Домой Розы И простым интерфейсом а технология. Методы и средства разработки пользовательского интерфейса: современное состояние. Использования явной типизации локальных переменных и полей классов

Розы

И простым интерфейсом а технология. Методы и средства разработки пользовательского интерфейса: современное состояние. Использования явной типизации локальных переменных и полей классов

Командный интерфейс

Наиболее старым интерфейсом является командный интерфейс (интерфейс командной строки ), который был наиболее распространен в период расцвета больших многопользовательских систем с алфавитно-цифровыми дисплеями. Для командного интерфейса характерно взаимодействие пользователя с ЭВМ с помощью командной строки, в которую вводятся команды определенного формата, а затем передаются к исполнению.

Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки.

Для ввода информации пользователь использует клавиатуру или другое символьное устройство ввода. Пользователь получает информацию в виде текста посредством дисплея или печатающего устройства (довольно редко).

Рисунок 1. Пример командного интерфейса

Работа с командным интерфейсом заключалась в следующем:

пользователь вводил команду с помощью последовательности символов (командной строки);
компьютер сопоставлял поступившую команду с имеющимся в его памяти набором команд;
выполнялось действие, которое соответствовало поступившей команде.

Замечание 1

Интересной особенностью интерфейса командной строки является возможность взаимодействия двух программ посредством имитации управляющей программой действий пользователя. Простота подачи команд и анализа выводимого текста делает это весьма эффективным.

К преимуществам интерфейса командной строки относят:

низкие требования к аппаратным средствам – минимальным набором для работы является клавиатура и символьное устройство вывода или терминал;
высокая степень унификации – взаимодействие обеспечивается через ввод и вывод символов, который часто реализуется через файловый ввод-вывод;
широкая возможность интеграции программ – посредством использования командного интерпретатора и перенаправления ввода-вывода.

Недостатками командного интерфейса считают:

плохую наглядность интерфейса – необходимо помнить команды или использовать справочник;
ограниченные возможности вывода информации – отсутствует графика.

Наиболее часто командный интерфейс используется при работе с командным интерпретатором, который используется как интерфейс управления операционной системой (Linux, xBSD, QNX, MS-DOS и др.).

Графический интерфейс пользователя

Графический интерфейс , WIMP-интерфейс (Window Image Menu Pointer) является неотъемлемым компонентом большинства современного программного обеспечения, которые ориентированы на работу конечного пользователя. Диалог пользователя с ПК в графическом интерфейсе ведется при помощи графических объектов: меню, значков и других элементов.

Основные достоинства графического интерфейса:

наглядность объектов;
обеспечение понятности для пользователя;
схожесть интерфейсов программ, которые написаны специально для использования в графической среде.

При работе с графическим интерфейсом для манипуляций с графическими объектами используются мышь и клавиатура. Пользователь работает с экранными формами, которые содержат объекты управления, меню, панели инструментов.

Рисунок 2. Пример графического интерфейса

Речевой интерфейс

Речевой интерфейс , SILK-интерфейс (Speech Image Language Knowledge) на данный момент существует только как «голосовой» (не считая биометрические интерфейсы, которые применяются не для управления ПК, а только для идентификации пользователя). Использование речевого интерфейса является очень перспективным направлением, т.к. введение информации с помощью голоса – самый быстрый и удобный способ. Т.к. качество распознавания устной речи пока не идеально, практическая реализация речевого интерфейса еще не стали доминирующими.

Речевой интерфейс обеспечивает приближенную к обычной, человеческой форму общения. ПК анализирует человеческую речь, находит в ней ключевые слова, по которым определяет команды. Речевой интерфейс требует высоких показателей аппаратных ресурсов ПК, поэтому его использование пока ограничено военным делом.

Рисунок 3.

При использовании речевого интерфейса на экране по команде пользователя ПК осуществляет переход между поисковыми образами, используя смысловые семантические связи. Речевая система дает возможность повысить эффективность работы вследствие того, что:

указывает пользователю ошибки в работе и находит пути их решения;
сообщает о ситуациях, которые нуждаются в исправлении;
осуществляет поиск справок из информационно-поисковых систем.

Замечание 2

Современные операционные системы поддерживают командный, графический и речевой интерфейсы.

В последнее время внимание привлекают новые виды интерфейса, такие как биометрический (мимический) и семантический (общественный). В связи с этим поставлена проблема создания общественного интерфейса, который будет включать в себя лучшие решения графического и речевого интерфейсов.

Студент должен знать:

Назначение интерфейса.
Виды интерфейсов (внешний, внутренний, справочный, управления ввода/вывода, информационные).
Элементы графических интерфейсов и функции, которые они реализуют.

Студент должен уметь:

Создавать интерфейс windows-приложения.

Интерфейс - это, прежде всего, набор правил. Как любые правила, их можно обобщить, собрать в "кодекс", сгруппировать по общему признаку. Таким образом, мы пришли к понятию "вид интерфейса" как объединение по схожести способов взаимодействия человека и компьютеров. Вкратце можно предложить следующую схематическую классификацию различных интерфейсов общения человека и компьютера.

Современными видами интерфейсов являются:

1) Командный интерфейс. Командный интерфейс называется так по тому, что в этом виде интерфейса человек подает "команды" компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат человеку. Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки.

2) WIMP - интерфейс (Window - окно, Image - образ, Menu - меню, Pointer - указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов - меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается "опосредственно", через графические образы. Этот вид интерфейса реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и "чистый" WIMP - интерфейс.

3) SILK - интерфейс (Speech - речь, Image - образ, Language - язык, Knowlege - знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный "разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей.

Тема 3. Функциональное и системное наполнение предметно ориентированного программного обеспечения. Входные языки и использование их для программирования в среде выбранного программного обеспечения.

Студент должен знать :

· Назначение методо – ориентированного программного обеспечения;

· Назначение проблемно-ориентированные программного обеспечения;

· Назначение предметно ориентированного программного обеспечения.

· Назначение входных языков программирования.

ППП (Пакет прикладных программ)- это совокупность совместимых программ для решения определенного класса задач.

Совместимость программ, составляющих ППП, означает возможность их взаимного использования, общность структуры управляющих данных и используемых информационных массивов. Кроме того, ППП следует рассматривать как самостоятельное программное изделие, как особый вид прикладного ПО.

§ Поскольку ППП предназначен для решения определенного класса задач, можно говорить о функциональном назначении пакета.

§ В зависимости от функционального назначения выделяют ППП, расширяющие возможности ОС, например, для построения многопользовательских систем, работы с удаленными абонентами, реализации специальной организации файлов, упрощения работы с ОС и т.п. Примерами таких пакетов служат пакет СРВ, реализующий режим разделения времени в ОС ЕС ЭВМ, пакет Norton Commander для облегчения работы с операционной системой MS DOS.

