Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы разработки информационных систем. Учебное пособие.pdf
ны инициализироваться одинаковыми клавишами. Например, переход в предыдущее состояние или отказ от предложения во всех ветвях программы всегда
осуществляется нажатием клавиши Esc, выход из программы – F10 и т.д.
Программный продукт должен принимать любой ввод данных пользователем. Если данные не те, какие система считает приемлемым, он всё равно
должен принять их, чтобы информировать пользователя и обрабатывать их
соответствующим образом.
Старайтесь, чтобы каждое из сообщений, введённое пользователем, выдавало какое-либо уведомление. Без этого пользователь может сомневаться,
было ли набрано сообщение, и попытаться повторить ввод, что может привести к ошибочным ситуациям.
Дизайн программного продукта должен позволять пользователю в любое время работы системы закончить работу или перейти к предыдущему
состоянию.
Ошибки пользователя должны быть обнаружены немедленно.
Не пытайтесь исправить сообщение «вводимые данные пользователем».
Например, в медицинской информационной системе пользователь случайно нажимает на лишнюю клавишу, вследствие чего входное сообщение
принимает вид «Рэтиловый спирт» вместо входного сообщения «Этиловый
спирт». Система исправляет: «Метиловый спирт». Известно, что этиловый
спирт опьяняет, а метиловый спирт убивает.
ыходные данные должны выдаваться в требуемой форме и обязательно
В
прокомментироваными. Нельзя, например, выдавать их в виде числа или
набора цифр. Анкетные данные сотрудника фирмы, например, лучше вывести в привычном для инспектора отдела кадров виде – анкетной карточки и
пр.
5.1. РАЗРАБОТКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ
На ранних этапах развития компьютерных технологий пользовательского интерфейса пользовательский интерфейс рассматривается как средство
человеческого общения с операционной системой и был весьма примитивным в виде командной строки. Она в основном позволяет запускать программу – задание на выполнение, чтобы соединиться со своими конкретными
данными и для выполнения определённых операций по техническому обслуживанию вычислительной установки; с течением времени – улучшение аппаратных средств открыло возможность создания интерактивного программного обеспечения с помощью специальных пользовательских интерфейсов,
предназначенных для непрофессиональных пользователей.
Пользовательский интерфейс представляет собой совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя программы с компьютером. Основу такого взаимодействия составляют
диалоги.
51
Под диалогом понимают регламентированный обмен информацией между человеком и компьютером (программным обеспечением), осуществляемый в реальном масштабе времени и направленный на совместное решение
конкретных задач: обмен информацией между пользователем и компьютером
и координация их действий.
Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода-вывода, которые
физически обеспечивают связь между пользователем программного обеспечения и компьютером.
Обмен информацией межд
у пользователем и компьютером осуществля-
ется с помощью передачи сообщений и управляющих сигналов (рис. 5.1).
Сообщение – это определённая порция информации в диалоговом обмене человека и компьютера.
Различают:
• входные сообщения, которые генерируются человеком с помощью
средств ввода (клавиатуры, манипуляторов, например «мыши» и т.п.);
• выходные соо
бщения, которые генерируются компьютером в виде
текстов, звуковых сигналов и/или изображений и выводятся пользователю на
экран монитора или другие устройства вывода информации.
Пользователь в основном генерирует сообщения следующих типов: запрос информации, запрос помощи, запрос операции или функции, ввод или
изменение информации, выбор поля кадра и т.д.
В ответ он по
лучает: подсказки или справки; информационные сообщения, не требующие ответа; приказы, требующие действий; сообщения об
ошибках, нуждающиеся в ответных действиях; изменение формата кадра и т.д.
Различают процедурно-ориентированный и объектно-ориентированный
подходы к разработке интерфейсов.
Процедурно-ориентированные интерфейсы используют традиционную
модель взаимодействия программного обеспечения с пользователем, основанную на понятиях «п
роцедура» и «операция».
В этой модели программное обеспечение предоставляет пользователю
возможность выполнять определённые действия, для которых пользователь
определяет соответствующие данные и итогом которых является получение
желаемых результатов.
Рис. 5.1. Схема организации взаимодействия компьютера и пользователя
52
Объектно-ориентированные интерфейсы используют несколько иную
модель взаимодействия программного обеспечения с его пользователем, ориентированную на манипулирование объектами в некоторой предметной области.
В этой модели пользователь может непосредственно взаимодействовать
с каждым объектом системы и инициировать некоторые из программного
обеспечения операции, которые связывают несколько объектов.
