Графический интерфейс пользователя

Размещено на http://www.allbest.ru

Исследование сенсорно-моторной реакции пользователя ПЭВМ при работе с клавиатурой и манипулятором типа «мышь»

«Характеристики сенсорно-моторной деятельности человека», «Пропускная способность человека-оператора», «Повышение скорости работы пользователя ПЭВМ».

Длительность работы, выполняемой пользователем ПЭВМ при взаимодействии с тем или иным программным обеспечением, состоит из длительности восприятия информации, поступающей от графического интерфейса программы, длительности обдумывания своих ответных действий, длительности совершаемых в результате физических действий (нажатие на клавиатуре соответствующих клавиш или перемещение курсора и нажатия на клавишу «мыши») и длительности реакции операционной системы ПЭВМ.

В этом ряду длительность реакции системы является наименее значимым фактором. Поэтому процессы восприятия информации, ее интеллектуальная обработка и действия с клавиатурой или мышью занимают практически все время, в течение которого пользователь работает с компьютером. Учет особенностей этих процессов при организации работы пользователя с интерфейсом программного продукта позволяет существенно повысить скорость работы пользователя ПЭВМ и, как следствие, скорость работы информационной системы.

Количество информации, которое человек-оператор способен воспринять в единицу времени, оценивается пропускной способностью оператора. Она существенно зависит от способа представления информации, способа кодирования, технических и эргономических характеристик пользовательского интерфейса и аппаратуры, других факторов. Например, если в функцию оператора входит считывание символьной информации при определенных условиях эксплуатации и равновероятном появлении символов, то пропускная способность оператора определяется

С = (n log₂R) / T ,

где n -- число правильно считанных символов, R -- длина алфавита, T -- время отображения всей поступившей информации.

При темпе предъявления информации человеку-оператору, соответствующем его пропускной способности, процент ошибочных действий сохраняется практически постоянным и достаточно низким. При повышении темпа предъявления информации оператор, за счет увеличения психофизиологической нагрузки, будет продолжать выполнять свои функции, но с нарастающим ухудшением качества. При понижении темпа поступления информации, чрез какое-то время, вновь начинается рост ошибочных действий. В связи с этим, можно ставить вопрос о поиске оптимального темпа деятельности операторов, об оптимальной зоне изменения темпа предъявления информации.

При выполнении оператором управленческих действий от него требуется не только быстрая и точная переработка (восприятие) информации, но и быстрая и точная реакция на сигналы. Момент окончания процесса восприятия человеком информации и начало его ответных физических действий невозможно зафиксировать. Часто, какое-то время эти процессы происходят параллельно. Поэтому восприятие информации и ответные физические действия рассматриваются совместно и характеризуются как сенсорно-моторная (сенсомоторная) реакция человека-оператора.

Сенсомоторной реакцией называется одиночное (дискретное) движение оператора на появление (прекращение действия) того или иного раздражителя. Изучение сенсомоторной реакции имеет большое значение для инженерной психологии. Это обусловлено четырьмя причинами (см. лекции).

Вводят два типа сенсомоторных реакций: простую и сложную. Простая сенсомоторная реакция заключается в ответе заранее известным простым одиночным движением на внезапно появляющийся, но заранее известный сигнал. графический пользователь интерфейс информационный

В сложной реакции требуемое действие оператора зависит от вида и характера поступившего сигнала.

Основной показатель сенсомоторной реакции -- время. Полное время реакции складывается из двух составляющих: латентного (скрытого) периода и времени моторного акта (графическое представление составляющих реакций дано в лекции). Для сложной реакции сенсорная и моторная компоненты времени реакции имеют на оси времени общий участок (отметить на рисунке в отчете). Это означает, что в это время начинают работать несколько параллельных уровней регулирования.

Результаты исследования сложной сенсомоторной реакции показали:

а) время реакции уменьшается (естественно, до какого-то предельного значения) по мере тренированности оператора;

б) на скорость ответных реакций существенно влияет совместимость между требуемым ответным движением на сигнал и тем движением, которое является привычным, естественным для человека. Чем больше совместимы требуемые и привычные ответные реакции, тем меньше время реакции;

в) время реакции прямо пропорционально количеству информации, приходящейся на сигнал.