§ Среди пакетов, предназначенных для решения прикладных задач пользователей, иногда выделяют методо-ориентированные и проблемно-ориентированные пакеты. Методо-ориентированный пакет предназначен для решения задачи пользователя одним из нескольких методов, предусмотренных в пакете, причем метод либо назначается пользователем, либо выбирается автоматически на основе анализа входных данных. Пример такого пакета - пакет математического программирования.

§ Проблемно-ориентированные пакеты предназначены для решения групп (последовательностей) задач, использующих общие Данные. Проблемно-ориентированные могут ориентироваться на типовые операции или на прикладную проблему. Это наиболее многочисленная группа пакетов. Проблемная ориентация может выражаться в общем характере операций» выполняемых пакетом. Типичные примеры таких пакетов - текстовые редакторы, табличные процессоры, пакет линейного программирования.

§ Проблемная ориентация может быть представлена и общей прикладной проблемой, решение которой распадается на отдельные задачи, для каждой из которых в пакете предусмотрен свой алгоритм. Типичные примеры - пакет для проведения расчетов межотраслевых балансов, пакеты, используемые в различных системах автоматизации проектирования.

§ ППП состоит из нескольких программных единиц.. ППП состоит из нескольких программных единиц. Такие программные единицы обычно называют программными модулями. Пакет предназначен для решения задач определенного класса. Этот класс задач обычно называют предметной областью пакета.

§ Тема 4. Интеграция выбранного программного обеспечения с другими программами. Интеграция VBA с MS Office .

Студент должен знать :

· Интеграцию встроенного языка программирования Visual Basic for Application (VBA) c Word.

· Интеграцию встроенного языка программирования Visual Basic for Application (VBA) c Excel.

· Интеграцию встроенного языка программирования Visual Basic for Application (VBA) c Access.

· Интеграцию встроенного языка программирования Visual Basic for Application (VBA) c Power Point.

§ Тема 5. VBA. Элементы Управления, интерфейс редактора VBA, объекты VBA

Студент должен знать :

· Элементы управления VBA.

· интерфейс редактора VBA.

· Объекты, свойства, методы VBA.

Уметь.

· Работать с окнами в редакторе VBA.

· Работать со стандартными математическими функциями VBA.

· Осуществлять ввод/вывод данных.

VBA относится к языкам объектно - ориентированного программирования (ООП). ООП можно описать как методику анализа, проектирования и написания приложений с помощью объектов. Объект – комбинация кода и данных, которая может рассматриваться как единое целое, например элемент управления, форма и компонент приложения. Каждый объект определяется по принадлежности к классу. Все визуальные объекты, такие как рабочий лист (Worksheet), диапазон (Range), диаграмма (Chart), форма (UserForm), являются объектами.

Доступ к данному языку программирования можно осуществлять практически из любого приложения Windows.

§ Тема 6. VBA. Создание собственных диалоговых окон

Студент должен знать :

· Свойства элементов управления VBA.

· Типы данных VBA.

· Типы диалоговых окон.

Уметь.

· Создавать интерфейс приложения.

· Создавать процедуры обработки событий.

По своей сути форма (или пользовательская форма) представляет собой диалоговое окно, в котором можно размещать различные элементы управления. В приложении может быть как одна, так и несколько форм. Новая форма добавляется в проект выбором команды Вставка (Insert) ® UserForm.

В VBA имеется обширный набор встроенных элементов управления. Используя этот набор и редактор форм, нетрудно создать любой пользовательский интерфейс, который будет удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к интерфейсу в среде Windows. Элементы управления являются объектами. Как любые объекты, они обладают свойствами, методами и событиями. Элементы управления создаются при помощи Панели элементов.

§ Тема 7. VBA. Алгоритмы и программы разветвляющейся структуры

Студент должен знать :

· Синтаксис алгоритмов разветвляющейся структуры с условным оператором IF.

· Условия применимости алгоритмов разветвляющейся структуры.

Уметь.

· Применять алгоритмы разветвляющейся структуры на практике.

· Работать с объектами Worksheets(), Range().

В программном коде, чтобы реализовать ветвление применяется условный оператор IF THEN.

Условный оператор позволяет выбирать и выполнять действия в зависимости от истинности некоторого условия. Имеется два варианта синтаксиса: В первом случае он имеет вид:

IF условие Then [операторы 1]

Как любое техническое устройство, компьютер обменивается информацией с человеком посредством набора определенных правил, обязательных как для машины, так и для человека. Эти правила в компьютерной литературе называются интерфейсом. Интерфейс может быть понятным и непонятным, дружественным и нет. К нему подходят многие прилагательные. Но в одном он постоянен: он есть, и никуда от него не денешься.

Интерфейс - это правила взаимодействия операционной системы с пользователями, а также соседних уровней в сети ЭВМ. От интерфейса зависит технология общения человека с компьютером.

Интерфейс - это, прежде всего, набор правил. Как любые правила, их можно обобщить, собрать в "кодекс", сгруппировать по общему признаку. Таким образом, мы пришли к понятию "вид интерфейса" как объединение по схожести способов взаимодействия человека и компьютеров. Можно предложить следующую схематическую классификацию различных интерфейсов общения человека и компьютера (рис.1.).

Пакетная технология. Исторически этот вид технологии появился первым. Она существовала уже на релейных машинах Зюса и Цюзе (Германия, 1937 год). Идея ее проста: на вход компьютера подается последовательность символов, в которых по определенным правилам указывается последовательность запущенных на выполнение программ. После выполнения очередной программы запускается следующая и т.д. Машина по определенным правилам находит для себя команды и данные. В качестве этой последовательности может выступать, например, перфолента, стопка перфокарт, последовательность нажатия клавиш электрической пишущей машинки (типа CONSUL). Машина также выдает свои сообщения на перфоратор, алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), ленту пишущей машинки.

Такая машина представляет собой "черный ящик" (точнее "белый шкаф"), в который постоянно подается информация и которая также постоянно "информирует" мир о своем состоянии. Человек здесь имеет малое влияние на работу машины - он может лишь приостановить работу машины, сменить программу и вновь запустить ЭВМ. Впоследствии, когда машины стали помощнее и могли обслуживать сразу нескольких пользователей, вечное ожидание пользователей типа: "Я послал данные машине. Жду, что она ответит. И ответит ли вообще?" - стало, мягко говоря, надоедать. К тому же вычислительные центры, вслед за газетами, стали вторым крупным "производителем" макулатуры. Поэтому с появлением алфавитно-цифровых дисплеев началась эра по-настоящему пользовательской технологии - командной строки.

Командный интерфейс.

Командный интерфейс называется так по тому, что в этом виде интерфейса человек подает "команды" компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат человеку. Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки.

При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть терминалом, или консолью.

Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой символ приглашения и мигающий прямоугольник – курсор. При нажатии клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается вправо. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter (или Return.) После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется.

