Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Пользовательский интерфейс

2. Типы интерфейсов

3. Графический интерфейс пользователя

4. Пользовательский Web-интерфейс

5. Пользовательский интерфейс карманных устройств

6. Пользовательский интерфейс командной строки

7. Текстовый пользовательский интерфейс

Заключение

Список используемой литературы

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.

Взаимодействие оператора с вычислительной машиной является важным звеном вычислительного процесса при решении различных прикладных задач как научного, так и производственного плана. Создание программ в области организации рыночных отношений при создании информационных сайтов различных организаций и предприятий, при создании программ управления производственными процессами, учета выпускаемой продукции и ее реализации, управления качеством и даже при такой задаче, как сортировка электронной почты секретарем, требуется разработка удобного для пользователя взаимодействия с ЭВМ.

Интерфейс - совокупность технических, программных и методических (протоколов, правил, соглашений) средств сопряжения в вычислительной системе пользователей с устройствами и программами, а также устройств с другими устройствами и программами.

Интерфейс - в широком смысле слова, это способ (стандарт) взаимодействия между объектами. Интерфейс в техническом смысле слова задаёт параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.

1. Пользовательский интерфейс

Интерфейс пользователя (UI - англ. user interface) - разновидность интерфейсов, в котором одна сторона представлена человеком (пользователем), другая - машиной/устройством. Представляет собой совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, машинами, устройствами и аппаратурой [1].

Весьма часто термин применяется по отношению к компьютерным программам, однако под ним может подразумеваться набор средств, методов и правил взаимодействия любой системы, управляемой человеком.

Несколько широко распространённых примеров:

- меню на экране телевизора + пульт дистанционного управления;

- дисплей электронного аппарата (автомагнитолы, часов) + набор кнопок и переключателей для настройки;

- приборная панель (автомобиля, самолёта) + рычаги управления.

Интерфейс двунаправленный (интерактивный) - когда устройство, получив команды от пользователя и исполнив их, выдаёт информацию пользователю наличествующими у неё средствами - визуальными, звуковыми, тактильными и т. п. (приняв которую, пользователь выдаёт устройству последующие команды предоставленными в его распоряжение средствами: кнопки, переключатели, регуляторы, сенсоры, голосом, и т. д.).

Поскольку интерфейс есть совокупность, то есть он состоит из элементов, которые, сами по себе, также могут состоять из элементов (так, экран дисплея может содержать в себе другие окна, которые, в свою очередь, могут содержать панели, кнопки и прочие интерфейсные элементы).

Особое и отдельное внимание в интерфейсе пользователя традиционно уделяется его эффективности и удобству пользования (юзабельности). Понятный, удобный, дружественный - его основные характеристики [1].

Средства:

- вывода информации из устройства к пользователю - весь доступный диапазон воздействий на организм человека (зрительных, слуховых, тактильных, обонятельных и т.д.) -- экраны (дисплеи, проекторы) и лампочки, динамики, зуммеры и сирены и т.д.

- ввода информации/команд пользователем в устройство - множество всевозможных устройств для контроля состояния человека - кнопки, переключатели, потенциометры, датчики положения и движения, сервоприводы, жесты лицом и руками, даже съём мозговой активности пользователя.

По наличию тех или иных средств ввода, интерфейсы разделяются на типы - жестовый, голосовой, брэйн, и тд., возможны смешанные варианты. Средства эти должны быть необходимыми и достаточными, быть удобными и практичными, расположенными и скомпонованными разумно и понятно, соответствовать физиологии человека, не должны приводить к негативным последствиям для организма пользователя (всё это входит в понятие эргономики).

Методы:

- набор правил, заложенных разработчиком устройства, согласно которым совокупность действий пользователя должна привести к необходимой реакции устройства и выполнения требуемой задачи - т. н. логический интерфейс. Правила эти должны быть достаточно ясны для понимания, естественны и легки для запоминания (всё это входит в понятие юзабилити);

- увеличение в устройстве (при равной функциональности) средств ввода-вывода даёт упрощение построения методов управления и упрощение правил пользования, но зато приводит к сложности восприятия информации пользователем - интерфейс становится перегруженным. И наоборот - уменьшение средств отображения и контроля приводит к усложнению правил управления - каждый элемент несёт на себе слишком много функций. Потому проектировщики интерфейсов стараются принять компромиссное решение между этими двумя крайностями в каждом отдельном случае[2].

