности для своей работы используют корреляции между символами, чтобы прогнозировать, какую из последовательностей символов декодирования следует ассоциировать с данной последовательностью символов кодирования. Если символ кодирования случайно распределен по всем текстам, подлежащим кодированию, то он не может быть представлен в неоднозначном коде, поскольку нельзя сделать ни одного предсказания по поводу случайно распределенного символа. Обычно для любого естественного языка символы, которые используются для кодирования этого языка (например, буквы в случае английского, идеограммы в случае китайского) настолько достаточно статистически коррелированы, что для них может быть создан эффективный неоднозначный код. Могут встречаться другие символы, такие как знаки пунктуации, которые значительно статистически коррелированы друг с другом, а также с буквами или идеограммами, используемыми для написания данного языка. Мелкие детали шагов 2007 и 2008 зависят от естественного языка, который должен быть представлен. Искусство анализа статистической корреляции символов, используемых для написания естественного языка, хорошо известно лингвистам.

Шаг 2001 - выбор способа устранения неоднозначности. Как указывалось выше, на сегодняшний день существует, по крайней мере, два известных способа устранения неоднозначности: один из них основан на использовании слова, другой - блока. Каждый из этих способов использует статистическую корреляцию между символами для составления прогнозов того, какую из последовательностей символов декодирования следует признать соответствующей данной последовательности символов кодирования. Как словарный, так и блочный способ может быть расширен за счет использования информации повышенного уровня, например синтаксиса и семантики. Цель настоящего способа состоит в создании такого неоднозначного кода, чтобы по отношению к избранному способу устранения неоднозначности оптимальный выбор последовательности декодирования соответствовал бы каждой последовательности кодирования. Поэтому отдельные детали избранного способа устранения неоднозначности могут влиять на отдельные аспекты создаваемого неоднозначного кода. Этот способ будет проиллюстрирован с учетом выбора словарного способа устранения неоднозначности в качестве способа устранения неоднозначности, хотя обсуждение коснется и других способов устранения неоднозначности.

Шаг 2002 - выбор числа символов кодирования. Выбор числа символов кодирования исключительно важен в конструкции печатающего устройства, основанного на неоднозначных кодах. Этот выбор производится с учетом многих факторов, включая размеры печатающего устройства и допустимый уровень неоднозначности. Объяснять эти факторы и их взаимоотношения лучше всего со ссылками на конкретные примеры; подобные примеры рассматриваются ниже в данной работе.

Шаг 2003 - выбор эргономических критериев, по отношению к которым код должен быть оптимальным. Одним из важнейших аспектов этого изобретения является определение некоторых эргономических критериев, от которых зависит качество печатающего устройства, основанного на использовании неоднозначного кода. Эти критерии включают в себя следующее: высокое разрешение печати вслепую, частота появления ошибки поиска, частота запроса, анатомическая точность, физиологическая точность, сохранение традиций, структура разбиения, кросс-платформенная совместимость, равномерность раскладки, скорость сканирования. В зависимости от целей применения печатающего устройства один или несколько из этих критериев могут быть релевантными по отношению к его конструкции.

Шаг 2004 - взвешивание важности эргономических критериев, выбранных в шаге 2003.

Если для конструкции печатающего устройства более одного критерия являются релевантными, следует принять решение о взвешивании важности данных критериев. Редко бывает так, что одинакового оптимума по отношению к определенному эргономическому критерию можно достичь при оценке данного критерия, как в отдельности, так и тогда, когда его необходимо оптимизировать относительно другого эргономического критерия.

Шаг 2005 - выбор способа оптимизации. Ниже будут более подробно рассмотрены два способа оптимизации, а именно: случайный выбор и направленное случайное блуждание. Из двух способов случайный выбор обыкновенно бывает более простым в применении, но направленное случайное блуждание производит лучшие коды. Эти два способа представляют большой класс способов, которые могут подойти для разработки конкретного печатающего устройства. В некоторых случаях, как, например, в приведенном ниже первом устройстве, основанном как на аккордовом принципе, так и на неоднозначном коде, число рассматриваемых кодов настолько мало, что все они могут быть исчерпывающе проверены.

Шаг 2006 - применение способа оптимизации, выбранного в шаге 2005, для создания существенно оптимальных неоднозначных кодов. Независимо от того, какой способ был выбран в шаге 2005, требуется определенный навык, чтобы применить этот способ для создания существенно оптимального неоднозначного кода. В частности, когда требуется оптимум сразу нескольких эргономических критериев, предпочтительно рассматривать каждый эргономический критерий сначала в отдельности, в соответствии с чем можно перейти к оценке возможного в итоге качества кода. Такая оценка исключительно важна для точного регулирования процесса оптимизации, что будет подробнее рассмотрено ниже после полного представления двух способов оптимизации.

Случайный поиск. Лучший способ нахождения кода с хорошими характеристиками состоит в следующем: случайный выбор кодов, тестирование их характеристик и выбор из них тех, которые обладают лучшими характеристиками. Исчерпывающий перебор и тестирование всех кодов из потенциальной группы неперспективно, поскольку число кодов столь велико, что продолжительность тестирования выйдет за рамки разумного использования компьютерного времени.

Случайный выбор дает такую точку отсчета, относительно которой можно измерить пригодность других способов выбора кодов. Предположим, что даны набор эргономических критериев и взвешенная характеристика этих критериев. Можно определить существенную оптимальность первого неоднозначного кода по отношению к этим критериям и этим взвешиваниям путем случайного создания дополнительных неоднозначных кодов. Если в результате небольшого количества случайных испытаний отыскивается код с равными или лучшими показателями по данным эргономическим критериям, чем у первого кода, то первый код не является существенно оптимальным.

Если же, наоборот, будет ясно, что необходимо большое количество случайных испытаний для того, чтобы создать код с показателями, равными или лучшими, чем у первого кода, или что не существует кода, лучше первого, то первый код является существенно оптимальным.

Со ссылками на фиг. 4 мы подробно опишем способ отклонения гипотезы, по которой любой потенциальный неоднозначный код является существенно оптимальным. В суммарном изложении этот способ состоит из следующих шагов:

3000 - задание набора релевантных условий, определяющих соответствующий набор кодов, в который входит потенциальный код;

3001 - задание набора эргономических критериев, по отношению к которым потенциальный код может быть существенно оптимальным;

3002 - случайный выбор подгруппы кодов из группы, выделенной в шаге 3001;

3003 - оценка каждого кода, выбранного в шаге 3002 по каждому из эргономических критериев, определенных в шаге 3001;

3004 - сравнение значений потенциального кода относительно эргономических критериев, выбранных на шаге 3001, со значениями, найденными на шаге 3003.

Если хоть одно из значений, найденных на шаге 3003, более оптимально, чем значения потенциального кода, тогда гипотеза о том, что потенциальный код является существенно оптимальным, может быть отвергнута.

Подробности, касающиеся этих шагов, следующие.

Шаг 3000 - выделение набора релевантных условий, определяющих надлежащую группу кодов, в которую входит потенциальный код. Следует правильно задать ту группу, по отношению к которой будет оцениваться существенная оптимальность потенциального кода. Вот некоторые из потенциально релевантных условий: число символов кодирования, структура разбиения, принятие указанного ряда, например алфавитного. Каждое из этих условий ограничивает группу кодов, с которыми надлежит сравнивать потенциальный код.

Шаг 3001 - задание группы эргономических критериев, по отношению к которым потенциальный код может быть существенно оптимальным. Вот некоторые из критериев, которые могут быть релевантными для анализа потенциального кода: частота появления ошибки поиска, частота запроса, принятие особого ряда, например алфавитного, принятие обычной раскладки клавиатуры и анатомическая точность.

По завершении шагов 3000 и 3001 определяется распределение характеристик кода по всей группе и производится случайная выборка из этого распределения. На фиг. 5 представлен пример, в котором группы кодов определяются как обладающие: 1) максимально равномерным разбиением и 2) определенным числом символов кодирования, равным 7, 9, 11 и 13. Этим определением завершается шаг 3000. Затем устанавливается, что ошибка поиска является единственным релевантным эргономическим критерием. Этим завершается шаг 3001. Вместе оба эти шага определяют распределение, форма которого может быть определена при помощи случайной выборки - шаги 3002 и 3003. На фиг. 5 показано, что из каждого распределения выбрано по 5000 кодов, чем завершается шаг 3002, и измерена ошибка поиска каждого, чем завершается шаг 3003. Данные представлены как отношение процента ошибки поиска (величины, обратной частоте появления ошибки поиска) к числу кодов с заданным процентом ошибки поиска. Как видно, с увеличением числа клавиш распределение становится более островершинным. Если повторить эту процедуру, заменив вероятность поиска вероятностью запроса, то мы получим данные, представленные на фиг. 6.

В качестве примера для шага 3004 выбран потенциальный код, чья существенная оптимальность подлежит тестированию. Это 14клавишный код рп §1 сг /к мд а е Ιίί 80 иб χί ут νΐ с.|Ь. предложенный [1]. Ошибка поиска данного кода в соответствии с нашей эталонной статистикой -105 слов/ошибка поиска. Следуя тем же путем, определим, что 14-клавишный код с максимально равномерным разбиением с ошибкой поиска, равной или лучшей, чем у потенциального кода, в среднем можно найти в 7 случайных испытаниях. Если процедуру повторить, но в качестве релевантного эргономического критерия использовать частоту запроса вместо частоты появления ошибки поиска, то мы увидим, что код с лучшей частотой запроса по сравнению с потенциальным кодом (4 слова/запрос) будет в среднем обнаружен в 3 из 4 случайных испытаниях. Таким образом, неоднозначный код [1] является существенно оптимальным как по отношению к частоте появления ошибки поиска, так и по отношению к частоте запроса. В действительности, по отношению к частоте запроса большинство кодов лучше заданного.

Как следует из практики, если код не был явно оптимизирован по отношению к эргономическому критерию, то вполне вероятно, что он не является существенно оптимальным по отношению к этому критерию, как показывают измерения по отношению к любому разумному набору языковых статистических данных.

Направленное случайное блуждание.

Направленное случайное блуждание - это итерационный способ оптимизации, в котором на каждом шаге лучший из предыдущих кодов используется как исходный для выработки новых кодов, из которых один или несколько могут превзойти лучший из предыдущих. При повторении процесса находятся все лучшие и лучшие коды. Сначала мы объясним эту процедуру интуитивно, а затем более научно.

В данном контексте, связанном с оптимизацией неоднозначных кодов относительно одного или нескольких эргономических критериев, мы предполагаем отсутствие подробной информации о структуре пространства, в котором проводится поиск. В отсутствии такой информации исследователь подобен слепому или близорукому человеку, который не видит, в каком направлении двигаться, чтобы лучшим образом продолжить поиск. Поэтому самый безопасный способ предлагает идти как можно более мелкими шагами в как можно большем количестве направлений и воздерживаться от движения, пока шаги в каждом из направлений не будут подвергнуты сравнительной оценке. Поскольку накопление мелких шагов может завести в тупик, любой такой поиск следует расширить процедурой повторного старта, которая всегда сможет вывести поиск обратно из бесперспективных или тупиковых ситуаций.

С научной точки зрения, проблема должна продвигаться минимальными шагами сквозь пространство неоднозначных кодов и нацеливать эти шаги по направлению к искомым кодам. В соответствии с данным изобретением существенно малые шаги в пространстве неоднозначных кодов соответствуют единичным попарным перестановкам в присвоениях кодов декодирования кодам кодирования. На каждой стадии способа оптимизации желательно протестировать как можно больше попарных перестановок, предпочтительно все попарные перестановки. Шаг заканчивается выбором той попарной перестановки, которая дает наибольшее улучшение характеристики, которая в результате будет оптимизирована. Если наибольшего улучшения не наблюдается, то одна из попарных перестановок выбирается случайным способом.

Соответственно фиг. 7 можно выделить следующие шаги данного способа:

4000 - выбор стартового кода из группы потенциальных кодов;

4001 - создание новых кодов на основе стартового кода путем его возмущения, желательно при помощи попарных перестановок присвоений символов клавишам, предпочтительно всех возможных попарных перестановок;

4002 - измерение характеристик кодов, выработанных таким образом;

4003 - проверка достижения критерия остановки, т.е. критерия, ограничивающего дальнейшее улучшение;

4004 - вывод лучшего кода в случае достижения критерия остановки;

4005 - если критерий остановки не достигнут, следует проверить, содержит ли группа кодов, созданная в результате возмущения данного исходного кода, хоть один код, который превосходит текущий лучший код;

4006 - при наличии в текущей группе кодов, превосходящих настоящий лучший код, следует выбрать лучший из них в качестве нового текущего лучшего кода;

4007 - выбор нового стартового кода. Если в результате шага 4005 получено ΎΕ8, то следует в качестве нового стартового кода выбрать лучший код из текущей группы, в противном случае следует выбрать новый стартовый код из текущей группы способом случайного выбора. По завершении - возврат к шагу 4001.

Если всего лишь один критерий подлежит оптимизации, выбор лучшего кода из группы потенциальных кодов состоит просто в выделении того кода из группы, который обладает самым оптимальным значением данного критерия. Однако, если одновременно должны быть оптимизированы несколько критериев, то значения критериев лишь частично упорядочены и не ясно, как среди этих значений сделать такой выбор, чтобы наилучшим образом двигать вперед процедуру оптимизации.

Одним из способов одновременной оптимизации является независимая оптимизация относительно каждой переменной. Затем, в случае конфликта, если невозможно достичь оптимума, а чаще всего так и бывает, следует провести некоторое взвешивание важности каждого критерия. Это относительное взвешивание является частью условий конструирования.

Построение кодов с высоким разрешением печати вслепую. Чтобы понятнее объяснить, как создавать и использовать неоднозначные коды с высоким разрешением печати вслепую, мы установим три возрастающих по строгости уровня высокого разрешения печати вслепую.

Уровень А. Этот уровень печати вслепую характеризует случайного, терпеливого оператора тем, что он 1) печатает со скоростью 20 слов в минуту и отвлекается каждые 15 секунд, то есть частота запроса составляет в среднем один запрос на 5 слов, и 2) допускает двухпроцентную ошибку поиска, то есть частота появления ошибки поиска составляет одну ошибку на каждые 50 слов, или 2,5 минут печатания.

Уровень В. Этот уровень печати вслепую характеризует менее случайного, менее терпеливого оператора тем, что он 1) печатает со скоростью 20 слов в минуту и отвлекается каждые 30 секунд, то есть частота запроса составляет в среднем один запрос на 10 слов, и 2) допускает однопроцентную ошибку поиска, то есть частота появления ошибки поиска составляет одну ошибку на каждые 100 слов или 5 минут печатания.

Уровень С. Этот уровень печати вслепую характеризует опытного оператора тем, что он 1) печатает со скоростью 40 слов в минуту и отвлекается каждые 30 с, то есть один запрос в среднем каждые 20 слов, и 2) допускает 0,5процентную ошибку поиска, то есть ошибку поиска каждые 200 слов или 5 минут печатания. Рассматривая фиг. 8, отметим, что способ построения кодов с высоким разрешением печати вслепую состоит из следующих шагов:

5000 - определение количественных значений допустимой частоты появления ошибки поиска и частоты запроса;

5001 - выбор способа оптимизации неоднозначного кода;

5002 - установление минимального числа требуемых клавиш с тем, чтобы, используя означенное число клавиш и способ оптимизации, выбранный в шаге 5001, можно было достичь значений частоты появления ошибки поиска и частоты запроса, установленных в шаге 5000;

5003 - установление максимального числа клавиш, допустимого для определенной конструкции конкретного печатающего устройства;

5004 - принятие решения о совместимости конструкторских критериев. Если число, установленное в шаге 5003, больше или равно числу, установленному в шаге 5002, то конструкторские критерии считаются совместимыми, в противном случае - нет;

5005 - если конструкторские критерии совместимы, как установлено в шаге 5004, необходимо применить процедуру оптимизации, выбранную в шаге 5001, для построения надлежащего неоднозначного кода с высоким разрешением печати вслепую. Если они несовместимы, то процедура не принесет никакого результата.

Подробности данного способа следующие.

Шаг 5000 - установление количественных значений приемлемой частоты появления ошибки поиска и частоты запроса. Производится при помощи тестирования одного индивидуума, или группы индивидуумов, или просто путем предварительного выбора желаемых значений частоты появления ошибки поиска и частоты запроса, например выбором уровня высокого разрешения печати вслепую, как описано выше.

Шаг 5001 - выбор способа оптимизации с использованием неоднозначного кода. В соответствии с процессом создания существенно оптимальных неоднозначных кодов выше были рассмотрены два способа оптимизации: случайный поиск и направленное случайное блуждание. Случайный поиск - не такой мощный способ, как направленное случайное блуждание, но может быть эффективным, если число допустимых клавиш достаточно высоко, а искомый уровень высокого разрешения печати вслепую достаточно низок. Еще слабее способ выбора кода при помощи единичного случайного испытания, но при определенных обстоятельствах и его может быть достаточно. Для того, чтобы увидеть это в количественных деталях, ниже со ссылками на фиг. 9, 10 и 11 рассматриваются некоторые экспериментальные результаты.

В этом эксперименте 5000 неоднозначных кодов с максимально равномерным разбиением были выделены путем случайного выбора из каждой группы неоднозначных кодов для 2-20 клавиш. Дополнительно для каждого числа клавиш 2-20 был произведен прогон оптимизации способом направленного случайного блуждания по каждой из следующих трех позиций: 1) оптимизация исключительно для частоты появления ошибки поиска, 2) оптимизация исключительно для частоты запроса; 3) оптимизация как для ошибки поиска, так и для частоты запроса при помощи способа целевого значения. По значениям частоты ошибки поиска и частоты запроса, рассчитанным для случайно выбранных кодов, были вычислены следующие статистические параметры: оптимальное значение, наихудшее значение, среднее значение и медиана. Все эти статистические параметры представлены на графиках (на фиг. 9 для частоты появления ошибки поиска и на фиг. 10 для частоты запроса) вместе с результатами прогона оптимизации, в котором единственным эргономическим критерием были, соответственно, частота появления ошибки поиска и частота запроса. Результаты прогонов, в которых одновременно были оптимизированы частота появления ошибки поиска и частота запроса, представлены на фиг. 11. На основании всех этих данных можно принять решение о том, какой способ оптимизации следует использовать. Несмотря на то, что всегда лучше применять наиболее мощный из имеющихся способов, иногда и менее мощного способа может быть достаточно, например любой единичный, случайно выбранный код может соответствовать выделенным критериям, если эти критерии достаточно свободны. Ниже мы обсудим это подробнее.

Шаг 5002 - установление того минимального числа необходимых клавиш, при использовании которого вместе со способом оптимизации, выбранным в шаге 5001, возможно достижение значений частоты появления ошибки поиска и частоты запроса, установленных в шаге 5000.

В соответствии с экспериментальными результатами, описанными выше, и выбранными уровнями высокого разрешения печати вслепую, описанными выше, можно составить таблицу, в которой приведено минимальное число клавиш, необходимое для каждого из трех уровней высокого разрешения печати вслепую, в соотношении с тремя упомянутыми видами оптимизации. Эта таблица представлена на фиг. 12.

Шаг 5003 - установление максимально допустимого числа клавиш с учетом конструкции целевого печатающего устройства. Неоднозначные коды обычно используются в малых устройствах, и число клавиш в большинстве случаев является компромиссом между размером клавиши и размером всего печатающего устройства. В некоторых случаях число клавиш обусловлено традицией, например традицией использования 12 клавиш для телефонной тастатуры.

Шаг 5004 - решение о совместимости конструкторских критериев. Если число, установленное в шаге 5003, равно или больше числа, установленного в шаге 5002, то конструкторские критерии совместимы, в противном случае - нет.

Ниже в подробном описании разработок устройств можно будет яснее увидеть, что допустимое число клавиш в печатающем устройстве зависит от многих факторов и может быть более или менее строго определено этими факторами.

Шаг 5005 - в случае совместимости конструкторских критериев, согласно установленному в шаге 5004, следует применить способ оптимизации, выбранный в шаге 5001, для создания надлежащего неоднозначного кода с высоким разрешением печати вслепую. Если они несовместимы, то способ не даст результатов.

Если способ не даст результатов, то возможны следующие варианты:

выбирается более мощный способ оптимизации;

модифицируется конструкция устройства с целью увеличения числа клавиш;

принимается более низкое значение высокого разрешения печати вслепую;

прекращается разработка устройства.

Смарт-карта с 9-16 буквенными клавишами. Смарт-карты - это в основном устройства размером с кредитную карточку, обладающие такими компьютерными компонентами, как процессор и память. В большинстве случаев они находят прикладное использование в системах банковского обслуживания и безопасности, но возможны и другие сферы применения. Данная разработка показывает, как можно оснастить устройство размером со смарт-карту клавиатурой для печати вслепую и, таким образом, расширить диапазон применения таких устройств. В качестве простого примера рассмотрим применение смарт-карт в банковских системах и системах безопасности, где пользователи должны постоянно помнить строку цифр. которая является паролем к устройству. Однако печатающая смарт-карта дает возможность использования легко запоминающихся, хоть и относительно длинных фраз-паролей на естественном языке вместо трудно запоминающихся, хотя и коротких цифровых паролей. Среди устройств размером со смарт-карту, к которым можно применить положения данного изобретения, примерами являются персональные цифровые секретари производства компании Франклин

Корпорейшн и известные в продаже под торговой маркой КЕХ.

При современной технологии маленький размер смарт-карт значительно препятствует использованию сложных и энергоемких коммуникационных компонентов для передачи данных, введенных с клавиатуры карты. Таким образом, данная разработка смарт-карты представляет недорогую машину для эргономичной и эффективной отправки сообщений при помощи стандартных тональных посылок и стандартных генераторов тональных посылок.

