Файл: Варианты построения интерфейса программ.pdf

Введение

Интерфейсы служат для осуществления взаимодействия между людьми и окружающим миром. Они помогают разъяснять и освещать, инициировать и демонстрировать взаимоотношения, объединять нас и разлучать, они управляют нашими ожиданиями и предоставляют доступ к функциям. Процесс разработки интерфейсов отнюдь не искусство, ибо они не являются чем-то монументальным. Интерфейсы служат определенной цели, их эффективность может быть точно определена. Однако, они не утилитарны. Лучшие интерфейсы способны вдохновлять, пробуждать, мистифицировать и усиливать наше взаимодействие с миром.

Программное обеспечение должно разрабатываться с учетом требований и пожеланий пользователя — система должна подстраиваться к пользователю. Вот почему принципы проектирования столь важны.

Пользователи компьютера могут иметь удачный опыт, который внушит им уверенность в своих силах и укрепит высокую самооценку при работе с компьютером. Их действия с компьютером могут быть охарактеризованы как "успех порождает успех". Каждый позитивный опыт общения с программой позволяет пользователю расширять область знакомства с программным обеспечением и повышать свой уровень компетентности. Хорошо продуманный интерфейс, подобно хорошему учителю и учебникам, обеспечивает плодотворное взаимодействие пользователя и компьютера. Удачные интерфейсы даже способны помочь человеку выйти из привычного круга программ, которыми он пользуется, и открыть новые, углубить понимание работы интерфейсов и компьютеров.

Принципы разработки интерфейса — это высокоуровневые концепции и представления, которые могут использоваться при проектировании программного обеспечения. Нужно определить, какой из принципов наиболее важен и приемлем для вашей системы.

Приложение разрабатывается для обеспечения работы пользователя, т.е. для того чтобы он с помощью компьютерной программы быстрее и качественнее решал свои производственные задачи.

С точки зрения эргономики, самое важное в программе — создать такой пользовательский интерфейс, который сделает работу эффективной и производительной, а также обеспечит удовлетворенность пользователя от работы с программой.

Целью данной работы является изучение различных вариантов построения интерфейса программ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

• Раскрыть понятие программного интерфейса,
• Изучить процесс эволюции дизайна построения программных интерфейсов,
• Рассмотреть особенности построения интерфейса программ.

---

Глава 1. Понятие программного интерфейса

Пользовательский интерфейс, интерфейс пользователя – одна из разновидностей интерфейсов, который является совокупностью средств и методов взаимодействия пользователя с вычислительными устройствами (в частности, ПК). Примером реализации пользовательского интерфейса может быть меню на экране телевизора, управление которым осуществляется с помощью пульта дистанционного управления [17, 8 c.].

Интерактивный интерфейс – интерфейс, организованный таким образом, что устройство, получившее команды от пользователя и исполнившее их, выдаёт информацию пользователю информацию с помощью средств, которыми оно располагает (визуально, звуком, тактильно и т.п.). пользователь, в свою очередь, принимает эту информацию и дает устройству следующие команды теми средствами, которыми он располагает (с помощью кнопок, переключателей, регуляторов, сенсора, голоса и т.д.).

Графический пользовательский интерфейс (GUI — Graphical User Interface) - это средства, позволяющие пользователям взаимодействовать с аппаратными составляющими компьютера достаточно комфортным и удобным для себя образом [10]. В течении многих лет для большого количества операционных систем, таких как OS/2, Macintosh, Windows, AmigaOS, Linux, Symbian OS, и т.п., было создано еще большее количество графических интерфейсов.

Интерфейс является совокупностью, т.е. он состоит из элементов, которые также могут состоять из элементов (например, экран дисплея содержит в себе окна, которые содержат панели, кнопки и прочие элементы [17, 22 c.].

Интерфейс характеризуется удобством, эффективностью, понятностью и часто к интерфейсу применяется понятие «дружественный». Дружественный интерфейс предоставляет пользователю наиболее удобный способ взаимодействия с программным обеспечением путем обеспечения логичности и простоты в расположении элементов управления [12, 42 c.]. Принципы дружественного интерфейса:

• обеспечивает право пользователя на ошибку, которое защищают информационно-вычислительные ресурсы системы от непрофессиональных действий на ПК;
• предоставляет широкий набор иерархических меню, систему подсказок и обучения и т.п., которые облегчают процесс взаимодействия пользователя с ПК;
• существование системы «отката», которая позволяет при выполнении действия, результаты которого не удовлетворили пользователя, вернуться к предыдущему состоянию системы.

---

Составляющие ПИ [23]:

1. Средства:

• вывода информации из устройства – весь спектр доступных воздействий на пользователя (зрительных, слуховых, тактильных, обонятельных и т.п.) – экран, колонки и т.п.;
• ввода информации в устройство – манипуляторы, кнопки, переключатели, датчики и т.п.

При использовании определенных средств ввода интерфейсы разделяются на следующие типы – жестовый, голосовой, брэйн и т.д., а также комбинированные.

1. Методы – набор правил, которые заложены разработчиком устройства, по которым совокупность действий пользователя должна привести к необходимой реакции устройства и выполнения требуемой задачи (так называемый логический интерфейс).

Пользовательский интерфейс включает три основных компонента [8, 127 c.]:

• взаимодействие приложения с пользователем;
• взаимодействие пользователя с приложением;
• язык общения – определяет разработчик программного обеспечения.

Интерфейсы пользователя разделяют на два типа [17, 11-12 c.]:

1. процедурно-ориентированные:

• примитивные интерфейсы;
• интерфейсы меню;
• интерфейсы со свободной навигацией;
• объектно-ориентированные: интерфейсы прямого манипулирования.

