人机交互的第二阶段：命令行界面

 

本文节选自《互联网趋势》第一章：人机交互的变革，如转载本文，请务必注明作者：骆磊

如果你现在点Windows操作系统的开始按钮，然后在运行的地方输入Cmd（Command）,按下回车键，便会进入到一个黑底白字的界面，接着在上面输入dir接着回车，就能看到更多的文字，这些文字显示的全是你当前用户目录下的文件。

 

刚才我们体验的就是计算机人机对话的命令行（Command Line Interface）界面，属于人机交互的第二个阶段。命令行界面人机交互的主要设备是键盘和显示器。

 

命令行界面（Command Line Interface）是在图形用户界面得到普及之前使用最为广泛的用户界面，时至今日，这种人机对话界面仍被广泛应用。最早的命令行界面并不支持鼠标，但现在的命令行界面大部分已经开始支持鼠标，一般仅用来文字选取和定位。用户在命令行界面操作时，通过键盘输入字符的命令，计算机接收到命令后，予以执行。

 

在电影中，我们经常能看见那些计算机高手，酷酷的输入一些复杂的字符，然后潇洒敲下回车，计算机屏幕上立即开始闪过一行行字符，接着问题很快的得到解决。这种命令行的人机对话方式需要输入复杂的命令，才能让计算机完成工作，因此对大多数人来说操作起来仍非常困难。使用者必须背下繁琐的命令，然后才能使用计算机。

 

命令行的人机对话界面是在有了显示器和键盘，特别是显示器后才出现的人机对话方式，有了键盘人类可以用文字的形式输入命令，而显示器则让使操作者可以直观的看到输入的命令，计算机输出的结果，如果只有键盘，而无显示器就只能依靠人的大脑进行凭空想象了。

 

人类第一次通过键盘直接在计算机上输入内容是在1950年。不仅如此， Whirlwind计算机还使用了显示器，当然显示器是我们今天仍未完全淘汰的CRT显示器。“旋风”将显示器和键盘都成为计算机的人机交互设备，为命令行的人机对话方式提供了必要基础。但Whirlwind并不是使用显示器直接输出计算结果的最早应用，更在是在1949年，科学家首次将计算机求出的微分方程的结果显示在了电子示波管荧光屏上。

 

相当长一断时间，键盘只是打孔机的设备，人们使用键盘操作打孔机在卡片上打出一个个计算机可以识别的窟窿。

 

随着显示器技术的成熟，人们可以直接在显示器上看到自己输入的内容，于是打孔卡和穿孔带逐渐消失，键盘则从计算机的附属设备，被直接连接到计算机上，成为最主要的人机对话设备。

 

尽管，Whirlwind有非常先进的人机交互方式，但全世界只有一台，体积非常庞大，不可能被普遍应用。

 

随着计算机芯片技术不断发展，计算机的芯片技术也不断完善，使计算机的体积逐渐变小，同时成本也降低到了足以进入寻常百姓家庭的可能。

 

命令行这种相比起穿孔卡更为方便的对话的人机对话方式，也使计算机得以进入人们日常生活的必要条件，使人们在使用计算机的时候可以更加简便易于操作。

 

采用命令行的人机对话设备的典型代表是是苹果公司在1977年推出的Apple II和IBM公司在1981年推出的IBM PC。他们的共同点是不仅体积小，并且均采用了命令行的人机对话方式。

 

苹果公司生产的Apple II电脑是至今最成功的计算机，由于Apple II有彩色、高分辨率的图形显示模式，音效功能与两种基于BASIC的内置编程语言－Apple soft与Integer。与其他微电脑相比，这些功能更完善而且非常易于学习。在Apple II从1977年到1993年的16年寿命里，总共卖出了大约600万台。

 

Apple II看起来更像是家用电器，非常时尚，而不是一个庞大的电子仪器，因此它无论是摆在家中、还是经理的办公桌上都不会显得过于突兀。

 

第一款Apple II电脑于1977年 6月5日上市，最低零售价为1298美元。他使用了MOS科技的1 MHz 6502微处理器、4KB内存以及用以读取程序和数据的录音带。并在ROM中内置了Integer BASIC编程语言。

 

为了突出自己彩色图像的显示能力，Apple II机箱上的苹果图案使用了彩虹条纹，该图案随后成为苹果公司的标志。它的视频控制器能在屏幕上显示24 行x40列的大写字母，NTSC混合视频输出，适合在屏幕或接了RF模组的电视机上显示画面。