У большинства телефонов всего 12 клавиш, каждая из которых ассоциирована с тональной посылкой в том смысле, что активация каждой клавиши вызывает определенную тональную посылку, производимую телефоном. Однако универсальный генератор ΌΤΜΕ обеспечивает 16 тональных посылок, и тональный генератор ΌΤΜΕ, встроенный в большинство телефонов, способен генерировать все 16 посылок. Благодаря использованию дополнительных тонов каждая из 16 клавиш может быть присвоена тону и использоваться для кодирования алфавитно-цифровых последовательностей символов. При прочих равных, чем больше число клавиш, тем ниже уровень неоднозначности кодов, ассоциированных с этими клавишами. В соответствии с данным изобретением, таким образом, следует обязательно использовать все 16 тональных посылок для кодирования алфавитно-цифровых последовательностей. Таким образом, аппараты для передачи информации с кодами низкого уровня неоднозначности можно производить, используя готовые, легко доступные, недорогие компоненты. Это изобретение также ставит перед собой следующие цели:

создание клавиатуры для печати вслепую для устройств размером со смарт-карту;

создание способа симуляции группы символов кодирования, превосходящего по размеру группу символов кодирования, которая может быть физически сгенерирована устройством;

создание устройства, в котором ошибка поиска является доминантным эргономическим критерием;

создание устройства с клавиатурой/дисплеем такой конфигурации, которая пригодна для применения в устройствах размером со смарт-карту;

создание механизма устранения неоднозначности, работающего с очень малой компьютерной памятью;

создание такой системы, в которой может работать более одного механизма устранения неоднозначности, каждый из которых адаптирован к местной вычислительной мощности. В данном случае, первый механизм устранения неоднозначности используется для обеспечения обратной связи с пользователем на передающей стороне связи, а второй - на приемной стороне связи.

Перейдем к подробному рассмотрению того, как данное изобретение достигает эти цели.

Клавиатура с высоким разрешением печати вслепую. Размеры устройств типа смарткарты малы, поэтому на них может быть установлено лишь незначительное количество клавиш обыкновенного размера. Если какая-то часть поверхности карточки отводится под дисплей, то это еще больше сокращает пространство для размещения клавиш. Искомое компромиссное решение по числу клавиш между требованием достаточно большого размера клавиш для печати вслепую и требованием большого числа клавиш для создания кодов низкого уровня неоднозначности - диапазон от 9 до 16 клавиш. На фиг. 15 и 16 показаны две возможные раскладки клавиатур для устройств с числом клавиш в данном диапазоне. Ниже мы подробно обсудим расположение и функции клавиш и их взаимодействие с другими компонентами смарткарты.

Синтезирование символов кодирования с помощью последовательностей кодирования с незначимыми вариантами декодирования. Согласно фиг. 13 разделим группу символов декодирования на две подгруппы: 1) основную группу, в состав которой входят символы, ассоциируемые с символами кодирования, отвечающими соотношению один к одному с физическим средством ввода, и 2) вспомогательную группу, в состав которой входят символы, ассоциируемые с символами кодирования, отвечающими соотношению «много к одному» с физическим средством ввода (шаг 100). Соответственно, способ синтезирования символов кодирования включает следующие шаги:

- 101 устанавливает первый потенциально неоднозначный код, связывающий подгруппы основной группы с символами кодирования, вышеуказанными символами кодирования, отвечающими соотношению «один к одному» с физическими сигналами, которые могут быть сгенерированы печатающим устройством для физического представления символов кодирования;

- 102 идентифицирует короткие последовательности символов кодирования, которые таковы, что ни один из возможных вариантов декодирования последовательности символов кодирования не входит в состав значимого декодирования;

- 103 устанавливает второй потенциально неоднозначный код как связь между подгруппами вспомогательной группы символов декодирования и короткими последовательностями символов кодирования, определенными в шаге 102.

Свяжем, например, 16 символов кодирования с 16 многочастотными тонами таким образом, чтобы указанные тоны физически представляли символы кодирования. Обозначим тоны как 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,*,#,Л,В,С,Э. Возьмем в качестве основной группы символов буквы [а-ζ] и свяжем их с физически представляемыми символами кодирования посредством первого неоднозначного кода как указано далее:

(0,αν), (1,Ы), (2,сх), (3,й), (4,е.)), (5,ίο), (6,д), (7,Ьу), (8,ку), (9,1), (*,ти), (#,η), (Α,ρζ), (В,дг), (С,8), (ϋ,ί), где первый элемент каждой пары является символом кодирования, а второй элемент каждой пары задает символы декодирования, связанные с символом кодирования. Вспомогательная группа символов декодирования будет одинарной группой, состоящей из символа пробел. Таким образом, мы синтезируем один символ кодирования для представления одного символа декодирования - пробел. Тестовой последовательностью будет А8А, которая соответствует следующим последовательностям декодирования: ркр ρкζ ζкρ ζкζ рур ρуζ ζуρ ζуζ. Ни одна из этих последовательностей декодирования не является частью какого-либо слова из нашего эталонного списка значимых последовательностей, в связи с чем последовательность кодирования А8А является подходящей последовательностью для представления элемента вспомогательной группы, и мы создаем пару (А8А, пробел) для представления символа пробел. Символ пробела может после быть увязан со средством ввода, и это средство ввода будет обеспечивать передачу последовательности тонов, ассоциированных с А8А, при каждом включении указанного устройства ввода. На приемной стороне декодирующее устройство преобразует последовательность А8А в символ пробела. Ассоциировано ли заданное устройство ввода с одиночным физически представляемым символом кодирования или синтезированным символом кодирования, является для пользователя абсолютно прозрачным. Таким образом может быть представлена произвольно большая вспомогательная группа символов декодирования. Особенно важно то, что с учетом приведенных выше спецификаций обычный программист сможет легко создавать программы для автоматического генерирования любого желаемого числа синтезированных символов кодирования при заданном наборе эталонных статистических данных и первом (неоднозначном) коде для основной группы символов кодирования.

Создание механизма устранения неоднозначности, работающего с использованием очень небольшого объема компьютерной памяти. В связи с ограниченными мощностью обработки и объемом памяти смарт-карт нынешнего поколения особенно выигрывают разработки неоднозначных кодов с низкой степенью неоднозначности; подобные карты обладают слабой вычислительной мощностью, предназначенной для механизмов устранения неоднозначности.

При любом неоднозначном коде наибольшее усилие по устранению неоднозначности как со стороны вычислительного оборудования и программного обеспечения, так и со стороны пользователя связано с выбором нужного альтернативного варианта декодирования для неоднозначного кодирования. В связи с ограниченной вычислительной способностью смарткарты запрос альтернативных вариантов декодирования может быть полностью устранен. При отсутствии запроса требуется сохранить только наиболее вероятный вариант декодирования для каждого случая кодирования, поскольку по получению каждой последовательности кодирования механизм устранения неоднозначности выдаст только наиболее вероятную последовательность декодирования. Благодаря подобному упрощению может быть получена особенно компактная форма базы данных, например, имеющая форму простого суффиксного дерева. В связи с устранением запроса визуальная обратная связь в достаточном объеме может быть обеспечена с помощью простого малопотребляющего дисплея, например дисплея с одной бегущей строкой, относящегося к типу дисплеев, используемых в карманных калькуляторах или цифровых часах.

Подобный способ устранения неоднозначности, при котором сохраняется и выдается только наиболее вероятная последовательность декодирования, будет называться «простое устранение неоднозначности поиска». Простое устранение неоднозначности поиска эффективно действует только в случае неоднозначных кодов с достаточно высоким разрешением печати вслепую. То есть, удивительным следствием кодов с высоким разрешением печати вслепую является то, что они позволяют эффективно работать очень упрощенным механизмам устранения неоднозначности.

Примером 16-клавишного существенно оптимального неоднозначного кода, отвечающего условиям использования в настоящей разработке, является код ;·ι\ν Ы1 сх й е.) ίο д Ιιν ку 1 ти η ρζ дг 5 1 с частотой ошибки поиска 4043 слов/ошибка поиска и с частотой запроса 68 слов/запрос. Этот код показан на фиг. 15 как пример раскладки тастатуры 16-буквенной смарт-карты (51). На этом чертеже также представлен дисплей (50) для отображения вариантов декодирования кодирующих символов, вводимых с помощью клавиатуры, и вспомогательное средство ввода (51), активируемое большим пальцем, которое может быть использовано для кодирования набора дополнительных символов и изменений режима, что будет более подробно описано в связи с другими разработками. Следует особенно указать на то, что средство отображения (50) предпочтительно размещается так, чтобы 1) как средство ввода букв (51), так и активируемое большим пальцем вспомогательное средство ввода (52) были расположены удобно для работы одной рукой (на чертеже правой рукой), одновременно позволяя иметь максимально большие клавиши с учетом небольшого размера смарт-карт, а также позволяя удобно и полностью обозревать экран между большим и указательным пальцем руки, работающей со средствами ввода 51 и 52. Благодаря этому единственному, являющемуся предпочтительным, расположению решается проблема функционального сосуществования на смарткарте клавиатуры с разрешением печати вслепую и максимально большого средства отображения.

Поскольку в данной разработке запросы на передающей стороне не разрешаются, этот код был выбран способом оптимизации направленного случайного блуждания с использованием ошибки поиска в качестве единственного критерия оптимальности. Следует отметить, что при использовании этого кода ошибки поиска в среднем случаются приблизительно один раз на протяжении 16 страниц печатного текста. То есть, этот код отвечает условиям для точной передачи весьма длинных сообщений даже при отсутствии механизмов запроса. В случае необходимости пожертвовать некоторой оптимальностью поиска на передающей стороне в целях сокращения обработки запросов на приемной стороне примером альтернативного кода, оптимизированного, как для ошибки запроса, так и для ошибки поиска, является: а\у Ьи сх 6 еУ ρζ до Εν 1т ку 1 N0 ρ г 5 ΐ, с частотой ошибки поиска 2670 слов/ошибка поиска и с частой запроса 101 слов/запрос. Выбор кода, оптимизированного по отношению к частоте появления ошибки поиска и запроса, целесообразен, по меньшей мере, в двух случаях: 1) если смарт-карта обладает достаточной мощностью для поддержки механизма запроса и(или) 2) основанный на запросе механизм устранения неоднозначности используется на приемной стороне связи, начатой на смарт-карте. Этот последний случай может возникнуть, например, если пользователь, составив сообщение с использованием смарткарты, отправил его на другой компьютер по телефонной линии, а в какой-то последующий момент выполнил второй проход устранения неоднозначности с использованием более мощного механизма устранения неоднозначности. Следует подчеркнуть, что вторая операция по устранению неоднозначности может быть исполнена другим лицом, например секретарем первого лица.

В любом случае частота ошибки поиска этого второго кода продолжает оставаться крайне низкой по сравнению, например, с частотой ошибок, допускаемых даже очень квалифицированным оператором печатающего устройства, приблизительно 1 ошибка на каждые 100 слов. С любой точки зрения оба этих 16-буквенных клавишных кода должны считаться кодами с высоким разрешением печати вслепую, по скольку оператору, печатающему 20 слов в минуту, потребуется отвечать на запрос один раз каждые три минуты для первого 16-буквенного клавишного кода и один раз каждые пять минут для второго 16-буквенного клавишного кода. Выполняя аналогичную оптимизацию для неоднозначных кодов 9-буквенных клавиш, мы получаем код акте Ьпс.| с1у 611.x еρν Вт дг |о1 5ΐ.ιζ. оптимизированный только в отношении частоты ошибки поиска, при которой частота ошибки поиска и запроса составляет соответственно 116 слов/ошибка поиска и 4,4 слов/запрос. Раскладка этого кода приведена в качестве примера на фиг. 16. Оптимизируя частоту ошибки поиска и частоту запроса с помощью способа направленного случайного блуждания, возможно построение таких кодов, как ат Ь1^ сП 611.x етте д)г ко5 1иу рд! с частотой ошибкой поиска и запроса соответственно - 109 слов/ошибка поиска и 6,2 слов/запрос. Также следует отметить, что поскольку выполнение запроса с использованием простого устранения неоднозначности поиска невозможно, высокое разрешение печати вслепую может рассматриваться только в отношении частоты ошибки поиска. Следует определить, возникают ли ошибки поиска с достаточно низкой частотой для выдачи приемлемого текста. Даже для таких 9-клавишных кодов частота ошибки поиска сравнима с частотой машинописных ошибок квалифицированного оператора, в связи с чем в данном контексте эти коды могут рассматриваться как обладающие высоким разрешением печати вслепую. С другой стороны, поскольку смарт-карты обычно используются для короткого обмена сообщениями, электронной почтой, связи с пейджерами и т. п., нормы текстовой точности могут быть ниже, чем, например, нормы записи текста в окончательном варианте. На основании данных соображений мы приходим к определению от 9 до 16 клавиш как наиболее предпочтительного диапазона для данной разработки. Уместить более 16 клавиш на малоформатной смарт-карте при сохранении достоинств полноразмерных клавиш сложно. С другой стороны, неоднозначные коды менее чем на 9 клавишах могут не обладать высоким разрешением печати вслепую по отношению к простым механизмам устранения неоднозначности, совместимым с ограниченной вычислительной мощностью смарткарты.

Обратная связь с оператором. Смарткарта, оснащенная простым устранением неоднозначности поиска, может приводиться в действие оператором с навыками печати вслепую, не нуждающимся в обратной связи с картой во время связи и(или) получающим обратную связь из аппаратуры на приемной стороне связи потенциально по телефонной линии и в форме речи. синтезированной на основе символов, введенных оператором со смарт-карты. Тем не менее, желательно обеспечить обратную связь прямо с карты всегда, когда у этой карты достаточно встроенных вычислительных ресурсов для обеспечения данной обратной связи.

Как отмечается в этой работе, вычислительных ресурсов, необходимых для обеспечения полезной обратной связи, нужно еще меньше, чем вычислительных ресурсов, необходимых для устранения неоднозначности простым поиском. Даже при отсутствии в смарт-карте базы данных и программного обеспечения для устранения неоднозначности, используя элементарную электронную схему, как хорошо известно специалистам в данной области, единственный знак может быть послан прямо на дисплей в ответ на каждое нажатие клавиши, при этом указанный знак является наиболее вероятной (с точки зрения эталонных статистических данных) ассоциированной с этой клавишей буквой. Например при использовании описанного выше кода а\у Ы сх б е.) ίο д Ьу ку 1 ти η ρζ дг к ΐ получаемый текст обычно окажется для человека читаемым. Например, первая строчка Геттисбургского обращения Авраама Линкольна, произведенного с помощью 1-блочной (однобуквенной) статистики, предстает в следующем виде:

ооиг ксоге апб кеЬеп кеагк адо оиг оаШегк ίΐΌΐίβΙιΙ οοΠίι оп ΐΗίκ сопЬпеги. а пеа пабоп, сопсе1Ьеб 1п 1пейЬ, апб бебюа1еб ΐο Ше ргорокШоп Ша( а11 иеп аге сгеа1еб егиак

Такой уровень точности уже достаточен для того, чтобы послужить оператору ориентировочным руководством по отношению к тексту, находящемуся в процессе ввода на смарткарте. Этот пример демонстрирует, что устранение неоднозначности может быть произведено при наличии крайне небольшого объема памяти; единственная требующаяся здесь память должна вмещать 16 знаков, отображаемых в ответ на активацию 16 клавиш. Такой поход поддается масштабированию в отношении требующихся вычислительных ресурсов. При наличии большего объема памяти, соответственно, вероятности из двух, трех и более блоков могут сохраняться и использоваться как основа хорошо известного блочного способа устранения неоднозначности, таким образом, с повышенной точностью выдавая пользователю текст на дисплей.

В то время как в этой области хорошо известен блочный способ устранения неоднозначности, тем не менее, он проявил себя как непрактичный. В приводимом далее примере показана причина этой непрактичности: блочный способ устранения неоднозначности не обладает достаточной мощностью для эффективного устранения неоднозначности слишком неоднозначных кодов. В этом примере блочный способ устранения неоднозначности соединен с кодом, обладающим достаточно высоким разрешением печати вслепую, достаточно однозначным, то есть, позволяет эффективное устранение неод нозначности с помощью блочного способа. Ранее в данной области отдавалось предпочтение словарному способу устранения неоднозначности в противовес блочному. Однако, в свете положений данного изобретения, рабочим и целесообразным в практическом применении является блочный способ устранения неоднозначности.

Следующий пример демонстрирует, что 1) практическое применение положений настоящего изобретения не требует словарного способа устранения неоднозначности, 2) практическое применение положений настоящего изобретения не требует микропроцессора, и 3) в системе связи, основанной на неоднозначных кодах, могут использоваться более одного, потенциально разных механизмов устранения неоднозначности. На приемной стороне связи для сообщения, посланного со смарт-карты, может использоваться словарный или другой способ устранения неоднозначности, в то время как смарт-карта на месте использует простой блочный способ устранения неоднозначности для обеспечения пользователя смарт-карты обратной связью.

По мере увеличения размера блоков, используемых в блочном способе устранения неоднозначности, повышается точность выдачи текста. Однако при определенном размере блоков объем требуемой памяти приближается к объему памяти, требуемому словарным способом устранения неоднозначности, и поскольку словарный способ устранения неоднозначности обычно дает лучшие результаты, чем блочный способ устранения неоднозначности, при наличии достаточного объема памяти предпочтение обычно будет отдаваться словарному способу.

Другие варианты применения. При наличии у смарт-карты памяти в большем объеме, чем тот, который требуется для хранения базы данных устранения неоднозначности и программного обеспечения, потенциальное количество вариантов применения данного устройства резко возрастает. Например, благодаря лишь нескольким байтам дополнительной памяти пользователь может позвонить соответствующей системе голосового ответчика за адресной информацией, запросить телефонный номер путем печатания имени и других личных данных на клавиатуре смарт-карты и затем сохранить полученный телефонный номер в памяти пользователя для того, чтобы позднее загрузить его в другую, более мощную машину.

Минимизация ошибки запроса - печатающее устройство для автомобиля. Настоящая разработка касается случая, в котором ошибка запроса является основным условием при разработке печатающего устройства. Обычно большое значение имеет сокращение частоты запроса, поскольку совершаемое для ответа на запрос усилие отвлекает от печатания. Однако в некоторых вариантах применения сокращение частоты запроса является фундаментальным.

Запросы отображаются на визуальном дисплее в большинстве случаев практического использования печатающих устройств, включающих неоднозначные коды. Когда взгляд пользователя сосредоточен на чем-то более важном, как, например, в случае вождения, то из соображений безопасности отвлечение его взгляда на оценку запросов должно быть сведено к минимуму. Даже если запрос делается посредством звуковых средств, минимальное отвлечение водителя представляется жизненно важным. Соответственно, во время вождения обе руки водителя обычно заняты рулем и в идеале не должны отрываться от него для работы с печатающим устройством. Эта цель может быть достигнута встраиванием средств ввода печатающего устройства прямо в руль.

Ссылаясь на фиг. 17, отметим, что в руль (200) может быть встроено любое число средств ввода. Многие типы рулей имеют впадины на внутренней или оборотной стороне. чтобы удобнее и лучше держать руль пальцами. Для таких рулей ассоциация первого множества средств ввода (201) с каждой из этих впадин представляется вполне естественной. Когда водитель берется за руль, первые четыре средства ввода (201) вступают в контакт с пальцами каждой руки. Время от времени область контакта руля с руками водителя может меняться, например, когда водитель поворачивает руль под большим углом. Какой из наборов из 8 клавиш находится в контакте с руками водителя, может распознаваться таким позиционно-чувствительным средством, как комбинация чувствительных к нажатию клавиш с простой электронной схемой, очевидной для сведущего в этой области.

Второе множество средств ввода (202) может быть расположено на внешней или верхней стороне, в то время как второе средство ввода вступает в контакт с большими пальцами обеих рук водителя, держащего руль. Опять-таки, какое из второго множества средств ввода вступает в контакт с большим пальцем водителя в любой момент может быть обнаружено соответствующим позиционным датчиком.

В отношении вмонтированной в руль клавиатуры, обрисованной лишь в общих чертах, представляется естественным выбрать код на 8 буквенных клавишах, ассоциируемых с первыми средствами ввода, находящимися в контакте с пальцами обеих рук, а также двух клавиш переключения режима, ассоциируемых со вторыми средствами ввода, находящимися в контакте с большими пальцами водителя.

Выбор неоднозначного кода. Применяя излагаемый в настоящем изобретении способ направленного случайного блуждания для выбора существенно оптимальных кодов и оптимизируя только по отношению к частоте запроса, можно выстроить, например, следующий код на 8 буквенных клавишах: аккх Ьсеу бй дто кд!

)η\ν 1иу ргх, где частота ошибки поиска составляет 70,2 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 4,1 слов/запрос. Как и раньше, эти частоты рассчитаны по отношению к нашим эталонным статистическим данным и с использованием простого словарного способа устранения неоднозначности в качестве способа устранения неоднозначности. Частота запроса для этого кода может оказаться слишком высокой, для того чтобы считать его кодом с высоким разрешением печати вслепую. Оператор-водитель, печатающий 20 слов в минуту, будет отвлекаться запросом от вождения приблизительно раз в 12 секунд, т.е. слишком часто, для того чтобы это было совместимо с безопасным вождением. С другой стороны, даже квалифицированный оператор может оказаться неспособным печатать 20 слов в минуту во время вождения, что потенциально делает соотношение между частотой запроса и печатанием допустимым для пределов высокого разрешения печати вслепую.

