Интерфейсы в информационных системах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Рязанский государственный радиотехнический университет»

Кафедра автоматизированных систем управления

Контрольная работа

«Интерфейсы в информационных системах»

Рязань 2016



ВВЕДЕНИЕ

Как известно, процесс проникновения информационных технологий практически во все сферы человеческой деятельности продолжает развиваться и углубляться. Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьютеров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все больше и встроенных средств вычислительной техники. Пользователей всей этой разнообразной вычислительной техники становится все больше, причем наблюдается развитие двух вроде бы противоположных тенденций. С одной стороны, информационные технологии все усложняются, и для их применения, и тем более дальнейшего развития, требуется иметь очень глубокие познания. С другой стороны, упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователей с компьютерами. Компьютеры и информационные системы становятся все более дружественными и понятными даже для человека, не являющегося специалистом в области информатики и вычислительной техники. Это стало возможным прежде всего потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством специального (системного) программного обеспечения - через операционную систему. Операционная система предоставляет интерфейсы и для выполняющихся приложений, и для пользователей.

интерфейс графический пользователь



1. ПОНЯТИЕ ГРАФИЧЕСКОГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА

Интерфейс - система правил и средств, регламентирующая и обеспечивающая взаимодействие нескольких процессов или объектов.

Пользовательский интерфейс (ПИ) - система правил и средств, регламентирующая и обеспечивающая взаимодействие программы с пользователем. В понятие пользовательского интерфейса (ПИ) входит не только, и даже не столько, картинка на экране - трехмерная, анимированная или просто выполненная в модном дизайне, а способы взаимодействия пользователя с системой.

Графический интерфейс пользователя (ГИП), (анг. graphical user interface, GUI)-- разновидность пользовательского интерфейса, в котором элементы интерфейса (меню, кнопки, значки, списки и т. п.), представленные пользователю на дисплее, исполнены в виде графических изображений.

В отличие от интерфейса командной строки, в ГИП пользователь имеет произвольный доступ (с помощью устройств ввода -- клавиатуры, мыши, джойстика и т. п.) ко всем видимым экранным объектам (элементам интерфейса) и осуществляет непосредственное манипулирование ими. Чаще всего элементы интерфейса в ГИП реализованы на основе метафор и отображают их назначение и свойства, что облегчает понимание и освоение программ неподготовленными пользователями.

Графический интерфейс пользователя является частью пользовательского интерфейса и определяет взаимодействие с пользователем на уровне визуализированной информации.

Как и когда появился графический интерфейс?

Его идея зародилась в середине 70-х годов, когда в исследовательском центре Xerox Palo Alto Research Center (PARC) была разработана концепция визуального интерфейса. Предпосылкой графического интерфейса явилось уменьшение времени реакции компьютера на команду, увеличение объема оперативной памяти, а также развитие технической базы компьютеров. Аппаратным основанием концепции, конечно же, явилось появление алфавитно-цифровых дисплеев на компьютерах, причем на этих дисплеях уже имелись такие эффекты, как «мерцание» символов, инверсия цвета (смена начертания белых символов на черном фоне обратным, то есть черных символов на белом фоне), подчеркивание символов. Эти эффекты распространились не на весь экран, а только на один или более символов. Следующим шагом явилось создание цветного дисплея, позволяющего выводить, вместе с этими эффектами, символы в 16 цветах на фоне с палитрой (то есть цветовым набором) из 8 цветов. После появления графических дисплеев, с возможностью вывода любых графических изображений в виде множества точек на экране различного цвета, фантазии в использовании экрана вообще не стало границ! Первая система с графическим интерфейсом 8010 Star Information System группы PARC, таким образом, появилась за четыре месяца до выхода в свет первого компьютера фирмы IBM в 1981 году. Первоначально визуальный интерфейс использовался только в программах. Постепенно он стал переходить и на операционные системы, используемых сначала на компьютерах Atari и Apple Macintosh, а затем и на IBM - совместимых компьютерах.