Длительность непосредственно моторного акта (физических действий) пользователя ЭВМ зависит также от степени необходимой точности работы. Это объясняется тем, что точность и скорость движений человека определяются как механическими свойствами двигательного аппарата, так и механизмом регуляции движений. При резком движении невозможно быстро остановиться, соответственно, чем точнее должно быть движение, тем более плавным, замедленным оно должно быть. Таким образом, чтобы физическое действие пользователя было быстрым, оно не должно быть точным.

Взаимодействие пользователя с компьютером осуществляется либо с помощью клавиатуры, либо -- манипулятором типа «мышь». Клавиатура не требует особой точности движений: все клавиши имеют одинаковый и достаточный для быстрого нажатия размер, не имеет значение сильно или слабо нажата клавиша. Это обеспечивает большую скорость работы пользователя. Но горячие клавиши трудно запомнить, а сама клавиатура не предназначена для перемещения фокуса ввода по экрану, что приводит к существенным трудностям в работе. Гораздо лучше для этого приспособлена мышь. Но мышь, в свою очередь, инерционна -- есть разница между медленным ее перемещением и быстрым, сильным приложенным усилием и слабым. Именно поэтому оптимизация использования мыши в системе может существенно повысить общую скорость работы пользователя за компьютером.

Мышь не является прецизионным инструментом. Соответственно, она не предназначена для очень точных, в 1 или 2 пикселя, манипуляций и попадание курсором на любой маленький интерфейсный элемент будет вызывать затруднение у пользователя и замедлять работу. Чтобы сделать элемент более доступным и сократить время его достижения, интерфейсный элемент (например, управляющую кнопку) следует делать большим и располагать ближе к курсору (следствие закона Фитса).

Каждый раз, когда пользователь прерывает свою деятельность и начинает думать о том, что ему делать дальше (например, вспоминает расположение горячих клавиш для запоминания набранного текста), он отвлекается. Каждое такое отвлечение занимает определенное время и, кроме того, сбивает фокус внимания, т. е. обработку текущего действия (нужно вспоминать место, с которого следует продолжать набор текста). Для обеспечения эффективной работы пользователя с ПЭВМ необходимо так организовать интерфейс программы, чтобы пользователь меньше отвлекался, а при потере фокуса внимания ему создавались условия быстрого возвращения к прерванной работе.

Лабораторное задание

Оно определяется программой исследования сенсомоторной реакции, которая представлена на рис.1. Программа включает в себя перечни заданий для исследования трех групп вопросов, касающихся:

- простой сенсомоторной реакции;

- сложной сенсомоторной реакции;

- некоторых факторов, влияющих на скорость работы пользователя ПЭВМ.

Рис. 1.

В заданиях студентам предлагается.

1. Пройти мини-тестирование, чтобы подтвердить свое знание теоретического материала по каждой из групп изучаемых вопросов.

2. Провести специально организованные эксперименты для оценки длительности собственной сенсомоторной реакции -- простой и сложной при разных условиях работы с ПЭВМ:

- при работе посредством клавиатуры и посредством мыши;

- при осуществлении тренировок;

- при работе с элементами разной организации графического интерфейса, которые задаются размерами командных кнопок, их расположением, степенью сохранения фокуса внимания пользователя, системой используемых обозначений;

- при восприятии и обработке того или иного количества информации.

Оценить возможности работы оператора при разных темпах поступления информации.

3. По результатам экспериментальных исследований определить характер изменения времени сенсомоторной реакции:

- от тренированности пользователя;

- от степени совместимости требуемых ответных реакций пользователя с его привычными действиями (движениями);

- от количества воспринимаемой и обрабатываемой информации;

- от организации пользовательского интерфейса;

- влияние темпа предъявления информации на количество совершаемых пользователем ошибок.

4. Сравнить полученные в процессе экспериментальных исследований результаты с теоретическими положениями. При наличии расхождений указать возможные причины и, если можно их устранить, повторить экспериментальные исследования. Результаты сравнений записать в отчет.

Порядок выполнения работы

1. Программное обеспечение для выполнения лабораторной работы находится в пакете программ лабораторных работ по дисциплине «Интерфейсы информационных систем». Для начала выполнения работы в строке меню основного окна пакета необходимо выбрать команду с именем «Работа 1».

2. Зарегистрироваться в системе. В соответствующие поля предложенной формы ввести фамилию, инициалы и номер группы.

