前 言
方法就是世界。
在計(jì)算機(jī)技術(shù)普及教育和推廣應(yīng)用中，同樣也證明了這一真理。
計(jì)算機(jī)進(jìn)入我國之后，為了向廣大群眾普及計(jì)算機(jī)技術(shù)，把“BASIC”語言的學(xué)習(xí)列為計(jì)算機(jī)普及教育的首要內(nèi)容。似乎要學(xué)會(huì)操作計(jì)算機(jī)就必須從“BASIC”學(xué)起。那時(shí)“BASIC”語言鋪天蓋地而來。在以“BASIC”語言為中心的計(jì)算機(jī)普及教育中，我與大多數(shù)人一樣，不得不因?yàn)槠占敖逃胺椒ā辈粚?duì)，而半途而廢了。當(dāng)時(shí)覺得我與計(jì)算機(jī)是今身無緣了。
九十年代中期，聯(lián)合國和美國電腦專家對(duì)我國提出警告：指出以“BASIC”語言為中心的課程是第一大危害。如不徹底改變方向，計(jì)算機(jī)教學(xué)將面臨最大的災(zāi)難。這時(shí)，計(jì)算機(jī)的普及教育由“語言程序設(shè)計(jì)”為中心轉(zhuǎn)變到了以學(xué)習(xí)“應(yīng)用軟件”為中心。從此以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)普及教育取得了極大成效。
一天，閑來無事，我踏進(jìn)了老鄉(xiāng)——我省著名作家王東滿的家門。他正在電腦上寫作——于是又激起了我學(xué)習(xí)電腦的熱情。此時(shí)我已進(jìn)入“知命”之年了，但學(xué)習(xí)熱情不減當(dāng)年。這次是從學(xué)習(xí)“應(yīng)用軟件”著手，學(xué)習(xí)效果極好。
但在學(xué)習(xí)電腦中，發(fā)現(xiàn)拼音太慢、五筆太難；我體會(huì)到漢字輸入是橫在中國人面前的第一道門檻！
中國中文信息學(xué)會(huì)原理事長(zhǎng)著名學(xué)者錢偉長(zhǎng)曾指出：“理想的漢字輸入方法還沒有實(shí)現(xiàn)”。國家漢字編碼委員會(huì)專家陳一凡教授認(rèn)為：易學(xué)，是漢字鍵盤輸入方法能否向全社會(huì)推廣普及的關(guān)鍵。企盼有一種易學(xué)而快捷的漢字輸入方法，已成為專家學(xué)者和億萬人民長(zhǎng)久以來的共同愿望。偌大的一個(gè)國家，有幾億人使用電腦，沒有一個(gè)較好的輸入方法確實(shí)是不行的！我再一次體會(huì)到了“方法”的重要性！于是，我投入了漢字輸入法的研究探索。工夫不負(fù)有心人，經(jīng)過對(duì)漢字的深入剖析，我拋開以往落后的漢字編碼理論，另辟溪徑，大膽地提出了元碼漢字結(jié)構(gòu)元素論；精心選擇出116個(gè)字根部件，統(tǒng)一其讀音后，將拼音的第一個(gè)字母與英文鍵盤字母一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置，為漢字字根部件與英文鍵盤之間架起了一座橋梁，揭示了數(shù)萬漢字與英文鍵盤內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律，使數(shù)萬漢字與英文鍵盤的矛盾得到了完美的統(tǒng)一，徹底免除了人們死記硬背鍵盤字根之苦，首次實(shí)現(xiàn)了漢字從無理據(jù)編碼到有理據(jù)編碼的飛躍！——她的獨(dú)創(chuàng)性和新穎性獲得了國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的認(rèn)可，元碼漢字輸入法已被授予國家發(fā)明專利權(quán)。