Технология командной строки уже работала на монохромных алфавитно-цифровых дисплеях. Поскольку вводить позволялось только буквы, цифры и знаки препинания, то технические характеристики дисплея были не существенны. В качестве монитора можно было использовать телевизионный приемник и даже трубку осциллографа.

Обе эти технологии реализуются в виде командного интерфейса - машине подаются на вход команды, а она как бы "отвечает" на них.

Преобладающим видом файлов при работе с командным интерфейсом стали текстовые файлы - их и только их можно было создать при помощи клавиатуры. На время наиболее широкого использования интерфейса командной строки приходится появление операционной системы UNIX и появление первых восьмиразрядных персональных компьютеров с многоплатформенной операционной системой CP/M.

WIMP - интерфейс (Window - окно, Image - образ, Menu - меню, Pointer - указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов - меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается "опосредственно", через графические образы. Идея графического интерфейса зародилась в середине 70-х годов, когда в исследовательском центре Xerox Palo Alto Research Center (PARC) была разработана концепция визуального интерфейса. Предпосылкой графического интерфейса явилось уменьшение времени реакции компьютера на команду, увеличение объема оперативной памяти, а также развитие технической базы компьютеров. Аппаратным основанием концепции, конечно же, явилось появление алфавитно-цифровых дисплеев на компьютерах, причем на этих дисплеях уже имелись такие эффекты, как "мерцание" символов, инверсия цвета (смена начертания белых символов на черном фоне обратным, то есть черных символов на белом фоне), подчеркивание символов. Эти эффекты распространились не на весь экран, а только на один или более символов. Следующим шагом явилось создание цветного дисплея, позволяющего выводить, вместе с этими эффектами, символы в 16 цветах на фоне с палитрой (то есть цветовым набором) из 8 цветов. После появления графических дисплеев, с возможностью вывода любых графических изображений в виде множества точек на экране различного цвета, фантазии в использовании экрана вообще не стало границ! Первая система с графическим интерфейсом 8010 Star Information System группы PARC, таким образом, появилась за четыре месяца до выхода в свет первого компьютера фирмы IBM в 1981 году. Первоначально визуальный интерфейс использовался только в программах. Постепенно он стал переходить и на операционные системы, используемых сначала на компьютерах Atari и Apple Macintosh, а затем и на IBM -- совместимых компьютерах.

С более раннего времени, и под влиянием также и этих концепций, проходил процесс по унификации в использовании клавиатуры и мыши прикладными программами. Слияние этих двух тенденций и привело к созданию того пользовательского интерфейса, с помощью которого, при минимальных затратах времени и средств на переучивание персонала, можно работать с любыми программным продуктом. Описание этого интерфейса, общего для всех приложений и операционных систем, и посвящена данная часть.

Графический интерфейс пользователя за время своего развития прошел две стадии и реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и "чистый" WIMP - интерфейс.

На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующем:

Ú При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием. Благодаря этому повысилась выразительность изображения.

Ú В зависимости от конкретной реализации графического интерфейса курсор может представляться не только мерцающим прямоугольником, но и некоторой областью, охватывающей несколько символов и даже часть экрана. Эта выделенная область отличается от других, невыделенных частей (обычно цветом).

Ú Нажатие клавиши Enter не всегда приводит к выполнению команды и переходу к следующей строке. Реакция на нажатие любой клавиши во многом зависит от того, в какой части экрана находился курсор.

Ú Кроме клавиши Enter, на клавиатуре все чаще стали использоваться "серые" клавиши управления курсором (см. раздел, посвященный клавиатуре в выпуске 3 данной серии.)

Ú Уже в этой редакции графического интерфейса стали использоваться манипуляторы (типа мыши, трекбола и т.п. - см. рисунок A.4.) Они позволяли быстро выделять нужную часть экрана и перемещать курсор.

Подводя итоги, можно привести следующие отличительные особенности этого интерфейса:

Ú Выделение областей экрана.

Ú Переопределение клавиш клавиатуры в зависимости от контекста.

Ú Использование манипуляторов и серых клавиш клавиатуры для управления курсором.

Ú Широкое использование цветных мониторов.

Появление этого типа интерфейса совпадает с широким распространением операционной системы MS-DOS. Именно она внедрила этот интерфейс в массы, благодаря чему 80-е годы прошли под знаком совершенствования этого типа интерфейса, улучшения характеристик отображения символов и других параметров монитора.

Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Nortron Commander и текстовый редактор Multi-Edit. А текстовые редакторы Лексикон, ChiWriter и текстовый процессор Microsoft Word for Dos являются примером, как этот интерфейс превзошел сам себя.

Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал "чистый" интерфейс WIMP, Этот подвид интерфейса характеризуется следующими особенностями:

Ú Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах - определенных очерченных рамкой частях экрана.

Ú Все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков - иконок. При открытии иконки превращаются в окна.

Ú Все действия с объектами осуществляются с помощью меню. Хотя меню появилось на первом этапе становления графического интерфейса, оно не имело в нем главенствующего значения, а служило лишь дополнением к командной строке. В чистом WIMP - интерфейсе меню становится основным элементом управления.

Ú Широкое использование манипуляторов для указания на объекты. Манипулятор перестает быть просто игрушкой - дополнением к клавиатуре, а становится основным элементом управления. С помощью манипулятора указывают на любую область экрана, окна или пиктограммы, выделяют ее, а уже потом через меню или с использованием других технологий осуществляют управление ими.

Следует отметить, что WIMP требует для своей реализации цветной растровый дисплей с высоким разрешением и манипулятор. Также программы, ориентированные на этот вид интерфейса, предъявляют повышенные требования к производительности компьютера, объему его памяти, пропускной способности шины и т.п. Однако этот вид интерфейса наиболее прост в усвоении и интуитивно понятен. Поэтому сейчас WIMP - интерфейс стал стандартом де-факто.

Ярким примером программ с графическим интерфейсом является операционная система Microsoft Windows.

SILK - интерфейс (Speech - речь, Image - образ, Language - язык, Knowlege - знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный "разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей.

С середины 90-х годов, после появления недорогих звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи, появился так называемый "речевая технология" SILK - интерфейса. При этой технологии команды подаются голосом путем произнесения специальных зарезервированных слов - команд.

Слова должны выговариваться четко, в одном темпе. Между словами обязательна пауза. Из-за неразвитости алгоритма распознавания речи такие системы требует индивидуальной предварительной настройки на каждого конкретного пользователя.

"Речевая" технология является простейшей реализацией SILK - интерфейса.

Биометрическая технология ("Мимический интерфейс".)

