1. КОНЦЕПЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛСКИЯ ИНТЕРФЕЙС
Интерфейс - набор от технически, софтуерни и методически (протоколи, правила, споразумения) средства за взаимодействие в изчислителната система на потребителите с устройства и програми, както и устройства с други устройства и програми.
Интерфейс - в най-широкия смисъл на думата, това е начин (стандарт) на взаимодействие между обекти. Интерфейсът в техническия смисъл на думата определя параметрите, процедурите и характеристиките на взаимодействието на обектите. разграничаване:
Потребителски интерфейс - набор от методи за взаимодействие между компютърна програма и потребителя на тази програма.
Интерфейсът за програмиране е набор от методи за взаимодействие между програмите.
Физическият интерфейс е начин за комуникация между физически устройства. Най-често говорим за компютърни портове.
Потребителският интерфейс е съвкупност от софтуер и хардуер, който осигурява взаимодействие на потребителя с компютър. Диалозите са в основата на такова взаимодействие. В този случай под диалог се разбира регулиран обмен на информация между човек и компютър, осъществяван в реално време и насочен към съвместно решаване на конкретен проблем. Всеки диалог се състои от отделни I/O процеси, които физически осигуряват комуникация между потребителя и компютъра. Обменът на информация се осъществява чрез изпращане на съобщение.
Фигура 1. Взаимодействие на потребителя с компютъра
По принцип потребителят генерира съобщения от следните типове:
искане на информация
молба за помощ
заявка за операция или функция
въвеждане или промяна на информация
В отговор потребителят получава съвети или помощ; информационни съобщения, изискващи отговор; заповеди, изискващи действие; съобщения за грешки и друга информация.
Потребителският интерфейс на компютърното приложение включва:
средства за показване на информация, показвана информация, формати и кодове;
командни режими, език на потребителския интерфейс;
диалози, взаимодействие и транзакции между потребителя и компютъра, обратна връзка от потребителя;
подкрепа за вземане на решения в конкретна предметна област;
процедурата за използване на програмата и нейната документация.
Потребителският интерфейс (UI) често се разбира само като външен вид на програмата. В действителност обаче потребителят възприема чрез него цялата програма като цяло, което означава, че такова разбиране е твърде тясно. В действителност UI обединява в себе си всички елементи и компоненти на програма, които са в състояние да повлияят на взаимодействието на потребителя със софтуера (софтуера).
Потребителят вижда не само екрана. Тези елементи включват:
набор от потребителски задачи, които той решава с помощта на системата;
метафората, използвана от системата (например работният плот в MS Windows®);
управление на системата;
навигация между системни блокове;
визуален (и не само) дизайн на програмни екрани;
Средства за показване на информация, показвана информация и формати;
устройства и технологии за въвеждане на данни;
диалози, взаимодействия и транзакции между потребителя и компютъра;
обратна връзка от потребителите;
подкрепа за вземане на решения в конкретна предметна област;
процедурата за използване на програмата и нейната документация.
2. ВИДОВЕ ИНТЕРФЕЙСИ
Интерфейсът е преди всичко набор от правила. Както всички правила, те могат да бъдат обобщени, събрани в „код“, групирани по общ критерий. Така стигнахме до понятието "тип интерфейс" като комбинация от сходството на начините на взаимодействие между хората и компютрите. Накратко можем да предложим следната схематична класификация на различни интерфейси на комуникация човек-компютър.
Съвременните типове интерфейси са:
1) Команден интерфейс. Командният интерфейс се нарича така, защото в този тип интерфейс човек дава "команди" на компютъра, а компютърът ги изпълнява и дава резултата на човека. Командният интерфейс е реализиран като пакетна технология и технология на командния ред.
2) WIMP - интерфейс (Прозорец - прозорец, Изображение - изображение, Меню - меню, Pointer - показалец). Характерна особеност на този тип интерфейс е, че диалогът с потребителя се води не с помощта на команди, а с помощта на графични изображения - менюта, прозорци и други елементи. Въпреки че в този интерфейс командите се дават на машината, но това се прави "индиректно", чрез графични изображения. Този вид интерфейс е реализиран на две нива на технологиите: прост графичен интерфейс и "чист" WIMP - интерфейс.
3) SILK - интерфейс (Реч - реч, Изображение - образ, Език - език, Знание - знание). Този тип интерфейс е най-близкият до обичайната човешка форма на комуникация. В рамките на този интерфейс има нормален "разговор" между човек и компютър. В същото време компютърът намира команди за себе си, анализирайки човешката реч и намирайки ключови фрази в нея. Той също така преобразува резултата от изпълнението на команди в четяща от човека форма. Този тип интерфейс е най-взискателен към хардуерните ресурси на компютъра и затова се използва главно за военни цели.
2.1 Команден интерфейс
Пакетна технология. Исторически този тип технологии се появяват първи. Той вече съществуваше на релейните машини Sius и Zuse (Германия, 1937 г.). Идеята му е проста: на входа на компютъра се изпраща последователност от знаци, в която според определени правила се посочва последователността от програми, стартирани за изпълнение. След изпълнението на следващата програма започва следващата и т.н. Машината намира команди и данни за себе си според определени правила. Тази последователност може да бъде например перфорирана лента, купчина перфокарти, последователност от натискане на клавишите на електрическа пишеща машина (като CONSUL). Машината също така изпраща съобщенията си до перфоратор, устройство за буквено-цифров печат (ADC), лента за пишеща машина. Такава машина е "черна кутия" (по-точно "бял шкаф"), в която постоянно се подава информация и която също така постоянно "информира" света за състоянието си (виж фигура 1). Човек тук има малко влияние върху работата на машината - той може само да спре машината, да промени програмата и да рестартира компютъра. Впоследствие, когато машините станаха по-мощни и можеха да обслужват няколко потребители наведнъж, вечното чакане на потребители от рода на: „Изпратих данни на машината. Чакам тя да отговори. И ще отговори ли изобщо?“ меко казано, досадно. Освен това изчислителните центрове след вестниците се превърнаха във втория по големина „производител“ на отпадъчна хартия. Ето защо, с появата на буквено-цифрови дисплеи, започна ерата на наистина лесна за потребителя технология - командния ред.
