"Prenosni mehanizem" - povzetek lekcije. Tehnologija 3. razred. Usposabljanje za načrtovanje različnih tehničnih modelov z mehanskim pogonom. Navzkrižni prenos - ko se kolesa vrtijo v različnih smereh. Vrste zobnikov: 1 - jermen; 2 - veriga; 3 - zobati. Izdelki s prenosom: tekoči trak, žerjav, mlin. Glavni del zasnove mlina je prenosni mehanizem.

“Računalniški vmesniki” - Uporabniški vmesnik. Programska oprema. Pripomočki. Osebni računalnik kot sistem. Zagotavlja operacijski sistem računalnika. Določite vhode in izhode. Vmesnik strojne opreme. Strojno-programski vmesnik. Operacijski sistem. Besedilne datoteke. Sistemski programi. Strojno-programski vmesnik - interakcija med strojno opremo in programsko opremo računalnik.

"Tehnologija v razredu" - Oblike organizacije so lahko različne: lekcija, skupina, posameznik, par. Aktivne in interaktivne metode uporabljam od 5. do 11. razreda. Vrste tehnologij: Tehnologija osebno usmerjenega učenja. Tehnologija razvojnega izobraževanja. Tehnologija na študenta osredotočenega učenja Oblikovalska in raziskovalna tehnologija.

"Izobraževalne tehnologije v šoli" - Laboratorij nerešenih problemov. Metodološka podpora ustvarjalnim projektom izobraževalnih ustanov in učiteljev. Igralne tehnologije. Povečanje uporabe IKT v izobraževalnem procesu. Razširjanje naprednih pedagoških izkušenj. Zmanjšanje števila repetitorjev. Rast usposobljenosti učiteljev, vpliv na kakovost pouka.

"Tehnologija 6 - 7 - 8 razred" - Kako se meri električna energija? Katera meritev določa velikost ramenskega izdelka? Kaj je po ljudskem verovanju pomenilo začetek vsega življenja? Kateri del poganja vse delovne dele šivalnega stroja? Surovine za izdelavo kočije za Pepelko. Kakšna je funkcija utorov na rezilu igle?

"Odseki tehnologije" - In naš je narejen iz sijočih kroglic - Nenavadna lepota. Predmet – Tehnologija. Patchwork je že dolgo znan mnogim ljudstvom. Državni prazniki in obredi, narodna oblačila. Govorijo o tradicijah različnih narodov, državnih praznikih in obredih. Po peki krofe nekoliko ohladimo in naribamo s strtim česnom.

^

Klasifikacija vmesnikov

To pomeni, da je vmesnik niz pravil. Kot vsa pravila jih je mogoče posplošiti, zbrati v »kodo« in združiti glede na skupno značilnost. Tako smo prišli do pojma " tip vmesnika« kot kombinacijo podobnih načinov interakcije med človekom in računalnikom. Predlagamo lahko naslednjo shematično klasifikacijo različnih komunikacijskih vmesnikov človek-računalnik.

^ Sodobne vrste vmesnikov so:

1) Ukazni vmesnik. Ukazni vmesnik se tako imenuje, ker v tej vrsti vmesnika oseba daje "ukaze" računalniku, ta pa jih izvrši in rezultat posreduje osebi. Ukazni vmesnik je implementiran kot paketna tehnologija in tehnologija ukazna vrstica.

2) ^ WIMP - vmesnik(Window - okno, Image - slika, Menu - meni, Pointer - kazalec). Značilnost te vrste vmesnika je, da se dialog z uporabnikom ne izvaja z uporabo ukazov, temveč z uporabo grafičnih slik - menijev, oken in drugih elementov. Čeprav so ukazi dani stroju v tem vmesniku, se to izvaja "posredno", prek grafičnih slik. Ta vrsta vmesnika je implementirana na dveh tehnoloških ravneh: preprost grafični vmesnik in "čisti" vmesnik WIMP.

3) ^ SILK - vmesnik(Govor - govor, Slika - slika, Jezik - jezik, Znanje - znanje). Ta vrsta vmesnika je najbližja običajni, človeški obliki komunikacije. V okviru tega vmesnika poteka običajen "pogovor" med osebo in računalnikom. Hkrati pa računalnik sam poišče ukaze tako, da analizira človeški govor in v njem poišče ključne fraze. Prav tako pretvori rezultat izvajanja ukaza v človeku berljivo obliko. Ta vrsta vmesnika je najbolj zahtevna glede sredstev računalniške strojne opreme, zato se uporablja predvsem v vojaške namene.

^ 1. Javni vmesnik - na podlagi semantičnih mrež.

V naslednjih poglavjih boste izvedeli več o teh vrstah vmesnikov.
^

Serijska tehnologija

Zgodovinsko gledano se je tovrstna tehnologija pojavila prva. Obstajal je že na relejnih strojih Suesa in Zuseja (Nemčija, 1937).

Ideja je preprosta : na vhod računalnika se posreduje zaporedje simbolov, v katerem je po določenih pravilih navedeno zaporedje programov, ki se zaženejo za izvajanje. Po izvedbi naslednjega programa se zažene naslednji in tako naprej. Stroj po določenih pravilih zase najde ukaze in podatke. To zaporedje je lahko na primer luknjan papirni trak, sveženj luknjanih kartic ali zaporedje pritiskanja na tipke električnega pisalnega stroja (tip CONSUL). Stroj svoja sporočila oddaja tudi na luknjač, ​​alfanumerično tiskalno enoto (ADP) ali trak pisalnega stroja.

S pojavom alfanumeričnih zaslonov se je začela doba resnično uporabniku prijazne tehnologije – ukazne vrstice.
^

Tehnologija ukazne vrstice.

S to tehnologijo kot edina pot Tipkovnica se uporablja za vnos informacij od osebe do računalnika, računalnik pa osebi prikaže informacije z uporabo alfanumeričnega zaslona (monitorja). To kombinacijo (monitor + tipkovnica) so poimenovali terminal ali konzola.

Ukaze vnašamo v ukazno vrstico. Ukazna vrstica je simbol poziva in utripajoči pravokotnik - Ko pritisnete tipko, se na mestu kazalca prikažejo simboli, sam kazalec pa se premakne v desno. To je zelo podobno tipkanju ukaza na pisalnem stroju. Toda za razliko od njega so črke prikazane na zaslonu, ne na papirju, nepravilno vtipkan znak pa je mogoče izbrisati. Ukaz se konča s pritiskom na tipko Enter (ali Return), ki se nato premakne na začetek naslednje vrstice. Iz tega položaja računalnik prikazuje rezultate svojega dela na monitorju. Nato se postopek ponovi.

Tehnologija ukazne vrstice je že delovala na enobarvnih alfanumeričnih zaslonih. Ker je bilo mogoče vnašati le črke, številke in ločila, specifikacije prikaz niso bili pomembni. Kot monitor bi lahko uporabili televizijski sprejemnik in celo osciloskopsko cev.

Prevladujoča vrsta datotek pri delu z ukaznim vmesnikom je postala besedilne datoteke- njih in samo njih je bilo mogoče ustvariti s tipkovnico.
^

GUI

Kako in kdaj se je pojavil grafični vmesnik?

Njegova ideja je nastala sredi 70. let prejšnjega stoletja, ko so v raziskovalnem centru Xerox Palo Alto (PARC) razvili koncept vizualnega vmesnika. Predpogoj za grafični vmesnik je bil zmanjšanje odzivnega časa računalnika na ukaz, povečanje glasnosti pomnilnik z naključnim dostopom, kot tudi razvoj tehnične baze računalnikov. Strojna osnova koncepta je seveda bil pojav alfanumeričnih zaslonov na računalnikih, ti zasloni pa so že imeli učinke, kot so "utripanje" znakov, barvna inverzija (sprememba obrisa belih znakov na črnem ozadju v obratno, črni znaki na belem ozadju), podčrtani znaki. Ti učinki se niso razširili na celoten zaslon, ampak samo na enega ali več znakov.