元碼面世后，先后被中國發(fā)明協(xié)會(huì)、中國科協(xié)、全國科技貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)和日內(nèi)瓦國際專利技術(shù)成果博覽會(huì)、聯(lián)合國世界知識(shí)組織（WIPO）舉辦的第二十二屆伯爾尼國際專利技術(shù)成果博覽會(huì)評(píng)為金獎(jiǎng)。受到了國家語委中文信息學(xué)會(huì)漢字編碼委員會(huì)權(quán)威專家的首肯、國家教委電教辦專家的贊揚(yáng)、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)普及委員會(huì)主任清華大學(xué)博士生導(dǎo)師吳文虎教授的題辭和推薦。山西省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)等單位聯(lián)合發(fā)文推薦使用。
元碼漢字輸入法確實(shí)是一個(gè)理想的漢字輸入方法！
本書目的之一是想把這一理想的漢字輸入方法推薦給讀者。
本書目的之二是想把這一嶄新的“高效學(xué)習(xí)、高速輸入”的訓(xùn)練方法呈獻(xiàn)給朋友們。
作者衷心希望這兩個(gè)“方法”能為您打開一片嶄新的天地！
本書可作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用和中文信息處理等相關(guān)專業(yè)的研究生、大中小學(xué)生的輔助教材或參考書，也適合于作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用培訓(xùn)班的初級(jí)教材使用。本書融理論、實(shí)用、資料于一體，這對(duì)于關(guān)心漢字鍵盤輸入技術(shù)的計(jì)算機(jī)用戶是有一定益處的。
在本書寫作過程中，山西省計(jì)算機(jī)軟件協(xié)會(huì)主席、山西大學(xué)劉開瑛教授，原山西省科委戰(zhàn)略研究所所長(zhǎng)、山西省電腦流動(dòng)培訓(xùn)中心主任何吉成研究員，山西省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)和山西省經(jīng)濟(jì)信息中心張如浩主任，太原市教委計(jì)算機(jī)培訓(xùn)中心劉曉琴老師給予了大量指導(dǎo)和審閱工作；中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)普及委員會(huì)主任、奧林匹克計(jì)算機(jī)中國隊(duì)總教練、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系博士生導(dǎo)師吳文虎教授和國家教委電教辦劉曉漪專家、山西省省長(zhǎng)助理、省信息化領(lǐng)導(dǎo)組組長(zhǎng)張澤宇都給予了熱情關(guān)懷和支持；國家語委漢字編碼委員會(huì)專家陳一凡教授在百忙中為本書作序，在此一并致以衷心的感謝！
最后，向一切關(guān)心和支持“元碼”工作的領(lǐng)導(dǎo)、同事和家人致以崇高的敬意！
由于作者水平所限，本書一定存在不少缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
作者 2010年5月于太原
信息高速公路入口處的漢字輸入（代序）
陳一凡
一 “萬碼奔騰”的編碼潮
經(jīng)過技術(shù)、成本、市場(chǎng)檢驗(yàn)，80年代初整字輸入大鍵盤、部件輸入中鍵盤讓位給特征信息編碼通用鍵盤。用通用鍵盤輸入漢字需要對(duì)字進(jìn)行特征信息編碼，而漢字所攜帶的音、形、義信息又如此豐富，于是一時(shí)間各種漢字編碼方案此呼彼應(yīng)，發(fā)明迭起，百花齊放，色彩紛呈。大眾傳媒把某些編碼方案譽(yù)為“中國的第五大發(fā)明”，將某些設(shè)計(jì)喻為“造福于子孫萬代”，攻克了“漢字的哥德巴赫猜想”是“當(dāng)代的倉頡”，這些贊譽(yù)固然有失偏頗，卻是從一個(gè)側(cè)面反映了負(fù)載在古老表意圖形文字上的漢字信息進(jìn)入信息高速公路的艱難。
