Eine Tastatur (engl. Keyboard oder KBD) ist ein Eingabegerät, das als Bedienelement eine Anzahl von mit den Fingern zu drückender Tasten enthält. Weitere mögliche Eingabegeräte und Varianten sind weiter unten aufgeführt.

Die Computertastaturen gehören zu den ältesten Peripheriegeräten überhaupt. Zur Vereinfachung wird in weiterer Folge nur von „PC-Tastaturen“ (wie Personal Computer) gesprochen, unabhängig von der Systemarchitektur des Rechners (also davon, ob es sich um einen IBM-, Apple-, Atari-, Amiga- etc. Computer handelt.)

Eine PC-Tastatur hat im Vergleich zu einer Schreibmaschinentastatur mehr Tasten – zur Kontrolle des Computers, oder die Tasten haben eine andere Beschriftung. Eine feststehende Anordnung gibt es nicht; jede Systemarchitektur hat hier gewisse Eigenständigkeiten, insbesondere bei Notebooks ergeben sich durch das Platzproblem weitere Unterschiede.

Grundsätzlich werden bei rund 100 Tasten kleine 100 Kabel zu den einzelnen Tasten führen. Die einzelnen Tasten sind also in einer elektrischen Matrix aus Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen angeordnet. Wird eine Taste gedrückt, wird eine bestimmte Reihe mit einer bestimmten Spalte elektrisch verbunden. Diese Verbindung wertet ein kleiner Microcontroller (früher z. B. bei XT-Tastaturen ein Mikroprozessor 8042) aus und schickt diese Information zum Rechner – bei der heute vorherrschenden IBM-PC-Architektur als sogenannter Scancode.

Dieses Funktionsprinzip ist nahezu universell auf alle modernen Eingabegeräte mit mehreren Tasten anwendbar. Bei einigen älteren Architekturen übernahm der Hauptprozessor selber die Scanfunktion, z. B. beim Commodore PET 2001, Commodore 64 und Atari 800.

Die Tastatur-Matrix besteht beispielsweise aus 13 Spalten und acht Reihen (104 Tasten). Zunächst wird der Ausgang für die erste Spalte aktiviert (auf eine niedrige elektrische Spannung gezogen) und dann überprüft, ob sich an einem oder mehreren der acht Eingänge der Reihen diese niedrige Spannung wiederfindet. Dann wird der Ausgang für die erste Spalte wieder deaktiviert (hochohmig geschaltet) und der für die zweite Spalte aktiviert, und so weiter. Nach der letzten Spalte wird gleich wieder bei der ersten Spalte begonnen. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich und nennt sich „Scannen“. Wenn eine Taste gedrückt wird, wird bei einer bestimmten aktiven Spalte die Verbindung zur Reihe erkannt. Aus der Koordinate innerhalb der Spalten- und Reihenmatrix ermittelt der Tastatur-Prozessor eine Tastennummer, den Scancode. Diese wird zum Rechner übertragen. Dabei spielt es keine Rolle, welches Tastaturlayout verwendet wird; die Reihen und Spalten sind als elektrische Verbindungsleitungen zu verstehen, unabhängig von der äußerlichen Anordnung der Tasten.

Detailliertere Informationen zu den verschiedenen Scancodes, die speziell von heutigen Windows-PC-Tastaturen verwendet werden, und zu den Tastatur-Steuercodes findet man unter Scancode bzw. Tastaturlayout.

Allgemein, sei es eine Tastatur eines elektronischen Musikinstrumentes oder eine PC-Tastatur, kann es vorkommen, dass mehr als eine Taste gleichzeitig gedrückt wird. Je nach Qualität der Tastatur kann diese im schlimmsten Fall maximal zwei Tastendrücke gleichzeitig richtig erkennen (2-key rollover) oder alle (n-key rollover).