 

一个固定在Apple II机身上的键盘，配合彩色显示器，使Apple II成为当时所有以命令行的人机对话方式计算机中的最杰出作品。

 

IBM公司看到了Apple II的巨大商业成功。1981年，IBM公司推出了售价3000美元的IBM 5150，也就是后来被正式命名的IBM PC。这台电脑采用了Intel公司的4.77MHz的8088处理器，16KB内存（可升级至256KB），捆绑微软的BASIC以及后来被称为PC的“杀手级应用”的VisiCalc电算表软件。

 

Apple II和IBM PC的共同点是纸带设备完全由被键盘、打印机和CRT显示器取代。都采用了非常优秀的软件，因此均迅速取得了成功。但更重要的是这些软件都采用了命令行的人机对话方式，这才使用户能够更加方便的操作和使用，从而使其最终取得巨大商业成功。

 

命令行的界面看似操作复杂，但在今天我们常用的操作系统中，这种人机对话的方式仍然长期存在。如今我们图形化的人机对话界面虽然被广泛使用，但命令行的人机对话方式要比图形化的人机对话方式效率高，节省很多计算机资源。这是因为，图形化的人机对话界面在表面上看似是图形或者菜单的操作形式，但实际上我们在计算机的操作的过程中，每一个图形化和菜单的命令都被自动转化成了命令行的操作指令。

 

尽管图形化的操作界面早已经占据了主流的人机对话方式，但我们仍能看到许多计算机专业人员仍习惯于用命令行的方式去操作计算机。这实际也是计算机行业专门人才必须要掌握的基本要求。

 

专业的计算机工作者，特别是程序员们在计算机上编写计算机程序的时候，一般都是使用纯字符的页面编写程序命令。

 

在非个人计算机领域，例如在服务器上经常使用的Linux和UNIX 操作系统，虽然这些操作系统都提供了图形化的人机对话界面，但是计算机行业的专业人员们仍会使用命令行的方式在服务器上进行操作。这绝不是为了显示自己的专业，而是因为这样效率更高，并且更加安全。当然，如果是将Linux和UNIX装在自己的电脑上作为个人计算机使用，图形化的界面更加方便一些。

 

虽然图形用户界面要比命令行界面的人机对话方式要便捷很多，但是命令行的界面和图形用户界面的时间区隔并不是非常明确，这两种人机交互方式几乎是在同一时间出现。

 

无论是图形还是命令行的人机交互方式，键盘都是必不可少的设备。因此我们必须谈一谈键盘的故事。它的故事，你会发现非常有趣。

 

键盘 最愚蠢的发明

如果现在想象一下，自己的计算机突然没了键盘，那该怎么办？ 你还能继续使用自己的电脑吗？

 

1950年，键盘第一次和计算机直接相连。这一年，麻省理工学院（MIT）林肯实验室在弗雷斯特（J.Forrester）博士和艾佛雷特（B. Everett）领导研发了计算机 “旋风”（Whirlwind）。MIT在旋风上将打字机键盘和电脑相连，使计算机第一次可以通过键盘输入内容。

 

不过将键盘使用到电脑上，早在使用打孔机识别的时代便已开始应用。但他并没有直接使用在计算机上，而是一个辅助设备。键盘被安装在辅助设备上，通过专用的“纸带穿孔机”和“卡片穿孔机”为纸带或者卡片穿出孔，供计算机识别。

 

在今天，计算机键盘是我们工作中不可缺少的设备，但他却是历史上最愚蠢的发明之一。

 

被我们广泛使用的计算机键盘被称为，QWERTY键盘，他是以键盘第一行的前6个字母按键来确定其名称的。

 

初学计算机的人大概都会纳闷，为什么键盘会是这样的键位，这么乱，为什么不是按照字母顺序，这样的顺序不仅经常找不到字母，有时甚至一个字母要找好一会才能找到。至少我在刚开始使用计算机的时候，经常会这样想。那时候我经常想，这样布局，一定是因为部分键的使用率非常高，但无论如何也想不到，这样的布局竟是为了降低打字的速度。

 