С более раннего времени, и под влиянием также и этих концепций, проходил процесс по унификации в использовании клавиатуры и мыши прикладными программами. Слияние этих двух тенденций и привело к созданию того пользовательского интерфейса, с помощью которого, при минимальных затратах времени и средств на переучивание персонала, можно работать с любыми программным продуктом. Описание этого интерфейса, общего для всех приложений и операционных систем, и посвящена данная часть.

Отправной точкой хорошего интерфейса является метафора. Обстановка на экране и способы взаимодействия с системой должны апеллировать к ситуации, хорошо знакомой пользователю. Так, оконный интерфейс задумывался как метафора рабочего стола с документами. Использование метафоры очень важно. Во-первых, пользователю легче понимать и интерпретировать изображение на экране. Во-вторых, ему не нужно каждый раз заглядывать в руководство, чтобы узнать, как выполняется то или иное действие. По крайней мере, некоторые действия должны «естественно» следовать из метафоры. В-третьих, у пользователя возникает чувство психологического комфорта, характерного для встречи с чем-то знакомым.

Однако в использовании метафоры есть несколько подводных камней. Процесс взаимодействия с пользователем проходит не в реальном мире, а с помощью таких искусственных приспособлений, как экран, мышь и клавиатура. Поэтому где-то приходится метафору «подправлять». Кроме того, возможности мира внутри компьютера обычно шире возможностей физического мира, и это может с успехом использоваться для более мощного интерфейса. Наконец, существует сложившаяся практика пользования компьютером у профессионалов, и эта практика кажется естественной создателям новых интерфейсов.

Итак, есть метафора для интерфейса. Теперь нужно сделать концептуальный дизайн интерфейса. То есть в рамках метафоры необходимо разработать систему интерфейсных элементов, своего рода алфавит взаимодействия, изучив который, пользователь сможет легко делать то, что ему нужно. Еще необходимо найти изящный способ изображения, как отдельных элементов, так и их групп. И, наконец, надо выбрать общий изобразительный стиль, который был бы легко узнаваем и приятен для глаз.

ТИПЫ

1. Простой графический интерфейс

На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующим.

a) При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием. Благодаря этому повысилась выразительность изображения.

b) В зависимости от конкретной реализации графического интерфейса курсор может представляться не только мерцающим прямоугольником, но и некоторой областью, охватывающей несколько символов и даже часть экрана. Эта выделенная область отличается от других, невыделенных частей (обычно цветом).

c) Нажатие клавиши Enter не всегда приводит к выполнению команды и переходу к следующей строке. Реакция на нажатие любой клавиши во многом зависит от того, в какой части экрана находился курсор.

d) Кроме клавиши Enter, на клавиатуре все чаще стали использоваться «серые» клавиши управления курсором

e) Уже в этой редакции графического интерфейса стали использоваться манипуляторы (типа мыши, трекбола и т.п.) Они позволяли быстро выделять нужную часть экрана и перемещать курсор.

Подводя итоги, можно привести следующие отличительные особенности этого интерфейса.

1) Выделение областей экрана.

2) Переопределение клавиш клавиатуры в зависимости от контекста.

3) Использование манипуляторов и серых клавиш клавиатуры для управления курсором.

4) Широкое использование цветных мониторов.

Появление этого типа интерфейса совпадает с широким распространением операционной системы MS-DOS. Именно она внедрила этот интерфейс в массы, благодаря чему 80-е годы прошли под знаком совершенствования этого типа интерфейса, улучшения характеристик отображения символов и других параметров монитора.

Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Nortron Commander (о файловых оболочках смотри ниже) и текстовый редактор Multi-Edit. А текстовые редакторы Лексикон, ChiWriter и текстовый процессор Microsoft Word for Dos являются примером, как этот интерфейс превзошел сам себя.

2. WIMP - интерфейс

Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал «чистый» интерфейс WIMP, Этот подвид интерфейса характеризуется следующими особенностями.

1. Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах - определенных очерченных рамкой частях экрана.

2. Все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков - иконок. При открытии иконки превращаются в окна.