Фиг. 2. Основен компютърен изглед на серията ES EVM
Технология на командния ред. С тази технология клавиатурата служи като единствен начин за въвеждане на информация от човек в компютър, а компютърът извежда информация на човек с помощта на буквено-цифров дисплей (монитор). Тази комбинация (монитор + клавиатура) стана известна като терминал или конзола. Командите се въвеждат в командния ред. Командният ред е символ на подкана и мигащ правоъгълник - курсорът. Когато натиснете клавиш, на позицията на курсора се появяват знаци и курсорът се премества надясно. Това е много като да пишете команда на пишеща машина. Въпреки това, за разлика от него, буквите се показват на дисплея, а не на хартия и може да се изтрие неправилно въведен знак. Командата завършва с натискане на клавиш Enter (или Return), след което се премества в началото на следващия ред. Именно от тази позиция компютърът показва резултатите от работата си на монитора. След това процесът се повтаря. Технологията на командния ред вече работи върху монохромни буквено-цифрови дисплеи. Тъй като е разрешено да се въвеждат само букви, цифри и препинателни знаци, техническите характеристики на дисплея не са от съществено значение. Като монитор може да се използва телевизионен приемник и дори осцилоскоп.
И двете технологии са реализирани под формата на команден интерфейс - командите се дават на машината като вход и тя сякаш "отговаря" на тях.
Текстовите файлове станаха преобладаващият тип файлове при работа с командния интерфейс - те и само те можеха да се създават с помощта на клавиатурата. Най-широко разпространеното използване на интерфейса на командния ред беше появата на операционната система UNIX и появата на първите осем-битови персонални компютри с многоплатформена CP/M операционна система.
2.2 Графичен интерфейс
Как и кога се появи графичният интерфейс? Идеята му възниква в средата на 70-те, когато концепцията за визуален интерфейс е разработена в изследователския център на Xerox Palo Alto (PARC). Предпоставка за графичния интерфейс беше намаляването на времето за реакция на компютъра на команда, увеличаване на количеството RAM, както и развитието на техническата база на компютрите. Хардуерната основа на концепцията, разбира се, беше появата на буквено-цифрови дисплеи на компютрите и тези дисплеи вече имаха такива ефекти като "трептене" на знаци, инверсия на цветовете (промяна на стила на белите знаци на черен фон на противоположния, тоест черни знаци на бял фон), символи за долно подчертаване. Тези ефекти не се простираха до целия екран, а само до един или повече символи. Следващата стъпка беше да създадете цветен дисплей, който ви позволява да показвате, заедно с тези ефекти, знаци в 16 цвята на фон с палитра (тоест набор от цветове) от 8 цвята. След появата на графични дисплеи, с възможност за показване на всякакви графични изображения под формата на множество точки на екрана с различни цветове, нямаше ограничения за въображението при използването на екрана! Така първата графична информационна система 8010 Star на PARC се появи четири месеца преди първия компютър на IBM да бъде пуснат през 1981 г. Първоначално визуалният интерфейс се използваше само в програми. Постепенно той започва да преминава към операционни системи, използвани първо на компютри Atari и Apple Macintosh, а след това и на компютри, съвместими с IBM.
От по-ранни времена и под влиянието на тези концепции се наблюдава процес на унификация в използването на клавиатура и мишка от приложните програми. Сливането на тези две тенденции доведе до създаването на този потребителски интерфейс, с помощта на който с минимална инвестиция на време и пари за преквалификация на персонала е възможно да се работи с всеки софтуерен продукт. Тази част е посветена на описанието на този интерфейс, общ за всички приложения и операционни системи.
2.2.1 Прост графичен интерфейс
На първия етап графичният интерфейс беше много подобен на технологията на командния ред. Разликите от технологията на командния ред бяха както следва:
1. При показване на символи беше позволено да се подчертават някои от символите с цвят, инверсно изображение, подчертаване и мигане. Това увеличи изразителността на изображението.
2. В зависимост от конкретната реализация на графичния интерфейс, курсорът може да изглежда не само като мигащ правоъгълник, но и като определена област, покриваща няколко знака и дори част от екрана. Тази селекция е различна от останалите неизбрани части (обикновено на цвят).
3. Натискането на клавиша Enter не винаги изпълнява командата и преминава към следващия ред. Реакцията на натискане на който и да е клавиш до голяма степен зависи от това къде е бил курсорът на екрана.
4. В допълнение към клавиша Enter, на клавиатурата все по-често се използват "сивите" клавиши с курсор.
5. Още в това издание на графичния интерфейс започнаха да се използват манипулатори (като мишка, тракбол и др. - виж фиг. 3), които направиха възможно бързото избиране на желаната част от екрана и преместване на курсора .
Фиг. 3. Манипулатори
Обобщавайки, могат да се посочат следните отличителни черти на този интерфейс.
1) Избор на области на екрана.
2) Предефинирайте клавишите на клавиатурата в зависимост от контекста.
3) Използване на манипулатори и сиви клавиши на клавиатурата за управление на курсора.
4) Широко използване на цветни монитори.
Появата на този тип интерфейс съвпада с широкото разпространение на операционната система MS-DOS. Именно тя представи този интерфейс на масите, благодарение на което 80-те години преминаха под знака на подобряване на този тип интерфейс, подобряване на характеристиките на показване на символи и други параметри на монитора.
Типични примери за използване на този вид интерфейс са файловата обвивка на Nortron Commander (вижте по-долу за файлови обвивки) и текстовият редактор за многократно редактиране. А текстовите редактори Lexicon, ChiWriter и текстовият процесор Microsoft Word for Dos са примери за това как този интерфейс надмина самия себе си.
2.2.2 WIMP - интерфейс
Вторият етап от развитието на графичния интерфейс беше "чистият" WIMP интерфейс. Този подтип интерфейс се характеризира със следните характеристики.
1. Цялата работа с програми, файлове и документи се извършва в windows - определени части от екрана, очертани с рамка.
2. Всички програми, файлове, документи, устройства и други обекти са представени под формата на икони – икони. При отваряне иконите се превръщат в прозорци.