Безопасность. Одним из основных направлений исследований в области обеспечения безопасности пользовательских интерфейсов, и, в частности, визуальных интерфейсов пользователя, является разработка моделей информационной безопасности при условии комплексного учета информационных, функциональных, психофизиологических и экологических аспектов безопасности. Это связано, прежде всего, с включением информационного фактора в состав факторов среды систем человек-компьютер и информационным характером почти всех происходящих в области распространения ИП процессов. Наименее разработанным областям проблематики защиты информации в системе человек-компьютер (СЧК) соответствуют такие угрозы, как:

- искажение воспринимаемой пользователем информации за счет ее зашумления источниками среды на рабочем месте пользователя;

- потеря или искажение воспринимаемой пользователем информации из-за физической, семантической или синтаксической несогласованности ее представления пользователю;

- искажение представлений пользователя о реальном состоянии объекта управления за счет скрытых информационных воздействий и неадекватное принятие им решений в процессе решения задач в рамках СЧК.

В основном пользователь генерирует сообщения следующих типов:

- запрос информации

- запрос помощи

- запрос операции или функции

- ввод или изменение информации

В ответ пользователь получает подсказки или справки; информационные сообщения, требующие ответа; приказы, требующие действия; сообщения об ошибках и другую информацию[2].

2. Типы интерфейсов

Интерфейсы пользователя бывают двух типов:

1) процедурно-ориентированные:

- примитивные

- меню

- со свободной навигацией

2) объектно-ориентированные:

- прямого манипулирования.

Процедурно ориентированный интерфейс использует традиционную модель взаимодействия с пользователем, основанную на понятиях "процедура" и "операция". В рамках этой модели программное обеспечение предоставляет пользователю возможность выполнения некоторых действий, для которых пользователь определяет соответствие данных и следствием выполнения которых является получение желаемого результата.

Объектно-ориентированные интерфейсы используют модель взаимодействия с пользователем, ориентированную на манипулирование объектами предметной области. В рамках этой модели пользователю предоставляется возможность напрямую взаимодействовать с каждым объектом и инициировать выполнение операций, в процессе которых взаимодействуют несколько объектов. Задача пользователя формулируется как целенаправленное изменение некоторого объекта. Объект понимается в широком смысле слова - модель БД, системы и т.д.[3].

Процедурно-ориентированные интерфейсы:

1) обеспечивает пользователю функции, необходимые для выполнения задач;

2) акцент делается на задачи;

3) пиктограммы представляют приложения, окна или операции;

4) содержание папок и справочников отражается с помощью таблицы-списка.

Объектно-ориентированные интерфейсы:

1) обеспечивает пользователю возможность взаимодействия с объектами;

2) акцент делается на входные данные и результаты;

3) пиктограммы представляют объекты;

4) папки и справочники являются визуальными контейнерами объектов.

Примитивным называется интерфейс, который организует взаимодействие с пользователем и используется в консольном режиме. Единственное отклонение от последовательного процесса, который обеспечивается данными, заключается в организации цикла для обработки нескольких наборов данных.

Интерфейс Меню. В отличие от примитивного интерфейса, позволяет пользователю выбирать операцию из специального списка, выводимого ему программой. Эти интерфейсы предполагают реализацию множества сценариев работы, последовательность действий в которых определяется пользователями. Древовидная организация меню предполагает строго ограниченную реализацию. При этом возможны два варианта организации меню:

- каждое окно меню занимает весь экран

- на экране одновременно присутствуют несколько разноуровневых меню (Windows).

В условиях ограниченной навигации, независимо от варианта реализации, поиск пункта более чем двух уровневого меню оказывается довольно сложной задачей [2].

Интерфейс со свободной навигацией (графический интерфейс). Поддерживает концепцию интерактивного взаимодействия с ПО, визуальную обратную связь с пользователем и возможность прямого манипулирования объектом (кнопки, индикаторы, строки состояния). В отличие от интерфейса Меню, интерфейс со свободной навигацией обеспечивает возможность осуществления любых допустимых в конкретном состоянии операций, доступ к которым возможен через различные интерфейсные компоненты ("горячие" клавиши и т.д.). Интерфейс со свободной навигацией реализуется с использованием событийного программирования, что предполагает применение визуальных средств разработки (посредством сообщений).

Объектно-ориентированный интерфейс предполагает, что взаимодействие с пользователем осуществляется посредством выбора и перемещения пиктограмм соответствующей объектно-ориентированной области. интерфейс навигация пользовательский

Различают однодокументные (SDI) и многодокументные (MDI) интерфейсы.

3. Графический интерфейс пользователя

Графический пользовательский интерфейс (англ. 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[2].

