Контрольные вопросы

1. Дайте определение автоматизированного производства и автоматизированного рабочего места.

2. Перечислите виды информационных технологий, наиболее часто используемых в сфере бизнеса.

3. Опишите информационную технологию управления. Какие задачи она решает?

4. Что представляет собой офисная информационная технология? Что является ее целью? Какие информационные технологии при этом используются?

5. Опишите информационную технологию поддержки принятия решений, ее цели, особенности, отличие от других информационных технологий.

6. Опишите классы поддержки принятия решений.

7. Опишите информационную технологию экспертных систем, ее цели, особенности, отличие от других информационных технологий. Что понимается под искусственным интеллектом?

8. По каким классификационным признакам группируются информационные технологии?

9. В чем состоит цель внедрения АРМ?

10. Какие виды обеспечения используются при проектировании АРМ?

4. Стандарты пользовательского интерфейса информационных технологий

4.1. Пользовательский интерфейс и его виды

В условиях использования компьютерных информационных технологий актуальны вопросы организации взаимодействия человека с техническими и программными средствами.

Такое взаимодействие обеспечивает пользовательский интерфейс.

Интерфейс с общих позиций определяется как определенная стандартами граница раздела двух систем, устройств или программ. Или интерфейс (interface) - определенные стандартом правила взаимодействия пользователей, устройств, программ.

Интерфейсы определяются для любых пар: пользователь-пользователь, устройство-устройство, пользователь-устройство и т. д. Задачей интерфейса является определение и реализация параметров, процедур и характеристик взаимодействия любых партнеров.

Применительно к информационным технологиям интерфейс - совокупность средств и правил, обеспечивающих взаимодействие устройств, программ.

Интерфейс пользователя (пользовательский интерфейс) - элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением. Или интерфейс пользователя (user interface) -интерфейс, определяющий процедуры взаимодействия пользователя с информационной сетью или информационной системой.

Пользовательский интерфейс включает три основных компонента:

- общение приложения с пользователем;

- общение пользователя с приложением;

- язык общения.

Язык общения определяется разработчиком программного приложения. Свойствами интерфейса являются: конкретность и наглядность.

Для эффективного взаимодействия конечных пользователей с вычислительной системой новые информационные технологии опираются на принципиально иную организацию интерфейса пользователей с вычислительной системой, основанную на принципах дружественного интерфейса:

- обеспечение права пользователя на ошибку благодаря защите информационно-вычислительных ресурсов системы от непрофессиональных действий на компьютере;

- наличие широкого набора иерархических меню, системы подсказок и обучения и т.п., облегчающих процесс взаимодействия пользователя с компьютером;

- наличие системы «отката», позволяющей при выполнении регламентированного действия, последствия которого по каким-либо причинам не удовлетворили пользователя, вернуться к предыдущему состоянию системы.

Одной из важных функций интерфейса является формирование у пользователя одинаковой реакции на одинаковые действия приложений, их согласованность.

Согласование интерфейса должно быть выполнено в трех аспектах:

- физический, который относится к техническим средствам;

- синтаксический, который определяет последовательность и порядок появления элементов на экране (язык общения) и последовательность запросов (язык действий);

- семантический, который обусловлен значениями элементов, составляющих интерфейс.

Согласованность интерфейса экономит время пользователя и разработчика. Для пользователя уменьшается время изучения, а затем использования системы, сокращается число ошибок, появляется чувство комфортности и уверенности.

Разработчику согласованный интерфейс позволяет выделить общие блоки интерфейса, стандартизировать отдельные элементы и правила взаимодействия с ними, сократить время проектирования новой системы.

С точки зрения пользователя операционная система формирует удобный пользовательский интерфейс, программное окружение, на фоне которого выполняется разработка и осуществляется исполнение прикладной программы пользователя.

Здесь пользовательский интерфейс можно рассматривать как командный язык для управления функционированием компьютера и набор сервисных услуг, освобождающих пользователя от выполнения рутинных операций. Интерфейс пользователя — элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением. В том числе:

- средства отображения информации, отображаемая информация, форматы и коды;

- командные режимы, язык пользователь-интерфейс;

- 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.