Сокращение частоты запроса, помимо выбора существенно оптимального кода, может быть достигнуто путем нескольких дополнительных стратегий, которые могут использоваться в комбинации. Сюда входит:

увеличение общего числа клавиш за счет увеличения числа клавиш, активируемых каждым пальцем. Особенно ценно, что этого можно достичь, например, путем добавления на руль еще одного ряда клавиш, или, равным образом, делая каждую клавишу многопозиционной, или используя аккордовый способ, согласно которому две или более клавиши нажимаются одновременно для кодирования разных подгрупп символов кодирования;

устранение запросов в случае, когда наименее вероятные варианты декодирования гораздо менее вероятны, чем наиболее вероятные варианты декодирования. Параметр, осуществляющий контроль за тем, насколько близки должны быть значения между наиболее вероятными и наименее вероятными вариантами декодирования для вызова запроса, является параметром, значение которого может выбираться пользователем. Такой механизм может быть полезен в любой конструкции, в которой частота запроса является релевантным эргономическим критерием;

использование гибрида аккордного способа и способа неоднозначного кода, как это подробно описано ниже;

использование способа устранения неоднозначности, более мощного, чем простой словарный способ устранения неоднозначности.

Телефонные тастатуры, совместимые с существующими. В этой конструкции ограничение числа клавиш является фундаментальным, поскольку тастатура должна быть совместимой с существующим оснащением телефона, обычно представленного 12 клавишами. В целях данной разработки, требуется, чтобы две из этих клавиш были отведены под такие небуквенные символы, как пробел, возврат, точка и символ конца передачи. Таким образом, 26 букв должны быть распределены между 10 клавишами максимум. В этой конструкции являются желательными минимальная частота ошибки поиска и частоты запроса. Используя предлагаемые настоящим изобретением способы оптимизации, максимально равномерным разбиением между клавишами мы получаем следующие коды: атс| Ье сби йу дрх 111 ,μν кг/ ην οΐ, где частота ошибки поиска составляет 138 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 9,3 слов/запрос при одновременной оптимизации частоты ошибки поиска и частоты запроса. Сравнивая эти данные с частотой ошибки поиска, равной 29 слов/ошибка поиска и частотой запроса в 2.2 слов/запрос стандартного неоднозначного кода, мы видим, что таким образом достигается общее более чем четырехкратное улучшение по сравнению со стандартным неоднозначным кодом. Пример раскладки указанного 10клавишного кода с оптимизацией частоты ошибки поиска и частоты запроса приводится в схеме телефонной тастатуры на фиг. 18.

Мы также можем сравнить этот 10клавишный код с 9-клавишными кодами, предлагаемыми патентом США С1ТЕ 1ед1с и патентом ЕРО в заявке С1ТЕ еро. Первый из этих кодов айд Ькп До тдг е\у бЫ ких ρΐν су/ имеет частоту ошибки поиска 86,5 слов/ошибка поиска и частоту запроса - 3,9 слов/запрос, в то время как второй: грс.| абй пЬх о1х е\\у 1тд сук дк) ки имеет частоту ошибки поиска - 115 слов/ошибка поиска и частоту запроса - 5,2 слов/запрос. Данные коды существенно уступают варианту 10клавишного кода, разработанного этим изобретением. Поскольку ни патент США С1ТЕ 1ед1с, ни патент ЕРО в заявке С1ТЕ еро не предоставляют сведений относительно построения указанных неоднозначных кодов и статистических данных касательно оптимизации данных кодов (если они действительно оптимизированы), мы не можем делать выводы относительно существенной оптимальности этих кодов.

Другим полезным сравнением являются 9клавишные коды, оптимизированные в соответствии с положениями настоящего изобретения, как для частоты ошибки поиска, так и частоты запроса. Выстроим, например, код ат Ьпх сП бкх е\'\\' д)г кок 1иу рс.|1, где частота ошибки поиска составляет 109 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 6,2 слов/запрос. Сравнивая эти результаты, мы убедимся, что проистекающее из этого изобретения улучшение имеет два источника: 1) использование более 9 клавиш, позволяющее улучшить показатель частоты ошибки поиска и частоты запроса, 2) оптимизация по отношению как к частоте ошибки поиска, так и к частоте запроса. Если предлагаемый в настоящей конструкции подход распространить на и 12-клавишные коды, мы получим, напри мер, 11-клавишный код ανν Ьп с1 бкх е\у йр до кг ти д! κζ, где частота ошибки поиска и частота запроса составляют, соответственно, 215 слов/ошибка поиска и 10.1 слов/запрос, и 12клавишный код α\ν Ьп ску бкд ей до ίρ Д 1ζ тх κν !и, где частота ошибки поиска и частота запроса составляют, соответственно, 313 слов/ошибка поиска и 13,2 слов/запрос.Так. жертвуя клавишами * и #, используемыми для кодирования небуквенных символов, мы можем резко улучшить показатель частоты ошибки поиска и существенно улучшить частоту запроса, адаптируя совместимые клавиатуры стандартного телефона к пределам высокого разрешения печати вслепую (уровень В). Перевесят ли эти улучшения снижение способности кодирования небуквенных символов с помощью клавиш * и #, может быть оценено только в соотношении с планируемым применением конструируемых данным образом устройств. Следует отметить, что небуквенные символы могут кодироваться с использованием последовательностей символов кодирования в соответствии с приводимым выше описанием конструкции смарт-карты. В случае наличия клавиш * и # для кодирования небуквенных символов особо эргономичная схема, частично соблюдающая обычное использование символа # в качестве символа конца передачи, будет выглядеть следующим образом. Примем символ # для кодирования символа пробела, равного символу конца слова, символ ## - для кодирования «.», равной символу конца предложения, а ### - как равный символу конца передачи. Таким образом, сложность кодирования символов изменяется в обратной пропорции к вероятности символа. В зависимости от применения последовательности символа * могут использоваться для кодирования других небуквенных символов, как, например, возврат @ (в применении к электронной почте), и(или) - как символ изменения режима.

Телефонная тастатура в порядке алфавита. Данная конструкция представляет решение конструкторской проблемы строго ограниченной клавиатуры с фиксированным числом клавиш, фиксированным расположением клавиш и фиксированным порядком символов по отношению к клавишам. Эта проблема возникает из конструкции клавиатуры, которая 1) сохраняет, насколько это возможно, знакомый алфавитный порядок стандартного неоднозначного кода, 2) совместима с существующими стандартными телефонными тастатурами и 3) обладает улучшенной частотой ошибки поиска и запроса по сравнению со стандартным неоднозначным кодом. Эти условия ограничивают свободу выбора числа клавиш для расположения неоднозначного кода. Можно, например, позволить неоднозначному коду занять 10 клавиш телефонной тастатуры, оставляя клавиши * и # для кодирования небуквенных символов. Поскольку стандартный неоднозначный код использует максимально равномерное разбиение, также возможно выбрать альтернативное разбиение, сохраняя при этом данные условия.

При данном условии соблюдения алфавитного порядка каждый вариант упорядоченного разбиения 26 элементов на 10 групп соответствует единственному неоднозначному коду. При наличии достаточного компьютерного времени можно произвести оценку ошибки поиска и частоты запроса каждого из этих кодов и выбирать лучший. Альтернативным и более эффективным способом является применение способов оптимизации, предлагаемых настоящим изобретением к данной ограниченной проблеме оптимизации. Согласно положениям настоящего изобретения, в группе возможных кодов следует определить минимальный элементарный шаг при отсутствии информации. указывающей на использование какого-либо более сложного элементарного шага. В данном контексте неоднозначный код является упорядоченным списком из 10 групп букв, где буквы представлены каждая только в одной группе и в алфавитном порядке, как внутри каждой группы, так и на протяжении всех групп. Например: аЬ сб еГ дб у к1 тп ору г κΐιιν \\ хух. Таким образом, группы разделяются 9 промежутками. Элементарным шагом является передвижение одной буквы через один промежуток. Например, при выборе второго промежутка одним элементарным движением можно создать либо код аЬс б еГ дб у к1 тп оруг 81иу \νζ\·ζ, сдвигая букву с налево, либо код а Ьсб еГ дб у к1 тп оруг κΐιιν \νζ.νζ, сдвигая букву Ь направо. При заданном особом коде одним элементарным движением из этого особого кода можно легко выработать все возможные коды. На основании данного замечания и вышеприведенного определения способа направленного случайного блуждания специалисту в данной области будет абсолютно ясно, как применять способы оптимизации, предлагаемые настоящим изобретением в данном контексте. Применяя этот способ, мы получим, например, код аЬ сб еГ дб ук1т по руг к !у ν\νχ.νζ, где частота ошибки поиска составляет 65 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 5,8 слов/запрос. Этот код показан в качестве предпочтительной раскладки тастатуры телефона на фиг. 19. Частоты ошибок должны быть сравнены с частотами стандартного неоднозначного кода, где частота ошибки поиска составляет 29 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 2,2 слов/запрос. Таким образом, достигается более чем двукратное улучшение частоты ошибки поиска и почти 3кратное улучшение частоты запроса, и все это при сохранении легко просматриваемого алфавитного порядка и совместимости с существующим телефонным оборудованием. Следует оценить, что все изложенное выше в отношении выбора 11- и 12-клавишного кодирования буквенных символов для конструкции телефона также относятся к данной конструкции; при ис пользовании оптимизации через разбиения можно произвести существенно оптимальные коды для 11 и 12 клавиш.

Способ оптимизации через разбиения, очевидным образом не ограничивается этой разработкой; он может применяться, например, к ранее описанной конструкции смарт-карты в целях получения оптимальных кодов, расположенных в алфавитном порядке в массиве 9-16 буквенно-символьных клавиш.

Клавиатуры типа 0\\'ег1у. Подход, использованный в предыдущей разработке для получения клавиатуры, одновременно 1) совместимой со стандартной клавиатурой и 2) оптимизированной относительно различных эргономических критериев, может использоваться для производства клавиатур, 1) схожих со стандартной клавиатурой 0\\'ег1у и 2) оптимизированных относительно различных эргономических критериев. Как и в предыдущей конструкции, мы будем, насколько это возможно, придерживаться раскладки стандартной клавиатуры посредством сохранения порядка присвоения символов клавишам, а также оптимизировать через разбиение этих упорядоченных символов в целях минимизации частоты ошибки поиска и частоты запроса, насколько это возможно. Эта конструкция налагает еще одно условие, требующее, чтобы буквы находились в том же ряду клавиш, что и заданные раскладкой 0\уег1у.

Существует последовательность раскладок клавиатуры типа 0\\'ег1у с тремя рядами клавиш букв и различным числом колонок, от одной до десяти. Понятно, что при наличии одной колонки, то есть, всего лишь трех клавиш, частота ошибки поиска и частота запроса будут очень велики, при этом существует всего лишь один возможный неоднозначный код, соответствующий порядку символов клавиатуры 0\\'ег1у. Этот код сруеПушор акбГдН|к1 ζxсνЬηт с частотой ошибки поиска 2,8 слов/ошибка поиска и частой запроса 1,1 слов/запрос имеет настолько низкое качество, что его сколько-нибудь серьезное применение маловероятно. По мере увеличения числа колонок, получаемые коды с каждым разом становятся все лучше. В то же время, по мере увеличения числа колонок, размер устройства, требуемого для размещения клавиатуры с сохранением клавиш обыкновенного размера, также увеличивается. То есть, конструкция клавиатур типа 0\\'ег1у представляет собой компромисс между неоднозначностью кода и размером клавиатуры. Если, например, мы хотим сконструировать клавиатуру типа 0\\'ег1у при этом размером не больше карманного калькулятора с клавишами обыкновенного размера, можно использовать 7 колонок, как это показано на фиг. 20. Код с высоким разрешением печати вслепую, существенно оптимальный по отношению к частоте ошибки поиска и частоте запроса, срхе г ΐ уи ί о р ак б Г Н)к 1 ζxс уЬ η т, в котором ошибка поиска приходится на каждые

668 слов, а запрос - на каждые 35,5 слов, представляет собой код с высоким разрешением печати вслепую в отношении к большому числу операторов и способов использования клавиатуры. На фиг. 20 показана предпочтительная раскладка этого кода. Показанное на этом чертеже печатающее устройство с клавиатурой описанного типа пригодно для осуществления записей, составления электронных сообщений и т.п. Печатание на нем совсем или практически не потребует обучения лиц, знакомых со стандартной клавиатурой О\усг1у. и даже при сохранении клавиш обыкновенного размера эта конструкция легко поместится в карман.

Следует отметить, что в отношении частоты ошибки поиска и частоты запроса приверженность традиции О\усг1у обходится дорого, даже если эта приверженность всего лишь частичная. В приведенном выше коде 17 клавиш отданы под буквенные символы. Если мы допустим произвольное присвоение букв этим 17 клавишам, нами будут получены коды \ν г ΐ Ьи βί ον аЕ ά е) ку 1 1ζ сх η тд, в которых частота ошибки поиска составляет 7483 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 290 слов/запрос, что равно одной ошибке поиска на каждые 30 страниц печатного текста и менее одного запроса на страницу печатного текста. Сложно представить себе такое применение этой клавиатуры, при котором она бы не обладала высоким разрешением печати вслепую.

Ссылаясь на фиг. 21, мы обнаружим, что этот код может быть представлен в таком виде, что 18 букв, находящихся точно или близко к позиции 0\\'сг1у. выделены полужирным шрифтом. При этой раскладке в целях максимального сходства между движениями печатания на клавиатуре О\усг1у и на этой оптимизированной клавиатуре типа О\усг1у. пальцы должны помещаться в исходном ряду таким образом, чтобы указательный палец левой руки находился на клавише пробела, а указательный палец правой руки - на клавише с). Важно, что при перемещении клавиш пробела и е на исходный ряд раскладка клавиатуры делает шаг в сторону анатомической точности по отношению к раскладке 0\усг1у, и нагрузка на сами рабочие пальцы по сравнению с 0\усг1у также возрастает. Путем целесообразного присвоения символов клавишам любой неоднозначный код может быть приведен в оптимальное соответствие с клавиатурой 0\\'сг1у (или другой принятой клавиатурой).

Следует отметить, что допущение некоторого отклонения от строгого порядка О\усг1у позволило обеспечить крайне существенное достижение в отношении функционального сходства с 0\\'сг1у. При легком смещении рядов по отношению друг к другу, как это происходит в стандартной раскладке О\усг1у. больший объем движения пальцев, требующийся для работы с различными клавишами этой клавиатуры типа

О\усйу. идентичен или схож с движением пальцев, требующимся для работы со стандартной клавиатурой О\усг1у. Этим иллюстрируется компромисс между эргономическими критериями сохранения традиционного порядка и эргономическими критериями сохранения традиционной функции.

При учете множества конкурирующих потенциально оптимизируемых критериев и разнообразия групп пользователей и их нужд, в практическом применении подобных устройств имеет смысл дать пользователям возможность выбора между оптимизированными клавиатурами типа О\усг1у и другими соответствующими оптимизированными клавиатурами, а также клавиатурами, оптимизированными в отношении другого набора эргономических критериев, как, например, частоты ошибки поиска и частоты запроса. Этот выбор можно было бы облегчить, если бы маркировку клавиш можно было менять в программном обеспечении. Эта цель могла бы достигаться в случае оснащения каждой клавиши средством отображения, способным отображать за один раз, по крайней мере, один символ. Подобное средство отображения может, например, включать в свой состав светоизлучающую диодную матрицу или жидкокристаллический дисплей и т. п.

Специалистами в данной области будет по достоинству оценено то, что способ конструирования клавиатуры, предложенной по настоящему изобретению, может применяться в случае сохранения, полного или частичного, других традиционных конструкций клавиатур, как, например, используемой во Франции клавиатуры ΛζοιΚ.

Клавиатуры типа цифровых клавишных панелей. Эта разработка ставит своей целью использовать преимущества доступных большинству пользователей компьютеров неоднозначных клавиатур при минимальных затратах и отсутствии необходимости внесения изменений в имеющееся у них оборудование. Эти преимущества очевидным образом включают преимущество печатания одной рукой и преимущество потенциальной совместимости с неоднозначными клавиатурами, спроектированными для ручных карманных устройств. Стандартная 101-клавишная клавиатура для сетевых и персональных компьютеров включает цифровую клавишную панель, обычно расположенную с правой стороны от клавиатуры с раскладкой 0\\'сг1у. Обычно рядом с цифровой панелью располагается набор клавиш со стрелками или другие средства ввода для передвижения курсора.

Ссылаясь на фиг. 22, мы предлагаем неоднозначный код, оптимизированный для обычной раскладки цифровой панели (600) вместе со средствами для передвижения курсора (601), в случае если они имеются в наличии. В данном примере указанная цифровая панель (600) рас45 полагает 17 клавишами различных размеров. В зависимости от других ограничений конструкции некоторые или все клавиши могу использоваться для знаков пунктуации или других символов, и эти ограничения также могут влиять на выбор числа присваиваемых буквам клавиш, распределение букв и других символов по режимам и т. д. Существенными характеристиками этой конструкции являются:

присвоение неоднозначного кода множеству клавиш цифровой панели;

использование по выбору вспомогательного активируемого большим пальцем средства ввода для изменения режима.

Специалистами в этой области будет особенно оценено то, что указанное присвоение неоднозначного кода множеству клавиш неоднозначной тастатуры может достигаться в программном обеспечении; необходимость в специальном оборудовании отсутствует. Однако, если есть желание, чтобы таким образом присвоенные клавиши были промаркированы в соответствии с элементами неоднозначного кода, то может потребоваться определенная модификация маркировки клавиатуры. В качестве конкретного примера использования неоднозначного кода в этом случае выберем такой неоднозначный код, в котором буквы присвоены 17 клавишам таким образом, чтобы минимально снизить частоту ошибки поиска и частоту запроса в отношении к нашему стандартному фонду. Этот код, представленный на фиг. 22, состоит из аГ Ьи сх б е.) βί Ηζ ку 1 пк.| η ν р г 8 ΐ ν, где частота ошибки поиска составляет 7483 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 290 слов/запрос. Этот код уже описывался выше. Здесь раскладка этого кода сделана таким образом, чтобы частично сохранить алфавитный порядок. Данный код не был оптимизирован по отношению к частоте ошибки поиска и частоте запроса. В соответствии с положениями этого изобретения является возможным одновременная оптимизация в отношении частоты ошибки поиска, частоты запроса, алфавитного порядка и(или) других эргономических критериев.

Для иллюстрации пользования вспомогательным средством ввода для изменения режима, активизируемым большим пальцем, вернемся к фиг. 22. На примере этой иллюстрации предположим, что вспомогательное средство ввода состоит из 4 клавиш со стрелками вверх (602), вниз (603), влево (604) и вправо (605). Эти функции обычно осуществляются 4 утапливаемыми клавишами, но иногда могут быть представлены как сенсорная тастатура, джойстик или другое устройство, способное производить разнообразные сложные сигналы в зависимости от действий пользователя. Следует отметить, что на фиг. 22 множество клавиш маркировано символами, отличающимися от символов данного неоднозначного кода, в этом случае цифрами. Эти другие символы могут быть получены путем утапливания одной из четырех клавиш вспомогательного средства ввода. Возможно следующее присвоение режимов средству ввода на вспомогательной клавиатуре:

602 (вверх) регистровая клавиша для заглавных букв;

603 (вниз) цифровой/пунктуационный режим;

604 (влево) левый символ на клавише;

605 (вправо) правый символ на клавише.

Следует особенно учитывать, что 1) возможны другие варианты присвоения режимов и(или) символов вспомогательной тастатуре, и что согласно положениям настоящего изобретения 2) при более сложном наборе вспомогательных средств ввода им могут присваиваться дополнительные режимы и символы. Присвоение символов режимам будет более подробно описано в связи с другой разработкой. Это описание применимо и к другим конструкциям, включая настоящую.

Цели и достоинства 13-буквенноклавишных кодов. Из описанных в этом изобретении разработок многие из них используют удивительные достижения оптимизации неоднозначных кодов для клавиатур, в которых число клавиш, отведенных под сильно коррелированные символы, представляет более половины общего числа сильно коррелированных символов. В частности, в случае такого набора сильно коррелированных символов, как используемый английским языком набор букв [а-ζ] предпочтительным числом клавиш является 13. Удивительные достоинства 13-буквенно-клавишного кода для английского языка составляют:

высокое разрешение печати вслепую;

эргономичный однозначный ввод текста с высоким разрешением печати вслепую;

эргономичная система запроса с высоким разрешением печати вслепую;

совместимость со стандартной раскладкой клавиатур (тастатура ОдеПу, цифровая клавиатура и телефонная тастатура);

обеспечение сохранения навыков печати при переходе с работы одной рукой на работу двумя руками;

обеспечение интегрированной мышки/клавиатуры;

обеспечение механизма для сокращения ущерба от печатания.

Другие цели и достоинства будут раскрыты далее в подробном описании, выстроенным в порядке приведенного перечисления.

Высокое разрешение печати вслепую. Вернувшись к фиг. 11 и 12, мы видим, что по отношению к словарному способу устранения неоднозначности, можно обнаружить неоднозначные коды на 13 клавишах с высоким разрешением печати вслепую даже для квалифицированного оператора. Пользуясь способом направленного случайного блуждания, описанного выше, мы обнаружим, что, например, код ад Ьп ск йи е£ до Ιιν ίρ 1у тх с.|1 γζ, где частота ошибки поиска составляет 515 слов/ошибка поиска, а частота запроса - 21 слов/запрос (уровень С), обладает высоким разрешением печати вслепую. Пример предпочтительной раскладки этого кода показан в фиг. 25. Как было сказано ранее, частота запроса может быть снижена путем регулирования параметра, контролирующего степень важности запросов, привлекающих внимание пользователя. На пределе полного отключения механизма запроса степень разрешения печати вслепую контролируется частотой ошибки поиска. С таким кодом ошибки поиска будут случаться в среднем приблизительно один раз на протяжении каждых двух страниц печатного текста, то есть гораздо реже, чем случаются опечатки даже у очень квалифицированных операторов. Таким образом, существуют 13клавишные коды, весьма удовлетворяющие требованиям широкого круга пользователей для исполнения разнообразных печатных задач.