3. Все действия с объектами осуществляются с помощью меню. Хотя меню появилось на первом этапе становления графического интерфейса, оно не имело в нем главенствующего значения, а служило лишь дополнением к командной строке. В чистом WIMP - интерфейсе меню становится основным элементом управления.

4. Широкое использование манипуляторов для указания на объекты. Манипулятор перестает быть просто игрушкой - дополнением к клавиатуре, а становится основным элементом управления. С помощью манипулятора УКАЗЫВАЮТ на любую область экрана, окна или иконки, ВЫДЕЛЯЮТ ее, а уже потом через меню или с использованием других технологий осуществляют управление ими.

Следует отметить, что WIMP требует для своей реализации цветной растровый дисплей с высоким разрешением и манипулятор. Также программы, ориентированные на этот вид интерфейса, предъявляют повышенные требования к производительности компьютера, объему его памяти, пропускной способности шины и т.п. Однако этот вид интерфейса наиболее прост в усвоении и интуитивно понятен. Поэтому сейчас WIMP - интерфейс стал стандартом де-факто.

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА

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.

Приступая к проектированию, необходимо выделить важнейший принцип, который будет определяющим при поиске компромиссов. Попытка соблюсти все принципы проектирования может привести к тому, что в некоторых ситуациях это не оправдает себя и отрицательно скажется на конечном результате. Принципы это руководство к действию.

Три принципа разработки пользовательского интерфейса формулируются так:

1)контроль пользователем интерфейса;

2)уменьшение загрузки памяти пользователя;

3)последовательность пользовательского интерфейса.

Эти принципы применимы ко всему программному и аппаратному обеспечению, во всех типах и стилях интерфейсов. Вырабатывались они на протяжении довольно длительного времени: производились изыскания в области программного интерфейса, осуществлялись разработки, опрашивались пользователи многих компьютерных платформ, в том числе Macintosh и PC.

Данные принципы выдержали проверку временем и появлением новых компьютерных технологий.

Правило 1: дать контроль пользователю

Принципы, которые дают пользователю контроль над системой:

1)использовать режимы благоразумно;

2)предоставить пользователю возможность выбирать: работать либо мышью, либо клавиатурой, либо их комбинацией;

3)позволить пользователю фокусировать внимание;

4)демонстрировать сообщения, которые помогут ему в работе;

5)создать условия для немедленных и обратимых действий, а также обратной связи;

6)обеспечить соответствующие пути и выходы;

7)приспосабливайте систему к пользователям с различным уровнем подготовки;

8)сделать пользовательский интерфейс более понятным;

9)дать пользователю возможность настраивать интерфейс по своему вкусу;

10)разрешить пользователю напрямую манипулировать объектами интерфейса;

Использовать режимы благоразумно

Режимы не всегда плохо. Надо позволить человеку самому выбирать нужные ему режимы. Интерфейс должен быть настолько естественным, чтобы пользователю было комфортно работать с ними. Пользователь не думает о переключении в режим вставка или перезаписи при работе в текстовом процессоре это вполне рационально и естественно.

Позволить человеку использовать мышь и клавиатуру

Возможность работы с клавиатурой использование клавиатуры вместо мыши. Это значит, что пользователю будет легче работать, просто он либо не может ею пользоваться, либо ее у него нет. Панели инструментов созданы, чтобы ускорить работу при использовании мыши. Однако при работе с клавиатурой до них нельзя добраться для подобных случаев предусмотрены "выпадающие" меню.

Позволить пользователю переключить внимание

Не вынуждать пользователей заканчивать выполнение начатых последовательностей действий. Дать им выбор аннулировать или сохранить данные и вернутся туда, где они прервались. Пусть у пользователей останется возможность контролировать процесс работы в программе.

Показывать поясняющие сообщения и тексты

Во всем интерфейсе использовать понятные для пользователя термины. Они не обязаны знать о битах и байтах!

Следует выбрать правильный тон в сообщениях и приглашениях. не менее важно застраховаться от проблем и ошибок. Неудачная терминология и не правильный тон приведут к тому, что пользователи будут винить себя в возникающих ошибках.

