Контрольна робота
з дисципліни
"Системне програмне забезпечення"
Тема: "Користувацький інтерфейс"
2009
Зміст
Введення. 3
1. Поняття інтерфейсу користувача. 4
2. Види інтерфейсів. 7
2.1 Командний інтерфейс. 8
2.2 Графічний інтерфейс. 10
2.2.1 Простий графічний інтерфейс. 11
2.2.2 WIMP - інтерфейс. 12
2.3 Мовна технологія. 13
2.4 Біометрична технологія. 14
2.5 Семантичний (громадський) інтерфейс. 15
2.6 Типи інтерфейсів. 15
3. Методи і засоби розробки користувальницького інтерфейсу. 18
4. Стандартизація користувальницького інтерфейсу. 21
Список літератури .. 24
Інтерфейс - в широкому сенсі слова, це спосіб (стандарт) взаємодії між об'єктами. Інтерфейс в технічному сенсі слова задає параметри, процедури і характеристики взаємодії об'єктів. Розрізняють:
Інтерфейс користувача - набір методів взаємодії комп'ютерної програми і користувача цієї програми.
Програмний інтерфейс - набір методів для взаємодії між програмами.
Фізичний інтерфейс - спосіб взаємодії фізичних пристроїв. Частіше за все мова йде про комп'ютерні портах.
Інтерфейс користувача - це сукупність програмних і апаратних засобів, що забезпечують взаємодію користувача з комп'ютером. Основу такої взаємодії складають діалоги. Під діалогом в даному випадку розуміють регламентований обмін інформацією між людиною і комп'ютером, який здійснюється в реальному масштабі часу і спрямований на спільне вирішення конкретної задачі. Кожен діалог складається з окремих процесів введення / виводу, які фізично забезпечують зв'язок користувача і комп'ютера. Обмін інформацією здійснюється передачею повідомлення.
Рис.1. Взаємодія користувача з комп'ютером
В основному користувач генерує повідомлення наступних типів:
запит інформації
запит допомоги
запит операції або функції
введення або зміна інформації
У відповідь користувач отримує підказки або довідки, інформаційні повідомлення, що потребують відповіді; накази, що вимагають дії; повідомлення про помилки та іншу інформацію.
Інтерфейс користувача прикладної програми включає:
засоби відображення інформації, що відображається інформацію, формати та коди;
командні режими, мова "користувач - інтерфейс";
пристрої та технології введення даних;
діалоги, взаємодія і транзакції між користувачем і комп'ютером, зворотний зв'язок з користувачем;
підтримку прийняття рішень у конкретній предметній області;
порядок використання програми і документацію на неї.
Інтерфейс користувача (ПІ) часто розуміють тільки як зовнішній вигляд програми. Однак на ділі користувач сприймає через нього всю програму в цілому, а значить, таке розуміння є занадто вузьким. У дійсності ПІ об'єднує в собі всі елементи і компоненти програми, які здатні впливати на взаємодію користувача з програмним забезпеченням (ПЗ).
Це не тільки екран, який бачить користувач. До цих елементів відносяться:
набір задач користувача, які він вирішує за допомогою системи;
використовувана системою метафора (наприклад, робочий стіл у MS Windows ®);
елементи керування системою;
навігація між блоками системи;
візуальний (і не тільки) дизайн екранів програми;
засоби відображення інформації, яка відображається інформація та формати;
пристрої та технології введення даних;
діалоги, взаємодія і транзакції між користувачем і комп'ютером;
зворотній зв'язок з користувачем;
підтримка прийняття рішень у конкретній предметній області;
порядок використання програми і документація на неї.
Сучасними видами інтерфейсів є:
1) Командний інтерфейс. Командний інтерфейс називається так по тому, що в цьому виді інтерфейсу людина подає "команди" комп'ютеру, а комп'ютер їх виконує і видає результат людині. Командний інтерфейс реалізований у вигляді пакетної технології та технології командного рядка.
2) WIMP - інтерфейс (Window - вікно, Image - образ, Menu - меню, Pointer - покажчик). Характерною особливістю цього виду інтерфейсу є те, що діалог з користувачем ведеться не за допомогою команд, а за допомогою графічних образів - меню, вікон, інших елементів. Хоча і в цьому інтерфейсі подаються команди машині, але це робиться "опосередковано", через графічні образи. Цей вид інтерфейсу реалізований на двох рівнях технологій: простий графічний інтерфейс і "чистий" WIMP - інтерфейс.
3) SILK - інтерфейс (Speech - мова, Image - образ, Language - мова, Knowlege - знання). Цей вид інтерфейсу найбільш наближений до звичайної, людської формі спілкування. У рамках цього інтерфейсу йде звичайний "розмова" людини і комп'ютера. При цьому комп'ютер знаходить для себе команди, аналізуючи людську мову і знаходячи в ній ключові фрази. Результат виконання команд він також перетворює в зрозумілу людині форму. Цей вид інтерфейсу найбільш вимогливий до апаратних ресурсів комп'ютера, і тому його застосовують в основному для військових цілей.