Эргономичный, однозначный ввод текста с разрешением печати вслепую. При любой неоднозначной клавиатуре и любом механизме устранения неоднозначности может оказаться полезным обеспечить механизм, с помощью которого можно вводить информацию однозначным образом, например, пополнять информацию базы данных устранения неоднозначности. Все виды использования неоднозначных клавиатур выигрывают при максимально эргономичном механизме однозначного ввода текста, эргономичный в этом случае означает простой в использовании. Неоднозначные клавиатуры, предназначенные для печатания вслепую, выигрывают, если работать с ними можно в режиме однозначного ввода текста способом слепой печати.

До настоящего изобретения часто стратегия получения однозначного ввода текста при использовании небольшого числа клавиш состояла в применении аккордового способа. В стремлении максимально сократить число клавиш разработчики аккордовых клавиатур упорно уклонялись от оснащения конструкций достаточным числом клавиш для сохранения простоты аккордовых моделей. Согласно элементарной комбинаторике число клавиш не может быть меньше 1/2 числа подлежащих кодированию символов, в случае если аккорды никогда не состоят из более чем 2-знаков, то есть никогда не предполагают существенно одновременную активацию более 2 средств ввода в целях однозначного кодирования символа. В противоположность предыдущим подходам настоящее изобретение предлагает оснащение клавишами, число которых не менее 1/2 числа подлежащих кодированию символов, в случае, если для однозначного кодирования этих символов предполагается оснащение простым механизмом. В частности, данное изобретение предлагает оснащать клавиатуры, по крайней мере, 13 клави шами, представляющими буквы [а-ζ], и, по крайней мере, одной клавишей переключения режима, служащей при активации в сочетании с одной из кодирующих буквы клавишей исключительно для неоднозначного кодирования одной из букв, ассоциированной с указанной клавишей.

На неоднозначной клавиатуре некоторые клавиши представляют множество символов с помощью одинарного нажатия. Для использования этой клавиатуры в однозначном режиме указанное одинарное нажатие должно быть скомбинировано с другим, по крайней мере, одним, нажатием, может быть, даже той же самой клавиши, для того чтобы каждый ассоциированный с клавишей символ выбирался по отдельности. Из соображений эргономичности предпочтительна максимальная простота комбинации нажатий клавиш, а из соображений печати вслепую предпочтительно использование существенно одного и того же сочетания нажатий клавиш для однозначного введения всех символов. Наилучшим образом эти два критерия удовлетворяются при 1) ассоциации одного и того же числа символов с каждой неоднозначной клавишей и 2) небольшого количества символов у каждой неоднозначной клавиши. Все вместе эти критерии означают, что предпочтительное число клавиш для неоднозначного кода, предполагаемого для печати вслепую, составляет половину числа символов, представляемых неоднозначным образом. А в случае если представляемые символы составляют 26 букв алфавита, все вместе взятые критерии обусловливают использование 13 клавиш.

Один из способов применения этого наблюдения к созданию эргономичной неоднозначной клавиатуры для печати вслепую с эргономичным однозначным слепым режимом ввода текста описан со ссылками на фиг. 23 и на случай неоднозначного представления букв алфавита английского языка 13 клавишами. На этом чертеже каждая из подгрупп клавиш, использованная для неоднозначного представления букв (700) , кодирует по две буквы. Печатающее устройство также включает в себя клавишу режима (701) и средство для переключения устройства с неоднозначного на однозначный режим ввода текста. Средство установки в печатающем устройстве неоднозначного, либо однозначного режима ввода текста может быть средством программного обеспечения, обнаруживающим в зависимости от контекста, какой из этих режимов требуется в каждый конкретный момент, или клавишей переключения данного режима, или конкретной моделью ввода на ином средстве ввода, как, например, двойное нажатие клавиши переключения режима (701). При однозначном режиме ввода текста активация клавиши 701 производит кодирование одного из двух ассоциированных с клавишей символов множества 700 при достаточно одновременной акти вации указанной клавиши множества 700 и клавиши 701. Предпочтительно считать пары символов из каждого множества 700 как состоящие из левого и правого символа, обозначая каждую клавишу слева - левым символом и справа правым символом. Тогда один из них, без потери общности, например, левый, ассоциируется с активацией клавиши 701, посредством которой достигается однозначный ввод текста. При активации клавиши из множества 700 в сочетании с клавишей 701 происходит однозначный выбор символа, а при активации той же самой клавиши из множества 700 без достаточно одновременной активации клавиши 701 однозначным образом выбирается правый символ. В случае если конструкция клавиатуры предусматривает включение дополнительного режима, этот способ однозначного ввода теста может также использоваться по отношению к символам в других режимах.

Механизм запроса, ориентированный на печать вслепую. Даже при наличии оптимального неоднозначного кода в сочетании с неограниченной вычислительной мощностью и последней, еще ждущей своего открытия техники устранения неоднозначности с помощью искусственного интеллекта, в процессе печатания текста могут быть выработаны такие неоднозначные последовательности, которые требуют вмешательства человека, чтобы устранить неоднозначность в полном объеме.

По-настоящему квалифицированные операторы слепой печати работают, не глядя на клавиатуру, сосредоточив взгляд на создаваемом тексте или перепечатываемом документе. Для операторов, работающих слепым способом печати, предпочтителен такой механизм запросов альтернативной интерпретации неоднозначных последовательностей, который 1) не отвлекает их взгляд от текста на экране и 2) позволяет отвечать на запросы простым стереотипным образом с клавиатуры. Достичь этих целей можно резервированием одной клавиши под продвижение по списку потенциальных слов и выделением неоднозначных слов на экране. Пользователи просматривают список потенциальных слов с помощью клавиши прокрутки, и как только нажимается любая другая, отличная от нее клавиша, просматриваемое в списке слово считается выбранным.

Со ссылками на фиг. 23 и 24 детально описывается программное обеспечение механизма запроса, ориентированного на печать вслепую, и контролируемое им устройство визуального отображения. На первом шаге (800) происходит обнаружение запроса, то есть, механизм устранения неоднозначности обнаруживает, что вводимой кодирующей последовательности соответствует более одной значимой декодирующей последовательности. В результате входа в режим запроса на дисплей выводится средство привлечения внимания пользователя к запраши ваемому варианту декодирования. Это средство может быть визуальным, как, например, показанная на фиг. 23 рамка (702). Возможные варианты декодирования выстраиваются сообразно вероятности (шаг 802). Затем (шаг 804) на экране, в указанном средством привлечения внимания месте, отображается наиболее вероятный в контексте с ранее введенным текстом вариант декодирования. Программное обеспечение затем готово к обнаружению ввода либо посредством клавиши прокрутки, либо посредством какой-то другой клавиши (шаг 806). Если какаято информация о вводе получена с какой-либо другой клавиши, то привлекающее внимание пользователя средство удаляется (шаг 808), вариант декодирования добавляется к ранее введенному тексту (шаг 810) и вновь устанавливается режим неоднозначного ввода текста.

С другой стороны, если информация о вводе, поступившая с клавиши прокрутки, обнаружена на шаге 806, происходит тестирование на существование любых других значимых вариантов декодирования в базе данных 812. В случае наличия такового текущий вариант декодирования заменяется следующим наиболее вероятным вариантом (шаг 814), и происходит возврат к шагу 806. В случае отсутствия следующего наиболее вероятного варианта декодирования в печатающем устройстве предпочтительно устанавливается режим однозначного ввода текста в соответствии с вышесказанными (шаг 816), после однозначного ввода декодирующей последовательности привлекающее внимание пользователя средство удаляется (шаг 808), однозначно введенный вариант декодирования добавляется к ранее существующему тексту (шаг 810) и вновь устанавливается режим неоднозначного ввода текста (шаг 818).

Пока что этот способ для представления альтернатив ίη δίΐιι рассматривался в применении к механизму запроса, ориентированному на печать вслепую. Следует особо оценить возможность применения этого способа в других контекстах, как например, в случае, когда вариантами декодирования являются слова со связанными значениями, а база данных является тезаурусом, или когда варианты декодирования представляют собой варианты возможного перевода слова на иностранный язык, а вероятности вариантов декодирования обеспечиваются программой машинного перевода.

Сохранение дизайна кросс-платформ как эргономического критерия: мышь/клавиатура. Возьмем пользователя небольшого печатающего устройства. оснащенного клавиатурой для печати вслепую одной рукой, как, например, цифрового персонального органайзера. Обычно в течение дня пользователь также может печатать на своем настольном компьютере с клавиатурой для двух рук. Для того, чтобы оба этих устройства позволяли пользователю печатать вслепую эффективным образом, схемы мотор51 ных движений, используемые в клавиатурах для одной и для двух рук, должны быть максимально схожими. Чем меньше промежуток времени между использованием обеих клавиатур, тем важнее требование сохранения навыков печати. Для точного описания цели сохранения навыков печати на различных платформах и средств достижения этим изобретением данной цели обратимся к конструкции, в которой с клавиатуры для одной руки можно быстро перейти на клавиатуру для двух рук и обратно.

Эта конструкция касается клавиатуры для одной руки, подходящей для ввода данных в формуляры, например электронные таблицы или \усЬ страниц. Это устройство может быть полезно для взаимодействия с игровыми или графическими программами, например 1) требующими быстрого попеременного печатания и движения курсора, и(или) 2) в которых набор символов, соответствующий для ввода, может меняться в зависимости от положения курсора на экране. При использовании стандартной компьютерной конфигурации с клавиатурой О\усг1у и мышкой пользователи должны снимать руки с клавиатуры для передвижения мышки. В таких требующих быстрого перехода между печатанием и работой мышкой задачах, как, например, маркировка дизайна на экране компьютера или заполнения формы типа формы НТМЬ, это попеременное использование мышки и клавиатуры может быть медленным и трудоемким. В данной конструкции клавиатура для одной руки смонтирована в корпусе так, что она может перемещаться по поверхности, выполняя, таким образом, функции и мышки, и клавиатуры. Поскольку пользователи могут предпочесть пользоваться клавиатурой для двух рук главным образом для задач по введению текста, и смешанное использование клавиатуры для одной руки с использованием клавиатуры для двух рук, желательно, чтобы расположение клавиш на обеих клавиатурах в целях незаметного переноса навыков печати вслепую с клавиатуры для двух рук на клавиатуру для одной руки было максимально схожим.

Переходя к фиг. 25, 28 и 26, мы увидим, как можно достичь этой цели посредством выбора такого неоднозначного кода, который может быть размещен на клавиатуре для одной руки таким образом, что движения всех пяти пальцев этой руки (в данном случае правой) будут одинаковыми при печатании как на клавиатуре для одной руки, так и на клавиатуре для двух рук, и что движения другой руки будут схожими с движениями рукой, которая выбрана для печати в одиночку.

Для этого была разработана следующая стратегия.

Выбрать 13-клавишный код с существенно минимальной частотой ошибки поиска и частотой запроса.

Выбрать физическую раскладку для 13 клавиш. Раскладка в виде 5 клавиш в верхнем ряду, 5 клавиш в среднем (стартовом) ряду и 3 клавиш в нижнем ряду является предпочтительной.

Выбрать, какой из рук будет производиться работа с клавиатурой для одной руки.

Расположить клавиши в таком порядке, чтобы в раскладке для работы одной рукой в соответствии с рукой, выбранной в предыдущем шаге, учитывалось следующее:

нагрузка на стартовый ряд максимально усилена, нагрузка на самые рабочие пальцы максимально усилена, нагрузка на верхний ряд сильнее, чем на нижний ряд.

Затем, для получения раскладки клавиатуры для двух рук следует спарить каждую активируемую левой рукой клавишу с клавишей, активируемой правой рукой. Желательно производить спаривание таким образом, чтобы компоненты пары располагались симметрично по отношению к плоскости симметрии, проходящей через центр клавиатуры снизу наверх.

Из двух символов, ассоциированных с каждой из 13 исходных клавиш, один из них должен быть проассоциирован с одной из клавиш для всех пар, выбранных в предыдущем шаге. В зависимости от того, как это сделать, выиграет либо клавиатура для одной руки, либо клавиатура для двух рук.

Для того, чтобы выигрывала клавиатура для одной руки, на клавиатуре для двух рук следует оставить буквы с наибольшей степенью вероятности на стороне выбранной руки, а буквы с наименьшей степенью вероятности расположить на другой стороне клавиатуры.

Для того, чтобы выигрывала клавиатура для двух рук, следует для каждой из 13 клавиш выбрать букву либо с большей, либо с меньшей степенью вероятности, которая располагается на заданной стороне клавиатуры для двух рук, таким образом, чтобы вероятности каждой половины клавиатуры в сумме были бы максимально равны между собой.

Остановившись на 13-клавишном коде, выбранном для иллюстрации положений настоящей конструкции, и приняв правую руку за основную, мы получаем раскладку клавиатуры, представленную на фиг. 25. В случае если эта клавиатура для одной руки представлена как клавиатура для двух рук. получается раскладка, показанная на фиг. 26.

На этой клавиатуре правой рукой печатается приблизительно 84 процента букв, в то время как на долю левой руки отводится приблизительно 16 процентов букв. Эта асимметрия желательна потому, что значительное большинство нажатий клавиш будет производиться идентичным образом при использовании клавиатуры как для одной руки, так и для двух рук.

В обратном случае, если больший объем печатной работы производится на клавиатуре для двух рук, в то время как клавиатура для одной руки используется лишь время от времени, может оказаться желательным максимально равномерное распределение нагрузки на обе руки в работе с клавиатурой для двух рук. Эта цель может быть достигнута с помощью альтернативного варианта раскладки клавиатуры для двух рук, согласно фиг. 27. Следует оценить тот факт, что практически 50% печатных движений, производимых в работе со второй версией клавиатуры для двух рук, идентичны движениям, производимым в работе с клавиатурой для одной руки, независимо от того, ведется ли работа на ней правой или левой рукой.

Следует оценить тот факт, что для 13клавишного неоднозначного кода существует 2¹³ различных способов образования пар однородных клавиш для левой и правой руки клавиатуры для двух рук. Это число достаточно невелико для того, чтобы оценить симметричность нагрузок на обе руки для каждой парной группы, благодаря чему можно выбрать соответствующий порядок присваивания в зависимости от того, предпочитается ли наиболее симметричная или наиболее асимметричная нагрузка или некое промежуточное значение.

Переходя к фиг. 28 с подробным видом клавиатуры для одной руки, мы видим, как цели этой конструкции достигаются посредством оснащения клавиатуры множеством клавиш (300), активируемым большим пальцем средством ввода (301), кнопками мышки (302), грипом для ладони (303) и дисплеем (304). Клавиатура также может быть оснащена средством связи для передачи выбранных клавиатурой символов на компьютер. Это средство связи может быть проводным или беспроводным, как, например, инфракрасное средство связи. Клавиатура смонтирована в опорной, например настольной, конструкции и может скользить по ней в результате нажатия основанием ладони работающей с этой клавиатурой руки. Клавиатура предпочтительно должна быть оснащена грипом - средством для удержания указанного основания ладони, позволяющим осуществлять эффективное нажатие для передвижения клавиатуры. Указанное средство для удержания указанного основания работающей с клавиатурой ладони предпочтительно должно быть формованным, при этом его форма должна быть такой, чтобы было достаточно легкого нажатия для передвижения клавиатуры в любом желаемом направлении. Например, этой формой может быть впадина в корпусе клавиатуры, надежно удерживающая основание ладони. Передвигая клавиатуру подобным образом, пальцы работающей с клавиатурой руки могут двигаться, осуществляя эффективное нажатие клавиш даже в ходе передвижения клавиатуры. Таким образом, эта клавиатура может быть использована в таких ситуациях, как игра на компьютере, где передвижение должно производиться одновременно с вводом последовательностей таких символов, как текст.

Следует отметить, что, несмотря на то, что это устройство выполняет функции мышки, в физическом отношении оно мало на нее похоже. Характер его формы обусловлен анатомией руки, находящейся в удобном для печатания положении. Таким образом, это устройство должно быть значительно больше стандартной мышки, а средство для его передвижения - существенно иным.

В целях передачи движения клавиатуры 305 на компьютер указанная клавиатура оснащается таким датчиком движения, как шаровой манипулятор, хорошо знакомый сведущим в этой области. Желательно, чтобы клавиатура 305 также была оснащена средством смещения, например таким, как пружины, для приподнимания клавиатуры над опорой при уменьшении веса лежащей на клавиатуре руки, облегчая таким образом передвижение. И наоборот, когда клавиатура испытывает вес руки в достаточно полном объеме, она относительно стабильно фиксируется на опорной конструкции, что облегчает процесс печати.

Таким образом, клавиатура для двух рук может использоваться для длительных периодов печатания, не прерывающихся необходимостью передвинуть мышку, а клавиатура для одной руки - для быстрого чередования работы с клавиатурой и с мышкой.

Визуальное представление клавиатуры. Следует особенно оценить то, что в случае пользования единственным устройством, поддерживающим более одного неоднозначного кода или более одного режима, представление текущего сочетания клавиш с символами, в любой момент отображенного на дисплее, может оказаться большим подспорьем для пользователя. Если подобное изображение может быть полезным для любого печатающего устройства, для устройств для печати вслепую оно имеет особую важность, поскольку при работе на этих устройствах некоторые или даже все клавиши скрыты от взгляда оператора (обычно его собственными пальцами). Таким образом, любое встроенное в клавиши средство отображения обладает ограниченной пользой для печатающего вслепую. Наиболее полезными визуальными изображениями являются те, которые отображают физическую раскладку клавиатуры на дисплее. Подобное устройство (304) показано на фиг. 28 и может быть встроено во многие из описанных в этой работе конструкций.

Уменьшение вреда от работы на клавиатуре. От вреда, наносимого печатанием (синдром постоянного однообразного усилия), страдают многие пользователи клавиатур. В попытке смягчить усилие при однообразных движениях, совершаемых в процессе печатания, были разработаны многочисленные типы клавиатур. Уже давно было признано, что наиболее эффективным средством для уменьшения вреда от печати является периодический отдых от печатания. Однако это редко происходит на практике, поскольку профессионалов машинописи обычно поджимают сроки сдачи работ. Решение этой проблемы предлагает только что описанная клавиатура для одной руки. Несмотря на то, что описанная в настоящей конструкции версия для одной руки предназначалась для пользования правой рукой, является очевидным, что те же самые конструкторские способы пригодны для создания также и клавиатуры для одной левой руки. Каждая из этих клавиатур способна кодировать те же самые символы в полном объеме. На печатающем устройстве с терапевтическими свойствами, оснащенном клавиатурами и для правой и для левой руки, какими являются описанные выше мышки/клавиатуры для левой и правой руки, можно работать попеременно как левой, так и правой рукой. При наличии этой пары клавиатур пользователь, желающий снизить вред, причиняемый постоянным однообразным усилием, может в течение определенного отрезка времени, например 15 минут, печатать на одной клавиатуре, а затем переключиться на другую клавиатуру и работать на ней в течение другого отрезка времени, благодаря чему он дает каждой из рук отдохнуть, что при этом не сказывается на его производительности. Печатающее устройство по желанию может быть оснащено блокирующим средством, поочередно блокирующим то одну, то другую клавиатуры, принуждая, таким образом, пользоваться ими попеременно. Также следует оценить тот факт, что по завершению лечения, пользователь может вернуться к версии клавиатуры для двух рук, что не требует от него переучивания системы печатания.

Складной персональный цифровой органайзер. В описанной выше конструкции смарт-карты мы убедились, что из соображений целесообразности и эргономичности текстовый экран печатающего устройства на основе неоднозначных кодов должен быть расположен таким образом, чтобы при работе четырех пальцев одной или обеих рук с частью клавиатуры и использовании больших пальцев для активации средств ввода, в частности средства ввода переключения режима, он помещался бы над большим пальцем (одним или двумя) и в стороне от той части клавиатуры, с которой работают остальные пальцы. Настоящая разработка относится к несколько более крупному печатающему устройству, использующему эту же концепцию в сочетании с концепцией складывающегося устройства в целях разработки дважды складного информационного приспособления, способного эргономичным образом выполнять различные функции в разложенном, сложенном один раз и дважды сложенном состоянии.

Эта дважды складная конструкция представляет собой удивительный результат неоднозначных кодов. Примечательно то, что печатающими устройствами, созданными на основе способов настоящего изобретения, допускаются клавиатуры одновременно 1) эффективные для кодирования естественного языка, 2) использующие клавиши обыкновенного размера и 3) достаточно небольшие по размеру для ношения в кармане или маленькой сумке. Эта конструкция основана на создании карманного компьютерного устройства из элементарных модулей того же размера, что и клавиатура, разработанная для неоднозначного кода, при этом конфигурация этих модулей может меняться в зависимости от насущных нужд пользователя. В каждой конкретной, одной из множества, конфигурации совокупность элементарных модулей может быть складной и(или) разъемной. В соответствии с этим компьютерное устройство может поочередно исполнять роль портативного компьютера, персонального цифрового органайзера, телефона, игрового устройства и т.д.

Со ссылками сначала на фиг. 29 мы детально опишем дважды складной компьютер, созданный из четырех частей практически одного размера, каждая из которых приспособлена для выполнения определенной функции и подсоединена ко всем другим складным и(или) разъемным образом. На фиг. 29 показано данное устройство в разложенном состоянии. Из чертежа видно, что первая плоскость одной из частей (900) работает как первый дисплей, в то время как первая плоскость 901 работает как первая клавиатура, а первая плоскость 902 работает как вторая клавиатура. Раскладка укачанных первой и второй клавиатур предпочтительно является 13-клавишной, хотя возможны и многие другие варианты. Первая плоскость оставшейся части 903 работает как пара режимных переключателей, активируемых большими пальцами, предполагаемых к использованию в сочетании с указанными первой и второй клавиатурами. Первая клавиатура предназначена для работы правой рукой. Для специалистов в данной области будет ясно, что существует схожая конфигурация для печати левой рукой, и что эта конфигурация может быть получена в результате простой перестановки и переподсоединения этих четырех частей. Также и клавиатура для двух рук получена в результате отсоединения и перестановки четырех модулей, как показано на фиг. 33.

