發明曆史
起源
第一台打字機是由克裡斯托夫·拉森·肖爾斯（Christopher Latham Sholes）于1868年在美國申請專利的，這是他為設計一種打字設備而作出的最初嘗試，但這種粗糙而遲鈍的機器遠遠稱不上完美。這種打字機的設計使用了所謂的“鉛字拉動杆”來打出字母和字符：當使用者敲擊一個按鍵時，鉛字拉動杆會向上翹起，撞擊塗有墨水的膠帶，從而在紙上打出字符。
在這種打字機最初的鍵盤設計中，按鍵是按字母順序分兩排進行布局的，但這種布局所帶來的結果是，最常用字母（例如“TH”和“ST”等）的鉛字拉動杆的位置靠得過近，因此當使用者以極快速度連續敲打這些字母時，按鍵就會卡住。
為了消除這種故障，肖爾斯作出了很多嘗試，其結果是他對按鍵的布局進行了重新安排。在1868年，肖爾斯與教育學家阿莫斯·鄧斯莫（Amos Densmore）合作，對鍵盤字母布局進行了更好的安排，為經常組合使用的字母按鍵留出了更大空間。這種調整最初帶來的結果是，人們覺得難以找到按鍵，因此無法以較高的效率打字。
但随着時間的推移，一部分掌握了這種新的按鍵布局的人開始覺得，實際上新布局有助于提高打字速度，原因是按鍵不會卡住。
發明趣聞
肖爾斯造出打字機後，發現打字員擊鍵時老是出故障。為了解決這個難題，肖爾斯跑去請他的妹夫——一名數學家兼學校教師幫忙。他妹夫提出了一個解決方案：在鍵盤上把那些常用的連在一起的字母分開，這樣擊鍵的速度就會稍稍減慢，也就減少了故障的發生。
肖爾斯很樂意地采納了他妹夫的建議，将字母按一種奇怪的QWERTY順序排列。為了避免發生故障而不得不将字母雜亂無章地進行排列，告訴公衆這一事實或許會讓肖爾斯覺得尴尬。于是，他巧妙地耍了一個花招，說這樣排列是最科學的，可以加快人們的打字速度。
後續改進
1888年全美舉行打字公開比賽，法院速記員馬加林按照明确的指法分工展示了他的盲打技術，錯誤隻有萬分之三，使在場人驚訝不已，據記載馬加林的獎金是$500元從這以後很多人效仿這種盲打，在美國也開始有了專門培養打字員的學校。
由于盲打技術的出現，使得擊鍵速度足以滿足日常工作的需要，然而在60年後（1934年），華盛頓一個叫德沃拉克（Dvorak）的人為使左右手能交替擊打更多的單詞又發明了一種新的排列方法，這個鍵盤可縮短訓練周期1/2時間，平均速度提高35%。DVORAK鍵盤布局原則是：1、盡量左右手交替擊打，避免單手連擊；2、越排擊鍵平均移動距離最小；3、排在導鍵位置應是最常用的字母。
比DVORAK鍵盤更加合理、高效的是理連·莫爾特(Lillian Malt)發明的MALT鍵盤。它改變了原本交錯的字鍵行列，并使拇指得到更多使用、使“後退鍵”（Backspace）及其他原本遠離鍵盤中心的鍵更容易觸到。但MALT鍵盤需要特别的硬件才能安裝到電腦上，所以也沒有得到廣泛應用。
到了20世紀中期，鍵盤又多了一個用武之地——作為電腦的基本輸入設備。另一方面，至今，“QWERTY”鍵盤仍然是使用的最多的鍵盤布局方式，這是一個非常典型的“劣勢産品戰勝優勢産品”的例子。
全鍵盤方案
鍵盤排列方式
但具有諷刺意味的是，這種129年前形成的、以放慢敲鍵速度為目的的鍵盤排列方式卻延續至今。1986年布魯斯·伯裡文爵士曾在《奇妙的書寫機器》一文中表示：“QWERTY的安排方式非常沒效率。”，比如：大多數打字員慣用右手，但使用QWERTY，左手卻負擔了57%的工作。兩小指及左無名指是最沒力氣的指頭，卻頻頻要使用它們。排在中列的字母，其使用率僅占整個打字工作的30%左右，因此，為了打一個字，時常要上上下下移動指頭。
還有下面的說法：
電腦鍵盤是從英文打字機鍵盤演變而來的，當它最早出現在電腦上的時候，是以一種叫做“電傳打字機”的部件的形象出現的。
紙帶打字機和卡片打字機