Рис.2. Вид великий ЕОМ серії ЄС ЕОМ
Технологія командного рядка. При цій технології як єдиного способу введення інформації від людини до комп'ютера служить клавіатура, а комп'ютер виводить інформацію людині з допомогою алфавітно-цифрового дисплея (монітора). Цю комбінацію (монітор + клавіатура) стали називати терміналом, або консоллю. Команди набираються в командному рядку. Командний рядок являє собою символ запрошення і миготливий прямокутник - курсор. При натисканні клавіші на місці курсору з'являються символи, а сам курсор зміщується вправо. Це дуже схоже на набір команди на друкарській машинці. Однак, на відміну від неї, букви відображаються на дисплеї, а не на папері, і неправильно набраний символ можна стерти. Команда закінчується натисканням клавіші Enter (або Return) Після цього здійснюється перехід на початок наступного рядка. Саме з цієї позиції комп'ютер видає на монітор результати своєї роботи. Потім процес повторюється. Технологія командного рядка вже працювала на монохромних алфавітно-цифрових дисплеях. Оскільки вводити дозволялося тільки букви, цифри і розділові знаки, то технічні характеристики дисплея були не суттєві. В якості монітора можна було використовувати телевізійний приймач і навіть трубку осцилографа.
Обидві ці технології реалізуються у вигляді командного інтерфейсу - машині подаються на вхід команди, а вона як би "відповідає" на них.
Переважним видом файлів при роботі з командним інтерфейсом стали текстові файли - їх і тільки їх можна було створити за допомогою клавіатури. На час найбільш широкого використання інтерфейсу командного рядка припадає поява операційної системи UNIX і поява перших восьмирозрядних персональних комп'ютерів з багатоплатформного операційною системою CP / M.
З більш раннього часу, і під впливом також і цих концепцій, проходив процес з уніфікації у використанні клавіатури і миші прикладними програмами. Злиття цих двох тенденцій і призвело до створення того користувальницького інтерфейсу, за допомогою якого, при мінімальних витратах часу і засобів на перенавчання персоналу, можна працювати з будь-якими програмним продуктом. Опис цього інтерфейсу, спільного для всіх додатків і операційних систем, і присвячена дана частина.
1. При відображенні символів допускалося виділення частини символів кольором, інверсним зображенням, підкресленням і мерехтінням. Завдяки цьому підвищилася виразність зображення.
2. У залежності від конкретної реалізації графічного інтерфейсу курсор може представлятися не тільки мерехтливим прямокутником, але і деякою областю, що охоплює кілька символів і навіть частину екрана. Ця виділена область відрізняється від інших, невиділених частин (зазвичай кольором).
3. Натискання клавіші Enter не завжди приводить до виконання команди і переходу до наступного рядка. Реакція на натискання будь-якої клавіші багато в чому залежить від того, в якій частині екрану знаходився курсор.
4. Крім клавіші Enter, на клавіатурі все частіше стали використовуватися "сірі" клавіші управління курсором.
5. Вже в цій редакції графічного інтерфейсу стали використовуватися маніпулятори (типу миші, трекбола тощо - див рис.3) Вони дозволяли швидко виділяти потрібну частину екрану і переміщати курсор.
Рис.3. Маніпулятори
Підводячи підсумки, можна навести такі відмітні особливості цього інтерфейсу.
1) Виділення областей екрану.
2) Перевизначення клавіш клавіатури в залежності від контексту.
3) Використання маніпуляторів і сірих клавіш клавіатури для керування курсором.
4) Широке використання кольорових моніторів.
Поява цього типу інтерфейсу збігається з широким розповсюдженням операційної системи MS-DOS. Саме вона впровадила цей інтерфейс в маси, завдяки чому 80-ті роки пройшли під знаком вдосконалення цього типу інтерфейсу, поліпшення характеристик відображення символів та інших параметрів монітора.
Типовим прикладом використання цього виду інтерфейсу є файлова оболонка Nortron Commander (про файлові оболонках дивись нижче) і текстовий редактор Multi-Edit. А текстові редактори Лексикон, ChiWriter і текстовий процесор Microsoft Word for Dos є прикладом, як цей інтерфейс перевершив сам себе.
1. Вся робота з програмами, файлами і документами відбувається у вікнах - певних окреслених рамкою частинах екрану.
2. Усі програми, файли, документи, пристрої та інші об'єкти представляються у вигляді значків - іконок. При відкритті іконки перетворюються у вікна.
3. Всі дії з об'єктами здійснюються за допомогою меню. Хоча меню з'явилося на першому етапі становлення графічного інтерфейсу, воно не мало в ньому головного значення, а служило лише доповненням до командного рядка. У чистому WIMP - інтерфейсі меню стає основним елементом управління.
4. Широке використання маніпуляторів для вказівки на об'єкти. Маніпулятор перестає бути просто іграшкою - доповненням до клавіатури, а стає основним елементом управління. За допомогою маніпулятора ВКАЗУЄ на будь-яку область екрану, вікна або іконки, ВИДІЛЯЮТЬ її, а вже потім через меню або з використанням інших технологій здійснюють управління ними.
Слід зазначити, що WIMP вимагає для своєї реалізації кольоровий растровий дисплей з високим дозволом і маніпулятор. Також програми, орієнтовані на цей вид інтерфейсу, пред'являють підвищені вимоги до продуктивності комп'ютера, обсягом його пам'яті, пропускної здатності шини і т.п. Однак цей вид інтерфейсу найбільш простий у засвоєнні і інтуїтивно зрозумілий. Тому зараз WIMP - інтерфейс став стандартом де-факто.
Яскравим прикладом програм з графічним інтерфейсом є операційна система Microsoft Windows.