3. Ознакомиться с перечнем и порядком выполнения лабораторных заданий, которые определяет «Программа исследования сенсомоторной реакции пользователя ПЭВМ» (рис.1). При ее открытии активна лишь кнопка «Ответить» для выполнения первого тест-задания «Контрольные вопросы на знание теоретического материала о простой сенсомоторной реакции».

4. Ответить на контрольные вопросы, представляемые в окне «Контроль знаний по работе 1». Для ответа на вопрос необходимо отметить один из трех предложенных вариантов. Время, отводимое на выбор ответов, ограничено. При наличии неправильного ответа хотя бы на один вопрос, система выводит сообщение «Вы не справились с заданием» и предлагает повторить попытку ответить на вопросы. Допускается три таких попытки. При наличии ошибочных ответов в четвертой попытке, система организует минутную паузу для того, чтобы студент мог прочитать необходимый раздел лекций.

При правильном ответе на все вопросы система сообщает об этом и открывает доступ к выполнению экспериментальной части работы.

5. Провести исследования простой сенсомоторной реакции. Для этого последовательно выполняются предлагаемые системой Задания 1-4. Они включают в себя измерения студентами длительности собственной сенсомоторной реакции при использовании клавиатуры и при использовании мыши, без тренировки и при осуществлении тренировки. На рис. 2 дан пример задания

Рис. 2.

Оценка времени собственной реакции определяется путем усреднения результатов измерения не менее шести раз (опытов). При этом на экран выводятся не только усредненные значения времени реакции, но и ее максимальное и минимальное значения, а также число совершенных ошибочных действий. Поскольку ошибочные действия искажают результаты измерения, то в работе предусмотрена возможность повторного выполнения заданий.

Результаты измерений, а также результаты сравнений данных, полученных при выполнении отдельных заданий (они указываются системой), заносятся в отчет по выполнению лабораторной работы.

6. Ответить на контрольные вопросы для подтверждения теоретических знаний о сложной сенсомоторной реакции.

7. Провести исследования сложной сенсомоторной реакции. Для этого последовательно выполняются предлагаемые системой задания экспериментов 1, 2 и 3 для измерения длительности сложной сенсомоторной реакции пользователя при разных условиях работы с ПЭВМ (при использовании клавиатуры, мыши, без тренировки, при осуществлении тренировок, при не совпадении требуемых ответных реакций пользователя с его привычными действиями), при разном количестве принимаемой информации и получить данные для определения характера зависимостей, указанных в п. 2.3 лабораторного задания.

Изменение количества принимаемой и обрабатываемой информации моделируется путем изменения разрядности в предъявляемых пользователю числах, в которых необходимо определить число групп с одинаковыми цифрами.

8. Ответить на контрольные вопросы на знание факторов, влияющих на скорость работы пользователя ПЭВМ.

9. Провести исследование факторов, влияющих на скорость работы пользователя ПЭВМ. Последовательно выполнить задания экспериментов 4, 5 и 6 для оценки длительности сенсомоторной реакции пользователя ПЭВМ при работе с элементами разной организации графического интерфейса, которые задаются размерами командных кнопок, их расположением от курсора, степенью сохранения фокуса внимания пользователя.

10. Оформить отчет о выполнении лабораторной работы. Отчет должен содержать необходимый теоретический материал, результаты практических измерений сенсомоторной реакции, результаты сравнений данных, полученных при выполнении отдельных заданий одного или нескольких экспериментов (они указываются системой), а также сравнение результатов, полученных в процессе экспериментальных исследований, с теоретическими положениями.

ОРГАНИЗАЦИЯ ДИАЛОГА в графическом пользовательском интерфейсе ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

«Организация взаимодействия человека с информационной системой», «Диалог и его основные характеристики», «Типы диалога», «Окна интерфейса пользователя».

Основной концепцией графического пользовательского интерфейса является диалоговый характер взаимодействия человека с информационной системой - операционной системой ПЭВМ или прикладной программой. При этом диалог с пользователем ведется, как правило, не с помощью команд, набираемых на клавиатуре, а с помощью графических образов - меню, окон, других элементов.

В общем случае, диалог означает интерактивный обмен информацией на заранее установленном языке, в определенной форме для достижения некоторых целей в конкретной предметной области деятельности человека. Диалог между человеком и компьютером служит методом решения задач (математических, технических, экономических, сервисных), где инициатор диалога (пользователь) знает задачу, а собеседник (ПЭВМ) используется для ее решения.

