Введение к работе
Актуальность темы. Проблема раскладки символов на клавиатуре возникла в 1867г, когда Ch Sholes и S Soule представили свое изобретение - первую в мире печатающую машинку Раскладка, примененная ими, оказалась достаточно простой на клавишах, сконструированных в два ряда, латинские буквы размещались в алфавитном порядке Дефекты такого решения проявлялись в случаях скоростного печатания При последовательном нажатии соседних клавишей соответствующие им исполнительные механизмы - молоточки с закрепленными на них литерами нередко зацеплялись друг за друга, застопоривая дальнейшую работу пишущей машинки В последующем Ch Sholes, пытаясь устранить этот недостаток, предложил другую раскладку. В ней буквы, наиболее часто встречающиеся в английских текстах парами, разместились в разных местах клавиатуры Такая раскладка, используемая и поныне, получила название QWERTY по шести первым буквам верхнего ряда клавиатуры
Таким образом, необходимость решения проблемы раскладки впервые была инициирована конструктивными особенностями печатного механизма Однако у этой проблемы выявилась и другая, не менее важная сторона Дело в том, что от характера раскладки букв зависят, несомненно, удобство работы на клавиатуре и скорость набора текстовой информации Поэтому вполне естественно было ожидать появление исследований именно в этом направлении, что и было осуществлено A Dvorak'oM в 1930-х годах Им предложена новая раскладка, в которой, с учетом частот встречаемости латинских букв в английских текстах, наиболее частые буквы были размещены в среднем ряду, менее частые - в верхнем и редкие - в нижнем рядах. Кроме того, все гласные буквы расположились в левой части клавиатуры Результаты соответствующих экспериментов подтвердили определенные преимущества такой раскладки, однако она так и не появилась на клавиатуре пишущих машинок
С изобретением вычислительных машин, а затем и персональных компьютеров, проблема раскладки вновь привлекла к себе внимание специалистов Несмотря на то, что изучением этой проблемы на примерах естественных языков занимались многие
специалисты во многих странах, удовлетворительного решения она не получила до сих пор Причина в том, что предлагаемые решения во всех случаях опирались на качественные критерии, которые при переводе на язык количественных отношений допускали многообразные интерпретации, оставлявшие возможность последующих доработок В настоящее время для многих языков, прежде всего с графикой на основе латиницы, реализованы версии раскладки Дворака, причем с сохранением позиций английских букв на прежних клавишах Поскольку последнее наверняка не отвечает грамматике и статистике конкретных языков, концепцию раскладки Дворака нельзя считать безоговорочно приемлемой вследствие чего всемирная замена вариаций QWERTY на вариации раскладки Дворака не представляется разумной
Отсутствие удовлетворительных решений проблемы способствовали, в частности, тому, что QWERTY с пишущих машин успешно перебралась и на клавиатуры компьютеров и с каждым днем все более и более укрепляет свои позиции
Между тем проблема определения наилучшей раскладки символов на компьютерной клавиатуре не теряет своей актуальности до настоящего времени. Это подтверждается не только проектированием клавиатур для так называемых менее привилегированных языков, но также и непрекращающимися попытками совершенствования английской клавиатуры (например, работы Р Klausler'a из фирмы Cray, США)
Настоящая диссертация, выполнявшаяся в рамках Государственной программы РТ "Применение и развитие информационных технологий в таджикском языке", а также научно-исследовательских планов Института математики АН РТ и Технологического университета Таджикистана, посвящена дальнейшему изучению рассматриваемой проблемы
Цель диссертации - создать математическую модель оптимальной раскладки символов на клавиатуре произвольной конфигурации и затем на ее основе предложить новые варианты эргономичных раскладок таджикских, русских и английских букв на компьютерной клавиатуре
Методы исследования. Для изучения закономерностей частоты встречаемости букв в текстах естественного языка использованы методы математической статистики, програимирования, СУБД и вычислительного эксперимента Для
упорядочения клавишей компьютерной клавиатуры на основе трудозатрат на их активизацию применен метод экспертных оценок Построение оптимальной модельной раскладки, а также решение практических задач об эргономичных раскладках символов на клавиатуре основаны на развитии и применении методов линейного программирования
Научная новизна и результаты. Основными результатами работы являются.
разработка модельной оптимальной раскладки символов естественного языка на клавиатуре произвольной конфигурации,
обнаружение того факта, что случайные выборки английских, русских текстов объемом не менее 10 страниц (приблизительно 24 000 знаков) и таджикских текстов не менее 20 страниц являются репрезентативными (R -текстами) в том смысле, что они характеризуются статистически неразличимыми распределениями частот встречаемости букв,
статистическое доказательство инвариантности ранжирования буквенных блоков по отношению к R - текстам,
получение предварительных вариантов эргономичных раскладок русских, английских и таджикских букв на компьютерной клавиатуре
Теоретическая ценность диссертации заключается в том. что в ней предложена математическая модель для проектирования оптимальной раскладки символов на клавиатуре на основе минимизации трудозатрат при наборе достаточно длинных текстов
Практическая ценность диссертации состоит в том, что разработанная в ней общая методика проектирования эргономичных раскладок может найти практическое применение, прежде всего, дія менее привилегированных естественных языков, которые до сих пор еще не имеют собственного национального стандарта компьютерной клавиатуры
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на научно-исследовательских семинарах Института математики АН РТ
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 4-х статьях, из которых 3 статьи выполнены в соавторстве с научным руководителем З Д Усчановым, которому
принадлежат постановки задач и обсуждение результатов Решения задач выпопнены автором диссертации
Структура работы. Диссертация изложена на 71 страницах компьютерного набора, состоит из введения, 4-х глав, 24 таблиц, 14 рисунков, списка литературы, включающего 44 наименования и 11 приложений
2. Содержание работы.
Во Введении дается обзор работ по рассматриваемой проблеме и краткая характеристика диссертации