Фиг. 30 представляет вид снизу дважды складного компьютера в разложенном состоянии. Часть 904 является телефонной тастатурой (905) и соответствующим вторым дисплеем (906) . Часть 907 - третий дисплей, а часть 908 третья клавиатура. Части 904, 905, 906, 907 соответственно являются вторыми плоскостями частей 900, 901, 902, 903.

Складывая компьютер по линии 908, показанной на фиг. 29 и 30, мы получаем конструкцию, изображенную на фиг. 31. В этой конструкции третья клавиатура предназначена для печати, и ей соответствует третий дисплей. Здесь раскладка клавиатуры является 12клавишной, хотя возможны и многие другие варианты. Эта конфигурация может быть использована в случае, если в связи с ограниченным пространством или временем пользователь не может или не хочет раскрыть компьютер в полном масштабе. Она также может выполнять функции, не свойственные полностью разложенному компьютеру, например игровую функцию.

Наконец, компьютер можно сложить по линии 909, показанной на фиг. 31, произведя дважды складную конфигурацию как на фиг. 32. Такой вид компьютер обычно будет иметь при транспортировке; в этой конструкции устройство должно иметь размер, позволяющий его ношение в кармане. Соответственно в этой дважды складной конфигурации компьютер предназначен для функционирования как телефон. Для многих пользователей эта конфигурация устройства окажется наиболее часто употребляемой. Следует отметить, что мы описали телефонную тастатуру с неоднозначным кодом из предыдущей конструкции, хотя возможны и многие другие варианты.

Подводя итоги, можно сказать, что благодаря неоднозначным кодам мы можем создать портативное вычислительное устройство, также являющееся устройством связи, попеременно работающее и как телефон, и как персональный цифровой органайзер, и как портативный компьютер.

Специалистами в данной области будет особенно оценено, что если каждый из элементарных модулей, включая модули клавиатур, базируется на сенсорном экране, то разнообразие конфигураций и использования этого устройства может возрасти еще больше. Тем не менее, при этом будет утеряна тактильная обратная связь с клавиатурой, созданной на основе стандартных утапливаемых клавиш. Возможны многие другие варианты, удовлетворяющие положениям настоящего изобретения.

Разработка программного обеспечения для печатающего устройства с сенсорным экраном. Это изобретение позволяет разработку как программного, так и аппаратного обеспечения. В частности, способы настоящего изобретения могут использоваться для разработки механизмов печатания для устройств с сенсорным экраном, как, например, ряд персональных цифровых органайзеров, созданных корпорацией 3Сот и реализуемых под маркой РЛЬМ Р1ЬОТ или другими марками. Из соображений наглядности остановимся на устройствах класса РЛЬМ Р1ЬОТ, включающих карманные компьютеры, способные работать или уже работающие с множеством прикладных программ, хотя описываемые здесь способы могут применяться также к любым другим устройствам с сенсорным экраном.

Ссылаясь на фиг. 34, мы обнаружим, что устройства класса РЛЬМ Р1ЬОТ обычно включают: сенсорный экран (1000), сенсорную область (1001), используемую для ввода знаков посредством программного обеспечения по распознанию почерка. Указанная чувствительная к прикосновению область может быть частью сенсорного экрана или может быть представлена отдельно от него.

Одной из основных и удивительных характеристик настоящей конструкции является то, что при использовании клавиатуры для печати вслепую в устройстве с сенсорным экраном мы конструируем радикально новый пользовательский интерфейс для информационных приспособлений, в которых клавиатуры не должны соперничать с прикладными программами в борьбе за ограниченное пространство экрана. Одна и та же область сенсорного экрана может использоваться как для прикладной программы, так и для клавиатуры.

Основополагающее значение имеет при этом тот факт, что если клавиатура обладает низким разрешением печати вслепую, то для работы с нею совсем не обязательно показывать ее пользователю на экране. Пальцы пользователя знают местонахождение клавиш без визуальной индикации. Таким образом, клавиатура может использоваться для введения данных в любую отображаемую на сенсорном экране в текущий момент прикладную программу. В случае если клавиатура обладает высоким разрешением печати вслепую, то она может использоваться для создания высококачественного текста, даже если никакое пространство экрана не используется для запросов в целях обратной связи с пользователем.

В соответствии с фиг. 34 и 35 некоторыми конкретными преимуществами устройств класса РЛЬМ Р1ЬОТ, рассматриваемыми в связи с настоящей конструкцией, являются:

способность сенсорного экрана (1000) с легкостью представлять альтернативные раскладки клавиатур;

способность сенсорного экрана представлять изображения различной степени интенсивности и(или) в разных цветах;

расположение области для введения знаков (1001) на некотором удалении от сенсорного экрана или на периферии сенсорного экрана;

использование персонального цифрового органайзера для работы со множеством программ, как, например, программы планирования, адресная книга, которые могут оспаривать у клавиатуры место на сенсорном экране.

Способность сенсорного экрана с легкостью представлять альтернативные раскладки клавиатур используется в этой конструкции для того, чтобы заданное средство ввода могло представлять множество различных символов или групп символов в зависимости от режима клавиатуры в любой момент. Если сенсорный экран используется как клавиатура, каждое средство ввода ассоциируется с определенной областью сенсорного экрана. Двойное функционирование сенсорного экрана как дисплея и множества механически активируемых средств ввода используется для придания каждому средству ввода различных функций и различных маркировок в зависимости от режима. Тем не менее, следует также учитывать тот факт, что данный эффект может получаться с помощью механических клавиш традиционной утапливаемой структуры, оснащением каждой собственным устройством отображения. В этом отношении способы переключения режима, указываемые здесь по отношению к устройству с сенсорным экраном, могут применяться к устройствам с механическими клавишами, как, например, многие из описанных в настоящей работе.

Выбор режима. Одна из стратегий разработки клавиатур в целях увеличения числа символов, кодируемых при заданности фиксированного числа клавиш, состоит в расширении клавиатуры посредством добавления клавиш переключения режима. При нажатии на клавишу переключения режима происходит смена символа, закодированного множеством других клавиш. Классическим примером является регистровая клавиша стандартной машинописной клавиатуры, переводящая закодированные буквы из строчных в заглавные из нижнего регистра в верхний. Заглавные буквы, в принципе, могут кодироваться группой клавиш, отличной от клавиш, кодирующих строчные буквы, и если заглавные буквы случаются с такой же частотой, что и строчные, этот выбор может быть оправданным. Также в принципе, доступ к заглавным и строчным буквам в различных режимах не предполагает присвоение заглавной буквы к той же самой клавише, что и соответствующая ей строчная буква. Присвоение буквы той же самой клавише выбирается на практике из-за укоренившихся традиционных, концептуальных и статистических взаимоотношений между заглавными и строчными буквами.

Таким образом, налицо три принципа, лежащих в основе присвоения символов режимам и символов клавишам внутри этих режимов: приверженность статистическим взаимоотношениям, приверженность традиционным взаимоотношениям и приверженность концептуальным взаимоотношениям между символами. В разработке печатающих устройств с неоднозначными кодами особенно обостряются проблемы, связанные с разработкой режимов, поскольку множество клавиш уже несет на себе нагрузку кодирования более одного буквенного символа каждой клавишей, а число имеющихся для кодирования символов обычно строго ограничено. Однако, те же способы, что выше, использовались для создания неоднозначных кодов для буквенных символов, также могут применяться для небуквенных символов, как, например, знаков пунктуации, при условии сильной коррелированности этих небуквенных символов.

Набор символов, предназначенных для кодирования клавиатурой, должен быть разделен на подгруппы в соответствии с режимами. Режимы могут быть частично упорядочены в зависимости от того, сколько действий требуется от пользователя для установки каждого режима, и(или) насколько часто используются символы в каждом режиме. Итак, мы можем говорить о первичных, вторичных и третичных и т. д. режимах в порядке возрастания числа действий, требуемых для установки каждого режима и(или) снижения вероятности символов в режиме.

Буквенные символы предпочтительно размещаются в первом режиме или режимах. При решении особо тонких конструкторских проблем приходится прибегать к способам присвоения небуквенных символов режимам и организации пространственной раскладки каждого режима.

Первой принимаемой в учет статистической мерой является вероятность небуквенных символов. Некоторые из этих небуквенных символов, как, например, знаки пунктуации и цифры, имеют большое значение при сообщении, и частота их появления может соперничать или превосходить частоту появления буквенных символов. Эти знаки пунктуации являются кандидатами для включения в первичную или вторичную группу символов в любой эффективной конструкции клавиатуры. Следующее, что следует иметь ввиду, - это корреляции, как результат взаимодействия одних небуквенных символов с другими. Некоторые небуквенные символы имеют традиционные и концептуальные взаимоотношения с другими небуквенными символами, например, символ (левая скобка) (соотносится с символом) (правая скобка), поскольку оба символа служат для выражения смысла. Символ . соотносится с символом ,, поскольку оба символа выражают схожие значения (конец фразы или предложения). Это примеры общих взаимоотношений, традиционных для большинства вариантов использования языка, в число которых включены такие языки, как английский. Существуют другие, более частные, взаимоотношения, которые могут учитываться при разработке клавиатур для специальных целей, например, взаимоотношение между : и / в выражении :/, обычно используемом в адресах всемирной сети УУУ (Универсальные Локаторы Ресурсов или ИКБ).

Небуквенные символы также могут иметь статистические, традиционные и концептуальные взаимоотношения с буквенными символа61 ми. Для некоторых символов можно проанализировать их статистические взаимоотношения друг с другом на основе словарного фонда. Для других - требуется исследование пользователей или специальное программное обеспечение для отбора этих символов для статистического анализа, поскольку символ может никогда не появляться в тексте. Примером тому является возврат, предыдущая страница и другие символы, используемые для правки, просмотра или другой работы с текстом.

При наличии эталонной статистики, построенной указанным образом, следующим шагом в присвоении символов режимам является организация символов таким образом, чтобы статистические, традиционные и концептуальные взаимоотношения были удовлетворены максимально. Следующее условие, которое можно принять во внимание, это потенциальная мнемосхема, заложенная в расположение символов. Предпочтительно, чтобы организация всех символов внутри каждого режима и при переключении режимов имела смысл, то есть, модель символа должна быть простой, знакомой, желательно хорошо структурированной в визуальном отношении. Даже квалифицированные операторы, печатающие вслепую, могут обращаться к режиму визуального сканирования при необходимости найти нечасто используемые на клавиатуре символы. То есть, потенциал мнемосхемы может оказаться превалирующим фактором при организации режимов для редко используемых символов. Следует оценить тот факт, что потенциал мнемосхемы может быть количественно подсчитан на основе протоколов экспериментальных тестов на запоминание, хорошо знакомых психологам.

Для иллюстрации этого подхода предлагается пример раскладки буквенных символов [аζ], цифр и 32 небуквенных символов ~'!@#$%^Л&*()_-+={[]|\: ;' <,>.?/ стандартной клавиатуры. Этот порядок включает три клавиши переключения режима и 3 режима, каждый из которых состоит из 16 клавиш, согласно фиг. 36А-С. Эта раскладка разработана для устройств класса РЛЬМ Р1ЬОТ. Согласно психологическому тестированию она не была подтверждена как оптимальная.

Первый режим (фиг. 36 А) содержит неоднозначный код для букв, клавишу пробела/возврата, клавишу основных знаков пунктуации и клавишу для переключения режимов либо в поступательном, либо возвратном направлении.

Второй режим (фиг. 36В) включает клавиши для цифр, определенных знаков пунктуации, организованных таким образом, что этот режим может работать, либо как телефон, либо как элементарный калькулятор/цифровая клавишная панель.

Третий режим (фиг. 36С) включает дополнительные знаки пунктуации, организованные таким образом, что 1) клавиша переключения регистра соотносит символы со соотносимыми значениями, как например, открытая и закрытая скобки, или, если соотносимого значения нет, с соотносимыми формами символа, в помощь для лучшего запоминания расположения символов. Традиция состоит в том, что жесткие, более угловатые символы располагаются слева, а мягкие, более округлые - справа. Поскольку большинство клавиш имеет по два символа, механизм эргономического устранения неоднозначности, подобно описанному выше, может работать в каждом режиме.

Селективная прозрачность клавиатуры. В настоящее время, как правило, изделия с клавиатурой, отображенной на сенсорном экране устройств класса РЛЬМ Р1ЬОТ, включают в себя клавиатуру, которая занимает одну часть экрана, в то время как другая часть экрана отведена под прикладную программу, которая получает информацию, вводимую с клавиатуры, как например, Адресная книга. Поскольку в таких устройствах экрану отводится весьма ограниченное пространство в результате совместного расположения на экране клавиатуры и прикладной программы, и та и другая должны быть очень маленькими. Клавиатуры, которые используются в настоящих устройствах, не предназначены для практической слепой печати, это невозможно в связи с их малым размером. Однако внедрение способов данного изобретения обеспечивает возможность слепой печати на довольно маленьких клавиатурах даже в ограниченном пространстве сенсорного экрана персонального цифрового органайзера. Важно отметить, что поскольку клавиатура предназначена для слепого способа, то совсем не обязательно показывать ее пользователю на экране. Пальцы пользователя знают, где находятся клавиши, пользователю не обязательно их видеть. Поэтому клавиатура может быть прозрачной, занимая весь сенсорный экран, в то время как прикладная программа будет матовой и тоже будет занимать весь сенсорный экран. При таком расположении пользователь печатает непосредственно на поле прикладной программы, чтобы ввести в нее данные. На фиг. 35 показана клавиатура, расположенная подобным образом 1003, с прикладной программой 1002, в данном случае графической. Поскольку невозможно нарисовать прозрачную клавиатуру, на этом чертеже клавиатура выделена светло-серым, а прикладная программа - черным цветом. В действительности, можно было бы предоставить пользователю выбирать степень прозрачности клавиатуры в зависимости, например, от уровня его навыков печати вслепую.

Ранее мы указывали, что в разных режимах могут содержаться символы различного уровня известности пользователю. Учитывая такие различия, можно также представить изменение степени прозрачности клавиатуры как функцию режима, при этом прозрачность клавиатуры будет тем меньше, чем выше уровень неизвестности символов в режиме. Следует указать, что одного и того же эффекта дифференциации клавиатуры для прикладной программы можно добиться настройкой других визуальных факторов, как, например, цвет изображения, дополнительно к ее прозрачности.

Гибридные аккордовые/неоднозначные клавиатуры. Важное наблюдение, на котором основан данный аспект настоящего изобретения, состоит в том, что аккордовые модели, которые требуют практически одновременной активации двух клавишей, как, например, аккордовая модель, которая заставляет клавиатуру типа О\\'ег1у кодировать заглавные буквы, легко запоминаются и поэтому могут быть приняты большим количеством пользователей. Однако развитие этой области в прошлом уже доказало, что аккордовые модели, хотя бы немного более сложные, чем эта, не будут широко приняты среди пользователей.

Отметим, что раньше существовало два традиционных подхода к печатающим устройствам с малым числом клавиш: аккордовые способы и способы неоднозначных кодов. Одна из частей настоящего изобретения объясняет, как синергически соединить эти два способа.

Различаются два вида аккордовых способов: 1) способы, в которых клавиша или клавиши резервируются под функцию формирования аккордов, примером чему служит известная клавиша переключения регистра, которая используется для заглавных букв при помощи аккордовой комбинации клавиши переключения регистра с буквенной клавишей, и мы обычно будем называть такие клавиши регистровыми; 2) способы, в которых аккорды формируются путем практически одновременного включения многочисленных буквенных клавиш. В настоящей разработке используется первый из этих способов, в следующей - второй.

Основная идея этого раздела изобретения содержится в том, что существенно одновременная активация пары средств ввода легко объединяется пользователем в одно движение. Таким образом, парное нажатие клавиш если и труднее запоминается, чем одинарное нажатие клавиши, то не намного. В то же время парное нажатие клавиш содержит значительно больше информации, чем одинарное, следовательно может использоваться для создания легкоуправляемых кодов с низким уровнем неоднозначности и печатающих устройств, основанных на этих кодах. Так, чтобы можно было легко выучить клавиатуру, аккорды должны ограничиваться существенно одновременным нажатием не более чем одной пары клавиш. В данной разработке одна из пары является резервной клавишей для формирования аккордов, а другая соответствует хотя бы одному символу декодирования. Некоторые символы все-таки требуют существенно одновременной активации более чем двух клавиш, еще реже символы могут ассоциироваться с одинарным средством ввода, не выходя при этом за рамки нашего изобретения.

Предпочтительно, чтобы хотя бы один из символов декодирования был сильно коррелированным. В таком случае, если аккорд неверно сформирован, когда регистровая клавиша активирована, в то время как она не должна быть активирована, или не активирована, когда это нужно, программное обеспечение устранения неоднозначности способно исправить такую ошибку.

Таким образом, хотя аккордовые и неоднозначные коды можно априорно объединять любым количеством способов, согласно положениям настоящей разработки предпочтительны такие комбинации, при которых:

чтобы закодировать любой существенно вероятный символ, существенно одновременно следует активировать не более 2 средств ввода, ошибка поиска и/или ошибка запроса оптимизирована, аккордовый способ выполняется использованием клавиши переключения режима, (предпочтительно) минимизирована вероятность использования клавиши переключения режима.

Объединение аккордовых и неоднозначнокодовых способов в соответствии с этими положениями дает удивительные и синергические результаты, что будет продемонстрировано данной разработкой, в которой гибрид аккордового способа и способа, основанного на неоднозначных кодах, применен к телефону, работающему со стандартным неоднозначным кодом. Мы уже видели, что стандартный неоднозначный код характеризуется довольно плохими показателями ошибки поиска и частоты запроса. Поэтому представляется экстраординарным, чтобы при использовании гибридного способа клавиатура, основанная на стандартном неоднозначном коде, может достичь (уровень С) высокого разрешения печати вслепую. Целью этой разработки является создание такой клавиатуры, которая:

обладает высоким разрешением печати вслепую, полностью совместима со стандартными телефонами, использующими стандартный неоднозначный код;

проста в работе;

проста в изучении;

использует минимальное число печатающих движений.

На фиг. 38 показан стандартный телефон со стандартным неоднозначным кодом. Видно, что большая группа клавиш 10000 используется для кодирования букв и цифр, таких клавиш восемь. Две клавиши 10001 и 10002 кодируют только цифры, а две клавиши 10003, 10004 кодируют небуквенные символы * и #, соответственно. В данной разработке одна из клавиш группы, состоящей из 10001, 10002, 10003, 10004, будет использоваться в качестве клавиши, переключающей режим, предпочтительно выбрать клавишу 10001, кодирующую цифру 1. Избранная нами клавиша будет далее называться регистровой клавишей по причинам, которые станут впоследствии очевидными. Клавишу 10001 легко активировать большим пальцем левой руки, когда телефон держится в левой руке, а правой рукой активируются остальные клавиши. Если же для активации регистровой клавиши используется большой палец правой руки, причем телефон держится в правой руке, то в качестве регистровой клавиши может использоваться клавиша 10004.

Для каждой клавиши из группы 10000 соответствующие буквы делятся на две подгруппы, которые мы будем называть регистровой подгруппой и нерегистровой подгруппой, соответственно. Буквы присваиваются подгруппам (регистровой и нерегистровой) таким образом, что:

минимизируется ошибка поиска, минимизируются запросы, в одной из подгрупп, без потери общности, в регистровой подгруппе, на каждую клавишу приходится точно по одной букве, минимизирована вероятность использования регистровой клавиши.

Как обычно, одновременная оптимизация по отношению к частоте ошибки поиска, частоте запроса и другим эргономическим критериям предполагает компромиссное решение. Например, теоретически можно добиться улучшения показателей частоты ошибки поиска и частоты запроса, исключив ограничение, по которому в одной из подгрупп (регистровой, нерегистровой) на каждую клавишу приходится одна единственная буква, и допустив, чтобы в регистровой подгруппе число букв варьировалось от клавиши к клавише. Однако строгое деление на регистровую и нерегистровую подгруппу облегчает запоминание клавиатуры, что в данной разработке считается приоритетным эргономическим критерием. Усвоение клавиатуры можно еще больше облегчить, если выбрать одиночки так, что набор одиночек будет легко запоминаться, возможно при помощи мнемосхемы. Такой выбор, однако, может потребовать компромисса от частоты ошибки поиска и частоты запроса.

Существуют 11664 различных пар регистровых/нерегистровых групп, соответствующих ограничению, по которому в регистровой подгруппе на каждую клавишу приходится только по одной букве. Число это достаточно мало, чтобы позволить тестирование всех возможностей на их эргономические характеристики.

Результаты тестирования всех этих кодов представлены на фиг. 39, на графике зависимости частоты ошибки поиска от частоты запроса для всех 11664 кодов, а также для стандартного неоднозначного кода (8АС). Следует отметить, что, несмотря на то, что все коды превосходят стандартный неоднозначный код, в большинстве случаев разница невелика. Однако это распределение весьма большое, и лучший код СЕНЬЫЗТУ, с частотой ошибки поиска, равной 431 слово/ошибка поиска, и частотой запроса, равной 21 слово/запрос, в 15 раз превосходит стандартный неоднозначный код по частоте ошибки поиска и в 10 раз - по частоте запроса. Этот лучший код выглядит следующим образом: аЫС ЙЕГ дН1 _)кЬ ιηΝο рс.|г8 Τυν νχΥζ, где элементы регистровой подгруппы написаны заглавными буквами. Еще раз обратим внимание на то, что этот код является лучшим по отношению к нашей эталонной статистике, другие статистические данные могут дать другие лучшие коды, хотя он и фигурирует среди лучших по статистике, взятой из многих альтернативных фондов английского языка. Следует также особо отметить, что тот же самый гибридный аккордовый/неоднозначно-кодовый способ можно было бы применить к произвольным неоднозначным кодам, в которых базовый неоднозначный код не связан ограничением представлять собой стандартный неоднозначный код, он также может быть свободен от таких ограничений, как алфавитный порядок, наличие только 8 клавиш, максимально равномерное разбиение. При большей свободе в выборе кодов обнаруживаются гибридные аккордовые/неоднозначные коды такого высокого качества по отношению к частоте ошибки поиска и частоте запроса, что прочие эргономические критерии, например минимальное использование регистровой клавиши, могут выгодно сочетаться с оптимизацией частоты ошибки поиска и частоты запроса. Случаи подобной оптимизации выходят за рамки настоящей разработки, которая стремится к полной совместимости с существующими телефонными аппаратами, которые, напротив, находятся непосредственно в рамках настоящего изобретения. Чтобы еще более облегчить запоминание данной клавиатуры и работу на ней, буквы, входящие в регистровую группу, на соответствующих клавишах предпочтительно обозначать заглавными буквами, а буквы нерегистровой подгруппы - строчными, как показано на фиг. 38. В других случаях для выделения обеих подгрупп можно использовать буквы различного размера, цвета, шрифта и т.д.