Zur Erklärung wird als Beispiel eine 6-Tasten-Tastatur mit zwei Reihen (A, B) und drei Spalten (1, 2, 3) herangezogen. Sei nun bereits u = A1 und y = B2 gedrückt und dann v = A2, so ist es für den Tastaturcontroller nicht mehr möglich zu erkennen, ob ein v oder ein y gedrückt wurde. Wird Reihe A aktiv, erkennt der Controller korrekt Spalte 1 und 2 entsprechend u und v. Wird jedoch Reihe B aktiv, erkennt der Controller korrekt Spalte 2 für y und fälschlicherweise Reihe 1 für x, weil über y, v und u (von Spalte B nach Reihe 2, nach Spalte A, zu Reihe 1) eine Verbindung mit Reihe 1 existiert. Im Gegensatz dazu ist ein w = A3 oder z = B3 kein Problem und wird sicher erkannt.

Eine mögliche Gegenmaßnahme ist, die Tastenmatrix so anzuordnen, dass es sehr unwahrscheinlich ist, solche Kombinationen zu erzeugen (2-key rollover). Hierbei wird ausgenutzt, dass z. B. auf einem PC nur sehr selten mehrere Buchstabentasten gleichzeitig gedrückt werden müssen, während etwa die Kombination „Buchstabe und Hochstelltaste“ häufig ist. Eine weitaus bessere Gegenmaßnahme ist, jeder Taste zusätzlich eine Diode zu spendieren, so dass der Strom nur von Reihe zu Spalte fließen kann und nicht umgekehrt(n-key rollover).

Dieser Abschnitt bezieht sich nur auf die IBM-PC-Architektur und ihre Nachfolger, wozu auch heutige Windows-PCs gehören.

Sowohl beim Druck auf eine Taste als auch bei derem Lösen schickt der Tastatur-Controller einen elektrischen Code zum PC, wodurch ein Interrupt im PC ausgelöst wird. Die Interrupt-Behandlungsroutine wertet den Scancode der jeweiligen Taste von der Tastatur aus und ermittelt, welcher Status der Modifier-Tasten (Umschalttaste, Strg, Alt, Alt Gr, Feststelltaste, Num, Rollen und Einf) zusätzlich aktiv ist und speichert das Ergebnis im Ringpuffer (standardmäßig 16 Registerzellen, ein Überlauf ist möglich) ab. Das Betriebssystem bzw. aktive Anwendungsprogramm arbeitet mit Software-Interrupts diesen Puffer ab und verknüpft den Scancode nun mit einem Zeichen (Keycode) wie Ziffer, Buchstabe oder Satzzeichen etc. oder einer Aktion (z. B. Programm beenden). Das heißt die Tastatur liefert nur Tastennummern und keine ASCII-Zeichen, diese Verknüpfung findet erst in der Software des PC-Betriebssystems oder Anwenderprogramms statt.

Zu Beginn der XT-Tastatur wurden serielle Informationen lediglich von der Tastatur zum PC geschickt. Spätestens mit der Einführung der AT-Tastatur wurde diese Schnittstelle bidirektional, um bestimmte Zustände wie z. B. Num-Lock, Caps-Lock und Scroll-Lock über LEDs darstellen zu können. Weitere Informationen wie Steckerbelegung, Übertragungsprotokoll zwischen Tastatur und PC findet man unter PS/2-Schnittstelle.

Seit den 1990er Jahren gibt es Ansätze, gewisse ergonomische Probleme, die sich bei „normalen“ Tastaturen ergeben können (z. B. RSI-Syndrom), zu reduzieren.

Es wurden deshalb ergonomische Tastaturen geschaffen (namentlich von der deutschen Firma Marquardt GmbH in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut), die durch eine natürliche Stellung der Hände ein ermüdungsfreies und gesundes Arbeiten ermöglichen sollen. Diese Tastaturen sind zweigeteilt und v-förmig gebogen. Des Weiteren sind die beiden Teile wie ein Schwalbenflügel in sich erhöht, und die Tastatur kann – optional – nach hinten abfallen, wogegen „normale“ Tastaturen nach hinten ansteigend sind. Die Handballen liegen auf einem Polster auf. Die ergonomische Tastatur ermöglicht eine natürlichere Schreibhaltung als die normale Tastatur, weil die Hände beim Schreiben nicht nach außen und oben gebogen werden müssen, sondern mit dem Arm in einer Linie bleiben können. Nachteilig sind solche Tastaturen beim „Zweifingersuchsystem“ von Wenigschreibern und bei gleichzeitiger Verwendung von Maus und Tastatur.

