Подходы в организации диалога человек-компьютер
Компьютер сам по себе («hardware» - «железо» - аппаратные средства, аппаратура) без разработанных человеком для него программ («software» - программные средства, программное обеспечение) не может выполнить какой-либо работы. Компьютерной программой называют упорядоченную последовательность команд (инструкций) компьютеру для решения задач. Программное обеспечение (ПО) является логическим продолжением технических средств компьютера, создающим возможности применения компьютера в информационной деятельности человека.
По сфере использования программ различают три основные группы: системное, прикладное программное обеспечение и инструментальные средства, обеспечивающие создание новых программ для ЭВМ.
Системное программное обеспечение. Системное программное обеспечение - программы, предназначенные для обеспечения работы компьютера, объединения различных устройств вычислительной техники в единую вычислительную систему, организации диалога пользователь - ЭВМ и выполнения работ, связанных с обслуживанием вычислительных машин.
Системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например:
4 проверку работоспособности устройств компьютера;
4 управление ресурсами компьютера;
4 создание копий используемой информации;
4 выдачу справочной информации о компьютере и др.
К системным программам относят: операционные системы и операционные оболочки, всевозможные сервисные программы, облегчающие пользователю взаимодействие с компьютером (программы-драйверы обслуживания различных периферийных устройств компьютера, диагностические программы, антивирусные программы и др.), программы, обеспечивающие работу компьютеров в сети. Например, для обслуживания принтера используется программа-драйвер принтера.
Прикладное программное обеспечение. Прикладное программное обеспечение - программы для решения определенного класса задач обработки данных в конкретной сфере человеческой деятельности. Они непосредственно обеспечивают выполнение необходимых пользователям работ. Примеры прикладных программ: программа для обработки экспериментальных данных, программа бухгалтерского учета, игровые, обучающие программы и т.п. Текст данной книги создан с помощью прикладной программы - редактора текстов Microsoft Word, иллюстрации подготовлены с помощью прикладной программы - графического редактора.
Инструментальные средства. Инструментальные средства (системы программирования) - это программы, обеспечивающие процесс создания или изменения программ для ЭВМ. Современные системы программирования, поддерживая все технологические этапы процесса проектирования, программирования, тестирования и отладки, предоставляют программисту мощные и удобные средства для разработки программ.
Операционные системы. Главную роль в программном обеспечении компьютера играет операционная система. Операционная система - это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для того, чтобы управлять выполнением программ на компьютере и обеспечить управление ресурсами компьютера.
В функции операционной системы входят:
· ввод-вывод и управление данными;
· планирование и организация процесса обработки программ;
· распределение ресурсов (памяти, процессора, внешних устройств);
· запуск программ на выполнение;
· всевозможные вспомогательные операции обслуживания;
· передача информации между различными внутренними устройствами;
· программная поддержка работы периферийных устройств(дисплея, клавиатуры, накопителей на дисках, принтера и
· т.д.);
· осуществление диалога с пользователем.
Как любое техническое устройство, компьютер обменивается информацией с человеком посредством набора определенных правил, обязательных как для машины, так и для человека. Эти правила в компьютерной литературе называются интерфейсом. От интерфейса зависит технология общения человека с компьютером. Можно выделить следующие виды интерфейса: командный интерфейс, графический WIMP-интерфейс, SILK-интерфейс.
1. Командный интерфейс. Этот интерфейс называется так потому, что в этом виде интерфейса человек подает команды компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат человеку. Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки.
2. Графический WIMP-интерфейс (Window - окно, Image -образ, Menu - меню, Pointer - указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов - меню, окон, других элементов.
3.SILK-интерфейс (Speech - речь, Image - образ, Language -язык, Knowlege - знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет речевое общение человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму.
Командный интерфейс
Общение человека и компьютера в виде пакетной технологии использовалось на релейных машинах Зюса и Цюзе (Германия, 1937 г.). Оно заключалось в том, что на вход компьютера подается последовательность символов, в которых по определенным правилам указывается последовательность запущенных на выполнение программ. После выполнения очередной программы запускается следующая и т.д. Машина по определенным правилам находит для себя команды и данные. В качестве этой последовательности может выступать, например, перфолента, стопка перфокарт, последовательность нажатия клавиш электрической пишущей машинки. Машина также выдает свои сообщения на перфоратор, алфавитно-цифровое печатающее устройство, ленту пишущей машинки.
Особенностью этого типа интерфейса является то, что человек здесь имеет малое влияние на работу машины - он может лишь приостановить работу машины, сменить программу и вновь запустить ЭВМ. Впоследствии, когда машины стали мощнее и появились алфавитно-цифровые дисплеи, началась эра командной строки. При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть терминалом, или консолью.
Общение человека и компьютера в виде технологии командной строки заключается в том, что команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой символ приглашения и мигающий прямоугольник - курсор. При нажатии клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается вправо. Это очень похоже на набор команды на пишущей машинке. Однако в отличие от нее буквы отображаются на дисплее, а не на бумаге, и неправильно набранный символ можно стереть. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter. После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется. Технология командной строки используется в стандартном приложении Windows Командная строка (рис. 1), а также при загрузке Windows 95/98 в режиме MS-DOS.
Примечание. MS-DOS -это сокращение: Microsoft Disk Operating System.
Рис. 1. Вид окна приложения Командная строка
Графический интерфейс
Идея графического интерфейса зародилась в середине 70-х годов XX в. На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующем:
· При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием, благодаря чему повысилась выразительность изображения.
· 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.
· 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.
· Кроме клавиши Enter, на клавиатуре все чаще стали использоваться «серые» клавиши управления курсором.
· 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.
Первая система с графическим интерфейсом появилась в 1981 г. Первоначально графический интерфейс использовался только в прикладных программах, но постепенно он стал переходить и на операционные системы, используемые сначала на компьютерах Atari и Apple Macintosh, а затем и на IBM-совместимых компьютерах.
Процесс по унификации в использовании клавиатуры и мыши прикладными программами привел к созданию того пользовательского интерфейса, с помощью которого при минимальных затратах времени и средств на переучивание персонала можно работать с любым программным продуктом.
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 совпало с широким распространением операционной системы MS-DOS. Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Norton Commander и текстовый процессор Microsoft Word for Dos.
Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал «чистый» интерфейс WIMP. Он 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. 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.
Важнейшей особенностью этого интерфейса является его понятность и простота в усвоении. Поэтому сейчас WIMP-интерфейс стал стандартом де-факто. Ярким примером программ с графическим интерфейсом является операционная система Microsoft Windows.
SILK-интерфейс
С середины 90-х годов XX в. в связи с появлением звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи начинается активное развитие и применение «речевой технологии» SILK-интерфейса. При этой технологии команды подаются голосом путем произнесения специальных зарезервированных слов - команд. Такими основными командами (по правилам системы речевого ввода «Горыныч») являются:
· «Проснись» - включение голосового интерфейса.
· «Отдыхай» - выключение речевого интерфейса.
· «Открыть» - переход в режим вызова той или иной программы. Имя программы называется в следующем слове.
· «Буду диктовать» - переход из режима команд в режим набора текста голосом.
· «Режим команд» - возврат в режим подачи команд голосом
и некоторые другие.
Слова должны выговариваться четко, в одном темпе. Между словами обязательна пауза. Из-за неразвитости алгоритма распознавания речи такие системы требуют индивидуальной предварительной настройки на каждого конкретного пользователя. В состав Office XP уже вошла система распознавания речи, правда, она пока понимает лишь английский, китайский и японский языки.