１．“編碼潮”涌動(dòng)的歷史背景
碼長(zhǎng)短、重碼率低意味著可以快速輸入。
代表輸入速度的碼長(zhǎng)和重碼率與代表能否為公眾接受的易學(xué)性構(gòu)成了推動(dòng)漢字編碼發(fā)展的主矛盾。
同是代表輸入速度素質(zhì)的碼長(zhǎng)和重碼率之間又存在難以克服的矛盾：碼長(zhǎng)短了重碼率就高，降低重碼率勢(shì)必要增加碼長(zhǎng)。這是推動(dòng)漢字編碼的次矛盾。
為了解決這兩個(gè)矛盾，優(yōu)美、復(fù)雜、字集大得驚人的表意圖形文字——漢字，給有志于攻克這一難題的眾多編碼發(fā)明家提供了廣闊的想象空間。萬馬奔騰一陣后，一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)論是：“好學(xué)的編碼打不快，打得快的不好學(xué)”。實(shí)例是“拼音好學(xué)打不快，形碼難學(xué)打得快”。
能否發(fā)明一種形碼或音形碼，即解決上述兩個(gè)矛盾，激勵(lì)著眾多仁人志士涌入到編碼大潮，發(fā)明、專利，層出不窮，但卻始終不能沖破漢字輸入計(jì)算機(jī)這一“瓶頸”。
２．三個(gè)指標(biāo)
平均碼長(zhǎng)（average code length） 在輸入給定的測(cè)試樣本時(shí)，測(cè)得的輸入每個(gè)漢字的平均擊鍵次數(shù)。
字編碼重碼率（coincident code rate for chinesecharacter） 在給定的漢字字符集范圍內(nèi)，字編碼碼本中重碼字的字?jǐn)?shù)與字符集字?jǐn)?shù)的比值。
易學(xué)性：掌握某種輸入方法所需要的學(xué)習(xí)期。
平均碼長(zhǎng)和重碼率都是速度指標(biāo)，可以定量考核。易學(xué)性是能否推廣的關(guān)鍵因素，缺乏可操作的定量評(píng)測(cè)辦法。
３．詞輸入迎來了漢字輸入的小陽春
我們可以從兩個(gè)方面出發(fā)考慮以詞語為單位提取其特征信息進(jìn)行編碼比以字為單位編碼輸入更為合理。
首先，從語言學(xué)的角度考慮，在句子中具有獨(dú)立運(yùn)用的最小音（形）義結(jié)合單位是詞，字只是書寫和組成詞的單位。詞的特征信息在某些方面比字的特征更具確定性，如字的多個(gè)義項(xiàng)在詞中只有一個(gè)被激活。
再從信息論的角度來看，孤立漢字的零階熵為9.71bit/字，詞的零階熵為11.46bit/詞。目前多數(shù)漢字鍵盤輸入方法使用26個(gè)字母鍵進(jìn)行碼長(zhǎng)為4的字、詞編碼，顯然詞編碼信息利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于字編碼。
下面先對(duì)字音類、字形類字特征信息編碼和詞特征信息編碼的輸入效率和編碼規(guī)則作一比較。
表1 拼音輸入法
詞條字?jǐn)?shù)
編碼規(guī)則
例 子
碼長(zhǎng)（鍵/字）
單字詞、字
聲韻調(diào)選
“叢”CONG2 2
5
雙字詞
聲韻聲韻
“籬笆”LIBA
2
三字詞
聲韻聲聲
“計(jì)算機(jī)”JISJ
1.3
多字詞
聲聲聲聲
“中華人民共和國”ZHRG
0.7
表2-1 元碼輸入法（音形類）
詞條字?jǐn)?shù)
編碼規(guī)則
例 子
碼長(zhǎng)（鍵/字）
單字詞、字
聲1部1部2部末
“叢”人人一RRH
4
雙字詞
聲1聲12部11部12
“籬笆”竹竹BLZZ
2
三字詞
聲1聲12聲3U
“計(jì)算機(jī)”JSJU
1.3
多字詞
聲1聲2聲3聲末
“中華人民共和國” ZHRG
0.7
表2-2 元碼輸入法（部件類）
詞條字?jǐn)?shù)
編碼規(guī)則