Эта технология возникла в конце 90-х годов XX века и на момент написания книги еще разрабатывается. Для управления компьютером используется выражение лица человека, направление его взгляда, размер зрачка и другие признаки. Для идентификации пользователя используется рисунок радужной оболочки его глаз, отпечатки пальцев и другая уникальная информация. Изображения считываются с цифровой видеокамеры, а затем с помощью специальных программ распознавания образов из этого изображения выделяются команды. Эта технология, по-видимому, займет свое место в программных продуктах и приложениях, где важно точно идентифицировать пользователя компьютера.

1. ПОНЯТИЕ ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

Интерфейс - совокупность технических, программных и методических (протоколов, правил, соглашений) средств сопряжения в вычислительной системе пользователей с устройствами и программами, а также устройств с другими устройствами и программами.

Интерфейс - в широком смысле слова, это способ (стандарт) взаимодействия между объектами. Интерфейс в техническом смысле слова задаёт параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов. Различают:

Интерфейс пользователя - набор методов взаимодействия компьютерной программы и пользователя этой программы.

Программный интерфейс - набор методов для взаимодействия между программами.

Физический интерфейс - способ взаимодействия физических устройств. Чаще всего речь идёт о компьютерных портах.

Пользовательский интерфейс - это совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с компьютером. Основу такого взаимодействия составляют диалоги. Под диалогом в данном случае понимают регламентированный обмен информацией между человеком и компьютером, осуществляемый в реальном масштабе времени и направленный на совместное решение конкретной задачи. Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода / вывода, которые физически обеспечивают связь пользователя и компьютера. Обмен информацией осуществляется передачей сообщения.

Рисунок 1. Взаимодействие пользователя с компьютером

В основном пользователь генерирует сообщения следующих типов:

запрос информации

запрос помощи

запрос операции или функции

ввод или изменение информации

В ответ пользователь получает подсказки или справки; информационные сообщения, требующие ответа; приказы, требующие действия; сообщения об ошибках и другую информацию.

Интерфейс пользователя компьютерного приложения включает:

средства отображения информации, отображаемую информацию, форматы и коды;

командные режимы, язык "пользователь - интерфейс";

диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и компьютером, обратную связь с пользователем;

поддержку принятия решений в конкретной предметной области;

порядок использования программы и документацию на неё.

Пользовательский интерфейс (ПИ) часто понимают только как внешний вид программы. Однако на деле пользователь воспринимает через него всю программу в целом, а значит, такое понимание является слишком узким. В действительности ПИ объединяет в себе все элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением (ПО).

Это не только экран, который видит пользователь. К этим элементам относятся:

набор задач пользователя, которые он решает при помощи системы;

используемая системой метафора (например, рабочий стол в MS Windows®);

элементы управления системой;

навигация между блоками системы;

визуальный (и не только) дизайн экранов программы;

средства отображения информации, отображаемая информация и форматы;

устройства и технологии ввода данных;

диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и компьютером;

обратная связь с пользователем;

поддержка принятия решений в конкретной предметной области;

порядок использования программы и документация на нее.

2. ВИДЫ ИНТЕРФЕЙСОВ

Современными видами интерфейсов являются:

2.1 Командный интерфейс

Пакетная технология. Исторически этот вид технологии появился первым. Она существовала уже на релейных машинах Зюса и Цюзе (Германия, 1937 год). Идея ее проста: на вход компьютера подается последовательность символов, в которых по определенным правилам указывается последовательность запущенных на выполнение программ. После выполнения очередной программы запускается следующая и т.д. Машина по определенным правилам находит для себя команды и данные. В качестве этой последовательности может выступать, например, перфолента, стопка перфокарт, последовательность нажатия клавиш электрической пишущей машинки (типа CONSUL). Машина также выдает свои сообщения на перфоратор, алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), ленту пишущей машинки. Такая машина представляет собой "черный ящик" (точнее "белый шкаф"), в который постоянно подается информация и которая также постоянно "информирует" мир о своем состоянии (см. рисунок 1) Человек здесь имеет малое влияние на работу машины - он может лишь приостановить работу машины, сменить программу и вновь запустить ЭВМ. Впоследствии, когда машины стали помощнее и могли обслуживать сразу нескольких пользователей, вечное ожидание пользователей типа: "Я послал данные машине. Жду, что она ответит. И ответит ли вообще? " - стало, мягко говоря, надоедать. К тому же вычислительные центры, вслед за газетами, стали вторым крупным "производителем" макулатуры. Поэтому с появлением алфавитно-цифровых дисплеев началась эра по-настоящему пользовательской технологии - командной строки.

Рис.2. Вид большой ЭВМ серии ЕС ЭВМ

Технология командной строки. При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть терминалом, или консолью. Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой символ приглашения и мигающий прямоугольник - курсор. При нажатии клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается вправо. Это очень похоже на набор команды на пишущей машинке. Однако, в отличие от нее, буквы отображаются на дисплее, а не на бумаге, и неправильно набранный символ можно стереть. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter (или Return) После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется. Технология командной строки уже работала на монохромных алфавитно-цифровых дисплеях. Поскольку вводить позволялось только буквы, цифры и знаки препинания, то технические характеристики дисплея были не существенны. В качестве монитора можно было использовать телевизионный приемник и даже трубку осциллографа.

2.2 Графический интерфейс

Как и когда появился графический интерфейс? Его идея зародилась в середине 70-х годов, когда в исследовательском центре Xerox Palo Alto Research Center (PARC) была разработана концепция визуального интерфейса. Предпосылкой графического интерфейса явилось уменьшение времени реакции компьютера на команду, увеличение объема оперативной памяти, а также развитие технической базы компьютеров. Аппаратным основанием концепции, конечно же, явилось появление алфавитно-цифровых дисплеев на компьютерах, причем на этих дисплеях уже имелись такие эффекты, как "мерцание" символов, инверсия цвета (смена начертания белых символов на черном фоне обратным, то есть черных символов на белом фоне), подчеркивание символов. Эти эффекты распространились не на весь экран, а только на один или более символов. Следующим шагом явилось создание цветного дисплея, позволяющего выводить, вместе с этими эффектами, символы в 16 цветах на фоне с палитрой (то есть цветовым набором) из 8 цветов. После появления графических дисплеев, с возможностью вывода любых графических изображений в виде множества точек на экране различного цвета, фантазии в использовании экрана вообще не стало границ! Первая система с графическим интерфейсом 8010 Star Information System группы PARC, таким образом, появилась за четыре месяца до выхода в свет первого компьютера фирмы IBM в 1981 году. Первоначально визуальный интерфейс использовался только в программах. Постепенно он стал переходить и на операционные системы, используемых сначала на компьютерах Atari и Apple Macintosh, а затем и на IBM - совместимых компьютерах.

2.2.1 Простой графический интерфейс

На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующим:

1. При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием. Благодаря этому повысилась выразительность изображения.

2. В зависимости от конкретной реализации графического интерфейса курсор может представляться не только мерцающим прямоугольником, но и некоторой областью, охватывающей несколько символов и даже часть экрана. Эта выделенная область отличается от других, невыделенных частей (обычно цветом).

