Файл: Варианты построения интерфейса программ: особенности и эволюция (Виды интерфейсов).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Мы живём в условиях технического прогресса. Развитие современных технологий транспорта, производства и особенно оборонной промышленности происходит ежедневно. Вместе с этим растёт степень автоматизации, компьютеризирование рабочих мест и одновременно возрастает психическая нагрузка на функции операторов. Это происходит во всех сферах оперативной деятельности. Техническое оснащение рабочих мест в разных сферах профессиональной деятельности требует освоения компьютерных технологий, выступающих в качестве орудий труда. В современном мире почти каждый из нас вынужден взаимодействовать с компьютером, смартфоном, терминалами оплат. Именно потому, что эта тема является на сегодняшний момент очень актуальной, я решил раскрыть её в своей работе.

Под понятием «интерфейс» принято понимать набор средств, используемых для взаимодействия двух систем. В переводе с английского слово «interface» буквально означает «место соприкосновения», а под системами, между которыми осуществляется такое взаимодействие, могут подразумеваться различные объекты. Например, это может быть взаимодействие между оборудованием и человеком, различными видами оборудования, но наиболее часто под интерфейсом подразумевают систему взаимодействия программы с человеком для обмена данными и получения нужной информации. Чем удобнее интерфейс, тем меньше он будет являться источником стресса и психологического дискомфорта для пользователя.

На сегодняшний день существует множество вариантов построения интерфейса программ. Возможно, придёт время, когда каждый пользователь среди этого многообразия найдёт для себя удобный и понятный интерфейс.

ГЛАВА 1. Виды интерфейсов

Один из наиболее фундаментальных принципов разработки хорошего программного обеспечения состоит в отделении интерфейса от реализации. Это облегчает модификацию программ.^[1]

Элементами интерфейса являются:

• язык пользователей;
• язык сообщений компьютера, организующий диалог на экране дисплея;
• знания пользователей о правилах работы с системой.

Элементами языка пользователя могут быть формы (шаблоны) входной и выходной информации и т. п.^[2]

Рассмотрим наиболее распространённые виды интерфейсов на сегодняшний день.

1.1. Текстовый пользовательский интерфейс — разновидность интерфейса пользователя, использующая при вводе-выводе и представлении информации исключительно набор буквенно-цифровых символов и символов псевдографики. Характеризуется малой требовательностью к ресурсам аппаратуры ввода-вывода и высокой скоростью отображения информации. Появился на одном из начальных этапов развития вычислительной техники, при развитии возможностей аппаратуры, нацеленной на реализацию появившегося ранее интерфейса командной строки, который, в свою очередь, является наследником использования телетайпов в качестве интерфейса вычислительной техники. Интерфейс командной строки имеет ряд преимуществ в пользовании перед графическим интерфейсом, поэтому программы с текстовым интерфейсом создаются и используются по сей день, особенно в специфических сферах и на маломощном оборудовании.

Недостатком подобного типа интерфейса является ограниченность изобразительных средств по причине ограниченности количества символов, включённых в состав шрифта, предоставляемого аппаратурой.

Программы с текстовым интерфейсом могут реализовывать оконный интерфейс, чему особенно способствует применение псевдографических символов.

1. 2. Тактильный интерфейс - это устройство, позволяющее пользователю взаимодействовать с компьютером посредством получения чувствительной обратной связи. Такие устройства могут использоваться не только людьми с ограниченными возможностями зрения.

1.3. Жестовый интерфейс — подмножество системы ввода для графического пользовательского интерфейса для устройств, оснащённых специальными устройствами ввода или сенсорными экранами, и позволяющее заменять клавиатурные команды при помощи жестов. Основной мотивацией разработки таких интерфейсов является улучшение эргономичности управления, с отказом от привычного для компьютерных программ меню приложения.

Подобный интерфейс может быть реализован как при помощи устройств координатного ввода с возможностью считывания координаты одной точки касания , так и таких, в которых имеется возможность считывания координат более чем одной точки — сенсорные экраны и панели. Последние стали широко применяться в интерфейсах множества современных смартфонов с сенсорным экраном, ноутбуков и прочих мобильных устройств.