Применение данного устройства просто. Если в тексте, который надо напечатать, содержится буква из регистровой подгруппы, то регистровую клавишу следует нажать существенно одновременно с соответствующей буквенной клавишей, эта буква будет представлена однозначным способом. Напротив, если требуется буква из нерегистровой подгруппы, то нажимается соответствующая буквенная клавиша и буква представляется неоднозначным способом.

В свете положений данного изобретения, следует отметить тот положительный факт, что механизм устранения неоднозначности, используемый в данной разработке, может быть физически размещен внутри телефонного аппарата, на отправном конце связи и/или на приемной стороне связи, например на центральном компьютере, к которому пользователь подключается при помощи телефона.

Как мы уже видели, на стандартной телефонной тастатуре 4 клавиши могут кодировать небуквенную информацию, типа смены режима. С помощью способа синтезированных символов кодирования, описанного выше, можно еще больше увеличить число кодируемых небуквенных символов при использовании телефонной тастатуры. В частности, можно обеспечить наличие дополнительных регистровых клавиш, при условии, что требуется еще более низкий уровень однозначности. Например, с помощью 4 регистровых клавиш, каждая из которых ассоциирована с одной буквой на каждой буквенной клавише, можно добиться ввода полностью однозначного текста, при этом, правда, возрастет количество ударов на одну букву. В общем, можно представить себе множество сочетаний подгрупп символов декодирования с регистровыми клавишами. Особая группа задач будет рассмотрена позже в специальном разделе по интернационализации содержания изобретения до сих пор мы подробно обсуждали его в применении в основном к английскому языку.

Следует обратить внимание на то, что если использовать регистровую клавишу в сочетании с остальными небуквенными клавишами, то в наилучшей комбинации клавиши *, # и 0 могут служить для кодирования, по меньшей мере, 6 небуквенных символов, таких как символы пунктуации, символы переключения режима и т. п.

Исправление ошибок при помощи стандартного неоднозначного кода. Особенно когда на клавиатуре, представленной в данной разработке, работает неопытный пользователь, его действия могут быть такими, что иногда для кодирования нужного текста регистровая клавиша будет нажата тогда, когда этого не требуется, а иногда регистровая клавиша не будет нажата тогда, когда это требуется. Часто результатом таких действий будет лишенный смысла вариант декодирования, если устройство, устраняющее неоднозначность, ожидает правильно напечатанные последовательности кодирования в гибридном аккордовом/неоднозначном коде. В подобных случаях вместо представления запроса можно попробовать альтернативный вариант устранения неоднозначности, в котором активация регистровой клавиши не принимается во внимание, а последовательность кодирования интерпретируется как последовательность кодирования в стандартном неоднозначном коде. Зачастую такая интерпретация сможет восстановить текст, который намеревался ввести пользователь.

Следует отметить, что в устройстве, показанном на фиг. 38, сильно коррелированный символ (пробел) поставлен в паре на клавише со слабо коррелированным или вовсе не коррелированным символом (возврат). Такая организация пары теоретически позволяет программному обеспечению устранения неоднозначности исправлять ошибки, в которых имеется в виду пробел, но пользователем введен возврат, или наоборот.

Запрос, ориентированный на печать вслепую. В данной разработке предпочтительно использовать избранную регистровую клавишу в качестве клавиши прокрутки для запроса в том случае, если запрос разрешен, как это было описано выше. Стоит отметить, что наличие необходимого программного обеспечения дает возможность автоматически определять, как работает клавиша в данный конкретный момент: как регистровая клавиша или как клавиша прокрутки. Когда устройство работает в режиме запроса, она работает как клавиша прокрутки, в остальных случаях - как регистровая клавиша.

Альтернативное размещение регистровых клавиш. Возвратимся к фиг. 38 и отметим, что данная разработка была выполнена для работы в существующих стандартных телефонных аппаратах. Если же производители телефонных аппаратов имеют в виду их будущее использование с этой разработкой, то желательно оснащать их дополнительной клавишей или клавишами 1005, которые могли бы служить регистровыми клавишами. Предпочтительно размещать эти дополнительные клавиши по бокам телефона, где они могут активироваться большим пальцем той руки, в которой держится телефон. Такое расположение показано на фиг. 38. Дополнительные клавиши могут также активироваться остальными пальцами той руки, в которой держится телефон (левой или правой) 10006.

Выбраковка редких слов в запросах. Часто случается так, что очень частое слово неоднозначно с очень редким словом. Например, в случае с СЕНБЫЗТУ для английского языка, очень частое слово Гог неоднозначно с очень редким словом Гор. Исключив подобные очень редкие слова из словаря, можно улучшить фактическую частоту запроса, не оказав большого влияния на то, как в этом словаре представлен интересующий нас язык. Например, частота запроса СЕНБЫЗТУ может улучшиться до 1 запроса на каждые 46 слов, если исключить слова, чья полная вероятность меньше одной пятидесятитысячной. Такая выбраковка достигается, например, при помощи коэффициента промежутка, выраженного в отношении между двумя словами в запросе, например, самым частым и самым редким. Если, например, коэффициент промежутка установлен на 500, то получается распределение, в котором особо выделены два кода: стандартный неоднозначный код (8АС) и код СЕНЕХ8ТУ.

Интернационализация. В интернационализации настоящей разработки есть две основных проблемы, каждая из которых с легкостью решается специалистом в данной области в процессе применения положений данного изобретения. Эти проблемы заключаются в следующем: 1) обработка знаков ударения и 2) создание обобщенных кодов, применимых ко многим языкам одновременно. Далее мы кратко остановимся на каждой из этих проблем.

Обработка знаков ударения. Во многих языках есть буквы, которые встречаются как со знаками ударения, так и без них. Например, во французском е может писаться как е, е или е. Абсолютно необходимо различать такие буквы с ударением. Без ударения. например, слово е1еуе (что означает студент) может быть неоднозначным со словом е1еуе (что означает поднятый). Один из естественных подходов предполагает использование еще одной регистровой клавиши, которую можно назвать клавишей переключения ударения, функция которой заключается в выборе варианта ударения буквы при использовании этой клавиши в сочетании с клавишей, кодирующей эту букву. Например, чтобы работать с французским языком с использованием СЕНЬЫЗТУ, можно применять сочетание клавиши переключения ударения с клавишей беГ. чтобы кодировать е или е, а затем положиться на механизм устранения неоднозначности, чтобы решить, какое из двух ударений правильно для данного слова. Используя данный подход, мы обнаружим, судя по определенной группе статистических данных по частоте употребления слов во французском языке, частоту (поиска, запроса) (38.3) для СЕНЬЫЗТУ без клавиши переключения ударения, но (584,24) - с клавишей переключения ударения. Для телефонной тастатуры любая клавиша из нижнего ряда, например, могла бы быть использована как клавиша переключения ударения. В специально создаваемых тастатурах можно предусмотреть дополнительную клавишу, которая отвечала бы за переключение ударения. В эргономических целях предпочтительно, чтобы такая клавиша переключения ударения работала тем же способом, что и обычная регистровая клавиша, например так, что движение большого пальца в одном направлении используется для кодирования обычной операции переключения регистра, а движение большого пальца в обратном направлении используется для кодирования операции переключения ударения.

Многоязыковые неоднозначные коды.

Поскольку статистические данные одного языка обычно отличаются от статистических данных другого языка, код, который является существенно оптимальным для одного языка, может не быть существенно оптимальным для другого языка. Код с высоким разрешением печати вслепую по отношению к одному языку может не обладать высоким разрешением печати вслепую в отношении другого языка.

Например, СЕНЬЫЗТУ, оптимизированный для английского языка, не так хорош для французского, как другой код, специально выбранный за его оптимальность по отношению к французскому. В данном конкретном примере СЕНЬЫЗТУ сохраняет высокое разрешение печати вслепую по отношению к французскому языку, но это не будет справедливо по отношению ко всем языкам.

Чтобы выигрышно использовать факторы экономии, производители возможно будут стремиться выпускать одну машину, которая могла бы работать во многих различных лингвистических условиях. Так как печатающее устройство, например мобильный телефон, должно быть по возможности оснащено клавишами, маркированными неоднозначным кодом в соответствии с конструкцией устройства, полезно иметь один единственный код, подходящий для многих языков, чтобы такую маркировку можно было осуществлять одинаково для всех машин в процессе производства, не зависимо от языка страны, для которой она предназначена.

С помощью той самой технологии, которая была описана выше, возможно создание неоднозначных кодов, которые одновременно оптимизированы по отношению к нескольким различным языкам. Для многоязыкового способа оптимизации шаг по взвешиванию эргономических критериев по отношению друг к другу может включать в качестве подшага шаг по взвешиванию множества языков по отношению друг к другу. В различных условиях целесообразно применять различные схемы взвешивания. Например, можно выбрать одновременную оптимизацию по отношению к статистическим данным английского и немецкого языков и в то же время взвесить эффективность кода по отношению к английскому, как более важную, чем эффективность кода по отношению к немецкому.

Предпочтительным является тот способ взвешивания, который обеспечивает максимизацию минимальной эффективности, такой способ будет называться способом мини-макс.

Рассмотрим оптимизацию по отношению к группе языков: я1, я2, ..., яп и группе эргономических критериев: э1, э2,.... эт. Взяв два неоднозначных кода: к1 и к2, и рассматривая каждый эргономический критерий эт, мы считаем, что к1 лучше к2, если для к1 минимум эт по языкам яп выше, чем минимум эт по языкам яп для к2. Если требуется оптимизация по нескольким эргономическим критериям, может случиться, что по способу мини-макс один код лучше другого по отношению к одному эргономическому критерию, но хуже по отношению к другому. В таком случае следует взвесить эргономические критерии по отношению друг к другу, что было подробно описано выше.

Рассмотрим данные положения на конкретном примере - возьмем оптимизацию по отношению к ошибке поиска и ошибке запроса для группы языков. В этом примере допустим неалфавитный порядок, используем 8 обычных средств ввода и вспомогательное средство ввода, а также вспомогательное средство ввода для переключения ударения, так чтобы 8 обычных средств ввода можно было использовать в сочетании с одним из вспомогательных средств ввода в устройстве с применением аккордовонеоднозначного кода, как это было описано ранее.

Прежде всего, рассмотрим оптимизацию по отношению к группе языков, состоящей из французского, итальянского, португальского и испанского, причем каждый язык будет представлен группой эталонных статистических данных.

Используя способ направленного случайного блуждания, можно легко найти такие коды, как _)οζ т ЬИх а кп г ρ\ν й 1у 1 дд ί еу с & 8, у которых частота ошибки поиска и частота запроса составляют (3250, 265), (11400, 3800), (4720, 505) и (6280, 400) для французского, итальянского, португальского и испанского соответственно. Этот код относительно менее эффективен для голландского, английского и немецкого, где его значения составляют (65, 4,8), (93, 10) и (360, 13) соответственно.

Используя то же количество машинного времени, но проводя теперь оптимизацию по отношению к голландскому, английскому и немецкому, можно найти следующие коды: с_)к г Ь1у 1 ίν е то а 8ζ ρ Их д 1и й с.|\у п, который дает (1220, 44), (816, 44), (480, 47) соответственно, для этих языков. Для французского, итальянского, португальского и испанского соответственно тот же код дает (253, 20), (306, 50), (525, 36), (4236, 272). И хотя эти результаты допустимы вне выборочной группы языков, они сильно уступают результатам, полученным при оптимизации, сконцентрированной на неоднозначности по отношению к этим языкам. Из этих результатов следует, что чем больше один язык отличается от другого, тем меньше эффективность для одного языка распространяется на другой язык.

На практике принятие решения о том, какие языки включать в схему многоязыковой оптимизации, приобретает скорее коммерческий, чем концептуальный характер. Важным открытием данного изобретения является то, что даже минимальная эффективность для выборочных языков должна быть такой, чтобы код обладал высоким разрешением печати вслепую. В рассмотренных выше случаях в результате оптимизации по отношению к французскому, итальянскому, португальскому и испанскому был выявлен код с высоким разрешением печа ти вслепую уровня С по отношению к этим языкам, но его минимальная эффективность едва достигает высокого разрешения печати вслепую уровня А в отношении голландского, английского и немецкого языков.

Карманные устройства с высоким разрешением печати вслепую одной рукой. В описанной выше разработке гибридного аккордово-неоднозначного кода было показано, как отмеченные средства ввода можно использовать для создания аккордов при помощи средств ввода, кодирующих неоднозначно закодированные символы в целях сокращения неоднозначности всей системы в целом. Настоящая разработка показывает, как те же средства ввода можно использовать и для создания аккордов и для кодирования неоднозначно закодированных символов. В данном случае неоднозначный код можно представить в виде многоуровневого кода: первая последовательность манипуляций средствами ввода служит для выбора первой подгруппы символов декодирования, вторая последовательность манипуляций средствами ввода служит для выбора второй подгруппы символов декодирования и т.д. Предпочтительно, чтобы вторая подгруппа являлась подгруппой первой подгруппы, третья подгруппа - подгруппой второй подгруппы (и, следовательно, подгруппой первой подгруппы) и т.д. Таков принцип разделяй и властвуй, хорошо знакомый сведущим в данной области. Однако до настоящего времени не понималось, а) что число последовательных подразделений группы символов может быть ограничено, если установить, что наименьшая подгруппа должна содержать не более одного символа и, таким образом, представлять неоднозначный код, а также б) что способ подразделения может быть выбран с таким условием, чтобы минимизировать неоднозначность конечного кода, а также в) что сокращение неоднозначности может быть оптимизировано параллельно с оптимизацией других эргономических критериев, например приверженности традиции, а также г) что переход от одного уровня к другому в иерархической системе может быть совершен при помощи аккордов, состоящих только из парных нажатий клавиш.

Перейдем к подробному описанию конкретного воплощения этих открытий, ссылаясь на фиг. 47. Следует понимать, что это лишь одно из бесконечного числа устройств, которые могут быть созданы на основе положений этого изобретения: это может быть любое печатающее устройство, основанное на принципе разделяй и властвуй в отношении к созданию кода, при том что минимизация неоднозначности и/или других эргономических критериев, например приверженности традиции, никак не выходит за рамки данной разработки.

Данная разработка представляет собой устройство с высоким разрешением печати вслепую одной рукой. Оно характеризуется следующими дополнительными положительными свойствами:

1) обеспечением полноценного однозначного режима ввода текста;

2) обеспечением существенно оптимального, с высоким разрешением печати вслепую, неоднозначного режима ввода текста;

3) обеспечением режима поиска данных с минимальным числом нажатий клавиш;

4) максимальной эргономической совместимостью трех вышеуказанных режимов.

Предпочтительно, чтобы это устройство имело такую конфигурацию, которая позволяет в дополнение к установленным выше эргономическим критериям оптимизировать также новый эргономический критерий, а именно время просмотра. Оптимизация времени просмотра рассматривается в следующем разделе.

Общий план способа создания печатающего устройства, основанного на многоуровневом неоднозначном коде, описывается со ссылками на фиг. 39.

Первый шаг 150 состоит в выборе группы символов декодирования второго уровня. Это те символы, которые должны быть представлены неоднозначным кодом и могут включать, например, для английского языка буквы от а до ζ.

В следующем шаге 151 выбирается эргономический критерий для сводного многоуровневого кода. Этим эргономическим критерием может быть, например, высокое разрешение печати вслепую или ошибка поиска. В общем, многие эргономические критерии многоуровневого кода могут быть выбраны одновременно. В следующем шаге 152 символы декодирования второго уровня делятся на подгруппы. Каждой подгруппе второго уровня присваивается символ кодирования таким образом, что сводный код оптимизируется по отношению к выбранному эргономическому критерию. До этого момента создание кода не отличается от создания любого оптимизированного неоднозначного кода. Однако могут быть представлены дополнительные ограничения, например, на допустимое количество символов кодирования, что позволит осуществить следующий шаг в создании кода. В следующем шаге 153 символы кодирования второго уровня объединяются в группы. Эти группы выступают как символы декодирования для неоднозначного кода первого уровня. Другими словами символы кодирования второго уровня становятся символами декодирования для кода первого уровня. Таким образом каждой группе присваивается символ кодирования первого уровня, создавая неоднозначный код первого уровня. Дополнительная оптимизация эргономических критериев может осуществляться в процессе организации символов второго уровня в группы. В общем, каждый уровень многоуровневого кода можно оптимизировать по отношению к различным эргономическим крите риям. Эти критерии могут быть такими же, как эргономические критерии, по отношению к которым оптимизирован сводный многоуровневый код, а могут отличаться от них. В заключительном шаге 154 созданный таким образом многоуровневый код встраивается в печатающее устройство.

В данном описании создания многоуровневого кода построение кода второго уровня было описано как продолжение построения кода первого уровня. При использовании устройства с многоуровневым кодом этот порядок меняется на обратный: сначала при помощи манипуляции средствами ввода выбирается элемент кода первого уровня, затем элемент кода второго уровня - последующей манипуляцией средствами ввода. В этом состоит суть принципа разделяй и властвуй. Сведущим в данной области должно быть ясно, что этот процесс можно продолжить тем же путем для создания кодов третьего и последующих более высоких уровней.

На практике характеристики каждого уровня многоуровневого кода должны быть одновременно оптимизированы, чтобы добиться желаемых характеристик сводного многоуровневого кода. Настоящая разработка служит конкретной иллюстрацией способа планирования и осуществления такой одновременной оптимизации.

На фиг. 40 показан план осуществления способа создания данной разработки. Чтобы полнее представить весь процесс, три эргономических критерия выбраны для сводного многоуровневого кода, два критерия - для кода первого уровня и три - для кода второго уровня, которые содержит многоуровневый код. В данной разработке три эргономических критерия, примененные к многоуровневому коду, являются следующими: высокое разрешение печати вслепую, ошибка запроса и ошибка поиска. Код первого уровня оптимизируется по отношению к анатомической точности и алфавитному порядку, а код второго уровня оптимизируется по отношению к равномерности разбиения, анатомической точности и существенному алфавитному порядку.

Первый шаг 3100 в создании данной разработки заключается в выборе символов декодирования (второго уровня). Это буквы а-ζ. Затем высокое разрешение печати вслепую, ошибка запроса и ошибка поиска выбираются в качестве эргономических критериев для многоуровневого кода в шагах 3101, 3102 и 3103, соответственно. Затем в шаге 3104 в качестве эргономического критерия выбирается анатомическая точность. Поскольку данное устройство предназначено для печати на нем четырьмя пальцами той руки, в которой оно держится, максимизация анатомической точности достигается, если на каждый палец руки (кроме большого) приходится по одному средству ввода (всего 4) и по одному соответствующему символу кодирова ния первого уровня (всего 4). Анатомическая точность выбирается в качестве эргономического критерия для кода второго уровня в шаге 3105. Каждый символ кодирования в коде первого уровня будет соответствовать нескольким символам кодирования кода второго уровня. Анатомическая точность для кода второго уровня считается оптимизированной, если каждый из 4 символов первого уровня соответствует 4 символам кодирования второго уровня, так что число символов кодирования второго уровня должно составить 16, чтобы анатомическая точность была максимизирована. 16 символов кодирования второго уровня могут быть ассоциированы с символами декодирования второго уровня таким образом, что максимизация равномерности разбиения достигается, если 26 символов декодирования второго уровня так распределены по символам кодирования второго уровня, что 1 или 2 символа декодирования второго уровня ассоциированы с каждым из 16 символов кодирования второго уровня. Такое распределение, в свою очередь, предполагает, что от 4 до 8 символов декодирования второго уровня в итоге будут ассоциированы с каждым из 4 символов декодирования первого уровня.

В следующем шаге 3106 в качестве эргономического критерия для кода первого уровня выбирается алфавитный порядок. Оптимизация по отношению к данному критерию требует одновременной оптимизации кодов как первого, так и второго уровня. Для этого требуется, чтобы буквы а-ζ выводились на дисплеи, соответствующие средствам ввода, ассоциированным соответственно с каждым пальцем. Поскольку эти дисплеи расположены в порядке соответствия пальцам, то это, в свою очередь, предполагает, что буквы из первой части алфавита должны быть ассоциированы с символами декодирования второго уровня, которые, в свою очередь, ассоциированы с символом кодирования первого уровня, который ассоциирован со средством ввода, ассоциированным с первым пальцем. Таким же образом вторая группа букв, следующая за первой в алфавитном порядке, должна быть присвоена символам кодирования второго уровня, ассоциированным с символом кодирования первого уровня, ассоциированным со средством ввода, ассоциированным со следующим пальцем, и так далее для двух остальных символов кодирования первого уровня. Оптимизация по отношению к алфавитному порядку, таким образом, состоит в выборе упорядоченного разбиения 26 букв тем же способом, какой был описан ранее в связи с другими разработками этого изобретения. На этот раз каждый из 4 элементов упорядоченного разбиения должен иметь от 4 до 8 субэлементов, чтобы обеспечить одновременную оптимизацию всех вышеупомянутых эргономических критериев. Как будет продемонстрировано ниже в подробном описании наилучшего режима для данной разработки, коды с максимально равномерным разбиением, даже в случае кода первого уровня, могут также быть обнаружены и в процессе оптимизации по отношению ко всем другим интересующим нас эргономическим критериям.

