«Μηχανισμός μετάδοσης» - Περίληψη μαθήματος. Τεχνολογία Γ' τάξη. Εκπαίδευση στο σχεδιασμό διαφόρων τεχνικών μοντέλων με μηχανισμό κίνησης. Εγκάρσια μετάδοση - όταν οι τροχοί περιστρέφονται προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Τύποι γραναζιών: 1 - ζώνη; 2 - αλυσίδα? 3 - οδοντωτό. Προϊόντα με μετάδοση: μεταφορέας, γερανός, μύλος. Το κύριο μέρος του σχεδιασμού του μύλου είναι ο μηχανισμός μετάδοσης.

"Διεπαφές υπολογιστή" - Διεπαφή χρήστη. Λογισμικό. Βοηθητικά προγράμματα. Ο προσωπικός υπολογιστής ως σύστημα. Παρέχεται από το λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή. Καθορίστε τις εισόδους και τις εξόδους. Διασύνδεση υλικού. Διεπαφή υλικού-λογισμικού. Λειτουργικό σύστημα. Αρχεία κειμένου. Προγράμματα συστήματος. Διεπαφή υλικού-λογισμικού - αλληλεπίδραση μεταξύ υλικού και λογισμικόυπολογιστή.

"Τεχνολογία στην τάξη" - Οι μορφές οργάνωσης μπορεί να είναι διαφορετικές: μάθημα, ομάδα, ατομική, ζευγάρι. Χρησιμοποιώ ενεργητικές και διαδραστικές μεθόδους από την 5η έως την 11η τάξη. Είδη τεχνολογιών: Τεχνολογία προσωποκεντρικής μάθησης. Τεχνολογία αναπτυξιακής εκπαίδευσης. Τεχνολογία μαθητοκεντρικής μάθησης Τεχνολογία σχεδιασμού και έρευνας.

«Εκπαιδευτικές τεχνολογίες στο σχολείο» - Εργαστήριο Άλυτων Προβλημάτων. Μεθοδολογική υποστήριξη δημιουργικών έργων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων και εκπαιδευτικών. Τεχνολογίες τυχερών παιχνιδιών. Αύξηση της χρήσης των ΤΠΕ στην εκπαιδευτική διαδικασία. Διάδοση προηγμένης παιδαγωγικής εμπειρίας. Μείωση του αριθμού των επαναλήπτων. Η ανάπτυξη των δεξιοτήτων των εκπαιδευτικών, ο αντίκτυπος στην ποιότητα του μαθήματος.

«Τεχνολογία 6 - 7 - 8 βαθμοί» - Πώς μετράται η ηλεκτρική ενέργεια; Ποια μέτρηση καθορίζει το μέγεθος ενός προϊόντος ώμου; Τι σήμαινε, σύμφωνα με τις λαϊκές δοξασίες, η αρχή όλης της ζωής; Ποιο εξάρτημα θέτει σε κίνηση όλα τα μέρη εργασίας μιας ραπτομηχανής; Πρώτες ύλες για την κατασκευή άμαξας για τη Σταχτοπούτα. Ποια είναι η λειτουργία των αυλακώσεων στη λεπίδα της βελόνας;

"Τμήματα τεχνολογίας" - Και το δικό μας είναι κατασκευασμένο από γυαλιστερές χάντρες - Ασυνήθιστη ομορφιά. Θέμα – Τεχνολογία. Το συνονθύλευμα είναι γνωστό από παλιά σε πολλούς λαούς. Εθνικές εορτές και τελετουργίες, εθνική ενδυμασία. Μιλούν για τις παραδόσεις διαφορετικών λαών, τις εθνικές γιορτές και τις τελετουργίες. Αφού ψήσετε τους λουκουμάδες, κρυώστε ελαφρά και τρίψτε με ψιλοκομμένο σκόρδο.

^

Ταξινόμηση διεπαφής

Δηλαδή, μια διεπαφή είναι ένα σύνολο κανόνων. Όπως κάθε κανόνας, μπορούν να γενικευτούν, να συλλεχθούν σε έναν «κώδικα» και να ομαδοποιηθούν σύμφωνα με ένα κοινό χαρακτηριστικό. Έτσι, καταλήξαμε στην ιδέα " τύπος διεπαφής" ως συνδυασμός παρόμοιων τρόπων αλληλεπίδρασης μεταξύ ανθρώπων και υπολογιστών. Μπορούμε να προτείνουμε την ακόλουθη σχηματική ταξινόμηση διαφόρων διεπαφών επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή.

^ Οι σύγχρονοι τύποι διεπαφών είναι:

1) Διεπαφή εντολών.Η διεπαφή εντολών ονομάζεται έτσι επειδή σε αυτόν τον τύπο διεπαφής ένα άτομο δίνει «εντολές» στον υπολογιστή και ο υπολογιστής τις εκτελεί και δίνει το αποτέλεσμα στο άτομο. Η διεπαφή εντολών υλοποιείται ως τεχνολογία και τεχνολογία παρτίδας γραμμή εντολών.

2) ^ WIMP - διεπαφή(Παράθυρο - παράθυρο, Εικόνα - εικόνα, Μενού - μενού, Δείκτης - δείκτης). Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτού του τύπου διεπαφής είναι ότι ο διάλογος με τον χρήστη δεν διεξάγεται χρησιμοποιώντας εντολές, αλλά χρησιμοποιώντας γραφικές εικόνες - μενού, παράθυρα και άλλα στοιχεία. Αν και δίνονται εντολές στο μηχάνημα σε αυτή τη διεπαφή, αυτό γίνεται «έμμεσα», μέσω γραφικών εικόνων. Αυτός ο τύπος διεπαφής υλοποιείται σε δύο επίπεδα τεχνολογίας: μια απλή γραφική διεπαφή και μια «καθαρή» διεπαφή WIMP.

3) ^ SILK - διεπαφή(Λόγος – λόγος, Εικόνα – εικόνα, Γλώσσα – γλώσσα, Γνώση – γνώση). Αυτός ο τύπος διεπαφής είναι πιο κοντά στη συνηθισμένη, ανθρώπινη μορφή επικοινωνίας. Στο πλαίσιο αυτής της διεπαφής υπάρχει μια κανονική «συνομιλία» μεταξύ ενός ατόμου και ενός υπολογιστή. Ταυτόχρονα, ο υπολογιστής βρίσκει εντολές για τον εαυτό του αναλύοντας την ανθρώπινη ομιλία και βρίσκοντας φράσεις κλειδιά σε αυτήν. Επίσης, μετατρέπει το αποτέλεσμα της εκτέλεσης εντολών σε μορφή αναγνώσιμη από τον άνθρωπο. Αυτός ο τύπος διεπαφής είναι ο πιο απαιτητικός σε πόρους υλικού υπολογιστή και επομένως χρησιμοποιείται κυρίως για στρατιωτικούς σκοπούς.

^ 1. Δημόσια διεπαφή - βασίζεται σε σημασιολογικά δίκτυα.

Στα επόμενα κεφάλαια θα μάθετε περισσότερα για αυτούς τους τύπους διεπαφών.
^

Τεχνολογία παρτίδας

Ιστορικά, αυτός ο τύπος τεχνολογίας εμφανίστηκε πρώτος. Υπήρχε ήδη στις μηχανές ρελέ των Sues και Zuse (Γερμανία, 1937).

Η ιδέα είναι απλή : παρέχεται μια ακολουθία συμβόλων στην είσοδο του υπολογιστή, στην οποία, σύμφωνα με ορισμένους κανόνες, υποδεικνύεται η σειρά των προγραμμάτων που ξεκινούν για εκτέλεση. Μετά την εκτέλεση του επόμενου προγράμματος, εκκινείται το επόμενο και ούτω καθεξής. Το μηχάνημα, σύμφωνα με ορισμένους κανόνες, βρίσκει εντολές και δεδομένα για τον εαυτό του. Αυτή η ακολουθία μπορεί να είναι, για παράδειγμα, μια διάτρητη χαρτοταινία, μια στοίβα από διάτρητες κάρτες ή μια ακολουθία πατήματος των πλήκτρων μιας ηλεκτρικής γραφομηχανής (τύπου CONSUL). Το μηχάνημα εξάγει επίσης τα μηνύματά του σε μια διάτρηση, μια αλφαριθμητική μονάδα εκτύπωσης (ADP) ή μια κορδέλα γραφομηχανής.

Με την εμφάνιση των αλφαριθμητικών οθονών, ξεκίνησε η εποχή της πραγματικά φιλικής προς τον χρήστη τεχνολογίας - της γραμμής εντολών.
^

Τεχνολογία γραμμής εντολών.

Με αυτή την τεχνολογία όπως ο μόνος τρόποςΈνα πληκτρολόγιο χρησιμοποιείται για την εισαγωγή πληροφοριών από ένα άτομο σε έναν υπολογιστή και ο υπολογιστής εμφανίζει πληροφορίες σε ένα άτομο χρησιμοποιώντας μια αλφαριθμητική οθόνη (οθόνη). Αυτός ο συνδυασμός (οθόνη + πληκτρολόγιο) έφτασε να ονομάζεται τερματικό ή κονσόλα.

Οι εντολές πληκτρολογούνται στη γραμμή εντολών. Η γραμμή εντολών είναι ένα σύμβολο προτροπής και ένα ορθογώνιο που αναβοσβήνει - Όταν πατάτε ένα πλήκτρο, εμφανίζονται σύμβολα στη θέση του δρομέα και ο ίδιος ο κέρσορας μετακινείται προς τα δεξιά. Αυτό μοιάζει πολύ με την πληκτρολόγηση μιας εντολής σε μια γραφομηχανή. Ωστόσο, σε αντίθεση με αυτό, τα γράμματα εμφανίζονται στην οθόνη και όχι σε χαρτί και ένας λανθασμένα πληκτρολογημένος χαρακτήρας μπορεί να διαγραφεί. Η εντολή τελειώνει πατώντας το πλήκτρο Enter (ή Return), το οποίο στη συνέχεια μετακινείται στην αρχή της επόμενης γραμμής. Από αυτή τη θέση ο υπολογιστής εμφανίζει τα αποτελέσματα της εργασίας του στην οθόνη. Στη συνέχεια η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Η τεχνολογία γραμμής εντολών έχει ήδη λειτουργήσει σε μονόχρωμες αλφαριθμητικές οθόνες. Επειδή ήταν δυνατή η εισαγωγή μόνο γραμμάτων, αριθμών και σημείων στίξης, Προδιαγραφέςεμφάνιση δεν ήταν σημαντικές. Ένας δέκτης τηλεόρασης και ακόμη και ένας σωλήνας παλμογράφου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως οθόνη.

Ο κυρίαρχος τύπος αρχείων κατά την εργασία με τη διεπαφή εντολών έχει γίνει αρχεία κειμένου- αυτοί και μόνο αυτοί μπορούσαν να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας το πληκτρολόγιο.
^

GUI

Πώς και πότε εμφανίστηκε η γραφική διεπαφή;

Η ιδέα του ξεκίνησε στα μέσα της δεκαετίας του '70, όταν αναπτύχθηκε η ιδέα της οπτικής διεπαφής στο Ερευνητικό Κέντρο Xerox Palo Alto (PARC). Η προϋπόθεση για τη γραφική διεπαφή ήταν να μειωθεί ο χρόνος αντίδρασης του υπολογιστή σε μια εντολή, να αυξηθεί η ένταση του ήχου μνήμη τυχαίας προσπέλασης, καθώς και την ανάπτυξη της τεχνικής βάσης των υπολογιστών. Η βάση υλικού της ιδέας, φυσικά, ήταν η εμφάνιση αλφαριθμητικών οθονών σε υπολογιστές και αυτές οι οθόνες είχαν ήδη τέτοια εφέ όπως «τρεμόπαιγμα» χαρακτήρων, αντιστροφή χρώματος (αλλαγή του περιγράμματος των λευκών χαρακτήρων σε μαύρο φόντο προς τα πίσω, δηλαδή μαύρους χαρακτήρες σε λευκό φόντο ), υπογραμμίζοντας χαρακτήρες. Αυτά τα εφέ δεν επεκτάθηκαν σε ολόκληρη την οθόνη, αλλά μόνο σε έναν ή περισσότερους χαρακτήρες.

