Взаимодействие пользователя и компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение Вологодской области «Вологодский колледж сервиса»

Специальность Организация обслуживания в общественном питании.

Реферат

На тему: "Взаимодействие пользователя и компьютера"

Выполнила студентка

группы 15-О

Балашова Виолетта

2018

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.

Информация вышла на приоритетное место среди критериев прогресса, как и средства ее получения и переработки и использования - компьютер и компьютерная технология, с помощью которой усиливаются интеллектуальные возможности и способности человека. В развитых странах более половины трудящихся заняты в информационном секторе (в США - 80%), причем информация, технические и программные средства ее переработки превратились в главный товарный продукт.

В то же время от внедрения интеллекта и модели окружающего мира внутрь компьютера, то есть от формирования в его недрах “виртуальной реальности”, люди переходят к воплощению виртуальности вокруг себя - микропроцессоры в автомобилях, телевизорах, кредитных карточках, даже шариковых ручках и т.д. Благодаря развитию телекоммуникаций человек попадает в среду, в которой есть места, где размножается “информационная грязь” человеческого бытия, в которой есть свои болезни. И зачастую человек оказывается неприспособленным к новому темпу развития цивилизации.

Эти технологические изменения существенно преобразуют не только среду обитания человека, но и влияют и на самого человека, на организацию всех видов его деятельности, на взаимоотношения между сообществами людей на рынке сырья, товаров и услуг, на систему образования и, наконец, на нормы и законы, фиксируемые и развиваемые законодательной, судебной и исполнительной властями.

Таким образом, особенности взаимодействия человека и компьютера становится одной из самых актуальных проблем современного общества, проблема взаимодействия человека с компьютером появилась относительно недавно, и всё ещё требует изучения.

Основной задачей человеко-компьютерного взаимодействия является улучшение взаимодействия между пользователем и компьютером, делая компьютеры более удобными и восприимчивыми к потребностям пользователей. В особенности человеко-компьютерное взаимодействие занимается в следующих направлениях:

методологией и развитием проектирования интерфейсов (т.е. исходя из требований и класса пользователей, проектирование наилучшего интерфейса в заданных рамках, оптимизация под требуемые свойства, такие как обучаемость и эффективность использования)

методами реализации интерфейсов (например, программные инструментарии, библиотеки и рациональные алгоритмы)

методами для оценки и сравнения интерфейсов

разработкой новых интерфейсов и технологий взаимодействия

развитием описательных и прогнозируемых моделей, и теорией взаимодействия

Долгосрочной задачей человеко-компьютерного взаимодействия является разработка системы, которая снизит барьер между человеческой когнитивной моделью того, чего они хотят достичь и пониманием компьютера поставленных перед ним задач.

Специалисты человеко-компьютерного взаимодействия - это, как правило, разработчики, занимающиеся практическим применением методик разработки к реальным всемирным проблемам. Их работа, зачастую, вращается вокруг разработки графических- и веб-интерфейсов.

Исследователи человеко-компьютерного взаимодействия занимаются развитием новых методик проектирования, проведением экспериментов с новыми аппаратными устройствами, созданием прототипов новых систем программного обеспечения, изучением новых парадигм для взаимодействия и развитием теорий и моделей взаимодействия.

Коммуникация между человеком и ЭВМ так же как и между живыми организмами происходит с помощью языка. «Этот способ первичен, универсален, возникает с самим зарождением человеческого интеллекта и служит надежным инструментом его развития. Язык - это не столько «форма выражения» готовых мыслей, сколько способ содержательной организации и представления знаний».Проще говоря, язык - это система знаков, служащая для обмена информации. Различают такие языки как человеческие и формальные. К человеческим относятся естественные, искусственные и жестовые языки (используются для общения среди глухонемых). К формальным относят компьютерные языки. Компьютерные языки и языки программирования составляют основу и искусственных языков, они служат для обработки информации с помощью ЭВМ. Естественный же язык изначально служил исключительно для коммуникации людей друг с другом.

Если обратиться к истории, язык является одним из важнейших факторов в развитии информационных технологий. Возникновение письменности, изобретение книгопечатания, а затем создание искусственных языков - все эти достижения объединяет естественный язык.

Наше общение с людьми при помощи устного языка, не важно, происходит ли оно при личном контакте с человеком, по телефону или при помощи интернета, можно назвать термином «речевая коммуникация». При этом мы обмениваемся мыслями, информацией при помощи звуковых волн. При помощи речи мы можем хорошо выражать свои мысли и достигать наилучшего взаимопонимания с собеседником, конечно, если тот способен адекватно воспринимать нашу речь и понимает язык. В достижении взаимопонимания между людьми важную роль играет эмоциональный аспект. Через речь мы передаем собеседнику свое эмоциональное состояние.

Речь имеет массу преимуществ перед другими средствами коммуникаций. Во-первых это самая быстрая форма общения, человек говорит по меньшей пере вдвое быстрее, чем печатает на клавиатуре. Кроме того, эксперименты в области человеческого общения показали, что самые сложные проблемы решаются вдвое быстрее при использовании речевого общения по сравнению с другими формами общения. Речь позволяет вести общение одновременно в различных формах, например, вы можете общаться с человеком, нажимая пульт телевизора, указывая на какую-нибудь графическую схему, текст и т.п. Можно общаться одновременно с машиной и другими людьми. При коммуникации с помощью речи вас не затруднит ни темнота, ни какое-либо затрудненное положение вашего тела, вы можете общаться, повернувшись спиной к человеку, и совершая при этом какие-либо другие действия.

С точки зрения науки, «речевая коммуникация представляет собой процесс, в котором участники должны совершать сложные действия. С точки зрения этого подхода речевая коммуникация наитеснейшим образом связана с практическими и умственными действиями индивидуумаМинимальной единицей речевой коммуникации является речевой знак или звук. Он является достаточно сложным образованием. Для его воспроизводства требуется движение определенных органов, а центр их управления находится в головном мозгу. При этом говорящий преследует определенное коммуникативное намерение. Сочетания элементарных единиц языка образуют различные типы сложных единиц: сочетания звуков - конкретные фонетические синтагмы, словоформ - лексикограмматические синтагмы, сем - сематические синтагмы.

Таким образом, процесс продуцирования речевых значительно сложнее, чем кажется на первый взгляд. В целом речевая деятельность - один из сложнейших видов деятельности человека и довольно сложный процесс с точки зрения науки. Ее природа стала понятной сравнительно недавно.

Преимуществами устной речи перед всеми другими способами общения являются то, что руки остаются свободными, никакие инструменты не требуются, освещение также не имеет значение, легко осуществляется сопряжение с телефонными системами. При диалоговом общении человек не нуждается в клавиатуре или дисплее. Кроме того, в систему «человек-компьютер» могут быть включены люди с физическими недостатками. Развитие же теории цифровой обработки речевого общения, увеличение возможностей и снижение себестоимости современных систем на основе ЭВМ способствовало развитию этой отрасли в современной науке. Кроме того, автоматическое распознавание речи несомненно является важным шагом на пути упрощения общения между человеком и машиной.

Наше общение с людьми при помощи устного языка, не важно, происходит ли оно при личном контакте с человеком, по телефону или при помощи интернета, можно назвать термином «речевая коммуникация». При этом мы обмениваемся мыслями, информацией при помощи звуковых волн. При помощи речи мы можем хорошо выражать свои мысли и достигать наилучшего взаимопонимания с собеседником, конечно, если тот способен адекватно воспринимать нашу речь и понимает язык. В достижении взаимопонимания между людьми важную роль играет эмоциональный аспект. Через речь мы передаем собеседнику свое эмоциональное состояние.

Речь имеет массу преимуществ перед другими средствами коммуникаций. Во-первых это самая быстрая форма общения, человек говорит по меньшей пере вдвое быстрее, чем печатает на клавиатуре. Кроме того, эксперименты в области человеческого общения показали, что самые сложные проблемы решаются вдвое быстрее при использовании речевого общения по сравнению с другими формами общения. Речь позволяет вести общение одновременно в различных формах, например, вы можете общаться с человеком, нажимая пульт телевизора, указывая на какую-нибудь графическую схему, текст и т.п. Можно общаться одновременно с машиной и другими людьми. При коммуникации с помощью речи вас не затруднит ни темнота, ни какое-либо затрудненное положение вашего тела, вы можете общаться, повернувшись спиной к человеку, и совершая при этом какие-либо другие действия.

С точки зрения науки, «речевая коммуникация представляет собой процесс, в котором участники должны совершать сложные действия. С точки зрения этого подхода речевая коммуникация наитеснейшим образом связана с практическими и умственными действиями индивидуумаМинимальной единицей речевой коммуникации является речевой знак или звук. Он является достаточно сложным образованием. Для его воспроизводства требуется движение определенных органов, а центр их управления находится в головном мозгу. При этом говорящий преследует определенное коммуникативное намерение. Сочетания элементарных единиц языка образуют различные типы сложных единиц: сочетания звуков - конкретные фонетические синтагмы, словоформ - лексикограмматические синтагмы, сем - сематические синтагмы.

Таким образом, процесс продуцирования речевых значительно сложнее, чем кажется на первый взгляд. В целом речевая деятельность - один из сложнейших видов деятельности человека и довольно сложный процесс с точки зрения науки. Ее природа стала понятной сравнительно недавно.

Преимуществами устной речи перед всеми другими способами общения являются то, что руки остаются свободными, никакие инструменты не требуются, освещение также не имеет значение, легко осуществляется сопряжение с телефонными системами. При диалоговом общении человек не нуждается в клавиатуре или дисплее. Кроме того, в систему «человек-компьютер» могут быть включены люди с физическими недостатками. Развитие же теории цифровой обработки речевого общения, увеличение возможностей и снижение себестоимости современных систем на основе ЭВМ способствовало развитию этой отрасли в современной науке. Кроме того, автоматическое распознавание речи несомненно является важным шагом на пути упрощения общения между человеком и машиной.

Речевая коммуникация с компьютером обладает следующими достоинствами:

у человека, работающего с речевым устройством, глаза и руки свободны;

речевое устройство представляет собой наиболее естественную форму общения;

для работы с устройством не требуется значительной подготовки;

устройство позволяет человеку быстро общаться в различных сферах его деятельности;

она дает возможность одновременно общаться с машиной и другими людьми;

устройство обеспечивает свободу движений и ориентировку;

не требует значительного пространства для пульта управления или другой сложной аппаратуры;

может конкурировать с радио и телефоном.

Поэтому в целях упрощения взаимодействия между человеком и компьютером ученые разрабатывают систему распознавание речи компьютером, что является достаточно непростой задачей.

Однако достичь взаимопонимания между машиной и человеком оказалось задачей не из легких. ЭВМ не обладает человеческой нервной системой, кроме того лишена человеческих коммуникативных интересов. Поэтому работа с искусственным интеллектом тесно связана с областью психологии и часто зависит от психологических исследований. Ученые стремятся к тому, чтобы машина идеально понимала человека, а коммуникация «человек-компьютер» давалась бы человеку также легко, как с взаимодействие «человек-человек».

Письменное сообщение всегда являлось актуальным при коммуникации человека и машины. Человек взаимодействовал и продолжает взаимодействовать с компьютером при помощи текста, письменного языка. Такой способ облегчает общение между этими разными системами, делает его оптимальным. Однако и в подобном процессе коммуникации могут возникнуть некоторые сложности.

Первоначально взаимодействие «человек-компьютер» осуществлялось в машинных кодах. Естественно, такое средство коммуникации было крайне неудобно для любого пользователя ЭВМ, что и обусловило интенсивную разработку более совершенного метода взаимодействия. Появились автокоды и мнемокоды, а потом и алгоритмические языки разных уровней. В дальнейшем при разработке компьютерных языков все больше учитывались психофизиологические закономерности, но все они до сих пор были недостаточно хороши и удобны. Требовалось еще более углубленное изучение человеческой психологии. Впоследствии ученые подошли к выводу, что нет ничего удобнее и эффективнее чем коммуникация на естественном языке. Огромный плюс такого общения - увеличение количества пользователей ЭВМ, так как такое серьезное препятствие, как изучение языка программирования отпугивало многих потенциальных пользователей компьютера. Кроме того, естественный язык помог бы человеку в творчестве, при решении задач, ему не надо будет отвлекаться на описание способа ее решения и на выполнение синтаксических правил, которые в любом из известных языков программирования достаточно далеки от правил грамматики естественного языка. Человек смог бы полностью сконцентрироваться на задаче. Что касается сферы вне творчества, для пользователей информационно-поисковых систем естественный язык был наиболее предпочтителен для выражения их информационной потребности.

Однако были и противники сближения языка программирования с естественным. Так Х.Халперн называл «пассивным» язык программирования, близкий к естественному. То есть это такой язык, синтаксис которого отличается от грамматики естественного языка, программа же, составленная на нем, понятна для любого пользователя, носителя естественного языка. «На пассивном языке удобно читать готовую программу, обучение же такому языку отнюдь не облегчено по сравнению с обучением другим языкам программирования, большинство из которых, конечно, и не претендуют на близость к естественному языку». Халперн так характеризует пассивный язык: «Объединяя многословие и зашумленность естественного языка со строгостью и произвольностью, типичной для языков программирования, он демонстрирует худшие свойства их обоих, но ни одного достоинства, присущего какому-либо из них».Он выступал против создания пассивных языков, и противопоставлял ему язык «активный», то есть тот, который позволил бы свободно пользоваться естественным языком для составления программ. В общем-то именно к этому и стремятся ученые.

Однако в дискуссиях на тему создания оптимального языка, учеными часто забывалось, что коммуникация - процесс двусторонний, так как она подразумевает не только обучение машины человеком, но и ответ машины человеку. Практика подтвердила необходимость уделять внимание обоим этим процессам, и язык сообщения, передаваемого человеком машине, должен несколько отличаться от языка сообщения, передаваемого машиной человеку. Анализируя отдельно передачи сообщения, где пользователь в одном случае - отправитель, в другом - получатель, выяснилось, что человеку удобнее передавать сообщения на активном языке, а пассивный удобен для пользователя при получении сообщения. К такому выводу ученые пришли еще и потому, что интересы человека и машины при коммуникации не совпадают. ЭВМ не обладает человеческой нервной системой, соответственно она лишена человеческих коммуникативных интересов. То есть при коммуникации с машиной, человек может проявлять свои интересы как в качестве отправителя, так и в качестве получателя.

Естественный язык человека в отличие от формализованного компьютерного, на котором строятся программы ЭВМ, может содержать неоднозначные понятия, то есть одно и то же слово может иметь несколько значений. В искусственном же языке слова должны быть однозначны. Таким образом установление понимания между человеком и ЭВМ усложняется. В психологии термин «понимание» трактуется как сложный, комплексный, многоуровневый познавательный процесс, включающий узнавание языковых средств и осмысление содержания и направленный на раскрытие связей и отношений реальной действительности. Если же исходить из сферы коммуникации компьютера и человека, понимание можно определить как «установление соответствия между семантическими и грамматическими системами составителя сообщения и реципиента». Раципиент в данном контексте - получатель общения.

Понимание текста зависит от многих факторов, большую роль из которых играют именно психологические. При этом не важно, кем является человек - отправителем или получателем, в любом случае психологические факторы будут влиять на то, насколько хорошо поймет машина кодирующего сообщение, либо декодирующий сообщение, исходящее от машины. Понимание будет тем успешнее осуществляться, чем более похожие и общие буду языковые нормы обоих участников процесса коммуникации: «чем более сходны их система семантических и грамматических навыков, тем более точно они должны уметь антиципировать или прогнозировать, что именно породит каждый из них в каждый отдельный момент».

Человек обладает абстрактным мышлением, то есть мысли возникают в голове не только в качестве фраз, слов, предложений, а чаще в виде образов. К сожалению, коммуникация «человек-человек» с помощью образов довольно редкое явление, так как «читать» мысли большинство из нас не способно, а рисовать и создавать образы вручную будет отнимать много времени и сил. Такая коммуникация просто не нужна, когда люди вполне могут общаться и понимать друг друга на естественном языке. Впрочем, для людей, говорящих на разных языках, такой способ вполне актуален и, возможно, скоро станет доступен с помощью компьютерных программ.

Более 90% информации человек получает с помощью зрения. Так было, так есть, и, очевидно, так будет. И поэтому не удивительно, что технический прогресс затрагивает в первую очередь средства сбора и обработки визуальной информации. электронный вычислительный речь компьютер

При всей сложности и чувствительности человеческого глаза, его возможности ограничены, и человек издавна стремился их расширить. Прежде всего, к таким "средствам расширения" относятся уже давно изобретенные микроскоп и телескоп. Долгое время предоставленные ими возможности визуального наблюдения вполне удовлетворяли исследователей, позволяя делать выдающиеся открытия как в области микромира (особенно биологии), так и в макромире, а именно, астрономии.

Но прогресс не стоит на месте. Появление компьютеров неизбежно вызвало желание подключить такой компьютер к микроскопу и телескопу, освободив человека от нудного и чреватого ошибками процесса анализа и подсчета различных объектов, попавших в поле зрения.

Однако, возникла неожиданная проблема: компьютер - не человек, он не видит и не понимает введенное в него изображение, для него это просто набор данных, никак не связанных между собой. В то же время человек, глядя на любое изображение, практически всегда может выделить на нем какие-то характерные особенности, причем происходит это почти мгновенно.

Взаимодействие человека и компьютера в зрительной области стало очень тесным, но разделилось на два направления: интерактивный режим работы и автоматический.

В интерактивном режиме компьютерные программы преобразуют изображение в соответствии с желанием человека, что позволяет ему лучше увидеть какие-то части или особенности изображения, выделить нужные элементы и подсчитать их количество или геометрические параметры. При всех плюсах этого варианта очевидны и его минусы: в процессе работы необходимо участие человека, который в целом имеет быстродействие, гораздо меньшее чем у компьютера, который ошибается, и который, наконец, просто устает. И, между прочим, нуждается в оплате своего труда.

Автоматический режим подразумевает автономную работу компьютера, как по сбору информации (что не является проблемой уже давно), так и по ее анализу. И вот тут как раз проблема в том, что на сегодняшний день не существует способов полностью автоматизировать процесс анализа. При всем быстродействии компьютеров и их огромной памяти, никак не удается заставить их делать то, что человек (особенно специалист в конкретной области) может сделать буквально одним взглядом.

Оба эти пути развиваются параллельно, хотя стремление к полной автоматизации является приоритетным.

В области интерактивного анализа основными помощниками человека становятся различные графические пакеты, самыми известными из которых можно считать PhotoFinish (ZSoft), PhotoShop (Adobe), Corel Draw и некоторые другие, менее известных фирм, но зачастую очень удобные и полезные. Среди них много и бесплатных систем, например, очень удачный продукт "ImageJ" ("http://rsb.info.nih.gov/ij/").

Эти программы позволяют проводить с изображением поистине чудесные преобразования, от имитации письма маслом в стиле определенной художественной школы, до анимационных эффектов, превращающих одну картину в другую через ряд промежуточных. О выводе всевозможных статистических характеристик изображения и говорить нечего, это само собой разумеется. Кроме того, заложенные в эти программы алгоритмы позволяют менять яркость, контрастность, резкость, насыщенность и многие другие параметры, а также выделять области и проводить различные математические операции с изображениями.

Человек, комбинируя различные преобразования, добивается эффекта визуального выделения на изображении необходимой ему информации. Потребность в подобных преобразованиях связана с тем, что изображения, получаемые с помощью различных видеокамер и других детекторов, далеко не всегда являются качественными и подчас содержат шума не меньше, чем полезного сигнала. Кроме того, получаемые изображения часто несут информацию из очень непривычных человеку мест и условий, в результате он просто не может корректно анализировать такое изображение. Тут можно упомянуть не только электронно-микроскопические изображения горных пород или внутренностей клетки, но и переданные из космоса изображения далеких планет. Для человека эти картины по сути чужды и непривычны, поэтому ему крайне трудно правильно их интерпретировать.