Задача пользователя в этом случае формулируется как целевое направленное изменение какого-либо объекта, который имеет свою внутреннюю
структуру, определённое содержание и внешнее символическое или графическое представление. Объект, таким образом, понимается в широком смысле
этого слова, например модель реальной системы или процесса, базы данных,
текста и т.д.
Программное обеспечение предоставляет пользователю возможность
создавать объекты, изменять их параметры и отношения к другим объектам,
а также инициировать взаимодействие этих объектов.
Элементы интерфейсов данного типа, как правило, уже включены в пользовательский интерфейс Windows, что значительно облегчает построение
последнего (рис. 5.2).
Например, пользователь может «взять» файл в одной папке и «пер
еместить» его в другую папку. Таким образом он инициирует выполнение операции перемещения или копирования файла.
Различают процедурно-ориентированные интерфейсы трёх типов:
1) «примитивные»;
2) меню;
3) со свободной навигацией.
Примитивным называют интерфейс, который организует взаимодействие с пользователем в консольном режиме (чаше всего через командную
строку).
Обычно такой интер
фейс реализует конкретный сценарий работы про-
граммного обеспечения, например:
• ввод данных;
• решение задачи;
• вывод результата.
Рис. 5.2. Типы интерфейсов
53
Подобные интерфейсы в настоящее время используют только в процессе
обучения программированию или в тех случаях, когда вся программа реализует одну функцию, например, в некоторых системных утилитах.
Интерфейс-меню в отличие от примитивного интерфейса позволяет
пользователю выбирать необходимые операции из специального списка, выводимого ему программой. Эти интерфейсы предполагают реализацию множества сценариев раб
оты, последовательность действий в которых определя-
ется пользователем.
Различают одноуровневые, иерархические и контекстные меню.
Одноуровневое меню используется для сравнительно простого управления вычислительным процессом, когда вариантов немного (не более 5 – 7),
и оно включает, как правило, операции одного типа, например «Создать»,
«Открыть», «Закрыть» и т.п.
Иерархическое меню используется при большом к
оличестве вариантов
или при их очевидных различиях, например операции с файлами и операции
с данными, хранящимися в этих файлах.
Интерфейсы данного типа несложно реализовать в рамках структурного
подхода к программированию.
Алгоритм программы с многоуровневым меню обычно строится по
уровням, причём выбор команды на каждом уровне осуществляется так же,
как для о
дноуровневого меню.
Интерфейс-меню предполагает, что программа находится либо в состоянии «Уровень меню», либо в состоянии «Выполнение операции». В состоянии «Уровень меню» осуществляется вывод меню соответствующего
уровня и выбор нужного пункта меню, а в состоянии «Выполнение операции» реализуется сценарий выбранной операции.
Древовидная организация меню предполагает строго ограниченную навигацию: либ
о переходы «вверх» к корню дерева, либо – «вниз» по выбран-
ной ветви.
В условиях ограниченной навигации независимо от варианта реализации
поиск требуемого пункта более чем двух уровневого меню может оказаться
непростой задачей.
В порядке исключения иногда пользователю предоставляется возможность завершения операции независимо от стадии выполнения сценария
и/или п
рограммы, например по нажатию клавиши Esc.
Контекстное меню включает операции, вероятность обращения к которым из данной зоны окна приложения с точки зрения разработчика максимальна. В процессе тестирования «удобства использования» содержание контекстного меню может уточняться. Причём, чтобы облегчить пользователю
поиск нужной операции, целесообразно операции контекстного меню делить
на группы го
ризонтальными линиями.
Интерфейсы со свободной навигацией также называют графическими
пользовательскими интерфейсами (GUI – Graphic User Interface) или интерфейсами WYSIWYG (What You See Is What You Get – «что видишь, то и получишь»). Эти названия подчёркивают, что интерфейсы данного типа ориен-
54
тированы на использование экрана в графическом режиме с высокой разрешающей способностью.
Графические интерфейсы поддерживают концепцию интерактивного
взаимодействия с программным обеспечением, осуществляя визуальную обратную связь с ним и возможность прямого манипулирования объектами и
информацией на экране. Кроме того, интерфейсы данного типа поддерживают концепцию совместимости программ, позволяя перемещать между ними
рмацию (технология OLE).
инфо
В отличие от интерфейса интерфейс-меню с бесплатной навигацией
обеспечивает возможность осуществления любых допустимых в конкретном
состоянии операций и событий, которые могут быть доступны через различные интерфейсные компоненты.
Например, окна программ, реализующих интерфейс Windows, обычно
содержат:
• меню различных типов: ниспадающее, кнопочное, контекстное;
• разного рода компоненты ввода данных.