з дисципліни
"Системне програмне забезпечення"
Тема: "Користувацький інтерфейс"
2009
Зміст
Введення. 3
1. Поняття інтерфейсу користувача. 4
2. Види інтерфейсів. 7
2.1 Командний інтерфейс. 8
2.2 Графічний інтерфейс. 10
2.2.1 Простий графічний інтерфейс. 11
2.2.2 WIMP - інтерфейс. 12
2.3 Мовна технологія. 13
2.4 Біометрична технологія. 14
2.5 Семантичний (громадський) інтерфейс. 15
2.6 Типи інтерфейсів. 15
3. Методи і засоби розробки користувальницького інтерфейсу. 18
4. Стандартизація користувальницького інтерфейсу. 21
Список літератури .. 24
Введення
Як відомо, процес проникнення інформаційних технологій практично в усі сфери людської діяльності продовжує розвиватися і поглиблюватися. Крім вже звичних і широко поширених персональних комп'ютерів, загальне число яких досягло багатьох сотень мільйонів, стає все більше і вбудованих засобів обчислювальної техніки. Користувачів всієї цієї різноманітної обчислювальної техніки стає все більше, причому спостерігається розвиток двох начебто протилежних тенденцій. З одного боку, інформаційні технології все ускладнюються, і для їх застосування, і тим більше подальшого розвитку, потрібно мати дуже глибокі пізнання. З іншого боку, спрощуються інтерфейси взаємодії користувачів з комп'ютерами. Комп'ютери та інформаційні системи стають все більш дружніми та зрозумілими навіть для людини, яка не є фахівцем у галузі інформатики та обчислювальної техніки. Це стало можливим перш за все тому, що користувачі і їх програми взаємодіють з обчислювальною технікою за допомогою спеціального (системного) програмного забезпечення - через операційну систему. Операційна система надає інтерфейси і для виконуються додатків, і для користувачів.1. Поняття інтерфейсу користувача
Інтерфейс - сукупність технічних, програмних і методичних (протоколів, правил, угод) коштів поєднання в обчислювальній системі користувачів з пристроями і програмами, а також пристроїв з іншими пристроями і програмами.Інтерфейс - в широкому сенсі слова, це спосіб (стандарт) взаємодії між об'єктами. Інтерфейс в технічному сенсі слова задає параметри, процедури і характеристики взаємодії об'єктів. Розрізняють:
Інтерфейс користувача - набір методів взаємодії комп'ютерної програми і користувача цієї програми.
Програмний інтерфейс - набір методів для взаємодії між програмами.
Фізичний інтерфейс - спосіб взаємодії фізичних пристроїв. Частіше за все мова йде про комп'ютерні портах.
Інтерфейс користувача - це сукупність програмних і апаратних засобів, що забезпечують взаємодію користувача з комп'ютером. Основу такої взаємодії складають діалоги. Під діалогом в даному випадку розуміють регламентований обмін інформацією між людиною і комп'ютером, який здійснюється в реальному масштабі часу і спрямований на спільне вирішення конкретної задачі. Кожен діалог складається з окремих процесів введення / виводу, які фізично забезпечують зв'язок користувача і комп'ютера. Обмін інформацією здійснюється передачею повідомлення.
Рис.1. Взаємодія користувача з комп'ютером
В основному користувач генерує повідомлення наступних типів:
запит інформації
запит допомоги
запит операції або функції
введення або зміна інформації
У відповідь користувач отримує підказки або довідки, інформаційні повідомлення, що потребують відповіді; накази, що вимагають дії; повідомлення про помилки та іншу інформацію.
Інтерфейс користувача прикладної програми включає:
засоби відображення інформації, що відображається інформацію, формати та коди;
командні режими, мова "користувач - інтерфейс";
пристрої та технології введення даних;
діалоги, взаємодія і транзакції між користувачем і комп'ютером, зворотний зв'язок з користувачем;
підтримку прийняття рішень у конкретній предметній області;
порядок використання програми і документацію на неї.
Інтерфейс користувача (ПІ) часто розуміють тільки як зовнішній вигляд програми. Однак на ділі користувач сприймає через нього всю програму в цілому, а значить, таке розуміння є занадто вузьким. У дійсності ПІ об'єднує в собі всі елементи і компоненти програми, які здатні впливати на взаємодію користувача з програмним забезпеченням (ПЗ).
Це не тільки екран, який бачить користувач. До цих елементів відносяться:
набір задач користувача, які він вирішує за допомогою системи;
використовувана системою метафора (наприклад, робочий стіл у MS Windows ®);
елементи керування системою;
навігація між блоками системи;
візуальний (і не тільки) дизайн екранів програми;
засоби відображення інформації, яка відображається інформація та формати;
пристрої та технології введення даних;
діалоги, взаємодія і транзакції між користувачем і комп'ютером;
зворотній зв'язок з користувачем;
підтримка прийняття рішень у конкретній предметній області;
порядок використання програми і документація на неї.
2. Види інтерфейсів
Інтерфейс - це, перш за все, набір правил. Як будь-які правила, їх можна узагальнити, зібрати в "кодекс", згрупувати за спільною ознакою. Таким чином, ми прийшли до поняття "вид інтерфейсу" як об'єднання за схожістю способів взаємодії людини і комп'ютерів. Коротко можна запропонувати наступну схематичну класифікацію різних інтерфейсів спілкування людини і комп'ютера.Сучасними видами інтерфейсів є:
1) Командний інтерфейс. Командний інтерфейс називається так по тому, що в цьому виді інтерфейсу людина подає "команди" комп'ютеру, а комп'ютер їх виконує і видає результат людині. Командний інтерфейс реалізований у вигляді пакетної технології та технології командного рядка.