Naslednji korak je bil ustvariti barvni zaslon, ki bi poleg teh učinkov omogočal prikaz znakov v 16 barvah na ozadju s paleto (tj. barvnim naborom) 8 barv. Po pojavu grafičnih zaslonov, z možnostjo prikaza poljubnih grafičnih podob v obliki številnih pik na zaslonu različnih barv, domišljiji pri uporabi zaslona ni bilo nobenih meja! Prvi sistem z grafični vmesnik Informacijski sistem 8010 Star skupine PARC se je torej pojavil štiri mesece pred izidom prvega IBM-ovega računalnika leta 1981. Sprva je bil vizualni vmesnik uporabljen le v programih. Postopoma je začel prehajati na operacijske sisteme, ki so se najprej uporabljali na računalnikih Atari in Apple Macintosh, nato pa še na IBM-kompatibilnih računalnikih.

Že od nekdaj in pod vplivom teh konceptov je obstajal proces poenotenja uporabe tipkovnice in miške v aplikacijskih programih. Zlitje teh dveh trendov je privedlo do oblikovanja uporabniškega vmesnika, s katerim, ko minimalni stroškičas in denar za preusposabljanje osebja, lahko delate s katerim koli programskim izdelkom. Ta del je namenjen opisu tega vmesnika, skupnega vsem aplikacijam in operacijskim sistemom.

Grafični uporabniški vmesnik je v svojem razvoju šel skozi dve stopnji. Spodaj bo obravnavan razvoj grafičnega vmesnika od leta 1974 do danes.
^

Preprost grafični vmesnik.

V prvi fazi je bil GUI zelo podoben tehnologiji ukazne vrstice. Razlike od tehnologije ukazne vrstice so bile naslednje.

A) Pri prikazu znakov je bilo mogoče nekatere znake poudariti z barvo, inverzno sliko, podčrtajem in utripanjem. Zahvaljujoč temu se je povečala izraznost slike.

B) Odvisno od specifične izvedbe grafičnega vmesnika je kazalec lahko predstavljen ne le z utripajočim pravokotnikom, temveč tudi z območjem, ki pokriva več znakov in celo del zaslona. To izbrano območje se razlikuje od drugih, neizbranih delov (običajno po barvi).

C) Če pritisnete tipko Enter, se ukaz ne izvede vedno in se premaknete v naslednjo vrstico. Reakcija na pritisk katere koli tipke je v veliki meri odvisna od tega, kje na zaslonu je bil kazalec.

D) Poleg tipke Enter so sive smerne tipke postale vse pogostejše na tipkovnici (glejte razdelek o tipkovnici v 3. številki te serije.)

E) Že v tej izdaji grafičnega vmesnika so se začeli uporabljati manipulatorji (kot so miška, sledilna kroglica itd. – glej sliko A.4.) Omogočali so hitro izbiro želenega dela zaslona in premikanje kazalec.

riž. A.4. Manipulatorji

Če povzamemo, lahko podamo naslednje značilne značilnosti ta vmesnik.

1) Izbira področij zaslona.

2) Redefiniranje tipk na tipkovnici glede na kontekst.

3) Uporaba manipulatorjev in sivih tipk na tipkovnici za nadzor kazalca.

4) Široka uporaba barvnih monitorjev.

Pojav te vrste vmesnika sovpada s široko uporabo operacijskega sistema MS-DOS. Ona je bila tista, ki je ta vmesnik predstavila množicam, zaradi česar so 80. leta zaznamovala izboljšava te vrste vmesnika, izboljšanje značilnosti prikaza znakov in drugih parametrov monitorja.

Tipičen primer uporabe te vrste vmesnika je lupina datotek Nortron Commander (glejte lupine datotek spodaj) in urejevalnik besedila Multi-Edit. A urejevalniki besedil Leksikon, ChiWriter in urejevalnik besedil Microsoft Word za Dos je primer, kako je ta vmesnik presegel samega sebe.

Kot vsak tehnična naprava, računalnik izmenjuje informacije z osebo prek nabora posebnih pravil, ki so zavezujoča tako za stroj kot za osebo. Ta pravila se v računalniški literaturi imenujejo vmesnik. Vmesnik je lahko razumljiv ali nerazumljiv, prijazen ali ne. Številni pridevniki se nanašajo nanj. Toda ena stvar je stalna: obstaja in ne morete ji ubežati.

Vmesnik- to so pravila za interakcijo med operacijskim sistemom in uporabniki ter sosednjimi ravnmi v računalniškem omrežju. Tehnologija komunikacije med človekom in računalnikom je odvisna od vmesnika.

Vmesnik- To je najprej niz pravil. Kot vsa pravila jih je mogoče posplošiti, zbrati v »kodo« in združiti glede na skupno značilnost. Tako smo prišli do pojma »vrsta vmesnika« kot kombinacije podobnih načinov interakcije med človekom in računalnikom. Predlagamo lahko naslednjo shematično klasifikacijo različnih komunikacijskih vmesnikov človek-računalnik (slika 1.).

Serijska tehnologija. Zgodovinsko gledano se je tovrstna tehnologija pojavila prva. Obstajal je že na relejnih strojih Suesa in Zuseja (Nemčija, 1937). Njegova ideja je preprosta: na vhod računalnika se vnese zaporedje simbolov, v katerem je v skladu z določenimi pravili označeno zaporedje programov, zagnanih za izvajanje. Po izvedbi naslednjega programa se zažene naslednji in tako naprej. Stroj po določenih pravilih zase najde ukaze in podatke. To zaporedje je lahko na primer luknjan papirni trak, sveženj luknjanih kartic ali zaporedje pritiskanja na tipke električnega pisalnega stroja (tip CONSUL). Stroj svoja sporočila oddaja tudi na luknjač, ​​alfanumerično tiskalno enoto (ADP) ali trak pisalnega stroja.

Tak stroj je »črna skrinjica« (natančneje »bela omara«), v katero se nenehno dovajajo informacije in ki tudi ves čas »obvešča« svet o svojem stanju. Človek tukaj malo vpliva na delovanje stroja - lahko le začasno ustavi delovanje stroja, spremeni program in znova zažene računalnik. Kasneje, ko so stroji postali zmogljivejši in so lahko služili več uporabnikom hkrati, so uporabniki večno čakali kot: "Poslal sem podatke stroju. Čakam, da se odzove. In ali se bo sploh odzval?" - postalo je, milo rečeno, dolgočasno. Poleg tega so računalniški centri za časopisi postali drugi večji »proizvajalec« starega papirja. Zato se je s pojavom alfanumeričnih zaslonov začela doba zares uporabniku prijazne tehnologije – ukazne vrstice.

Ukazni vmesnik.

Ukazni vmesnik se tako imenuje, ker v tej vrsti vmesnika oseba daje "ukaze" računalniku, ta pa jih izvrši in rezultat posreduje osebi. Ukazni vmesnik je implementiran v obliki paketne tehnologije in tehnologije ukazne vrstice.

Pri tej tehnologiji je tipkovnica edini način za vnos informacij od osebe do računalnika, računalnik pa osebi prikaže informacije z uporabo alfanumeričnega zaslona (monitorja). To kombinacijo (monitor + tipkovnica) so poimenovali terminal ali konzola.

Ukaze vnašamo v ukazno vrstico. Ukazna vrstica je simbol poziva in utripajoč pravokotnik - kazalec. Ko pritisnete tipko, se na mestu kazalca prikažejo simboli, sam kazalec pa se premakne v desno. Ukaz se konča s pritiskom na tipko Enter (ali Return), ki se nato premakne na začetek naslednje vrstice. Iz tega položaja računalnik prikazuje rezultate svojega dela na monitorju. Nato se postopek ponovi.

Tehnologija ukazne vrstice je že delovala na enobarvnih alfanumeričnih zaslonih. Ker je bilo mogoče vnašati samo črke, številke in ločila, tehnične lastnosti zaslona niso bile pomembne. Kot monitor bi lahko uporabili televizijski sprejemnik in celo osciloskopsko cev.

Obe tehnologiji sta implementirani v obliki ukaznega vmesnika - ukazi so dani stroju kot vhod in ta se tako rekoč "odziva" nanje.

Besedilne datoteke so postale prevladujoča vrsta datotek pri delu z ukaznim vmesnikom - te in samo njih je bilo mogoče ustvariti s tipkovnico. Čas, ko je bil vmesnik ukazne vrstice najbolj razširjen, je bil pojav operacijskega sistema. sistemi UNIX in pojav prvega osembitnega osebni računalniki z večplatformskim operacijskim sistemom CP/M.

vmesnik WIMP(Window - okno, Image - slika, Menu - meni, Pointer - kazalec). Značilnost te vrste vmesnika je, da se dialog z uporabnikom ne izvaja z uporabo ukazov, temveč z uporabo grafičnih slik - menijev, oken in drugih elementov. Čeprav so ukazi dani stroju v tem vmesniku, se to izvaja "posredno", prek grafičnih slik. Zamisel o grafičnem vmesniku se je začela sredi 70-ih, ko je bil v raziskovalnem centru Xerox Palo Alto (PARC) razvit koncept vizualnega vmesnika. Predpogoj za grafični vmesnik je bilo zmanjšanje odzivnega časa računalnika na ukaz, povečanje količine RAM-a in razvoj tehnične baze računalnikov. Strojna osnova koncepta je seveda bil pojav alfanumeričnih zaslonov na računalnikih, ti zasloni pa so že imeli učinke, kot so "utripanje" znakov, barvna inverzija (sprememba obrisa belih znakov na črnem ozadju v obratno, črni znaki na belem ozadju), podčrtani znaki. Ti učinki se niso razširili na celoten zaslon, ampak samo na enega ali več znakov. Naslednji korak je bil ustvariti barvni zaslon, ki bi poleg teh učinkov omogočal prikaz znakov v 16 barvah na ozadju s paleto (tj. barvnim naborom) 8 barv. Po pojavu grafičnih zaslonov, z možnostjo prikaza poljubnih grafičnih podob v obliki številnih pik na zaslonu različnih barv, domišljiji pri uporabi zaslona ni bilo nobenih meja! Prvi sistem z grafičnim vmesnikom, 8010 Star Information System skupine PARC, se je torej pojavil štiri mesece pred izidom prvega IBM-ovega računalnika leta 1981. Sprva je bil vizualni vmesnik uporabljen le v programih. Postopoma je začel prehajati na operacijske sisteme, ki so se najprej uporabljali na računalnikih Atari in Apple Macintosh, nato pa še na IBM kompatibilnih računalnikih.

Že od nekdaj in pod vplivom teh konceptov je obstajal proces poenotenja uporabe tipkovnice in miške v aplikacijskih programih. Zlitje teh dveh trendov je pripeljalo do ustvarjanja uporabniškega vmesnika, s katerim lahko z minimalnim časom in denarjem, porabljenim za preusposabljanje osebja, delate s katerim koli programskim izdelkom. Ta del je namenjen opisu tega vmesnika, skupnega vsem aplikacijam in operacijskim sistemom.

Grafični uporabniški vmesnik je v svojem razvoju šel skozi dve stopnji in je implementiran na dveh tehnoloških nivojih: preprost grafični vmesnik in »čisti« WIMP vmesnik.

V prvi fazi je bil GUI zelo podoben tehnologiji ukazne vrstice. Razlike od tehnologije ukazne vrstice so bile naslednje:

Ú Pri prikazu znakov je bilo dovoljeno poudariti nekatere znake z barvo, inverzno sliko, podčrtajem in utripanjem. Zahvaljujoč temu se je povečala izraznost slike.

Ú Odvisno od specifične izvedbe grafičnega vmesnika se lahko kazalec prikaže ne le kot utripajoč pravokotnik, ampak tudi kot območje, ki pokriva več znakov in celo del zaslona. To izbrano območje se razlikuje od drugih, neizbranih delov (običajno po barvi).

Ú Če pritisnete tipko Enter, se ukaz ne izvede vedno in se premaknete v naslednjo vrstico. Reakcija na pritisk katere koli tipke je v veliki meri odvisna od tega, kje na zaslonu je bil kazalec.

Ú Poleg tipke Enter se na tipkovnici vse pogosteje uporabljajo "sive" tipke za upravljanje kazalca (glejte razdelek o tipkovnici v 3. izdaji te serije.)

Ú Že v tej izdaji grafičnega vmesnika so se začeli uporabljati manipulatorji (kot so miška, sledilna kroglica itd. – glej sliko A.4.) Omogočali so hitro izbiro želenega dela zaslona in premikanje kazalca. .

Če povzamemo, lahko navedemo naslednje značilnosti tega vmesnika:

Ú Izbira področij zaslona.

Ú Ponovno določite tipke na tipkovnici glede na kontekst.

Ú Uporaba manipulatorjev in sivih tipk na tipkovnici za nadzor kazalca.

Ú Široka uporaba barvnih monitorjev.

Pojav te vrste vmesnika sovpada s široko uporabo operacijskega sistema MS-DOS. Ona je bila tista, ki je ta vmesnik predstavila množicam, zaradi česar so 80. leta zaznamovala izboljšava te vrste vmesnika, izboljšanje značilnosti prikaza znakov in drugih parametrov monitorja.

Tipičen primer uporabe tovrstnega vmesnika sta datotečna lupina Nortron Commander in urejevalnik besedil Multi-Edit. In urejevalniki besedil Lexicon, ChiWriter in urejevalnik besedil Microsoft Word for Dos je primer, kako je ta vmesnik presegel samega sebe.

Druga faza v razvoju grafičnega vmesnika je bil »čisti« vmesnik WIMP, za katerega so značilne naslednje lastnosti:

Ú Vse delo s programi, datotekami in dokumenti poteka v oknih – določeni deli zaslona so obrobljeni z okvirjem.

Ú Vsi programi, datoteke, dokumenti, naprave in drugi objekti so predstavljeni v obliki ikon. Ko se odprejo, se ikone spremenijo v okna.

Ú Vsa dejanja s predmeti se izvajajo z uporabo menija. Čeprav se je meni pojavil na prvi stopnji razvoja grafičnega vmesnika, v njem ni imel prevladujoče vloge, temveč je služil le kot dodatek k ukazni vrstici. V čistem vmesniku WIMP postane meni glavni nadzorni element.

Ú Obsežna uporaba manipulatorjev za kazanje na predmete. Kazalna naprava preneha biti le igrača - dodatek k tipkovnici, ampak postane glavni krmilni element. Z manipulatorjem pokažejo na katero koli področje zaslona, ​​okna ali ikone, ga izberejo in šele nato upravljajo prek menija ali z uporabo drugih tehnologij.

Upoštevati je treba, da WIMP zahteva barvni rastrski zaslon z visoka ločljivost in manipulator. Poleg tega programi, ki so usmerjeni v to vrsto vmesnika, postavljajo večje zahteve glede zmogljivosti računalnika, njegove pomnilniške zmogljivosti, pasovne širine vodila itd. Vendar je ta vrsta vmesnika najlažja za učenje in intuitivna. Zato je zdaj vmesnik WIMP postal de facto standard.