例 子
碼長(zhǎng)（鍵/字）
單字詞、字
部1部2部3部末
“叢”人人一RRH
4
雙字詞
部11部12部21部22
“籬笆”竹丶竹巴ZDZZ
2
三字詞
部11部21部31U
“計(jì)算機(jī)”讠竹木YZMU
1.3
多字詞
部11部21部31部末1
“中華人民共和國” KRPK
0.7
從上面幾類典型的輸入方法我們可以見到，在字輸入情況下，平均碼長(zhǎng)為3～5鍵/字，當(dāng)采用詞語輸入后，平均碼長(zhǎng)將大幅度下降。如高頻字、高頻詞采用簡(jiǎn)碼輸入，首選字、詞自動(dòng)上屏，則平均碼長(zhǎng)將降到2鍵/字左右。這樣，以詞語輸入為主的輸入方法，輸入效率比字輸入提高一倍以上。
再從詞語特征信息提取和編碼規(guī)則來看，音碼類從二字詞開始不必提取音素中最難以確定的聲調(diào)，音形碼類不再需要字形部分，三字以上詞則最易提取的聲母為主要特征信息；部件類二字詞只提取每個(gè)字前兩部件，三字以上詞則以最易提取的第一部件為主要特征信息。由此可見，各類輸入方法的詞語特征信息提取均較字特征信息容易，減輕了操作人員的腦力負(fù)擔(dān)，提高了易用性。
綜合以上分析，提取詞語特征信息進(jìn)行編碼輸入比提取字特征信息進(jìn)行編碼輸入具有以下優(yōu)點(diǎn)：
⑴縮短了碼長(zhǎng)，提高輸入效率一倍以上；
⑵簡(jiǎn)化了編碼規(guī)則，減輕了操作者人工編碼的腦力負(fù)擔(dān)，降低出錯(cuò)率。
二 規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)
“書同文”推動(dòng)了漢文化的發(fā)展。漢字信息要順暢地進(jìn)入當(dāng)代的信息高速公路，僅靠“萬碼奔騰”，勢(shì)必形成“瓶頸”堵塞。因此，不但需要“書同文”，還需要“車同軌”。從1980年開始，特別是九十年代后期以來，國家有關(guān)部門制定了一系列規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為漢字進(jìn)入信息高速公路創(chuàng)造了條件。與漢字鍵盤輸入有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范主要有：
１．編碼字符集國家標(biāo)準(zhǔn)
GB 2312-80 信息交換用漢字編碼字符集 基本集，6763個(gè)漢字。
GB 13000.1-93 信息技術(shù) 通用多八位編碼字符集（UCS） 第一部分：體系結(jié)構(gòu)與基本多文種平面，20902個(gè)漢字。
GB 18030.2000 信息技術(shù) 信息交換用漢字編碼字符集 基本集的擴(kuò)充，27484個(gè)漢字。
２．鍵盤輸入國家標(biāo)準(zhǔn)
GB 18031-2000 信息技術(shù) 數(shù)字鍵盤漢字輸入通用要求
GB （待定） 信息技術(shù) 通用鍵盤漢字輸入通用要求
３．國家語委有關(guān)規(guī)范
GF 3011-1997 信息處理用GB13000.1字符集漢字部件規(guī)范
GF 3002-1999 GB13000.1字符集漢字筆順規(guī)范
GB 3006-2001 漢語拼音方案的通用鍵盤表示規(guī)范
三 智能化與簡(jiǎn)約化
早在20世紀(jì)80年代中期得到周有光先生支持的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)高手廣東小伙子林才松嘗試漢語拼音句輸入開發(fā)，想法超前，卻“生不逢時(shí)”，當(dāng)時(shí)的微型計(jì)算機(jī)IBMPC/XT和長(zhǎng)城0520-A以及操作系統(tǒng)CCDOS對(duì)他的理想“愛莫能助”，不得不中斷了研究。