Существенной особ
енностью интерфейсов данного типа является способность их изменяться в процессе взаимодействия программного обеспечения с пользователем, предлагая выбор только тех операций, которые имеют
смысл в конкретной ситуации.
Интерфейс с бесплатной навигацией реализован с использованием событийно-ориентированного программирования и объектно-ориентированной
библиотеки, которая включает в себя использование визуального п
рограммного обеспечения сред разработки. Кроме того, выбор следующего меню
операций может быть реализован в виде «мыши» и клавиатуры.
Объектно-ориентированные интерфейсы пока представлены только интерфейсами прямого манипулирования. Этот тип интерфейса предполагает, что
взаимодействие пользователя с программным обеспечением осуществляется
посредством выбора и перемещения пиктограмм, соответствующих объектам
предметной области. Для реализации так
их интерфейсов также используют
событийное программирование и объектно-ориентированные библиотеки.
Различают также однодокументные (SDI – Single Document Interface) и
многодокументные (MDI – Multiple Document Interface) интерфейсы.
Однодокументные (или однооконные) интерфейсы организуют работу,
как следует из названия, только с одним документом, например текстом или
рисунком. Чтобы посмотреть другой текст, необходимо запустить ещё одну
копию приложения, что допустимо только в мультипрограммной операцион-
й системе. Такие интерфейсы используют в случаях, когда одновременная
но
работа с несколькими документами маловероятна.
Многодокументные (или многооконные) интерфейсы соответственно
организуют в тех случаях, когда велика вероятность, что пользователю понадобится одновременно работать с несколькими документами. Реализация
этих интерфейсов существенно сложнее, а меню должно предусматривать
специальные операции управления окнами.
55
5.1.1. Критерии оценки интерфейса пользователем
Многочисленные опросы и исследования, проведённые ведущими компаниями в разработке программного обеспечения, показали, что основными
критериями для оценки пользовательских интерфейсов являются:
• простота освоения и запоминания операций системы – конкретно оп-
ределяется время освоения и продолжительность сохранения информации в
памяти;
• скорость достижения результатов при использовании системы –
определяется количеством вводимых или выбираемых мы
шью команд
и настроек;
• субъективная удовлетворённость при эксплуатации системы (удоб-
ство работы, утомляемость и т.д.).
Причём для пользователей-профессионалов, постоянно работающих с
одним и тем же пакетом, на первое место достаточно быстро выходят второй
и третий критерии, а для пользователей-непрофессионалов, работающих с
программным обеспечением периодически и выполняющих сравнительно
несложные за
дачи, – первый и третий.
С этой точки зрения на сегодняшний день наилучшими характеристиками для пользователей-профессионалов обладают интерфейсы со свободной
навигацией, а для пользователей-непрофессионалов – интерфейсы прямого
манипулирования. Давно замечено, что при выполнении операции копирования файлов при прочих равных условиях большинство профессионалов используют оболочки типа Far, а н
епрофессионалы – «перетаскивание объек-
тов» Windows.
5.2. ПСИХОФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА,
СВЯЗАННЫЕ С ВОСПРИЯТИЕМ, ЗАПОМИНАНИЕМ
И ОБРАБОТКОЙ ИНФОРМАЦИИ
При проектировании пользовательских интерфейсов необходимо учитывать психофизические особенности человека, связанные с восприятием,
запоминанием и обработкой информации.
Исследованием принципов работы мозга человека занимается когнитивная психология. Специалисты в этой области предлагают упрощённую информационно-процессуальную модель мозга, представленную на рис. 5.3.
Информация о внешнем мире поступает в наш мозг в огромных количествах. Часть мозга, к
оторую условно можно назвать «процессором восприятия», постоянно без участия сознания перерабатывает информацию, сравнивая с прошлым опытом, и помещает в хранилище уже в виде зрительных,
звуковых и прочих образов.
Любые внезапные или просто значимые для нас изменения в окружении
привлекают наше внимание, и тогда интересующая нас информация по
ступает в кратковременную память. Если же наше внимание не было привлечено,
то информация в хранилище пропадает, замещаясь следующими порциями.
56
Рис. 5.3. Упрощённая информационно-процессуальная модель мозга
В каждый момент времени фокус внимания человека может фиксироваться в одной точке. Поэтому если возникает необходимость «одновременно» отслеживать несколько ситуаций, то обычно фокус перемещается с одного отслеживаемого элемента на другой. При этом внимание «рассредоточивается», и какие-то детали могут быть упущены. Например, при «прокрутке»
текста или рисунка с испо
льзованием линейки прокрутки окна Windows приходится одновременно смотреть на текст, чтобы определить, где остановиться, и на ползунок. Поскольку текст важнее, фокус внимания перестаёт перемещаться на мышь, и она «соскакивает» с ползунка линейки.