В случае устройств с большим размером экрана — например, планшетных ПК, росчерки-жесты являются стандартными функциями интерфейса управления и перьевого ввода. В случае карманных устройств, в отличие от классических графических интерфейсов пользователя, из-за малых физических размеров экрана для произведения росчерка требуется меньшая точность позиционирования, чем для доступа к традиционным элементам графического интерфейса — нажатия «кнопки» или выбора пункта меню.

1.4. Голосовой интерфейс при помощи голосовой или речевой платформы делает возможным взаимодействие человека и компьютера для запуска автоматизированного сервиса или процесса.

Ранее контролировать устройство при помощи голоса было возможно только в научной фантастике. До недавнего времени считалось областью искусственного интеллекта. Тем не менее, с развитием технологий ГИ стал всё более распространённым, человек всё чаще пользуется преимуществами этой бесконтактной технологии.

Однако, использование ГИ имеет свои сложности. Люди с малой долей терпения относятся к «машине, которая не понимает». Следовательно, ГИ должен работать почти безошибочно, а значит, стабильно реагировать на входные данные, иначе пользователи не будут применять ГИ, либо ГИ станет объектом насмешек. Для того, чтобы создать стоящий голосовой интерфейс, необходимы междисциплинарные знания в информатике, лингвистике и психологии — дорогостоящие навыки, которые нелегко приобрести. Даже при наличии продвинутых средств разработки, создавая эффективный ГИ, нужно отдавать себе отчёт в том, какие задачи будет выполнять ГИ, и на какую целевую аудиторию он ориентирован. Чем лучше ГИ будет подходить под когнитивную модель задания пользователя, тем легче будет использовать ГИ без или с минимальным обучением, что повысит его эффективность и степень удовлетворённости пользователей.

Очень важны особенности целевой аудитории. К примеру, создавая ГИ для широкой публики, нужно уделить особое внимание простоте использования и большому количеству инструкций и подсказок для начинающих. В то время, как придумывая ГИ для небольшой группы продвинутых пользователей (в том числе для техподдержки), нужно больше думать о продуктивности, чем о подсказках и инструкциях. Такие приложения должны систематизировать обработку вызовов, минимизировать количество подсказок, устранить ненужные повторения, использовать принцип «смешанной инициативы», который позволит звонящему вносить разные типы информации в одном высказывании и в любом порядке или комбинации. Иными словами, ГИ должен быть специально создан для конкретных технологических процессов, которые нужно автоматизировать.

Голосовой интерфейс подойдёт не для каждого технологического процесса. В общем, чем более многогранны запросы и операции, тем сложнее их будет автоматизировать, и тем большая существует вероятность, что ГИ не подойдет для использования широкой публикой. В некоторых случаях, автоматизация процесса в принципе невозможна, поэтому единственный выход — использование консультанта-человека. К примеру, будет очень сложно автоматизировать горячую линию юридической поддержки. С другой стороны, ГИ прекрасно подойдёт для обработки быстрых и однообразных операций, таких как изменение статуса заказа, заполнение графы «время» или «стоимость», или перевод средств между счетами.

1.5. Материальный интерфейс пользователя - это разновидность интерфейса пользователя, в котором взаимодействие человека с электронными устройствами происходит при помощи материальных предметов и конструкций.

Примером материального интерфейса можно назвать шаровой автоответчик Дюрелла Бишопа. Каждый шарик соответствует сообщению, оставленному на автоответчике. Перемещение шарика в специальную выемку воспроизводит связанное с ним сообщение или вызывает звонившего.
Ещё пример - система Топобо. Блоки её напоминают элементы конструктора LEGO, которые могут соединяться вместе, но, в то же время, перемещаться самостоятельно за счёт моторчиков. Можно тянуть, толкать или поворачивать эти элементы; они запомнят эти действия и способны в дальнейшем их воспроивести.
Другая реализация позволяет пользователю материальным пером набросать рисунок на чувствительном столе МИП-системы. Используя предварительно запрограммированные «жесты», можно клонировать картинку или растягивать по двум осям, как в программе рисования.