3. Всички действия с обекти се извършват с помощта на менюто. Въпреки че менюто се появи на първия етап от развитието на графичния интерфейс, то нямаше доминиращо значение в него, а служи само като допълнение към командния ред. В чист интерфейс WIMP менюто се превръща в основен контрол.
4. Широко използване на манипулатори за обозначаване на обекти. Манипулаторът престава да бъде просто играчка - допълнение към клавиатурата, а се превръща в основен контролен елемент. С помощта на манипулатора те НАСОЧВАТ към която и да е област на екрана, прозорци или икони, подчертават я и едва след това, чрез менюто или с помощта на други технологии, се управляват.
Трябва да се отбележи, че WIMP изисква цветен растер дисплей с висока разделителна способност и манипулатор за неговото изпълнение. Също така програмите, фокусирани върху този тип интерфейс, налагат повишени изисквания към производителността на компютъра, обема на неговата памет, честотната лента на шината и т.н. Този вид интерфейс обаче е най-лесният за научаване и най-интуитивен. Следователно, сега WIMP - интерфейсът се превърна в де факто стандарт.
Ярък пример за програми с графичен интерфейс е операционната система Microsoft Windows.
2.3 Речева технология
От средата на 90-те години, след появата на евтини звукови карти и широкото използване на технологиите за разпознаване на реч, се появи така наречената "речева технология" SILK - интерфейс. С тази технология командите се подават с глас чрез произнасяне на специални запазени думи - команди. Основните такива команди (според правилата на системата "Gorynych") са:
"Почивка" - изключете интерфейса за говор.
"Отворено" - превключете в режим на извикване на една или друга програма. Името на програмата е посочено в следващата дума.
„Ще диктувам“ – превключване от команден режим в режим на гласово въвеждане.
"Команден режим" - връщане към режим на гласови команди.
и някои други.
Думите трябва да се произнасят ясно, със същото темпо. Необходима е пауза между думите. Поради недостатъчното развитие на алгоритъма за разпознаване на реч такива системи изискват индивидуална предварителна конфигурация за всеки конкретен потребител.
Технологията "Speech" е най-простата реализация на интерфейса SILK.
2.4 Биометрична технология
Тази технология се появи в края на 90-те години на миналия век и все още е в процес на разработка към момента на писане на тази статия. За управление на компютър се използват изражението на лицето на човек, посоката на погледа му, размера на зеницата и други знаци. За идентифициране на потребителя се използва рисунка на ириса на очите му, пръстови отпечатъци и друга уникална информация. Изображенията се четат от цифрова видеокамера и след това, с помощта на специален софтуер за разпознаване на модели, командите се извличат от това изображение. Тази технология вероятно ще заеме своето място в софтуерни продукти и приложения, където е важно точно да се идентифицира потребителят на компютъра.
2.5 Семантичен (публичен) интерфейс
Този тип интерфейс се появява в края на 70-те години на XX век, с развитието на изкуствения интелект. Едва ли може да се нарече независим тип интерфейс - включва интерфейс на командния ред, графичен, говорен и имитационен интерфейс. Основната му отличителна черта е липсата на команди при комуникация с компютър. Заявката се формира на естествен език, под формата на асоцииран текст и изображения. По своята същност е трудно да се нарече интерфейс – той вече е симулация на „общуването” на човек с компютър. От средата на 90-те години на XX век вече не се срещат публикации, свързани със семантичния интерфейс. Изглежда, че поради важното военно значение на тези разработки (например за автономното водене на съвременния бой от машини – роботи, за „семантична“ криптография) тези области са били класифицирани. Информацията, че тези проучвания продължават, понякога се появява в периодичните издания (обикновено в разделите на компютърните новини).
2.6 Видове интерфейси
Потребителските интерфейси са два вида:
1) процедурно ориентирани:
Примитивен
Безплатна навигация
2) обектно ориентирани:
Директна манипулация.
Процедурно-ориентираният интерфейс използва традиционен модел на взаимодействие с потребителя, базиран на концепциите за "процедура" и "операция". В рамките на този модел софтуерът предоставя на потребителя възможността да извършва определени действия, за които потребителят определя съответствието на данните и резултатът от които е да получи желания резултат.
Обектно-ориентираните интерфейси използват модел на взаимодействие с потребителя, фокусиран върху манипулирането на обекти в домейна. В рамките на този модел на потребителя се дава възможност да взаимодейства директно с всеки обект и да инициира изпълнението на операции, по време на които взаимодействат няколко обекта. Задачата на потребителя е формулирана като целенасочена промяна на някакъв обект. Обект се разбира в широкия смисъл на думата - модел на база данни, система и т.н. Обектно-ориентираният интерфейс предполага, че взаимодействието с потребителя се осъществява чрез избиране и преместване на иконите на съответната обектно-ориентирана област. Разграничаване между интерфейсите с един документ (SDI) и многодокументните (MDI).
Процедурно-ориентирани интерфейси:
1) Предоставете на потребителя функциите, необходими за изпълнение на задачите;
2) Акцентът е върху задачите;
3) Иконите представляват приложения, прозорци или операции;
Обектно-ориентирани интерфейси:
1) Предоставя на потребителя възможност за взаимодействие с обекти;
2) Акцентът е върху входовете и резултатите;
3) Пиктограмите представляват обекти;
4) Папките и директориите са визуални контейнери на обекти.
Интерфейсът се нарича примитив, който организира взаимодействието с потребителя и се използва в режим на конзола. Единственото отклонение от последователния процес, който предоставят данните, е преминаването през множество набори от данни.
Интерфейс на менюто. За разлика от примитивния интерфейс, той позволява на потребителя да избере операция от специален списък, показан от програмата. Тези интерфейси предполагат изпълнението на много сценарии на работа, последователността на действията в които се определя от потребителите. Дървовидната организация на менюто предполага строго ограничено изпълнение. В този случай са възможни две опции за организиране на менюто:
всеки прозорец на менюто заема целия екран
на екрана има няколко многостепенни менюта едновременно (Windows).