實際上，比電傳打字機更早的年代，鍵盤就已經出現在電腦附屬設備上了，在電腦還是能夠占滿一個大廳的年代裡，主要的電腦輸入設備就是穿孔紙帶和穿孔卡片，這些紙帶和卡片當然不可能是人手一點點穿出來的，它們是使用專用的“紙帶穿孔機”和“卡片穿孔機”來穿出的，而在這兩種機器上也都有一台很像普通打字機的電動打字機作為輸入設備。隻不過相對而言，這兩種設備都不是電腦的一部分，這點是和電傳打字機不同的，所以我們不把它們作為電腦鍵盤發展史的一部分。
“電傳打字機”是在鍵盤+顯示器的輸入輸出設備出現以前電腦主要的交互式輸入輸出設備，你可以把它想象成一個上蓋帶有鍵盤的打印機，用戶所打的字和電腦輸出的結果都會在鍵盤前方的打印輸出口上打印出來。
“電傳打字機”是大型計算機（MAINCOMPUTER）和小型計算機（SMALLCOMPUTER）時代最主要的電腦交互式輸入輸出設備。70年代中期以後，随着顯示器設計的成熟，電傳打字機就逐漸退出了電腦的世界，而鍵盤則從此擺脫出來成為了獨立的一種設備。
“電傳打字機”的鍵盤沒有今天電腦鍵盤那麼按鍵和那麼多功能，實際上它幾乎和全尺寸的打字機鍵盤是一樣的，電木塑料下面是機械的按鍵結構，這種設計也為初期的電腦鍵盤所繼承。
在這個時期，由于個人電腦的體積還很小，所以流行的設計是将鍵盤直接作在主機上，著名的APPLEII系列電腦就是這樣的結構。但随着IBMPC開始将當時還很龐大的硬盤引入到個人電腦上，在80年代中期，獨立的鍵盤成為主流的設計。
早期的鍵盤幾乎都是機械式鍵盤，準确的說是機械觸點式鍵盤，這種鍵盤使用電觸點接觸作為連同标志，使用機械金屬彈簧作為彈力機構。這種鍵盤的手感硬、按鍵行程長、按鍵阻力變化快捷清脆，手感很接近打字機鍵盤，所以在當時很受歡迎，直到今天仍然有相當一部分人十分懷念這種鍵盤的手感。
但是，機械觸點式鍵盤最大的兩個缺點是機械彈簧很容易損壞，而且電觸點會在長時間使用後氧化，導緻按鍵失靈。所以在90年代以後，機械觸點式鍵盤就逐漸退出了曆史舞台。
一開始，取而代之的是電磁機械式鍵盤。電磁機械式鍵盤仍然是一種機械式鍵盤，但它與機械觸點式鍵盤不同的是，它并非依靠機械力将兩個電觸點連通，而是将電觸點封閉在一個微型電位器裡，在按鍵下部則放置一個磁鐵，通過磁力來接通電流。
與機械觸點式鍵盤相比，電磁機械式鍵盤的使用壽命強了很多，但是仍然沒能解決機械式鍵盤所固有的機械運動部分容易損壞的問題，所以電磁機械式鍵盤沒能在市場上生存多久，很快就被80年代後期出現的非接觸式鍵盤取代了。
所以非接觸式鍵盤，是與此前的各種“接觸式鍵盤”相對而言的，與“接觸式鍵盤”不同的是，它們并不是依靠導電觸點的機械式連通來獲得按鍵信号的，而是依靠按鍵本身的電參數變化來獲得按鍵信号。由于不需要觸點的機械接觸，所以它的使用壽命就能強很多。
主要的非接觸式鍵盤有電阻式鍵盤和電容式鍵盤。其中電容式鍵盤由于工藝更加簡單成本更低所以更受到普遍應用。與機械式鍵盤相比，它最大的兩個特點是使用彈性橡膠制作的彈簧取代了機械金屬彈簧，同時由機械鍵盤的電連通轉為通過按鍵底部和鍵盤底部的兩個電容極闆距離的變化帶來的電容量變化來獲得按鍵的信号。
與機械式鍵盤相比，電容式鍵盤的手感有了很大的變化，變得輕柔而富于韌性，這種手感一直延續到今天，成為鍵盤的主流設計手感，這也就是為什麼很多文章說鍵盤都是電容式鍵盤的原因，但其實這種手感并不來自電容式的結構而來自橡膠彈簧對機械金屬彈簧的取代，這不是電容式鍵盤之所以為電容式鍵盤的原因。
電容式鍵盤由于其原理，所以每一個按鍵都必須做成獨立的封閉結構，這樣的鍵盤也被分類為“封閉式鍵盤”。
對于大多數鍵盤文章，講到電容式鍵盤也就告一段落了，但是其實他們的錯誤也正在于此，為什麼？這裡先賣一個關子，當我們講到鍵盤的結構時再繼續。
非英文鍵盤方案