В состав информации, которой обмениваются участники диалога, помимо команд и данных входят и сообщения, выполняющие некоторые функции, необходимые для поддержания диалог: сообщения о состоянии системы, предупреждения, напоминания, подсказки пользователю, сообщения об ошибках, справочная информация. Для наглядности диалог с вычислительной системой можно представить схемой общения (изобразить).

Процесс диалога обычно отделяется от процесса выполнения задания. Это позволяет использовать один и тот же процесс диалога для выполнения различных заданий пользователя.

Диалог со стороны вычислительной системы поддерживается программными и информационными средствами двух типов: структурными и лингвистическими. Назначение структурных средств состоит в восприятии сообщений человека, формировании и выдачи ему сообщений системы и в управлении этими процессами. Назначение лингвистических средств состоит в понимании сообщений человека и синтезе сообщений системы человеку.

В процессе диалога человек и вычислительная система принимают функции источника и приемника. При этом реализующие его программные и технические средства образуют три канала взаимодействия: канал планирования, канал информирования и канал управления. Схематично диалог будет представляться так.

Направления сигналов в каналах зависит от вида диалога. Данная схема соответствует диалогу, в котором инициатором является человек (И).

Для оценки качества диалога между человеком и ПЭВМ используются следующие показатели: естественность, последовательность, краткость, поддержка пользователя и гибкость.

При организации взаимодействия человека с ПЭВМ традиционно используют четыре структуры или типа диалога: вопрос-ответ, на базе меню, на базе экранных форм (с подтипами ответ с указанием, запрос по образцу) и на базе команд.

Диалог «Вопрос-ответ». Это наиболее известная структура диалога, поскольку для ее реализации нужны процессы ввода и вывода, работающие в режиме «строка за строкой». Система (или пользователь) берет на себя роль интервьюера и получает информацию от пользователя (аналогично, пользователь от системы) в виде ответа на вопрос. В каждой точке диалога система выводит в качестве подсказки один вопрос, на который пользователь дает один ответ. В зависимости от полученного ответа, система может решить, какой следующий вопрос задавать. Если пользователь дает не подходящий ответ, компьютер повторяет вопрос, сообщая, что ответ не подходит. Аналогично, если дан ошибочный ответ, то система выдает сообщение об ошибке и снова выводит вопрос.

Ответ обычно вводится пользователем с клавиатуры. Он представляет собой либо объект из списка возможных ответов (список команд, товаров, список финансовых документов и пр.), либо произвольные объекты. Существуют системы, ответы в которых выводятся на естественном языке, но чаще используются предложения из одного слова с ограниченной грамматикой.

Структура диалога «вопрос-ответ» представляет собственный механизм ввода как управляющих сообщений (команд), так и данных. Никаких ограничений на диапазон или тип входных данных, которые могут обрабатываться, не накладывается.

Диалог вопрос-ответ может удовлетворить требования различных пользователей и типов данных. Он достаточно гибок и в достаточной степени обеспечивает поддержку пользователя.

Диалог на базе «меню». При этом типе диалога пользователю предлагается выбор одной из нескольких альтернатив, каждая из которых интерпретируется однозначно. Выбор из меню приводит к появлению на экране либо последующих меню, либо требуемой информации, либо к переводу терминала в состояние, в котором можно вводить данные в систему.

Существуют разные форматы представления меню на экране. В виде списка объектов, выбираемых указанием цифрового кода, в виде блока данных; в виде пиктограмм; в виде строки данных (см. Рис. ).

Меню можно с равным успехом применять для ввода как управляющих сообщений, так и данных. Приемлемая структура меню зависит от размера и организации меню, от способа выбора пунктов меню и реальной потребности пользователя в поддержке со стороны меню.

Диалоговые системы, основанные на выборе из меню, являются подходящими для новичков и случайных пользователей. Это объясняется тем, что 1) обычно наряду со списком действий, которые можно предпринять, имеется достаточное число инструкций; 2) то, что каждое меню похоже на предыдущее, придает уверенность пользователю.