Получается, что проводить качественный и количественный анализ изображений даже с помощью столь замечательных программ может только специалист очень высокой квалификации, имеющий большие знания в данной конкретной области, а также большой практический опыт. Но таких специалистов мало, стоят они очень дорого, и не всегда они есть там, где нужны.

В этой ситуации очень заманчиво построить такую систему автоматического анализа, которая бы не зависила от характера самого изображения, а желательно, и не была бы очень чувствительной к его качеству. И при этом могла бы сама "видеть" на изображении то и так, что и как видит этот специалист-человек.

Автоматический анализ изображений необходим и тогда, когда требуется в реальном времени обработать тысячи кадров видеосъемки, пытаясь найти там изображение, например, конкретного человека. Это особенно актуально сейчас, когда в мире растет глобальная преступность и терроризм, а мир обрастает паутиной видеокамер, круглосуточно следящих за многими тысячами финансовых и правительственных объектов.

Использование человека тут невозможно хотя бы по причине огромного количества таких камер.

Попытки создания систем автоматического анализа предпринимаются во всем мире уже давно, собственно, с тех пор, как люди научились вводить изображения в компьютер. Из математических способов обработки изображений широкое распространение получил метод быстрых преобразований Фурье (БПФ). Его применение позволяет получить спектр изображения (спектр этот не предназначен для человеческого восприятия), применить к нему различные фильтры, а потом обратным преобразованием получить снова изображение, но уже откорректированное, по которому уже человек и проводит визуальный анализ. И вся задача исследователей сводится практически к выбору нужного фильтра, а часто и созданию своего собственного в соответствии с конкретной задачей.

Эта методика демонстрирует свою успешность во многих практических применениях, однако она требует огромных вычислительных ресурсов, даже сейчас доступных не везде и не всем, а самое главное, на 100% исходит из самого факта применения компьютеров. Иными словами, эта методика явно не имеет ничего общего с тем, как мозг самого человека проводит анализ этого же изображения.

Заключение

Таким образом, прогресс пришел к тому, что взаимодействовать с компьютером можно несколькими способами: визуально, т.е. с помощью образов, акустически - с помощью речи, и самый распространенный на сегодняшний день - это способ взаимодействия с помощью сообщения.

Компьютер в настоящее время является персональным помощником человека практически во всех сферах его деятельности. Он помогает ему в науках и их развитии, является незаменимым помощником на предприятиях различного характера, и даже задействуется в творческой деятельности человека и в быту. Современный человек не представляет себе более жизнь без компьютера. Кто-то мог бы возразить, упомянув, что в ранние времена человек свободно обходился без ЭВМ. Однако компьютер намного облегчает деятельность человека, сокращает время работы, оптимизирует и структурирует имеющуюся информацию, с легкостью справляется с вычислительными операциями, а также другими более сложными, требующими специально разработанных программ. Внедрение в компьютер различных технических средств (телефон, радио, видео- и фотосредства, диагностическую аппаратуру и т. п.) обеспечивает компьютерный слух, зрение, осязание, способность речевого воспроизведения. Таким образом, компьютер может отвечать практически всем органам чувств человека.

Человек и дальше стремится совершенствовать и развивать компьютер для решения все более широкого круга задач. Это позволит человеку использовать колоссальные возможности машины, о которых мы, молодые студенты, возможно и не подозреваем. Взаимодействие пользователь-компьютер, таким образом, становится все более тесным, органичным и развивающим. Компьютер совершенствуется человеком, и человек также меняется под влиянием машины. Меняется его мировоззрение, становясь более глобальным, меняются привычки и образ жизни.

Список литературы

1. Социальные и методологические проблемы информатики //. 1986. № 11

2. Тыщенко О.Б. Диалоговое взаимодействие в системе "человек - компьютер" // Компьютерная хроника, 1999, № 9, стр. 33-36.

3. Программная инженерия. Стандартизация пользовательского интерфейса. Евгений Волченков. М, 2002.

Размещено на Allbest.ru