В зависимости от типа пользовательского интерфейса информационные технологии имеют соответствующую классификацию (рис. 22).

Рисунок 22. Классификация информационных технологий по типу пользовательского интерфейса

При этом выделяется системный и прикладной интерфейс.

Прикладной интерфейс связан с реализацией некоторых функциональных информационных технологий.

Системный интерфейс — это набор приемов взаимодействия с компьютером, который реализуется операционной системой или ее надстройкой.

Кратко охарактеризуем основные типы пользовательского интерфейса: командный, WIMP (графический), SILK (речевой).

Командный интерфейс

Командный интерфейс (текстовый) — самый простой. Он обеспечивает выдачу на экран системного приглашения для ввода команды. Например, в операционной системе MS-DOS приглашение выглядит как С:\>, а в операционной системе UNIX — это обычно знак доллара.

То есть в командном интерфейсе нужная пользователю информация представлена в виде текста, изображенного на экране. В соответствии с этим интерфейсом пользователь работал непосредственно с операционной системой и пользовался только ее услугами. Все операции осуществлялись вводом команд с клавиатуры

Некогда ранее распространенный командный интерфейс имеет ряд существенных недостатков с точки зрения пользователя: многочисленность команд, необходимость хорошего знания операционной системы, отсутствие стандарта для приложений и т.д. Все это что ограничивает круг его применения. Поэтому с ростом сложности решаемых задач неудобства такого интерфейса стали очевидны.

Для преодоления недостатков были предприняты попытки упрощения командного интерфейса. Так появились специальные программные оболочки, облегчающие общение пользователя с операционной системой (программа Norton Commander и др.).

Настоящим же решением проблемы стало создание и внедрение графической оболочки для операционной системы.

WIMP-интерфейс

WIMP-интерфейс расшифровывается как Windows (окно) Image (образ) Menu (меню) Pointer (указатель).

При использовании WIMP-интерфейса на экране высвечивается окно, содержащее образы программ и меню действий. Для выбора одного из них используется указатель.

В настоящее время практически все распространенные операционные системы предоставляют для своей работы графический интерфейс WIMP, использующий указательное устройство (например, «мышь»), выбор команд из меню, предоставление программам отдельных окон, использование для обозначения программ образов в виде пиктограмм.

Удобство интерфейса и богатство возможностей делают Windows оптимальной системой для повседневной работы. Приложения, написанные под Windows, используют тот же интерфейс, поэтому его единообразие сводит к минимуму процесс обучения работе с любым приложением Windows.

SILK-интерфейс

SILK-интерфейс расшифровывается как Speech (речь) Image (образ) Language (язык) Knowledge (знание).

При использовании SILK-интерфейса на экране по речевой команде происходит перемещение от одних поисковых образов к другим по смысловым семантическим связям. Говорящая система дает возможность повысить эффективность работы, ибо она:

- указывает пользователю на ошибки в работе и подсказывает пути их устранения;

- сообщает о возникающих ненормальных ситуациях;

- дает справки из информационно-поисковых систем.

Современные операционные системы поддерживают командный, WIMP- и SILK- 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 (social interface). Общественный интерфейс будет включать в себя лучшие решения WIMP- и SILK-интерфейсов.

Предполагается, что при использовании общественного интерфейса не нужно будет разбираться в меню. Экранные образы однозначно укажут дальнейший путь. Перемещение от одних поисковых образов к другим будет проходить по смысловым семантическим связям.

Появилась технология так называемого “живого” интерфейса, которая превращает взаимодействие пользователя с информационной системой в процесс, напоминающий общение людей. Наряду с клавиатурой, для взаимодействия с операционной системой стали использоваться мышь, световое перо, микрофон, динамик, систему шлем-дисплей.