2) WIMP - інтерфейс (Window - вікно, Image - образ, Menu - меню, Pointer - покажчик). Характерною особливістю цього виду інтерфейсу є те, що діалог з користувачем ведеться не за допомогою команд, а за допомогою графічних образів - меню, вікон, інших елементів. Хоча і в цьому інтерфейсі подаються команди машині, але це робиться "опосередковано", через графічні образи. Цей вид інтерфейсу реалізований на двох рівнях технологій: простий графічний інтерфейс і "чистий" WIMP - інтерфейс.
3) SILK - інтерфейс (Speech - мова, Image - образ, Language - мова, Knowlege - знання). Цей вид інтерфейсу найбільш наближений до звичайної, людської формі спілкування. У рамках цього інтерфейсу йде звичайний "розмова" людини і комп'ютера. При цьому комп'ютер знаходить для себе команди, аналізуючи людську мову і знаходячи в ній ключові фрази. Результат виконання команд він також перетворює в зрозумілу людині форму. Цей вид інтерфейсу найбільш вимогливий до апаратних ресурсів комп'ютера, і тому його застосовують в основному для військових цілей.
2.1 Командний інтерфейс
Пакетна технологія. Історично цей вид технології з'явився перший. Вона існувала вже на релейних машинах Зюса і Цюзе (Німеччина, 1937 рік). Ідея її проста: на вхід комп'ютера подається послідовність символів, в яких за певними правилами вказується послідовність запущених на виконання програм. Після виконання чергової програми запускається наступна і т.д. Машина за певними правилами знаходить для себе команди і дані. В якості цієї послідовності може виступати, наприклад, перфострічка, стопка перфокарт, послідовність натиснення клавіш електричної друкарської машинки (типу CONSUL). Машина також видає свої повідомлення на перфоратор, алфавітно-цифровий друкуючий пристрій (АЦПУ), стрічку друкарської машинки. Така машина є "чорний ящик" (точніше "білий шафа"), в який постійно подається інформація і яка також постійно "інформує" світ про свій стан (див. малюнок 1) Людина тут має малий вплив на роботу машини - він може лише призупинити роботу машини, змінити програму і знову запустити ЕОМ. Згодом, коли машини стали міцнішими і могли обслуговувати відразу декількох користувачів, вічне очікування користувачів типу: "Я послав дані машині. Чекаю, що вона відповість. І чи відповість взагалі?" - Стало, м'яко кажучи, набридати. До того ж обчислювальні центри, слідом за газетами, стали другим великим "виробником" макулатури. Тому з появою алфавітно-цифрових дисплеїв почалася ера по-справжньому користувача технології - командного рядка.Рис.2. Вид великий ЕОМ серії ЄС ЕОМ
Технологія командного рядка. При цій технології як єдиного способу введення інформації від людини до комп'ютера служить клавіатура, а комп'ютер виводить інформацію людині з допомогою алфавітно-цифрового дисплея (монітора). Цю комбінацію (монітор + клавіатура) стали називати терміналом, або консоллю. Команди набираються в командному рядку. Командний рядок являє собою символ запрошення і миготливий прямокутник - курсор. При натисканні клавіші на місці курсору з'являються символи, а сам курсор зміщується вправо. Це дуже схоже на набір команди на друкарській машинці. Однак, на відміну від неї, букви відображаються на дисплеї, а не на папері, і неправильно набраний символ можна стерти. Команда закінчується натисканням клавіші Enter (або Return) Після цього здійснюється перехід на початок наступного рядка. Саме з цієї позиції комп'ютер видає на монітор результати своєї роботи. Потім процес повторюється. Технологія командного рядка вже працювала на монохромних алфавітно-цифрових дисплеях. Оскільки вводити дозволялося тільки букви, цифри і розділові знаки, то технічні характеристики дисплея були не суттєві. В якості монітора можна було використовувати телевізійний приймач і навіть трубку осцилографа.
Обидві ці технології реалізуються у вигляді командного інтерфейсу - машині подаються на вхід команди, а вона як би "відповідає" на них.
Переважним видом файлів при роботі з командним інтерфейсом стали текстові файли - їх і тільки їх можна було створити за допомогою клавіатури. На час найбільш широкого використання інтерфейсу командного рядка припадає поява операційної системи UNIX і поява перших восьмирозрядних персональних комп'ютерів з багатоплатформного операційною системою CP / M.