Следует иметь в виду, что обработка процессором восприятия требует
некоторого времени и, если сигнал выдаётся в течение времени, меньшего
мени обработки, то наш мозг его не воспринимает.
вре
Существенно и то, что восприятие во многом основано на мотивации.
Например, если человек голоден, то он в первую очередь будет замечать всё
съедобное, а если устал – то, войдя в комнату, он в первую очередь увидит
диван или кровать.
Необходимо та
кже учитывать, что в процессе переработки информации
мозг сравнивает поступающие данные с предыдущими. Так, если показать
человеку последовательность символов: А, В, С, то он может принять 13 за В.
При смене кадра мозг на некоторое время блокируется: он «осваивает»
новую картинку, выделяя наиболее существенные детали. А значит, если необходима быстрая реакция пользователя, то резк
о менять картинку не стоит.
Краткосрочная память – самое «узкое» место «системы обработки информации» человека. Её ёмкость приблизительно равна 7 ± 2 несвязанных
объектов. Краткосрочная память является своего рода оперативной памятью
мозга, именно с ней работает процессор познания, но невостребованная информация хранится в ней не более 30 с.
57
Чтобы не забыть какую-нибудь важную для нас информацию, мы обычно
повторяем её «про себя», «обновляя» информацию в краткосрочной памяти.
Таким образом, при проектировании интерфейсов следует иметь в виду, что подавляющему большинству людей сложно, например, запомнить и ввести на другом экране число, содержащее более пяти цифр или некоторое сочетание бук
в.
Люди вносят в каждую деятельность своё понимание того, как она
должна выполняться. Это понимание – модель деятельности – базируется на
прошлом опыте человека. Множество таких моделей хранится в долговременной памяти человека.
В долговременную память записываются постоянно повторяемые сведения или информация, связанная с сильными эмоциями.
Долговременная память человека – это хранилище инфо
рмации с неограниченной ёмкостью и временем хранения. Однако доступ к этой информации весьма непрост: по всей вероятности, механизмы извлечения информации из памяти имеют ассоциативный характер.
Специальная методика запоминания информации (мнемоника) использует именно это свойство памяти: для запоминания информации её «привязывают» к тем данным, которые память уже хран
ит и позволяет их легко
получить. Поскольку доступ к долговременной памяти затруднён, целесообразно рассчитывать не на то, что пользователь вспомнит нужную информацию, а на то, что он её узнает. Именно поэтому интерфейс типа меню так
широко используется.
Особенности восприятия цвета. Цвет и сознание человека ассоциируют-
ся с эмоциональным фоном. Известно, что тёплые цв
ета: красный, оранжевый,
жёлтый человека возбуждают, а холодные: синий, фиолетовый, серый – успокаивают. Причём цвет для человека является очень сильным раздражителем,
поэтому применять цвета в интерфейсе необходимо крайне осторожно.
Следует иметь в виду, что обилие оттенков привлекает внимание, но
быстро утомляет. Поэтому не стоит ярко раскрашивать окн
а, с которыми
пользователь будет долго работать. Необходимо учитывать и индивидуальные особенности восприятия цветов человеком (примерно каждый десятый
человек плохо различает какие-либо цвета), поэтому в ответственных случаях необходимо предоставить пользователю возможность настройки цветов.
Особенности восприятия звука. В интерфейсах звук обычно используют
с разными целями: для привлечения внимания, как фон, обеспеч
ивающий
некоторое состояние пользователя, как источник дополнительной информации и т.п. Применяя звук, следует учитывать, что большинство людей очень
чувствительны к звуковым сигналам, особенно если последние указывают на
наличие ошибки. Поэтому при создании звукового сопровождения целесообразно предусматривать возможность его отключения.
Субъективное восприятие времени. Человеку свойственно субъективное
воспри
ятие времени. Считают, что внутреннее время связано со скоростью и
количеством воспринимаемой и обрабатываемой информации. Занятый человек обычно времени не замечает. Зато в состоянии ожидания время тянется
58
бесконечно, что связано с тем, что в это время мозг оказывается в состоянии
информационного вакуума. (К аналогичному состоянию приводит и усталость: информация поступает, но больше обрабатывается, а потому и ход
времени замедляется.)
Доказано, что при ожидании более 1…2 с пользователь может отвлечься, «потерять мысль», что неблагоприятно сказывается на результатах работы
и увеличивает устало
сть, так как каждый раз после ожидания много сил тра-
тится на включение в работу.
