книги из ГПНТБ / Чачко А. Человек за пультом (Очерки антропотехники)

ком данной блок-схемы может оказаться целая блок-схема низшего уровня. Например, в нашей схеме, как Иона во чреве кита, живет стандартная подпрограмма «Линейное программирование». Эта подпрограмма, пожалуй, больше нашей — кит оказался во чреве Ионы.

Из блок-схемы образуются протоколы диалога, стоит лишь указать направления движения на развилках, вы­ брать ветвь «да» или ветвь «нет», когда требуется, и про­ следить последствия выбора. Все возможные протоколы скрыты, заморожены в блок-схеме.

Кроме шагов, рационально выделить в блок-схеме более крупные единицы диалога — этапы. Их в ПРОКРУСТЕ двенадцать. Шаги внутри этапа тесно связаны между со­ бой общей целью, поэтому в нашей схеме попадаются и одношаговые, и двухшаговые, и трехшаговые этапы.

Но блок-схема — не только номерованное описание хода взаимодействия. В ней, обратите внимание, есть еще две графы: «форма отображения информации» и «тип дей­ ствий».

Начнем е формы отображения. В ПРОКРУСТЕ ввод данных в машину происходит только двумя способами: посредством АЛГОЛ*-реплик и двоичных команд. Треть­ его не дано.

АЛГОЛ* — третий язык взаимодействия, который об­ суждается в этой книге. Если два других — ЯЗОН и АНИ­ МАТОР — сделаны для узкой области применения, только на случай управления энергоблоком или рисования мульт­ фильмов, то АЛГОЛ (без звездочки!) — язык широкого профиля, самый распространенный в нашей стране язык программирования. На нем пишут сложные программы. Цифровая машина, «понимающая» АЛГОЛ, вооружена транслятором — специальной программой-переводчиком на язык машинных команд. АЛГОЛ-программы пишут зара­ нее, готовят впрок.

309

Перфорируют их на картах. Вводят в ЦВМ, трансли­ руют и отлаживают целиком. А решения получают еще когда-нибудь, но мере надобности.

Как мраморный дворец не может служить переносным жильем для туриста, так канонический АЛГОЛ не подхо­ дит для непосредственного взаимодействия, для диалога человек — машина.

АЛГОЛ, мы уже сказали, самый распространенный язык для связи человека с ЦВМ. Его знают многие, к не­ му привыкли многие. Используя алгольные конструкции в диалоге, мы здорово расширили бы круг готовых опера­ торов, сняли бы проблему переучивания, столь болезнен­ ную для людей.

Быть может, в мраморном дворце найдется подходя­ щее помещение. Быть может, удастся выделить в АЛГОЛЕ оперативное подмножество, набор простых средств, при­ годных для диалога?

Да, это удалось сделать и для европейского АЛГОЛА и для любимца американских программистов — ФОРТ­ РАНА. Созданы оперативные подмножества языков про­ граммирования, построены переводчики «реплика за реп­ ликой», интерпретаторы, известные уже нам по ЯЗОНУ.

В программе ПРОКРУСТ ввод данных происходит на оперативном АЛГОЛЕ (обозначен АЛГОЛ*). Мы видели уже АЛГОЛ*-реплику, посредством которой эксперимен­ татор ввел в ЦВМ данные опытов.

Подобные АЛГОЛ*-реплики подает экспериментатор на 5, 9 и 16-м шагах диалога, пользуясь двумя группами клавишей. Алгольная группа усеяна клавишами, на го­ ловках которых выгравированы d o , f o r , s t e p , u n t i l , *,: = , + , —, X, /, t и т. д. Цифробуквенная группа напоминает клавиатуру пишущей машинки.

Кроме АЛГОЛ*-реплик, для ввода в ПРОКРУСТЕ используются двоичные команды. Пришел черед рассмот­

310

реть и их. Двоичные команды подтверждают или отри­ цают правильность «восприятия» машиной АЛГОЛ*-реп- лик. Такова их роль на шагах 3, 7, 11 и 18 диалога. Значит, все эти шаги могут обслужить две ф у н к ц и о н а л ь н ы е к л а в и ш и : одна с гравировкой «Да», другая — «Нет» и с общей надписью «Проверка правильности ввода».