2.2 Графічний інтерфейс
Як і коли з'явився графічний інтерфейс? Його ідея зародилася в середині 70-х років, коли в дослідницькому центрі Xerox Palo Alto Research Center (PARC) була розроблена концепція візуального інтерфейсу. Передумовою графічного інтерфейсу стало зменшення часу реакції комп'ютера на команду, збільшення обсягу оперативної пам'яті, а також розвиток технічної бази комп'ютерів. Апаратним підставою концепції, звичайно ж, стала поява алфавітно-цифрових дисплеїв на комп'ютерах, причому на цих дисплеях вже були такі ефекти, як "мерехтіння" символів, інверсія кольору (зміна накреслення білих символів на чорному тлі зворотним, тобто чорних символів на білому тлі ), підкреслення символів. Ці ефекти поширилися не на весь екран, а тільки на один або більше символів. Наступним кроком стало створення кольорового дисплея, що дозволяє виводити, разом з цими ефектами, символи в 16 кольорах на фоні з палітрою (тобто колірним набором) з 8 кольорів. Після появи графічних дисплеїв, з можливістю виведення будь-яких графічних зображень у вигляді безлічі точок на екрані різного кольору, фантазії у використанні екрану взагалі не стало меж! Перша система з графічним інтерфейсом 8010 Star Information System групи PARC, таким чином, з'явилася за чотири місяці до виходу в світ першого комп'ютера фірми IBM у 1981 році. Спочатку візуальний інтерфейс використовувався тільки в програмах. Поступово він став переходити і на операційні системи, що використовуються спочатку на комп'ютерах Atari і Apple Macintosh, а потім і на IBM - сумісних комп'ютерах.З більш раннього часу, і під впливом також і цих концепцій, проходив процес з уніфікації у використанні клавіатури і миші прикладними програмами. Злиття цих двох тенденцій і призвело до створення того користувальницького інтерфейсу, за допомогою якого, при мінімальних витратах часу і засобів на перенавчання персоналу, можна працювати з будь-якими програмним продуктом. Опис цього інтерфейсу, спільного для всіх додатків і операційних систем, і присвячена дана частина.
2.2.1 Простий графічний інтерфейс
На першому етапі графічний інтерфейс дуже схожий на технологію командного рядка. Відмінності від технології командного рядка полягали в наступним:1. При відображенні символів допускалося виділення частини символів кольором, інверсним зображенням, підкресленням і мерехтінням. Завдяки цьому підвищилася виразність зображення.
2. У залежності від конкретної реалізації графічного інтерфейсу курсор може представлятися не тільки мерехтливим прямокутником, але і деякою областю, що охоплює кілька символів і навіть частину екрана. Ця виділена область відрізняється від інших, невиділених частин (зазвичай кольором).
3. Натискання клавіші Enter не завжди приводить до виконання команди і переходу до наступного рядка. Реакція на натискання будь-якої клавіші багато в чому залежить від того, в якій частині екрану знаходився курсор.
4. Крім клавіші Enter, на клавіатурі все частіше стали використовуватися "сірі" клавіші управління курсором.
5. Вже в цій редакції графічного інтерфейсу стали використовуватися маніпулятори (типу миші, трекбола тощо - див рис.3) Вони дозволяли швидко виділяти потрібну частину екрану і переміщати курсор.
Рис.3. Маніпулятори
Підводячи підсумки, можна навести такі відмітні особливості цього інтерфейсу.
1) Виділення областей екрану.
2) Перевизначення клавіш клавіатури в залежності від контексту.
3) Використання маніпуляторів і сірих клавіш клавіатури для керування курсором.
4) Широке використання кольорових моніторів.
Поява цього типу інтерфейсу збігається з широким розповсюдженням операційної системи MS-DOS. Саме вона впровадила цей інтерфейс в маси, завдяки чому 80-ті роки пройшли під знаком вдосконалення цього типу інтерфейсу, поліпшення характеристик відображення символів та інших параметрів монітора.
Типовим прикладом використання цього виду інтерфейсу є файлова оболонка Nortron Commander (про файлові оболонках дивись нижче) і текстовий редактор Multi-Edit. А текстові редактори Лексикон, ChiWriter і текстовий процесор Microsoft Word for Dos є прикладом, як цей інтерфейс перевершив сам себе.
2.2.2 WIMP - інтерфейс
Другим етапом у розвитку графічного інтерфейсу став "чистий" інтерфейс WIMP, Цей підвид інтерфейсу характеризується наступними особливостями.1. Вся робота з програмами, файлами і документами відбувається у вікнах - певних окреслених рамкою частинах екрану.
2. Усі програми, файли, документи, пристрої та інші об'єкти представляються у вигляді значків - іконок. При відкритті іконки перетворюються у вікна.
3. Всі дії з об'єктами здійснюються за допомогою меню. Хоча меню з'явилося на першому етапі становлення графічного інтерфейсу, воно не мало в ньому головного значення, а служило лише доповненням до командного рядка. У чистому WIMP - інтерфейсі меню стає основним елементом управління.
4. Широке використання маніпуляторів для вказівки на об'єкти. Маніпулятор перестає бути просто іграшкою - доповненням до клавіатури, а стає основним елементом управління. За допомогою маніпулятора ВКАЗУЄ на будь-яку область екрану, вікна або іконки, ВИДІЛЯЮТЬ її, а вже потім через меню або з використанням інших технологій здійснюють управління ними.
Слід зазначити, що WIMP вимагає для своєї реалізації кольоровий растровий дисплей з високим дозволом і маніпулятор. Також програми, орієнтовані на цей вид інтерфейсу, пред'являють підвищені вимоги до продуктивності комп'ютера, обсягом його пам'яті, пропускної здатності шини і т.п. Однак цей вид інтерфейсу найбільш простий у засвоєнні і інтуїтивно зрозумілий. Тому зараз WIMP - інтерфейс став стандартом де-факто.
Яскравим прикладом програм з графічним інтерфейсом є операційна система Microsoft Windows.