Обеспечить немедленные и обратимые действия и обратную связь

Каждый программный продукт должен включать в себя функции UNDO и REDO. Необходимо информировать пользователя о том, что данное действие не может быть отменено, и по возможности разрешить ему альтернативное действие. Постоянно держать человека в курсе происходящего в данный момент.

Предоставлять понятные пути и выходы

Пользователи должны получать удовольствие при работе с интерфейсом любого программного продукта. Даже интерфейсы, применяемые в индустрии, не должны пугать пользователя, он не должен боятся нажиматься нажимать кнопки или переходить на другой экран. Вторжение Internet показало, что навигация основная интерактивная техника в Internet. Если пользователь понимает, как зайти на нужную страницу в WWW, то существует 80-процентная вероятность, что он разберется в интерфейсе. Люди осваивают методы работы с браузером очень быстро.

Приспосабливаться к пользователям с разными уровнями навыков

Не "жертвовать" опытными пользователями во благо обычных. Надо предусмотреть для них быстрый доступ к функциям программы. Не утомлять их прохождением многочисленных шагов для выполнения какого-либо действия, если они привыкли пользоваться одной макрокомандой.

Сделать пользовательский интерфейс "прозрачным"

Пользовательский интерфейс "мифическая" часть программного продукта. При хорошем проекте пользователи даже не ощущают его "присутствия". Если он разработан неудачно, пользователям придется приложить даже немало усилий для эффективного использования программного продукта. Задача интерфейса помочь людям почувствовать себя находящимся как бы "внутри" компьютера, свободно манипулировать и работать с объектами. Это и называется "прозрачным" интерфейсом!

"Прозрачность" интерфейса обеспечивается тем, что человеку будет дана возможность пользоваться объектами, отличными от системных команд.

Дать пользователю возможность настроить интерфейс на свой вкус

Секрет "прозрачного" интерфейса в прямой связи с ментальной моделью. Пользователь должен быть сосредоточен непосредственно на выполнении задач, стоящих перед ним, а не разбираться в функциях программы.

Разрешить пользователю прямое манипулирование объектами интерфейса

Пользователь начинает сомневаться в собственных силах, если прямые манипуляции с объектами не отвечают их ментальной модели и системе представлений о взаимодействии с реальным миром. Простое правило: увеличивать метафоричность, но не ломать ее. Иногда система прямых манипуляций терпит крах, если пользователь не знает, что надо взять и куда это поместить. Объекты должны "кричать" человеку пользователю: "схвати меня, отпусти меня, обращайся со мною, как с предметом, который я представляю!". Иначе человек не поймет, как работать с этим объектом. Единственная проблема прямых манипуляций визуально не понятно, может ли объект перемещен и отпущен на экране. Пользователи должны чувствовать себя комфортно при производстве данной операции и знать о предполагаемом результате. Кроме того, необходимо, чтобы интерфейс можно было без труда изучить.

Позволить пользователю думать, что он контролирует ситуацию

Хорошо разработанный интерфейс должен быть удобен для пользователей и развлекать их, пока компьютер находится в состоянии загрузки. Людям не нравится сидеть около компьютера, ничего не делая, пока компьютер занят "своими делами". Если нельзя дать пользователю контроль, то необходимо создать его иллюзию!

Правило 2: уменьшить нагрузку на пользователя

Основанная на знании того, как люди хранят и запоминают информацию, сила компьютерного интерфейса должна защитить память людей от излишней загруженности.

Принципы, позволяющие снизить нагрузку на память пользователя:

1)не загружать кратковременную память;

2)полагаться на распознавание, а не на повторение;

3)представить визуальные заставки;

4)предусмотреть установки по умолчанию, команды Undo и Rendo;

5)предусмотреть "быстрые" пути;

6)активировать синтаксис действий с объектами;

7)использовать метафоры из реального мира;

8)применять раскрытие и объяснение понятий и действий;

9)увеличить визуальную ясность.