В условия на ограничена навигация, независимо от варианта за реализация, намирането на елемент с меню на повече от две нива се оказва доста трудна задача.
Безплатен интерфейс за навигация (графичен интерфейс). Поддържа концепцията за интерактивно софтуерно взаимодействие, визуална обратна връзка с потребителя и възможност за директно манипулиране на обекта (бутони, индикатори, ленти на състоянието). За разлика от интерфейса на менюто, безплатният интерфейс за навигация предоставя възможност за извършване на всякакви операции, разрешени в определено състояние, достъп до които е възможен чрез различни компоненти на интерфейса (горещи клавиши и др.). Интерфейс с безплатна навигация е реализиран чрез програмиране, управлявано от събития, което предполага използването на инструменти за визуална разработка (чрез съобщения).
| | | | | | | | | 10 | |
ТЕСТ
по дисциплина
"Системен софтуер"
Тема: "Потребителски интерфейс"
Въведение
1. Концепция за потребителския интерфейс
2. Видове интерфейси
2.1 Команден интерфейс
2.2 Графичен интерфейс
2.2.1 Прост графичен интерфейс
2.2.2 WIMP - интерфейс
2.3 Речева технология
2.4 Биометрична технология
2.5 Семантичен (публичен) интерфейс
2.6 Видове интерфейси
3. Методи и инструменти за разработване на потребителски интерфейс
4. Стандартизиране на потребителския интерфейс
Библиография
Въведение
Както знаете, процесът на проникване на информационните технологии в практически всички сфери на човешката дейност продължава да се развива и задълбочава. В допълнение към вече познатите и широко разпространени персонални компютри, чийто общ брой достигна стотици милиони, има все повече и повече вградени изчислителни съоръжения. Потребителите на цялата тази разнообразна изчислителна техника са все повече и се наблюдава развитие на две привидно противоположни тенденции. От една страна, информационните технологии стават все по-сложни и за тяхното приложение и още повече за по-нататъшно развитие е необходимо да има много задълбочени познания. От друга страна, интерфейсите потребител-компютър са опростени. Компютрите и информационните системи стават все по-приятелски и разбираеми дори за човек, който не е специалист в областта на компютърните науки и компютърните технологии. Това стана възможно преди всичко, защото потребителите и техните програми взаимодействат с компютрите чрез специален (системен) софтуер - чрез операционната система. Операционната система предоставя интерфейси както за работещи приложения, така и за потребители.
1. Концепция за потребителския интерфейс
Интерфейс - набор от технически, софтуерни и методически (протоколи, правила, споразумения) средства за взаимодействие в изчислителната система на потребителите с устройства и програми, както и устройства с други устройства и програми.
Интерфейс - в най-широкия смисъл на думата, това е начин (стандарт) на взаимодействие между обекти. Интерфейсът в техническия смисъл на думата определя параметрите, процедурите и характеристиките на взаимодействието на обектите. разграничаване:
Потребителски интерфейс - набор от методи за взаимодействие между компютърна програма и потребителя на тази програма.
Интерфейсът за програмиране е набор от методи за взаимодействие между програмите.
Физическият интерфейс е начин за комуникация между физически устройства. Най-често говорим за компютърни портове.
Потребителският интерфейс е съвкупност от софтуер и хардуер, който осигурява взаимодействие на потребителя с компютър. Диалозите са в основата на такова взаимодействие. В този случай под диалог се разбира регулиран обмен на информация между човек и компютър, осъществяван в реално време и насочен към съвместно решаване на конкретен проблем. Всеки диалог се състои от отделни I/O процеси, които физически осигуряват комуникация между потребителя и компютъра. Обменът на информация се осъществява чрез изпращане на съобщение.
Фиг. 1. Взаимодействие на потребителя с компютъра
По принцип потребителят генерира съобщения от следните типове:
искане на информация
молба за помощ
заявка за операция или функция
въвеждане или промяна на информация
В отговор потребителят получава съвети или помощ; информационни съобщения, изискващи отговор; заповеди, изискващи действие; съобщения за грешки и друга информация.
Потребителският интерфейс на компютърното приложение включва:
средства за показване на информация, показвана информация, формати и кодове;
командни режими, език на потребителския интерфейс;
диалози, взаимодействие и транзакции между потребителя и компютъра, обратна връзка от потребителя;
подкрепа за вземане на решения в конкретна предметна област;
процедурата за използване на програмата и нейната документация.
Потребителският интерфейс (UI) често се разбира само като външен вид на програмата. В действителност обаче потребителят възприема чрез него цялата програма като цяло, което означава, че такова разбиране е твърде тясно. В действителност UI обединява в себе си всички елементи и компоненти на програма, които са в състояние да повлияят на взаимодействието на потребителя със софтуера (софтуера).
Потребителят вижда не само екрана. Тези елементи включват:
набор от потребителски задачи, които той решава с помощта на системата;
метафората, използвана от системата (например работният плот в MS Windows®);
управление на системата;
навигация между системни блокове;
визуален (и не само) дизайн на програмни екрани;
Средства за показване на информация, показвана информация и формати;
устройства и технологии за въвеждане на данни;
диалози, взаимодействия и транзакции между потребителя и компютъра;
обратна връзка от потребителите;
подкрепа за вземане на решения в конкретна предметна област;
процедурата за използване на програмата и нейната документация.
2. Видове интерфейси
Интерфейсът е преди всичко набор от правила. Както всички правила, те могат да бъдат обобщени, събрани в „код“, групирани по общ критерий. Така стигнахме до понятието "тип интерфейс" като комбинация от сходството на начините на взаимодействие между хората и компютрите. Накратко можем да предложим следната схематична класификация на различни интерфейси на комуникация човек-компютър.
Съвременните типове интерфейси са:
1) Команден интерфейс. Командният интерфейс се нарича така, защото в този тип интерфейс човек дава "команди" на компютъра, а компютърът ги изпълнява и дава резултата на човека. Командният интерфейс е реализиран като пакетна технология и технология на командния ред.