2.3 Мовна технологія
З середини 90-х років, після появи недорогих звукових карт і широкого поширення технологій розпізнавання мовлення, з'явився так званий "мовна технологія" SILK - інтерфейсу. При цій технології команди подаються голосом шляхом проголошення спеціальних зарезервованих слів - команд. Основними такими командами (за правилами системи "Горинич") є:"Прокинься" - включення голосового інтерфейсу.
"Відпочивай" - вимкнення мовного інтерфейсу.
"Відкрити" - перехід в режим виклику тієї чи іншої програми. Ім'я програми називається в наступному слові.
"Буду диктувати" - перехід з режиму команд в режим набору тексту голосом.
"Режим команд" - повернення в режим подачі команд голосом.
і деякі інші.
Слова повинні виговорюватися чітко, в одному темпі. Між словами обов'язкове пауза. Через нерозвиненість алгоритму розпізнавання мовлення такі системи потребує індивідуальної попереднього налаштування на кожного конкретного користувача.
"Мовна" технологія є найпростішою реалізацією SILK - інтерфейсу.
2.4 Біометрична технологія
Ця технологія виникла в кінці 90-х років XX століття і на момент написання книги ще розробляється. Для керування комп'ютером використовується вираз обличчя людини, напрямок його погляду, розмір зіниці і інші ознаки. Для ідентифікації користувача використовується малюнок райдужної оболонки його очей, відбитки пальців та інша унікальна інформація. Зображення зчитуються з цифрової відеокамери, а потім за допомогою спеціальних програм розпізнавання образів з цього зображення виділяються команди. Ця технологія, очевидно, займе своє місце у програмних продуктах і додатках, де важливо точно ідентифікувати користувача комп'ютера.2.5 Семантичний (громадський) інтерфейс
Цей вид інтерфейсу виник наприкінці 70-х років XX століття, з розвитком штучного інтелекту. Його важко назвати самостійним видом інтерфейсу - він включає в себе і інтерфейс командного рядка, і графічний, і мовної, і мімічний інтерфейс. Основна його відмінна риса - це відсутність команд при спілкуванні з комп'ютером. Запит формується на природній мові, у вигляді пов'язаного тексту і образів. За своєю суттю це важко називати інтерфейсом - це вже моделювання "спілкування" людини з комп'ютером. З середини 90-х років XX століття публікації, що відносяться до семантичного інтерфейсу, вже не зустрічалися. Схоже, що у зв'язку з важливим військовим значенням цих розробок (наприклад, для автономного ведення сучасного бою машинами - роботами, для "семантичної" криптографії) ці напрямки були засекречені. Інформація, що ці дослідження тривають, іноді з'являється в періодичній пресі (зазвичай в розділах комп'ютерних новин).2.6 Типи інтерфейсів
Інтерфейси користувача бувають двох типів:1) процедурно-орієнтовані:
примітивні
меню
з вільною навігацією
2) об'єктно-орієнтовані:
прямого маніпулювання.
Процедурно-орієнтований інтерфейс використовує традиційну модель взаємодії з користувачем, засновану на поняттях "процедура" і "операція". У рамках цієї моделі програмне забезпечення надає користувачеві можливість виконання деяких дій, для яких користувач визначає відповідність даних і наслідком виконання яких є отримання бажаного результату.
Об'єктно-орієнтовані інтерфейси використовують модель взаємодії з користувачем, орієнтовану на маніпулювання об'єктами предметної області. У рамках цієї моделі користувачеві надається можливість безпосередньо взаємодіяти з кожним об'єктом і ініціювати виконання операцій, в процесі яких взаємодіють кілька об'єктів. Завдання користувача формулюється як цілеспрямована зміна деякого об'єкта. Об'єкт розуміється в широкому сенсі слова - модель БД, системи і т.д. Об'єктно-орієнтований інтерфейс припускає, що взаємодія з користувачем здійснюється за допомогою вибору і переміщення піктограм відповідної об'єктно-орієнтованої області. Розрізняють однодокументних (SDI) і багатодукументним (MDI) інтерфейси.
Процедурно-орієнтовані інтерфейси:
1) Забезпечують користувачеві функції, необхідні для виконання завдань;
2) Акцент робиться на завдання;
3) Піктограми являють програми, вікна або операції;
4) Зміст папок і довідників відбивається за допомогою таблиці-списку.
Об'єктно-орієнтовані інтерфейси:
1) Забезпечує користувачеві можливість взаємодії з об'єктами;
2) Акцент робиться на вхідні дані та результати;
3) Піктограми представляють об'єкти;
4) Папки та довідники є візуальними контейнерами об'єктів.
Примітивним називається інтерфейс, який організовує взаємодію з користувачем і використовується в консольному режимі. Єдине відхилення від послідовного процесу, який забезпечується даними, полягає в організації циклу для обробки декількох наборів даних.
Інтерфейс Меню. На відміну від примітивного інтерфейсу, дозволяє користувачеві вибирати операцію зі спеціального списку, що виводиться йому програмою. Ці інтерфейси припускають реалізацію безлічі сценаріїв роботи, послідовність дій у яких визначається користувачами. Деревовидна організація меню припускає строго обмежену реалізацію. При цьому можливі два варіанти організації меню:
кожне вікно меню займає весь екран
на екрані одночасно присутні декілька різнорівневих меню (Windows).