Το επόμενο βήμα ήταν να δημιουργήσετε μια έγχρωμη οθόνη που θα επέτρεπε την εμφάνιση, μαζί με αυτά τα εφέ, χαρακτήρων σε 16 χρώματα σε φόντο με μια παλέτα (δηλαδή, ένα σύνολο χρωμάτων) 8 χρωμάτων. Μετά την εμφάνιση των οθονών γραφικών, με τη δυνατότητα εμφάνισης οποιωνδήποτε γραφικών εικόνων με τη μορφή πολλών κουκκίδων σε μια οθόνη διαφορετικών χρωμάτων, δεν υπήρχαν όρια στη φαντασία στη χρήση της οθόνης! Πρώτο σύστημα με γραφική διεπαφήΤο 8010 Star Information System του ομίλου PARC εμφανίστηκε έτσι τέσσερις μήνες πριν από την κυκλοφορία του πρώτου υπολογιστή της IBM το 1981. Αρχικά, η οπτική διεπαφή χρησιμοποιήθηκε μόνο σε προγράμματα. Σταδιακά, άρχισε να μεταβαίνει σε λειτουργικά συστήματα που χρησιμοποιούνται πρώτα σε υπολογιστές Atari και Apple Macintosh και στη συνέχεια σε υπολογιστές συμβατούς με την IBM.

Από παλαιότερη εποχή, και επίσης επηρεασμένη από αυτές τις έννοιες, υπήρχε μια διαδικασία ενοποίησης της χρήσης του πληκτρολογίου και του ποντικιού από τα προγράμματα εφαρμογών. Η συγχώνευση αυτών των δύο τάσεων οδήγησε στη δημιουργία μιας διεπαφής χρήστη με την οποία, όταν ελάχιστο κόστοςχρόνο και χρήμα για την επανεκπαίδευση του προσωπικού, μπορείτε να εργαστείτε με οποιοδήποτε προϊόν λογισμικού. Αυτό το μέρος είναι αφιερωμένο σε μια περιγραφή αυτής της διεπαφής, κοινή για όλες τις εφαρμογές και τα λειτουργικά συστήματα.

Το γραφικό περιβάλλον χρήστη έχει περάσει από δύο στάδια κατά την ανάπτυξή του. Η εξέλιξη της γραφικής διεπαφής από το 1974 έως σήμερα θα συζητηθεί παρακάτω.
^

Απλή γραφική διεπαφή.

Στην πρώτη φάση, το GUI έμοιαζε πολύ με την τεχνολογία της γραμμής εντολών. Οι διαφορές από την τεχνολογία της γραμμής εντολών ήταν οι εξής.

Α) Κατά την εμφάνιση χαρακτήρων, ήταν δυνατή η επισήμανση ορισμένων χαρακτήρων με χρώμα, αντίστροφη εικόνα, υπογράμμιση και τρεμόπαιγμα. Χάρη σε αυτό, η εκφραστικότητα της εικόνας έχει αυξηθεί.

Β) Ανάλογα με τη συγκεκριμένη υλοποίηση της γραφικής διεπαφής, ο κέρσορας μπορεί να αντιπροσωπεύεται όχι μόνο από ένα ορθογώνιο που τρεμοπαίζει, αλλά και από κάποια περιοχή που καλύπτει πολλούς χαρακτήρες και ακόμη και μέρος της οθόνης. Αυτή η επιλεγμένη περιοχή διαφέρει από άλλα, μη επιλεγμένα μέρη (συνήθως από χρώμα).

Γ) Πατώντας το πλήκτρο Enter δεν εκτελείται πάντα η εντολή και μετακινείται στην επόμενη γραμμή. Η αντίδραση στο πάτημα οποιουδήποτε πλήκτρου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πού βρισκόταν ο κέρσορας στην οθόνη.

Δ) Εκτός από το πλήκτρο Enter, τα γκρι πλήκτρα κέρσορα γίνονται όλο και πιο κοινά στο πληκτρολόγιο (δείτε την ενότητα πληκτρολογίου στο Τεύχος 3 αυτής της σειράς.)

Ε) Ήδη σε αυτήν την έκδοση της γραφικής διεπαφής, άρχισαν να χρησιμοποιούνται χειριστές (όπως ποντίκι, trackball κ.λπ. - βλ. Εικόνα A.4.) Κατέστησαν δυνατή τη γρήγορη επιλογή του επιθυμητού τμήματος της οθόνης και τη μετακίνηση του δρομέας.

Ρύζι. Α.4. Χειριστές

Συνοψίζοντας, μπορούμε να δώσουμε τα εξής χαρακτηριστικά γνωρίσματααυτή τη διεπαφή.

1) Επιλογή περιοχών της οθόνης.

2) Επαναπροσδιορισμός των πλήκτρων του πληκτρολογίου ανάλογα με το περιβάλλον.

3) Χρησιμοποιώντας χειριστές και γκρι πλήκτρα πληκτρολογίου για τον έλεγχο του δρομέα.

4) Ευρεία χρήση έγχρωμων οθονών.

Η εμφάνιση αυτού του τύπου διεπαφής συμπίπτει με την ευρεία χρήση του λειτουργικού συστήματος MS-DOS. Ήταν αυτή που εισήγαγε αυτή τη διεπαφή στις μάζες, χάρη στην οποία η δεκαετία του '80 χαρακτηρίστηκε από τη βελτίωση αυτού του τύπου διεπαφής, βελτιώνοντας τα χαρακτηριστικά της εμφάνισης χαρακτήρων και άλλων παραμέτρων οθόνης.

Ένα τυπικό παράδειγμα χρήσης αυτού του τύπου διεπαφής είναι το κέλυφος αρχείων Nortron Commander (δείτε τα κελύφη αρχείων παρακάτω) και το πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου Multi-Edit. ΕΝΑ συντάκτες κειμένου Lexicon, ChiWriter και επεξεργαστή κειμένουΤο Microsoft Word for Dos είναι ένα παράδειγμα του πώς αυτή η διεπαφή έχει ξεπεράσει τον εαυτό της.

Όπως κάθε τεχνική συσκευή, ένας υπολογιστής ανταλλάσσει πληροφορίες με ένα άτομο μέσω ενός συνόλου συγκεκριμένων κανόνων που είναι δεσμευτικοί τόσο για το μηχάνημα όσο και για το άτομο. Αυτοί οι κανόνες ονομάζονται διεπαφή στη βιβλιογραφία υπολογιστών. Η διεπαφή μπορεί να είναι κατανοητή ή ακατανόητη, φιλική ή όχι. Πολλά επίθετα ισχύουν για αυτό. Αλλά ένα πράγμα είναι σταθερό: υπάρχει και δεν μπορείς να το ξεφύγεις.

Διεπαφή- αυτοί είναι οι κανόνες για την αλληλεπίδραση μεταξύ του λειτουργικού συστήματος και των χρηστών, καθώς και γειτονικά επίπεδα στο δίκτυο υπολογιστών. Η τεχνολογία της επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή εξαρτάται από τη διεπαφή.

Διεπαφή- Αυτό είναι, πρώτα απ 'όλα, ένα σύνολο κανόνων. Όπως κάθε κανόνας, μπορούν να γενικευτούν, να συλλεχθούν σε έναν «κώδικα» και να ομαδοποιηθούν σύμφωνα με ένα κοινό χαρακτηριστικό. Έτσι, καταλήξαμε στην έννοια του «τύπου διεπαφής» ως συνδυασμό παρόμοιων τρόπων αλληλεπίδρασης μεταξύ ανθρώπων και υπολογιστών. Μπορούμε να προτείνουμε την ακόλουθη σχηματική ταξινόμηση διαφόρων διεπαφών επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή (Εικ. 1.).

Τεχνολογία παρτίδας.Ιστορικά, αυτός ο τύπος τεχνολογίας εμφανίστηκε πρώτος. Υπήρχε ήδη στις μηχανές ρελέ των Sues και Zuse (Γερμανία, 1937). Η ιδέα του είναι απλή: μια ακολουθία συμβόλων παρέχεται στην είσοδο του υπολογιστή, στην οποία, σύμφωνα με ορισμένους κανόνες, υποδεικνύεται η σειρά των προγραμμάτων που ξεκινούν για εκτέλεση. Μετά την εκτέλεση του επόμενου προγράμματος, εκκινείται το επόμενο και ούτω καθεξής. Το μηχάνημα, σύμφωνα με ορισμένους κανόνες, βρίσκει εντολές και δεδομένα για τον εαυτό του. Αυτή η ακολουθία μπορεί να είναι, για παράδειγμα, μια διάτρητη χαρτοταινία, μια στοίβα από διάτρητες κάρτες ή μια ακολουθία πατήματος των πλήκτρων μιας ηλεκτρικής γραφομηχανής (τύπου CONSUL). Το μηχάνημα εξάγει επίσης τα μηνύματά του σε μια διάτρηση, μια αλφαριθμητική μονάδα εκτύπωσης (ADP) ή μια κορδέλα γραφομηχανής.

Ένα τέτοιο μηχάνημα είναι ένα «μαύρο κουτί» (ακριβέστερα, ένα «λευκό ντουλάπι»), στο οποίο παρέχονται συνεχώς πληροφορίες και το οποίο επίσης «ενημερώνει» συνεχώς τον κόσμο για την κατάστασή του. Ένα άτομο εδώ έχει μικρή επιρροή στη λειτουργία του μηχανήματος - μπορεί μόνο να διακόψει τη λειτουργία του μηχανήματος, να αλλάξει το πρόγραμμα και να ξεκινήσει ξανά τον υπολογιστή. Στη συνέχεια, όταν τα μηχανήματα έγιναν πιο ισχυρά και μπορούσαν να εξυπηρετήσουν πολλούς χρήστες ταυτόχρονα, οι χρήστες περίμεναν για πάντα όπως: "Έστειλα δεδομένα στο μηχάνημα. Περιμένω να απαντήσει. Και θα ανταποκριθεί καθόλου;" - έγινε, για να το θέσω ήπια, βαρετό. Επιπλέον, τα κέντρα υπολογιστών, ακολουθώντας τις εφημερίδες, έχουν γίνει ο δεύτερος σημαντικός «παραγωγός» απορριμμάτων χαρτιού. Επομένως, με την εμφάνιση των αλφαριθμητικών οθονών, ξεκίνησε η εποχή της πραγματικά φιλικής προς τον χρήστη τεχνολογίας - της γραμμής εντολών.

Διεπαφή εντολών.

Η διεπαφή εντολών ονομάζεται έτσι επειδή σε αυτόν τον τύπο διεπαφής ένα άτομο δίνει «εντολές» στον υπολογιστή και ο υπολογιστής τις εκτελεί και δίνει το αποτέλεσμα στο άτομο. Η διεπαφή εντολών υλοποιείται με τη μορφή τεχνολογίας παρτίδας και τεχνολογίας γραμμής εντολών.