2) WIMP - интерфейс (Прозорец - прозорец, Изображение - изображение, Меню - меню, Pointer - показалец). Характерна особеност на този тип интерфейс е, че диалогът с потребителя се води не с помощта на команди, а с помощта на графични изображения - менюта, прозорци и други елементи. Въпреки че в този интерфейс командите се дават на машината, но това се прави "индиректно", чрез графични изображения. Този вид интерфейс е реализиран на две нива на технологиите: прост графичен интерфейс и "чист" WIMP - интерфейс.
3) SILK - интерфейс (Реч - реч, Изображение - образ, Език - език, Знание - знание). Този тип интерфейс е най-близкият до обичайната човешка форма на комуникация. В рамките на този интерфейс има нормален "разговор" между човек и компютър. В същото време компютърът намира команди за себе си, анализирайки човешката реч и намирайки ключови фрази в нея. Той също така преобразува резултата от изпълнението на команди в четяща от човека форма. Този тип интерфейс е най-взискателен към хардуерните ресурси на компютъра и затова се използва главно за военни цели.
2.1 Команден интерфейс
Пакетна технология. Исторически този тип технологии се появяват първи. Той вече съществуваше на релейните машини Sius и Zuse (Германия, 1937 г.). Идеята му е проста: на входа на компютъра се изпраща последователност от знаци, в която според определени правила се посочва последователността от програми, стартирани за изпълнение. След изпълнението на следващата програма започва следващата и т.н. Машината намира команди и данни за себе си според определени правила. Тази последователност може да бъде например перфорирана лента, купчина перфокарти, последователност от натискане на клавишите на електрическа пишеща машина (като CONSUL). Машината също така изпраща съобщенията си до перфоратор, устройство за буквено-цифров печат (ADC), лента за пишеща машина. Такава машина е "черна кутия" (по-точно "бял шкаф"), в която постоянно се подава информация и която също така постоянно "информира" света за състоянието си (виж фигура 1). Човек тук има малко влияние върху работата на машината - той може само да спре машината, да промени програмата и да рестартира компютъра. Впоследствие, когато машините станаха по-мощни и можеха да обслужват няколко потребители наведнъж, вечното чакане на потребители от рода на: „Изпратих данни на машината. Чакам тя да отговори. И ще отговори ли изобщо?“ меко казано, досадно. Освен това изчислителните центрове след вестниците се превърнаха във втория по големина „производител“ на отпадъчна хартия. Ето защо, с появата на буквено-цифрови дисплеи, започна ерата на наистина лесна за потребителя технология - командния ред.
Фиг. 2. Основен компютърен изглед на серията ES EVM
Технология на командния ред. С тази технология клавиатурата служи като единствен начин за въвеждане на информация от човек в компютър, а компютърът извежда информация на човек с помощта на буквено-цифров дисплей (монитор). Тази комбинация (монитор + клавиатура) стана известна като терминал или конзола. Командите се въвеждат в командния ред. Командният ред е символ на подкана и мигащ правоъгълник - курсорът. Когато натиснете клавиш, на позицията на курсора се появяват знаци и курсорът се премества надясно. Това е много като да пишете команда на пишеща машина. Въпреки това, за разлика от него, буквите се показват на дисплея, а не на хартия и може да се изтрие неправилно въведен знак. Командата завършва с натискане на клавиш Enter (или Return), след което се премества в началото на следващия ред. Именно от тази позиция компютърът показва резултатите от работата си на монитора. След това процесът се повтаря. Технологията на командния ред вече работи върху монохромни буквено-цифрови дисплеи. Тъй като е разрешено да се въвеждат само букви, цифри и препинателни знаци, техническите характеристики на дисплея не са от съществено значение. Като монитор може да се използва телевизионен приемник и дори осцилоскоп.
И двете технологии са реализирани под формата на команден интерфейс - командите се дават на машината като вход и тя сякаш "отговаря" на тях.
Текстовите файлове станаха преобладаващият тип файлове при работа с командния интерфейс - те и само те можеха да се създават с помощта на клавиатурата. Най-широко разпространеното използване на интерфейса на командния ред беше появата на операционната система UNIX и появата на първите осем-битови персонални компютри с многоплатформена CP/M операционна система.
2.2 Графичен интерфейс
Как и кога се появи графичният интерфейс? Идеята му възниква в средата на 70-те, когато концепцията за визуален интерфейс е разработена в изследователския център на Xerox Palo Alto (PARC). Предпоставка за графичния интерфейс беше намаляването на времето за реакция на компютъра на команда, увеличаване на количеството RAM, както и развитието на техническата база на компютрите. Хардуерната основа на концепцията, разбира се, беше появата на буквено-цифрови дисплеи на компютрите и тези дисплеи вече имаха такива ефекти като "трептене" на знаци, инверсия на цветовете (промяна на стила на белите знаци на черен фон на противоположния, тоест черни знаци на бял фон), символи за долно подчертаване. Тези ефекти не се простираха до целия екран, а само до един или повече символи. Следващата стъпка беше да създадете цветен дисплей, който ви позволява да показвате, заедно с тези ефекти, знаци в 16 цвята на фон с палитра (тоест набор от цветове) от 8 цвята. След появата на графични дисплеи, с възможност за показване на всякакви графични изображения под формата на множество точки на екрана с различни цветове, нямаше ограничения за въображението при използването на екрана! Така първата графична информационна система 8010 Star на PARC се появи четири месеца преди първия компютър на IBM да бъде пуснат през 1981 г. Първоначално визуалният интерфейс се използваше само в програми. Постепенно той започва да преминава към операционни системи, използвани първо на компютри Atari и Apple Macintosh, а след това и на компютри, съвместими с IBM.
От по-ранни времена и под влиянието на тези концепции се наблюдава процес на унификация в използването на клавиатура и мишка от приложните програми. Сливането на тези две тенденции доведе до създаването на този потребителски интерфейс, с помощта на който с минимална инвестиция на време и пари за преквалификация на персонала е възможно да се работи с всеки софтуерен продукт. Тази част е посветена на описанието на този интерфейс, общ за всички приложения и операционни системи.
2.2.1 Прост графичен интерфейс
На първия етап графичният интерфейс беше много подобен на технологията на командния ред. Разликите от технологията на командния ред бяха както следва:
1. При показване на символи беше позволено да се подчертават някои от символите с цвят, инверсно изображение, подчертаване и мигане. Това увеличи изразителността на изображението.