Двоичные команды встречаются также на этапах оце­ нок: потребности в ограничениях — шаг 8, необходимости частичной очистки экрана — шаг 15, качества аппрокси­ мации — шаги 14 и 19, анализа таблиц — шаг 22. Здесь тоже достаточно двух функциональных клавишей «Да»

и «Нет» с общим заголовком «Оценка ситуации». Наконец,

вблок-схеме встречается команда «Регистрация» — ей соответствует особая клавиша.

Выходит, что от двух полей клавиатуры — алгольного и буквенноцифррвого — отмежевывается третье: функцио­ нальное поле. На нем, кроме пятерки уже названных, рас­

уступает соседним полям, а по важности, пожалуй, пре­ восходит их. Это поле определяет весь ход диалога.

Разрешены только две формы ввода информации в ма­ шину — АЛГОЛ*-реплики и двоичные команды. Как же отвечает на них ПРОКРУСТ? Вывод данных для проверки программа осуществляет на «естественном» языке. Напри­ мер, на втором шаге диалога ПРОКРУСТ отображает на экране таблицу, на 6-м и 10-м шагах — формулы в обыч­ ной математической записи. На 17-м шаге программа, слов не тратя попустому, отвечает действием — стирает с экра­ на лишние линии.

ПРОКРУСТ сменяет одну форму отображения другой, если этого требует контекст дальнейших преобразований.

311

отображения), ПРОКРУСТ наносит те же д а н н ы е на график, а таблицу стирает. Шаг 4 позволяет человеку рабо­ тать дальше в графической форме. Программа накапли­ вает кривые на одном графике (шаг 13) и таблицы — в одном кадре с графиком (шаг 21). В целом малая язы­ ковая подсистема, на базе которой возникают ответы ПРО­ КРУСТА, улучшает качество взаимодействия.

Блок-схема диалога содержит еще одну, последнюю графу, где указан тип действий, если соответствующий шаг выполняется человеком, либо тип программы, если дело поручено машине. Очень важная и показательная графа!

Приглядимся к шагам человека. Встречаются два вида операций: простые и концептуальные. «Простыми» мы назвали действия человека, последовательность которых четко определена, а план выполнения заранее известен до деталей. В инженерной психологии такие операции име­ нуют «программными», но у нас термин «программа» и его производные занят уже дважды — для программирования машинного и для программирования математического.

В блок-схеме ПРОКРУСТА из пятнадцати шагов чело­ века — семь простых. В их числе все шаги ввода данных и проверки правильности ввода, а также шаги вызова ин­ формации па экран либо на регистрацию.

Восемь шагов человека — не простые, а концептуаль­ ные. Латинское «сопсерШэ» означает «мысль», «представ­ ление». Первый же из концептуальных шагов (в блоксхеме он имеет номер 5) подвигает человека на открытие: нужно изобрести аппроксимирующий многочлен.

Когда ПРОКРУСТ показывает экспериментатору гра­ фик с «крестиками», он бросает человеку вызов: как одо­ леешь ты эту нестройность? что можешь предложить гар­

моничное?

Роберт Эйрес, крупный современный физик и матема­

312

тик, специалист по программированию, который сам много аппроксимировал и много думал об аппроксимации, назвал ее «подгонкой смирительной рубашки к данным». По Эйресу человек производит подбор формы кривой, «руковод­ ствуясь скорее всего тем, чтобы выбранная кривая обла­ дала следующими тремя свойствами: морфологической простотой, гладкость и симметрией. Так как три упомя­ нутых выше эстетических принципа не определяют кри­ вую однозначно, то зачастую при этом приходится учиты­ вать еще одно требование — требование математической простоты. Это означает, что при прочих равных условиях мы будем стараться описать имеющиеся эмпирические данные с помощью хорошо знакомых стандартных функ­ ций, таких, как экспоненциальная, квадратичная или ло­ гарифмическая. В случае необходимости использовать периодическую функцию мы, естественно, в первую оче­ редь попытаемся применить синусоидальную или косину­ соидальную функцию. В ряде случаев наличие значи­ тельного элемента случайности наводит на мысль о воз­ можности применения функций нормального (гауссова) или логарифмически нормального распределений».