Με αυτήν την τεχνολογία, ένα πληκτρολόγιο είναι ο μόνος τρόπος εισαγωγής πληροφοριών από ένα άτομο σε έναν υπολογιστή και ο υπολογιστής εμφανίζει πληροφορίες στο άτομο χρησιμοποιώντας μια αλφαριθμητική οθόνη (οθόνη). Αυτός ο συνδυασμός (οθόνη + πληκτρολόγιο) έφτασε να ονομάζεται τερματικό ή κονσόλα.

Οι εντολές πληκτρολογούνται στη γραμμή εντολών. Η γραμμή εντολών είναι ένα σύμβολο προτροπής και ένα ορθογώνιο που αναβοσβήνει - ένας δρομέας. Όταν πατάτε ένα πλήκτρο, τα σύμβολα εμφανίζονται στη θέση του δρομέα και ο ίδιος ο κέρσορας μετακινείται προς τα δεξιά. Η εντολή τελειώνει πατώντας το πλήκτρο Enter (ή Return), το οποίο στη συνέχεια μετακινείται στην αρχή της επόμενης γραμμής. Από αυτή τη θέση ο υπολογιστής εμφανίζει τα αποτελέσματα της εργασίας του στην οθόνη. Στη συνέχεια η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Η τεχνολογία γραμμής εντολών έχει ήδη λειτουργήσει σε μονόχρωμες αλφαριθμητικές οθόνες. Δεδομένου ότι ήταν δυνατή η εισαγωγή μόνο γραμμάτων, αριθμών και σημείων στίξης, τα τεχνικά χαρακτηριστικά της οθόνης δεν ήταν σημαντικά. Ένας δέκτης τηλεόρασης και ακόμη και ένας σωλήνας παλμογράφου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως οθόνη.

Και οι δύο αυτές τεχνολογίες υλοποιούνται με τη μορφή διεπαφής εντολών - οι εντολές δίνονται στο μηχάνημα ως είσοδος και, όπως ήταν, "ανταποκρίνεται" σε αυτές.

Τα αρχεία κειμένου έγιναν ο κυρίαρχος τύπος αρχείων κατά την εργασία με τη διεπαφή εντολών - αυτά και μόνο αυτά μπορούσαν να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας το πληκτρολόγιο. Η εποχή που η διεπαφή της γραμμής εντολών χρησιμοποιήθηκε ευρύτερα ήταν η εμφάνιση του λειτουργικού συστήματος. συστήματα UNIXκαι η εμφάνιση των πρώτων οκτώ μπιτ προσωπικούς υπολογιστέςμε το λειτουργικό σύστημα πολλαπλών πλατφορμών CP/M.

Διεπαφή WIMP(Παράθυρο - παράθυρο, Εικόνα - εικόνα, Μενού - μενού, Δείκτης - δείκτης). Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτού του τύπου διεπαφής είναι ότι ο διάλογος με τον χρήστη δεν διεξάγεται χρησιμοποιώντας εντολές, αλλά χρησιμοποιώντας γραφικές εικόνες - μενού, παράθυρα και άλλα στοιχεία. Αν και δίνονται εντολές στο μηχάνημα σε αυτή τη διεπαφή, αυτό γίνεται «έμμεσα», μέσω γραφικών εικόνων. Η ιδέα μιας γραφικής διεπαφής ξεκίνησε στα μέσα της δεκαετίας του '70, όταν αναπτύχθηκε η έννοια της οπτικής διεπαφής στο Ερευνητικό Κέντρο Xerox Palo Alto (PARC). Απαραίτητη προϋπόθεση για τη γραφική διεπαφή ήταν η μείωση του χρόνου αντίδρασης του υπολογιστή σε μια εντολή, η αύξηση της ποσότητας μνήμης RAM, καθώς και η ανάπτυξη της τεχνικής βάσης των υπολογιστών. Η βάση υλικού της ιδέας, φυσικά, ήταν η εμφάνιση αλφαριθμητικών οθονών σε υπολογιστές και αυτές οι οθόνες είχαν ήδη τέτοια εφέ όπως «τρεμόπαιγμα» χαρακτήρων, αντιστροφή χρώματος (αλλαγή του περιγράμματος των λευκών χαρακτήρων σε μαύρο φόντο προς τα πίσω, δηλαδή μαύρους χαρακτήρες σε λευκό φόντο ), υπογραμμίζοντας χαρακτήρες. Αυτά τα εφέ δεν επεκτάθηκαν σε ολόκληρη την οθόνη, αλλά μόνο σε έναν ή περισσότερους χαρακτήρες. Το επόμενο βήμα ήταν να δημιουργήσετε μια έγχρωμη οθόνη που θα επέτρεπε την εμφάνιση, μαζί με αυτά τα εφέ, χαρακτήρων σε 16 χρώματα σε φόντο με μια παλέτα (δηλαδή, ένα σύνολο χρωμάτων) 8 χρωμάτων. Μετά την εμφάνιση των οθονών γραφικών, με τη δυνατότητα εμφάνισης οποιωνδήποτε γραφικών εικόνων με τη μορφή πολλών κουκκίδων σε μια οθόνη διαφορετικών χρωμάτων, δεν υπήρχαν όρια στη φαντασία στη χρήση της οθόνης! Το πρώτο σύστημα με γραφική διεπαφή, το 8010 Star Information System του ομίλου PARC, εμφανίστηκε έτσι τέσσερις μήνες πριν από την κυκλοφορία του πρώτου υπολογιστή της IBM το 1981. Αρχικά, η οπτική διεπαφή χρησιμοποιήθηκε μόνο σε προγράμματα. Σταδιακά, άρχισε να μεταβαίνει σε λειτουργικά συστήματα, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν πρώτα σε υπολογιστές Atari και Apple Macintosh και στη συνέχεια σε υπολογιστές συμβατούς με την IBM.

Από παλαιότερη εποχή, και επίσης επηρεασμένη από αυτές τις έννοιες, υπήρχε μια διαδικασία ενοποίησης της χρήσης του πληκτρολογίου και του ποντικιού από τα προγράμματα εφαρμογών. Η συγχώνευση αυτών των δύο τάσεων οδήγησε στη δημιουργία μιας διεπαφής χρήστη με την οποία, με ελάχιστο χρόνο και χρήματα που δαπανώνται για την επανεκπαίδευση του προσωπικού, μπορείτε να εργαστείτε με οποιοδήποτε προϊόν λογισμικού. Αυτό το μέρος είναι αφιερωμένο σε μια περιγραφή αυτής της διεπαφής, κοινή για όλες τις εφαρμογές και τα λειτουργικά συστήματα.

Η γραφική διεπαφή χρήστη έχει περάσει από δύο στάδια κατά την ανάπτυξή της και υλοποιείται σε δύο επίπεδα τεχνολογίας: μια απλή γραφική διεπαφή και μια «καθαρή» διεπαφή WIMP.

Στην πρώτη φάση, το GUI έμοιαζε πολύ με την τεχνολογία της γραμμής εντολών. Οι διαφορές από την τεχνολογία της γραμμής εντολών ήταν οι εξής:

Ú Κατά την εμφάνιση χαρακτήρων, επιτρεπόταν η επισήμανση ορισμένων χαρακτήρων με χρώμα, αντίστροφη εικόνα, υπογράμμιση και τρεμόπαιγμα. Χάρη σε αυτό, η εκφραστικότητα της εικόνας έχει αυξηθεί.

Ú Ανάλογα με τη συγκεκριμένη υλοποίηση της γραφικής διεπαφής, ο κέρσορας μπορεί να εμφανίζεται όχι μόνο ως ένα ορθογώνιο που τρεμοπαίζει, αλλά και ως μια περιοχή που καλύπτει πολλούς χαρακτήρες και ακόμη και μέρος της οθόνης. Αυτή η επιλεγμένη περιοχή διαφέρει από άλλα, μη επιλεγμένα μέρη (συνήθως από χρώμα).

Ú Πατώντας το πλήκτρο Enter δεν εκτελείται πάντα η εντολή και μετακινείται στην επόμενη γραμμή. Η αντίδραση στο πάτημα οποιουδήποτε πλήκτρου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πού βρισκόταν ο κέρσορας στην οθόνη.

Ú Εκτός από το πλήκτρο Enter, τα "γκρίζα" πλήκτρα ελέγχου του δρομέα χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στο πληκτρολόγιο (δείτε την ενότητα στο πληκτρολόγιο στο τεύχος 3 αυτής της σειράς.)

Ú Ήδη σε αυτήν την έκδοση της γραφικής διεπαφής, άρχισαν να χρησιμοποιούνται χειριστές (όπως ποντίκι, trackball κ.λπ. - βλέπε Εικόνα A.4.) Κατέστησαν δυνατή τη γρήγορη επιλογή του επιθυμητού τμήματος της οθόνης και τη μετακίνηση του δρομέα .

Συνοψίζοντας, μπορούμε να αναφέρουμε τα ακόλουθα διακριτικά χαρακτηριστικά αυτής της διεπαφής:

Ú Επιλογή περιοχών της οθόνης.

Ú Επαναπροσδιορίστε τα πλήκτρα του πληκτρολογίου ανάλογα με το περιβάλλον.

Ú Χρησιμοποιώντας χειριστές και γκρι πλήκτρα πληκτρολογίου για τον έλεγχο του δρομέα.

Ú Ευρεία χρήση έγχρωμων οθονών.

Η εμφάνιση αυτού του τύπου διεπαφής συμπίπτει με την ευρεία χρήση του λειτουργικού συστήματος MS-DOS. Ήταν αυτή που εισήγαγε αυτή τη διεπαφή στις μάζες, χάρη στην οποία η δεκαετία του '80 χαρακτηρίστηκε από τη βελτίωση αυτού του τύπου διεπαφής, βελτιώνοντας τα χαρακτηριστικά της εμφάνισης χαρακτήρων και άλλων παραμέτρων οθόνης.

Ένα τυπικό παράδειγμα χρήσης αυτού του τύπου διεπαφής είναι το κέλυφος αρχείων Nortron Commander και το πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου Multi-Edit. Και επεξεργαστές κειμένου Lexicon, ChiWriter και επεξεργαστής κειμένου Microsoft Wordγια το Dos είναι ένα παράδειγμα του πώς αυτή η διεπαφή έχει ξεπεράσει τον εαυτό της.

Το δεύτερο στάδιο στην ανάπτυξη της γραφικής διεπαφής ήταν η «καθαρή» διεπαφή WIMP. Αυτός ο υποτύπος διεπαφής χαρακτηρίζεται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Ú Όλη η εργασία με προγράμματα, αρχεία και έγγραφα πραγματοποιείται σε παράθυρα - ορισμένα μέρη της οθόνης περιγράφονται από ένα πλαίσιο.

Ú Όλα τα προγράμματα, τα αρχεία, τα έγγραφα, οι συσκευές και άλλα αντικείμενα παρουσιάζονται με τη μορφή εικονιδίων. Όταν ανοίγουν, τα εικονίδια μετατρέπονται σε παράθυρα.

Ú Όλες οι ενέργειες με αντικείμενα εκτελούνται χρησιμοποιώντας το μενού. Αν και το μενού εμφανίστηκε στο πρώτο στάδιο της ανάπτυξης της γραφικής διεπαφής, δεν είχε κυρίαρχο ρόλο σε αυτό, αλλά χρησίμευε μόνο ως προσθήκη στη γραμμή εντολών. Σε μια καθαρή διεπαφή WIMP, το μενού γίνεται το κύριο στοιχείο ελέγχου.

Ú Εκτεταμένη χρήση χειριστών για την κατάδειξη αντικειμένων. Η συσκευή κατάδειξης παύει να είναι απλώς ένα παιχνίδι - μια προσθήκη στο πληκτρολόγιο, αλλά γίνεται το κύριο στοιχείο ελέγχου. Χρησιμοποιώντας έναν χειριστή, δείχνουν σε οποιαδήποτε περιοχή της οθόνης, του παραθύρου ή του εικονιδίου, το επιλέγουν και μόνο στη συνέχεια τα ελέγχουν μέσω του μενού ή χρησιμοποιώντας άλλες τεχνολογίες.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το WIMP απαιτεί έγχρωμη εμφάνιση ράστερ με υψηλής ανάλυσηςκαι χειριστής. Επίσης, τα προγράμματα που προσανατολίζονται σε αυτόν τον τύπο διεπαφής θέτουν αυξημένες απαιτήσεις για την απόδοση του υπολογιστή, τη χωρητικότητα μνήμης του, το εύρος ζώνης του διαύλου κ.λπ. Ωστόσο, αυτός ο τύπος διεπαφής είναι ο πιο εύκολος στην εκμάθηση και διαισθητικός. Επομένως, τώρα η διεπαφή WIMP έχει γίνει ένα de facto πρότυπο.

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα προγραμμάτων με γραφική διεπαφή είναι το λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows.

ΜΕΤΑΞΙ- διεπαφή (Λόγος - ομιλία, Εικόνα - εικόνα, Γλώσσα - γλώσσα, Γνώση - γνώση). Αυτός ο τύπος διεπαφής είναι πιο κοντά στη συνηθισμένη, ανθρώπινη μορφή επικοινωνίας. Στο πλαίσιο αυτής της διεπαφής υπάρχει μια κανονική «συνομιλία» μεταξύ ενός ατόμου και ενός υπολογιστή. Ταυτόχρονα, ο υπολογιστής βρίσκει εντολές για τον εαυτό του αναλύοντας την ανθρώπινη ομιλία και βρίσκοντας φράσεις κλειδιά σε αυτήν. Επίσης, μετατρέπει το αποτέλεσμα της εκτέλεσης εντολών σε μορφή αναγνώσιμη από τον άνθρωπο. Αυτός ο τύπος διεπαφής είναι ο πιο απαιτητικός σε πόρους υλικού υπολογιστή και επομένως χρησιμοποιείται κυρίως για στρατιωτικούς σκοπούς.

Από τα μέσα της δεκαετίας του '90, μετά την έλευση του φθηνού κάρτες ήχουκαι την ευρεία χρήση των τεχνολογιών αναγνώρισης ομιλίας, εμφανίστηκε η λεγόμενη «τεχνολογία ομιλίας» διεπαφή SILK. Με αυτή την τεχνολογία, οι εντολές δίνονται φωνητικά προφέροντας ειδικές δεσμευμένες λέξεις - εντολές.

Οι λέξεις πρέπει να προφέρονται καθαρά, με τον ίδιο ρυθμό. Απαιτείται μια παύση μεταξύ των λέξεων. Λόγω της υπανάπτυξης του αλγορίθμου αναγνώρισης ομιλίας, τέτοια συστήματα απαιτούν ατομικό προκαθορισμένογια κάθε συγκεκριμένο χρήστη.

Η τεχνολογία "Speech" είναι η απλούστερη υλοποίηση της διεπαφής SILK.

Βιομετρική τεχνολογία ("Διεπαφή Mimic.")

Αυτή η τεχνολογία εμφανίστηκε στα τέλη της δεκαετίας του 90 του 20ου αιώνα και εξακολουθεί να αναπτύσσεται κατά τη στιγμή της συγγραφής. Για τον έλεγχο του υπολογιστή, χρησιμοποιούνται η έκφραση του προσώπου ενός ατόμου, η κατεύθυνση του βλέμματός του, το μέγεθος της κόρης και άλλα σημάδια. Για την αναγνώριση του χρήστη, χρησιμοποιείται ένα μοτίβο της ίριδας των ματιών του, δακτυλικά αποτυπώματα και άλλες μοναδικές πληροφορίες. Οι εικόνες καταγράφονται από μια ψηφιακή βιντεοκάμερα και στη συνέχεια ειδικά προγράμματαΟι εντολές αναγνώρισης προτύπων εξάγονται από αυτήν την εικόνα. Αυτή η τεχνολογία είναι πιθανό να βρει τη θέση της σε προϊόντα λογισμικού και εφαρμογές όπου είναι σημαντικό να εντοπιστεί με ακρίβεια ο χρήστης του υπολογιστή.

Κάθε φορά που ανοίγετε τον υπολογιστή σας, ασχολείστε με διεπαφή χρήστη(User Interface, UI), το οποίο φαίνεται απλό και προφανές, αλλά ο κλάδος έχει κάνει πολλή δουλειά για να το κάνει. Ας ανατρέξουμε στη δεκαετία του 1990, όταν οι υπολογιστές επιτραπέζιων υπολογιστών έγιναν πανταχού παρόντες και ας ρίξουμε μια ματιά στην ανάπτυξη των τεχνολογιών διεπαφής χρήστη. Ας δούμε επίσης πώς έχουν εξελιχθεί τα εργαλεία προγραμματισμού διεπαφής χρήστη και τι είναι σήμερα. Στον πίνακα 1 δείχνει μια λίστα με τα κύρια καθήκοντα της ανάπτυξης διεπαφής χρήστη, βάσει των οποίων πραγματοποιήθηκε η ανάλυση διαφόρων τεχνολογιών για την υλοποίηση διεπαφών χρήστη, χωρισμένες σε κατηγορίες. Κάθε μία από αυτές τις κατηγορίες περιλαμβάνει τεχνολογίες που λύνουν ένα ή περισσότερα προβλήματα με τον ίδιο περίπου τρόπο.

Εισαγάγετε φόρμες συνδεδεμένες με το DBMS

Μία από τις κύριες κατηγορίες εργαλείων ανάπτυξης διεπαφής χρήστη αποτελείται από εργαλεία που επικεντρώνονται σε φόρμες εισαγωγής δεδομένων που συνδέονται με σχεσιακά DBMS. Η ουσία αυτής της προσέγγισης είναι να δημιουργηθεί ένα UI για εφαρμογές δημιουργώντας φόρμες που εμφανίζουν τις τιμές των πεδίων της βάσης δεδομένων στα αντίστοιχα στοιχεία ελέγχου: πεδία κειμένου, λίστες, πλαίσια ελέγχου, πίνακες κ.λπ. Η εργαλειοθήκη σάς επιτρέπει να πλοηγηθείτε σε μια τέτοια φόρμα και να δημιουργήσετε μια άμεση σύνδεση μεταξύ των στοιχείων ελέγχου και των δεδομένων στη βάση δεδομένων. Ο προγραμματιστής δεν χρειάζεται να ανησυχεί για το κλείδωμα, τη μεταφορά, τη μετατροπή και την ενημέρωση δεδομένων - όταν ο χρήστης, για παράδειγμα, αλλάζει τον αριθμό εγγραφής σε μια φόρμα, τα υπόλοιπα πεδία του ενημερώνονται αυτόματα. Ομοίως, εάν ο χρήστης αλλάξει την τιμή σε ένα πεδίο που σχετίζεται με οποιαδήποτε εγγραφή από τη βάση δεδομένων, αυτή η αλλαγή αποθηκεύεται αμέσως σε αυτό. Για να το πετύχετε αυτό, δεν χρειάζεται να γράψετε κάποιον ειδικό κωδικό - απλώς δηλώστε τη σύνδεση ενός στοιχείου ελέγχου ή μιας ολόκληρης φόρμας σε μια πηγή δεδομένων. Έτσι, η υποστήριξη δεσμευτικών δεδομένων σε εργαλεία αυτής της κατηγορίας είναι ένα από τα δυνάμεις αυτή τη μέθοδο. Οι εργασίες της διάταξης και του στυλ διεπαφής χρήστη σε τέτοια περιβάλλοντα επιλύονται με τη βοήθεια σχεδιαστών φορμών και εξειδικευμένων αντικειμενοστρεφών API. Οι χειριστές συμβάντων (οι οποίοι είναι μέθοδοι που υλοποιούνται στη γλώσσα προγραμματισμού κεντρικού υπολογιστή του περιβάλλοντος ανάπτυξης) παρέχονται συνήθως για τον έλεγχο της συμπεριφοράς της διεπαφής χρήστη, ενώ οι εκφράσεις (συμπεριλαμβανομένων των τυπικών εκφράσεων) χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των τιμών εισόδου. Τυπικοί εκπρόσωποι αυτής της πολυάριθμης κατηγορίας εργαλείων είναι Microsoft Accessκαι Oracle Forms.

Χειριστές προτύπων

Οι τεχνολογίες για τη δημιουργία διεπαφών χρήστη που βασίζονται σε πρότυπα που εφαρμόζονται σε γλώσσες σήμανσης έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως από τα μέσα της δεκαετίας του 1990. Τα κύρια πλεονεκτήματα των προτύπων είναι η ευελιξία και το εύρος των δυνατοτήτων για τη δημιουργία δυναμικών διεπαφών χρήστη Ιστού, ειδικά όσον αφορά τη δομή και τη διάταξη σχεδιασμού. Αρχικά, αυτά τα εργαλεία χρησιμοποιούσαν πρότυπα στα οποία η διάταξη και η δομή της διεπαφής διεπαφής καθορίζονταν χρησιμοποιώντας γλώσσα σήμανσης και η δέσμευση δεδομένων πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας μικρά μπλοκ γλώσσας υψηλού επιπέδου (Java, C#, PHP, Python, κ.λπ.). Το τελευταίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με σημάνσεις. για παράδειγμα, με την ενσωμάτωση ετικετών σήμανσης σε έναν βρόχο Java, θα μπορούσαν να δημιουργηθούν επαναληπτικά γραφικά όπως πίνακες και λίστες. Η ανάγκη συχνής αλλαγής σύνταξης μέσα σε μια ιστοσελίδα δυσκόλεψε τους προγραμματιστές να αναπτύξουν και να διορθώσουν κώδικα, έτσι πριν από περίπου δέκα χρόνια ξεκίνησε η μετάβαση από γλώσσες υψηλού επιπέδου σε εξειδικευμένες βιβλιοθήκες ετικετών σήμανσης και γλώσσες έκφρασης που δημιουργήθηκαν για συγκεκριμένο ιστό τεχνολογίες.

Οι ετικέτες σήμανσης άρχισαν να χρησιμοποιούνται για την υλοποίηση τυπικών λειτουργιών εφαρμογών Ιστού και χρησιμοποιήθηκαν εκφράσεις για πρόσβαση σε δεδομένα και συναρτήσεις κλήσης που ήταν αποθηκευμένες σε αντικείμενα διακομιστή. Ένας τυπικός εκπρόσωπος αυτής της ομάδας είναι η τεχνολογία JavaServer Pages (JSP), της οποίας η βιβλιοθήκη ετικετών, η JSP Standard Tag Library, υποστηρίζει εργασίες όπως: χειρισμός εγγράφων XML, βρόχους, συνθήκες, ερωτήματα DBMS (δέσμευση δεδομένων) και διεθνοποίηση (μορφοποίηση δεδομένων). ). Η γλώσσα έκφρασης JSP-EL, η οποία χρησιμεύει ως εργαλείο δέσμευσης δεδομένων, προσφέρει μια βολική σημείωση για την εργασία με αντικείμενα και ιδιότητες εφαρμογής.