Ergonomische Tastaturen sollten verbunden sein mit ergonomischen Computerprogrammen, die Bedienung auch ohne Maus ermöglichen. Die frühere Bezeichnung Marquardt-Tastatur hat sich nicht durchgesetzt.

Tastaturen aus Edelstahl, Aluminium oder anderen Metallen, die speziell für den Einsatz in rauhen, verschmutzten Umgebungen oder in öffentlichen Räumen gedacht sind. Einsatzbereiche sind:

• öffentliche Fernsprecheinrichtungen
• Web-Terminals (z. B. in Internet-Cafés)
• Informationsterminal für Besucher (z. B. in Unternehmen oder Museen)
• Anlagen der Lebensmittelindustrie
• Medizintechnik

Metalltastaturen sind Widerstandsfähiger gegenüber mechanischer Beanspruchung, leichter zu reinigen, sowie UV- und temperaturunempfindlich. Nachteilig wirken sich ihr höheres Gewicht und die höheren Herstellungskosten aus. Auch zum schreiben von längeren Texten sind sie nicht geeignet, da die Tasten meist sehr schwer zu drücken sind.

Bereits die Z3 von Konrad Zuse verfügte über Tasten. Zunächst wurden Fernschreiber mit mechanischen Schreibmaschinentastaturen eingesetzt. Später wurden rein elektronische Tasten verwendet. Das Layout der Tasten wurde von der Schreibmaschine übernommen. Dazu kamen verschiedene Zusatztasten. Jahrzehntelang galt, dass fast jedes Computermodell über seine spezifische Tastatur verfügte. Dies führte vor allem in der Zeit um 1980, zur Blütezeit der 8-Bit-Heimcomputer, zu einer riesigen Vielfalt. Neben der Belegung mit Buchstaben, Ziffern und Sonderzeichen verfügten manche Computer über Grafikzeichen, einige sogar über Programmiersprachen-Befehle (z. B. in BASIC) auf der Tastatur. Beispiele hierfür bilden die Tastaturen des Commodore 64 oder des Sinclair ZX81. Oft war eine Taste mit dem Firmenzeichen des Herstellers vorhanden.

Je mehr sich jedoch der IBM-PC und dessen Nachfolger am Markt durchsetzten, verdrängte zunächst die sogenannte XT-Tastatur, dann AT-Tastatur und später die MF2-Tastatur die anderen Tastaturtypen. Neben der PC-Tastatur hat sich heute einzig noch die Apple-Tastatur behaupten können.

Durch die weite Verbreitung des IBM-PCs wurde auch dessen Tastatur zur meistbenutzten Tastatur. Obwohl die Tastaturen für IBM-PCs einem einheitlichen Standard folgen, haben sich in 25 Jahren PC-Geschichte durch Erweiterungen und lokale Anpassungen (Umlaute etc.) viele verschiedene Tastaturtypen entwickelt:

• 83-Tasten-PC/XT-Tastatur (Merkmal: Funktionstasten F1 bis F10 links außen vertikal, gemeinsame Cursorsteuerung auf Zehnertastatur)
• 84-Tasten-AT-Tastatur (Escape-Taste nun im Zehnerblock, zusätzliche S-Abf- und SysRq-Taste, neues Protokoll; diese und die folgenden sind untereinander, aber nicht mit der PC/XT-Tastatur austauschbar)
• 101 Tasten-MF2-Tastatur (US-Variante 1986, zusätzlicher mittlerer Tastenblock mit eigenständigen Cursortasten getrennt vom Zehnerblock sowie Esc- und Funktionstasten nun oben horizontal angeordnet, neu: F11 und F12)
• 102 Tasten (entsprechende deutsche Variante, zusätzliche Taste links von der Eingabetaste (in seltenen Fällen auch links von Backspace), erstmals Alt Gr-Funktion)
• 104/105 Tasten: Zwei Windows-Tasten und eine Kontextmenü-Taste werden von Microsoft mit Erscheinen von Microsoft Windows 95 eingeführt. Die vorgenannten Tasten sind links bzw. rechts neben der Leertaste platziert (links zwischen Strg/Ctrl-Taste und Alt-Taste, rechts zwischen Alt Gr/-Taste und Strg/Ctrl-Taste).
• 108 Tasten: Zusätzliche Tasten Sleep, Wake Up und Power
• Noch höhere Tastenzahlen ergeben sich durch diverse spezielle Sondertasten mancher modernen Tastaturen, etwa für Lautstärke-Änderungen, zum Starten eines Webbrowsers oder eines E-Mail-Programms, aber nun auch schon zum Steuern von vielen Multimedia-Anwendungen.

Die Apple-Tastaturen unterscheiden sich von den PC-Tastaturen nur minimal. Die erweiterte Apple-Tastatur hat 16 Funktionstasten und eine Hilfe-Taste. Dazu kommen noch Tasten für die Steuerung der Lautstärke (leiser, lauter und stumm) sowie eine Taste für das Auswerfen von optischen Datenträgern. Weiter ist der Ziffernblock anders angeordnet und weist eine Sondertaste auf, die programmspezifisch verwendet werden kann. Neben der Leertaste finden sich beiderseits je eine Ctrl-, eine Alt- bzw. Wahl-Taste (⌥) und eine Apfel- bzw. Command-Taste (⌘), mit deren Hilfe wie auch mit den Shift-Tasten nicht nur die Tastatur, sondern auch die Maustasten in vielfältiger Weise mehrfach belegt (bis zu 16-fach) verwendet werden. Die Print-Screen, Scroll-Lock, die Pause-Taste, die Insert-Taste, die Alt Gr-Taste, wie auch die Windows-Taste gibt es auf einer Apple-Tastatur nicht.

Generell lassen sich Apple-Tastaturen neuerer Bauart (USB) auch relativ problemlos auf PC-Systemen betreiben, wobei die Apfel-Taste dann als Windows-Taste fungiert.

• Computertastaturen oder PC-Tastaturen: Großfeldtastatur, Klapptastatur, Kleinfeldtastatur, Kompakttastatur, Funktastatur, Braille-Tastatur mit sechs Tasten, Flachbett-Tastatur (Die Tasten sind „flach eingebettet“. Sie wird häufig in Notebooks eingesetzt.)
• Tastaturen an Musikinstrumenten: Tastatur (Musik), Klaviatur, Pedal
• Tastatur eines Mobiltelefons oder Handy. Die Tastatur stellt Zeichen mit einer Mehrfachbelegung auf den Ziffertasten dar.
• Industrie- und Spezialtastaturen
• Schreibmaschinentastatur

Werden Tastaturen für einen bestimmten Zweck optimiert, so sind sie unter Umständen für andere Zwecke schlechter geeignet. So sind Tastaturen an Überweisungs- und Geldautomaten, die viele unterschiedliche Menschen verwenden oder der Witterung ausgesetzt sind, aus Metall und weisen einen geringen Tastenspielraum auf. Dies ermöglicht Langlebigkeit und nahezu unzerstörbare Eigenschaften, aber kein flüssiges Schreiben.

Auch wenn die Tastatur bis heute das dominierende Eingabegerät ist, haben sich im Lauf der Jahrzehnte doch eine Reihe von Alternativen etabliert.

Eine Alternative bildet der sogenannte Touchscreen. Dabei handelt es sich um einen Bildschirm, auf dem berührungsempfindliche Felder liegen, die zur Eingabe verwendet werden können. Durch die Kombination von Tastatur und Bildschirm in einem Gerät lässt sich vor allem Platz sparen. Auf Grund des fehlenden Druckpunktes bzw. der fehlenden fühlbaren Tipp-Bestätigung (wichtig für Schnellschreiber) haben sich Touchscreens bis heute im Privatbereich als Eingabegerät jedoch nicht durchgesetzt.