А если первая попытка оказалась неудовлетворитель­ ной, как человек учитывает свой опыт, как, например, он сужает область определения «весов» многочлена? Психо­ логи считают, что в мозгу оператора складывается концеп­ туальная модель объекта. Альфред Чапанис, выдвигая понятие концептуальной модели, определил ее как «зна­ ние существенных свойств объекта и главных взаимосвя­ зей между свойствами».

Концептуальная модель является динамической — че­ ловек предвосхищает последствия, к которым ведет изме­ нение того или иного параметра. Более того, оператору известна чувствительность модели к возмущениям, по крайней мере, ее наиболее чувствительные точки. Раз^м-

313

ное сужение области определения «весов» есть результат знания чувствительности аппроксимирующего полинома.

Подробно изучая программу ПРОКРУСТ, мы не только пополняли свой арсенал человеко-машинных процедур, но и знакомились с ходом проектирования таких процедур, с проектированием деятельности, с детальным разделени­ ем функций между человеком и машиной, с выбором опти­ мальных для данной процедуры гипертекстов.

Зная каковы гипертексты, инженер подбирает подходя­ щий к случаю терминал. Для АНИМАТОРА — дисплей с ЭЛТ, световым карандашом и своеобразной клавиатурой, сочетающийся с устройством фильмопечати. Для ПРОК­ РУСТА — тоже дисплей, но без светового карандаша, с клавиатурой попроще и с совсем простым печатающим устройством: ПРОКРУСТ печатает не кинофильмы, а ито­ говые бланки — формулу, таблицу и график, притом де­ лает это неспешно.

Терминалы ДОКТОРА, ЛЕТЧИКА, ПЕРЕВОДЧИКА, УЧИТЕЛЯ, АНИМАТОРА относятся к числу пассивных абонентских пультов: принимают данные с линии связи, воспроизводят и регенерируют их, собирают команды опе­ ратора, концентрируют и передают их в линию. Американ­ ские инженеры называют пассивные пульты более опре­ деленно — глупыми (dumb).

Глупым терминалам противопоставляются сообрази­ тельные" (smart) пульты; у нас привился более осторож­ ный термин — активные оконечные устройства. Граница между активным и пассивным терминалами не опреде­ ляется сложностью изображения. Графический дисплей, который мы называли Ильей Муромцем индикационного мира, может оказаться пассивным терминалом, если его процессор «занят» только гипертекстами, световым каран­ дашом да клавишами, если любые вычисления за него должна производить вычислительная система.

314

Активность — способность индикационного процессо­ ра решать задачи абонента без обращения к вычислитель­ ной системе. Конечно, не все задачи — только относитель­ но простые и часто встречающиеся. Сложные и редкие остаются в ведении вычислительной системы.

СТАТИСТИК и ПРОКРУСТ под силу активному тер­ миналу, из чего не вытекает, что их обязательно загружать в активный терминал. Чтобы объяснить, почему не выте­ кает, познакомимся еще с одним оператором — с бухгал­ тером небольшого завода. Передовой бухгалтер совершает текущие расчеты с помощью активного терминала, в ре­ жиме диалога с терминалом. Кончается рабочий день, бухгалтер уходит отдыхать. А терминал остается в деле: сортирует накопленные за день данные.

Ночью, когда линии связи и вычислительная система не загружены, терминал передает эти данные в сис­ тему, система проводит их тщательный анализ и балан­ сирование. Результаты возвращаются на терминал и ждут утра, чтобы бухгалтер осмыслил их на свежую голову.

Активный терминал позволяет абоненту расширять библиотеку своих программ и помогает обращаться к про­ граммам системным. Активный терминал — орудие для рачительйого хозяина. Манилов полностью положился бы на огромные возможности центральной вычислительной системы и обращался бы из Маниловки в Москву за кая<- дым пустяком; Манилову активный терминал ни к чему. И Плюшкину ни к чему — вон пылится ламповая ЦВМ, так и не включенная в работу. Активный терминал — для делового абонента, который отлично знает, какие' програм­ мы выгодно сработать самому, а услуги каких — купить у вычислительной системы.

Следовательно, СТАТИСТИКУ или ПРОКРУСТУ над­ лежит быть абонентской программой, если абонент зани­

315

317