Стали использоваться так называемые табулируемые диалоги. Сущность такого диалога заключается в применении следующего режима. При однократном нажатии клавиши на экран выдается 12÷16 наборов решаемых задач. Пользователь достаточно просто выбирает необходимую задачу и переходит к другой задаче. Кроме этого, пользователь стал работать не непосредственно с операционной системой, а с операционной платформой. Последняя взаимодействует с несколькими операционными системами и предоставляет пользователю услуги не только этих операционных систем, но и свои собственные, являющиеся дополнительными видами услуг.

Наряду с универсальными широко применяются специализированные интерфейсы пользователя. Для массовых случаев это позволяет удешевить системы. Например, интерфейсы для банкоматов, кассовых аппаратов.

Для конечных пользователей требуется создание таких средств и методов общения с вычислительной системой, благодаря которым, не владея профессиональными приемами программирования, они могли удовлетворить свои информационные потребности при взаимодействии с машиной.

Пользователь и компьютер могут взаимодействовать в пакетном и диалоговом режимах.

Пакетный режим был наиболее распространен при централизованной организации решения экономических задач, когда большой удельный вес занимали задачи отчетности о производственно-хозяйственной деятельности экономических объектов разного уровня управления.

Организация вычислительного процесса при пакетном режиме строится без доступа пользователя к ЭВМ. Его функции ограничиваются подготовкой исходных данных по комплексу (пакету) задач и передачей их в центр обработки, содержащий задание для ЭВМ на обработку, программы и нормативно-справочные данные. Пакет вводится в ЭВМ и реализуется в автоматическом режиме в соответствии с приоритетами задач без участия пользователя, что позволяет минимизировать время выполнения заданного набора задач. При этом работа ЭВМ может проходить в однопрограммном или многопрограммном режиме, что предпочтительнее, так как обеспечивается параллельная работа основных устройств машины. В настоящее время пакетный режим реализуется применительно к электронной почте и формированию регулярной отчетности.

Большинство программных продуктов, особенно прикладного характера, ориентированных на конечного пользователя, работают в диалоговом режиме взаимодействия с пользователем таким образом, что ведется обмен сообщениями, влияющими на обработку данных. При этом прием, обработка и выдача сообщений происходит в реальном времени. Диалог может быть парным, когда число его участников равно двум, и множественным – при большем числе участников.

Диалоговый режим взаимодействия пользователя и ЭВМ обеспечивает возможность оперативного вмешательства человека в процесс обработки информации на ЭВМ. На практике часто можно наблюдать совместное использование режимов, помогающее за счет их частных преимуществ организовать более эффективную технологию решения задач на ЭВМ.

В диалоговом режиме под воздействием пользователя осуществляются запуск функций (методов) обработки, изменение свойств объектов, производится настройка параметров выдачи информации на печать и т.п.

Понимание при диалоге достигается наличием единой системы языковых знаков и кодов, из которых формируются сообщения. Общие знания и умения у партнеров диалога обеспечивают эффективное понимание друг друга.

Системы, поддерживающие диалоговые процессы, классифицируются на:

- системы с жестким сценарием диалога – стандартизированное представление информации обмена;

- дескрипторные системы – формат ключевых слов сообщений;

- тезаурусные системы – семантическая сеть дескрипторов, образующих словарь системы (аналог – гипертекстовые системы);

- системы с языком деловой прозы – представление сообщений на языке, естественном для профессионального пользования.

Наиболее просты для реализации и распространены диалоговые системы с жестким сценарием диалога, которые представлены в виде:

- меню – диалог инициируется программой; пользователю предлагается выбор альтернативы функций обработки из фиксированного перечня; предоставляемое меню может быть иерархическим и содержать вложенные подменю следующего уровня;

- действия запрос – ответ – фиксирован перечень возможных значений, выбираемых из списка, или ответы типа Да/Нет;

- запрос по формату – с помощью ключевых слов, фраз или путем заполнения экранной формы с регламентированным по составу и структуре набором реквизитов осуществляется подготовка сообщений.

Диалоговый процесс управляется согласно созданному сценарию, для которого определяются:

- точки (момент, условие) начала диалога;

- инициатор диалога – человек или программный продукт;

- параметры и содержание диалога – сообщения, состав и структура меню, экранные формы и т.п.