各種語言的鍵盤基本都是在英文鍵盤的基礎上改變而成的，大部分鍵的排列方式都和英文鍵盤相差不遠，隻有一些細微的差别，例如英國鍵盤上的美元符号變成了英鎊符号，而德文鍵盤上的子母Y和Z互換了位置。各種遠東語言鍵盤在英文按鍵部分則與不标準的美式英文鍵盤沒有什麼大的不同，但在一些附屬按鍵上則有明顯的區别。對于中國用戶來說，最容易見到的非美語言鍵盤可能就是二手市場上常見的日文鍵盤了，與标準的英文鍵盤相比，它的大部分按鍵都是一樣的，但在一些标點符号上卻有明顯的位置差異，從而導緻在英文系統中使用一些标點的時候出現按鍵的标識和實際内容對應不上的情況。
十字方向鍵設計
所謂的十字形方向鍵，指的就是鍵盤上的獨立方向鍵呈十字形排列，這種設計最初是為了在形象上更為接近傳統的83鍵盤設計，但實際的效果卻相當的差。
最早的十字形鍵是微軟第一代人體工學鍵盤上使用的，但随後就成為這一代名品上被人罵得最多的設計，十字形的鍵位看起來很好看，但實際使用一下就會發現這種按鍵設計手指會别扭的擠在一起，無論在日常使用還是在遊戲中都極不方便，特别是在賽車遊戲中幾乎沒法玩下去。所以微軟在此後的第二代産品中又改回了原來的設計。
不過可笑的是，始作俑者微軟自己都已經不用十字形方向鍵了，但一些國内的廠商卻又把這種弄巧成拙的設計拾了回來，還作為特色設計之一來大肆宣傳。強烈建議大家對此不要考慮，否則買回來就有夠受的。
鍵盤結構
前面，我們提到了，現今的鍵盤其實并不是真正的電容鍵盤，那麼現今的鍵盤屬于哪一類呢？還是讓我們拆開一個鍵盤來看一看。
從照片上我們可以看到一個普通的超薄型鍵盤，拆開後背的螺絲以後，可以将鍵盤拆成如圖的幾個部件。首先是鍵盤和上蓋闆和嵌在其中的每個按鍵的鍵帽，這是用戶所主要接觸的部分。
在上蓋闆以下，是一塊橡膠薄膜，在每個按鍵的位置上有一個彈性鍵帽，這個部件就是鍵盤的主要彈性元件，一款鍵盤的手感主要就是由這個部件的性狀和材質決定的，因此其形狀設計和橡膠成分都是各大鍵盤廠商的機密。需要指出的是，并不是所有的廠商都使用這樣的一體式橡膠薄膜，某些廠商如明基在某些鍵盤上習慣于每個按鍵都使用單獨的橡膠彈簧，這樣的設計更有利于保持每個按鍵手感的統一，但生産工序更為複雜一些。
在橡膠薄膜以下，是三層重疊在一起的塑料薄膜，上下兩層複蓋着薄膜導線，在每個按鍵的位置上有兩個觸點，而中間一張塑料薄膜則是不含任何導線的，将上下兩層導電薄膜分割絕緣開來，而在按鍵觸點的位置上則開有圓孔。
這樣，在正常情況下，上下兩層導電薄膜被中間層分隔開來，不會導通。但在上層薄膜受壓以後，就會在開孔的部位與下層薄膜連同，從而産生一個按鍵信号。
由此可見，現今的鍵盤實際上是一種接觸式鍵盤，盡管外形大相徑庭，但實際上它的基本原理和機械觸點式鍵盤是一樣的，依靠機械性的導電觸點連同來産生按鍵信号。根本不是電容式鍵盤。
實際上這種鍵盤的真正名字叫做“薄膜接觸式鍵盤”，是一種機械接觸式鍵盤。它和機械觸點式鍵盤一樣，有壽命短易損壞的問題，但是由于橡膠彈簧取代了金屬彈簧，所以它的手感比機械觸點式鍵盤要好而接近于電容式鍵盤，而且壽命雖不及電容式鍵盤，但比機械觸點式鍵盤要長得多。
真正的電容式鍵盤依據的是非接觸式的電容導電觸發原理，所以電路結構比薄膜接觸式鍵盤要複雜得多，而且電容式鍵盤的每個鍵都使用的是封閉式結構，其整體成本要遠遠高于開放式的薄膜接觸式鍵盤。所以除了少數高檔特種鍵盤以外，其實已經幾乎沒有真正的電容式鍵盤在賣了。
現今的主流鍵盤除了薄膜接觸式鍵盤以外，還有另外一種“導電橡膠接觸式鍵盤”，它的特點是隻有一層導電薄膜，在每個按鍵位置上有不連通的兩個觸點，而橡膠彈簧的下部則使用導電橡膠來制作，當按下的時候就會将兩個觸點連通。
可以看出來，這種鍵盤的原理和計算器按鍵的原理是很接近的。實際上早在個人電腦的早期，這種設計就經常在一些超薄的膝上型電腦上使用。隻是與薄膜接觸式鍵盤相比，這種結構的壽命更短，所以除了在某些特殊用途以外，已經在逐漸消失中。