В отличие от интерфейса командной строки, в GUI 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 GUI 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.

Можно выделить следующие виды GUI:

- простой: типовые экранные формы и стандартные элементы интерфейса, обеспечиваемые самой подсистемой GUI;

-истинно-графический, двухмерный: нестандартные элементы интерфейса и оригинальные метафоры, реализованные собственными средствами приложения или сторонней библиотекой;

- трёхмерный.

Достоинства:

- графический интерфейс является "дружелюбным" для пользователей, которые начали знакомство с компьютером с графического интерфейса;

- в программах обработки графики он, зачастую, является единственно возможным.

Недостатки:

- большее потребление памяти в сравнении с текстовым интерфейсом;

- сложнее организовать удаленную работу;

- невозможность автоматизации, если она не была заложена автором программы;

- графический интерфейс не является "дружелюбным" для пользователей, которые начали знакомство с компьютером с интерфейса командной строки [3].

4. Пользовательский Web-интерфейс

Базовый WUI-стиль (англ. Web user interface, WUI) весьма схож с меню иерархической структуры, которые пользователи знают по опыту работы в средах с неграфическим интерфейсом за исключением более наглядного представления и использования гиперссылок. Необходимая навигация выполняется в рамках одного или нескольких приложений с использованием текстовых или визуальных гиперссылок. В зависимости от структуры гиперссылок приложения навигация в пределах WUI-интерфейса приводит к отображению Web-страниц в иерархии приложения по одной за раз внутри одного окна. Ниже приводятся основные особенности приложения, использующего WUI-стиль:

- информация обычно отображается в единственном окне, называемом браузером, хотя для представления данных в приложении могут использоваться несколько окон браузеров;

- браузер обеспечивает меню для Web-приложения;

- выбор действий ограничен, так как меню, обеспечивающее обращение к функциям, не является легкодоступным для приложения;

- Web-страница обладает небольшой степенью внутреннего контроля над клиентской областью для открытия специализированных всплывающих меню;

- создание специализированных меню требует дополнительной работы по программированию;

- клиентская область не содержит традиционных пиктограмм;

-многие приложения используют графику и анимацию в эстетических или навигационных целях. Это таит в себе потенциальную угрозу возникновения внешнего визуального шума и увеличения времен отклика при загрузке и раскрытии графических файлов;

- браузер и приложения обеспечивают возможности отключения графики, содержащейся в Web-страницах, так что на экране отображается только их текстовая версия;

- поддержка указателя осуществляется в основном для выбора с помощью одного щелчка мышью или выбора по навигационным ссылкам. Технология "drag and drop" ("перетащить и поместить") не поддерживается за исключением случаев специального программирования в определенных средах. Действия кнопки 2, мыши также ограничены.

Навигация. Переход от одной страницы к другой с использованием гиперссылок или поискового механизма - наиболее часто выполняемая функция WUI-интерфейса. Страницы, с которыми встречается пользователь, существуют в пределах того же самого или другого Web-узла [1].

Web-браузер обеспечивает базовые возможности навигации для перемещения по Web-узлам и в пределах Web-узлов линейным способом с помощью кнопок панели инструментов Back (Назад) и Forward (Вперед). Навигация от одной страницы приложения к другой в пределах одного и того же Web-узла приложения выполняется с использованием гиперссылок, схемы Web-узла, кнопок и навигационной панели.

Основное назначение Web-страницы заключается в обеспечении полезной информацией, включая навигационную структуру в организацию Web-узла. Web-страницы составлены из одной или нескольких конструкций, представляющих собой сочетание бесчисленных мозаик цветных графических элементов. По сравнению с GUI-ориентированными приложениями WUI-ориентированные приложения включают несчетное количество элементов поведения, которые не вызываются пользователем, например, анимационных.

Компоненты WUI-интерфейса. К наиболее распространенным компонентам WUI-интерфейса относятся баннеры (заголовки), навигационные панели и визуальные или текстовые гиперссылки, упорядоченные различными способами. Также применяются разнообразные подходы к использованию графики, анимации и цвета:

- баннер представляет собой визуальный заголовок, отображаемый вверху Web-страницы;

- навигационная панель - это список вариантов выбора гиперссылок, обеспечивающих доступ к информации;

- гиперссылка представляет собой вариант выбора, который отображает следующую страницу информации или перемещает фокус отображения на другую область той же страницы;

- браузер - типичный браузер обладает заголовком, навигационной панелью областью, отображаемой в пределах экрана;

