Die zunehmende Verbreitung von Smartphones in den letzten Jahren hat zu einer vermehrten Nutzung virtueller Tastaturen geführt und es wurde der Ruf nach einer Alternative zur allge- genwärtigen QWERTY-Tastatur laut. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass sich die Bedienung eines Smartphones deutlich vom Schreiben auf Schreibmaschinen, für welche die QWERTY- Tastatur ursprünglich entwickelt wurde, unterscheidet. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Optimierung von Tastenbelegungen ausgewählter Lay- outs mit dem Ziel die erwartete zurückzulegende Strecke und die erwartete Schreibdauer eines deutschen Textes zu minimieren. Dabei steht zunächst die einhändige, vertikale Textübertra- gung im Fokus. Das zugehörige Optimierungsproblem, welches die Suche nach einer leis- tungsfähigen Tastenbelegung beschreibt, lässt sich als lineares Zuordnungsproblem modellie- ren und kann leicht gelöst werden. Jedoch können die Ergebnisse hinsichtlich ihrer Eignung in der Praxis nicht überzeugen, weshalb unter Verwendung zusätzlicher binärer Variablen ein weiterentwickeltes Optimierungsproblem formuliert wird. Das resultierende quadratische Zu- ordnungsproblem ist NP-hart und deshalb nicht für die Lösung von Instanzen realistischer Grö- ßenordnung geeignet. Im Anschluss an dessen Linearisierung werden verschiedene Ansätze zur Verbesserung der zeitlichen Lösbarkeit entwickelt und getestet. In Kombination mit einem Verfahren, das die Anzahl der Variablen reduziert und die globale Optimalität aufgibt, ebnen sie den Weg zu Tastenbelegungen, deren Qualität die bisheriger Tastaturen um bis zu 53 % übertrifft. Neben der einhändigen, vertikalen Handhabung werden Smartphones oftmals in horizontaler Position genutzt und mit beiden Händen bedient. Die vorliegende Arbeit überträgt die Theorie der Optimierung von Tastenbelegungen auf diese relativ neue Art der Bedienung und erweitert so das bisherige Angebot an Literatur für die 2-Daumen-Schreibweise. Außerdem liefert sie Tastenbelegungen, welche für die horizontale Textübertragung optimiert wurden und im Ver- gleich zur QWERTY -Tastatur potentielle Verbesserungen von bis zu 36 % erzielen. Besondere Anforderungen an Tastenbelegungen stellt die abwechselnd vertikale und horizon- tale Textübertragung, die in der Realität sehr häufig vorkommt, in der vorliegenden Arbeit aber erstmals wissenschaftlich betrachtet wird. In diesem Zusammenhang werden Tastenbe- legungen erzeugt, welche für beide Gerätepositionen geeignet sind und damit den problemlo- sen Wechsel zwischen den Bedienkonzepten ermöglichen. Die Untersuchung und Auswertung der Resultate zeigt eine Überlegenheit der optimierten Belegungen gegenüber der QWERTY- Tastatur von bis zu 33 %.     «

Die zunehmende Verbreitung von Smartphones in den letzten Jahren hat zu einer vermehrten Nutzung virtueller Tastaturen geführt und es wurde der Ruf nach einer Alternative zur allge- genwärtigen QWERTY-Tastatur laut. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass sich die Bedienung eines Smartphones deutlich vom Schreiben auf Schreibmaschinen, für welche die QWERTY- Tastatur ursprünglich entwickelt wurde, unterscheidet. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Optimierung von Tastenbelegungen ausgewählter...     »

The vast spread of smartphones in the last decade and thus the rising use of virtual keyboards is accompanied by an increasing demand for an alternative to the standard QWERTY -keyboard. The reasons for this lay in the different handling concepts of a smartphone and a typewriter for which QWERTY was originally designed. Intending to minimize the expected total time and the expected travel distance for german text this thesis focuses on the optimization of key assignments on given layouts. The first goal is to develop high-performance assignments for single-finger writing in vertical device position. The modeling yields a linear assignment problem which can be easily solved but doesn’t generate satisfying results. Using additional binary variables a more sophisticated model arises. This new formulation is the quadratic assignment problem which is known to be NP-hard and therefore not suited for solving realistic data. In order to improve running times various methods are developed and tested after the problem was linearized. Together with a technique reducing the number of variables and abandoning global optimality they clear the way for key assignments which perform up to 53 % better than common keyboards. Besides vertical single-finger utilization smartphones are often used in horizontal position and both hands are employed for text entry. The transfer and adaption of previously investigated theory provide the basis for optimizing keyboard assignments for this relatively new 2-thumb- writing-method. This thesis enlarges the set of available literature on this topic and provides assignments with up to 36 % advantage over QWERTY. The omnipresent text entry in alternating positions leads to special requirements on the key assignment and is studied the first time in this thesis. Switching between vertical and hori- zontal handling concepts doesn’t cause any difficulties due to the optimized keyboard assign- ments. Analysis and evaluation reveal a potential improvement of up to 33 % compared to the QWERTY -assignment.     «

The vast spread of smartphones in the last decade and thus the rising use of virtual keyboards is accompanied by an increasing demand for an alternative to the standard QWERTY -keyboard. The reasons for this lay in the different handling concepts of a smartphone and a typewriter for which QWERTY was originally designed. Intending to minimize the expected total time and the expected travel distance for german text this thesis focuses on the optimization of key assignments on given layouts. The f...     »