2. В зависимост от конкретната реализация на графичния интерфейс, курсорът може да изглежда не само като мигащ правоъгълник, но и като определена област, покриваща няколко знака и дори част от екрана. Тази селекция е различна от останалите неизбрани части (обикновено на цвят).
3. Натискането на клавиша Enter не винаги изпълнява командата и преминава към следващия ред. Реакцията на натискане на който и да е клавиш до голяма степен зависи от това къде е бил курсорът на екрана.
4. В допълнение към клавиша Enter, на клавиатурата все по-често се използват "сивите" клавиши с курсор.
5. Още в това издание на графичния интерфейс започнаха да се използват манипулатори (като мишка, тракбол и др. - виж фиг. 3), които направиха възможно бързото избиране на желаната част от екрана и преместване на курсора .
Фиг. 3. Манипулатори
Обобщавайки, могат да се посочат следните отличителни черти на този интерфейс.
1) Избор на области на екрана.
2) Предефинирайте клавишите на клавиатурата в зависимост от контекста.
3) Използване на манипулатори и сиви клавиши на клавиатурата за управление на курсора.
4) Широко използване на цветни монитори.
Появата на този тип интерфейс съвпада с широкото разпространение на операционната система MS-DOS. Именно тя представи този интерфейс на масите, благодарение на което 80-те години преминаха под знака на подобряване на този тип интерфейс, подобряване на характеристиките на показване на символи и други параметри на монитора.
Типични примери за използване на този вид интерфейс са файловата обвивка на Nortron Commander (вижте по-долу за файлови обвивки) и текстовият редактор за многократно редактиране. А текстовите редактори Lexicon, ChiWriter и текстовият процесор Microsoft Word for Dos са примери за това как този интерфейс надмина самия себе си.
2.2.2 WIMP - интерфейс
Вторият етап от развитието на графичния интерфейс беше "чистият" WIMP интерфейс. Този подтип интерфейс се характеризира със следните характеристики.
1. Цялата работа с програми, файлове и документи се извършва в windows - определени части от екрана, очертани с рамка.
2. Всички програми, файлове, документи, устройства и други обекти са представени под формата на икони – икони. При отваряне иконите се превръщат в прозорци.
3. Всички действия с обекти се извършват с помощта на менюто. Въпреки че менюто се появи на първия етап от развитието на графичния интерфейс, то нямаше доминиращо значение в него, а служи само като допълнение към командния ред. В чист интерфейс WIMP менюто се превръща в основен контрол.
4. Широко използване на манипулатори за обозначаване на обекти. Манипулаторът престава да бъде просто играчка - допълнение към клавиатурата, а се превръща в основен контролен елемент. С помощта на манипулатора те НАСОЧВАТ към която и да е област на екрана, прозорци или икони, подчертават я и едва след това, чрез менюто или с помощта на други технологии, се управляват.
Трябва да се отбележи, че WIMP изисква цветен растер дисплей с висока разделителна способност и манипулатор за неговото изпълнение. Също така програмите, фокусирани върху този тип интерфейс, налагат повишени изисквания към производителността на компютъра, обема на неговата памет, честотната лента на шината и т.н. Този вид интерфейс обаче е най-лесният за научаване и най-интуитивен. Следователно, сега WIMP - интерфейсът се превърна в де факто стандарт.
Ярък пример за програми с графичен интерфейс е операционната система Microsoft Windows.
2.3 Речева технология
От средата на 90-те години, след появата на евтини звукови карти и широкото използване на технологиите за разпознаване на реч, се появи така наречената "речева технология" SILK - интерфейс. С тази технология командите се подават с глас чрез произнасяне на специални запазени думи - команди. Основните такива команди (според правилата на системата "Gorynych") са:
"Почивка" - изключете интерфейса за говор.
"Отворено" - превключете в режим на извикване на една или друга програма. Името на програмата е посочено в следващата дума.
„Ще диктувам“ – превключване от команден режим в режим на гласово въвеждане.
"Команден режим" - връщане към режим на гласови команди.
и някои други.
Думите трябва да се произнасят ясно, със същото темпо. Необходима е пауза между думите. Поради недостатъчното развитие на алгоритъма за разпознаване на реч такива системи изискват индивидуална предварителна конфигурация за всеки конкретен потребител.
Технологията "Speech" е най-простата реализация на интерфейса SILK.
2.4 Биометрична технология
Тази технология се появи в края на 90-те години на миналия век и все още е в процес на разработка към момента на писане на тази статия. За управление на компютър се използват изражението на лицето на човек, посоката на погледа му, размера на зеницата и други знаци. За идентифициране на потребителя се използва рисунка на ириса на очите му, пръстови отпечатъци и друга уникална информация. Изображенията се четат от цифрова видеокамера и след това, с помощта на специален софтуер за разпознаване на модели, командите се извличат от това изображение. Тази технология вероятно ще заеме своето място в софтуерни продукти и приложения, където е важно точно да се идентифицира потребителят на компютъра.
2.5 Семантичен (публичен) интерфейс
Този тип интерфейс се появява в края на 70-те години на XX век, с развитието на изкуствения интелект. Едва ли може да се нарече независим тип интерфейс - включва интерфейс на командния ред, графичен, говорен и имитационен интерфейс. Основната му отличителна черта е липсата на команди при комуникация с компютър. Заявката се формира на естествен език, под формата на асоцииран текст и изображения. По своята същност е трудно да се нарече интерфейс – той вече е симулация на „общуването” на човек с компютър. От средата на 90-те години на XX век вече не се срещат публикации, свързани със семантичния интерфейс. Изглежда, че поради важното военно значение на тези разработки (например за автономното водене на съвременния бой от машини – роботи, за „семантична“ криптография) тези области са били класифицирани. Информацията, че тези проучвания продължават, понякога се появява в периодичните издания (обикновено в разделите на компютърните новини).
2.6 Видове интерфейси
Потребителските интерфейси са два вида:
1) процедурно ориентирани:
примитивен
с безплатна навигация
2) обектно ориентирани:
директна манипулация.