到了90年代后期，“句輸入”、“字段處理”等“后處理”軟件不斷取得可喜的進(jìn)步，以拼音輸入為突破口，在學(xué)科上屬于人工智能自然語言理解的“重碼字、詞”自動(dòng)識(shí)別日臻完善，不但為漢語拼音輸入帶來了艷陽天，也為“形碼”的規(guī)范化、簡(jiǎn)約化創(chuàng)造了條件。智能化漢字鍵盤輸入的信息處理流程見圖1。
編碼 軟件
層次 層次
外部碼 內(nèi)部碼 內(nèi)部碼 內(nèi)部碼
圖1 90年代中、后期至當(dāng)前的漢字鍵盤輸入系統(tǒng)的信息流程
技術(shù)特點(diǎn)：
⑴ “字為基礎(chǔ)、詞為主導(dǎo)、智能處理”的漢字鍵盤輸入系統(tǒng)使得部分或大部分重碼字、詞根據(jù)語法關(guān)系或語用統(tǒng)計(jì)等方法，由“后處理”軟件人工智能選定，人工鍵選的重碼字、詞大大減少，同時(shí)也縮短了平均碼長(zhǎng)。在GB 18031等國家標(biāo)準(zhǔn)中，由“鍵選率”替代“重碼率”作為考核輸入系統(tǒng)的重要指標(biāo)。
⑵ 在后處理軟件支持下，編碼層次趨向規(guī)范化、易學(xué)化，拼音（全拼、簡(jiǎn)拼、雙拼）、筆畫等簡(jiǎn)易編碼輸入方法在廣大計(jì)算機(jī)用戶群中普及。招聘文秘的條件由“熟練掌握五筆字型”轉(zhuǎn)向“熟練使用office軟件”。
四 “萬碼奔騰”成為歷史，世紀(jì)難題終將破解
1．從開發(fā)人腦到開發(fā)電腦
從圖1我們可以看到，漢字鍵盤輸入系統(tǒng)(chinese character inputsystem with universal keybard)是由編碼層次和軟件層次兩部分構(gòu)成，這兩個(gè)層次互相補(bǔ)充，互為依托，構(gòu)成完整的輸入系統(tǒng)?！案哳l先見”、“聯(lián)想”到“自動(dòng)識(shí)別重碼字、詞”，軟件智能化的程度在不斷提高。那么什么是漢字鍵盤輸入系統(tǒng)的智能化？簡(jiǎn)單地說就是賦予計(jì)算機(jī)一定的有關(guān)漢字、漢語的語法、語用知識(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)這些知識(shí)，由軟件來識(shí)別、選定重碼字、詞，而不是由人工選定重碼字、詞。計(jì)算機(jī)智能化的過程也就是計(jì)算機(jī)用戶“傻瓜”化的過程，正如裝置了微處理器的照像機(jī)具有自動(dòng)變焦、自動(dòng)測(cè)定感光量成為“傻瓜”相機(jī)一樣。智能化漢字鍵盤輸入軟件結(jié)構(gòu)示意見圖2。
外部碼 內(nèi)部碼
圖2 漢字鍵盤輸入智能化軟件結(jié)構(gòu)示意圖
2．此電腦非彼電腦
數(shù)字式計(jì)算機(jī)從1946年發(fā)明至今工作原理未變，性能的提高卻越來越快。反映計(jì)算機(jī)的性能有兩個(gè)主要指標(biāo)：處理數(shù)據(jù)的速度和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的容量。從80年代初以Intel8080為中央處理器(CPU)的IBMPC/XT或長(zhǎng)城0520微型計(jì)算機(jī)，到時(shí)今各種品牌的以奔騰Ⅲ為CPU的微電腦，體積依舊，處理速度卻提高了近2,000倍，存儲(chǔ)容量增加近100,000倍，見表3。
表3 1984年至2003年流行微型計(jì)算機(jī)的主要性能比較
年代
CPU型號(hào)
時(shí)鐘頻率
(MHZ)
處理位數(shù)
(bit)
內(nèi)存容量
(KByte)
硬盤容量
(MByte)
1984
1992
2003
Intel8088
Intel486
PentiumⅣ
4.7
66
2500
8
16
32
512
1600
2560000
10
120
819200