1.6. Системы с интеллектуальным интерфейсом.

Интеллектуальные базы  данных отличаются от обычных баз данных возможностью выборки по запросу необходимой информации, которая может явно не храниться, а выводиться из имеющейся  в  базе данных.

Для выполнения первого типа запроса необходимо сначала проведение статистического расчета среднеотраслевой цены по всей базе данных, а уже после этого собственно отбор данных. Для выполнения второго типа запроса необходимо вывести значения характерных признаков объекта, а затем поиск по ним аналогичных объектов.  Для третьего типа запроса требуется сначала определить список посредников-продавцов, выполняющих продажу данного товара, а затем провести поиск связанных с  ними покупателей.

Во всех перечисленных типах запросов требуется осуществить поиск по условию, которое должно быть доопределено в ходе решения задачи. Интеллектуальная система без помощи пользователя по структуре базы данных сама  строит путь доступа к файлам данных.   Формулирование запроса осуществляется в диалоге с пользователем, последовательность шагов которого выполняется в максимально удобной для пользователя  форме. Запрос к базе данных может формулироваться и с помощью естественно-языкового интерфейса.

1.7. Естественно-языковый интерфейс используется для:

·     доступа к интеллектуальным базам данных;

·     контекстного поиска документальной текстовой информации;

·     голосового ввода команд в системах управления;

·     машинного перевода  c иностранных языков.^[3]

Естественно-языковой интерфейс предполагает трансляцию естественно-языковых конструкций на внутримашинный уровень представления знаний. Для этого необходимо решать  задачи морфологического, синтаксического и семантического анализа и синтеза  высказываний  на  естественном языке. Так, морфологический анализ предполагает распознавание и проверку правильности написания слов по словарям,  синтаксический контроль -  разложение входных сообщений на отдельные компоненты (определение структуры) с проверкой соответствия  грамматическим правилам внутреннего представления знаний и выявления недостающих частей и,  наконец,  семантический анализ - установление смысловой правильности синтаксических  конструкций. Синтез высказываний решает обратную задачу преобразования внутреннего представления информации в естественно-языковое.

Простота при работе с естественно-языковым интерфейсом достигается путем применения пользователем языка, используемого в ежедневной коммуникации. Пользователи сети Интернет пытаются найти ответы на вопросы с помощью поисковых машин и форумов. В Интернете уже есть ответы на эти вопросы, вопрос только в том, насколько быстро может быть получен этот ответ.

Для решения подобной проблемы используется естественно-языковой интерфейс в составе диалоговой системы.^[4]

Вывод: на сегодняшний день есть большое количество интерфейсов программ. Все они разрабатываются для удобства пользователей. Разработчиками учитываются моральные, интеллектуальные и физические особенности людей. Учитываются способности людей с ограниченными возможностями. Например, для людей, которые не могут или не хотят пользоваться клавиатурой и мышью, существует голосовой набор. Примером этому служит жизнь Стивена Хокинга. У него была редкая форма болезни моторных нейронов, которые полностью парализовало его. После потери речи он общался со своим компьютером посредством синтезатора речи. Я считаю, что эволюция интерфейсов происходит для того, чтобы удовлетворить все потребности пользователей.

ГЛАВА 2. Особенности построения интерфейса программ

2.1. Среда программирования - это совокупность инструментов, используемых при разработке программного обеспечения. Этот набор обычно состоит из файловой системы, текстового редактора, редактора связей и компилятора. Дополнительно он может включать большое количество инструментальных комплексов с единообразным интерфейсом пользователя. Старейшей средой программирования считается UNIX - машинно-независимая операционная система с разделением времени. Она предоставляет многочисленные мощные инструментальные средства для производства ПО и эксплуатации разнообразных языков. Работа с этой средой осуществляется с помощью графического интерфейса, устанавливаемого поверх нее. Во многих случаях этим интерфейсом является Common Desktop Environment (CDE). Последнюю стадию развития сред разработки ПО представляют Microsoft Visual C++, Visual BASIC, Delphi и Java Development Kit, которые предлагают легкий способ создания графических интерфейсов для программ пользователя.^[5]