Не нагружать кратковременную память

Не вынуждать пользователей запоминать и повторять то, что может (и должен) делать компьютер. Например, когда необходимо заполнить анкету, потребуется ввести некоторые данные имя, адрес, телефонный номер, которые фиксируются системой для дальнейшего использования, при повторном входе пользователя в систему или открытия записи. Система должна "запоминать" введенную информацию и обеспечить беспрепятственный доступ к ней в любое время.

Полагаться на распознавание, а не на повторение

Предусмотреть списки и меню, содержащие объекты или документы, которые можно выбрать, не заставляя пользователей вводить информацию вручную без поддержки системы. Почему люди должны запоминать, к примеру, аббревиатуру из двух букв для каждого штата США, когда они заполняют какую нибудь анкету или форму? Не надо вынуждать их запоминать коды для дальнейшего использования. Предусмотреть списки наиболее популярных объектов и документов, которые можно просто выбрать без заполнения командных строк и др.

Обеспечить визуальные подсказки

Когда пользователи находятся в каком-то режиме или работают мышью, это должно отразиться на экране. Индикация должна сообщать пользователю о режиме, в котором он находится. Форма курсора может меняться для указания текущего режима или действия, а индикатор включаться или отключаться. Тест на визуальную информативность продукта: отойти от компьютера во время выполнения задачи и позднее вернутся к работе. Обратить внимание на визуальные подсказки интерфейса, которые должны информировать о том, iем вы работали, где находились и что делали.

Предусмотреть функции отмены последнего действия, его повтора, а также установки по умолчанию

Использовать способность компьютера сохранять и отыскивать информацию о выборе пользователя, а также о свойствах системы. Предусмотреть многоуровневые системы отмены и повтора команд, обеспечивающие уверенную и спокойную работу с программой.

Обеспечить ярлыки для интерфейса

Как только пользователи достаточно хорошо освоят программный продукт, они начинают испытывать потребность в ускорителях. Не игнорировать эту необходимость, однако при разработке следовать стандартам.

Активизировать синтаксис действий с объектами

Объектно-ориентированный синтаксис позволяет человеку понять взаимосвязь между объектами и действиями в программном продукте. Пользователи могут изучать и "листать" интерфейс, выбирая объекты и просматривая доступные действия.

Использовать метафоры реального мира

Быть осторожным при выборе и использовании метафор для интерфейса. Выбрав метафору, зафиксировать ее и следовать ей неукоснително. Если получится, что метафора не отвечает своему назначению во всем интерфейсе, то выбрать новую. Продолжать метафору, не прерывая ее.

Объяснять понятия и действия

Никогда не забывать о легком доступе к часто используемым функциям и действиям. Скрыть непопулярные свойства и функции и позволить пользователю вызывать их по мере необходимости. Не надо пытаться отразить всю информацию в главном окне. Использовать вторичные окна.

Увеличить визуальную ясность

Компьютерные графики и оформители книг хорошо освоили искусство представления информации. Этот навык должны иметь и разработчики пользовательского интерфейса.

Правило 3: сделать интерфейс совместимым

Совместимость ключевой аспект для использования интерфейса. Однако не следует во что бы то ни стало стремиться к ней. Одним из основных преимуществ последовательнсти является то, что пользователи могут перенести свои знания и навыки из старой программы, которой они пользовались раньше, в новую.

Принципы создания совместимости интерфейса:

1)проектирование последовательного интерфейса;

2)общая совместимость всех программ;

3)сохранение результатов взаимодействия;

4)эстетическая привлекательность и цельность;

5)поощрение изучения;

Проектирование последовательного интерфейса

Пользователи должны иметь опорные точки при перемещении в интерфейсе. Это заголовки окон, навигационные карты и древовидные структуры. Другая визуальная помощь предоставляет немедленный, динамический обзор местоположения. Пользователь также должен иметь возможность завершить поставленную задачу без изменения среды работы или переключения между стилями ввода информации. Если сначала он использовал клавиатуру, то должна быть обеспечена возможность завершить работу тоже с ней как с главным инструментом для взаимодействия.