Υπάρχει ένας αριθμός εργαλείων ανάπτυξης ιστού που μοιάζουν με JSP: για σχεδιασμό και ορισμό δομής (χρησιμοποιούν πρότυπα), για δέσμευση δεδομένων με χρήση γλώσσας έκφρασης και η συμπεριφορά διεπαφής χρήστη καθορίζεται με χρήση χειριστών συμβάντων που υλοποιούνται χρησιμοποιώντας τη γλώσσα ECMAScript και τη διεπαφή προγραμματισμού αντικειμένου εγγράφου Μοντέλο. Η μορφοποίηση δεδομένων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας εξειδικευμένες βιβλιοθήκες ετικετών για το στυλ εμφάνισηΣυνήθως χρησιμοποιείται CSS (Cascading Style Sheets). Δημοφιλείς εκπρόσωποι αυτής της κατηγορίας εργαλείων: ASP, PHP, Struts, WebWork, Struts2, Spring MVC, Spyce και Ruby on Rails.

Αντικειμενοστραφή και βασισμένα σε συμβάντα εργαλεία

Ένα σημαντικό ποσοστό εργαλείων για τη δημιουργία διεπαφής χρήστη βασίζεται σε ένα αντικειμενοστραφή μοντέλο. Αυτά τα εργαλεία προσφέρουν συνήθως μια βιβλιοθήκη με έτοιμα στοιχεία διεπαφής χρήστη και τα κύρια πλεονεκτήματά τους είναι η ευκολία μεταγλώττισης μπλοκ επαναχρησιμοποιήσιμων από απλά εξαρτήματακαι μια διαισθητική, ευέλικτη διαδικασία προγραμματισμού συμπεριφοράς και αλληλεπίδρασης με βάση τους χειριστές συμβάντων. Σε αυτά τα εργαλεία, όλες οι εργασίες ανάπτυξης διεπαφής χρήστη επιλύονται χρησιμοποιώντας εξειδικευμένα API αντικειμένων. Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει περιβάλλοντα: Visual Basic, MFC, AWT, Swing, SWT, Delphi, Google Web Toolkit, Cocoa Touch UIKit, Vaadin κ.λπ. Περιλαμβάνει επίσης το κιτ εργαλείων Nokia Qt, το οποίο προσφέρει μια σειρά από πρωτότυπες ιδέες. Ορισμένες εργαλειοθήκες χειρίζονται όλη την πολυπλοκότητα της αλληλεπίδρασης μεταξύ στοιχείων σχεδίασης διεπαφής χρήστη χρησιμοποιώντας χειριστές συμβάντων και στο Qt, εκτός από αυτά, υπάρχουν "σήματα" και "θυρίδες": ένα σήμα αποστέλλεται από το στοιχείο διεπαφής χρήστη κάθε φορά που συμβαίνει ένα συγκεκριμένο συμβάν. Μια θυρίδα είναι μια μέθοδος που καλείται ως απόκριση σε ένα συγκεκριμένο σήμα που μπορεί να συσχετιστεί δηλωτικά με οποιονδήποτε αριθμό θυρίδων και αντίστροφα, μια υποδοχή μπορεί να λάβει όσα σήματα επιθυμείτε. Το στοιχείο που εκπέμπει το σήμα «δεν γνωρίζει» ποια υποδοχή θα το λάβει. Έτσι, τα στοιχεία διεπαφής χρήστη συνδέονται χαλαρά με συνδέσεις σήματος προς υποδοχή. Αυτός ο μηχανισμός προωθεί τη χρήση της αρχής της ενθυλάκωσης και παρέχει τη δυνατότητα δηλωτικού ορισμού της συμπεριφοράς διεπαφής χρήστη.

Υβρίδια

Οι υβριδικές τεχνολογίες είναι σχετικά νέες στον κόσμο της ανάπτυξης διεπαφής χρήστη γενικού σκοπού- μαζί με τα πρότυπα και τις γλώσσες έκφρασης, τέτοια εργαλεία χρησιμοποιούν ένα API αντικειμένου. Ένας τυπικός εκπρόσωπος είναι το JavaServer Faces: οι βιβλιοθήκες ετικετών χρησιμεύουν για την περιγραφή της δομής και της διάταξης, καθώς και για τη μορφή δεδομένων. γλώσσα έκφρασης - για σύνδεση στοιχείων και συμβάντων σε αντικείμενα διακομιστή και κώδικα εφαρμογής. αντικειμένου API - για την εμφάνιση στοιχείων, τη διαχείριση της κατάστασής τους, το χειρισμό συμβάντων και τον έλεγχο των εισόδων. Άλλα δημοφιλή εργαλεία αυτής της κατηγορίας είναι τα ASP.NET MVC, Apache Wicket, Apache Tapestry, Apache Click και ZK Framework.

Το Adobe Flex είναι εννοιολογικά παρόμοια με τις τεχνολογίες αυτής της κατηγορίας επειδή χρησιμοποιεί πρότυπα για τη δομή και τη διάταξη και ο προγραμματισμός γίνεται εξ ολοκλήρου σε ActionScript. Όπως το Qt, το Flex παρέχει έναν μηχανισμό για την επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με τη συμπεριφορά προγραμματισμού και τη σύνδεση δεδομένων.

Δηλωτικές Εργαλειοθήκες

Τέτοια εργαλεία είναι η τελευταία τάση στα εργαλεία ανάπτυξης διεπαφής χρήστη. Χρησιμοποιούν γλώσσες που βασίζονται σε XML και JSON (JavaScript Object Notation) για να καθορίσουν τη δομή της διεπαφής χρήστη και χρησιμοποιούν κυρίως δηλωτικό συμβολισμό για άλλες εργασίες σχεδίασης διεπαφής χρήστη. Σε αντίθεση με τις υβριδικές προσεγγίσεις, που έχουν σχεδιαστεί κυρίως για διεπαφές ιστού, οι δηλωτικές χρησιμοποιούνται επίσης στην ανάπτυξη εγγενών εφαρμογών για πλατφόρμες φορητών υπολογιστών και επιτραπέζιων υπολογιστών.

Το API διεπαφής χρήστη Android βασίζεται σε γεγονότα, αντικειμενοστρεφές, αλλά μαζί με το κύριο, το λειτουργικό σύστημα διαθέτει ένα βοηθητικό API βασισμένο σε XML, το οποίο σας επιτρέπει να δηλώσετε τη δομή και τη διάταξη της διεπαφής χρήστη, καθώς και το στυλ της στοιχεία και διαχείριση των ιδιοτήτων τους. Μια δηλωτική περιγραφή της διεπαφής δείχνει τη δομή της πιο καθαρά και βοηθά στον εντοπισμό σφαλμάτων. σας επιτρέπει να αλλάξετε τη διάταξη χωρίς επαναμεταγλώττιση. βοηθά στην προσαρμογή σε διαφορετικές πλατφόρμες, μεγέθη οθόνης και αναλογίες διαστάσεων. Όταν δημιουργείτε πιο δυναμικές διεπαφές χρήστη, μπορείτε να καθορίσετε και να αλλάξετε τη δομή των στοιχείων μέσω προγραμματισμού χρησιμοποιώντας API αντικειμένων, αλλά η σύνδεση δεδομένων δεν υποστηρίζεται. Υπάρχει, ωστόσο, Android-Binding - λύση τρίτωνΜε ανοιχτή πηγή, το οποίο σας επιτρέπει να συνδέετε στοιχεία διεπαφής χρήστη σε μοντέλα δεδομένων.

Δημιουργία διεπαφής χρήστη για προγράμματα Windowsκαι λειτουργικά πλούσιες εφαρμογές Διαδικτύου που βασίζονται, αντίστοιχα, στο Windows Platform Foundation και Microsoft Silverlight, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα άλλο λεξικό XML - επεκτάσιμη γλώσσα σήμανσης εφαρμογής (XAML). Σας επιτρέπει να ορίσετε τη δομή, τη διάταξη και το στυλ της διεπαφής χρήστη και, σε αντίθεση με τη γλώσσα σήμανσης Android, υποστηρίζει τη σύνδεση δεδομένων και τη δυνατότητα χειρισμού συμβάντων.

Η Nokia συνιστά το Qt Quick στους προγραμματιστές, μια εργαλειοθήκη πολλαπλών πλατφορμών για επιτραπέζιους υπολογιστές, κινητά και ενσωματωμένα λειτουργικά συστήματα που υποστηρίζει QML (μια δηλωτική γλώσσα σεναρίου βασισμένη στη σύνταξη JSON). Η περιγραφή της διεπαφής χρήστη έχει ιεραρχική δομή, και η συμπεριφορά προγραμματίζεται σε ECMAScript. Εδώ, όπως και στο κανονικό Qt, υποστηρίζεται ο μηχανισμός υποδοχής σήματος. Το Qt Quick υποστηρίζει τη δυνατότητα σύνδεσης των ιδιοτήτων των στοιχείων διεπαφής χρήστη σε ένα μοντέλο δεδομένων, καθώς και την έννοια ενός μηχανήματος κατάστασης, που σας επιτρέπει να μοντελοποιήσετε γραφικά τη συμπεριφορά της διεπαφής.

Ένα άλλο παράδειγμα είναι το Enyo, μια εργαλειοθήκη πολλαπλών πλατφορμών για τη δημιουργία διεπαφής χρήστη στο ECMAScript, στην οποία η δομή της διεπαφής καθορίζεται δηλωτικά και η συμπεριφορά ελέγχεται από χειριστές συμβάντων. Η επεξεργασία των συμβάντων γίνεται με τρεις τρόπους: σε επίπεδο μεμονωμένων στοιχείων διεπαφής χρήστη, με μετάδοση από παιδί σε γονέα χωρίς άμεση δέσμευση, καθώς και με μετάδοση και εγγραφή σε τέτοια μηνύματα (επίσης χωρίς άμεση δέσμευση). Η χαλαρή σύζευξη στοιχείων διεπαφής χρήστη βελτιώνει την ικανότητα επαναχρησιμοποίησης και ενθυλάκωσης μεγάλων τμημάτων της διεπαφής. Ουσιαστικά, το κύριο πλεονέκτημα της Enyo είναι το μοντέλο ενθυλάκωσής του, χάρη στο οποίο η διεπαφή χρήστη μπορεί να αποτελείται από επαναχρησιμοποιήσιμα, αυτόνομα δομικά στοιχεία με καθορισμένες διεπαφές. Αυτό το μοντέλοπροωθεί την αφαίρεση και καλύπτει όλα τα αρχιτεκτονικά επίπεδα του UI. Το έργο Enyo εργάζεται για την υλοποίηση υποστήριξης για δέσμευση δεδομένων.

Το Eclipse XML Window Toolkit είναι ένα άλλο κιτ εργαλείων που εστιάζει σε δηλωτικές περιγραφές διεπαφής χρήστη. Ο αρχικός στόχος της δημιουργίας του ήταν να συνδυάσει όλα τα εργαλεία ανάπτυξης διεπαφής χρήστη στο Eclipse, συμπεριλαμβανομένων των SWT, JFace, Eclipse Forms και άλλων - όλα τα στοιχεία τους κατά κάποιο τρόπο έχουν αντιστοιχία στο XWT. Η δομή και η διάταξη της διεπαφής χρήστη στο XWT καθορίζεται χρησιμοποιώντας μια γλώσσα που βασίζεται σε XML και μια γλώσσα έκφρασης χρησιμοποιείται για τη σύνδεση δεδομένων (πρόσβαση στα αντικείμενα Java της εφαρμογής). Ο χειρισμός συμβάντων προγραμματίζεται σε Java και το CSS χρησιμοποιείται για το στυλ στοιχείων διεπαφής. Η μηχανή εκτέλεσης εφαρμογής XWT υλοποιείται ως μικροεφαρμογή Java και στοιχείο ActiveX, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να εκτελεστεί σχεδόν σε οποιοδήποτε πρόγραμμα περιήγησης.