漢字鍵盤輸入系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中文應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)不可缺少的子系統(tǒng)，它的功效需由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件資源的支持。如果把Intel8080時(shí)期的信息處理比喻為一條能通行獨(dú)輪車的土路的話，PⅣ構(gòu)筑的就是高速公路。
3．萬“碼”奔騰成為歷史，世紀(jì)難題終將破解
表3所示微型計(jì)算機(jī)軟硬件資源的不斷擴(kuò)展，提供給漢字鍵盤輸入系統(tǒng)軟件層次的空間越來越大，支持越來越有力，漢字輸入的智能化程度勢(shì)必由量變發(fā)生質(zhì)變。20年來漢字鍵盤輸入系統(tǒng)的軟件規(guī)模的擴(kuò)張情況見表4。
表4 從 字輸入到句（段）輸入軟件規(guī)模比較
年代
操作系統(tǒng)
字處理軟件
輸入方式
輸入軟件規(guī)模
(KByte)
1984
1992
2003
CCDOS
CCDOS
Windows9x，xp
Edline
Wardstar
Word2000
字輸入
字、詞混合輸入
智能處理字、詞輸入
40～60
120～180
103～5×105
80年代初，微型計(jì)算機(jī)是“傻瓜”，簡(jiǎn)單的軟件支撐復(fù)雜的編碼，絞盡腦汁的設(shè)計(jì)出各種編碼是在開發(fā)人腦，漢字編碼進(jìn)入興盛期；90年代末，微型機(jī)被調(diào)教得“聰明”——智能化起來，簡(jiǎn)單、規(guī)范的編碼配上復(fù)雜的軟件是在開發(fā)電腦，漢字編碼進(jìn)入規(guī)范、簡(jiǎn)約期。計(jì)算機(jī)用戶省時(shí)、省腦地輸入漢字，權(quán)當(dāng)充起“傻瓜”的角色。
在計(jì)算機(jī)軟硬件資源構(gòu)筑的信息處理高速公路上，智能輸入軟件成為漢字進(jìn)入信息高速公路的立交橋。一系列國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為漢字進(jìn)入信息高速公路制定了交通規(guī)則，也指明了發(fā)展趨勢(shì)。
漢字鍵盤輸入的研究和產(chǎn)品更新進(jìn)入了開發(fā)電腦的階段，同時(shí)也明確發(fā)出了社會(huì)拒絕接受“80年代型漢字編碼”的信號(hào)。
聰穎的華夏祖先創(chuàng)造了漢字和中華文化，智慧的炎黃子孫解決了漢字快速輸入計(jì)算機(jī)這一世紀(jì)難題。
4．快速的漢字鍵盤輸入
漢字比拼音文字以更快的速度用通用鍵盤輸入計(jì)算機(jī)已成為事實(shí)，有例為證。下面是一段內(nèi)容相同的英文文本和中文文本：
英文文本“The bank must obey its customer's instructions andmot those of anyone eles ,When,for example,a customer first opens an account,heinstructs the bank to debit his account only in respect of cheques drawn byhimself.”
中文文本“銀行必須服從客戶的指示，而不是別人的指示。例如，當(dāng)一個(gè)客戶第一次開戶時(shí)，他指示銀行僅以他簽發(fā)的支票付款?！?div style="height:15px;">
用鍵盤輸入英文，每輸入一個(gè)字母擊一鍵，詞間空格也是一鍵，上面兩句英文輸入計(jì)算機(jī)共需擊鍵204次。同樣內(nèi)容的中文共52字（包括標(biāo)點(diǎn)符號(hào)），若用元碼輸入，共擊鍵107次，輸入速度是英文鍵盤輸入的1.9倍，每個(gè)漢字平均擊鍵才2.05次。