В умовах обмеженої навігації, незалежно від варіанту реалізації, пошук пункту більш ніж двох рівневого меню виявляється досить складним завданням.
Інтерфейс з вільною навігацією (графічний інтерфейс). Підтримує концепцію інтерактивної взаємодії з ПЗ, візуальну зворотний зв'язок з користувачем і можливість прямого маніпулювання об'єктом (кнопки, індикатори, рядка стану). На відміну від інтерфейсу Меню, інтерфейс з вільною навігацією забезпечує можливість здійснення будь-яких допустимих в конкретному стані операцій, доступ до яких можливий через різні інтерфейсні компоненти ("гарячі" клавіші і т.д.). Інтерфейс з вільною навігацією реалізується з використанням подієвого програмування, що передбачає застосування візуальних засобів розробки (за допомогою повідомлень).
3. Методи і засоби розробки користувальницького інтерфейсу
Інтерфейс має важливе значення для будь-якої програмної системи і є невід'ємною її складовою, орієнтованої, перш за все, на кінцевого користувача. Саме через інтерфейс користувач судить про прикладну програму в цілому, більше того, часто рішення про використання прикладної програми користувач приймає по тому, наскільки йому зручний і зрозумілий інтерфейс. Разом з тим, трудомісткість проектування і розробки інтерфейсу досить велика. За оцінками фахівців в середньому вона складає більше половини часу реалізації проекту. Актуальним є зниження витрат на розробку і супровід програмних систем або розробка ефективного програмного інструментарію.Одним із шляхів зниження витрат на розробку і супровід програмних систем є наявність в інструментарії коштів четвертого покоління, що дозволяють на високому рівні описати (специфікувати) створюване програмний засіб і далі по специфікації автоматично згенерувати здійснимих код.
У літературі не існує єдиної загальноприйнятої класифікації засобів для розробки користувальницького інтерфейсу. Так, програмне забезпечення для розробки користувальницького інтерфейсу можна розділити на дві основні групи - інструментарій для розробки користувальницького інтерфейсу (toolkits) і високорівневі засоби розробки інтерфейсу (higher-level development tools). Інструментарій для розробки користувальницького інтерфейсу, як правило, включає в себе бібліотеку примітивів компонентів інтерфейсу (меню, кнопки, смуги прокрутки та ін) і призначений для використання програмістами. Високорівневі засоби розробки інтерфейсу можуть бути використані непрограмістів і забезпечені мовою, який дозволяє специфікувати функції введення-виведення, а також визначати, використовуючи техніку безпосереднього маніпулювання, інтерфейсні елементи. До таких засобів відносяться побудовники діалогу (interface builders) і Супі - системи управління для користувача інтерфейсом (User Interface Management Systems - UIMS). Крім Супі, деякі автори використовують такі терміни, як User Interface Development Systems (UIDS) - системи розробки користувальницького інтерфейсу, User Interface Design Environment (UIDE) - середовище розробки для користувача інтерфейсу і ін
Спеціалізовані засоби для розробки інтерфейсу дозволяють спростити розробку користувальницького інтерфейсу, пропонуючи розробнику специфікувати компоненти користувальницького інтерфейсу з використанням мов специфікацій. Можна виділити кілька основних способів специфікації інтерфейсу:
1. Мовний, коли застосовуються спеціальні мови для завдання синтаксису інтерфейсу (декларативні, об'єктно-орієнтовані, мови подій та ін.)
2. Графічна специфікація пов'язана з визначенням інтерфейсу, як правило, засобами візуального програмування, програмуванням демонстрацій і за прикладами. Подібний спосіб підтримує обмежений клас інтерфейсів.
3. Специфікація інтерфейсу, заснована на об'єктно-орієнтованому підході, пов'язана з принципом, званим безпосереднє маніпулювання. Основна його властивість - взаємодія користувача з індивідуальними об'єктами, а не з усією системою як єдиним цілим. Типовими компонентами, використовуваними для маніпуляцій з об'єктами і керуючими функціями, є обробники, меню, зони діалогу, кнопки різного виду.
4. Специфікація інтерфейсу за специфікацією прикладної задачі. Тут інтерфейс створюється автоматично по специфікації семантики прикладної задачі. Однак складність опису інтерфейсу ускладнює можливості швидкої появи систем, що реалізують цей підхід.
Основною концепцією Супі є відділення розробки користувальницького інтерфейсу від решти програми. В даний час ідея роздільного проектування інтерфейсу та додатки або закріплена у визначенні Супі або є основним його властивістю.
До складу Супі визначений як набір інструментів етапу розробки та періоду виконання. Інструменти етапу розробки оперують з моделями інтерфейсу для побудови їх проектів. Вони можуть поділятися на дві групи: інтерактивні інструменти, наприклад редактори моделей, і автоматичні інструменти, наприклад генератор форм. Інструменти періоду виконання використовують модель інтерфейсу для підтримки діяльності користувача, наприклад, для збору та аналізу використовуваних даних.
Функціями Супі є сприяння і полегшення розробки і супроводу користувальницького інтерфейсу, а також управління взаємодією між користувачем і прикладною програмою.
Таким чином, в даний час існує велика кількість інструментальних засобів для розробки інтерфейсу, що підтримують різні методи його реалізації.