Диалог на основе экранных форм. В нем перед пользователем ставится сразу несколько вопросов. Пользователь отвечает на вопросы в любой последовательности, может временно пропускать вопросы и возвращаться к ответу на предыдущий вопрос. Пользователь продолжает работать с формой до тех пор, пока не нажмет клавишу, означающую конец ввода.

Компьютерная система может проверять каждый ответ непосредственно после ввода, или же она может выждать и вывести список ошибок только после заполнения формы целиком. В некоторых системах информация, вводимая пользователем, становится доступной только после нажатия клавиши «ввод» обычно по окончании заполнения формы.

Структура диалога типа экранных форм работает быстрее по сравнению со структурой типа вопрос-ответ, она может манипулировать более широким диапазоном входных данных, нежели меню, и ее могут использовать пользователи любой квалификации.

Подтип диалога - «запрос по образцу». Обычно он используется для задания параметров запросов в базах данных или файлов. Поля, по которым база данных должна осуществлять поиск, изображаются в виде столбцов с заголовками. Пользователь вводит для каждого столбца значение, которое он хочет найти.

Например. Пользователь, желая выбрать некоторую информацию из файла истории продаж, может ввести Запрос: «Вывести историю продаж». ЭВМ выдает табулированные заголовки полей для этого файла (Ответ 1):

Пользователь заносит выбранные параметры в соответствующие колонки 1234, 12, >500 (Вопрос) и затем получает табулированный список товаров стоимостью больше 500 рублей, купленных в декабре покупателем 1234 (Ответ 2).

Подтип диалога - «ответ с указанием». В этом диалоге ввод запроса пользователем порождает последовательность вопросов или предложений системы вводить данные. Бытовой пример: покупка телевизора - продавец уточняет: размер экрана, цена, форма, функциональные возможности.

Указания могут выводиться в режиме «строка за строкой» или - «весь экран», выводя соответствующую форму. В этом диалоге все требуемое для ввода указывается системой так, что нет опасности, что случайные пользователи забудут какой-нибудь важный параметр. Ответы с указанием удобно использовать там, где требуются языки, основанные на командах. Такие, например, как языки запросов и языки обработки данных общего назначения.

Диалог на базе команд. Он работает в телетайпном режиме или «строка за строкой». Система ничего не выводит, кроме иногда подсказки «имя устройства». Каждую команду вводят с новой строки и обычно заканчивают нажатием клавиш ВК или Enter. Командами могут быть стандартные фразы или слова на английском или на естественном языках, допускается сокращение слов. Ответственность за правильность подаваемых команд ложится на пользователя.

Диалог типа команды используется часто в операционных системах для управления ЭВМ, для запросов данных из существующих файлов или баз данных. При этом предполагается однозначная интерпретация команд и отсутствие выбора у партнеров по диалогу.

Структура на базе команд не отличается хорошей поддержкой пользователя и пригодна для подготовленных и постоянных пользователей.

Диалоговые окна. В большинстве своем, программы с графическим интерфейсом имеют главное окно с полосой меню и панелью инструментов, и множество диалоговых окон, каждое из которых предназначено для общения (обмена информацией) с пользователем. Приложение может быть оформлено и как одно диалоговое окно, которое напрямую взаимодействует с пользователем, получая от него команды и выполняя соответствующие им действия. Такие приложения называются диалоговыми приложениями. Примером диалогового приложения может служить программа-калькулятор.

Диалоговое окно является вспомогательным окном, содержащим различные органы управления - элементы графического пользовательского интерфейса: командные кнопки, переключатели, строки редактирования, списки и прочее. Большинство параметров в диалоговом окне устанавливается по-умолчанию, и пользователю предлагается изменить некоторые из них. Признаки диалогового окна: в строке заголовка нет кнопок управления размером, служебное меню содержит только пункты «Переместить» и «Закрыть», при нажатии клавиши ESC диалоговое окно закрывается.

Большинство диалоговых окон являются модальными, то есть невозможно продолжить работу с приложением, не закончив работу с диалоговым окном. При этом в другие приложения чаще всего можно переключиться.

К модальным окнам следует отнести окна сообщений операционных систем (message box), являющиеся как бы простейшими диалоговыми окнами операционной системы. Как правило, окно-сообщение представляет собой прямоугольник с пиктограммой, содержащий, кроме нее, текст сообщения, и одну или несколько кнопок. Пиктограмма указывает, к какому классу следует отнести данное сообщение (информация, запрос, предупреждение), а кнопками выбирают ту или иную команду в ответ на заданное сообщение. К модальным диалоговым окнам относятся: окна настройки (для задания параметров программ), окна стандартных операций с файлами, с папками, окно печать документов и другие.