Υπάρχουν πολλά παρόμοια εργαλεία σε αυτήν την κατηγορία: στο AmpleSDK, για παράδειγμα, το XUL χρησιμοποιείται ως γλώσσα περιγραφής διεπαφής χρήστη, οι συναρτήσεις ECMAScript χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό δυναμικής συμπεριφοράς, το CSS χρησιμοποιείται για το στυλ. Το Dojo Toolkit ορίζει τη διεπαφή δηλωτικά και παρέχει ένα ευρύ φάσμα προκατασκευασμένων στοιχείων, αποθήκευση αντικειμένων για πρόσβαση σε δεδομένα και έναν χειριστή συμβάντων που βασίζεται σε ECMAScript με μηχανισμό δημοσίευσης-συνδρομής. Η εργαλειοθήκη υποστηρίζει τη διεθνοποίηση, ένα πλούσιο API για την αναζήτηση δεδομένων, τη σπονδυλοποίηση και την κληρονομικότητα πολλαπλών κλάσεων.

Εργαλειοθήκες βασισμένες σε μοντέλα

Ένα σημαντικό μέρος των τεχνολογιών ανάπτυξης διεπαφής χρήστη βασίζεται σε μοντέλα και σε συγκεκριμένες γλώσσες τομέα. Αυτά είναι κυρίως μοντέλα διεπαφής, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μοντέλα τομέα. Και στις δύο περιπτώσεις, το μοντέλο χρειάζεται για τη δημιουργία της διεπαφής χρήστη εκ των προτέρων ή ερμηνεύεται κατά το χρόνο εκτέλεσης. Αυτή η κατηγορία τεχνολογιών ανεβάζει το επίπεδο της αφαίρεσης, προσφέρει βελτιωμένες συστηματικές μεθόδους για το σχεδιασμό και την υλοποίηση διεπαφών χρήστη και παρέχει μια υποδομή για την αυτοματοποίηση σχετικών εργασιών. Ωστόσο, σύμφωνα με ορισμένους ερευνητές, οι τεχνολογίες που βασίζονται σε μοντέλα δεν παρέχουν καθολική μέθοδοςενσωμάτωση της διεπαφής χρήστη με την εφαρμογή και δεν υπάρχει ακόμη συμφωνία σχετικά με το ποιο σύνολο μοντέλων είναι το βέλτιστο για την περιγραφή της διεπαφής χρήστη. Το πρόβλημα της σύνδεσης δεδομένων δεν έχει λυθεί και τα μοντέλα δεν έχουν συνδυαστεί για την επίλυση άλλων προβλημάτων ανάπτυξης διεπαφής χρήστη.

Αναλύοντας γενιές βασισμένων σε μοντέλα προσεγγίσεων για την ανάπτυξη διεπαφής χρήστη από τη δεκαετία του 1990, μπορούμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι σήμερα υπάρχει μια γενικά αποδεκτή κατανόηση των επιπέδων αφαίρεσης και των τύπων μοντέλων κατάλληλων για την ανάπτυξη σύγχρονων διεπαφών χρήστη, αλλά δεν υπάρχει ακόμη συναίνεση (πρότυπα) σχετικά με πληροφορίες (σημασιολογία) που πρέπει να περιέχονται διάφορα μοντέλα. Τα μοντέλα εργασιών, διαλόγων και παρουσιάσεων μπορούν να θεωρηθούν βασικά: το μοντέλο παρουσίασης επιλύει τα προβλήματα δόμησης, σχεδιασμού και σχηματοποίησης. το μοντέλο εργασιών είναι υπεύθυνο για τη σύνδεση με δεδομένα - για κάθε εργασία, υποδεικνύονται το περιβάλλον χρήστη και τα λογικά αντικείμενα με τα οποία θα εργαστείτε. το μοντέλο διαλόγου καλύπτει πτυχές συμπεριφοράς. Ένα παράδειγμα μοντέλου εργασιών είναι το Concurrent-TaskTrees (CTT), το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με τη γλώσσα MARIA, η οποία υλοποιεί τα υπόλοιπα μοντέλα διεπαφής χρήστη. Το CTT σε συνδυασμό με το MARIA παρέχει μια πλήρη εργαλειοθήκη βασισμένη σε μοντέλα. Μια αρκετά μεγάλη οικογένεια εργαλείων μοντελοποίησης διεπαφής χρήστη βασίζεται επίσης σε Γλώσσα UML, μοντέλα σχέσης οντοτήτων ή παρόμοια. Τα προφίλ UML χρησιμοποιούνται ευρέως στη δημιουργία διεπαφών χρήστη για επιχειρηματικές εφαρμογές. Υπάρχουν και άλλα εργαλεία που χρησιμοποιούνται ενεργά - για παράδειγμα, WebRatio, UMLi, Intellium Virtual Enterprise και SOLoist.

Γενικές διεπαφές χρήστη

Ένα μικρό αλλά σημαντικό υποσύνολο τεχνολογιών διεπαφής χρήστη δημιουργεί διεπαφές χρήστη που βασίζονται σε χρήστες, δεδομένα, εργασίες ή άλλους τύπους μοντέλων εφαρμογών. Η διεπαφή δημιουργείται με βάση το μοντέλο εξ ολοκλήρου ή ημιαυτόματα. Τα μοντέλα μπορούν επίσης να ερμηνευτούν κατά το χρόνο εκτέλεσης χωρίς να χρησιμοποιούνται ως βάση για τη δημιουργία διεπαφής. Σε κάθε περίπτωση, χάρη στο υψηλό επίπεδο αυτοματοποίησης της κατασκευής UI, οι τεχνολογίες αυτής της κατηγορίας εξοικονομούν χρόνο προγραμματιστή και μειώνουν τον αριθμό των σφαλμάτων και οι διεπαφές που δημιουργούνται έχουν ομοιόμορφη δομή. Ωστόσο, τα γενικά UI δεν είναι ευέλικτα, έχουν περιορισμένη λειτουργικότητα και απρόβλεπτη διαδικασία δημιουργίας. Ωστόσο, με μια άμεση σύνδεση με το μοντέλο τομέα, η ανάπτυξη εφαρμογών με γενικές διεπαφές χρήστη είναι αρκετά δυνατή. Υπάρχουν περίπου δώδεκα παραδείγματα σε αυτήν την κατηγορία, με κορυφαία το ευρέως χρησιμοποιούμενο αρχιτεκτονικό μοτίβο Γυμνά Αντικείμενα. Η αυτόματη δημιουργία διεπαφής χρήστη μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε ορισμένες θεματικές περιοχές - για παράδειγμα, στη σχεδίαση πλαισίων διαλόγου και διεπαφών χρήστη για τηλεχειριστήριοσυστήματα. Οι ερευνητές βλέπουν την περαιτέρω ανάπτυξη αυτής της κατηγορίας τεχνολογιών στη βελτίωση των τεχνικών μοντελοποίησης και στην εύρεση νέων τρόπων συνδυασμού μοντέλων προκειμένου να βελτιωθεί η ευκολία της παραγόμενης διεπαφής χρήστη.

Τάσεις και προκλήσεις

Το σχήμα δείχνει τη χρονολογία της εμφάνισης διαφόρων εργαλείων ανάπτυξης διεπαφής χρήστη, την κατανομή τους ανά κατηγορία και κύριους τομείς εφαρμογής και στον πίνακα. Ο Πίνακας 2 δείχνει τους τρόπους με τους οποίους κάθε τεχνολογία επιλύει διάφορα προβλήματα ανάπτυξης διεπαφής χρήστη.

Η ανάπτυξη Ιστού με σκοπό την ανάπτυξη κοινώς χρησιμοποιούμενων τεχνολογιών χαρακτηρίζεται από δύο αντίθετες τάσεις. Μετά τις τεχνολογίες που βασίζονται σε πρότυπα, εμφανίστηκαν κιτ εργαλείων με αντικειμενοστραφή API, τα οποία τις περισσότερες φορές συμπληρώνονταν από πρότυπα (στην περίπτωση των υβριδικών προσεγγίσεων) ή τα αντικατέστησαν πλήρως (GWT και Vaadin). Κατ 'αρχήν, αυτό είναι πολύ λογικό, δεδομένης της γενικής υπεροχής των αντικειμενοστρεφών γλωσσών έναντι των γλωσσών προτύπων (κληρονομικότητα, πολυμορφισμός, ενθυλάκωση, παραμετροποίηση, επαναχρησιμοποίηση κ.λπ.), την ανάγκη για ώριμες έννοιες και μηχανισμούς για τη σύνθεση εκτεταμένου διεπαφής χρήστη δομές και την «επιτυχία της ιστορίας» των αντικειμενοστρεφών API στην εποχή της επιφάνειας εργασίας.

Αξίζει να σημειωθεί ότι, σε σύγκριση με τις επιτακτικές και αντικειμενοστρεφείς μεθόδους σχηματισμού διεπαφής χρήστη, οι δηλωτικές έχουν γίνει πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες σήμερα - για παράδειγμα, HTML, XML, XPath, CSS, JSON και παρόμοιες σημειώσεις χρησιμοποιούνται ευρέως. Οι περισσότερες δομές διεπαφής χρήστη είναι συνήθως στατικές, επομένως οι δηλωτικές σημειώσεις κάνουν εξαιρετική δουλειά στη δόμηση, τη διάταξη και τη δέσμευση δεδομένων. Ωστόσο, οι πτυχές συμπεριφοράς της διεπαφής χρήστη εξακολουθούν να εφαρμόζονται χρησιμοποιώντας το κλασικό παράδειγμα που βασίζεται σε συμβάντα, αν και υπάρχουν εξαιρέσεις όταν χρησιμοποιούνται δηλωτικά μέσα.

Μια αξιοσημείωτη τάση στην ανάπτυξη διεπαφής χρήστη είναι η εστίαση τυπικές τεχνολογίεςκαι πλατφόρμες. Τα XML και ECMAScript είναι πιο δημοφιλή σήμερα από ποτέ, αν και οι εξειδικευμένες τεχνολογίες, ειδικά οι τεχνολογίες που βασίζονται σε μοντέλα, παλεύουν ενεργά για τον χώρο διαβίωσης με μεγάλα τεχνικά πρότυπα.

Μπορούμε να αναφέρουμε αρκετά προβλήματα που περιμένουν να επιλυθούν από τους προμηθευτές εργαλείων ανάπτυξης και αυτά που απαιτούνται για τον καθορισμό αρχιτεκτονικών πολλαπλών επιπέδων. Οι διεπαφές χρήστη μεγάλων επιχειρηματικών εφαρμογών αποτελούνται συχνά από εκατοντάδες σελίδες ή περισσότερες και σε τέτοιες περιπτώσεις είναι απολύτως απαραίτητο σαφής επισκόπησηΑρχιτεκτονική του συστήματος. Υπάρχει μια νέα τεχνική μοντελοποίησης που λύνει αυτό το πρόβλημα εισάγοντας την έννοια της κάψουλας, η οποία παρέχει αυστηρή ενθυλάκωση θραυσμάτων διεπαφής χρήστη και επιτρέπει τον προσδιορισμό της αρχιτεκτονικής σε διαφορετικά επίπεδα λεπτομέρειας. Η κάψουλα έχει ήδη μια εσωτερική δομή που μπορεί να εφαρμοστεί με συνέπεια αναδρομικά σε όλα τα χαμηλότερα επίπεδα στοιχείων διεπαφής χρήστη. Οι προγραμματιστές των Enyo και WebML προσπαθούν να λύσουν ένα παρόμοιο πρόβλημα.

Η ευελιξία, η επεκτασιμότητα και το εύρος της υποστήριξης εργαλείων είναι πραγματικά πλεονεκτήματα των κοινών τεχνολογιών ανάπτυξης διεπαφής χρήστη, αλλά εξακολουθούν να υποφέρουν από ένα αρκετά χαμηλό επίπεδο αφαίρεσης και έλλειψη εκφραστικότητας. Από την άλλη πλευρά, οι προσεγγίσεις που βασίζονται σε μοντέλα θα πρέπει να αποφεύγουν να κληρονομούν τη σημασιολογία από μοντέλα διεπαφής χρήστη χαμηλού επιπέδου, διαφορετικά τα αφηρημένα μοντέλα διεπαφής χρήστη μπορούν να γίνουν τόσο περίπλοκα όσο η ίδια η υλοποίηση διεπαφής χρήστη. Αντί να χρησιμοποιούν γνώσεις τομέα διεπαφής χρήστη και σημασιολογία μοντέλων εφαρμογών, οι σχεδιαστές διεπαφής χρήστη εξακολουθούν να απαιτείται να εργάζονται απευθείας με στοιχεία χαμηλού επιπέδου: παράθυρα διαλόγου, μενού και χειριστές συμβάντων.

Οι τεχνολογίες ανάπτυξης διεπαφής χρήστη έχουν ένα άλλο σοβαρό πρόβλημα που σχετίζεται με τις απαιτήσεις προσαρμογής για πολλές πλατφόρμες-στόχους, χαρακτηριστικό όλων των σύγχρονων διαδραστικών εφαρμογών. Ευτυχώς, η μοντελοκεντρική κοινότητα ανταποκρίθηκε εγκαίρως - το 2003, πρότεινε μια ενοποιητική καθολική αρχιτεκτονική για τις διαδικασίες, τα μοντέλα και τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή διεπαφής χρήστη πολλαπλών πλατφορμών.

Η τρέχουσα ποικιλομορφία των υπολογιστικών συσκευών και πλατφορμών θυμίζει κάπως την εποχή των επιτραπέζιων υπολογιστών στα τέλη της δεκαετίας του '90, με την αφθονία των εργαλείων που προσφέρονται από διαφορετικούς προμηθευτές για τη δημιουργία διεπαφών χρήστη. Από σήμερα, η HTML5 δεν έχει λύσει ακόμη το πρόβλημα της τεχνολογικής ασυνέπειας λόγω περιορισμένη υποστήριξηλειτουργίες υλικού και διεπαφές προγραμματισμού. Τελικά, όπως συμβαίνει με πολλά προβλήματα μηχανικής λογισμικού, η ανάπτυξη διεπαφής χρήστη σήμερα απαιτεί κατανοητά και απλές λύσεις, τα οποία όμως απαιτούν απίστευτη προσπάθεια από τους δημιουργούς τους για να υλοποιηθούν.

Βιβλιογραφία

1. Π.Π. Ντα Σίλβα. Δηλωτικά μοντέλα διεπαφής χρήστη και περιβάλλοντα ανάπτυξης: μια έρευνα. Proc. Interactive Systems: Design, Specification, and Verification, Springer, 2000, σελ. 207-226.
2. G. Meixner, F. Paterno, J. Vanderdonckt. Παρελθόν, παρόν και μέλλον της ανάπτυξης διεπαφής χρήστη βάσει μοντέλου // i-com. 2011. τόμ. 10, N3, R. 2-11.
3. G. Mori, F. Paterno, C. Santoro. CTTE: Υποστήριξη για την ανάπτυξη και την ανάλυση μοντέλων εργασιών για σχεδιασμό διαδραστικών συστημάτων // IEEE Trans. Μηχ. Λογισμ. 2002, τόμ. 28, Ν8, σσ. 797-813.

Zharko Mijajlovic([email προστατευμένο]) - αρχιμηχανικός, Ντράγκαν Μίλιτσεφ([email προστατευμένο]) - Αναπληρωτής Καθηγητής, Πανεπιστήμιο Βελιγραδίου.

Zarko Mijailovic, Dragan Milicev, A Retrospective on User Interface Development Technology, IEEE Software, Νοέμβριος/Δεκέμβριος 2013, IEEE Computer Society. Ολα τα δικαιώματα διατηρούνται. Ανατύπωση με άδεια.

Η αλληλεπίδραση του χειριστή με τον υπολογιστή είναι ένας σημαντικός κρίκος στην υπολογιστική διαδικασία κατά την επίλυση διαφόρων εφαρμοσμένων προβλημάτων τόσο επιστημονικής όσο και βιομηχανικής φύσης. Δημιουργία προγραμμάτων στον τομέα της οργάνωσης σχέσεων αγοράς κατά τη δημιουργία ιστοτόπων πληροφοριών για διάφορους οργανισμούς και επιχειρήσεις, κατά τη δημιουργία προγραμμάτων διαχείρισης παραγωγικών διαδικασιών, λογιστικής για τα κατασκευασμένα προϊόντα και τις πωλήσεις τους, τη διαχείριση ποιότητας, ακόμη και για μια τέτοια εργασία όπως η ταξινόμηση email από γραμματέα , απαιτείται η ανάπτυξη μιας φιλικής προς το χρήστη αλληλεπίδρασης με έναν υπολογιστή.

Σχέδιο– μια επαναληπτική διαδικασία με την οποία οι απαιτήσεις λογισμικού μεταφράζονται σε μηχανικές αναπαραστάσεις του λογισμικού. Συνήθως υπάρχουν δύο στάδια στο σχεδιασμό: προμελέτη και λεπτομερής σχεδιασμός. Το προκαταρκτικό σχέδιο δημιουργεί αφαιρέσεις αρχιτεκτονικού επιπέδου· ο λεπτομερής σχεδιασμός βελτιώνει αυτές τις αφαιρέσεις. Επιπλέον, σε πολλές περιπτώσεις διακρίνεται ο σχεδιασμός διεπαφής, σκοπός του οποίου είναι η δημιουργία γραφικού περιβάλλοντος χρήστη (GUI). Το διάγραμμα των συνδέσεων πληροφοριών της διαδικασίας σχεδιασμού φαίνεται στο Σχ.

Ορισμός διεπαφής.

Ολα για όλα, διεπαφή (διεπαφή) – αυτό είναι ένα σύνολο λογικών και φυσικών αρχών αλληλεπίδρασης μεταξύ των στοιχείων των τεχνικών μέσων ενός συστήματος υπολογιστή (CS), δηλαδή ένα σύνολο κανόνων αλγορίθμων και προσωρινών συμφωνιών για την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ στοιχείων ενός υπολογιστή (λογική διεπαφή), καθώς και ένα σύνολο φυσικών, μηχανικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών μέσων σύνδεσης που υλοποιούν τέτοια αλληλεπίδραση (φυσική διεπαφή).

Διεπαφή συχνά αναφέρεται ως υλικό και λογισμικό που υλοποιεί τη διεπαφή μεταξύ συσκευών και κόμβων αεροσκαφών.

Η διεπαφή καλύπτει όλα τα λογικά και φυσικά μέσα αλληλεπίδρασης μεταξύ του συστήματος του υπολογιστή και του εξωτερικού περιβάλλοντος, για παράδειγμα, με το λειτουργικό σύστημα, με τον χειριστή κ.λπ.

Τύποι διεπαφών

Οι διεπαφές διακρίνονται από χαρακτηριστικά όπως η δομή των συνδέσεων, η μέθοδος σύνδεσης και μετάδοσης δεδομένων, οι αρχές ελέγχου και συγχρονισμού.

Διασύνδεση στο μηχάνημα – σύστημα επικοινωνίας και μέσα διασύνδεσης κόμβων και μπλοκ υπολογιστών μεταξύ τους. Η ενδομηχανική διεπαφή είναι ένα σύνολο γραμμών ηλεκτρικής επικοινωνίας (καλώδια), κυκλώματα διασύνδεσης με εξαρτήματα υπολογιστή, πρωτόκολλα (αλγόριθμοι) για τη μετάδοση και τη μετατροπή σημάτων.

Υπάρχουν δύο τύποι οργάνωσης στη διεπαφή του μηχανήματος:

Διασύνδεση πολλαπλών συνδέσεων, στην οποία κάθε μπλοκ υπολογιστή συνδέεται με άλλα μπλοκ μέσω των τοπικών καλωδίων του.

Μια διεπαφή απλής σύνδεσης, ως αποτέλεσμα της οποίας όλες οι μονάδες Η/Υ συνδέονται μεταξύ τους μέσω ενός κοινού διαύλου ή ενός διαύλου συστήματος.

2. Εξωτερική διεπαφή - σύστημα επικοινωνίας μονάδα του συστήματοςμε περιφερειακές συσκευές υπολογιστή ή με άλλους υπολογιστές

Εδώ μπορούμε επίσης να διακρίνουμε διάφορους τύπους εξωτερικής διεπαφής:

Διεπαφή περιφερειακών συσκευών που συνδέονται με διαύλους I/O (ISA, EISA, VLB, PCI, AGP, USB IEEE 1384 SCSI, κ.λπ.).

Μια διεπαφή δικτύου, όπως ένα δίκτυο peer-to-peer ή πελάτη-διακομιστή, με τοπολογίες αστεριού, δακτυλίου ή διαύλου.

3. Διεπαφή ανθρώπου-μηχανής ή διεπαφή ανθρώπου-υπολογιστή ή διεπαφή χρήστη - αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο εκτελείτε μια εργασία χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε μέσο (οποιοδήποτε πρόγραμμα), δηλαδή τις ενέργειες που εκτελείτε και τι λαμβάνετε ως απόκριση.

Μια διεπαφή είναι ανθρωποκεντρική εάν ανταποκρίνεται στις ανθρώπινες ανάγκες και λαμβάνει υπόψη τις αδυναμίες τους.

Μέρος μηχανής της διεπαφής – μέρος της διεπαφής που υλοποιείται στο μηχάνημα (το υλικό και το λογισμικό του) χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες της τεχνολογίας υπολογιστών.

Ανθρώπινο μέρος της διεπαφής είναι ένα μέρος της διεπαφής που υλοποιείται από ένα άτομο λαμβάνοντας υπόψη τις δυνατότητές του, τις αδυναμίες, τις συνήθειες, την ικανότητα μάθησης και άλλους παράγοντες.

Οι πιο κοινές διεπαφές ορίζονται από κρατικά και διεθνή πρότυπα.

Στην επόμενη συζήτηση, θα ληφθεί υπόψη μόνο η διεπαφή χρήστη.

Ταξινόμηση διεπαφών χρήστη

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, μια διεπαφή είναι, πρώτα απ 'όλα, ένα σύνολο κανόνων που μπορούν να συνδυαστούν με βάση την ομοιότητα των τρόπων αλληλεπίδρασης ενός ατόμου με έναν υπολογιστή.

Υπάρχουν τρεις τύποι διεπαφών χρήστη: διεπαφές εντολών, WIMP και SILK.

Η αλληλεπίδραση των αναφερόμενων διεπαφών με λειτουργικά συστήματα και τεχνολογίες φαίνεται στο Σχ. 1:

Ρύζι. 1. Αλληλεπίδραση διεπαφών χρήστη των τεχνολογιών και των λειτουργικών τους συστημάτων.

1. Διεπαφή εντολών, στην οποία η ανθρώπινη αλληλεπίδραση με έναν υπολογιστή πραγματοποιείται δίνοντας στον υπολογιστή εντολές, τις οποίες εκτελεί και παρέχει το αποτέλεσμα στον χρήστη. Η διεπαφή εντολών μπορεί να εφαρμοστεί ως τεχνολογία παρτίδας και τεχνολογία γραμμής εντολών. Επί του παρόντος, η τεχνολογία παρτίδας πρακτικά δεν χρησιμοποιείται και η τεχνολογία γραμμής εντολών μπορεί να βρεθεί ως εφεδρικός τρόπος επικοινωνίας ενός ατόμου με έναν υπολογιστή.