3. Нажатие клавиши Enter не всегда приводит к выполнению команды и переходу к следующей строке. Реакция на нажатие любой клавиши во многом зависит от того, в какой части экрана находился курсор.

4. Кроме клавиши Enter, на клавиатуре все чаще стали использоваться "серые" клавиши управления курсором.

5. Уже в этой редакции графического интерфейса стали использоваться манипуляторы (типа мыши, трекбола и т.п. - см. рис.3) Они позволяли быстро выделять нужную часть экрана и перемещать курсор.

Рис.3. Манипуляторы

Подводя итоги, можно привести следующие отличительные особенности этого интерфейса.

1) Выделение областей экрана.

2) Переопределение клавиш клавиатуры в зависимости от контекста.

3) Использование манипуляторов и серых клавиш клавиатуры для управления курсором.

4) Широкое использование цветных мониторов.

Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Nortron Commander (о файловых оболочках смотри ниже) и текстовый редактор Multi-Edit. А текстовые редакторы Лексикон, ChiWriter и текстовый процессор Microsoft Word for Dos являются примером, как этот интерфейс превзошел сам себя.

2.2.2 WIMP – интерфейс

Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал "чистый" интерфейс WIMP, Этот подвид интерфейса характеризуется следующими особенностями.

1. Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах - определенных очерченных рамкой частях экрана.

2. Все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков - иконок. При открытии иконки превращаются в окна.

3. Все действия с объектами осуществляются с помощью меню. Хотя меню появилось на первом этапе становления графического интерфейса, оно не имело в нем главенствующего значения, а служило лишь дополнением к командной строке. В чистом WIMP - интерфейсе меню становится основным элементом управления.

4. Широкое использование манипуляторов для указания на объекты. Манипулятор перестает быть просто игрушкой - дополнением к клавиатуре, а становится основным элементом управления. С помощью манипулятора УКАЗЫВАЮТ на любую область экрана, окна или иконки, ВЫДЕЛЯЮТ ее, а уже потом через меню или с использованием других технологий осуществляют управление ими.

Ярким примером программ с графическим интерфейсом является операционная система Microsoft Windows.

2.3 Речевая технология

"Отдыхай" - выключение речевого интерфейса.

"Открыть" - переход в режим вызова той или иной программы. Имя программы называется в следующем слове.

"Буду диктовать" - переход из режима команд в режим набора текста голосом.

"Режим команд" - возврат в режим подачи команд голосом.

и некоторые другие.

"Речевая" технология является простейшей реализацией SILK - интерфейса.

2.4 Биометрическая технология

2.5 Семантический (общественный) интерфейс

Этот вид интерфейса возник в конце 70-х годов XX века, с развитием искусственного интеллекта. Его трудно назвать самостоятельным видом интерфейса - он включает в себя и интерфейс командной строки, и графический, и речевой, и мимический интерфейс. Основная его отличительная черта - это отсутствие команд при общении с компьютером. Запрос формируется на естественном языке, в виде связанного текста и образов. По своей сути это трудно называть интерфейсом - это уже моделирование "общения" человека с компьютером. С середины 90-х годов XX века публикации, относящихся к семантическому интерфейсу, уже не встречались. Похоже, что в связи с важным военным значением этих разработок (например, для автономного ведения современного боя машинами - роботами, для "семантической" криптографии) эти направления были засекречены. Информация, что эти исследования продолжаются, иногда появляется в периодической печати (обычно в разделах компьютерных новостей).

2.6 Типы интерфейсов

Интерфейсы пользователя бывают двух типов:

1) процедурно-ориентированные:

Примитивные

Со свободной навигацией

2) объектно-ориентированные:

Прямого манипулирования.

Процедурно-ориентированный интерфейс использует традиционную модель взаимодействия с пользователем, основанную на понятиях "процедура" и "операция". В рамках этой модели программное обеспечение предоставляет пользователю возможность выполнения некоторых действий, для которых пользователь определяет соответствие данных и следствием выполнения которых является получение желаемого результата.

Объектно-ориентированные интерфейсы используют модель взаимодействия с пользователем, ориентированную на манипулирование объектами предметной области. В рамках этой модели пользователю предоставляется возможность напрямую взаимодействовать с каждым объектом и инициировать выполнение операций, в процессе которых взаимодействуют несколько объектов. Задача пользователя формулируется как целенаправленное изменение некоторого объекта. Объект понимается в широком смысле слова - модель БД, системы и т.д. Объектно-ориентированный интерфейс предполагает, что взаимодействие с пользователем осуществляется посредством выбора и перемещения пиктограмм соответствующей объектно-ориентированной области. Различают однодокументные (SDI) и многодокументные (MDI) интерфейсы.

Процедурно-ориентированные интерфейсы:

1) Обеспечивают пользователю функции, необходимые для выполнения задач;

2) Акцент делается на задачи;

3) Пиктограммы представляют приложения, окна или операции;

Объектно-ориентированные интерфейсы:

1) Обеспечивает пользователю возможность взаимодействия с объектами;

2) Акцент делается на входные данные и результаты;

3) Пиктограммы представляют объекты;

4) Папки и справочники являются визуальными контейнерами объектов.

Примитивным называется интерфейс, который организует взаимодействие с пользователем и используется в консольном режиме. Единственное отклонение от последовательного процесса, который обеспечивается данными, заключается в организации цикла для обработки нескольких наборов данных.

Интерфейс Меню. В отличие от примитивного интерфейса, позволяет пользователю выбирать операцию из специального списка, выводимого ему программой. Эти интерфейсы предполагают реализацию множества сценариев работы, последовательность действий в которых определяется пользователями. Древовидная организация меню предполагает строго ограниченную реализацию. При этом возможны два варианта организации меню:

каждое окно меню занимает весь экран

на экране одновременно присутствуют несколько разноуровневых меню (Windows).

В условиях ограниченной навигации, независимо от варианта реализации, поиск пункта более чем двух уровневого меню оказывается довольно сложной задачей.

Интерфейс со свободной навигацией (графический интерфейс). Поддерживает концепцию интерактивного взаимодействия с ПО, визуальную обратную связь с пользователем и возможность прямого манипулирования объектом (кнопки, индикаторы, строки состояния). В отличие от интерфейса Меню, интерфейс со свободной навигацией обеспечивает возможность осуществления любых допустимых в конкретном состоянии операций, доступ к которым возможен через различные интерфейсные компоненты ("горячие" клавиши и т.д.). Интерфейс со свободной навигацией реализуется с использованием событийного программирования, что предполагает применение визуальных средств разработки (посредством сообщений).

| | | | | | | | | 10 | |

ЛЕКЦИЯ 23-24

Тема 3.2 Разработка пользовательских интерфейсов

1. Типы пользовательских интерфейсов и этапы их разработки.

2. Психофизические особенности человека, связанные с восприятием, запоминанием и обработкой информации .

3. Пользовательская и программная модели интерфейса.

4. Классификации диалогов и общие принципы их разработки.

5. Основные компоненты графических пользовательских интерфейсов.

6. Реализация диалогов в графическом пользовательском интерфейсе.

7. Пользовательские интерфейсы прямого манипулирования и их проектирование.

8. Интеллектуальные элементы пользовательских интерфейсов.

На ранних этапах развития вычислительной техники пользовательский интерфейс рассматривался как средство общения человека с операционной системой и был достаточно примитивным.

С появлением интерактивного программного обеспечения стали использоваться специальные пользовательские интерфейсы. В настоящее время основной проблемой является разработка интерактивных интерфейсов к сложным программным продуктам, рассчитанным на использование непрофессиональными пользователями.

1. Типы пользовательских интерфейсов и этапы их разработки

Пользовательский интерфейс – совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с компьютером. Основа взаимодействия – диалоги.

Диалог – регламентированный обмен информацией между человеком и компьютером, осуществляемый в реальном масштабе времени и направленный на совместное решение конкретной задачи: обмен информацией и координация действий. Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода-вывода, которые физически обеспечивают связь пользователя и компьютера.

Обмен информацией осуществляется передачей сообщений и управляющих сигналов.

Сообщение – порция информации, участвующая в диалоговом обмене.

Виды сообщений:

Входные сообщения, которые генерируются человеком с помощью средств ввода: клавиатуры, манипуляторов (мышь, и. т.п.);

Выходные сообщения, которые генерируются компьютером в виде текстов, звуковых сигналов и/или изображений и выводятся пользователю на экран монитора или другие устройства вывода информации.

Пользователь генерирует сообщения типа:

Запрос информации,

Запрос помощи,

Запрос операции или функции,

Ввод или изменение информации,

Выбор поля кадра.

Получает в ответ:

Подсказки или справки,

Словоформа – отрезок текста между двумя соседними пробелами или знаками препинания.

Морфологический анализ - обработка словоформ вне связи с контекстом.

Процедурный – предполагает выделение в текущей словоформе основу, которую затем идентифицируют.

После распознания словоформ осуществляют синтаксический анализ сообщения, по результатам которого определяют его синтаксическую структуру, т. е. выполняют разбор предложения.

Интерфейс, реализующий фразовую форму диалога, должен: преобразовывать сообщения из естественно-языковой формы в форму внутреннего представления и обратно, выполнять анализ и синтез сообщений пользователя и системы, отслеживать и запоминать пройденную часть диалога.

Недостатки фразовой формы:

Большие затраты ресурсов;

Отсутствие гарантии однозначной интерпретации формулировок;

Необходимость ввода длинных грамматически правильных фраз.

Достоинство фразовой формы – свободное общение с системой.

Директивная форма - использование команд (директив) специально разработанного формального языка.

Команда – предложение этого языка, описывающее комбинированные данные, которые включают идентификатор инициируемого процесса и, при необходимости, данные для него.

Команду можно вводить:

В виде строки текста, специально разработанного формата (команды MS DOS в командной строке);

Нажатием некоторой комбинации клавиш (комбинации «быстрого доступа» Windows-приложений);

Посредством манипулирования мышью («перетаскиванием» пиктограмм);

Комбинацией второго и третьего способов.

Достоинства директивной формы:

Небольшой объем вводимой информации;

Гибкость – возможности выбора операции, ограничивается набором допустимых команд;

Ориентация на диалог, управляемый пользователем;

Использование минимальной области экрана или не использование ее вообще;

Возможность совмещения с другими формами.

Недостатки директивной формы:

Практическое отсутствие подсказок на экране, что требует запоминания вводимых команд и их синтаксиса;

Почти полное отсутствие обратной связи о состоянии инициированных процессов;

Необходимость навыков ввода текстовой информации или манипуляций мышью;

Отсутствие возможности настройки пользователем.

Директивная форма удобна для пользователя-профессионала, который обычно быстро запоминает синтаксис часто используемых команд или комбинации клавиш. Достоинства формы (гибкость и хорошие временные характеристики) проявляются в этом случае особенно ярко.

Табличная форма – пользователь выбирает ответ из предложенных программой. Язык диалога имеет простейший синтаксис и однозначную семантику, что достаточно легко реализовать. Форма удобна для пользователя, так как выбрать всегда проще, что существенно для пользователя-непрофессионала. Эту форму можно использовать, если множество возможных ответов на конкретный вопрос конечно. Если количество возможных ответов велико (более 20), то применение табличной формы может оказаться нецелесообразным.

Достоинств а табличной формы:

Наличие подсказки;

Сокращение количества ошибок ввода: пользователь не вводит информацию, а указывает на нее;

Сокращение времени обучения пользователя;

Возможность совмещения с другими формами;

В некоторых случаях возможность настройки пользователем.

Недостатки табличной формы:

Необходимость наличия навыков навигации по экрану;

Использование сравнительно большой площади экрана для изображения визуальных компонентов;

Интенсивное использование ресурсов компьютера, связанное с необходимостью постоянного обновления информации на экране.

Типы и формы диалога выбирают независимо друг от друга: любая форма применима для обоих типов диалогов.

Синхронные - диалоги, происходящие в процессе нормальной работы программного обеспечения.

Асинхронные – диалоги, возникающие по инициативе системы или пользователя при нарушении сценария нормального процесса. Их используют для выдачи экстренных сообщений от системы или пользователя.

Разработка диалогов. Стадии проектирования и реализации диалогов:

Определение множества необходимых диалогов, их основных сообщений и возможных сценариев – проектирование абстрактных диалогов ;

Определение типа и формы каждого диалога, а также синтаксиса и семантики используемых языков – проектирование конкретных диалогов ;

Выбор основных и дополнительных устройств и проектирование процессов ввода-вывода для каждого диалога, а также уточнение передаваемых сообщений – проектирование технических диалогов .

Основа абстрактных диалогов – идеология технологического процесса, для автоматизации которого предназначается программный продукт.

Кроме сценариев используют диаграммы состояний интерфейса или графы диалога .

Граф диалога – ориентированный взвешенный граф, каждой вершине которого сопоставлена конкретная картина на экране (кадр ) или определенное состояние диалога, характеризующееся набором доступных пользователю действий. Дуги, исходящие из вершин, показывают возможные изменения состояний при выполнении пользователем указанных действий. Дуги, исходящие из вершин, показывают возможные изменения состояний при выполнении пользователем указанных действий. В качестве весов дуг указывают условия переходов из состояния в состояние и операции, выполняемые во время перехода.

Каждый маршрут на графе соответствует возможному варианту диалога.