Weitere Alternativen bilden sogenannte Zeigegeräte. Dabei handelt es sich um Geräte, mit denen ein Zeigersymbol über den Bildschirm bewegt werden kann. Beispiele für Zeigergeräte sind: Maus, Touchpad, Joystick, Trackball, Trackpoint, Lichtgriffel

Weitere Alternativen sind:

• Lasertastatur. Ein Tastenfeld wird mit einem Laserstrahl auf den Tisch oder eine helle Fläche projiziert. Die Abtastung wird optisch ausgewertet.
• Bildschirmtastatur. Die Tastatur wird auf dem Bildschirm dargestellt und zum Beispiel mit der Maus oder mit einem Stift (bei einem Sensorbildschirm bzw. Touchscreen) betätigt.

(ursprüngliche IBM-Tastatur)

• Mechanische Trägerplatte mit Führung beweglicher Stößel - diese tragen an der Platinenseite eine Schaumgummiauflage mit einer Metallfolie, welche mit einer isolierenden Kunststofffolie bedeckt ist.
• Auf der Leiterplatte befinden sich zwei nebeneinanderliegende Flächen, welche durch eine dazwischenliegende, mit Masse verbundene, Leiterbahn entkoppelt sind.
• Beim Niederdrücken des Stößels bedeckt die Metallfolie beide Flächen sodass diese kapazitiv miteinander verbunden sind.

• Diskreter Taster in Kombination mit einem mechanischen Überbau je nach Hersteller individuell ausgeführt.
• Montage direkt auf einer Leiterplatte, Anschlussfahnen zur elektrischen Kontaktierung.

• Kunststoffgehäuse zur Führung eines beweglichem Stößels - dieser trägt an der Platinenseite eine leitfähige Kontaktpille.
• Realisierung von Tasten-Rückstellkraft und Abdichtung mittels einer Silikonhaube.
• Stößel mit Fitting bedienerseitig zur Aufnahme einer Tastenkappe - mechanische Aufnahme der Gesamteinheit in einer Metallstützplatte.

• Realisierung des Schaltkontakts durch zwei einander zugewandte, leitfähig bedruckte Polyesterfolien (im Ruhezustand von einer Abstandsfolie getrennt).
• Betätigung der Folie und Realisierung der Rückstellkraft durch eine Silikonmatte.
• Tastenkappe wird auf die Silikonmatte aufgesetzt.
• Einbettung des Ganzen in eine Anordnung aus Front- und Stützplatte.

• Schaltkontakt ergibt sich aus mäanderförmigem Kontakt auf der Leiterplatte bzw. einer einlagigen, leitfähig bedruckten Folie und leitfähiger Pille an der Unterseite einer darüber liegenden Silikonschaltmatte.
• Einbettung des Ganzen in eine Anordnung aus Front- und Stützplatte.

• Schaltkontakt wird gebildet aus Leiterplattenkontakt und darüber befindlicher Metall-Schnappscheibe (in der Regel vergoldet).
• Einbettung des Ganzen in eine Anordnung aus Front- und Stützplatte.

• Einbettung eines diskreten Piezoschaltelements in eine Metallfrontplatte, alternativ Nutzung mit piezoelektrischem Lack bedruckter Folien.
• Tastenbetätigung ohne fühlbaren Tastenhub, Auswertung des Ladungsstoßes.

• Tastaturlayout, Tastenkombination
• Ergonomie, EVA-Prinzip
• Tastschreiben, Zehnfingersystem
• Eingabesysteme für die chinesische Schrift

• Erklärungen zur PC-Tastatur
• Detaillierte Beschreibungen (Englisch, mit Abb.)
• Detaillierte Beschreibung PC Tastatur (deutsch)

Wiktionary: Tastatur – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: Tastaturen – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien