Взаимодействие – обмен действиями и реакциями на эти действия между компьютером и пользователем

Пользовательский интерфейс – способ взаимодействия между человеком и компьютером.

Вся история развития интерфейсов лучше всего характеризуется понятием "прерывистое равновесие", когда долгие периоды стабильности прерываются быстрыми изменениями. