7/27/2019 An Analysis of the Standard Englist Keyboard

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A N A N A L Y S 1S O F T H E S T A N D A R D E N G L I S H K E Y B O A R D

Y u z u r u H i r a g a , Y o s h i h i k o O n o , Y a m a d a - H i s a oD e p t . o f I n f o r m a t i o n S c i e n c e

F a c u l t y o f S c i e n c e , U n i v e r s i t y o f T o k y o7 - 3 - 1 H o n g o , B u n k y o - k uT o k y o 1 1 3 , J a p a n

S u m m a r yA s t u d y o f t h e n a t u r e o f h a n d a n d f i n g e r m o t i o n s i n t y p i n gp r o c e s s w a s m a d e , b a s e d o n t h e d a t a o n t i m e i n t e r v a l s b e t w e e nk e y s t r o k e s . M a n y o f th e r e s u l t s o b t a i n e d c o n f i r m t h o s ef o r m e r l y o b t a in e d b y D v o r a k a n d o t h e r r e s e a r c h e r s . I n a d d i t i o n ,i t was [ bund tha t each key sequence i s a f f ec t ed by i t s con tex t ,t hus p r ov ing tha t t he me n ta l a spe c t s o f t yp ing d i r ec t l y a f f ec t s i t sp r o d u c t i v it y , a n d t h a t t h e p e r f o r m a n c e a n a l y s i s o n a p a r t ic u l a rk e y b o a r d a r r a n g e m e n t i s n o t s u f f i c i e n t t o p r e d i c t t h ep e r f o r m a n c e o n o t h e r a r r a n g e m e n t s .B a s e d o n t h e s e r e s u l t s , t h e c u r r e n t E n g l i s h k e y b o a r d i s j u d g e dto be a l e ss t han idea l t oo l f o r t yp ing .

H o w e v e r , w h e n c a r e fu l ly e x a m i n e d , e v e n a r u d i m e n t a r ym e a s u r e m e n t o f c e rt a i n f a c t or s o f t y p in g b e h a v i o r w o u l d l e a d t oa g o o d u n d e r s t a n d i n g o f s o m e p e r t i n e n t a s p e c t s o f t h e t y p i n gpr ocess .W e f a c e d t h e p r o b l e m o f k e y b o a r d o p t i m i z a t i o n i n t h ep r o c e s s o f d e v e l o p i n g a J a p a n e s e - i n p u t k e y b o a r d . O u r a p p r o a c hh e r e i s b a s e d o n t h e m e a s u r e m e n t o f t h e t i m e i n t e r v a l o f k e ys t r o k e s , o b t a i n e d f r o m t h e t y p i n g p e r f o r m a n c e o f E n g l i s h te x tby a p r o f i c i en t t yp i st , I n t h i s paper , we f i rs t p r esen t t he f i nd ingsb a s e d o n t h e s e d a t a , d i s c u s s a n i m p o r t a n t h u m a n f a c t o r sp r o b l e m i n v o l v e d in t h e m , t h e n a t t e m p t t o p r e s e n t a ne v a l u a t i o n o f t h e Q W E R T Y k e y b o a r d i n t h is p e r s p e c t iv e .

.1 . I n t r od uc t io n !] ' h e t a s k o f s t u d y i n g t y p e w r i t in g b e h a v i o r a n d e v a l u a t i n gk e y b o a r d e f f i c i e n c y h a s b e e n t a k e n u p b y m a n y r e s e a r c h e r s i nt h e p as t. m o s t o f t h e s e h a d t h e m o t i v a t i o n t o s e a r c h f o r a n

o p t i m a l l y a r r a n g e d k e y b o a r d , a n d h a v e p o i n t e d o u t v a r i o u sd e f e c t s o f th e c u r r e n t E n g l i s h k e y b o a r d . ( c a ll e d Universal, o rQWERTYkeyboard, b y t h e a r r a n g e m e n t . )T h e Q W E R T Y k e y b o a r d c a m e in t o e x i s t e n c e ( b o th s h a p ea n d a r r a n g e m e n t , l e a v i n g o u t a fe w m i n o r c h a n g e s ) t o g e t h e rw i t h t h e i n v e n t i o n o f t h e k e y b o a r d t y p e w r i t e r i t s e l f ( S h o l e s :1 8 73 ). S i n c e t h e e m e r g i n g o f to u c h t y p i ng t e c h n i q u e s a r o u n dthe t u r n o f the cen tu r y , i t has he ld i t s e s t ab l i sh ed p os i t i on i n t heW e s t e r n s o c i e ty u n t il t od a y . B u t a s s o o n a s th e Q W E R T Yk e y b o a r d b e c a m e s o c i a ll y p r e v a l e n t , q u e s t i o n s w e r e r a i se da g a i n s t it s e f f ic i e n c y . T h e i n e f f e c t i v e n e s s o f Q W E R T Y i s a ni n e v i t a b l e c o n s e q u e n c e o f it s o r i g in . S i n c e t h e m o s t u r g e n tp r o b l e m t h a t S h o r e s f a c e d w as t o a v o i d t h e j a m m i n g o f th e t h e nm e c h a n i c a l l y d e f i c i e n t t y p e b a r s a g a i n s t e a c h o t h e r , a f t e r t r y in go u t v a r i o u s a r r a n g e m e n t s , h e c a m e o u t , n o t i n t e n t i o n a l l y , w i than a r r angemen t d i f f i cu l t t o t ype f as t on .W e l l c o n s i d e r e d o b j e c t i o n s a g a i n s t Q W E R T Y w e r e v o i c e d a tl e a s t a s e a r l y a s 1 8 9 3 ( H a m m o n d ) . S i n c e t h e n , m a n y s t u d i e s a n da n u m b e r o f s u g g e s ti o n s f o r i m p r o v e d a r r a n g e m e n t s w e r e m a d eAS o m e o f t h e ~ g g e s t i o n s m a d e ~ w e re t h o s e b y H o k T e ( 1 92 1 ) ,"G r i f f i t h ( 1 9 4 9 ) , J N i c k e t l s ( 1 9 7 3 ) , ~ a n d M 0 2 1 t ~ 1 9 7 7) . ' A m o n gt h e m , t h e w o r k d o n e b y D v o r a k et.al.(1936) ,u is cons ide r e d bym a n y t o b e t h e m o s t i m p o r t a n t o f a ll , b e c a u s e o f t h e d e e pp s y c h o l o g ic a l in s i g h t p r e s e n t e d , a n d t h e k e y b o a r d t h e yp r o p o s e d , k n o w n a s t h e Dvorak Simplified Keyboard (DSK).T o d a y , D S K i s t h o u g h t t o b e o f a n e a r o p t i m a l a r r a n g e m e n t .M a n y r e p o r t s c o u n t e r i n g t o t h e s e i m p r o v e m e n t s u g g e s t i o n s i nf a v o r o f th e f i r m l y e s t a b l i s h e d Q W ~ R T Y k e y b o a r d a l s oa p p e a r e d . T h e r e p o rt o f S t r o n g ( 1 9 5 6 ) , s u p p o r t e d b y G S A ,g a v e i n a w a y a d e c i s iv e b l o w t o t h e D S K , a n d Q W E R T Y i s s t il lho ld ing i t s f i r m pos i t i on .T y p i n g i s a h i g h l y c o m p l i c a t e d p r o c e d u r e d e e p l y i n v o l v i n gm e n t a l a c t i v i ti e s a s w e l l a s p h y si c a l m o v e m e n t s . T o c o v e r i t ini ts e n t i re t y w o u l d c a l l f o r a n i m m e n s e t a sk o f h u m a n f a c t o rsr esea r ch , a l a r ge pa rt o f wh ich i s no t ye t we l l under s to od .

2 . Bas i c No t ionsT h r o u g h o u r e x p e r i m e n t , w e i n t e n d e d t o o b ta i n s o m eu n d e r s t a n d i n g o f t h e r e l a t io n b e t w e e n k e y s e q u e n c e s a n d t h e

r e s u l t i n g m o t i o n o f h a n d s . I n o t h e r w o r d s , w e w a n t e d t o k n o ww h a t k i n d o f k e y s e q u e n c e s r e s u l t i n a good t y p i n g m o t i o n , a saga ins t o the r s . S ince t yp ing ( espec i a l l y t ouc h typ ing ) i s ap r o c e s s o f c o n s e c u t i v e r e f l e x i v e m o t i o n o f t w o h a n d s , i t w o u l dn o t b e s u f f i c i e n t t o s tu d y t h i s t h r o u g h t h e m o t i o n o f h it t i n g anind iv idua l key . T h e ab i l i t y t o t ap a sam e key f as t doe s no td i r e c t ly m e a n t h a t t h e p e r s o n i s a g o o d t y p i s t. T h e e s s e n c e o ft y p i n g s k i ll is i n t h e a b i li t y o f m a i n t a i n i n g m i n i m u m h a n d a n df i n g e r t r a n s i t i o n s t h r o u g h t h e k e y i n g s e q u e n c e , i n o r d e r t op r o d u c e g o o d m o t i o n s . T y p i n g s p e e d s e e m s t o b e a g o o dme asu r e f o r t h i s , and i s a l so appea l ing to ou r i n tu i t i on .A l t e r n a t e m e a s u r e s i n c l u d e t h e f a t i g u e o f th e t y p i s t, a n d t y p i n ger r o r r a t e . T h e l a t t e r wi ll be d i scussed in sec t i on 6 .W e m a i n l y u t i l i z e d o u r d a t a o n t i m e i n t e r v a l s b e t w e e n k e ys t r o k e s i n o r d e r t o g e t a t s o m e a s p e c t o f h a n d m o t i o n . T h ee l e m e n t a r y c o m p o n e n t t h a t c o n s t i t u t e s a k e y s e q u e n c e i s a k eypa i r , t ha t i s, con sec u t iv e two s t r oke s on the keyboa r d . Our f i r s tob j e c t i ve i s t o l is t t he key pa i rs i n t he o r der o f typ ing ease . Af i r s t o r d e r a p p r o x i m a t i o n f o r t h i s o r d e r i n g m i g h t b e t o p u t t h ekey pa i rs i n t he o r der o f t yp ing speed . Bu t ou r a t t em pt i n t h i sd i r e c t i o n i m m e d i a t e l y t u r n e d o u t to b e f u t il e . T h e t i m e v a l u e st h e m s e l v e s w e r e n o t e a s i ly d e t e r m i n a b l e f r o m t h e m e a s u r e m e n t .I n a d d i t i o n , t h e d i r e c t o r d e r i n g g a v e n o i n s i g h t i n t o t h e n a t u r eo f h a n d d e x t e ri t y . S o m e t i m e s i t e v e n a p p e a r e d t o c o n t r a d i c t o u ri n t u i t i v e n o t i o n s o f d e x t e r it y .

So we tu r ned to a two- s t e p appr oach in s t ead . We f i r s ta t t e m p t e d t o f a c t o r i z e t h e t i m e d a t a , a n d n e x t t e s t e d c e r t a i nc o n j e c t u r e s o n t y p i n g m o t i o n s b a s e d o n t h e m .E a c h o f t h e , i n t e r v a l t i m e s o f k e y i n g m u s t b e a f u n c t i o n a tl e a s t o f t h e c h o i c e o f t w o k e y s f o r m i n g t h e k e y p a ir , a s w e l l a so f o the r f ac to r s . T hu s , t he t ime . va lue t f o r a ce r t a in key pa i r( k l , k 2 ) , w h e r e s u f f i x e s 1 a n d 2 s ta n d f o r t h e f i rs t a n d s e c o n dk e y s r e s p e c t i v e l y , m a y b e d e s c r i b e d a s :

t = F ( k 1 , k 2 ) 4 - e ( 2 . 1 )

- - 2 4 2 - -

7/27/2019 An Analysis of the Standard Englist Keyboard

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e r e p r e s e n t i n g t h o s e f a c t o rs t h a t c a n n o t b e d e s c r ib e d i n t e r m s o fthe key pa ir , i nc lud ing p r obab i l i s t i c f l uc tua t ions . Keys may bes u b d i v i d e d a c c o r d i n g t o t h e i r r o w , h a n d , a n d f i n g e r o f o p e r a t i o n .T hus , ( 2 .1 ) may be r ewr i t t en as :

t = F ( h l , h 2 , r l , r 2 , f l , f 2 ) + e (2.2)whe r e h , r , and f s t and f o r hand , r ow, and f i nger , r e spec t ive ly .T h e s e a t t r i b u t e s o f k e y s m a y i n t e r a c t w i t h e a c h o th e r . I n a nexac t ana lys i s , i t i s no t co r r ec t t o hand le even the f i ngerc o m p o n e n t o f b o t h h a n d s t o g e t h e r , s i n c e t h e k e y b o a r d is n o tl e f t - r i gh t sym me t r i c i n shape . Bu t we sha l l i gnor e t h i s f ac t f o rthe p r esen t ana lys i s .

A ce r t a in key may be r e f e r r ed t o by the a lphabe t i t s t andsf o r o n Q W E R T Y , o r b y i t s a s s o c i a t e d f i n g e r, r o w , a n d h a n d .D i c t a t e d b y t h e d e s i g n p h y l o s o p h y o f o u r s y s t e m , w e a r e m a i n l yi n t e r e s t e d i n t h e m i d d l e 1 0 k e y s o f t h e u p p e r , h o m e , a n db o t t o m r o w s . T h e s e t o f th e s e 3 0 k e y s w il l b e c a l le d t h e mains et : F o l l o w i n g D v o r a k , s o m e c h a r a c t e r i s ti c k e y p a ir p a t te r n s a r en a m e d a s f o l l o w s . 2HurdlingStrokes b y th e s a m e h a n d , f i n g e r s j u m p i n g o v e r an u m b e r o f ro w s .R ea ch in g T he s t r o k i n g o f d i f f e r e n t k e y s w i t h t h e s a m e f i n g e r .Tapping.The s t r o k i n g o f t h e s a m e k e y .Rocking:Strokes o n t h e s a m e h a n d , r o l li n g i n f ro m t h e o u t e rs i d e o f th e k e y b o a r d i n w a r d .Adjacent:Stroking b y a d j ac e n t f i n g e r s o f t h e s a m e h a n d .Remote:Stroking b y r e m o t e f i n g e r s o f t h e s a m e h a n d .A Iternate~S t r o k i n g b y d i l l ? r e n t h a n d s .

T h e d a t a w e u s e h e r e w e r e t a k e n f r o m a t i m i n g e x p e r i m e n to n t h e Superwriter system i m p l e m e n t e d o n t h e H - 1 0 c o m p u t e r a tt h e U n i v e r s i t y o f T o k y o . T h e t y p i n g w a s c l on e by a p r o fe s s i o n a lE n g l i s h t yp i s t ( J a p a n e s e , f e m a l e ) . T i m e i n t e r v a l s o f k e y s tr o k e sw e r e m e a s u r e d d o w n t o m i l l i - s e c o n d s . I n p u t t e x ts w e r e s e l e c t e df r o m t h e l a s t pa r t o f " A l i c e in W o n d e r l a n d " a n d t h e e n t i r e" T h r o u g h t h e L o o k i n g - g l a s s , " e x c l u d i n g t h e v e r s e s ( " T h eA n n o t a t e d A l i c e " , L . C a r r o l l , a n n . b y M . G a r d n e r ) , a n d" I n f o r m a t i o n P r o c e s s i n g " ( M . B o h l ) , a t e x t b o o k o f c o m p u t e r s .T h e w h o l e d a t a c o n s i s t s o f 3 0 2 , 3 9 2 s t r o k e s , 1 4 2, 26 2 f o r A l i c ea n d 1 6 0 , 1 3 0 fo r th e c o m p u t e r t e x t .B e i n g t a k e n f r o m t h e f i e l d o f l i t e r a tu r e w h i c h i s u n f a m i l ia rto t he t yp i s t , t he A l i ce t ex t p r esen t e d t o he r d i f f i cu l t i e s in :1 ) T h e p r e s e n c e o f s p e c ia l c h a r a c te r s . T h e t e x t i s fu l l o f

c o n v e r s a t i o n s , t h u s a g o o d n u m b e r o f q u o t a t i o n m a r k s a r eu s e d . A l s o , e x c l a m a t i o n m a r k s , q u e s t i o n m a r k s a p p e a r sf r e q u e n t l y .

2 ) U s e o f u n u s u a l w o r d s a n d p h r a s e s ( a c h a r a c t e r is t i c o fC a r r o l l ) .

O n t h e o t h e r h a n d , t h e c o m p u t e r , te x t m a k e s a f r e q u e n t u s e o ft e c h n i c a l t e r m s . T h e u s e o f u n c o m m o n w o r d s r e s u l ts i n a h i g hr a te o f t y p i n g e r r o r s a s w e sh a l l s e e i n s e c t i o n 6 . H o w e v e r , w ec o u l d n o t c o n c l u d e t h a t t h e s e s i n g u l a r i t i e s w o u l d i n d e e d a f f e c tt he over a l l t yp ing behav io r d i f f e r en t ly , so bo th da t a wi l l bet r e a t e d c o m b i n e d .M o s t o f th e t i m e i n t e r v a l v a l u e s c l u s te r e d i n th e r e g i o nb e t w e e n 1 0 0 a n d 3 0 0 m s . T h e d a t a w i th e x t r a o r d i n a r i ly l a r g ev a l u e s w e r e e l i m i n a t e d , u s i n g a t h r e s h o l d o f 50 0 m s . , b e c a u s et h e y m u s t h a v e r e s u l t e d f r o m ' s o m e r e a s o n s o t h e r t h a n t h etyp ing i t se l f , such as t he page tu r n ing o f t he t ex t , e t c .Of t he 900 ( = 30 x 30 ) poss ib l e key pa i rs i n t he main se t ,8 0 5 h a d a c tu a l d a ta e n t r ie s . O f t h e m , t h e l e s s f r e q u e n t l y u s e dk e y p a i r s s h o w e d s e e m i n g l y r a n d o m t i m e - f r e q u e n c yd i s t r ib u t i o n s . H e r e w e e n c o u n t e r o u r f ir s t p r o b l e m , s i n c e t h e

k e y p a i rs w e r e g a r d o f h ig h e s t i m p o r t a n c e , n a m e l y , a l t e r n a t eh a n d s t r o k i n g o n t h e h o m e r o w , h a d v e r y fe w e n tr i e s . A s c a nb e s e e n o n t h e k e y b o a r d , t h e s e a r e k e y p a i r s t h a t w o u l d s e l d o mappear i n a no r m al E n g l i sh t ex t . On ly one vo wel , "a", i s on t h i srOW.

General Features1) E n t r i e s f as t e r t han 500ms.

E n t r i e s : 294 ,272 M ean : 162 .8 S .D . : 74 .92 ) A m o n g l ) , k e y p a ir s u s i n g o n ly t h e l o w e r c a s e .

E n t r i e s : 180 ,051 Me an : 154 .3 S .D , : 64 .53 ) A m o n g 2 ) , k e y p a i r s u s i n g o n l y t h e m a i n s e t .

E n t r i e s : 179 ,137 Me an : 153 .8 S .D . : 64 .0

3 . D i s t r i b u t i o n o f I n d i v i d u a l K e y P a i r sD i s t r i b u t i o n g r a p h s o f v a r i o u s t y p e s o f k e y p a i rs a r e g i v e ni n F ig u r e s ( 3 - I ) t h r o u g h ( 3 - 6 ). F i g u r e ( 3 - I ) i s a n e x a m p l e o fan a l t e r na t e k ey pa i r, ( 3 - 2 ) o f an ad j acen t , ( 3 - 3 ) o f a r emo te ,

( 3 - 4 ) o f a tapp ing , ( 3 - 5 ) o f a r each , and ( 3 - 6 ) o f a hu r d l e . Br i e fg e n e r a l o b s e r v a t i o n s o f a ll o f t h e k e y p a i r d i s t r ib u t i o n s a r e :1 ) Most mean va lues r ange f r om 100 to 200 ms .2 ) T h er e i s a l ower bound f o r t ime in t e r va l s . ( o r , say ing the

s a m e t h i n g f r o m t h e o t h e r s i d e , a n u p p e r b o u n d o f t y p in gs p e e d o f a k ey p a ir l) T h i s b o u n d f a ll s s o m e w h e r e b e t w e e n6 0 a n d 8 0 m s . T h u s , w e t h i n k t h a t 6 0 m s . i s t h e l o w e rb o u n d f o r k e y i n g in t e r v a l s . ( 1 , 0 0 0 s t r o k e s / m i n u t e )T h e d i s t r i b u t io n o f t h e b o u n d i s d i f f e r e n t o f t h a t o f th eme an va lu es , and the r ange i s na r r ower . I n fac t , it i sg e n e r a l ly s m a l l e r f o r a d ja c e n t k e y p a i r s, t h o u g h t h e m e a nv a l u e o f t h e i r t i m e i s c o m p a r a t i v e l y l a rg e r , R e a c h e s a n dT aps , t ha t i s , key pa i r s t ha t u se t he same f inger , a r ee x c e p t i o n s t o t h i s . F o r e x a m p l e , k e y p ai r " d - e " , a re a c hk e y p a i r, h a s a l o w e r b o u n d g r e a t e r t h a n l O O m s.3 ) T h e peak o f t he g r aph i s skew ed to t h e l e f t , w i th a l ongtai l. T ha t i s , t he m ed ian i s see n to be a lways sm al l e r t hant h e m e a n , a n d t h e s k e w n e s s f a c t o r ( = n o r m a l i z e d t h i r do r d e r m o m e n t a r o u n d t h e m e a n ) i s p o s i t i v e .4 ) S k e w n e s s d e c r e a s e s f o r k e y p ai rs w i t h l a r g e r m e a n t i m eva lues . I t is a l so smal l e r f o r key pa i r s wi th l e ss f r equencyin gener a l .5 ) T he peak i s qu i t e po in t ed .

W e h a v e s e e n t h a t t h e r e i s a p h y s i c a l u p p e r b o u n d f o r t y p i n gs p e e d o f k e y p a ir s , w h i c h i s n e a r l y t h e s a m e f o r d i f f e r e n t k i n d so f k e y p a ir s ( e x c e p t f o r t h o s e u s i n g t h e s a m e f i n g e r ) . T h i s m a yb e t h o u g h t o f as t h e p h y s i c a l l im i t o f r e s p o n s e t i m e i n t e r v a l s o ff i nger s t o t he b r a in s igna l s t ha t ca l l f o r separ a t e s t r okes . Mo sts t r o k e s o f a c e r ta i n k e y p a i r g a t h e r a r o u n d a t i m e v a l u e c l o s e t ot h e lo w e r ( t i m e ) b o u n d . T h i s m e a n s t h a t t h e r e is c o n s t a n tr hy thm in t yp ing each key pa i r , o r a s we wi l l see l a t e r , i t may bebe t t e r t o say tha t nea r ly con s t an t r hy th m i s kep t w i th in a ce r t a inspan o r conlexz, which i s l ike ly t o be a wor d . I n add i t i on t othese bas i c p r oper t i e s o f s t r ok ing pa t t e r ns , t tt ie r e a r e many o the rf a c to r s w h i c h c o n t r i b u t e t o t h e . w h o l e p a t t e r n o f d i s t ri b u t i o n .T h e s e f a c t 0 r s m a y w o r k i n a n u n p r e d i c t a b l e w a y , a n d a r e l i k e l yto have g r ea t e r e f f ec t s on t he key pa i r s t ha t a r e no t l oca t ed i nf a m i l i a r c o n t e x t s .T h e e f f e c t o f t h e f r e q u e n c y o f u s a g e i s n o t s o e x p l i c i t l ym a n i f e s t e d i n t h e d i s t ri b u t i o n o f in d i v i d u a l k e y p ai rs . H o w e v e r ,t h e r e e x i s t s a c o r r e l a t i o n b e t w e e n t h e m e a n t i m e v a l u e s a n df r e q u e n c i e s , w h i c h w e s h a l l s e e i n t h e t b t l o w i n g s e c t i o n .

- - 2 4 3 - -

7/27/2019 An Analysis of the Standard Englist Keyboard

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t = 6 0 . 5 e x p ( - 0 . 0 0 4 t 4 f r e q ) + 1 5 6 .4w h i c h g i v e s t h e s t at i s ti c a l l o w e r b o u n d o f 15 6 m s . H o w e v e r ,w i t h a f r e q u e n c y t h r e s h o l d o f 5 0 , a l i n e a r l e a st s q u a r e s f i t t i n g isn o w o r s e t h a n 1 0 % t h a n t h i s e x p o n e n t i a l f i t i n t e r m s o f t h er e s i d u e o f s q u a r e s , s o f o r f u r t h e r a n a l y s is o n f r e q u e n c i e s , w es h a l l u s e l i n e a r r e g r e s s i o n s .

W e f u r t h e r a s s u m e F i n e q u a t i o n ( 4 .1 ) t o h a v e l in e a rp r o p e r t y . T h e p a r a m e t e r s f o r F a r e d e f i n e d o n t h e a t t r ib u t e s o fo f t h e k e y p a i r a s f o l lo w s :h : hand t r ans i t i on .

0 : s a m e h a n d 1 : a l t e r n a t e h a n dr : r ow t r ans i t i on ,N u m b e r o f ro w s m o v e d a c r os s i n t h e s a m e h a n d t r an s i ti o n ,s e t to 0 . f o r a l te r n a t e h a n d m o t i o n s .f : f i nger t r ans i t i on .T h e d i s t a n c e o f fi n g e r c o l u m n s i n t h e s a m e h a n d , s e t t o 0f o r a l t e r n a t e h a n d m o t i o n s .

R : r o w w e i g h t .L i n e a r s u m o f w e i g h t s fo r e a c h r o w p o s i t io n , w h e r e t h ew e i g h t s g i v e n a re i , 2 , a n d 3 f o r h o m e , u p p e r , a n d b o t t o mr o w , r e s p e c t i v e l y .F : f i n g e r w e i g h t .

L i n e a r s u m o f w e i g h t s o n e a c h o f t h e f i n g e r p o s i t io n s o f t h ek e y p a i r , w h e r e t h e w e i g h t s g i v e n a r e 4 . 5 , 4 . 5 , 1 , 2 , a n d 3f r o m t h e o u t e r c o l u m n i n w a rd s .T h u s , ( 4 , 1 ) b e c o m e s :

t = a + b 0 f r e q + b l h + b 2 r + b 3 f + b 4 R + b 5 F + e (4 .2 )B y m u l t i - v a r i a t e l i n e a r r e g r e s s i o n , t h e p a r a m e t e r s a r e e s t i m a t e dt o h a v e v a l u e s a s f o l l o w s :

a = 185.8b 0 = - 0 . 0 1 3b 1 = -40.0b 2 = 1 8 . 3b 3 = - 11,0b 4 = 0 . 5 1 4b 5 = 1.07

T h e s e r e s u l t s a r e i n a g r e e m e n t w i t h o u r g e n e r a l u n d e r s t a n d i n g s ,t ha t1 ) A l t e r n a t e h a n d s t r o k i n g i s f a s t e r t h a n s a m e h a n d s t r o k i n g ,

a n d h a n d t r a n s i t i o n is t h e d o m i n a n t f a c t o r. T h e d i f f e r e n c ei s a s l a r ge as 40 ms ,2 ) I n s a m e h a n d s t r o k i n g , r o w t r a n s i ti o n c a u s e s a s l o w d o w n o f

a r o u n d 2 0 m s . ( R o w t r a n s i t i o n s a n d f i n g e r t r a n s i t io n s i na l t e r n a t e h a n d s t r o k i n g b e a r l i t t l e m e a n i n g , a n d h a v e b e e no m i t t e d f r o m t h e a n a l y s i s . )3 ) F i n g e r t r a n s i t i o n s d o n o t p r e s e n t a c le a r c u t p ic t u r e . I n

g e n e r a l , a d j a c e n t f i n g e r s t r o k i n g i s i n f e r i o r t o r e m o t e f i n g e rs t r o k i n g i n s p e e d .4 ) R o w w e i g h t s a n d f i n g e r w e i g h t s d o n o t m a k e n o t i c a b i ec o n t r i b u t i o n s , b u t t h e o r d e r i n g s w e c h o s e s e e m r e a s o n a b l e .

F u r t h e r e x a m i n a t i o n s w e r e m a d e b y te s t i n g t h e s i g n i f ic a n c e o ft h e d i f f e r e n c e o f m e a n v a l u e s b e t w e e n t w o t y p e s o f k e y p a ir s.T h e r e s u l t s p r o v e d o u r c o n j e c t u r e s o n f i n g e r s tr e n g t h , t h es u p e r i o r i t y o f a l t e rn a t e s t r o k e s , t h e u n d e s i r a b i li t y o f a w k w a r ds e q u e n c e s , e t c . , w i t h a re l i a b i li t y le v e l 2 o f o v e r 9 9 % . T h e y a r e i na g r e e m e n t w i t h t h e r e s u l t s o f D v o r a k .

So f a r t he ana lys i s has bee n on key pa i r s i n i so l a t i on . T ha ti s , w e h a v e b e e n i g n o r i n g i n t e r a c t io n s b e t w e e n k e y p a ir s. B u t it

t u r n s o u t t h a t t h e s e f a c t o r s, n a m e l y t h e e f a c t o r i n ( 4 . 1 ), c a n n o tb e i g n o r e d , i n f a c t t h e y p l a y a n i m p o r t a n t r o l e i n u n d e r s t a n d i n gt h e t y p i n g p r o c e s s , a s w e s e e n e x t .

5 . T h e " L e v e l l i n g " E f f e c tI n t h e p r e c e d i n g s e c t i o n s , w e h a v e s t a t e d t h a t a t y p i s t d o e sno t r ead t ex t by i nd iv idua l key pa i r s o r char ac t e r s , bu t by wor ds .

T h i s m e a n s t h a t s h e i s c r e a t i n g a q u e u e o f e l e m e n t a r y m o t i o n ss o m e w h e r e i n h e r m i n d ( n o t a s a c o n s c i o u s a c t i v i t y ) , a n d t h ea c t u a l f i n g e r m o t i o n s a r e g e n e r a t e d a s a n a g g r e g a t e o f t h ec o m p o n e n t s i n t h i s q u e u e . F r o m t h i s w e i n fe r th a t a c e r t a ino p t i m i z a t i o n o f t h e m o t i o n s o f h a n d s a n d f i n g e rs t a k e s p l a c e i nth i s p r ocess .

T h e a n a l y s i s i n t h e p r e c e d i n g s e c t i o n w a s c o n c e r n e d w i t hi s o l a t e d k e y p a i r s a n d i g n o r e d i n t e r a c t i o n s a m o n g t h e m .B e c a u s e o f t h i s s im p l i f i c a t io n , t h e m u l t i - v a r i a t e m o d e l e n a b l e du s t o e x p l a i n o n l y h a l f o f t h e r e s i d u e o f t h e t i m e - f r e q u e n c yr e g r e s s i o n a n a l y si s . T h e , r e s t m u s t b e a r e s u lt c a u s e d b y e x t e r n a le f f ec t s , wh ich i s r ep r e sen t ed by the e f ac to r i n ( 4 .2 ). So , wep r o c e e d t o e x a m i n e t h e e f f e c t o f t h e con t ex t key ing pa i r s t o t het i m e v a l u e s o f a k e y p a ir .W e m e a n b y con t ex t t h e k e y p a i r s i m m e d i a t e l y p r e c e d i n g o rs u c c e e d i n g t h e k e y p a ir u n d e r a t t e n t i o n . A s i m p l e ta l l y in gs h o w e d t h a t i n c o n v e x s i t u a t i o n s ( t h a t i s , a s i t u a t io n t h a t t h ep r e c e d i n g a n d s u c c e e d i n g t i m e v a l u e s a r e b o t h s m a l l e r t h a n t h ep r e s e n t t i m e v a l u e ) , a n d i n c o n c a v e s i t u a t i o n s ( t h e o p p o s i t e o ft h e c o n v e x ) , t h e t i m e v a l u e t e n d s t o b e p u l l e d t o w a r d s t h ed i r e c t i o n t o r e l a x t h e c u r v a t u r e , w i t h r e s p e c t t o t h e m e a n t i m ev a l u e o f t h e p r e s e n t k e y p a i r . T h e e f f e c t i s m o s t s i g n i fi c a n t w i t ha l t e r n a t e h a n d s t r o k i n g , w h e r e 8 7 % o f t h e t i m e v a l u e s i n ac o n v e x s i t u a t i o n a r e p u l l e d d o w n w a r d s , a n d 5 9 % i n a c o n c a v es i t u a t i o n a r e p u s h e d u p w a r d s . T h i s m e a n s t h a t t h e c o n t e x t ism o r e e f f e c t i v e t o i n c r e a s e t h e o v e r a l l s p e e d r a t h e r t h a n t o s l o wi t d o w n , t h o u g h t h is i s t h e o p p o s i t e t o o u r i n i ti a l e x p e c t a t i o n .A t a n y r a t e , o u r h u n c h t h a t t h e t i m e i n t e r v a l o f c o n s e c u t i v e k e yp a i r s a r e s m o o t h e d , o r levelled, s e e m s c o r r e c t .A m o r e d e t a i l e d a n a l y s i s c o n f i r m e d t h e q u a l i t a t i v e c l a i mm a d e a b o v e . N a m i n g th e p r e c e d i n g , p r e s e n t, a n d s u c c e e d i n gt i m e v a l u e s t l , t g , a n d t 3 , r e s p e c t i v e l y , t h e c o r r e l a t io n o f

T 1 = ( t 2 - 0 / f f -T 2 = ( ( t I + t 3 ) / 2 - t ) / s

was ca l cu l a t ed , wher e t i s t he mean , and s i s t he s t andar ddev ia t i on o f t he p r e sen t key pa ir . T 1 has a ( 0 ,1 ) d i s t r i bu t ion .T h e d i s t r i b u t i o n o f T 2 i s u n k n o w n , a l t h o u g h i t i s i n a s e n s en o r m a l i z e d w i t h r e s p e c t t o T 1 . C o u n t i n g a l l t h e c a s e s , t h ec o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t o f T 1 a n d T i s 0 4 3 2 5 w h i l e f o r c o n v e x

2 ' 's i t u a t i o n s t h i s i s 0 .6 7 01 a n d c o n c a v e 0. 5 9 1 0 . T h e c o n c a v e o n ei m p r o v e s t o 0 . 6 2 8 2 f o r a l t e r n a t e s t r o k i n g , w h i l e c o n v e x - a l t e r n a t ei s 0 . 6 4 7 9 i n t h i s c a s e . T h e s e v a l u e s o f c o e f fi c i e n t s s u g g e s t as t r o n g p o s i t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e n T l a n d T 2 , e s p e c i a l l y fo r t h ec o n v e x a n d t h e c o n c a v e , o r popped ou t c a s e s . T h e r e s u l t th a ta l t e r n a t e h a n d s t r o k i n g i s m o r e a f f e c t e d b y t h e c o n t e x t m e a n st h a t t h e t i m e i n t e r v a l s o f t h e s e k e y p a i rs h a v e a f l e x i b l e n a t u r e .T h e ex i s t ence o f t h i s f l ex ib i l i t y i s qu i t e obv ious , s i nce ~ , - act ica ll yno f ac to r r es t r a ins t h ese key pa i r s , and the tw o s t r okes a r e qu i t ei n d e p e n d e n t o f e a c h o t h e r .

W e m a y v i e w t h e o u t c o m e h e r e f r o m t h e p o i n t o f ty p in gr h y t h m . A l l i n d i c a ti o n s w e h a v e a r e i n s u p p o r t o f a v i e w th a ts u c h a l e v e l l i n g p r o c e s s i s i n h e r e n t i n g o o d t y p i n g b e h a v i o r . I no t h e r w o r d s , t h e r e i s a c l ea r t e n d e n c y t o w o r k t o w a r d s acon s t an t r hy th m. I t i s ha r d t o eva lu i a t e t h i s e f f ec t quan t i t i ve ly ,b u t w e b e l i e v e t h i s p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e w h o l e t y p i n gpr ocess .

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S i n c e t h i s l e v e l l i n g m u s t r e s u l t f r o m s o m e m e n t a ls c h e d u l i n g p r o c e d u r e , i t i s l i k e l y t h a t t h e m o r e s k i l l e d a t y p i s tb e c o m e s , t h e m o r e s h e w i ll w o r k t o w a r d s r h y t h m i c a l t y p i ng .T h i s w o u l d m a s k t h e i n h e r e n t w e a k n e s s o f t h e k e y b o a r d , a ss u g a r c o a ti n g c o v e r s u p t h e b i tt e r n e s s o f t a b l e ts . T h e r e f o r e , t h er e s u l t s o f a s u p e r f i c ia l a n a l y si s o f t h e p e r f o r m a n c e o n t h er e s u l t s o f a g i v e n k e y b o a r d i s n o t d i r e c t l y u s a b l e t o p r e d i c t t h ee x p e c t e d p e r f o r m a n c e o n a n e n t i re l y n e w k e y b o a r d.

6 . T.vp in~ Errors .E r r o r s o c c u r q u i t e f r e q u e n t l y i n t y p i n g , a s w a s t h e c a s e w i t h

o u r e x p e r i m e n t . H e r e , w e w il l a t t e m p t a n a n al y s i s o f t h e n a t u r eo f c o m m o n e r r o r s . T h e e r r o r s t a t i s ti c s w e o b t a i n e d a r e g i v e n i nt a b l e s ( 6 - 1 ) a n d ( 6 - 2 ) .T y p i n g i s a c o m p l e x p r o c e s s i n v o l v i n g m a n y l e v e l s o fh u m a n i n t el l e ct a n d m o t i o n , a n d e r r o r s m a y o c c u r i n an y o n e o ft h e s e l e v e l s i n v a r i o u s f o r m s . F o r e x a m p l e , i f t h e t y p is t l e a r n s aw o r d i n a m i s s p e l l e d f o r m , s h e w i l l m a k e c o n s t a n t e r r o r s w i t ht h i s w o r d w i t h o u t e v e n n o t i c i n g th e m . B u t th e s e e r r o r s , w h i c hr e s u l t f r o m v i s u a l o r i n t e l l e c t u a l r e a s o n s , a r e n o t t h e k i n d w ea r e i n t e r e s t e d i n h e r e . W e s h a l l i n v e s t i g a t e t h o s e t h a t o c c u r inc o n j u n c t i o n w i th t h e m e c h a n i c a l m o t i o n s o f h a n ds . T h e s ee r r o r s m a y o c c u r e i t h e r b e c a u s e t h e m o t i o n i t s e lf i s i n h e r e n t l yp r o n e t o e r r o r s , o r b e c a u s e t h e t y p i s t h a s a p a r t i c u l a r d e f i c i e n c yf o r t h a t m o t i o n . A n e x a m p l e f o r t h e l a tt e r c a s e is s e e n i n o u rs u b j e c t w h o h a s t r o u b l e s w i t h t h e w o r d " l i t t l e " , t y p i n g i t a s" l i t le" , " l i i t l e" , " l i t t l " , " l i t l " , e t ce t ra .G e n e r a l l y , t h e p a t t e r n o f e r r o r s d e p e n d s o n i n d i v i d u a lt y p i s t s ( m u c h m o r e t h a n t h e d i s t r i b u t i o n o f t y p i n g s p e e d d o e s )a n d s i n c e w e h a d o n l y o n e s u b j e c t i n t h e e x p e r i m e n t , t h ef i n d i n g s g i v e n b e l o w m u s t n o t b e t h o u g h t o f a s a g e n e r a l r e s u l t,t h o u g h i t s h o u l d r e v e a l a t le a s t a p a r t o f t h e t r u t h . A na d d i t i o n a l l i m i t a t i o n i s t h a t t h e s u b j e c t w a s n o t a c c u s t o m e d t ot h e k e y b o a r d u s e d i n t h e e x p e r im e n t . T h e e f f e c t s o f s u c hf a c t o r s as t h e r e a c t i v e f o r c e o f t h e k e y s a g a i n s t f i n g e rs , o r t h ea r r a n g e m e n t o f sp e c i a l c h a r a c t e r s , m a y n o t b e i g n o r ed .

Table (6-1): Errors in the Main Set.Total 897 instances ( 602 distinct)

Omission 65.2%Insertion 4.7%Replacement 2.8%Interchange 2.2%Chatter 22.5%(Overlapped)Other errors 17.6%

Table (6-2): Distribution of OmissionErrors. (The middle key of the sequenceis skipped.)

Text sequenceL - R - L 7 . 4 % IR - L '- R 2 . 6 % . . . . 1 0 . 0 %L-L-R 4.3%.R ~- L 4.8%J... 9.1%L - R -R l O . 5 Z .R-L---L 30.2 % j''" 40 .7 %L-L-L 6.9%.R-R-R 2.9%J... 9.8%

H e r e , w e w i ll n o t l o o k i n t o e r r o r s w i t h s h if t k e y s , a l t h o u g hs h i f t k e y e r r o r s f o r m a c a t e g o r y o f th e i r o w n . T h e y a r e l i ke l y too c c u r i n a n i n t e r r u p t e d s t a t e o f m i n d , t h a t i s, w h e n t h e m i n d i sc o n s c i o u s o f t h e t y p in g b e h a v i o r . T h e m i s t o u c h i n g o f e i t h e r t h es h i f t o r t h e c h a r a c t e r k e y t h a t o c c u r h e r e i s o f a d if f e r e n t q u a l i t yf r o m o t h e r s i m p l e m i s t o u c h i n g , a n d t h e s e e r r o r s a r e n o t a g o o de x a m p l e o f a d e f i c i e n c y i n c o n t i n u o u s r e f l e x i v e m o t i o n . O n et y p i c a l e x a m p l e i s t h a t t h e t y p i s t w e n t o n t y p i n g a f e w l i n e sw i t h o u t n o t i c i n g t h a t t h e s h i f t k e y w a s l o c k e d .

T h e t y p e s o f e r r o r s t h a t o c c u r w i t h i n t h e m a i n s e t a r e f a ir l yl i m i t e d . T h e y a r e c a t e g o r i z e d a s f o ll o w s .

1 ) O m i s s i o n : E r r o r s t h a t s k i p c h a r a c t e r s o f t h e t e x t . T h i s i st h e m o s t c o m m o n t y p e o f e r r o r t h a t i s m a d e b y a w e llt r a i n e d t y p i s t , s i n c e h e r t o u c h , i s l i g h t e r th a n t h a t o f t h el e s s t r a i n e d . Th e y wi l l b e o c c a s i o n a l l y t o o l i g h t t o g o o v e rt h e t h r e s h o l d o f t h e k ey . T h e s e e r r o r s a r e f o u n d m o r ef r e q u e n t l y i n f a s t e r s e q u e n c e s .

2 ) I n s e r t i o n : E r r o r t h a t i n s e r t s e x t r a c h a r a c t e r s t h a t a r e n o t i nt h e t e x t .

3 ) R e p l a c e m e n t : E r r o r t h a t h i t s a n i r r e l e v a n t k e y i n p la c e o f ap r o p e r o n e . T h e m o s t l i k e ly k e y t o b e m i s h i t i s t h e k e ya d j a c e n t t o t h e p r o p e r o n e .4 ) I n t e r c h a n g i n g : E r r o r t h a t h i t s a k e y p a ir i n t h e r e v e r s eo r d e r . T h i s a p p e a r s t o b e a r e s u l t o f th e p e c u l i a r i ty o fi n d i v i d u a l t y p i s t s .

5 ) C h a t t e r i n g : E r r o r t h a t a c e r t a i n k e y is d o u b l y t y p e d . T h i se r r o r i s c h a r a c t e r i s ti c o f s o m e e l e c t r i c t y p e w r i te r s . I t o f te no c c u r s t o g e t h e r w i t h t h e o m i s s i o n o f t h e n e x t c h a r a c t e r ,w h i c h i n d i c a t e s t h a t i t o c c u r s w h e n t h e s e c o n d k e y i s h i tw h i l e t h e f i r s t i s s t il l b e i n g d e p r e s s e d . T h e c h a t t e r i n g i t s e l fm a y b e d u e t o t o o s e n s i t i v e l y m a d e k e y s , o r t o t h et r e m b l i n g o f f i n g e r s , o r b o t h .

T h e o c c u r r e n c e s o f e r r o r s a r e n o t e v e n l y d i s t r i b u t e d , b u ta r e c l u s t e r e d . T h i s i m p l i e s t h a t e r r o r s a r e i n p a r t d u e t o s o m em e n t a l a n d p h y s i c a l s ta t e o f t h e t y p i st , e s p e c i a ll y t h e f a t ig u e . A tt h e s a m e t i m e , w e s e e t h a t a s a m e e r r o r i s r e p e a t e d l y m a d e ,w h i c h m e a n s t h a t t h e e r r o r s a r e n o t e n t i r e l y d u e t o c a r e l e s s n e s s ,o r s ta t i s ti c a l fr e a k s . E r r o r s a r e m a d e m o r e f r e q u e n t l y b y t h e le f th a n d , a l t h o u g h i t m a y n o t b e c o r r e c t t o i n f e r t h i s t o b e a ni n d i c a t i o n o f t h e i n f e r i o r i t y o f t h e l e f t h a n d , s i n c e t h e t o t a ln u m b e r o f s t r o k e s t y p e d b y t h e l e f t is a ls o g r e a t e r.

I n t h e d a t a , w e s e e t h a t m o r e t h a n 6 0 % o f t h e e r r o r s a r eo m i s s i o n , e r r o r s . F u r t i l e r i n s p e c t i o n s h o w s t h a t a b o u t 4 0 % o ft h e l e t t e r s k i p p i n g t a k e s p l a ce w h e r e t h e t e x t g o e s e i t h e rL - R - R - , o r R - L - L - , w h e r e t h e s ~ c o n d s t r o k e i n t h e s e q u e n c e i st h e s k i p p e d k e y. F r o m T h e p r e v i o u s l y o b t a i n e d r e s u lt s , w ek n o w t h a t a l t e r n a t e h a n d p a i r s c a n b e s t r o k e d f a s t e r t h a n s a m eh a n d p a i r s , s o w e m a y i n f e r t h a t , b e c a u s e o f t h e l e v e l l i n g e f f e c t ,t h e t y p i s t w o u l d u n c o n s c i o u s l y t r y t o s p e e d u p t h e s a m e h a n dp a i r a n d s u c h p s y c h o l o g i c a l s t r e s s w o u l d r e s u l t i n t h e s k i p p i n g o ft h e f i r s t k e y o f t h e p a ir . E r r o r s a r e m a d e a l s o w h e r e t h es e q u e n c e t u r n s f r o m a n a l te r n a t e h a n d m o d e i n t o a s a m e h a n dm o d e , w h i c h s h o u l d a c c o m p a n y a s i m i l a r p s y c h o l o g i c a l s t r e s s .T h e r e s u l t s o b t a i n e d h e r e a r e c o n s i s t e n t w i t h t h e o b s e r v a t i o n s i nt h e p r e c e d i n g s e c t i o n s .

E r r o r s t e n d t o o c c u r m o r e f r e q u e n t l y w i t h w o r d s w h i c h a r el e s s fa mi l i a r t o t h e t y p i s t. A t y p i c a l e x a mp l e i s s e e n i n t h e wo rd" m a g n e t " a n d t h e i r d e r i v a t i v e s . T h e k e y i n g s e q u e n c e o f th i sw o r d i t s e l f d o e s n o t c o n t a i n h i g h l y a w k w a r d s e q u e n c e s .N e v e r t h e l e s s , t h e r e a r e a la r g e n u m b e r o f e r r o r s a s s o c i a t e d w i tht h e m , s o w o r d s w h i c h a r e u n f a m i l i a r t o t h e t y p i s t m u s t b e m o r ep r o n e t o e r r o r s . T h i s a s p e c t c a n n o t b e i n f e r r e d f r o m o u rd i s c u s s i o n c o n c e r n i n g t h e a b s t r a c t n a t u r e s o f m o t i o n s , s o t h a t i ts h o u l d b e e x p l a i n e d t h r o u g h a d e p t h a n a l y s i s o f t h e p a r t i c u l a rm o t i o n s a s s o c i a t e d w i t h t h e w o r d , i n t e r m s o f p s y c h ol o g i ca l

- - 2 4 6 - -

7/27/2019 An Analysis of the Standard Englist Keyboard

6/7

hes i t a t i on , ana logy to f ami l i a r and s imi l a r wor ds , l ack o f pa t t e r np r ac t i ce f o r t he en t i r e wor d , e t c .

7 . F u r t h e r D i s c u s s i o n sB r i e fl y s u m m a r i z i n g t h e o b s e r v e d r e s u l t s , w e fi n d t h a t m o s t

o f th e c o n j e c t u r e s s t a t e d a b o u t t h e d e x t e r i t y o f h a n d a n d f i n g e rm o t i o n i s t r u e f o r i n d i v i d u a l k e y pa ir s. H o w e v e r , t h e e f f e c t o ft h e s e f a c t o r s a r e n o t a s p r o n o u n c e d a s w e f i r s t a n t i c i p a t e d i n t h ed a t a , a n d t a k e n a s a w h o l e , t h e d a t a s e e m e d t o b e q u i t ed i s p e r s e d . W e a t t r i b u t e t h i s t o t h e e f f e ct o f t h e c o n t e x t k e yp a ir s t h a t w o r k o n t h e m , a n d s u r m i s e t h a t to t h i n k o f a k e y i n gs e q u e n c e m e r e l y a s a j u x t a p o s i t i o n o f in d i v i d u a l k e y p a ir s w o u l dn o t b e s u f f i c i e n t , e v e n a t t h e p h y s i c a l l e v e l .At t he men ta l l eve l , i t i s we l l known tha t t yp ing i s no t ac o l l e c t i o n o f i n d i v i d u a l l e t t e r t y p i n g b u t a t y p i n g o f a l o n g e rp a t t e r n a s a u n i t. A t y p i st t a k e s c o m m o n l y u s e d s y l la b l e s ( e .g ." - t io n " , " - i n g " , " - t i v e " , e t c . ) , w o r d s , o r e v e n p h r a s e s a s a u n i t o fr e c o g n i t i o n , n o t i n d i v i d u a l k ey p a i rs o r c h a r a c t e rs . I n t h er e c o g n i t i o n , t h e t e x t i s s e g m e n t e d a c c o r d i n g t o w h e t h e r o r n o tt h e t y p i st h a s t h e k n o w l e d g e o f a p a r ti c u l a r c h u n k . T h i s s h o u l db e v e r y c l o s e ly r e l a t e d t o t h e r e a d i n g p r o c e s s i n g e n e r a l . I nt y p i ng , t h e t e r m " k n o w l e d g e " d o e s n o t m e a n o n l y t h a t th e t y p i s tu n d e r s t a n d s t h e p a r t i c u l a r w o r d , b u t a l s o t h a t s h e h a s acanalization, o r a c h u n k i n g a b i l i t y , i n h e r m i n d t h a t t r a n s l a t e st h e w o r d i n t o a s e q u e n c e o f k e y i n g m o t i o n s . I f t h e t y p i st d o e sn o t " k n o w " t h e w o r d , t h e n i t m u s t b e i n t e r p r e t e d b y s y l l a b le s o rm a y b e c h a r a c t e r s . B e t t e r d e f i n e d c a n a l i z a t io n e x i s t s f o rf r e q u e n t l y u s e d w o r d s , h e n c e f o r f r e q u e n t l y u s e d k e y p a i r s .

W h a t w e f i n d in t h e r e s u l t s o f o u r e x p e r i m e n t i s t h a t t h i sc a n a l i z a t io n e x i s t s n o t o n l y i n t h e m e n t a l a s p e c t o f t y p in g , b u ta l so i n ac tua l phys i ca l mo t ions o f hands a nd f i nger s i n t yp ing .A s a r e s u l t , i f a k e y in g s e q u e n c e c o n t a i n s a l a r g e r p r o p o r t i o n o fk e y p a i r s w h i c h a r e h a r d e r t o e x e c u t e , t h e n e v e n e a s i e r k e y p a i r sa r e s l o w e d d o w n i n s p i te o f t h e p o t e n t i a l s p e e d - u p d u e t ol e a r n i n g , a n d t h e o v e r a l l t y p i n g s p e e d s e t t l e s d o w n a t a v a l u ew h i c h i s b e l o w t h e a t t a i n a b le l e v e l a s a n a g g r e g a t e o f i n d i v i d u a lk e y p a i r p e r f o r m a n c e s . T h i s i s p e r h a p s t h e m a i n r e a s o n f o r t h ed i s c r e p a n c y b e t w e e n t h e a c t u a l r e p o r t e d p e r f o r m a n c e f i g u r e s o nD v o r a k k e y b o a r d , a n d t h e f i g u r e s p r e d i c t e d f o r it by v a r i o u sa u t h o r s b a s e d o n t h e p e r f o r m a n c e o n Q W E R T Y k e y b o a r d .