在鍵盤的右上角，有一塊與薄膜連同的電路闆，這塊電路闆就是鍵盤的核心部分，從導電薄膜傳來的導通信号會通過導線輸入到電路闆上的運算芯片，這塊芯片會根據上下兩條表面的導線編号通過芯片内部的一張按鍵排布表查找出對應按鍵的ASCII碼，通過接口将其輸出。
這種通過查表獲得按鍵編碼的方式稱之為“非編碼式鍵盤”，相對的有“編碼式鍵盤”，這種鍵盤的ASCII碼是直接由每個按鍵的數字電路産生的。與非編碼式鍵盤相比，編碼式鍵盤的成本高，重定義困難，所以已經很罕見了。電容式鍵盤由于其工作原理，大都是編碼式鍵盤，這也從另一個角度證明了現今的主流鍵盤并不是電容式鍵盤。
有關質疑
肖爾斯的QWERTY鍵盤布局被英國打字機發展史方面的權威人士認定為“有史以來最大的欺騙活動之一”,是“徹頭徹尾的謊言”。奇怪的是,那些與紹爾斯設計不同的、更為科學的鍵盤竟然被曆史淘汰了,而人們卻漸漸習慣于使用這種編排古怪的鍵盤。
質疑
1860發明打字機，但把字母拆散成不連續，是為了減少了故障的發生。80年代，打字機剛剛在美國萌芽的時候，很多人會不自覺地越打越快，反而造成機械上的故障(例如，鉛字纏在一起與卡鍵)，使用者為減少浪費時間在修理打字機的機械故障，而有一位Christopher Sholes工程師，聰明地設計了QWERTY鍵盤字母擺設的方式，把字母拆散成不連續，以降低打字員的打字速度。當你理解到此時，會感到難以想象，如要進一步查證可上網。
然時至今日，計算機鍵盤之機械問題已消失，而我們卻要沿用19世紀的舊設計，繼續大傷腦筋去強記26個不規則位置的英文字母，合理嗎？
鍵盤的鍵位設計
一款鍵盤的鍵位設計包含了兩個概念，一是主體的英文和數字鍵位設計，二是各種附屬鍵位設計。最通常的英文與數字鍵位設計方案就是俗稱的“QWERTY”柯蒂鍵盤。這是ChristopherLathamSholes于1868年發明的鍵位方案。
總所周知，柯蒂鍵盤主要的設計目的就是使擊鍵的速度不至太快。不過在很多文章中的說法有一個小小的錯誤，這就是——柯蒂鍵盤的鍵位設計并不是要“使擊鍵的速度不至太快導緻卡住”，而是“在不至卡住的前提下盡量提高打字速度”。
這兩種說法中有一個微妙的差異，這就是說，減慢打字速度不是最終目的，QWERTY鍵盤并不是在一味的減低速度，它固然有把ED這樣的常見組合放在一個手指上的減低速度設計，但也有很多諸如ER這樣的加速組合鍵位。
實際上這樣設計的根本原因在于機械式打字機的結構，其鉛字杠杆的結構決定了當兩個位置接近的鉛字同時按下的時候就會卡死，但相對的兩個相距較遠的鉛字就不會發生同樣的問題，相信有過英文打字機使用經驗的人應該都會有所體會。
在柯蒂鍵盤上，一些常用的字母被放在無名指、小拇指等位置上，這一向被認為是用小拇指等的不靈活性來減低速度，但這種說法沒有考慮到機械式打字機的實際情況，食指固然是最靈活的，但食指鍵位上的按鍵也是最容易卡死的，所以将常用字母放在邊緣以保證在高速打字時不會卡死也就是理所當然的。
所以說，設計柯蒂鍵盤的最終目的并不是為了單純的減低打字速度，事實上，柯蒂鍵盤的設計方案恰恰是為了提高打字速度，隻不過是“在不會卡死的情況下盡力提高打字速度”。
進入20世紀以後，機電打字機發明使得機械式打字機的鉛字臂卡死不再成為一個重要的問題，衆多的高速打字鍵盤也就應運而生。其中最著名的也就是DVORAK德沃拉克鍵盤。
德沃拉克鍵盤是AugustDvorak教授在1930年設計的鍵位方案，由于不再考慮按鍵的機械結構問題，所以按鍵排布完全按照理想化的擊鍵率分布設計。手指運動的行程比柯蒂鍵盤要小得多，平均打字速度幾乎提高了一倍。不過正如很多事情一樣，習慣的力量是難以抵擋的，德沃拉克鍵盤至今隻是在極少數專業場合使用。不過對于想試試的人來說，可以嘗試一下Windows裡自帶的德沃拉克鍵盤方案。