Общая совместимость всех программ

Изучение одной программы не должно кардинально отличаться от изучения подобной программы. Когда похожие объекты не работают одинаково в различных ситуациях, у пользователей происходит отрицательный. Это тормозит изучение программы и приводит к тому, что пользователь теряет уверенность в своих силах.

Улучшение интерфейса и последовательности

Проектировщики программ должны быть осведомлены в применении полученных навыков и осторожны при введении новых. Если улучшается интерфейс, то пользователь должен выучить лишь несколько новых приемов взаимодействия. Не вынуждать его переучиваться и забывать многолетние навыки. "Подавить" имеющиеся навыки гораздо труднее, чем приобрести новые.

Сохранение результатов взаимодействия

Если результаты могут быть отличны оттого, что ожидает пользователь, то информировать его перед выполнением действия. Дать ему опции выполнения действия, возможность отменить действие или произвести другое.

Эстетическая привлекательность и цельность

Принятый для взгляда интерфейс не должен скрывать недостаток функциональности программного продукта. Пользователи не должны видеть "губной помады на бульдоге", они должны получить красивый интерфейс, который поможет им в работе.

Поощрение изучения

Интерфейсы сегодняшнего и завтрашнего дня более интуитивны, предсказуемые, дружественные, привлекательные. Нашествие CD/DVD-ROM продуктов и браузеров Internet, домашних страниц и прикладных программ открыло целый мир для пользователей компьютера. Наступило время превращения дружественных интерфейсов в приятные в использовании и завлекающие интерфейсы почти во всех программах.

Руководящие принципы

"Количество руководящих принципов увеличивается пропорционально увеличению числа людей, вовлеченных в создание и разработку, а также использование компьютерных систем. Постоянно увеличивающийся объем работ по производству все более лучших инструкций показывает, как трудно создавать систему согласно инструкции. Проектирование это некоторое количество компромиссов, ряд конфликтов между неплохими принципами. Все это трудно уместить в инструкции."

Джон Гулд

Для чего нужны руководящие принципы

Принципы, которые обсуждались выше, адресованы представителям всего "айсберга" проектирования. Инструкции относятся к элементам представления информации и взаимодействия. Инструкции это правила и объяснения, предназначенные для того, чтобы следовать им при создании элементов интерфейса, их поведения и внешнего вида.

Следование руководствам по проектированию без учета пожеланий пользователя обычно приводит к появлению неудачного интерфейса. Удобный и последовательный интерфейс не будет создан, если слепо следовать инструкции без понимания механизма взаимодействия между собой. Таким образом, следование руководствам и инструкциям не является единственным критерием успеха.

Руководящие принципы создания интерфейса, отраженные в инструкциях, должны не снижать и ограничивать творческую активность, а позволять пользователю применять к интерфейсу свое знание реального мира (например, если пользователь видит на экране группу кнопок, похожих на кнопки на панели радиоприемника, он может и должен применить свое знание функций кнопок в реальном мире к компьютеру).

Руководящие принципы построения интерфейса рассчитаны на сегодняшние системы вывода и ввода информации. Они затрагивают такие технологии, как использование пера, писание от руки и голосовой ввод. Одна из проблем разработки инструкций, соответствующих новым технологиям, это расшифровка способов взаимодействия пользователя с системой, так как степень этого взаимодействия еще точно не определена. Инструкции должны базироваться на том, как пользователи реагируют на новшества и создаваться по происшествии некоторого времени, необходимого, чтобы пользователи освоили интерфейс и составили определенное мнение о нем.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Алан Купер об интерфейсе. Основы проектирования взаимодействия. - Пер. с англ. - СПб.: СимволПлюс, 2009. - 688 с.

2 Александров В.В. Протоколы и интерфейсы информационных систем. Методические указания.

3 https://ru.wikipedia.org/wiki/Графический_интерфейс_пользователя

4 http://fb.ru/article/32084/graficheskiy-interfeys

Размещено на Allbest.ru