- каталог - каталог представляет собой визуальный поисковый механизм, в котором перечислены варианты выбора гиперссылок, используемых для навигации по дополнительным вариантам выбора до тех пор, пока не будет найден искомый результат, допускаются навигационные панели в виде заголовков другие типы навигации по вариантам выбора гиперссылок;

- поиск и результаты поиска - один или несколько элементов управления, с помощью которых пользователь осуществляет ввод или выбор критерия поиска информации, результаты поиска отображаются в том же и другом окне Web-браузера;

- документ - во многом похожий на свой бумажный двойник Web-документ отображает текстовую информацию вместе со ссылками на дополнительные источники или развернутое представление информации;

- записная книжка - некоторые Web-узлы представляют визуальную записную книжку в качестве метафоры для организации данных. Она почти не отличается от навигационной панели, с той лишь разницей, что содержит меньшее количество вариантов выбора [3].

Факторы успеха, которые, влияют на уровень практичности приложений, использующих WUI-интерфейс - это простота навигации по иерархическим информационным структурам, легкость и быстрота поиска. К другим важным факторам относятся эстетические характеристики и ценность текущего содержания информации.

5. Пользовательский интерфейс карманных устройств

Сегодня широко известны компьютеры два основных класса PDA (Personal Digital Assistant-персональный цифровой ассистент - "карманный" компьютер, предназначенный, выполнения некоторых специальных функций) - в одних используется настоящий GUI-стиль как по внешнему виду, так и по поведению, в других применяется подмножество GUI-интерфейса. Для ввода данных пользователем применяется "жестикуляционный" стиль с пером и сенсорным экраном [2].

Обычно подобные устройства обладают очень маленьким экраном. Каждая область дисплея PDA меньше, чем большинство окон GUI-ориентированных приложений для настольных и портативных систем. Для поддержки PDA обычно используется GUI-ориентированное ПО для портативных или настольных компьютеров.

HUI-интерфейс обеспечивает некоторые возможности GUI-интерфейса, а именно пиктограммы, меню и аналогичное поведение указателя. В окне устройства одновременно отображается один объект. Общий стиль для HUI-интерфейса можно назвать SIMP-стилем (Screen - экран, Icon - пиктограмма, Menu - меню и Pointer - указатель). При этом обеспечиваются многие свойства GUI-интерфейса, некоторые из них приведены ниже.

а) Пиктограммы используются во многих PDA, их разрешающая способность изменяется в соответствии с типом устройства отображения. Как и в GUI-интерфейсе, пиктограммы применяются для представления объектов, действий и атрибутов.

б) Строка меню и сами меню отображаются по требованию и обладают обычным для таких компонентов поведением.

в) Перо служит в качестве указателя по большей части для взаимодействия с помощью одного щелчка. Диалоги отображаются как окна, которые перекрывают вызывающий объект. Такие окна не обладают стандартным оформлением GUI-окон, их нельзя перемещать и изменять их размер.

К некоторым PDA можно подключить клавиатуру, однако пользователь должен обучиться ориентированному на указатель взаимодействию и письму с помощью пера для работы непосредственно с PDA Некоторые команды можно выполнять с помощью "жестикуляционных" комбинаций клавиш, эквивалентных клавишам быстрого выбора команд GUI-интерфейса.

Основные проблемы проектирования HUI-ориентированных приложений перечислены ниже.

а) Упрощение требований к пользователю по вводу данных и взаимодействию.

б) Использование ограниченной области дисплея.

6. Пользовательский интерфейс командной строки

Данный интерфейс (англ. Command Line Interface, CLI) предназначен для подготовленного пользователя, регулярно работающим с приложением. Пользователь взаимодействует с приложением с помощью команд (директив), имеющих определенную жестко заданную внутреннюю структуру. Код команды однозначно идентифицирует функцию приложения, исполняемую по данной команде. Код команды отражает название функции и записывается в виде слова на естественном языке, либо его сокращения или мнемокода. Команды дают возможность опытному пользователю сразу специфицировать необходимую функцию вместо того, чтобы отвечать на серию запросов системы [1].

7. Текстовый пользовательский интерфейс

ТПИ (англ. Text user interface, TUI; также Character User Interface, CUI) - разновидность интерфейса пользователя, использующая при вводе-выводе и представлении информации исключительно набор буквенно-цифровых символов и символов псевдографики. Характеризуется малой требовательностью к ресурсам аппаратуры ввода-вывода (в частности, памяти) и высокой скоростью отображения информации, поэтому широко использовался на начальном этапе развития вычислительной техники. Также, его разновидность - интерфейс командной строки - имеет отдельные преимущества в юзабилити перед графическим интерфейсом. Поэтому программы, основанные на ТПИ, имеют некоторое распространение до настоящего времени, особенно в специфических сферах и на маломощном оборудовании [2].