8 . A n E v a l u a t io n o f th e Q W E R T Y K e y b o a r dW h a t w e h a v e b e e n o b s e r v i n g i n t h e p r e c e d i n g s e c t i o n s m a y

b e d i r e c tl y r e l a t e d t o t h e e v a l u a t i o n o f t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h eQ W E R T Y k e yb o ar d.T h r o u g h t h e t a l l y in g o f t h e t e x t , w e h a v e t h e d i s t r i b u t io n o f

k e y s t r o k e s o n Q W E R T Y a s i n t a b l e ( 8 - l ) . T h e f i g u r e s te l l u st h a t t h e l e f t h a n d i s o v e r l o a d e d , t h e r e a r e t o o m a n y s t r o k e styped on the upper r ow, t he f i nger s a r e l oaded poor ly i n r e l a t i ont o t h e i r d e x t e r i t y , e t c . , a ll o f w h i c h s h o w t h e w e a k n e s s o f th eQ W E R T Y k e y b o a rd . F u r t h e r m o r e , t h e r a te o f a w k w a r dseq uen ces i s s t r i k ing ly h igh ; O f a l l t he key pa i r s i n t he t ex t ,9 .6% a r e hu r d l es and 8 .2% ar e r eaches .T h e s e r e s u l t s i n t h e m s e l v e s i n d i c a te t h e d e f i c i e n c y o f t h eQ W E R T Y k e y b o a r d , b u t t h e s e a r e n o t t h e c r u c i a l p o i n ts . F r o mt h e m e a s u r e m e n t s m a d e b y o t h e r s in t h e p a s t, w e h a v e b e e nt o ld t h a t f o r a ll t h e s e d e f i c i e n c i e s , th e Q W E R T Y k e y b o a r d i s n ow o r s e t h a n b y 2 0 % in ty p i n g s p e e d t h a n b y D S K . S o m er e p o r t e d t h a t t h e d iI t i~ r e nc e b e t w e e n D S K a n d Q W E R T Y

T a b l e ( 8 - 1 ) : S tr o k e D i s t r i b u t i o n s .

H a n d D i s t r i b u t i o n (Shift key not counted.Left 48.0%Right 35.9%Space bar 16.1%

R o w D i s t r i b u t i o n (Space bar excluded.)Top 0.1%Upper 51.5%Home 31.8%Bottom 17.6%

Finger Distrib ution (per hand)

L e f t R i g h tIndex 37.2% 45.3%Middl e 34.8% 21.4%Ring 14.0% 27.6%Little 14.1% 5.7%

p r e d i c t e d t h r o u g h t h e a n a l y s is o f Q W E R T Y d a t a i s w i t h i n n l y af e w p e r ce n t s . W h y c a n t h e d i f fe l : e n c e b e e s t i m a t e d s o s m a l l ?We th ink tha t t h i s i s due t o t he l eve l l i ng e f f ec t , i n wh ich ane x p e r t e x e c u t e s h a n d . m o t i o n s t h r o u g h o p t i m a l p a t h s .S u p p o s e d l y s l o w e r s t r o k i n g s e q u e n c e s w i l l b e p u l l e d t o b e f a s t e r( a n d p o s s i b l y b e c o m e m o r e p r o n e t o e r ro r s ) , a n d y e t t h e f a s t e r, o n e s m i g h t b e m a d e s l o w e r . T h e d i f fi c u l ty t h at i s i n h e r e n t i nt h e k e y i n g s e q u e n c e o f t h e t e x t o n Q W E R T Y , w i t h a ll th ea w k w a r d s e q u e n c e s a n d i n c e s s a n t w a s t e d m o t i o n s , i st r a n s f o r m e d i n t o t h e t e n s i o n o f t h e h a n d s o f th e t y p i s t in o r d e rt o c o m p e n s a t e f o r i t , i n a n e f f e c t t o t y p e a s r h y t h m i c a l l y a sposs ib l e . I n t h i s way, t he r esu l t i ng spee d may no t be a f t~c t ed asm u c h a s s h o u l d b e e x p e c t e d f r o m t h e d i f f i c u lt y o f i n d i v i d u a ls t r o k e s . T h u s , w h e n u s e d t o p r e d i c t p e r f o r m a n c e o n D S K , s u c hd a t a w il l n o t g i v e us a g o o d e s t i m a t e . T h e e x i s t e n c e o fu n p r e f e r r e d k e y i n g s e q u e n c e s a f f e c ts t h e lo c a l p e r f o r m a n c e o fk e y in g . I n ad d i ti o n , c o n t i n u o u s s u c h e f f or t o n Q W E R T Yc e r t a i n ly c a u s e s t h e f a t i g u e o f t h e t y p i s t, a n d i t m i g h t e v e nb e c o m e h a z a r d o u s t o h e r h e a l t h .B a s e d o n t h e s e o b s e r v a t i o n s , w e m u s t r e j e c t t h e p o p u l a r l ys t a t e d n o t i o n t h a t t h e Q W E R T Y k e y b o a r d i s a f u l ly s a t i fa c t o r ya r r a n g e m e n t [ b r E n g l i s h t e x t s f o r m o s t p u r p o s e s .

9 , C o n c l u d i n g R e m a r k sM a n y o f th e r e s u l t s w e o b t a i n e d c o n f i r m f o r m e r l y s t a te dc l a i m s o n a b as i s o f e x p e r i m e n t a l r e s u l t s . T h e e x p e r i m e n t a l

p r oof s f o r t he f ac t t ha t t he co n tex t o f t he t ex t d i r ec t l y a f f ec t s t hep r o d u c t i o n o f t h e t y p i n g s h o u l d b e o f v a l u e , f o r tw o r e a s o n s .On e i s tha t i t show s tha t t yp ing i s a h igh ly me n ta l p r ocess , a sw e l l a s a p h y s i ca l o n e o f m o v i n g h a n d s a n d f i n g e rs . T w o , a n dw h a t w e w i s h t o e m p h a s i z e , i s t h a t t h i s e f f e c t w o r k s i n t h ed i r e c t i o n o f r e la x i n g t h e t e n s i o n t h a t m i g h t o c c u r i n t h e t y p i n gpr ocess , so i f we look a t t he t yp ing beha v io r super f i c i a l l y , wem i g h t a r r i v e a t w r o n g c o n c l u s i o n s a b o u t h a n d d e x t e r i t y a n d t h ee f f e c t i v e n e s s o f k e y b o a r d s ~ o R e p o r t s w h i c h s u p p o r t t h e e f f i c a c yo f t h e Q W E R T Y k e y b o a r d v ' " a p p e a r t o b e m a k i n g t h i s e rr o r.

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7/27/2019 An Analysis of the Standard Englist Keyboard

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Acknow ledgement : We w ould l ike to thank Dr . S . Kawai forhelpful suggestions and discussions on our work, and would alsolike to express our grati tude to Mr. M. Mogaki and Mr. J. Janfor helpful comm ents .

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