В заключение, в шаге 3107 в качестве эргономического критерия неоднозначного кода второго уровня выбирается существенный алфавитный порядок. Это значит, что должна существовать возможность расположить буквы как можно ближе к алфавитному порядку, принимая во внимание все другие заданные ограничения на присвоение букв символам кодирования второго уровня. Отклонения от строгого алфавитного порядка можно измерить многими способами, например, с помощью подсчета количества попарных перемещений, необходимых для приведения данного порядка в соответствие со строгим алфавитным порядком.

Теперь рассмотрим фиг. 41-47 и опишем карманное устройство с высоким разрешением печати вслепую для работы одной рукой, кодирующее по меньшей мере буквы [а-ζ] и основанное на коде, способ создания которого был описан выше. Для того, чтобы на устройстве, сконструированном в соответствии с настоящей разработкой, можно было печатать вслепую, следует зафиксировать разделение символов на подгруппы, подгрупп на подгруппы и т.д., то есть исключить изменения в зависимости, например, от того, какие символы были введены ранее. Такая фиксированность относится лишь к требованию возможности печати вслепую, а положения данного изобретения могут применяться в более широком контексте. Например, механизм завершения слов может значительно сократить число нажатий клавиш. Но, поскольку поведение механизма завершения слов сложно и плохо предсказуемо, машина с таким механизмом никак не может быть в строгом смысле пригодна для печати вслепую. Несмотря на это, процессы оптимизации, которые привели к кодам с высоким разрешением печати вслепую, приводят и к эффективному механизму завершения слов, поскольку чем ниже неоднозначность, тем выше эффективность завершения слова. Таким образом, дополнение механизма завершения слов к коду с высоким разрешением печати вслепую не выводит данное устройство за рамки настоящего изобретения.

Для настоящей разработки мы вводим дополнительное ограничение, согласно которому та печатающая часть устройства, на которой вводятся символы, должна умещаться в одной руке, которой и только которой должен осуществляться набор. Чтобы ограничить потребность в движениях пальцами, символы могут вводиться посредством последовательностей манипуляций всего 5 средствами ввода: 1 средство ввода для большого пальца руки, в которой держится устройство 2104, и 4 средства ввода для остальных пальцев руки, в которой держится устрой ство 2100-2103. Устройство представленное на фиг. 41, предназначено для левой руки, очевидно, что возможно проектирование симметричного устройства для правой руки или двустороннего устройства, которое можно использовать любой рукой.

Желательно, чтобы в устройстве были дисплеи 2106-2109, каждый из которых ассоциирован с каждым из средств ввода 2100-2103 и показывает те элементы подгруппы, которые в данный момент ассоциированы с соответствующим средством ввода. Задействование средства ввода приводит к выбору соответствующей подгруппы. Средство ввода 2104 может использоваться для дальнейшего уточнения выбора подгруппы и /или для выбора прочих подгрупп символов. Например, одинарный символ пробел может быть ассоциирован со средством ввода 2104; предпочтительно, чтобы этот или другие символы, ассоциированные со средством ввода 2104, могли выводиться на дисплей 2110. Буквы [а-ζ] могут быть распределены по 4 средствам ввода 2100-2103. Предпочтительно, чтобы распределение букв по средствам ввода способствовало минимизации неоднозначности (частота ошибки поиска и/или частота запроса) итогового кода, и в то же время, чтобы соблюдалась традиция алфавитного порядка. Эта традиция помогает новичку-пользователю в нахождении нужной буквы при помощи простого просмотра потенциальных букв.

На фиг. 42 показано расположение букв [аζ], при котором буквы [а-ί] ассоциированы с первым средством ввода 2100, [д-1] - со вторым средством ввода 2101, [т-х] - с третьим средством ввода 2102 и в заключение [к-ζ] - с четвертым средством ввода 2103. Эти ассоциации образуют подгруппу первого уровня в коде первого уровня. В общем, предпочтительно, чтобы были ассоциированы 4-8 букв с каждым из 4 средств ввода: тогда подгруппа букв, ассоциированных с каждым средством ввода, может быть в дальнейшем разделена на 4 подгруппы, каждая из которых содержит не более двух букв. Практичность данного ограничения вскоре станет очевидной, и всем сведущим в данной области станет ясно, как распространить положения настоящей разработки на языки с другим количеством букв и на другое количество средств ввода.

На фиг. 43 представлен образец группы подгрупп второго уровня, на которые делятся подгруппы первого уровня (фиг. 42). На фиг. 43 представлена таблица из четырех столбцов и четырех строк. Столбцы озаглавлены по средствам ввода, задействованным на первом шаге, а строки - по символам, ассоциированным с каждым средством ввода во втором шаге. Таким образом, например, если первым задействуется средство ввода 2100, то затем во втором шаге символы ас будут ассоциированы со средством ввода 2100, Ье - со средством ввода 2101 и т.д.

Подобное присваивание выбрано в целях минимизации частоты ошибки поиска и частоты запроса, при соблюдении ограничений на размеры подгруппы, описанных выше. Частота ошибки поиска и частота запроса для этого кода составляют (1100, 69) по результатам нашей эталонной статистики. Следует обратить особое внимание на то, что в этом примере буквы в подгруппах первого уровня могут быть расположены в алфавитном порядке, а буквы в подгруппах второго уровня могут быть только частично расположены в алфавитном порядке. Для этого примера было принято решение ослабить условие следовать алфавитному порядку на втором уровне, чтобы улучшить показатели частоты поиска и частоты запроса и обеспечить создание кода, обладающего максимально высоким разрешением печати вслепую. Этот факт показывает, что алфавитный порядок может быть оптимизирован, а может и не быть, как и любой другой эргономический критерий, и что взвешивание характеристик оптимизации может давать различные результаты на разных уровнях в многоуровневом неоднозначном коде. Еще раз подчеркнем, что преимущество алфавитного порядка состоит в сокращении времени просмотра, особенно для новичков-пользователей. Поскольку на втором уровне на дисплей выводится малое число символов, время просмотра в любом случае невелико и может быть еще больше сокращено при помощи механизмов, которые мы сейчас обсудим.

Чтобы напечатать определенную искомую букву, пользователь прежде всего активирует одно из средств ввода 2100-2103, соответствующее группе букв, в которой содержится данная буква. На фиг. 44 показан пример работы устройства, когда пользователь печатает букву е. Со ссылкой на фиг. 42 можно увидеть, что е ассоциирована со средством ввода 2100 на первом уровне. Пользователь активирует это средство ввода, а на дисплее появляется то, что видно на фиг. 44. Теперь буква е ассоциирована со средством ввода 2101. При манипуляции этого средства ввода, выводится буква е. Такая же последовательность манипуляций средствами ввода служит также для выбора буквы Ь, следовательно этот код неоднозначен. Как и в других разработках, определить, какая из букв е или Ь является искомой, можно по контексту или с помощью механизма устранения неоднозначности. Ввод слов осуществляется при помощи последовательного выбора нужных букв указанным образом, а конец слова - активацией средства ввода 2104, ассоциированного с большим пальцем, операцией двумя руками. Следует отметить, что поскольку способ двойного удара используется для кодирования каждой буквы, это средство ввода может служить основой устройства для одной руки/двух рук. Точнее, если одна рука используется для указания первого удара каждой буквы, а вторая рука используется для указания второго удара каждой буквы, то первую и вторую информацию можно ввести одновременно. Существуют многочисленные физические разработки, которые могли бы быть основаны на этой идее.

Например, пальчиковый механизм [4] можно взять за физическую основу, на которой могла бы базироваться разработка для одной руки/двух рук. Код, предложенный в [4], основан на датчиках перемещения, способных воспринимать несколько положений каждого пальца, чтобы однозначно кодировать букву. Для этого требуются относительно совершенные датчики. Однако при использовании варианта настоящей разработки для двух рук, можно применять более простые датчики. Такие датчики должны фиксировать лишь двоичную (вверх/вниз) информацию для каждого пальца. Таким образом можно сократить сложность технического и программного обеспечения. К тому же для пользователя будет легче изучить такую машину, построенную в соответствии с положениями настоящего изобретения, и легче ей пользоваться.

Визуальная кэш-память. Время просмотра - это время, которое требуется, чтобы визуально выделить искомую букву из группы букв. Оператор, работающий по принципу ищи и бей, просматривает клавиатуру в поиске следующей буквы, а затем нажимает соответствующую клавишу. Время просмотра определяется рядом факторов, включая знание пользователем раскладки клавиатуры. Оператор, работающий по принципу ищи и бей, может в основном знать, где находится искомая клавиша, и использует просмотр только для подтверждения или уточнения расположения. Именно для сокращения времени просмотра, при использовании знания типичным пользователем алфавитною порядка, для кода первого уровня данной разработки был выбран алфавитный порядок. В алфавитном варианте определенные буквы выбираются из группы букв на данной клавише, чтобы быть выведенными на дисплей, в особо отведенном месте, ассоциированном с данной клавишей. Этими клавишами являются те, которые с наибольшей вероятностью будут выбраны в данный конкретный момент, и то, что им отведено особое место, облегчает их нахождение. Принцип работы аналогичен работе кэшпамяти, которая используется в некоторых компьютерных процессорах для хранения использованных за последнее время данных в регистрах, где их можно быстро найти, этот принцип основан на гипотезе, что данные, использованные недавно, вероятнее всего будут использованы опять. В данной разработке буквы включаются в кэш не на основе их недавнего использования, а на основе вероятности их использования в следующую очередь, исходя из статистики данного языка. Однако термин визуальная кэш кажется нам подходящим.

Теперь перейдем к рассмотрению одной разработки с визуальной кэш в контексте с обсуждаемой разработкой. Следует оценить тот факт, что данное изобретение позволяет большое разнообразие модификаций без изменения его сущности, как, например, модификации размера и расположения кэш, организации кэш. ее маркировки и т.д.

Из анализа нашей стандартной статистики следует, что из букв [а-ί], ассоциированных со средством ввода 2100 при помощи кода первого уровня, наиболее вероятной первой буквой в слове является а. Аналогично, из букв [д-1], ассоциированных со средством ввода 2001, наиболее вероятной первой буквой в слове является ί, из букв [т-г], ассоциированных со средством ввода 2102, такой буквой будет о, а из букв [δ-ζ], ассоциированных со средством ввода 2103, - 1.

Если расположить буквы а, ί, о, 1 в особой части дисплея, например в левом верхнем углу области дисплея, ассоциированного с каждым средством ввода, то при стандартном просмотре слева направо и сверху вниз каждого ассоциированного дисплея именно эти буквы обнаруживаются в первую очередь. Предпочтительно, чтобы за исключением этой единственной буквы, выделенной из алфавитного порядка, в каждой подгруппе соблюдался алфавитный порядок расположения всех остальных букв. Различие между буквами в кэш и остальными буквами можно также отметить, выбрав другой цвет. размер, стиль и т.д. шрифта для букв, записанных в кэш, в отличие от остальных.

Обратимся теперь к фиг. 45 и 46 и посмотрим, как данное наблюдение может быть использовано в целях сокращения времени просмотра. На фиг. 45 показано, как вводится слово 11ιίη1< без использования визуальной кэш, а на фиг. 46 показано, как то же слово вводится с использованием визуальной кэш. Таким образом, на фиг. 45 показано, что для ввода буквы 1 прежде всего активируется первое средство ввода 2103, соответствующее букве 1. Перед активацией первого средства ввода во второй колонке чертежа показан дисплей. Как только 2103 активировано, отображение на дисплее меняется на то, что показано в третьей колонке. Когда следующим активируется средство ввода 2101, то выводится буква 1. Подобным образом меняются все дисплеи по мере ввода остальных букв слова 1Ыпк.

В таблице на фиг. 46, чтобы показать различие между буквами, записанными и не записанными в визуальной кэш, буквы, записанные в визуальной кэш, написаны заглавными буквами, а буквы, не записанные в визуальной кэш, строчными. По нашей эталонной статистике в 42% случаев первыми буквами в словах являются буквы а, ί, о, 1. Таким образом, 42% времени пользователь, начинающий печатать слово, немедленно найдет его первую букву в кэш.

В процессе ввода слова, следующая наиболее вероятная буква меняется в зависимости от контекста, который создает вводимое слово. Следовательно, по мере ввода слова должны меняться выбранные для записи в кэш буквы, что зависит от конкретного слова, которое подлежит вводу.

В случае слова 11ипк буква ΐ находится в визуальной кэш как перед активацией первого средства ввода, так и перед активацией второго средства ввода, как показано на фиг. 46 в первых четырех строках таблицы, каждая из которых соответствует дисплею средства ввода. Как только выбрана ΐ, буквами в визуальной кэш становятся а, 1, о, м, как показано во втором блоке из четырех строк на фиг. 46. После того, как для начала ввода буквы ί выбирается первое средство ввода, только две буквы могут продолжить данное слово в соответствии с эталонной статистикой, это буквы 1 и ί, обе эти буквы появляются в визуальной кэш на втором дисплее. Следуя этим путем в отношении букв ί, п, к, мы обнаруживаем, что искомая буква всегда оказывается в визуальной кэш для этого слова. В действительности, после использования первого средства ввода для ввода буквы ί существует лишь одна возможная буква, которую можно было бы попробовать, если пользователь на самом деле вводит слово в базу данных. В этом случае, последующее использование второго средства ввода становится избыточным, и букву ΐ можно вывести сразу после использования первого средства ввода.

Явное устранение неоднозначности и ввод дополнительных символов. Как указывалось выше, общей целью изобретения является создание полностью однозначного способа для ввода символов на печатающем устройстве, основанном на неоднозначных кодах. В настоящей разработке предлагается один простой способ обеспечения однозначного ввода, который заключается в предоставлении дополнительного однозначного средства ввода 2105, показанного на фиг. 41, расположенного там, где его легко активировать большим пальцем, что и является оптимальным расположением. Однако и другие варианты расположения возможны.

В настоящей разработке было решено ограничить максимальный размер подгрупп второго уровня 2 символами. Таким образом, механизм устранения неоднозначности всегда либо правильно выберет искомый символ, либо выберет другой, неправильный символ, который спарен с искомым. Любое программное обеспечение устранения неоднозначности может генерировать сигнал, указывающий, какой из двух символов был бы выбран, если бы соответствующие средства ввода выбирались пользователем. Такой сигнал можно использовать для обеспечения обратной связи с пользователем, например, посредством высвечивания той буквы, которую надо выбрать. Если эта буква не совпадает с искомой буквой, то пользователь может активировать средство ввода явного устранения неоднозначности 2105, представленного на фиг. 41, чтобы форсировать выбор другого, не высвеченного символа.

Образец использования такого механизма однозначного ввода текста представлен на фиг. 47. Как и на фиг. 45 и 46, данная таблица показывает процесс введения слова 11ипк. Здесь в четвертом столбце представлены буквы, которые были бы введены, если бы после активации первого и второго средства ввода, использованных для ввода букв слова Сшк, следовала активация однозначного средства ввода. Например, если бы сначала для ввода буквы ΐ активировались средство ввода 2103 и средство ввода 2101, то в результате последующей активации средства ввода 2105 была бы выбрана буква и. Теперь и стала бы первой буквой слова. Все возможные буквы можно ввести таким однозначным способом. Когда в подгруппах второго уровня содержится всего одна буква, то эта единственная буква вводится однозначным способом, минуя активацию средства ввода 2105, то есть средство ввода 2105 не применяется. Для вышеупомянутого кода буквы б, £, 1, 1, п и р всегда вводятся однозначным способом.

Высокое разрешение печати вслепую: измерение и пороги. Высокое разрешение печати вслепую - это новое, новаторское понятие, которое характеризует определенный класс машин. Широта данного понятия была определена посредством анализа множества разнообразных устройств, находящихся рядом с данным классом и, таким образом, устанавливающих его границы.

Чтобы более точно раскрыть понятие высокого разрешения печати вслепую, в данном разделе будут представлены альтернативные количественные характеристики высокого разрешения печати вслепую, которые делают возможным измерение высокого разрешения печати вслепую любого неоднозначного кода и, следовательно, решать, входит ли этот код в сферу интересов данного изобретения или нет.

Статистические языковые данные. Как указывалось выше, представление языка как текстового фонда является задачей лингвистов. В целях количественной точности мы определим репрезентативный фонд как собрание по меньшей мере 10 миллионов слов, выбранных случайным способом из неспециальных газет на интересующем языке.

Число клавиш. Следует различать четыре вида числа клавиш: физическое число клавиш, аккордовое число клавиш, эффективное число клавиш и комбинированное эффективное число клавиш. Физическое число клавиш - число вводов, использованных для кодирования символа. На минимальной клавиатуре 0\тег1у 26 клавиш, маркированных буквами, клавиша переключения режима и клавиша пробела, таким образом, физическое число клавиш составляет 28. Аккордовое число клавиш - число отдельных комбинаций клавиш, которые кодируют символы. Для минимальной клавиатуры О\\'ег1у регистровая клавиша может комбинироваться с любой клавишей для создания заглавной буквы, следовательно, у такой клавиатуры аккордовое число клавиш составляет 28+26-1=53, поскольку регистровая клавиша сама по себе не кодирует никакого символа. Другими словами, можно было бы создать клавиатуру, полностью эквивалентную минимальной клавиатуре О\\'ег1у, которая бы имела 53 физические клавиши, каждая из которых кодировала бы один символ, а именно, букву верхнего или нижнего регистра. В действительности, некоторые первые печатающие машинки были именно такой конструкции.

Эффективное число клавиш. При заданной группе символов, которую следует представить неоднозначным кодом, определенной группы статистических данных и определенном числе физических клавиш Р, существует оптимальный неоднозначный код, характеризующийся лучшими из возможных показателями частоты поиска и частоты запроса, при условии, что они являются единственными ограничениями кода. Назовем эти показатели соответственно Рп и Рз. У любого неоднозначного кода при любом числе физических клавиш будет эффективное число клавиш Р, если его частота поиска и частота запроса равняются Рп и Рз. Клавиатура с меньшим физическим числом клавиш, чем Р, не имеет возможности поддерживать неоднозначный код с эффективным числом клавиш, равным или больше Р. Чаще всего, как правило, у неоднозначного кода при физическом числе клавиш Р эффективное число клавиш меньше Р. Комбинированное эффективное число клавиш это экспериментальное наблюдение того факта, что значения частоты ошибки поиска и частоты запроса существенно связаны степенной зависимостью, как показано, например, на основе экспериментальных результатов на фиг. 11.

Здесь видно, что для английского языка логарифм существенно оптимальной частоты запроса линейно зависит от логарифма существенно оптимальной частоты поиска.

Это наблюдение дает нам возможность определить для кода единственное число, связывающее частоту ошибки поиска и частоту запроса: им будет проекция точки (частота ошибки поиска, частота запроса) кода на линию наилучшего приближения на графике в логарифмическом масштабе.

Рассмотрим, например, стандартный неоднозначный код. Для этого кода частота ошибки поиска, частота запроса составляют (29; 2,9). Спроектировав эту точку на линию наилучшего приближения на фиг. 11 и проведя линейную интерполяцию, мы находим значение 5,96, которое следовательно является комбинированным эффективным числом клавиш стандартного неоднозначного кода. Хотя стандартный неоднозначный код определяется при 8 физических клавишах (причем аккордовое число клавиш тоже 8, поскольку аккордовый способ вообще не используется), по своей неоднозначности он эквивалентен существенно оптимальному коду на 5,96 физических (или аккордовых) клавишах. Конечно, дробные физические клавиши невозможны на практике, но эти результаты свидетельствуют о том, что можно найти существенно оптимальный код при 6 клавишах, у которого частота ошибки поиска и частота запроса будут лучше, чем у стандартного неоднозначного кода.

Данные соображения позволяют нам определить точный, хотя и произвольный количественный порог для существенной оптимальности комбинированных частоты ошибки поиска и частоты запроса: код будет считаться существенно оптимальным по отношению к этим показателям, если его комбинированное эффективное число клавиш находится в пределах 0,01 от его аккордового числа клавиш, если в системе нет других эргономических ограничений. Также можно определить точный, хотя и произвольный порог высокого разрешения печати вслепую: неоднозначный код для английского языка считается кодом с высоким разрешением печати вслепую, если его комбинированное эффективное число клавиш не меньше 10. Можно распространить это определение на другие языки, при условии, что для того, чтобы считаться кодом с высоким разрешением печати вслепую, его частота ошибки поиска и частота запроса должны быть больше, чем те же показатели у кода с высоким разрешением печати вслепую для английского языка или равны им. Поскольку комбинированное эффективное число клавиш стандартного неоднозначного кода меньше 10, он не является кодом с высоким разрешением печати вслепую согласно заключениям данного раздела.

Измерение комбинированного эффективного числа клавиш позволяет проанализировать любой неоднозначный код на обладание свойствами высокого разрешения печати вслепую. Например, гибридный аккордовый/неоднозначный код аЬ с бй е дй к |к 1 то п рс.|г к υν ΐ νχζ у, описанный выше, имеет 9 физических клавиш: 8 буквенных клавиш стандартной телефонной тастатуры плюс 1 регистровая клавиша. Его аккордовое число клавиш 16; он эквивалентен неоднозначному коду на 16 независимых клавишах без регистровой клавиши. Без применения фактора промежутка его частоты (поиска. запроса) составляют (431, 21), соответствуя комбинированному эффективному числу клавиш 12,8. С фактором промежутка, равным 500, значения улучшаются до (440, 45), соответствуя комбинированному эффективному числу клавиш 13,75. С или без фактора пробела этот код обладает высоким разрешением печати вслепую. Следует отметить, что комбинированное эффективное число клавиш меньше аккордового числа клавиш, но при этом, данный код является существенно оптимальным при условии дополнительного условия алфавитного порядка. Таким же образом гибридная аккордовая/неоднозначно-кодовая разработка для одной руки имеет код со значениями (поиска, запроса), равными (1100, 69), достигая комбинированного эффективного числа клавиш, равного 15, хотя ее физическое число клавиш - 4, а аккордовое число клавиш - 16. Это код с высоким разрешением печати вслепую, и разница между аккордовым числом клавиш и комбинированным эффективным числом клавиш объясняется дополнительным эргономическим условием алфавитного порядка для кода первого уровня. С учетом этого дополнительного условия этот код является существенно оптимальным. Напротив, у кода на 14 физических клавишах Еи)йзи: рп д! сг /к мд а е Ы ко иб хГ ут νΐ дЬ - значения частоты (поиска, запроса) составляют (105,4), а комбинированное эффективное число клавиш - 8,47. Этот код не является существенно оптимальным и не обладает высоким разрешением печати вслепую, несмотря на то, что его физическое число клавиш больше 10.