Рисунок 3 – Графы абстрактного диалога:

а – диалог, управляемый системой; б – диалог, управляемый пользователем

5. Основные компоненты графических пользовательских интерфейсов

Графические пользовательские интерфейсы поддерживаются операционными системами Windows, Apple Macintosh, OS/2 и т. д. Для таких интерфейсов разработаны наборы стандартных компонентов взаимодействия с пользователем для каждой операционной системы.

Интерфейсы строятся по технологии WIMP: W – Windows (окна), I – Icons (пиктограммы), M – Mouse (мышь), P - Pop-up (всплывающие или выпадающие меню). Основные элементы графических интерфейсов: окна, пиктограммы, комноненты ввода-вывода и мышь, которую используют в качестве указующего устройства и устройства прямого манипулирования объектами на экране.

Окна. Окно – прямоугольная, ограниченная рамкой область физического экрана. Окно может менять размеры и местоположение в пределах экрана.

Основные окна (окна приложений);

Дочерние или подчиненные окна;

Окна диалога;

Информационные окна;

Окна меню.

Окно приложения Windows содержит: рамку, ограничивающую рабочую область окна, строку заголовка с кнопкой системного меню и кнопками выбора представления окна и выхода, строку меню, пиктографическое меню (панель инструментов), горизонтальные и вертикальные полосы прокрутки и строку состояния.

Дочернее окно Windows используют в многодокументных программных интерфейсах (MDI). Это окно не содержит меню. В строке заголовка – специальное имя, идентифицирующее связанный с ним документ или файл. Пиктограммы всех дочерних окон одинаковы.

Диалоговое окно Windows используют для просмотра и задания различных режимов работы, необходимых параметров или другой информации.

Строку заголовка с кнопкой системного меню;

Компоненты, обеспечивающие пользователю возможность ввода или выбора ответа;

Вспомогательные компоненты, обеспечивающие подсказку (поле просмотра или кнопка справки).

Размер окна не изменяем, но по экрану его можно перемещать.

Информационные окна двух типов:

Окна сообщений;

Окна помощи.

Окна сообщений содержат: заголовок с кнопкой системного меню, текст сообщения, одна или несколько кнопок реакции пользователя (Yes, No, Cancel).

Окно помощи содержит: меню, полосы прокрутки, информационная область, аналогично окну приложения, но имеет узкоспециальное назначение.

Окна меню Windows используют как открывающиеся панели иерархического меню или как контекстные меню.

Каждой строке окна меню может соответствовать:

Команда;

Меню следующего уровня, что обеспечивается стрелкой;

Окно диалога, что обозначается тремя точками.

Добавляется указание клавиш быстрого вызова.

Пиктограммы. Пиктограмма – небольшое окно с графическим изображением, отражающим содержимое буфера , с которым она связана.

Виды пиктограмм:

Программные, связанные с соответствующей программой;

Пиктограммы дочерних окон, обеспечивающие доступ к различным документам;

Пиктограммы панели инструментов, дублируют доступ к соответствующим функциям через меню, обеспечивая их быстрый доступ;

Пиктограммы объектов, для прямого манипулирования объектами.

Прямое манипулирование изображением . Прямое манипулирование изображением – это возможность замены команды воздействия на некоторый объект физическим действием в интерфейсе, осуществляемым с помощью мыши. При этом любая область экрана рассматривается как адресат , который может быть активизирован при подведении курсора и нажатии клавиши мыши.

По реакции на воздействие различают типы адресатов:

Указание и выбор (развертывание пиктограмм, определение активного окна);

Экранные кнопки и «скользящие» барьеры (выполнение или циклически повторяемых действий (выполнение некоторых операций или рисование, подразумеваемых при активизации определенной области экрана - кнопки)).

Динамический визуальный сигнал - изменение изображения на экране (курсора мыши при выполнении конкретных операций, изменения изображения кнопки).

Компоненты ввода-вывода . Интерфейсы включают несколько меню: основное или «ниспадающее» иерархическое меню, пиктографические меню (панели инструментов) и контекстные меню для разных ситуаций. Любое из указанных меню представляет собой компонент ввода-вывода, реализующий диалог с пользователем, используя табличную форму.

Иерархическое меню используют, чтобы организовать выполняемые программным обеспечением операции, если их число превышает в соответствии с рекомендациями фирмы IBM), и обеспечить пользователю их обзор. Панели инструментов и контекстное меню применяют для обеспечения быстрого доступа к часто используемым командам, обеспечивая пользователю возможность относительно свободной навигации.

Другие формы ввода-вывода:

Фразовая,

Табличная,

Смешанная.

6. Реализация диалогов в графическом пользовательском интерфейсе

Диалоги обоих типов:

Управляемые пользователем,

Управляемые системой.

Реализация диалогов, управляемых пользователем. Для реализации применяют меню различных видов:

Основное,

Панели инструментов,

Контекстные и кнопочные.

Как альтернативу меню целесообразно использовать директивную форму диалога, поставив в соответствие основным командам определенные комбинации клавиш. Целесообразно предусмотреть возможность управления меню клавиатурой, если большую часть времени работы с системой пользователь вводит текст или данные, т. е. взаимодействует с клавиатурой.

Меню. Меню проектируют на основе графов диалогов разрабатываемого программного обеспечения. Если число операций не превышает 5, то обычно используют кнопки. Если число операций не более 9-10, то – одноуровневое меню. Если число операций более 10, то используют «ниспадающее» двухуровневое иерархическое меню.

Ниспадающее меню . Первый уровень иерархического меню должен содержать имена основных групп операций.

Традиционно (обычно в текстовых и графических редакторах):

1. пункт Файл,

2. пункт Правка,

3. пункт Вид,

последний пункт Справка.

Количество уровней иерархического меню не должно превышать 2-3 (сложно искать). Число операций в окне не должно превышать7-8 операций.

Если число операций превышает 70-80. Разработчики Microsoft Word предложили адаптивное иерархического меню, где содержимое окна меню второго уровня постоянно меняется, отображая только те операции, которые использует пользователь. Если пользователь не находит нужной операции, то через несколько секунд или при нажатии специальной кнопки Word демонстрирует окно меню полностью.

7 Пользовательские интерфейсы прямого манипулирования и их проектирование

Возможность прямого манипулирования, предусмотренная в WIMP интерфейсах, позволяет разрабатывать для приложений объектно-ориентированные интерфейсы прямого манипулирования.

Интерфейсы используют директивную форму диалога: ввод команды осуществляется при выполнении определенных действий с пиктограммой объекта мышью. Основными элементами этих интерфейсов являются: метафоры, объекты, представления объектов и технологии Drag and Drop («перетащил и бросил»).

Метафоры. Метафоры – мысленный перенос свойств или признаков одного объекта на другой, чем-то аналогичный первому. Использование метафор в интерфейсах предполагает активизацию имеющегося у пользователя опыта.