- реакция программного продукта на завершение диалога.

Описание сценария диалога выполняют:

- блок-схема, в которой предусмотрены блоки выдачи сообщений и обработки полученных ответов;

- ориентированный граф, вершины которого – сообщения и выполняемые действия, дуги – связь сообщений; словесное описание;

- специализированные объектно-ориентированные языки построения сценариев.

Для создания диалоговых процессов и интерфейса конечного пользователя наиболее подходят объектно-ориентированные инструментальные средства разработки программ.

В составе инструментальных средств СУБД содержатся построителя меню, с помощью которых создается ориентированная на конечного пользователя совокупность режимов и команд в виде главного меню и вложенных подменю. Конструктор экранных форм СУБД используется для разработки форматов экранного ввода и редактирования данных базы данных и входной информации, управляющей работой программного продукта.

В ряде СУБД и электронных таблиц, текстовых редакторов существуют различные типы диалоговых окон, содержащих разнообразные объекты управления:

- тексты сообщения;

- поля ввода информации пользователя;

- списки возможных альтернатив для выбора;

- кнопки и т.п.

В среде электронных таблиц и текстовых редакторов имеются возможности настройки главных меню (удаление ненужных, добавление новых режимов и команд), создания системы подсказок с помощью встроенных средств и языков программирования.

Эксплуатационные характеристики диалоговых систем должны удовлетворять следующим требованиям:

- легкая адаптация пользователя к системе;

- единообразие вычислительных, логических процедур и терминологии;

- снабжение пользователя справочной информацией и необходимыми инструкциями, выводимыми на экран видеотерминала или печатающее устройство с указанием моментов получения помощи от ЭВМ или необходимости проведения ответных действий;

- использование кратких форм диалога;

- наличие защитных средств информации в системе, реализуемых операционными системами и специальными программами.

Графический интерфейс пользователя (Graphics User Interface – GUI) – ГИП является обязательным компонентом большинства современных программных продуктов, ориентированных на работу конечного пользователя. К графическому интерфейсу пользователя предъявляются высокие требования как с чисто инженерной, так и с художественной стороны разработки, при его разработке ориентируются на возможности человека.

Наиболее часто графический интерфейс реализуется в интерактивном режиме работы пользователя для программных продуктов, функционирующих в среде Windows, и строится в виде системы спускающихся меню с использованием в качестве средства манипуляции мыши и клавиатуры. Работа пользователя осуществляется с экранными формами, содержащими объекты управления, панели инструментов с пиктограммами режимов и команд обработки.

Например, средствами редактора диалогов Microsoft Word Dialog Editor построено диалоговое окно, обеспечивающее графический интерфейс пользователя (рис. 23).

Рисунок 23. Редактор диалогов Microsoft Word Dialog Editor

К числу типовых объектов управления графического интерфейса относятся:

• Метка (label) – постоянный текст, не подлежащий изменению при работе пользователя с экранной формой (например, слова Фамилия Имя отчество);

• Текстовое окно (text box) – используется для ввода информации произвольного вида, отображения хранимой информации в базе данных (например, для ввода фамилии студента);

• Рамка (frame) – объединение объектов управления в группу по функциональному или другому признаку (например, для изменения их параметров);

• Командная кнопка (command button) – обеспечивает передачу управляющего воздействия, например, кнопки «Cancel», «ОК», «Отмена»; выбор режима обработки типа «Ввод», «Удаление», «Редактирование», «Выход» и др.;

• Кнопка-переключатель (option button) – для альтернативного выбора кнопки из группы однотипных кнопок (например, семейное положение);

• Помеченная кнопка (check button) – для аддитивного выбора нескольких кнопок из группы однотипных кнопок (например, факультатив для посещения);

• Окно-список (list box) – содержит список альтернативных значений для выбора (например, спортивная секция);

• Комбинированное окно (combo box) – объединяет возможности окна-списка и текстового окна (например, «Предметы по выбору» - можно указать новый предмет или выбрать один из предполагаемого списка);

• Линейка горизонтальной прокрутки – для быстрого перемещения внутри длинного списка или текста по горизонтали;

• Линейка вертикальной прокрутки – для быстрого перемещения внутри длинного списка или текста по вертикали;

• Окно-список каталогов;

• Окно-список накопителей;

• Окно-список файлов и др.