实际上，最初的打字机的键盘的确是按照字母顺序排列，但如果打字速度过快，个别键的组合将很容易出现卡键的问题，想要解决这个问题就只能降低敲键盘的速度了，于是克里斯托夫.拉森.授斯（Christopher Latham Sholes）发明了QWERTY键盘布局，他将最常用的几个字母安置在相反方向，最大的限度放慢敲键速度，以避免卡键。授斯在1868年为QWERTY键盘申请了专利。

 

有人曾作过统计，使用QWERTY键盘，一个熟练的打字员8小时内手指移动的距离长达25.7公里。不幸的是，这种129年前形成的、以放慢敲键速度为目的的QWERTY的键盘排列方式延续至今，并将可能继续使用到键盘消失。

 

1930年奥格斯特.多冉柯(August Dvorak)发明了一种布局更合理，效率更高的DUORAK键盘系统，它通过减少手指的运动量降低工作强度、提高工作效率，曾有人统计称，使用DUORAK，打字者的手指平均每日运动1英里，而QWERTY则高达12到20英里。这种键盘将9个最常用的字母放在键盘中列。这样的设计使打字者手指不离键就能打至少3000多个字母。而QWERTY只能做到50个字母。

 

二战期间，奥格斯特.多冉柯曾召集14位海军打字员练习DUORAK键盘，1个月后，他们的速度竟然提高了68%。DUORAK键盘让右手负担56%的工作；最有力的手指工作量最大；70%的打字工作是在中列进行而不必移动手指。但当时正逢二次大战，作战物资缺乏，这种新键盘还没问市就停产了。

 

不过幸运的是，我们在今天仍有机会尝试这种键盘，如果你又足够的时间和耐心。我们常用的Windows操作系统就内置了对它的支持，打开“控制面板→键盘”，进入“输入法区域设置”选项卡，接着单击“添加”按钮，将“输入法区域设置”设置为“英语（美国）”，并在“键盘布局/输入法”栏内找到“美国英语-DUORAK”。确认后，按键位置全变了。

 

现在你完全有资本提升自己的英文打字速度了。当然在成功前仍需花时间重新适应新的系统并进行耐心训练。

 

后来，理连.莫特(Lillian Malt)曾发明了一种的MALT键盘。它改变了原本交错的字键行列，并使拇指得到更多使用、使“后退键”（Backspace）及其他原本远离键盘中心的键更容易触到。但MALT键盘需要特别的硬件才能安装到电脑上，所以也没有得到广泛应用。

 

以上，我们都说的是英文的输入法，中文具有其本身的特点。最初中文的输入方式曾经被认为是中国面向信息化一道不可逾越的难关，由于中文的特殊性，在当时的英文键盘上，很难让中国人输入中文，甚至有人想出来，为中文专门设计另外的超级大键盘，以解决中文输入法。不过后来王永民先生发明了五笔输入法，从根本上解决了中文的输入难题，但在最近几年，随着计算机运行性能的提高，拼音输入法却在大行其道，至少我身边的人如果谁用五笔输入法，便会感觉非常神奇，简直就是电脑高手。

 

许多人认为拼音输入法没有五笔输入的速度快，但其实拼音要比五笔快很多倍，甚至可以超过人说话的速度。这是一种专用的速录拼音输入法，并且要配合专用的键盘，虽然入门很快，但想要达到很快的文字输入速度，却要花费很长的时间和精力进行学习，并且如果想要达到很快的输入速度，仍是一件相当困难的事情。

 

中国的唐亚伟先生便是这种键盘的发明者，与传统键盘不同的是，它可以几个按键同时按下，而不是我们现在普通使用的键盘这样，一次只能按下一个键位，再加上词组排列，有时，手指按下不超过10次便可输入整句的话，大大超过传统键盘的输入速度。据介绍最高的输入速度可以达到每分钟520多字。这种速录方式被广泛的应用于法庭现场速记、会议的记录等行业。

 

叙述了这么长，介绍了如此之多先进的键盘，我们却只能使用最愚蠢的QWERTY键盘！这有什么办法呢？全世界的人都在使用这种键盘，如果我们一定要使用自己设计的键位的键盘，恐怕每换一台电脑就要重新学习一次新的键盘位置了。有什么办法呢，世界的标准如此，我们只能适应。

 

虽然没有做过统计，但是这种QWERTY的键盘，如果配合拼音输入法，似乎打字的速度也挺快，并不会感觉有多么难用，至少它要比我们日常的写字速度要快很多倍了。

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