Несмотря на то, что варианты наглядного воплощения настоящего изобретения были описаны со ссылками на сопутствующие чертежи, следует понимать, что изобретение ими не ограничивается и что специалисты в данной области смогут осуществить множество прочих изменений и модификаций, не выходя при этом за рамки изобретения.

Библиография [1] 1Шр:Лу\у\у.Гир15и.со)р/11урег1ех1/пе\\ъ /1996/1ип/тз-1х1.Ыт1

1Шр:/\у\у\у.Ги)Ц5и.со)р/11урег1ех1/пе\У8/1998/ Мау/27-е.1т1

1Шр:/\у\у\у.Ги)Ц5и.со)р/11урег1ех1/пе\У8/1996/ Чи1/1ех(.Н1т1 [2] иЗР 5,818,437 Кебисеб кеуЬоагб б1затЫдиабпд сотри!ег. ИЗ5818437, Ос!. 1998 [3] Кебисеб кеуЬоагб бйатЫдиабпд зуз!ет, РСТ/иЗ98/01307: У098/33111 [4] Вобу Соир1еб Ппдеппд: У1ге1езз УеагаЫе КеуЬоагб. СН1 97 Е1ес1гошс РиЬНсабопз: Рарегз, Ьу ЕИКИМОТО, Мазаак1 апб ТОΝΟΜυΚΑ, УозЫпоЬи ΝΤΤ Нитап 1п1егГасе ЬаЬогаФпез 1-1 Н1каппо-ока, Уокозика-зЫ, Кападама-кеп, 239 1ΑΓΑΝ \хеЬ геГегепсе: Ьйр:/мм'мхаст.огд/1игтд/з1дз/з1дсЫ/сЫ97/ргосеебтдз/ рарег/Гкт. Ыт#и 21.

Claims (46)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Печатающее устройство с высоким разрешением печати вслепую, включающее механизм ввода, реагирующий на действия пользователя, для создания последовательностей символов кодирования, механизм неоднозначного кода с высоким разрешением печати вслепую, который преобразует последовательности символов кодирования в последовательности символов декодирования, механизм вывода, который избирательно выводит последовательности символов декодирования в ответ на использование пользователем указанного механизма ввода.
2. 2. Печатающее устройство по п.1, в котором упомянутый механизм неоднозначного кода с высоким разрешением печати вслепую существенно физически удален от вышеупомянутого механизма ввода, при этом оно содержит коммуникатор для передачи сигналов, выработанных вышеупомянутым механизмом ввода, вышеупомянутому механизму неоднозначного кода, где вышеупомянутые сигналы приводятся в соответствие с вышеупомянутыми последовательностями символов кодирования и отображаются на вышеупомянутые последовательности символов декодирования при помощи вышеупомянутого механизма неоднозначного кода.
3. 3. Печатающее устройство по п.1, в котором вышеупомянутый неоднозначный код с высоким разрешением печати вслепую представляет собой оптимизированный неоднозначный код, оптимизированный по отношению по меньшей мере к одному из следующих эргономических критериев: частоте запроса, ошибке поиска, анатомической точности, физиологической точности, структуре разбиения, сохранению традиций, кросс-платформенной совместимости, правильности раскладки и времени просмотра.
4. 4. Печатающее устройство по п.3, в котором вышеупомянутый оптимизированный неоднозначный код является оптимальным.
5. 5. Печатающее устройство по п.3, в котором одним из вышеупомянутых эргономических критериев является согласованность с традицией, причем вышеупомянутая согласованность с традицией представляет собой стандартную связь буквенно-цифровых символов с механизмом ввода стандартной телефонной тастатуры, а вышеупомянутая стандартная связь буквенноцифровых символов со средствами ввода включает в себя ассоциацию небуквенных символов с первым множеством 4 небуквенных средств ввода и буквенных символов со вторым множеством 8 буквенных и небуквенных средств ввода.
6. 6. Печатающее устройство по п.5, в котором по меньшей мере еще один из вышеупомянутых эргономических критериев выбран из группы, включающей частоту запроса, ошибку поиска, анатомическую точность и физиологическую точность, где данное печатающее устройство также содержит по меньшей мере одно аккордовое устройство ввода, причем указанное по меньшей мере одно аккордовое устройство ввода представляет собой устройство вспомога-

   8Ί тельного ввода и вышеупомянутого небуквенного устройства ввода, традиционно связанного с символами 0, 1, * и #, причем вышеупомянутое аккордовое устройство ввода выполнено с возможностью работы последовательно или существенно одновременно со средством ввода, выбранным из вышеупомянутого второго множества средств ввода, ассоциированных с буквенными символами таким образом, что подгруппа буквенных символов, ассоциированных с вышеупомянутыми средствами ввода, ассоциирована с символом кодирования вышеупомянутого неоднозначного кода.
7. 7. Печатающее устройство по п.6, в котором использование одного из вышеупомянутых буквенных и небуквенных средств ввода в отдельности связывает подгруппу соответствующих букв с символами кодирования, в то время как использование той же буквы и небуквенного средства ввода в сочетании по меньшей мере с одним из указанных аккордовых устройств ввода связывает подгруппу других букв, ассоциированных с вышеупомянутым одним из вышеупомянутых буквенных и небуквенных средств ввода, с другим символом кодирования вышеупомянутого неоднозначного кода.
8. 8. Печатающее устройство по п.7, в котором функционирование по меньшей мере одного из вышеупомянутых аккордовых устройств с одним из вышеупомянутых буквенных и небуквенных средств ввода связывает одно из множества отдельных букв из вышеупомянутых соответствующих букв с соответствующим символом кодирования.
9. 9. Печатающее устройство по п.8, в котором множество одиночных букв состоит из С, Е, Н, Ь, Ν, 8, Т, Υ соответственно для вышеупомянутых буквенных и небуквенных средств ввода, традиционно маркированных от 2 до 9.
10. 10. Печатающее устройство по п.1, дополнительно включающее первую подгруппу первичных средств ввода и вторую подгруппу вторичных средств ввода, при этом вышеупомянутый неоднозначный код является многоуровневым неоднозначным кодом, причем в результате первого использования одного из вышеупомянутых вторичных средств ввода выбраны первая подгруппа символов декодирования, а в результате второго использования одного из вышеупомянутых вторичных средств ввода выбраны вторая подгруппа символов декодирования.
11. 11. Печатающее устройство с высоким разрешением печати вслепую, содержащее множество средств ввода, включая множество средств ввода статистически значимых символов для кодирования множества статистически значимых символов, при этом вышеупомянутое множество средств ввода статистически значимых символов числом меньше, чем число вышеупомянутого множества статистически значимых символов, в результате чего по меньшей мере один из элементов вышеупомянутого множества средств ввода статистически значимых символов соответствует более чем одному статистически значимому символу, причем вышеупомянутое соответствие выбрано так, что вышеупомянутое печатающее устройство обладает высоким разрешением печати вслепую.
12. 12. Печатающее устройство по п.11, в котором вышеупомянутое соответствие удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих эргономических критериев: частоте запроса, ошибке поиска, анатомической точности, физиологической точности, структуре разбиения, при этом согласованность традиций вышеупомянутого соответствия оптимальна.
13. 13. Печатающее устройство по п.1, в котором вышеупомянутый механизм неоднозначного кода с высоким разрешением печати вслепую характеризуется частотой запроса, составляющей по крайней мере 10 слов на запрос, и частотой поиска, составляющей по крайней мере 100 слов на поиск, относительно статистических данных, полученных из достаточно репрезентативного текстового фонда, содержащего не менее 10 миллионов слов.
14. 14. Печатающее устройство по п.1, в котором раскладка клавиатуры вышеупомянутого механизма ввода в значительной мере схожа с
15. 15. Печатающее устройство, по п.1, в котором вышеупомянутый механизм ввода встроен в руль автомобиля, в результате чего вышеупомянутое печатающее устройство может использоваться водителем во время движения.
16. 16. Печатающее устройство по п.1, в котором для вышеупомянутого высокоэффективного для слепой печати кода соблюдена существенно алфавитная раскладка.
17. 17. Печатающее устройство по п.1, в котором вышеупомянутый код с высоким разрешением печати вслепую одновременно является кодом с высоким разрешением печати вслепую по отношению к более чем одному языку.
18. 18. Печатающее устройство по п.1, в котором вышеупомянутый код с высоким разрешением печати вслепую имеет по меньшей мере одно значение частоты поиска и частоты запроса в пределах 5% от наилучшего из возможных кодов для заданного числа средств ввода.
19. 19. Печатающее устройство по п.1, также содержащее сенсорный экран, который включает в себя вышеупомянутый механизм ввода и в котором вышеупомянутые символы декодирования, ассоциированные с каждым из вышеупомянутых средств ввода, селективно прозрачны.
20. 20. Печатающее устройство по п.1, дополнительно включающее механизм для связывания расположения вышеупомянутого устройства на поверхности с позициями на компьютерном дисплее, при этом символы декодирования, ассоциированные с каждым из вышеупомянутых средств ввода, являются функцией выше89 упомянутых позиций на вышеупомянутом компьютерном дисплее.
21. 21. Печатающее устройство по п.20, дополнительно включающее средство ввода, используемое большим пальцем, грип для ладони и дисплей, причем вышеупомянутое средство ввода, используемое большим пальцем, эффективно для ввода однозначных символов, вышеупомянутый грип для ладони позволяет передвигать вышеупомянутое печатающее устройство по поверхности под давлением ладони, в то время как рука находится в удобном для печатания положении, а вышеупомянутый дисплей эффективен для вывода на экран группы символов, в данный момент ассоциированных с вышеупомянутым средством ввода.
22. 22. Печатающее устройство по п.1, дополнительно включающее четыре существенно равных по размеру существенно плоские части, прикрепленные друг к другу таким образом, который дает возможность их складывать, в результате чего вышеупомянутое печатающее устройство может быть сложено дважды.
23. 23. Печатающее устройство по п.1, в котором подгруппа вышеупомянутого механизма ввода состоит из 13 элементов, а вышеупомянутый высокоэффективный для слепой печати код аналогичного механизма отображает по меньшей мере две из букв а-ζ на каждую из вышеупомянутых подгрупп средств ввода, в результате чего на вышеупомянутом печатающем устройстве можно печатать одной рукой, используя приблизительно такие же движения, как и во время печатания с использованием связанного однозначного печатающего устройства, предназначенного для печати двумя руками.
24. 24. Печатающее устройство по п.23, в котором присваивание вышеупомянутых символов декодирования вышеупомянутым средствам ввода таково, что указанное присваивание допускает существенно оптимальную физиологическую раскладку.
25. 25. Печатающее устройство по п.1, в котором раскладка вышеупомянутых средств ввода соответствует формату стандартной вспомогательной числовой клавиатуры.
26. 26. Печатающее устройство по п.1, в котором вышеупомянутый механизм неоднозначного кода с высоким разрешением печати вслепую является механизмом многоуровневого неоднозначного кода.
27. 27. Печатающее устройство по п.26, дополнительно включающее в себя множество первичных средств ввода, при этом вышеупомянутый механизм многоуровневого неоднозначного кода содержит неоднозначный код первого уровня и неоднозначный код второго уровня, причем первая манипуляция одного из вышеупомянутых первичных средств ввода приводит к выбору символа кодирования, выведенного из вышеупомянутого неоднозначного кода первого уровня, а второе действие с одним из вышеупомянутых первичных средств ввода приводит к выбору символа кодирования, выведенного из вышеупомянутого неоднозначного кода второго уровня.
28. 28. Печатающее устройство по п.27, в котором вышеупомянутое печатающее устройство является карманным печатающим устройством, а вышеупомянутое множество первичных средств ввода состоит из 4 элементов, в результате чего вышеупомянутые первичные средства ввода находятся в отношении один к одному с пальцами той руки пользователя, в которой он держит вышеупомянутое устройство.
29. 29. Печатающее устройство по п.28, дополнительно включающее множество дисплеев, причем каждый из вышеупомянутого множества дисплеев ассоциирован с одним из вышеупомянутых первичных средств ввода, и каждый из вышеупомянутого множества дисплеев используется для вывода символов декодирования вышеупомянутых кодов первого и второго уровня.
30. 30. Печатающее устройство по п.29, в котором вышеупомянутый многоуровневый неоднозначно-кодовый механизм оптимизирован по отношению к ошибке поиска и частоте запроса, вышеупомянутый код первого уровня оптимизирован по отношению к алфавитному порядку, а вышеупомянутый код второго уровня оптимизирован по отношению к существенному алфавитному порядку и равномерности разбиения.
31. 31. Печатающее устройство по п.30, дополнительно включающее однозначное средство ввода, причем вышеупомянутое однозначное средство ввода используется для однозначного выбора одного из вышеупомянутых символов декодирования вышеупомянутого неоднозначного кода второго уровня.
32. 32. Печатающее устройство по п.29, в котором по меньшей мере один наиболее вероятный символ декодирования выводится первым по порядку по меньшей мере на один из вышеупомянутых дисплеев, посредством чего сокращается время сканирования и в результате чего по меньшей мере один наиболее вероятный символ выводится на дисплей таким образом, что он визуально отличается от других менее вероятных символов декодирования.
33. 33. Печатающее устройство по п.26, дополнительно включающее множество вторичных средств ввода, причем манипуляция вышеупомянутыми вторичными средствами ввода используется для выработки однозначно закодированных символов.
34. 34. Способ создания печатающего устройства с высоким разрешением печати вслепую, состоящий из следующих шагов:

    выбор символов декодирования, которые будут представлены в многоуровневом неоднозначном коде, содержащем неоднозначный код первого уровня и неоднозначный код второго уровня, выбор эргономического критерия, подлежащего оптимизации для вышеупомянутого многоуровневого неоднозначного кода, разделение вышеупомянутых выбранных символов декодирования на подгруппы второго уровня, присваивание символа кодирования второго уровня каждой вышеупомянутой подгруппе второго уровня в целях оптимизации вышеупомянутого выбранного эргономического критерия, объединение вышеупомянутых символов кодирования второго уровня в группы таким образом, чтобы оптимизировать второй эргономический критерий, по возможности идентичный вышеупомянутому эргономическому критерию, подлежащему оптимизации для многоуровневого кода, присваивание каждой из вышеупомянутых групп символа кодирования первого уровня, посредством чего создается оптимизированный многоуровневый неоднозначный код, связывающий символы кодирования второго уровня с символами кодирования первого уровня, и включение указанного многоуровневого кода в печатающее устройство.
35. 35. Печатающее устройство, созданное способом по п.34.
36. 36. Способ по п.34, который дополнительно включает следующие шаги:

    выбор высокой эффективности слепой печати в качестве первого эргономического критерия вышеупомянутого многоуровневого кода, выбор ошибки запроса в качестве второго эргономического критерия вышеупомянутого многоуровневого кода, выбор ошибки поиска в качестве третьего эргономического критерия вышеупомянутого многоуровневого кода, задание числа символов кодирования первого уровня в количестве 4, посредством чего оптимизируется анатомическая точность (первый эргономический критерий вышеупомянутого кода первого уровня), задание числа символов кодирования второго уровня в количестве 16, посредством чего оптимизируется равномерность разбиения (второй эргономический критерий вышеупомянутого кода второго уровня), причем оптимизация осуществляется одновременно с оптимизацией анатомической точности (второго эргономического критерия вышеупомянутого кода первого уровня), выбор алфавитного порядка в качестве второго эргономического критерия вышеупомянутого кода первого уровня, выбор существенно-алфавитного порядка в качестве третьего эргономического критерия вышеупомянутого кода второго уровня.
37. 37. Способ оптимизированного построения неоднозначных кодов с высоким разрешением печати вслепую, состоящий из следующих шагов:

    a) выбор группы сильно статистически коррелированных символов декодирования, состоящий из следующих подшагов: выбор набора эталонных статистических данных и на основе анализа статистической корреляции символов относительно вышеупомянутой эталонной статистики,

    b) выбор механизма устранения неоднозначности,

    c) выбор числа символов кодирования,

    б) выбор группы эргономических критериев,

    е) взвешивание вышеупомянутых эргономических критериев по отношению друг к другу,

    £) выбор способа оптимизации и

    д) применение способа оптимизации.
38. 38. Способ по п.37, в котором шаг, состоящий в применении способа оптимизации, включает следующие шаги:

    a) выбор исходного кода из группы потенциальных кодов,

    b) присваивание вышеупомянутому исходному коду статуса текущего кода и текущего лучшего кода,

    c) выработка группы новых кодов из вышеупомянутого текущего кода посредством возмущения вышеупомянутого текущего кода при помощи попарных перестановок присвоений символов клавишам, предпочтительно всех возможных попарных перестановок,

    б) измерение характеристик каждого из вышеупомянутых новых кодов,

    е) проверка на достижение критерия остановки, каким, например, является критерий ограниченного дальнейшего улучшения, вывод вышеупомянутого текущего лучшего кода, в случае если достигнут вышеупомянутый критерий остановки,

    £) в случае, если критерий остановки не достигнут, - проверка вышеупомянутой группы новых кодов на содержание в ней кода, превосходящего вышеупомянутый текущий лучший код,

    д) в случае, если в вышеупомянутой группе новых кодов по меньшей мере один код лучше вышеупомянутого текущего лучшего кода, присваивание вышеупомянутому текущему лучшему коду статуса вышеупомянутого текущего кода,

    к) в случае, если в вышеупомянутой группе новых кодов нет ни одного кода, лучше вышеупомянутого текущего лучшего кода, - присваивание вышеупомянутому текущему коду кода, выбранного случайным способом из вышеупомянутой группы новых кодов, и

    ΐ) повтор последовательности вышеупомянутых шагов, начиная с вышеупомянутого шага выработки группы новых кодов.
39. 39. Способ по п.37, в котором вышеупомянутый шаг по выбору группы эргономических критериев содержит шаги по выбору ошибки поиска в качестве эргономического критерия и выбору частоты запроса в качестве эргономического критерия, включающий следующие шаги:

    a) определение высокого разрешения печати вслепую для слепой печати при помощи приемлемых количественных величин частоты ошибки поиска и частоты запроса,

    b) определение минимального числа клавиш, необходимого для того, чтобы при использовании вышеупомянутого минимального числа клавиш, и вышеупомянутого способа оптимизации, и допустимых количественных значений частоты ошибки поиска и частоты запроса,

    c) можно было определить максимальное число клавиш, допустимое при заданной конструкции требуемого печатающего устройства, и

    6) в случае, если максимальное число клавиш меньше, чем вышеупомянутое минимальное число клавиш, выполнение вышеупомянутого шага применения способа оптимизации.
40. 40. Способ по п.37, включающий вышеупомянутый шаг по выбору кода уменьшенной неоднозначности со следующими шагами:

    a) выбор группы символов, которые будут представлены в эргономическом коде,

    b) выбор способа измерения эргономики,

    c) выбор числа элементов кода в группе, причем это число должно быть меньше числа символов в группе символов,

    6) выбор множества эталонных последовательностей символов из группы символов,

    е) анализ статистики эталонных последовательностей для построения данных для измерения эргономики кода и

    Г) поиск в группе возможных кодов кода с существенно оптимальным значением результата измерения эргономики кода.
41. 41. Способ для передачи последовательности символов при помощи кода с уменьшенной неоднозначностью с высоким разрешением печати вслепую, включающий следующие шаги:

    а) выбор кода с уменьшенной неоднозначностью,

    b) кодирование последовательности символов в последовательность элементов кода в избранном коде с уменьшенной неоднозначностью,

    c) передача последовательности элементов кода на приемник и

    6) на приемном конце - вычисление множества вероятных вариантов декодирования вышеуказанной последовательности элементов кода.
42. 42. Печатающее устройство с высоким разрешением печати вслепую, включающее множество клавиш, используемых для введения информации, при этом с каждой из множества клавиш ассоциировано множество кодов, причем для того, чтобы назначить первый код из множества кодов, ассоциированных с одной конкретной клавишей из множества клавиш, нажимаются по меньшей мере две клавиши из множества клавиш, а чтобы назначить второй или третий код из множества кодов, ассоциированных с одной конкретной клавишей из множества клавиш, достаточно использования одной особой клавиши, и неоднозначный механизм ввода, который определяет на основе последующих нажатий множества клавиш, предполагалось ли использовать второй или третий код, когда нажата только особая клавиша из множества клавиш.
43. 43. Печатающее устройство по п.42, в котором по меньшей мере две клавиши включают в себя по меньшей мере одну вспомогательную клавишу и по крайней мере одну буквенноцифровую клавишу.
44. 44. Печатающее устройство по п.42, в котором по меньшей мере две клавиши соответствуют либо вспомогательной клавише и буквенно-цифровой клавише, либо двум буквенноцифровым клавишам.
45. 45. Печатающее устройство по п.42, в котором с каждой буквенно-цифровой клавишей ассоциированы одна цифра и по крайней мере две буквы.
46. 46. Печатающее устройство по п.42, в котором с каждой буквенно-цифровой клавишей ассоциированы одна цифра и по крайней мере три буквы.