Один из элементов управления в диалоговом окне всегда является активным. Он выделяется пунктирной рамкой, сигнализирующей о возможности управления с клавиатуры.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СИГНАЛОВ НА ЛИНИЯХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА (стыка С2) ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ

Представляет собой материал лекционных тем: “Классификационные признаки стандартных интерфейсов”, “Организация линий связи интерфейсов”, “Общие сведения о последовательном интерфейсе (стыке С2)”, ”Формат последовательной передачи данных в интерфейсе”, “Сигналы линий интерфейса RS-232Е”, “Особенности соединения через интерфейс RS-232Е”, “Интерфейсы RS-422A, RS-423A, RS-485, последовательные шины USB и FireWire ”.

Для компьютеров (ООД) и связанных с ними устройств (АПД) самой распространенной задачей является передача дискретных данных в больших объемах. Ее решение возлагается на унифицированные интерфейсы взаимодействия технических устройств, которые обеспечивают их информационную совместимость и организацию взаимодействия по определенным процедурным правилам, на основе соответствующего протокола.

Для передачи дискретных данных разработано два способа организации интерфейса.

Параллельный интерфейс. В нем для каждого бита передаваемой группы данных имеется своя сигнальная линия и все биты группы передаются одновременно за один квант времени, то есть продвигаются по интерфейсным линиям параллельно. Примеры: параллельный порт ПЭВМ для подключения принтера (LPT-порт, 8 бит), интерфейсы IEC 625-1 (8 бит), SCSI (8 или 16 бит), шина PCI (32 или 64 бита).

Последовательный интерфейс. В нем используется лишь одна сигнальная линия и биты групп данных передаются по ней друг за другом по очереди (т. е. последовательно). Именно такой способ организации имеют интерфейсы стандарта RS-232, последовательные шины USB и FireWire, интерфейсы локальных и глобальных сетей.

Последовательный интерфейс имеет два преимущества по сравнению с параллельной передачей разрядов по отдельному персональному проводу: ниже стоимость кабеля и набора соответствующих технических средств; можно использовать для передачи данных стандартные (коммерческие) системы связи.

В интерфейсе RS-232 используется асинхронный режим передачи данных. В этом режиме каждый символ (байт) группы данных передаётся отдельно и отделяется от других определённым отрезком времени. При этом каждому символу предшествует сигнал «начало символа», а в конце дополняется сигналом «конец символа». Такой расширенный символ называется старт-стоповым символом, а передача - старт-стоповой. В интерфейсе стандарта RS-232 формат передаваемого старт-стопового символа, включает в себя один стартовый бит (отмечается низким уровнем напряжения - логический «0»), один бит паритета и два стоповых бита (отмечаются высоким уровнем напряжения - логические «1»). Передаваемые символы представляются семью битами ASCII кода. Например, буква А имеет код 1000001. Бит четности содержит 1 или 0 так, чтобы общее число единиц в 8 -битной группе было нечетным.

Используемые в интерфейсе RS-232 уровни сигналов отличаются от уровней сигналов, действующих в компьютере (уровни ТТЛ-логики). Логический «0» представляется положительным напряжением в диапазоне от +3 до +25 В, а логическая «1» - отрицательным напряжением в диапазоне от -3 до -25 В.

Стандарт RS-232 предполагает возможным наличие в интерфейсе 24 линий. Все их можно разбить на четыре группы: линии данных (две), линии управления, синхронизации, линии сигнальной и защитной земли. Линии объединяются в шину и соединяются с аппаратной частью интерфейса посредством 25-контактного разъёма DB-25. Однако, на практике чаще всего используется не более 10 линий. Поэтому стандарт RS-232 содержит и упрощённый вариант организации передачи данных, который ориентируется на разъём DB-9, имеющий 9 контактов.

Назначении основных линий стандарта и функции передаваемых по ним сигналов.

Линия 1 - защитное заземление.