Процедурно-ориентираният интерфейс използва традиционен модел на взаимодействие с потребителя, базиран на концепциите за "процедура" и "операция". В рамките на този модел софтуерът предоставя на потребителя възможността да извършва определени действия, за които потребителят определя съответствието на данните и резултатът от които е да получи желания резултат.
Обектно-ориентираните интерфейси използват модел на взаимодействие с потребителя, фокусиран върху манипулирането на обекти в домейна. В рамките на този модел на потребителя се дава възможност да взаимодейства директно с всеки обект и да инициира изпълнението на операции, по време на които взаимодействат няколко обекта. Задачата на потребителя е формулирана като целенасочена промяна на някакъв обект. Обект се разбира в широкия смисъл на думата - модел на база данни, система и т.н. Обектно-ориентираният интерфейс предполага, че взаимодействието с потребителя се осъществява чрез избиране и преместване на иконите на съответната обектно-ориентирана област. Разграничаване между интерфейсите с един документ (SDI) и многодокументните (MDI).
Процедурно-ориентирани интерфейси:
1) Предоставете на потребителя функциите, необходими за изпълнение на задачите;
2) Акцентът е върху задачите;
3) Иконите представляват приложения, прозорци или операции;
Обектно-ориентирани интерфейси:
1) Предоставя на потребителя възможност за взаимодействие с обекти;
2) Акцентът е върху входовете и резултатите;
3) Пиктограмите представляват обекти;
4) Папките и директориите са визуални контейнери на обекти.
Интерфейсът се нарича примитив, който организира взаимодействието с потребителя и се използва в режим на конзола. Единственото отклонение от последователния процес, който предоставят данните, е преминаването през множество набори от данни.
Интерфейс на менюто. За разлика от примитивния интерфейс, той позволява на потребителя да избере операция от специален списък, показан от програмата. Тези интерфейси предполагат изпълнението на много сценарии на работа, последователността на действията в които се определя от потребителите. Дървовидната организация на менюто предполага строго ограничено изпълнение. В този случай са възможни две опции за организиране на менюто:
всеки прозорец на менюто заема целия екран
на екрана има няколко многостепенни менюта едновременно (Windows).
В условия на ограничена навигация, независимо от варианта за реализация, намирането на елемент с меню на повече от две нива се оказва доста трудна задача.
Безплатен интерфейс за навигация (графичен интерфейс). Поддържа концепцията за интерактивно софтуерно взаимодействие, визуална обратна връзка с потребителя и възможност за директно манипулиране на обекта (бутони, индикатори, ленти на състоянието). За разлика от интерфейса на менюто, безплатният интерфейс за навигация предоставя възможност за извършване на всякакви операции, разрешени в определено състояние, достъп до които е възможен чрез различни компоненти на интерфейса (горещи клавиши и др.). Интерфейс с безплатна навигация е реализиран чрез програмиране, управлявано от събития, което предполага използването на инструменти за визуална разработка (чрез съобщения).
3. Методи и инструменти за разработване на потребителски интерфейс
Интерфейсът е от съществено значение за всяка софтуерна система и е неразделна част от нея, фокусирана основно върху крайния потребител. Чрез интерфейса потребителят преценява приложението като цяло; освен това, потребителят често взема решение да използва приложение въз основа на това колко удобен и разбираем е потребителският интерфейс. В същото време сложността на дизайна и разработката на интерфейса е доста голяма. Според експерти средно това е повече от половината от времето за изпълнение на проекта. Важно е да се намалят разходите за разработване и поддържане на софтуерни системи или разработване на ефективни софтуерни инструменти.
Един от начините за намаляване на разходите за разработване и поддържане на софтуерни системи е наличието на инструменти от четвърто поколение в инструментариума, които дават възможност да се опише (уточне) създаденият софтуерен инструмент на високо ниво и след това автоматично да се генерира изпълним код според към спецификацията.
В литературата няма единна общоприета класификация на инструменти за разработване на потребителски интерфейс. И така, софтуерът за разработка на потребителски интерфейс може да бъде разделен на две основни групи - набори от инструменти и инструменти за разработка на по-високо ниво. Инструментариумът за разработка на потребителски интерфейс по правило включва библиотека от примитиви от компоненти на интерфейса (менюта, бутони, ленти за превъртане и т.н.) и е предназначен за използване от програмисти. Инструментите за разработка на интерфейси от високо ниво могат да се използват от непрограмисти и са снабдени с език, който ви позволява да укажете I/O функциите, както и да дефинирате, използвайки техники за директна манипулация, елементи на интерфейса. Тези инструменти включват създатели на интерфейси и UIMS - системи за управление на потребителски интерфейс (UIMS). В допълнение към PMS, някои автори използват термини като Системи за разработка на потребителски интерфейс (UIDS) – системи за разработка на потребителски интерфейс, Среда за проектиране на потребителски интерфейс (UIDE) – среда за разработка на потребителски интерфейс и др.
Специализираните инструменти за разработка на интерфейс опростяват разработването на потребителски интерфейс, като подканват на разработчика да посочи компоненти на потребителския интерфейс, използвайки спецификационни езици. Има няколко основни начина за определяне на интерфейса:
1. Лингвистичен, когато се използват специални езици за настройка на синтаксиса на интерфейса (декларативен, обектно-ориентиран, езици за събития и др.).
2. Графичната спецификация се занимава с дефиниране на интерфейс, обикновено чрез визуално програмиране, демонстрации на програмиране и чрез пример. По този начин се поддържа ограничен клас интерфейси.
3. Спецификация на интерфейса, базирана на обектно-ориентиран подход, е свързана с принцип, наречен директна манипулация. Основното му свойство е взаимодействието на потребителя с отделни обекти, а не с цялата система като цяло. Типични компоненти, използвани за манипулиране на обекти и контролни функции, са манипулатори, менюта, диалогови зони, бутони от различни видове.
4. Спецификация на интерфейса според спецификацията на приложението. Тук интерфейсът се създава автоматично според спецификацията на семантиката на приложението. Въпреки това, сложността на описанието на интерфейса затруднява скорошното появяване на системи, които прилагат този подход.