Τεχνολογία παρτίδας.

Ιστορικά, αυτός ο τύπος τεχνολογίας εμφανίστηκε πρώτα στους ηλεκτρομηχανικούς υπολογιστές των K. Zuse, G. Aikin και στη συνέχεια στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές των Eckert και Mauchly, στους οικιακούς υπολογιστές των Lebedev, Brusentsov, στον υπολογιστή IBM-360, στον υπολογιστής ES και ούτω καθεξής. Η ιδέα του είναι απλή και συνίσταται στο γεγονός ότι μια ακολουθία προγραμμάτων γραμμένων, για παράδειγμα, σε διάτρητες κάρτες και μια ακολουθία συμβόλων που καθορίζουν τη σειρά εκτέλεσης αυτών των προγραμμάτων παρέχονται στην είσοδο του υπολογιστή. Ένα άτομο εδώ έχει μικρή επιρροή στη λειτουργία του μηχανήματος. Μπορεί μόνο να σταματήσει το μηχάνημα, να αλλάξει το πρόγραμμα και να ξεκινήσει ξανά τον υπολογιστή.

Τεχνολογία γραμμής εντολών.

Με αυτήν την τεχνολογία, ένα πληκτρολόγιο χρησιμοποιείται ως μέθοδος για τον χειριστή να εισάγει πληροφορίες σε έναν υπολογιστή και ο υπολογιστής εμφανίζει πληροφορίες στο άτομο χρησιμοποιώντας μια αλφαριθμητική οθόνη (οθόνη). Ο συνδυασμός οθόνης-πληκτρολογίου έφτασε να ονομάζεται τερματικό ή κονσόλα. Οι εντολές πληκτρολογούνται στη γραμμή εντολών, η οποία αποτελείται από ένα σύμβολο προτροπής και έναν δρομέα που αναβοσβήνει, και οι χαρακτήρες που πληκτρολογούνται μπορούν να διαγραφούν και να επεξεργαστούν. Πατώντας το πλήκτρο «Enter», ο υπολογιστής δέχεται την εντολή και αρχίζει να την εκτελεί. Αφού μετακινηθείτε στην αρχή της επόμενης γραμμής, ο υπολογιστής εμφανίζει τα αποτελέσματα της εργασίας του στην οθόνη. Η πιο κοινή διεπαφή εντολών ήταν μέσα λειτουργικό σύστημα MS DOS.

2. OOMU (παράθυρο, εικόνα, μενού, δείκτης)WIMP (παράθυρο, εικόνα, μενού, δείκτης) - διεπαφή.Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτής της διεπαφής είναι ότι ο διάλογος του χρήστη με τον υπολογιστή δεν διεξάγεται χρησιμοποιώντας τη γραμμή εντολών, αλλά χρησιμοποιώντας παράθυρα, εικόνες γραφικών μενού, δρομέα και άλλα στοιχεία. Αν και δίνονται εντολές στο μηχάνημα σε αυτή τη διεπαφή, αυτό γίνεται μέσω γραφικών εικόνων.

Η ιδέα μιας γραφικής διεπαφής ξεκίνησε στα μέσα της δεκαετίας του '70 στο Ερευνητικό Κέντρο Xerox Palo Alto (PARC). Η προϋπόθεση για τη γραφική διεπαφή ήταν η μείωση του χρόνου αντίδρασης του υπολογιστή σε μια εντολή, η αύξηση της ποσότητας μνήμης RAM, καθώς και η ανάπτυξη της βάσης στοιχείων, των τεχνικών χαρακτηριστικών του υπολογιστή και, ειδικότερα, των οθονών. Μετά την εμφάνιση των οθονών γραφικών με τη δυνατότητα εμφάνισης οποιωνδήποτε γραφικών εικόνων σε διαφορετικά χρώματα, η γραφική διεπαφή έγινε αναπόσπαστο μέρος όλων των υπολογιστών. Σταδιακά έλαβε χώρα η διαδικασία ενοποίησης στη χρήση του πληκτρολογίου και του ποντικιού από τα προγράμματα εφαρμογής. Η συγχώνευση αυτών των δύο τάσεων οδήγησε στη δημιουργία μιας διεπαφής χρήστη που σας επιτρέπει να εργάζεστε με οποιαδήποτε εφαρμογή λογισμικού με ελάχιστο χρόνο και χρήματα που δαπανώνται για την επανεκπαίδευση του προσωπικού

Αυτός ο τύπος διεπαφής υλοποιείται σε δύο επίπεδα:

Απλή γραφική διεπαφή.

Πλήρης διεπαφή WINP.

Απλό GUI , η οποία αρχικά έμοιαζε πολύ με την τεχνολογία γραμμής εντολών με τις ακόλουθες διαφορές:

Κατά την εμφάνιση χαρακτήρων, για να αυξηθεί η εκφραστικότητα της εικόνας, επετράπη να επισημανθούν ορισμένοι από τους χαρακτήρες με χρώμα, αντίστροφη εικόνα, υπογράμμιση και τρεμόπαιγμα.

Ο κέρσορας θα μπορούσε να αναπαρασταθεί από μια συγκεκριμένη περιοχή, να τονίζεται έγχρωμα και να καλύπτει πολλούς χαρακτήρες και ακόμη και μέρος της οθόνης.

Η αντίδραση στο πάτημα οποιουδήποτε πλήκτρου άρχισε να εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πού βρισκόταν ο κέρσορας.

Εκτός από τα συχνά χρησιμοποιούμενα πλήκτρα ελέγχου του δρομέα, άρχισαν να χρησιμοποιούνται χειριστές όπως ποντίκι, trackball κ.λπ., γεγονός που επέτρεψε τη γρήγορη επιλογή της επιθυμητής περιοχής της οθόνης και τη μετακίνηση του δρομέα.

Ευρεία χρήση έγχρωμων οθονών.

Η εμφάνιση μιας απλής γραφικής διεπαφής συμπίπτει με την ευρεία χρήση του λειτουργικού συστήματος MS DOS. Χαρακτηριστικό παράδειγμα χρήσης του είναι το κέλυφος αρχείων Norton Commander και οι επεξεργαστές κειμένου MaltiEdit, ChiWriter, Microsoft Word for DOS, Lexicon κ.λπ.

Γεμάτος WIMP -διεπαφή , ήταν το δεύτερο στάδιο στην ανάπτυξη της γραφικής διεπαφής, η οποία χαρακτηρίζεται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

Όλη η εργασία με προγράμματα, αρχεία και έγγραφα γίνεται στα Windows.

Προγράμματα, αρχεία, έγγραφα, συσκευές και άλλα αντικείμενα αντιπροσωπεύονται ως εικονίδια (εικονίδια), τα οποία όταν ανοίγουν μετατρέπονται σε παράθυρα.

Όλες οι ενέργειες με αντικείμενα εκτελούνται χρησιμοποιώντας το μενού, το οποίο γίνεται το κύριο στοιχείο ελέγχου.

Ο χειριστής λειτουργεί ως η κύρια συσκευή ελέγχου.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι για την υλοποίησή της, η διεπαφή WIMP απαιτεί αυξημένες απαιτήσεις για απόδοση υπολογιστή, χωρητικότητα μνήμης, έγχρωμη οθόνη ράστερ υψηλής ποιότητας, λογισμικό εστιασμένο σε αυτόν τον τύπο διεπαφής. Επί του παρόντος, η διεπαφή WIMP έχει γίνει ένα de facto πρότυπο και το λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows έχει γίνει ο εξέχων αντιπρόσωπός του.

3. ROYAZ (ομιλία, εικόνα, γλώσσα, γνώση)ΜΕΤΑΞΙ (ομιλία, εικόνα, Γλώσσα, η γνώση) - διεπαφή.Αυτή η διεπαφή είναι η πιο κοντινή στην κανονική ανθρώπινη μορφή επικοινωνίας. Στο πλαίσιο αυτής της διεπαφής υπάρχει μια κανονική συνομιλία μεταξύ ενός ατόμου και ενός υπολογιστή. Ταυτόχρονα, ο υπολογιστής βρίσκει εντολές για τον εαυτό του αναλύοντας την ανθρώπινη ομιλία και βρίσκοντας φράσεις κλειδιά σε αυτήν. Επίσης, μετατρέπει τα αποτελέσματα της εκτέλεσης εντολών σε μορφή αναγνώσιμη από τον άνθρωπο. Αυτός ο τύπος διεπαφής απαιτεί μεγάλο κόστος υλικού, επομένως βρίσκεται σε στάδιο ανάπτυξης και βελτίωσης και προς το παρόν χρησιμοποιείται μόνο για στρατιωτικούς σκοπούς.

Η διεπαφή SILK για επικοινωνία ανθρώπου-μηχανής χρησιμοποιεί:

Τεχνολογία ομιλίας;

Βιομετρική τεχνολογία (διεπαφή προσώπου).

Σημασιολογική (δημόσια) διεπαφή.

Τεχνολογία ομιλίας εμφανίστηκε στα μέσα της δεκαετίας του '90 μετά την εμφάνιση φθηνών καρτών ήχου και την ευρεία υιοθέτηση των τεχνολογιών αναγνώρισης ομιλίας. Με αυτή την τεχνολογία, οι εντολές δίνονται φωνητικά προφέροντας ειδικές τυπικές λέξεις (εντολές), οι οποίες πρέπει να προφέρονται καθαρά, με τον ίδιο ρυθμό, με υποχρεωτικές παύσεις μεταξύ των λέξεων. Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι αλγόριθμοι αναγνώρισης ομιλίας δεν έχουν αναπτυχθεί επαρκώς, απαιτείται ατομική προκαταρκτική διαμόρφωση του συστήματος υπολογιστή για έναν συγκεκριμένο χρήστη. Αυτή είναι η απλούστερη υλοποίηση της διεπαφής SILK.

Βιομετρική τεχνολογία («Διεπαφή Mimic») ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του '90 και είναι επί του παρόντος υπό ανάπτυξη. Για τον έλεγχο του υπολογιστή, χρησιμοποιούνται έκφραση του προσώπου, κατεύθυνση του βλέμματος, μέγεθος κόρης και άλλα σημάδια ενός ατόμου. Για την αναγνώριση ενός χρήστη, χρησιμοποιείται ένα μοτίβο της ίριδας του, τα δακτυλικά του αποτυπώματα και άλλες μοναδικές πληροφορίες, οι οποίες διαβάζονται από μια ψηφιακή κάμερα και στη συνέχεια εξάγονται εντολές από αυτήν την εικόνα χρησιμοποιώντας λογισμικό αναγνώρισης εικόνας.

Σημασιολογική (δημόσια) διεπαφή προέκυψε στα τέλη της δεκαετίας του '70 του εικοστού αιώνα, με την ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης. Δύσκολα μπορεί να ονομαστεί ανεξάρτητος τύπος διεπαφής, καθώς περιλαμβάνει διεπαφή γραμμής εντολών και διεπαφές γραφικών, ομιλίας και προσώπου. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι η απουσία εντολών κατά την επικοινωνία με υπολογιστή. Το αίτημα δημιουργείται σε φυσική γλώσσα, με τη μορφή συνδεδεμένου κειμένου και εικόνων. Στην ουσία πρόκειται για προσομοίωση επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή. Επί του παρόντος χρησιμοποιείται για στρατιωτικούς σκοπούς. Μια τέτοια διεπαφή είναι εξαιρετικά απαραίτητη σε περιβάλλον αερομαχίας.