4. Стандартизація користувальницького інтерфейсу
У першому підході оцінку виробляє кінцевий користувач (або тестер), підсумовуючи результати роботи з програмою в рамках наступних показників ISO 9241-10-98 Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDTs). P.11. Guidance on usability specification and measures:ефективності (effectiveness) - впливу інтерфейсу на повноту і точність досягнення користувачем цільових результатів;
продуктивності (efficiency) або впливу інтерфейсу на продуктивність користувача;
ступеня (суб'єктивної) задоволеності (satisfaction) кінцевого користувача цим інтерфейсом.
Ефективність є критерієм функціональності інтерфейсу, а ступінь задоволеності і, опосередковано, продуктивність - критерієм ергономічності. Введені тут заходи відповідають загальній прагматичної концепції оцінки якості за співвідношенням "цілі / витрати".
У другому підході намагаються встановити, яким (керівним ергономічним) принципам повинен задовольняти користувальницький інтерфейс з точки зору оптимальності людино-машинної взаємодії. Розвиток цього аналітичного підходу було викликано потребами проектування і розробки ПЗ, оскільки дозволяє сформулювати керівні вказівки з організації та характеристиками оптимального користувальницького інтерфейсу. Цей підхід може бути використаний і при оцінці якості розробленого користувальницького інтерфейсу. У цьому випадку показник якості оцінюється експертом за ступенем реалізації керівних принципів або випливають з них більш конкретних графічних і операційних особливостей оптимального "людино-орієнтованого" користувальницького інтерфейсу.
Стандартизація та проектування. При проектуванні користувальницького інтерфейсу вихідним рішенням є вибір базових стандартів типів керуючих засобів інтерфейсу, який повинен враховувати специфіку відповідної предметної області. Конкретизація стилю користувальницького інтерфейсу здійснюється в нормативних документах галузевого та фірмового рівня. Можлива подальша деталізація дизайну інтерфейсу для певної групи програмних продуктів фірми-розробника. При розробці користувальницького інтерфейсу необхідний облік характеристик передбачуваних кінцевих користувачів розроблюваного програмного засобу. Специфікація типу користувальницького інтерфейсу визначає тільки його синтактику. Другий напрямок стандартизації в області проектування - формування конкретної системи керівних ергономічних принципів. Рішення про їх виборі повинно вироблятися спільно всіма членами команди з проектування [9]. Ця система повинна бути узгоджена з відповідним базовим стандартом (або групою стандартів). Для того щоб стати ефективним інструментом проектування система керівних принципів повинна бути доведена до рівня конкретних інструкцій для програмістів. При розробці інструкцій враховуються нормативні документи по типу (стилем) інтерфейсу, а нормативні документи з проектування користувальницького інтерфейсу повинні увійти в профіль стандартів [13] програмного проекту і в технічне завдання.
Стандарти та якість. Формально стандартизованість користувальницького інтерфейсу доречно пов'язати з іншими інфраструктурними субхарактерістікамі якості програмного продукту, такими, як відповідність (conformance) (у тому числі і відповідність стандартам) і взаємозамінність (replaceability) (ГОСТ Р ІСО МЕК 9126-93). Вибір конкретного засобу проектування (мови швидкої розробки додатків, CASE-засоби, конструктори графічних інтерфейсів) може призвести розробника до необхідності дотримуватися стандарту інтерфейсу, покладеного в його основу.
З іншого боку, вибір розробником стандарту типу (стилю) користувальницького інтерфейсу, адекватного предметної області і використовуваної ОС, потенційно повинен забезпечити, хоча б частково, виконання таких принципів якості призначеного для користувача інтерфейсу, як природність і узгодженість у межах робочого середовища [13]. Явний облік синтактики інтерфейсу полегшує створення однорідного за стилем і передбачуваного для користувача інтерфейсу. Крім того, потрібно врахувати, що при розробці самого стандарту вже враховувалися базові принципи проектування користувальницького інтерфейсу.
Введені в ISO 9241-11 заходи практичності організація-замовник може використовувати до розробки замовний системи в якості загальних рамок для визначення вимог по практичності, яким повинна відповідати майбутня система і за якими будуть проводитись приймальні випробування. Таким чином, створюється основа для забезпечення повноти, вимірності і порівнянності цих вимог, що може побічно справляти позитивний вплив на якість проектованого програмного виробу.
Чи означає, що неухильне дотримання стандартів може забезпечити необхідну якість інтерфейсу? Для простих і рутинних додатків - проходження стандарту гарантує лише мінімальний рівень якості. Для складних і піонерських додатків вимога забезпечення функціональної повноти може вступити в протиріччя з обмеженими можливостями, наданими стандартом керуючих засобів для користувача інтерфейсу.
Список літератури
1. Т.Б. Большаков, Д.В. Іртегов. Операційну системи. Матеріали сайту http:// www. citforum. ru / operating_systems / ois / introd. shtml.2. Методи і засоби розробки користувальницького інтерфейсу: сучасний стан, Клещев А.С. , Грибова В.В. , 2001. Матеріали сайту http:// www. swsys. ru / index. php? page = article & id = 765.
3. Дейтел Г. Введення в операційні системи. У двох томах / Пер, з англ. Л.А. Теп-галицьких, А.Б. Ходулева, В.С. Штаркмана під ред.В.С. Штаркмана. - М.: Світ, 1987.
4. Програмна інженерія. Стандартизація користувальницького інтерфейсу. Євген Волченков. М, 2002. Матеріали сайту http:// tizer. adv. vz. ru.