Osupljiv primer programov z grafičnim vmesnikom je operacijski sistem Microsoft Windows.

SVILA- vmesnik (Govor - govor, Slika - slika, Jezik - jezik, Znanje - znanje). Ta vrsta vmesnika je najbližja običajni, človeški obliki komunikacije. V okviru tega vmesnika poteka običajen "pogovor" med osebo in računalnikom. Hkrati pa računalnik sam poišče ukaze tako, da analizira človeški govor in v njem poišče ključne fraze. Prav tako pretvori rezultat izvajanja ukaza v človeku berljivo obliko. Ta vrsta vmesnika je najbolj zahtevna glede sredstev računalniške strojne opreme, zato se uporablja predvsem v vojaške namene.

Od sredine 90-ih, po pojavu poceni zvočne kartice in široke uporabe tehnologij za prepoznavanje govora se je pojavil tako imenovani vmesnik SILK za "govorno tehnologijo". S to tehnologijo se ukazi dajejo z glasom z izgovarjanjem posebnih rezerviranih besed – ukazov.

Besede je treba izgovarjati jasno, v istem tempu. Med besedami je potreben premor. Zaradi nerazvitosti algoritma za prepoznavanje govora taki sistemi zahtevajo individualno prednastavitev za vsakega posameznega uporabnika.

Tehnologija »Speech« je najenostavnejša izvedba vmesnika SILK.

Biometrična tehnologija (»Mimic vmesnik.«)

Ta tehnologija se je pojavila v poznih 90. letih 20. stoletja in se v času pisanja še vedno razvija. Za nadzor računalnika se uporablja obrazna mimika osebe, smer njegovega pogleda, velikost zenice in drugi znaki. Za identifikacijo uporabnika se uporablja vzorec šarenice njegovih oči, prstni odtisi in druge edinstvene informacije. Slike so zajete z digitalno video kamero in nato posebni programi ukazi za prepoznavanje vzorcev so izvlečeni iz te slike. Ta tehnologija bo verjetno našla svoje mesto v programskih izdelkih in aplikacijah, kjer je pomembna natančna identifikacija uporabnika računalnika.

Vsakič, ko prižgete računalnik, imate opravka z Uporabniški vmesnik(uporabniški vmesnik, uporabniški vmesnik), kar se zdi preprosto in očitno, vendar je industrija vložila veliko dela, da je tako. Poglejmo nazaj v devetdeseta leta, ko je namizno računalništvo postalo vseprisotno, in si oglejmo razvoj tehnologij uporabniškega vmesnika. Poglejmo tudi, kako so se razvijala orodja za programiranje uporabniškega vmesnika in kakšna so danes. V tabeli 1 prikazuje seznam glavnih nalog razvoja UI, na podlagi katerih je bila izvedena analiza različnih tehnologij za implementacijo uporabniških vmesnikov, razdeljenih v kategorije. Vsaka od teh kategorij vključuje tehnologije, ki rešujejo enega ali več problemov na približno enak način.

Vnosne forme povezane z DBMS

Eno od glavnih kategorij orodij za razvoj uporabniškega vmesnika sestavljajo orodja, osredotočena na obrazce za vnos podatkov, povezane z relacijskimi DBMS. Bistvo tega pristopa je ustvariti uporabniški vmesnik za aplikacije z gradnjo obrazcev, ki prikazujejo vrednosti polj baze podatkov v ustreznih kontrolnikih: besedilna polja, seznami, potrditvena polja, tabele itd. Zbirka orodij vam omogoča krmarjenje po takem obrazcu in vzpostavitev neposredne povezave med kontrolami in podatki v bazi podatkov. Razvijalcu ni treba skrbeti za zaklepanje, prenos, preoblikovanje in posodabljanje podatkov - ko uporabnik na primer zamenja številko zapisa v obrazcu, se njegova preostala polja samodejno posodobijo. Podobno, če uporabnik spremeni vrednost v polju, povezanem s katerim koli zapisom iz baze podatkov, se ta sprememba takoj shrani vanj. Če želite to doseči, vam ni treba napisati nobene posebne kode – samo deklarirajte vezavo kontrolnika ali celotnega obrazca na vir podatkov. Tako je podpora za vezavo podatkov v orodjih v tej kategoriji ena od prednosti ta metoda. Naloge postavitve in oblikovanja uporabniškega vmesnika v takšnih okoljih se rešujejo s pomočjo oblikovalcev obrazcev in specializiranih objektno usmerjenih API-jev. Upravljalniki dogodkov (ki so metode, implementirane v gostiteljskem programskem jeziku razvojnega okolja) so običajno na voljo za nadzor obnašanja uporabniškega vmesnika, medtem ko se izrazi (vključno z regularnimi izrazi) uporabljajo za nadzor vhodnih vrednosti. Tipični predstavniki te številne kategorije orodij so Microsoft Access in Oracle Forms.

Obdelovalci predlog

Tehnologije za gradnjo uporabniških vmesnikov, ki temeljijo na predlogah, implementiranih v označevalnih jezikih, se pogosto uporabljajo od sredine devetdesetih let. Glavne prednosti predlog so prilagodljivost in širina možnosti za ustvarjanje dinamičnih spletnih uporabniških vmesnikov, predvsem v smislu oblikovanja strukture in postavitve. Sprva so ta orodja uporabljala predloge, v katerih sta bila postavitev in struktura uporabniškega vmesnika določena z uporabo označevalnega jezika, vezava podatkov pa je bila dosežena z majhnimi bloki jezika na visoki ravni (Java, C#, PHP, Python itd.). Slednje bi lahko uporabili v kombinaciji z oznakami; na primer z vdelavo označevalnih oznak v zanko Java bi lahko ustvarili ponavljajoče se vizualne elemente, kot so tabele in seznami. Potreba po pogostem spreminjanju sintakse znotraj spletne strani je programerjem otežila razvoj in popravljanje kode, zato se je pred približno desetimi leti začel prehod z visokonivojskih jezikov na specializirane knjižnice označevalnih oznak in izrazne jezike, ustvarjene za določen splet tehnologije.

Označevalne oznake so se začele uporabljati za izvajanje tipičnih funkcij spletnih aplikacij, izrazi pa so bili uporabljeni za dostop do podatkov in klicne funkcije, shranjene v objektih strežnika. Tipičen predstavnik te skupine je tehnologija JavaServer Pages (JSP), katere knjižnica oznak, JSP Standard Tag Library, podpira naloge, kot so: manipulacija z dokumenti XML, zanke, pogoji, poizvedovanje DBMS (povezovanje podatkov) in internacionalizacija (oblikovanje podatkov). ). Izrazni jezik JSP-EL, ki služi kot orodje za vezavo podatkov, ponuja priročno notacijo za delo z objekti in lastnostmi aplikacije.

Obstajajo številna orodja za spletni razvoj, podobna JSP: za načrtovanje in definiranje strukture (uporabljajo predloge), za vezavo podatkov z uporabo izraznega jezika, vedenje uporabniškega vmesnika pa je določeno z uporabo obdelovalcev dogodkov, implementiranih z uporabo jezika ECMAScript in programskega vmesnika Document Object Model. Oblikovanje podatkov se izvede z uporabo specializiranih knjižnic oznak za oblikovanje videz Običajno se uporablja CSS (Cascading Style Sheets). Priljubljeni predstavniki te kategorije orodij: ASP, PHP, Struts, WebWork, Struts2, Spring MVC, Spyce in Ruby on Rails.

Objektno orientirana in na dogodkih temelječa orodja

Velik delež orodij za ustvarjanje uporabniškega vmesnika temelji na objektno usmerjenem modelu. Ta orodja običajno ponujajo knjižnico že pripravljenih elementov uporabniškega vmesnika, njihove glavne prednosti pa so enostavnost sestavljanja ponovno uporabnih blokov iz enostavne komponente in intuitiven, prilagodljiv postopek za programiranje obnašanja in interakcije, ki temelji na obdelovalcih dogodkov. V teh orodjih so vse naloge razvoja uporabniškega vmesnika rešene z uporabo specializiranih predmetnih API-jev. Ta kategorija vključuje okolja: Visual basic, MFC, AWT, Swing, SWT, Delphi, Google Web Toolkit, Cocoa Touch UIKit, Vaadin itd. Sem spada tudi Nokia Qt toolkit, ki ponuja številne izvirne koncepte. Nekateri kompleti orodij obravnavajo vso zapletenost interakcije med elementi oblikovanja uporabniškega vmesnika z uporabo obdelovalcev dogodkov, v Qt pa poleg teh obstajajo še »signali« in »reže«: komponenta uporabniškega vmesnika pošlje signal vsakič, ko pride do določenega dogodka. Reža je metoda, ki se kliče kot odgovor na določen signal, ki ga je mogoče deklarativno povezati s poljubnim številom rež, in obratno, ena reža lahko prejme poljubno število signalov. Element, ki prenaša signal, "ne ve", katera reža ga bo sprejela. Tako so elementi uporabniškega vmesnika ohlapno povezani s povezavami signal-reža. Ta mehanizem spodbuja uporabo načela enkapsulacije in zagotavlja možnost deklarativnega definiranja vedenja uporabniškega vmesnika.

hibridi

Hibridne tehnologije so relativno nove v svetu razvoja uporabniških vmesnikov glavni namen- skupaj s predlogami in izraznimi jeziki taka orodja uporabljajo objektni API. Tipičen predstavnik je JavaServer Faces: knjižnice oznak služijo za opis strukture in postavitve ter za formatiranje podatkov; izrazni jezik - za vezavo elementov in dogodkov na strežniške objekte in kodo aplikacije; object API - za prikaz elementov, upravljanje njihovega stanja, obravnavanje dogodkov in nadzor vnosa. Druga priljubljena orodja v tej kategoriji so ASP.NET MVC, Apache Wicket, Apache Tapestry, Apache Click in ZK Framework.

Adobe Flex je konceptualno podoben tehnologijam v tej kategoriji, ker uporablja predloge za strukturo in postavitev, programiranje pa poteka v celoti v ActionScriptu. Tako kot Qt tudi Flex ponuja mehanizem za reševanje težav, povezanih s programiranjem in vezavo podatkov.

Deklarativni kompleti orodij

Takšna orodja so najnovejši trend orodij za razvoj uporabniškega vmesnika. Za določanje strukture uporabniškega vmesnika uporabljajo jezike, ki temeljijo na XML in JSON (JavaScript Object Notation), za druge naloge oblikovanja uporabniškega vmesnika pa uporabljajo predvsem deklarativno notacijo. Za razliko od hibridnih pristopov, namenjenih predvsem spletnim vmesnikom, se deklarativni uporabljajo tudi pri razvoju nativnih aplikacij za mobilne in namizne platforme.

API uporabniškega vmesnika Android je usmerjen na dogodke, objektno usmerjen, vendar ima OS poleg glavnega še pomožni API, ki temelji na XML-ju, ki vam omogoča, da deklarirate strukturo in postavitev uporabniškega vmesnika ter oblikujete njegov slog. elemente in upravljati njihove lastnosti. Deklarativni opis vmesnika jasneje prikaže njegovo strukturo in pomaga pri odpravljanju napak; omogoča spreminjanje postavitve brez ponovnega prevajanja; pomaga pri prilagajanju različnim platformam, velikostim zaslona in razmerjem stranic. Pri ustvarjanju bolj dinamičnih uporabniških vmesnikov lahko programsko določite in spremenite strukturo elementov z uporabo predmetnih API-jev, vendar povezovanje podatkov ni podprto. Obstaja pa Android-Binding - rešitev tretje osebe z odprtokodno, ki omogoča povezovanje elementov uporabniškega vmesnika s podatkovnimi modeli.

Ustvari uporabniški vmesnik za Windows programi in funkcionalno bogate internetne aplikacije, ki temeljijo na Windows Platform Foundation oz Microsoft Silverlight, lahko uporabite drug slovar XML - eXtensible Application Markup Language (XAML). Omogoča vam definiranje strukture, postavitve in sloga uporabniškega vmesnika ter za razliko od označevalnega jezika Android podpira vezavo podatkov in zmožnost obravnave dogodkov.

Nokia razvijalcem priporoča Qt Quick, komplet orodij za več platform za namizne, mobilne in vgrajene operacijske sisteme, ki podpira QML (deklarativni skriptni jezik, ki temelji na sintaksi JSON). Opis uporabniškega vmesnika ima hierarhično strukturo, vedenje pa je programirano v ECMAScriptu. Tukaj je, tako kot v običajnem Qt, podprt mehanizem signalne reže. Qt Quick podpira možnost vezave lastnosti elementov uporabniškega vmesnika na podatkovni model, kot tudi koncept stanja stroja, ki vam omogoča grafično modeliranje obnašanja vmesnika.

Drug primer je Enyo, nabor orodij za več platform za ustvarjanje uporabniškega vmesnika v ECMAScriptu, v katerem je struktura vmesnika podana deklarativno, vedenje pa nadzirajo obdelovalci dogodkov. Dogodki se obdelujejo na tri načine: na nivoju posameznih komponent uporabniškega vmesnika, s prenosom od otroka do starša brez neposredne vezave ter tudi z oddajanjem in naročanjem na tovrstna sporočila (prav tako brez neposredne vezave). Ohlapno povezovanje elementov uporabniškega vmesnika izboljša zmožnost ponovne uporabe in enkapsulacije velikih delov vmesnika. V bistvu je glavna prednost podjetja Enyo njegov model inkapsulacije, zahvaljujoč kateremu je uporabniški vmesnik mogoče sestaviti iz samostojnih gradnikov za večkratno uporabo z definiranimi vmesniki. Ta model spodbuja abstrakcijo in pokriva vse arhitekturne ravni uporabniškega vmesnika. Projekt Enyo se ukvarja z implementacijo podpore za vezavo podatkov.

Eclipse XML Window Toolkit je še en komplet orodij, ki se osredotoča na deklarativne opise uporabniškega vmesnika. Prvotni cilj njegovega ustvarjanja je bil združiti vsa orodja za razvoj uporabniškega vmesnika v Eclipse, vključno s SWT, JFace, Eclipse Forms in drugimi - vsi njihovi elementi nekako ustrezajo XWT. Struktura in postavitev uporabniškega vmesnika v XWT je določena z uporabo jezika, ki temelji na XML, in izrazni jezik se uporablja za vezavo podatkov (dostop do predmetov Java aplikacije). Obdelava dogodkov je programirana v Javi, CSS pa se uporablja za oblikovanje elementov vmesnika. Mehanizem za izvajanje aplikacij XWT je implementiran kot programček Java in element ActiveX, kar pomeni, da se lahko izvaja v skoraj vseh brskalnikih.

V tej kategoriji je veliko podobnih orodij: v AmpleSDK se na primer XUL uporablja kot opisni jezik uporabniškega vmesnika, funkcije ECMAScript se uporabljajo za programiranje dinamičnega obnašanja, CSS se uporablja za oblikovanje. Dojo Toolkit definira vmesnik deklarativno in ponuja široko paleto vnaprej zgrajenih elementov, shranjevanje objektov za dostop do podatkov in obravnavo dogodkov, ki temelji na ECMAScriptu, z mehanizmom objave in naročnine. Komplet orodij podpira internacionalizacijo, bogat API za poizvedovanje podatkov, modularizacijo in dedovanje več razredov.

Kompleti orodij, ki temeljijo na modelu

Pomemben del tehnologij za razvoj uporabniškega vmesnika temelji na modelih in domensko specifičnih jezikih. To so predvsem modeli vmesnikov, lahko pa se uporabljajo tudi domenski modeli. V obeh primerih je model potreben za generiranje uporabniškega vmesnika vnaprej ali pa se interpretira med izvajanjem. Ta razred tehnologij dviguje raven abstrakcije, ponuja izboljšane sistematične metode za načrtovanje in implementacijo uporabniških vmesnikov ter zagotavlja infrastrukturo za avtomatizacijo povezanih nalog. Vendar pa po mnenju nekaterih raziskovalcev tehnologije, ki temeljijo na modelih, ne zagotavljajo univerzalna metoda integracija uporabniškega vmesnika z aplikacijo, še vedno pa ni dogovora, kateri nabor modelov je optimalen za opis UI. Problem vezave podatkov ni bil rešen in modeli niso bili združeni za reševanje drugih problemov razvoja uporabniškega vmesnika.

Če analiziramo generacije na modelih temelječih pristopov k razvoju uporabniškega vmesnika od devetdesetih let prejšnjega stoletja dalje, lahko pridemo do zaključka, da danes obstaja splošno sprejeto razumevanje ravni abstrakcije in vrst modelov, primernih za razvoj sodobnih uporabniških vmesnikov, vendar še vedno ni soglasja (standardi) glede informacij (semantike), ki jih je treba vsebovati razni modeli. Modele nalog, dialogov in predstavitev lahko štejemo za osnovne: predstavitveni model rešuje probleme strukturiranja, načrtovanja in stilizacije; model nalog je odgovoren za vezavo na podatke - za vsako nalogo so navedeni uporabniški vmesnik in logični objekti, s katerimi je treba delati; model dialoga zajema vedenjske vidike. Primer modela opravil je Concurrent-TaskTrees (CTT), ki se lahko uporablja v povezavi z jezikom MARIA, ki implementira preostale modele uporabniškega vmesnika. CTT v kombinaciji z MARIA zagotavlja popolno orodje, ki temelji na modelu. Zanaša se tudi na precej veliko družino orodij za modeliranje uporabniškega vmesnika jezik UML, modeli entiteta-razmerje ali podobno. Profili UML se pogosto uporabljajo pri gradnji uporabniških vmesnikov za poslovne aplikacije. Obstajajo tudi druga orodja, ki se aktivno uporabljajo - na primer WebRatio, UMLi, Intellium Virtual Enterprise in SOLoist.

Generični uporabniški vmesniki

Majhna, a pomembna podmnožica tehnologij uporabniškega vmesnika ustvarja uporabniške vmesnike na podlagi uporabniških, podatkovnih, opravilnih ali drugih tipov aplikacijskih modelov. Vmesnik se generira na podlagi modela v celoti ali polavtomatsko. Modele je mogoče interpretirati tudi med izvajanjem, ne da bi jih uporabili kot osnovo za ustvarjanje vmesnika. Vsekakor, zahvaljujoč visoki stopnji avtomatizacije konstrukcije uporabniškega vmesnika, tehnologije v tej kategoriji razvijalcem prihranijo čas in zmanjšajo število napak, generirani vmesniki pa imajo enotno strukturo. Vendar generični uporabniški vmesniki niso prilagodljivi, imajo omejeno funkcionalnost in nepredvidljiv proces ustvarjanja. Vendar pa je z neposredno povezavo z modelom domene razvoj aplikacij z generičnimi uporabniškimi vmesniki povsem mogoč. V tej kategoriji je približno ducat primerov, na čelu s široko uporabljenim arhitekturnim vzorcem Goli predmeti. Samodejno ustvarjanje uporabniškega vmesnika je mogoče uspešno uporabiti na določenih predmetnih področjih – na primer pri oblikovanju pogovornih oken in uporabniških vmesnikov za daljinec sistemi. Raziskovalci vidijo nadaljnji razvoj tega razreda tehnologij v izboljšanju tehnik modeliranja in iskanju novih načinov za kombiniranje modelov, da bi izboljšali priročnost ustvarjenega uporabniškega vmesnika.

Trendi in izzivi

Slika prikazuje kronologijo pojava različnih orodij za razvoj uporabniškega vmesnika, njihovo porazdelitev po kategorijah in glavnih področjih uporabe ter v tabeli. Tabela 2 prikazuje načine, na katere vsaka tehnologija rešuje različne probleme razvoja uporabniškega vmesnika.

Za razvoj spletnih strani z namenom razvoja pogosto uporabljenih tehnologij sta značilna dva nasprotujoča si trenda. Po šablonskih tehnologijah so se pojavili kompleti orodij z objektno orientiranimi API-ji, ki so bili najpogosteje dopolnjeni s šablonami (v primeru hibridnih pristopov) ali pa so jih popolnoma nadomestili (GWT in Vaadin). Načeloma je to precej logično, glede na splošno superiornost objektno usmerjenih jezikov nad predlognimi jeziki (dedovanje, polimorfizem, inkapsulacija, parametrizacija, ponovna uporaba itd.), potrebo po zrelih konceptih in mehanizmih za sestavljanje obsežnega uporabniškega vmesnika strukture in "zgodovinski uspeh" objektno usmerjenih API-jev v dobi namizja.

Omeniti velja, da so se v primerjavi z imperativnimi in objektno orientiranimi metodami oblikovanja uporabniškega vmesnika danes vse pogosteje uporabljale deklarativne – vse pogosteje postajajo na primer zapisi HTML, XML, XPath, CSS, JSON in podobni. Večina struktur uporabniškega vmesnika je običajno statična, zato deklarativni zapisi odlično opravijo strukturiranje, postavitev in vezavo podatkov. Vendar se vedenjski vidiki uporabniškega vmesnika še vedno izvajajo z uporabo klasične paradigme, ki jo vodijo dogodki, čeprav obstajajo izjeme, ko se uporabljajo deklarativna sredstva.

Poudarek je na opaznem trendu razvoja uporabniškega vmesnika standardne tehnologije in platforme. XML in ECMAScript sta danes bolj priljubljena kot kdaj koli prej, čeprav se specializirane tehnologije, zlasti na modelih, aktivno borijo za življenjski prostor z velikimi tehničnimi standardi.

Imenujemo lahko več problemov, ki čakajo na rešitev dobaviteljev razvojnih orodij in tistih, ki so potrebni za določanje večnivojskih arhitektur. Uporabniški vmesniki obsežnih poslovnih aplikacij so pogosto sestavljeni iz več sto strani ali več in v takšnih primerih je absolutno potrebno jasen pregled sistemska arhitektura. Obstaja nova tehnika modeliranja, ki rešuje ta problem z uvedbo koncepta kapsule, ki zagotavlja strogo enkapsulacijo fragmentov uporabniškega vmesnika in omogoča, da se arhitektura določi na različnih ravneh podrobnosti. Kapsula že ima notranjo strukturo, ki jo je mogoče dosledno rekurzivno uporabljati na vseh nižjih ravneh komponent uporabniškega vmesnika. Razvijalci Enyo in WebML poskušajo rešiti podobno težavo.

Prilagodljivost, razširljivost in širina podpore orodij so resnične prednosti običajnih tehnologij za razvoj uporabniškega vmesnika, vendar še vedno trpijo zaradi dokaj nizke stopnje abstrakcije in pomanjkanja izraznosti. Po drugi strani pa se morajo pristopi, ki temeljijo na modelu, izogibati dedovanju semantike iz nizkonivojskih modelov uporabniškega vmesnika, sicer lahko abstraktni modeli uporabniškega vmesnika postanejo tako zapleteni kot implementacija uporabniškega vmesnika sama. Namesto uporabe znanja domene uporabniškega vmesnika in semantike modela aplikacije morajo oblikovalci uporabniškega vmesnika še vedno delati neposredno s komponentami nizke ravni: pogovorna okna, meniji in obdelovalci dogodkov.

Tehnologije razvoja uporabniškega vmesnika imajo še eno resno težavo, povezano z zahtevami prilagajanja številnim ciljnim platformam, ki so značilne za vse sodobne interaktivne aplikacije. Na srečo se je k modelom usmerjena skupnost pravočasno odzvala – leta 2003 je predlagala poenoteno univerzalno arhitekturo za procese, modele in metode, ki se uporabljajo pri izdelavi večplatformskih uporabniških vmesnikov.

Trenutna raznolikost računalniških naprav in platform nekoliko spominja na dobo namiznih računalnikov v poznih 90-ih, z obilico orodij, ki jih ponujajo različni proizvajalci za gradnjo uporabniških vmesnikov. HTML5 do danes še ni rešil problema tehnološke nedoslednosti zaradi omejena podpora funkcije strojne opreme in programski vmesniki. Konec koncev, tako kot pri mnogih težavah programskega inženiringa, današnji razvoj uporabniškega vmesnika zahteva razumljivo in enostavne rešitve, ki pa od ustvarjalcev zahtevajo neverjetno veliko truda za izvedbo.

Literatura

1. P.P. Da Silva. Deklarativni modeli uporabniškega vmesnika in razvojna okolja: Anketa. Proc. Interaktivni sistemi: načrtovanje, specifikacija in preverjanje, Springer, 2000, str. 207-226.
2. G. Meixner, F. Paterno, J. Vanderdonckt. Preteklost, sedanjost in prihodnost razvoja uporabniškega vmesnika na osnovi modela // i-com. 2011. zv. 10, N3, R. 2-11.
3. G. Mori, F. Paterno, C. Santoro. CTTE: Podpora za razvoj in analizo modelov opravil za načrtovanje interaktivnih sistemov // IEEE Trans. Programska oprema inž. 2002, letn. 28, N8, str. 797-813.

Žarko Mijajlovič([e-pošta zaščitena]) - višji inženir, Dragan Miličev([e-pošta zaščitena]) - izredni profesor Univerze v Beogradu.

Žarko Mijailovic, Dragan Milicev, Retrospektiva tehnologije razvoja uporabniškega vmesnika, IEEE Software, november/december 2013, IEEE Computer Society. Vse pravice pridržane. Ponatisnjeno z dovoljenjem.

Interakcija operaterja z računalnikom je pomembna povezava v računalniškem procesu pri reševanju različnih uporabnih problemov tako znanstvene kot industrijske narave. Ustvarjanje programov na področju organizacije tržnih odnosov pri ustvarjanju informacijskih mest za različne organizacije in podjetja, pri ustvarjanju programov za upravljanje proizvodnih procesov, računovodstvo proizvedenih izdelkov in njihove prodaje, upravljanje kakovosti in celo za takšno nalogo, kot je razvrščanje e-pošte s strani tajnice , je potreben razvoj uporabniku prijazne interakcije z računalnikom.

Oblikovanje– ponavljajoči se proces, s katerim se zahteve programske opreme prevedejo v inženirske predstavitve programske opreme. Običajno obstajata dve fazi projektiranja: idejni projekt in podrobni projekt. Idejni načrt ustvari abstrakcije na arhitekturni ravni; podrobni načrt te abstrakcije izpopolni. Poleg tega se v mnogih primerih razlikuje oblikovanje vmesnika, katerega namen je ustvariti grafični uporabniški vmesnik (GUI). Diagram informacijskih povezav procesa načrtovanja je prikazan na sl.

Definicija vmesnika.

Glede na vse, vmesnik (vmesnik) – to je niz logičnih in fizičnih principov interakcije med komponentami tehničnih sredstev računalniškega sistema (CS), to je niz pravil algoritmov in začasnih dogovorov za izmenjavo podatkov med komponentami računalnika (logični vmesnik), kot tudi niz fizičnih, mehanskih in funkcionalnih lastnosti povezovalnih sredstev, ki izvajajo takšno interakcijo (fizični vmesnik).

Vmesnik pogosto imenovana strojna in programska oprema, ki izvaja vmesnik med napravami in letalskimi vozlišči.

Vmesnik zajema vse logične in fizične načine interakcije med računalniškim sistemom in zunanjim okoljem, na primer z operacijskim sistemom, z operaterjem itd.

Vrste vmesnikov

Vmesnike odlikujejo značilnosti, kot so struktura povezav, način povezovanja in prenosa podatkov, principi nadzora in sinhronizacije.

Vmesnik v stroju – komunikacijski sistem in sredstva za medsebojno povezovanje računalniških vozlišč in blokov. Intrastrojni vmesnik je skupek električnih komunikacijskih vodov (žic), vmesniških vezij z računalniškimi komponentami, protokolov (algoritmov) za prenos in pretvorbo signalov.

Znotraj strojnega vmesnika obstajata dve vrsti organizacije:

Vmesnik za več povezav, v katerem je vsak PC blok povezan z drugimi bloki s svojimi lokalnimi žicami;

Vmesnik z enojno povezavo, zaradi česar so vse PC enote med seboj povezane preko skupnega ali sistemskega vodila.

2. Zunanji vmesnik – komunikacijski sistem sistemska enota z računalniškimi perifernimi napravami ali z drugimi računalniki

Tudi tukaj ločimo več vrst zunanjih vmesnikov:

Vmesnik perifernih naprav, povezanih z V/I vodili (ISA, EISA, VLB, PCI, AGP, USB IEEE 1384 SCSI itd.);

Omrežni vmesnik, kot je enakovredno omrežje ali omrežje odjemalec-strežnik, s topologijami zvezde, obroča ali vodila.

3. Vmesnik človek-stroj ali vmesnik človek-računalnik ali uporabniški vmesnik - to je način, na katerega opravite nalogo s katerim koli sredstvom (poljubnim programom), in sicer dejanja, ki jih izvajate, in kaj prejmete kot odgovor.

Vmesnik je osredotočen na človeka, če izpolnjuje človeške potrebe in upošteva njihove slabosti.

Strojni del vmesnika – del vmesnika, implementiranega v stroj (njegova strojna in programska oprema) z uporabo zmogljivosti računalniške tehnologije.

Človeški del vmesnika je del vmesnika, ki ga izvaja oseba ob upoštevanju svojih zmožnosti, slabosti, navad, sposobnosti učenja in drugih dejavnikov.

Najpogostejši vmesniki so opredeljeni z državnimi in mednarodnimi standardi.

V naslednji razpravi bo obravnavan le uporabniški vmesnik.

Klasifikacija uporabniških vmesnikov

Kot je navedeno zgoraj, je vmesnik najprej nabor pravil, ki jih je mogoče kombinirati na podlagi podobnosti načinov interakcije osebe z računalnikom.

Obstajajo tri vrste uporabniških vmesnikov: ukazni, WIMP in SILK vmesniki.

Interakcija naštetih vmesnikov z operacijskimi sistemi in tehnologijami je prikazana na sliki 1:

riž. 1. Interakcija uporabniških vmesnikov njihovih tehnologij in operacijskih sistemov.

1. Ukazni vmesnik, pri kateri se človeška interakcija z računalnikom izvaja tako, da računalniku dajemo ukaze, ki jih ta izvede in rezultat posreduje uporabniku. Ukazni vmesnik je mogoče implementirati kot paketno tehnologijo in tehnologijo ukazne vrstice. Trenutno se paketna tehnologija praktično ne uporablja, tehnologijo ukazne vrstice pa je mogoče najti kot rezervni način za komunikacijo osebe z računalnikom.