Сократить время ожидания можно, заняв пользователя, но не отвлекая
его от работы. Например, можно предоставить ему какую-либо информацию
для обдумывания. По возможности целесообразно выводить пользователю
промежуточные результаты: во-первых, он будет занят их обдумыванием,
орых, по ним он сможет оценить будущие результаты и отменит опера-
во-вт
цию, если они его не удовлетворяют.
Известны попытки использования для «развлечения» пользователя анимации, например, в Windows при копировании файлов демонстрируется «ролик» с летающими листочками. Однако следует иметь в виду, что при первом
просмотре анимации она интересна, а когда в течение получаса наб
людаешь,
как «летают» листочки при получении информации из Интернета, то это начинает раздражать.
Чтобы уменьшить раздражение, возникающее при ожидании, необходимо соблюдать основное правило: информировать пользователя, что заказанные им операции потребуют некоторого времени выполнения. Обычно для
этого используют индикаторы оставшегося времени, анимированные объекты, как в Инте
рнете, и изменение формы курсора «мыши» на песочные часы.
Очень важно точно обозначить момент, когда система готова продолжать работу. Обычно для этого используют значительные изменения внешнего вида экрана.
В итоге взаимодействие пользователя с интерфейсом будет определяться не только физическими возможностями и особенностями человека по вос-
иятию, обработке и запоминанию информации, представленной в различ-
пр
ных формах, а также по выполнению им разнообразных действий, но и пользовательской моделью интерфейса.
5.3. АНАЛИЗ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА
Анализ пользовательского интерфейса – независимый метод анализа
существующих систем в целях выявления пользовательских функциональных
требований. Лучше всего взаимодействовать с существующими системами
непосредственно, но при необходимости можно использовать снимки экрана.
Руководства пользователя коробочных продуктов часто содержат снимки
экрана, которые можно использовать в качестве отправного пункта. Если существующей системы нет, можно посмотреть на п
фейс похожих продуктов.
ользовательский интер-
59
При работе с коробочными решениями или существующей системой
анализ пользовательского интерфейса помогает получить полный список экранных форм для обнаружения возможных функций. Работая с существующим пользовательским интерфейсом, можно определить стандартные операции, выполняемые пользователями в системе, и создать предварительные
версии вариантов использования для проверки пользователями. Анализ пользовательского интерфейса иногда о
бнаруживает данные, которые должны
видеть пользователи. Это хороший способ изучения, как работает существующая система (если только для этого не требуется серьезного обучения).
Вместо того, чтобы спрашивать пользователей, как они взаимодействуют с
системой и какие операции они выполняют, может оказаться, что вы сами
можете получить начальное представление о системе.
Не стоит пр
едполагать, что та или иная функциональность необходима в
новой системе просто потому, что вы нашли её в имеющейся системе. Кроме
того, не стоит считать, что если текущая система выглядит и ведёт себя определённым образом, то будущая система должна работать так же.
5.4. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ИНТЕРФЕЙСЫ И СПЕЦИФИКАЦИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ПО
Включение элементов пользовательского интерфейса в спецификацию
имеет как преимущества, так и недостатки. Положительным моментом можно считать то, что бумажные прототипы, рабочие модели, каркасы или средства моделирования делают требования осязаемыми как для пользователей,
так и разработчиков. Существуют мощные приёмы выявления и проверки
требований. Если у пользователей продукта есть ожидания насчёт тог
о, как
должны выглядеть и вести себя те или иные части продукта, а, значит, они
будут разочарованы отсутствием реализации своих ожиданий, эти ожидания
относятся к требованиям. Отрицательным моментом можно считать то, что
изображения и архитектура пользовательского интерфейса отображают решения (дизайн), а не требования. Их включение в спецификацию требований
к ПО делает документ тяж
еловесным, а большие документы пугают некоторых людей. Откладывая создание базового соглашения решений в спецификации требований к ПО до завершения разработки пользовательского интерфейса, вы можете замедлить разработку и заставить нервничать людей, которые и так обеспокоены тем, что на работу над требованиями затрачено слишком много времени. В
ключение дизайна пользовательского интерфейса может
привести к тому, что визуальный дизайн будет определять требования, что часто ведёт к пропуску функций. Те, кто пишет требования, не всегда обладают
достаточной квалификацией для создания дизайна пользовательских интерфейсов. После того, как заинтересованные лица увидят пользовательский интерфейс в спецификации требований (или где-ли
бо ещё), им сложно будет его
«забыть». Визуализация на ранних этапах может прояснить требования, но
затруднять улучшение пользовательского интерфейса со временем.
Макет экрана не заменит пользовательских и функциональных требований.
Не следует ожидать, что разработчики смогут сделать вывод о базовой функцио-
60