Лекция 18
Человеко-машинное взаимодействие (ЧМВ)
ЧМВ, или иначе пользовательский интерфейс (ПИ) обеспечивает связь между пользователем и компьютером. Он позволяет достигать поставленных целей, успешно находить решение поставленной задачи.
Взаимодействие - обмен действиями и реакциями на эти действия между компьютером и пользователем. Это обеспечивает интерфейс пользователя.
Интерфейс включает:
язык представления - общение компьютера с пользователем,
язык действий - общение пользователя с компьютером,
представление пользовательского интерфейса.
Имеется ряд стилей взаимодействий, которые делятся на два основных вида.
Первый – текстовой (ввод команд текстовыми средствами);
Второй – графический (непосредственное манипулирование).
Способы связи пользователя с компьютером:
Языки команд – пользователь управляет системой, вводя соответствующие команды в тестовом режиме.
Вопрос и ответ – диалог, где компьютер задает вопросы, а пользователь отвечает ему (или наоборот).
Формы – пользователь заполняет формы или поля диалога, вводя данные в необходимые поля.
Меню – пользователь обеспечен рядом опций и управляет системой, выбирая необходимые пункты.
Прямое манипулирование – пользователь управляет объектами на экране посредством устройства манипулирования, типа мыши. При этом используется ГПИ – Графический Интерфейс Пользователя (GUI – Graphic User Interface) – другой термин, используемый для интерфейса прямого манипулирования.
В различных операционных системах используются комбинированные стили. Например, в графическом интерфейсе операционной системы Windows используется:
прямое манипулирование,
меню,
диалоговые элементы,
формы и
язык команд.
Формы – основной элемент интерфейса. Назначение форм – удобный ввод и просмотр данных, состояния, сообщений автоматизированной системы.
Основные принципы проектирования форм:
Форма проектируется для более удобного, более понятного и скорейшего достижения решения поставленной задачи.
Размещение информационных единиц на пространстве формы должно соответствовать логике ее будущего использования.
Важно использовать незаполненное пространство, чтобы создать равновесие и симметрию среди информационных элементов формы, для фиксации внимания пользователя в нужном направлении.
Логические группы элементов необходимо отделять пробелами, строками, цветовыми или другими визуальными средствами.
Взаимозависимые или связанные элементы должны отображаться в одной форме.
Требования к графическому интерфейсу:
1. Содержать привычные и понятные пользователю пункты меню, соответствующие функциям обработки;
2. Ориентироваться на пользователя, который общается с программой на внешнем уровне взаимодействия;
3. Удовлетворять правилу "шести" – в одну линейку меню включать не более 6 понятий, каждое из которых содержит не более 6 опций;
4. Сохранять стандартизированное назначение и местоположение на экране графических объектов.
Основная цель создаваемого интерфейса состоит в том, чтобы минимизировать общую информацию на экране и представить только то, что является необходимым для пользователя.
При создании интерфейса предполагается:
отображение информации настолько эффективно, насколько это возможно для человеческого восприятия, и
создание отображение на дисплее таким образом, чтобы привлечь внимание к наиболее важным единицам информации.
Создаваемый интерфейс должен нравиться пользователям, поэтому его поведение должно быть похожим на поведение человека. Программы должны быть “вежливыми”, потому что вежливость – это универсальный человеческий признак.
Основные признаки хорошего ПИ:
Естественность (интуитивность). Работа с системой не должна вызывать у пользователя сложностей в поиске необходимых директив (элементов интерфейса) для управления процессом решения поставленной задачи
Согласованность и непротиворечивость. Должна соблюдаться в пределах программы и рабочей среды. Строка меню всегда располагается сверху, полосы прокрутки – снизу и справа.
Дружественность. ПИ должен предлагать пользователю выбора действия соответствующий шагу задания, предупреждать о повреждении данных, давать возможность отмены или исправления действий. Должен соблюдаться принцип обратной связи, когда на каждое свое действие пользователь получает визуальное или звуковое подтверждение или сообщение.
Простота и не избыточность. Пользователь должен вводить только минимальную информацию для работы или управления системой. Например, пользователь не должен вводить незначимые цифры (00010 вместо 10). Желательно использовать значения по умолчанию, где только возможно, чтобы минимизировать процесс ввода информации.
Непосредственный доступ к системе помощи. В процессе работы необходимо, чтобы система обеспечивала пользователя необходимыми инструкциями. Сообщения должны быть полезны и понятны пользователю.
Гибкость. Для неопытных пользователей интерфейс может быть организован как иерархическая структура меню, а для опытных пользователей как команды, комбинации нажатий клавиш и параметры.
Эстетическая привлекательность. Визуальные компоненты своим видом должны привлекать внимание пользователя к объектам, давать ему дополнительную информацию о поведении и взаимодействии объектов.
Аппаратные средства диалога и мультимедиа-устройства
В настоящее время употребляются:
Клавиатура. С ее помощью пользователь может передавать компьютеру данные или команды.
Дисплей. Используется для отображения отклика компьютера на действия пользователя в визуальной форме.
Манипулятор мышь. Позволяет быстро выбирать решения из представленных возможностей, манипулируя свойствами объектов приложения.
Джойстик. Позволяет быстро выбирать решения из набора возможных, путем перехода к соседним (например - выше, ниже, влево, вправо).
Мультимедиа-устройства, к которым относятся средства сенсорного ввода, средства голосового взаимодействия.
Виртуальные устройства диалога
К ним относятся реально несуществующие устройства, но поддерживаемые программно моделями. Примеры таких устройств:
тренажеры,
виртуальные измерительные устройства в системах имитационного моделирования.
При проектировании ПИ необходимо определить:
структуру диалога,
возможный сценарий развития диалога (все возможные состояния диалога и пути перехода из одного состояния в другие),
содержание управляющих сообщений и данных, которыми могут обмениваться пользователь и приложение (семантика сообщений),
визуальные атрибуты отображаемой информации (цветовая палитра, средства привлечения внимания, исключительные ситуации).
Структура диалога. Возможны 4 варианта структуры диалога:
Диалог типа "вопрос-ответ" (Q&A). Структура аналогична интервью. Система задает пользователю вопросы и получает информацию из ответа. Форма задания вопроса и ввода ответа может быть разной (списки, поля ввода значений и др).
Диалог на основе меню. Система предъявляет пользователю перечень возможных решений в виде иерархически организованных меню, в которых пользователь выбирает нужное. В меню могут быть блоки данных, строки данных и пиктограммы.
Диалог на основе экранных форм. Позволяет на одном шаге получить от пользователя много данных, указываемых в форме. Там могут присутствовать списки выбора, поля ввода и др.
Диалог на основе командного языка. Часто используется в операционных системах для прямого ввода команды в командной строке.
В основу графического пользовательского интерфейса (ГПИ) положены три метафоры:
Рабочий стол. Это экран монитора, на котором присутствуют объекты в виде графических образов (пиктограмм и окон). Для изменения рабочей среды пользователю достаточно изменить свойства объектов рабочего стола путем прямого манипулирования объектами.
Работаешь с тем, что видишь. В каждый момент времени пользователь может работать только с теми документами, которые он видит на рабочем столе.
Видишь, что получишь. Выполняя какие-либо действия, пользователь сразу видит их результат.
С понятием объекта связываются аспекты:
Свойства объекта.
Операции над объектом.
Связи (или отношения) между объектами. Различают набор объектов (с общими свойствами), объединение объектов, композиция объектов (образует новый объект), контейнер (содержит в себе другие объекты).