Линия 2 - линия данных, передаваемых в виде старт-стоповых символов. По этой линии сигналы, вырабатываемые ООД_i, передаются в линию связи. Передаваемыми сигналами могут быть коды команд, управляющие работой АПД или данными, которые должны быть переданы другому ООД_j. Если ООД не передает данные, то оно удерживает на этой линии сигнал логической «1».

Линия 3 -линия данных, поступающих в ООД_i от АПД_i.

Линия 4 - запрос передачи. Сигналы на этой линии вырабатывает ООД. Переключение линии 4 из неактивного в активное состояние (сигнал логической единицы) является сигналом на переход АПД в режим передачи.

Линия 5 - готовность к передаче. Сигналы на этой линии вырабатывает АПД. Ими оно сообщает о готовности к приёму данных от связанного с ним ООД-устройства. Обычно сигнал на линии 5 является ответом на сигнал «Запрос передачи» по линии 4.

Линия 6 - готовность АПД. АПД_i использует эту линию для информирования ООД_i о своей готовности к работе и начать передачу данных. Сигнал на этой линии выполняет функции флага готовности ПП.

Линия 20 - готовность ООД. Сигналы на этой линии вырабатывает ООД. Переключение сигнала в единичное состояние информирует АПД-устройство о том, что ему нужно приготовится к соединению с каналом связи. Это своего рода флаг готовности ПИ.

Линии 9, 11, 18 и 25 - зарезервированы для интерфейса типа «токовая петля».

Линия 22 - индикатор вызова. АПД, выставив на ней единицу, использует для сообщения ООД о том, что по телефонной линии поступил сигнал вызова.

Идеальным и наиболее простым примером использования цепей стыка RS-232 при организации системы передачи данных является соединение между персональным компьютером и модемом линии связи. Это объясняется тем, что именно применительно к такому соединению был разработан рассматриваемый стандарт. Схема соединения для такого случая использования линий RS-232 приведена ниже.

Программное обеспечение лабораторной работы осуществляет моделирование системы передачи данных между последовательным портом ЭВМ (ООД1) и модемом линии связи (АПД1 - см. рис. 3.1). Лабораторное задание включает в себя изучение особенностей управления сигналами на линиях интерфейса стандарта RS-232Е и их взаимодействие в режимах подготовки и передачи данных как от ООД1 в линию связи (Л.Св), так и из линии связи в ООД1.

Установление необходимого соответствия между состояниями источника информации (ПИ) и приемника (ПП) для передачи данных осуществляется по одному из двух возможных алгоритмов (см. лекционный материал), который определяется заданием номера варианта (1 или 2 соответственно). Этапы работы алгоритма установления соответствия состояний и этап передачи данных последовательно генерируются программой и предъявляются студентам на экране дисплея для реализации. Чтобы этап реализовался и был осуществлен переход к следующему, необходимо активизировать соответствующие линии интерфейса путем задания на них единичных сигналов либо со стороны ООД1, либо - АПД1. Время на установку сигналов ограничено. При его превышении работа программы приостанавливается для повторения лекционного материала. Работа программы приостанавливается и при выполнении трех попыток, содержащих ошибочные действия при выполнении задания.

В качестве передаваемого символа используется одна из букв русского или английского языка, которая задается преподавателем. При формировании старт-стопового сигнала используется паритет четности. Для получения ASCII кода передаваемого символа можно воспользоваться справочной таблицей, которая открывается одноименной командой в выпадающем меню.

Для наглядного представления взаимодействия сигналов в линиях при реализации процедуры передачи данных студентам предлагается построить графики их изменения по следующей форме (рис. 3.3).

Здесь цифрами отмечены временные интервалы (этапы) работы алгоритма установления соответствия состояний и этапа передачи данных, которые предъявляются студентам в качестве заданий на выполнение.

Эти графики и изображения сформированных старт-стоповых сигналов с уровнями ТТЛ-логики и уровнями напряжений непосредственно в линиях магистрали интерфейса RS-232 заносятся в отчет.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Минаси М. Графический интерфейс пользователя. Секреты программирования - М.: «Мир», 1996.

2. Мандел Т. Разработка пользовательского интерфейса. Пер. с англ. - М.: ДМК Пресс, 2001.

3. Агуров П. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 496 с

4. Кузьминов А.Ю. Интерфейс RS232. Связь между компьютером и микроконтроллером. - М.: Радио и связь, 2004. - 168 с

Размещено на Allbest.ru