Интерфейс прямого манипулирования должен обеспечить пользователю среду, содержащую знакомые элементы, с которыми пользователь не раз встречался в профессиональной деятельности или в быту, и предоставлять ему возможность манипулирования отдельными объектами. (Метафора “Выбрасывание мусора” - для удаления файлов).

Похожие элементы должны вести себя похожим образом, элементы, выделенные одним цветом, должны находиться в определенной связи друг с другом.

Целесообразно не делать изображения слишком реалистичными, чтобы не обмануть ожидания пользователя.

Метафоры и анимация . При реализации метафор все большая роль уделяется средствам мультимедиа, в основном анимации. Используя мультипликацию, можно не только развлекать пользователя, но и “готовить” его к смене кадров, сокращая время, необходимое для адаптации к изменившейся ситуации.

https://pandia.ru/text/78/247/images/image005_68.gif">Программа, реализующая анимационные интерфейсы, никогда не простаивает, так как во время ожидания ввода команды пользователя она продолжает отображать соответствующие кадры. В основе таких программ лежит временное программирование . В отличие от событийного программирования, которое позволяет связывать изображение на экране с внешними и внутренними событиями в системе, временное программирование обеспечивает изменение проецируемой последовательности кадров в зависимости от состояния моделируемых процессов и действий пользователя.

Объекты интерфейса прямого манипулирования и их представления.

Три основные типа объектов интерфейсов прямого манипулирования:

Объекты-данные,

Объекты контейнеры,

Объекты устройства.

Объекты-данные снабжают пользователя информацией (тексты, изображения, электронные таблицы, музыка, видео). В рамках операционной системы таким объектам соответствуют приложения, которые запускаются при раскрытии объекта.

Объекты-контейнеры могут манипулировать своими внутренними объектами, в том числе и другими контейнерами (копировать их или сортировать в любом порядке). К типичным контейнерам относятся папки, корзины. При раскрытии контейнера демонстрируются сохраняемые им компоненты, и появляется возможность ими манипулировать. Компоненты могут обозначаться пиктограммами или представляться в виде таблицы.

Объекты-устройства представляют устройства, существующие в реальном мире: телефоны, факсы, принтеры и т. д.их используют для обозначения этих устройств в абстрактном мире интерфейса. При раскрытии такого объекта можно увидеть его настройки.

Каждому объекту соответствует одно окно. В исходном состоянии это окно представлено пиктограммой, но при необходимости его можно раскрыть и выполнить требуемые операции, например настройки объекта. Окно объекта в раскрытом состоянии может содержать меню и панели инструментов. Пиктограмме же должно соответствовать контекстное меню, содержащее перечень операций над объектом.

Имя пиктограммы формируют по своему для каждого типа объектов. Пиктограммам объектов-данных присваивают имена, соответствующие именам хранимых данных, а тип данных кодируется самой пиктограммой. Имя пиктограммы-контейнера или пиктограммы устройства обозначает сам объект, а потому не зависит от содержимого.

Различие между типами объектов является условным, так как один и тот же объект в разных ситуациях может вести себя то, как объект-данные, то, как объект-устройство, то, как объект-контейнер (принтер – объект-устройство, может обладать свойства объекта-контейнера, может содержать объекты-данные в очереди на печать; представление в виде пиктограммы, окна очереди на печать, окна настроек; имя представления целесообразно указывать в заголовке окна объекта).

Технология Drag and Drop . Основные принципы прямого манипулирования, описанные в руководстве по разработке пользовательских интерфейсов фирмы IBM:

Результат перемещения объекта должен соответствовать ожиданиям пользователя;

Пользователи не должны неожиданно терять информацию;

Пользователь должен иметь возможность отменить неправильное действие.

Исходное выделение – используется в качестве обратной связи пользователю, чтобы сообщить ему, что объект захвачен, в Windows с этой целью используется выделение цветом;

Визуализация перемещения – используется для идентификации выполняемого действия;

Целевое выделения – используется для идентификации пункта назначения, показывая, таким образом, куда «упадет» объект, если его отпустить в текущий момент времени;

Визуализация действия – используется для обозначения времени ожидания завершения операции, обычно с этой целью применяют анимацию или изменение формы курсора на «песочные часы».

Существует два вида пунктов назначения: один принимает объект, а другой его копию (Пользователь «бросает» документ в «корзину» – уничтожается сам документ, а если на принтер, то передается копия документа).

Проектирование интерфейсов прямого манипулирования . Проектирование выполняется на основе графов диалога, разработанных для конкретного программного обеспечения, и включает следующие процедуры:

Формирование множества объектов предметной области , которое должно быть представлено на экране, причем в качестве основы в этом случае используют не варианты использования, а концептуальную модель предметной области;

Анализ объектов , определение их типов и представлений , а также перечня операций с этими объектами;

Уточнение взаимодействия объектов и построение матрицы прямого манипулирования ;

Определение визуальных представлений объектов;

Разработка меню окон объектов и контекстных меню ;

Создание прототипа интерфейса;

Тестирование на удобство использования .

8 Интеллектуальные элементы пользовательских интерфейсов

Элементы пользовательских интерфейсов: Мастер, Советчик, Агент. Сделано множество попыток создания социализированного пользовательского интерфейса. В основе такого интерфейс лежит идея создания персонифицированного, т. е. «имеющего личность», интерфейса. Развлекающие программы, такие как Cats(кошки) и Dogs(собаки), реализующие сложное поведение домашних животных в разных ситуациях, показывают, что технически это вполне решаемая задача.

Советчики . Представляют собой форму подсказки. Их можно вызвать с помощью меню справки, командногй строки окна или из всплывающего меню. Советчики помогают пользователям в выполнении конкретных задач.

Мастера. Программу-мастер используют для выполнения общераспространенных, но редко выполняемых отдельным пользователем задач (установка программ или оборудования). Выполнение подобных действий требует от пользователя принятия сложных взаимосвязанных решений, последовательность которых диктует программа-мастер. Интеллектуальные Мастера способны на каждом шаге демонстрировать в окне просмотра результаты ответов пользователя на предыдущие вопросы, помогая последнему сориентироваться в ситуации.

Мастер реализует последовательный или древовидный сценарий диалога. Его целесообразно использовать для решения хорошо структурированных, последовательных задач.

При этом необходимо:

Предоставить пользователю возможность возврата на предыдущий шаг;

Предусмотреть возможность отмены работы Мастера;

Нумеровать шаги и сообщать пользователю количество шагов Мастера, особенное, если таких шагов больше трех;

Пояснить пользователю каждый шаг;

По возможности демонстрировать результат уже выполненных операций на каждом шаге.

Программные агенты . Используются для выполнения рутинной работы. Основными функциями Агентов-Помощников являются: наблюдение, поиски управление. Различают:

программы-агенты, настраиваемые на выполнение указанных задач;

программы-агенты, способные обучаться (фиксируя действия пользователя (по типу магнитофона)).