Процедурно-ориентированный интерфейс использует традиционную модель взаимодействия с пользователем, которая основана на понятиях «процедура» и «операция» [2, 27 c]. Процедурно-ориентированный интерфейс:

• обеспечивает пользователя функциями, необходимыми для выполнения задач;
• делает акцент на задачи;
• приложения, окна или операции представляются в виде пиктограмм;
• содержание папок и справочников отражается с помощью таблицы-списка.

Примитивный интерфейс организует взаимодействие с пользователем в консольном режиме.

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) [17, 14 c.]. Это не только экран, который видит пользователь. К этим элементам относятся [8, 98-99 c.]:

• 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.

---

Интерфейс со свободной навигацией (графический интерфейс) обеспечивает интерактивное взаимодействие с ПО, визуальную обратную связь с пользователем и возможность прямого управления объектом (кнопки, индикаторы, строка состояния). Интерфейс обеспечивает возможность выполнения любых допустимых в конкретном состоянии операций, доступ к которым возможен через различные интерфейсные компоненты («горячие» клавиши и т.д.) [8, 133 c.].

Объектно-ориентированные интерфейсы обеспечивают взаимодействие с пользователем, ориентированное на манипулирование объектами предметной области. Объектно-ориентированный интерфейс [23]:

• обеспечивает пользователя возможностью взаимодействия с объектами;
• делает акцент на входные данные и результаты;
• объекты представляются в виде пиктограмм;
• объекты визуально размещаются в папках и справочниках.

Рисунок 1. Функции объектно-ориентированных интерфейсов [17, 30 c.]

Эффективность работы означает обеспечение точности, функциональной полноты и завершенности при выполнении производственных заданий на рабочем месте пользователя [23]. Создание пользовательского интерфейса должно быть нацелено на показатели эффективности:

• Точность работы определяется тем, в какой степени произведенный пользователем продукт (результат работы), соответствует предъявленным к нему требованиям. Показатель точности включает процент ошибок, которые совершил пользователь: число ошибок набора, варианты ложных путей или ответвлений, число неправильных обращений к данным, запросов и пр.
• Функциональная полнота интерфейса отражает степень использования первичных и обработанных данных, списка необходимых процедур обработки или отчетов, число пропущенных технологических операций или этапов при выполнении поставленной пользователю задачи [8, 132-133 c.]. Этот показатель может определяться через процент применения отдельных функций в РМ [16, 68 c.].
• Завершенность работы над ПИ описывает степень исполнения производственной задачи средним пользователем за определенный срок или период, долю (или длину очереди) неудовлетворенных (необработанных) заявок, процент продукции, находящейся на промежуточной стадии готовности, а также число пользователей, которые выполнили задание в фиксированные сроки [2, 33-34 c.].

---

Глава 2. Эволюция дизайна построения программных интерфейсов

Большинству интерфейсов популярных ныне операционных систем свойственно интуитивно-понятное графическое оформление с использованием визуальных эффектов, однако так было не всегда [8, 120 c.]. С точки зрения современного пользователя первые GUI были довольно примитивны, хотя, нужно отдать им должное, это не всегда означало отсутствие качественного по тем временам юзабилити.

Традиционно годом рождения GUI принято считать 1973, именно тогда на свет появился первый в полном смысле этого слова персональный компьютер Xerox Alto, в котором использовался графический интерфейс, но было бы несправедливо при этом не упомянуть о его более ранних предшественниках. В 1962 году учёным Айвеном Сазерлендом была создана программа, которую можно считать первым прообразом графических редакторов [21].

Рисунок 2. Графический интерфейс Sketchpad

Называлась она Sketchpad и позволяла рисовать на экране фигуры световым пером [21]. Спустя шесть лет учёными Стэндфордского института была представлена первая использующая графический интерфейс компьютерная система oN-Line System, в которой уже тогда был заложен концепт современных окон, мышки и гипертекстовых ссылок [5, 49 c.]. Но oN-Line System была скорее демонстрацией технических возможностей того времени, оставаясь при этом весьма примитивной.

Родоначальником всех ныне существующих графических интерфейсов правильнее считать GUI, разработанный в рамках проекта Xerox Alto — первого персонального компьютера, созданного в 1973 году. Оболочка Xerox Alto была очень проста, но уже тогда в ней присутствовали меню, кнопки и примитивные окна. Был в ней и курсор мыши с присущими ему функциями выделения, копирования и вставки [24].

Рисунок 3. Пользовательская оболочка Xerox Alto

В 1981 году появляется новая система под названием Xerox Star, основанная на той же Xerox Alto, но с более совершенным функционалом и графическим интерфейсом. Возможно, вы будете удивлены, но рабочий стол Xerox Star мало чем отличался от нынешних десктопов, если, конечно, не брать в расчёт визуальные эффекты. В его основе лежит тот же принцип использования ярлыков для запуска файлов и перехода по каталогам файловой системы [12, 50 c.].

Xerox Star была не единственной на то время операционной системой. В начале 80-х годов свои разработки миру представили компании Apple и Microsoft. Понимая всё значение GUI, но не имея достаточно времени для создания оригинальных оболочек для своих систем, разработчики обеих компаний позаимствовали идеи Xerox Lab, что впоследствии даже привело к конфликту между Стивом Джобсом и Биллом Гейтсом. Джобс обвинил Гейтса в плагиате, что тот, якобы, скопировал интерфейс с Macintosh [14].

---