Serijska tehnologija.

Zgodovinsko gledano se je ta vrsta tehnologije najprej pojavila na elektromehanskih računalnikih K. Zuseja, G. Aikina, nato pa na elektronskih računalnikih Eckerta in Mauchlyja, na domačih računalnikih Lebedeva, Brusentsova, na računalniku IBM-360, na ES računalnik itd. Njegova ideja je preprosta in je sestavljena iz dejstva, da se na vhod računalnika posreduje zaporedje programov, napisanih na primer na luknjanih karticah, in zaporedje simbolov, ki določajo vrstni red izvajanja teh programov. Oseba tukaj malo vpliva na delovanje stroja. Lahko samo zaustavi stroj, spremeni program in znova zažene računalnik.

Tehnologija ukazne vrstice.

Pri tej tehnologiji se tipkovnica uporablja kot metoda za operaterja, da vnese informacije v računalnik, računalnik pa prikaže informacije osebi z uporabo alfanumeričnega zaslona (monitorja). Kombinacijo monitorja in tipkovnice so poimenovali terminal ali konzola. Ukaze vnesete v ukazno vrstico, ki je sestavljena iz simbola poziva in utripajočega kazalca, vnesene znake pa lahko brišete in urejate. S pritiskom na tipko “Enter” računalnik sprejme ukaz in ga začne izvajati. Ko se premaknete na začetek naslednje vrstice, računalnik prikaže rezultate svojega dela na monitorju. Najpogostejši ukazni vmesnik je bil v operacijski sistem MS DOS.

2. OOMU (okno, slika, meni, kazalec)WIMP (okno, slika, meni, kazalec) - vmesnik. Značilnost tega vmesnika je, da se dialog uporabnika z računalnikom ne izvaja z ukazno vrstico, temveč z uporabo oken, slik grafičnih menijev, kazalca in drugih elementov. Čeprav so ukazi dani stroju v tem vmesniku, se to izvede prek grafičnih slik.

Zamisel o grafičnem vmesniku je nastala sredi 70-ih let v raziskovalnem centru Xerox Palo Alto (PARC). Predpogoj za grafični vmesnik je bilo zmanjšanje odzivnega časa računalnika na ukaz, povečanje količine RAM-a, pa tudi razvoj elementne baze, tehničnih lastnosti računalnika in zlasti monitorjev. Po pojavu grafičnih zaslonov z možnostjo prikaza poljubnih grafičnih podob v različnih barvah je grafični vmesnik postal sestavni del vseh računalnikov. Postopoma je potekal proces poenotenja uporabe tipkovnice in miške s strani aplikacijskih programov. Združitev teh dveh trendov je privedla do ustvarjanja uporabniškega vmesnika, ki vam omogoča delo s katero koli programsko aplikacijo z minimalno porabo časa in denarja za prekvalifikacijo osebja.

Ta vrsta vmesnika se izvaja v dveh ravneh:

Preprost grafični vmesnik;

Celoten vmesnik WINP.

Preprost GUI , ki je bil sprva zelo podoben tehnologiji ukazne vrstice z naslednjimi razlikami:

Pri prikazovanju znakov, da bi povečali izraznost slike, je bilo dovoljeno poudariti nekatere znake z barvo, inverzno sliko, podčrtajem in utripanjem;

Kazalec je lahko predstavljen z določenim območjem, označenim z barvo in pokriva več znakov in celo del zaslona;

Reakcija na pritisk katere koli tipke je začela v veliki meri odvisna od tega, kje se nahaja kazalec.

Poleg pogosto uporabljenih tipk za nadzor kazalca so se začeli uporabljati manipulatorji, kot so miška, sledilna kroglica itd., Kar je omogočilo hitro izbiro želenega območja zaslona in premikanje kazalca;

Široka uporaba barvnih monitorjev.

Pojav preprostega grafičnega vmesnika sovpada s široko uporabo operacijskega sistema MS DOS. Tipičen primer njegove uporabe so datotečna lupina Norton Commander in urejevalniki besedil MaltiEdit, ChiWriter, Microsoft Word za DOS, Lexicon itd.

Poln WIMP -vmesnik , je bila druga stopnja v razvoju grafičnega vmesnika, za katerega so značilne naslednje lastnosti:

Vse delo s programi, datotekami in dokumenti poteka v oknih;

Programi, datoteke, dokumenti, naprave in drugi predmeti so predstavljeni kot ikone (ikone), ki se ob odpiranju spremenijo v okna;

Vsa dejanja s predmeti se izvajajo z uporabo menija, ki postane glavni nadzorni element;

Manipulator deluje kot glavna krmilna naprava.

Treba je opozoriti, da vmesnik WIMP za njegovo izvedbo zahteva povečane zahteve glede zmogljivosti računalnika, njegove zmogljivosti pomnilnika, visokokakovostnega rastrskega barvnega zaslona, ​​programske opreme, osredotočene na to vrsto vmesnika. Trenutno je vmesnik WIMP postal de facto standard, operacijski sistem Microsoft Windows pa njegov vidni predstavnik.

3. ROYAZ (govor, slika, jezik, znanje)SVILA (govor, slika, jezik, znanja) - vmesnik. Ta vmesnik je najbližji običajni človeški obliki komunikacije. V okviru tega vmesnika poteka običajen pogovor med osebo in računalnikom. Hkrati pa računalnik sam poišče ukaze tako, da analizira človeški govor in v njem poišče ključne fraze. Prav tako pretvori rezultate izvajanja ukazov v človeku berljivo obliko. Ta vrsta vmesnika zahteva velike stroške strojne opreme, zato je v fazi razvoja in izboljšav in se trenutno uporablja le v vojaške namene.

Vmesnik SILK za komunikacijo človek-stroj uporablja:

Govorna tehnologija;

Biometrična tehnologija (obrazni vmesnik);

Semantični (javni) vmesnik.

Govorna tehnologija se je pojavil sredi 90-ih po pojavu poceni zvočnih kartic in široki uporabi tehnologij za prepoznavanje govora. S to tehnologijo se ukazi dajejo glasovno z izgovarjavo posebnih standardnih besed (ukazov), ki morajo biti izgovorjene jasno, v enakem tempu, z obveznimi premori med besedami. Glede na to, da algoritmi za razpoznavanje govora niso dovolj razviti, je potrebna individualna predhodna konfiguracija računalniškega sistema za posameznega uporabnika. To je najenostavnejša izvedba vmesnika SILK.

Biometrična tehnologija (»Mimic Interface«) nastal v poznih 90-ih in je trenutno v razvoju. Za nadzor računalnika se uporablja izraz obraza, smer pogleda, velikost zenice in drugi znaki osebe. Za identifikacijo uporabnika se uporabi vzorec njegove šarenice, prstnih odtisov in drugih edinstvenih informacij, ki se preberejo iz digitalnega fotoaparata, nato pa se iz te slike s pomočjo programske opreme za prepoznavanje slik izvlečejo ukazi.

Semantični (javni) vmesnik je nastal v poznih 70. letih dvajsetega stoletja, z razvojem umetne inteligence. Težko ga imenujemo samostojna vrsta vmesnika, saj vključuje vmesnik ukazne vrstice ter grafični, govorni in obrazni vmesnik. Njegova glavna značilnost je odsotnost ukazov pri komunikaciji z računalnikom. Zahtevek je generiran v naravnem jeziku, v obliki povezanega besedila in slik. V bistvu gre za simulacijo komunikacije med človekom in računalnikom. Trenutno se uporablja v vojaške namene. Tak vmesnik je izjemno potreben v okolju zračnega boja.