Основната концепция на ISMS е да отдели разработката на потребителския интерфейс от останалата част от приложението. В момента идеята за отделен дизайн на интерфейса и приложението или е залегнала в дефиницията на AIMS, или е негово основно свойство.
Съставът на PMS се определя като набор от инструменти за разработка и изпълнение. Инструментите на етапа на разработка оперират с интерфейсни модели, за да изградят своите проекти. Те могат да бъдат разделени на две групи: интерактивни инструменти, като например редактори на модели, и автоматични инструменти, като генератор на форми. Инструментите за изпълнение използват интерфейсен модел, за да поддържат потребителски дейности като събиране и анализиране на използвани данни.
Функциите на PMS са да улеснява и улеснява разработването и поддръжката на потребителския интерфейс, както и управлението на взаимодействието между потребителя и приложната програма.
По този начин в момента има голям брой инструменти за разработка на интерфейси, които поддържат различни методи за неговото прилагане.
4. Стандартизиране на потребителския интерфейс
При първия подход оценката се прави от крайния потребител (или тестер), като се обобщават резултатите от работата с програмата в рамките на следните показатели ISO 9241-10-98 Ергономични изисквания за работа в офис с терминали за визуален дисплей (VDTs ). P.11. Ръководство за спецификация и мерки за използваемост:
ефективност - влиянието на интерфейса върху пълнотата и точността на постигането на целевите резултати от потребителя;
производителност (ефективност) или ефекта на интерфейса върху производителността на потребителя;
степента на (субективна) удовлетвореност на крайния потребител от този интерфейс.
Ефективността е критерият за функционалността на интерфейса, а степента на удовлетвореност и, косвено, производителността е критерий за ергономичност. Въведените тук мерки са в съответствие с общата прагматична концепция за оценка на качеството по отношение на съотношението цел/разходи.
Вторият подход се опитва да установи кои (ръководни ергономични) принципи трябва да удовлетворява потребителският интерфейс по отношение на оптималността на взаимодействието човек-машина. Развитието на този аналитичен подход се ръководи от нуждите на софтуерния дизайн и разработка, тъй като той предоставя насоки за организацията и характеристиките на оптимален потребителски интерфейс. Този подход може да се използва за оценка на качеството на разработения потребителски интерфейс. В този случай оценката за качество се оценява от експерт за степента на изпълнение на насоките или произтичащите от това по-специфични графични и оперативни характеристики на оптимален потребителски интерфейс, ориентиран към човека.
Стандартизация и проектиране. При проектирането на потребителски интерфейс първоначалното решение е да се изберат основните стандарти за видовете интерфейсни контроли, които трябва да отчитат спецификата на съответната предметна област. Спецификацията на стила на потребителския интерфейс се извършва в регулаторните документи на индустриално и корпоративно ниво. Възможно е допълнително детайлизиране на дизайна на интерфейса за конкретна група софтуерни продукти от разработчика. При разработването на потребителски интерфейс е необходимо да се вземат предвид характеристиките на предвидените крайни потребители на разработвания софтуер. Спецификацията на типа потребителски интерфейс определя само неговата синтаксика. Второто направление на стандартизация в областта на дизайна е формирането на специфична система от ръководни ергономични принципи. Решението за избора им трябва да се вземе съвместно от всички членове на дизайнерския екип. Тази система трябва да е в съответствие със съответния основен стандарт (или група стандарти). За да бъде ефективен инструмент за проектиране, системата от насоки трябва да бъде доведена до нивото на специфични инструкции за програмисти. При разработването на инструкциите се вземат предвид регулаторните документи за вида (стила) на интерфейса, а регулаторните документи за проектиране на потребителския интерфейс трябва да бъдат включени в профила на стандартите на софтуерния проект и в техническото задание.
Стандарти и качество. Формално е целесъобразно да се свърже стандартизацията на потребителския интерфейс с други инфраструктурни подхарактеристики на качеството на софтуерния продукт, като съответствие (включително съответствие със стандартите) и заменяемост (GOST R ISO IEC 9126-93). Изборът на конкретен инструмент за проектиране (езици за бърза разработка на приложения, CASE инструменти, дизайнери на графични интерфейси) може да доведе разработчика до необходимостта да се придържа към стандартния интерфейс, който е в основата му.
От друга страна, изборът на стандарта от разработчика на типа (стила) на потребителския интерфейс, адекватен на предметната област и използваната операционна система, има потенциала да гарантира, поне частично, изпълнението на такива принципи на качеството на потребителския интерфейс като естественост и последователност в работната среда. Изричното разглеждане на синтаксиката на интерфейса улеснява създаването на последователно стилизиран и предвидим потребителски интерфейс. Освен това трябва да се има предвид, че при разработването на самия стандарт основните принципи на дизайна на потребителския интерфейс вече бяха взети предвид.
Мерките за използваемост, въведени в ISO 9241-11, могат да бъдат използвани от възлагащия орган, преди разработването на персонализираната система, като обща рамка за определяне на изискванията за използваемост, на които трябва да отговаря бъдещата система и срещу които ще бъдат извършени тестове за приемане . По този начин се създава база за осигуряване на пълнота, измеримост и съпоставимост на тези изисквания, което може косвено да окаже положително влияние върху качеството на проектирания софтуерен продукт.
Означава ли това, че стриктното спазване на стандартите може да осигури необходимото качество на потребителския интерфейс? За прости и рутинни приложения - спазването на стандарта гарантира само минималното ниво на качество. За сложни и пионерски приложения изискването за пълнота може да противоречи на ограничените възможности, предоставени от стандарта за контрол на потребителския интерфейс.
Библиография
Т.Б. Болшаков, Д.В. Иртегов. Операционна система. Материали на сайта http: // www. citforum. ru / операционни_системи / ois / introd. shtml.
Методи и инструменти за разработване на потребителски интерфейс: текущо състояние, A.S. Kleschev. , Грибова В.В. , 2001. Материали на сайта http: // www. swsys. ru / индекс. php? страница = статия и идентификатор = 765.