Недостатком подобного типа интерфейса является ограниченность изобразительных средств по причине ограниченности количества символов, включённых в состав шрифта, предоставляемого аппаратурой.

Программы с текстовым интерфейсом могут имитировать оконный интерфейс, чему особенно способствует применение псевдографических символов.

ТПИ, использующий в качестве элементов интерфейса только и исключительно вводимые с клавиатуры текстовые строки (команды), называется интерфейсом командной строки (т. н. консольные программы - программы, использующие интерфейс командной строки, где информация выводится на консоль).

В простейшем случае текстовый интерфейс использует интерфейс командной строки, однако многие программы с помощью интерактивных элементов создают более дружественный интерфейс, приближающийся по удобству к графическому.

В текстовом интерфейсе реализованы все базовые элементы интерфейса, используемые и в графическом интерфейсе - меню, кнопки, переключатели, флажки, выпадающие списки, полосы прокрутки и так далее. Многие программы реализовывали развитую оконную систему, чему способствовали библиотеки вроде CScape, D-Flat, Turbo Vision и многие другие, некоторые имели сменные темы оформления (например, DOS Navigator) и поддерживали различные устройства интерактивного взаимодействия, такие как мышь, джойстик, световое перо.

На программном уровне для ввода и вывода информации консольные программы используют стандартные устройства ввода-вывода (stdin, stdout, stderr), хотя могут открывать и другие файлы, сетевые соединения и совершать иные действия, доступные в выполняющей их среде. Вывод печатных символов в stdout и stderr приводит к появлению этих символов на устройстве вывода и к получению их пользователем [3].

Консольные программы для более продвинутых операционных систем, особенно UNIX, как правило, способны работать на достаточно широком классе реализаций интерфейса с пользователем. Для упрощения написания таких программ широко применяется библиотека ncurses.

Заключение

Необходимо резюмировать достоинства и недостатки применения интерфейсов.

Достоинствами являются зацепление взаимодействующих частей приложения существенно снижается вплоть до необходимого и достаточного уровня. Посредством использования интерфейсов удается четко разбить задачу на подзадачи, чья реализация может вестись полностью параллельно. Благодаря четко выделенным интерфейсам реальное повторное использование кода существенно возрастает. Отсутствие неконтролируемой привязки прикладного кода к системно-зависимым API существенно упрощает портирование. Благодаря повсеместному применению интерфейсов, проблема безболезненного изменения поведения отдельных частей приложения находит эффективное решение: приложение представляет собой набор четко ограниченных кубиков, взаимодействующих между собой посредством формально заданных интерфейсов. Проектирование приложения посредством создания интерфейсов сразу на целевом языке полностью исключает весь пласт ошибок и чужеродных не эффективностей, возникающих при первоначальном проектировании в рамках "универсальных моделей" типа UML с последующим переводом.

А недостатки в данном случае являются прямым продолжением достоинств. В силу повсеместного использования "дополнительного уровня косвенности" взаимодействие отдельных реализаций интерфейсов (ведь именно они, в конечном итоге, выполняют всю работу) становится достаточно трудно отследить. Простой, написанный "в лоб" код выглядит более очевидным, но эта его простота уже совершенно не подходит для действительно сложных систем, требующих постоянного внесения изменений. Опять же, из-за внесения множества косвенных (фактически, виртуальных) вызовов страдает производительность. Тем не менее, не следует считать, что производительность становится неприемлемой (и именно по этой причине), т.к. необходимость оптимизации "узких мест" свойственна любой сложной системе. Тем более, что дополнительная потребность в ресурсах сравнительно невелика и растет (даже менее чем) линейно относительно числа функций, ставших виртуальными. Как всегда, действительно существенный прирост производительности дает только замена самого алгоритма, а не технических деталей него реализации.

Список используемой литературы

1. Гращенко Л.А. Обобщенная модель угроз информационной безопасности визуальных интерфейсов пользователя Информационные системы и технологии. - 2006.

2. Интерфейс пользователя

http://ru.wikipedia.org/wiki/interface polzovatelya/

3. А.П. Фисун. - Деп. в ВИНИТИ - Орел: Орловский государственный университет, 2004.

Размещено на Allbest.ru

...