Стандартный графический интерфейс пользователя должен отвечать ряду требований:

- поддерживать информационную технологию работы пользователя с программным продуктом – содержать привычные и понятные пользователю пункты меню, соответствующие функциям обработки, расположенные в естественной последовательности использования;

- ориентироваться на конечного пользователя, который общается с программой на внешнем уровне взаимодействия;

- удовлетворять правилу «шести» - в одну линейку меню включать не более 6 понятий, каждое из которых содержит не более 6 опций;

- графические объекты сохраняют свое стандартизованное назначение и по возможности местоположение на экране.

Рассмотрим некоторые приемы по разработке графического пользовательского интерфейса.

Панель приложения обычно разделяют на три части:

- меню действий;

- тело панели;

- область функциональных клавиш.

Преимущество использования меню действий (и выпадающего меню) заключается в том, что эти действия наглядны и могут быть запрошены пользователем установкой курсора, функциональной клавишей, вводом команды либо каким-то другим простым способом.

Тело панели содержит элементы:

- разделители областей;

- идентификатор и заголовок панели;

- инструкцию;

- заголовки столбца, группы, поля;

- указатель протяжки;

- области сообщений и команд;

- поля ввода и выбора.

Область функциональных клавиш — необязательная часть, показывающая соответствие клавиш и действий, которые выполняются при их нажатии. В области функциональных клавиш отображаются только те действия, которые доступны на текущей панели.

Для указания текущей позиции на панели используется курсор выбора. Для более быстрого взаимодействия можно предусмотреть функциональные клавиши, номер объекта выбора, команду или мнемонику.

Разбивка панели на области основана на принципе «объект – действие».

Этот принцип разрешает пользователю сначала выбрать объект, затем произвести действия с этим объектом, что минимизирует число режимов, упрощает и ускоряет обучение работе с приложениями и создает для пользователя комфорт.

Если панель располагается в отдельной ограниченной части экрана, то она называется окном, которое может быть первичным или вторичным.

В первичном окне начинается диалог, и если в приложении не нужно создавать другие окна, окном считается весь экран.

Первичное окно может содержать столько панелей, сколько нужно для ведения диалога.

Вторичные же окна вызываются из первичных. В них пользователь ведет диалог параллельно с первичным окном. Часто вторичные окна используются для подсказки.

Первичные и вторичные окна имеют заголовок в верхней части окна.

Пользователь может переключаться из первичного окна во вторичное и наоборот.

Существует также понятие «всплывающие окна», которые позволяют улучшить диалог пользователя с приложением, ведущийся из первичного или вторичного окна.

Рассмотрим кратко принципы проектирования диалогов. Когда пользователь и ЭВМ обмениваются сообщениями, диалог движется по одному из путей приложения, т.е. пользователь перемещается по приложению, выполняя конкретные действия.

Путь, по которому движется диалог, называют навигацией.

Он может быть изображен в виде графа, где узлы - действия, дуги - переходы.

Диалог состоит из двух частей: запросов на обработку информации и навигации по приложению.

Часть запросов на обработку и навигацию является унифицированной.

Унифицированные действия диалога - это действия, имеющие одинаковый смысл во всех приложениях.

Некоторые унифицированные действия могут быть запрошены из выпадающего меню посредством действия «команда» функциональной клавишей.

К унифицированным действиям диалога относятся:

- «отказ»;

- «команда»;

- «ввод»;

- «выход»;

- «подсказка»;

- «регенерация»;

- «извлечение»;

- «идентификаторы»;

- «клавиши»;

- «справка».

При оценивании информационных технологий в качестве критериев используют также оценки пользовательского интерфейса. Так, в качестве показателя рассматривают эффективность как критерий функциональности интерфейса, а соответствие пользовательским требованиям - критерий эргономичности.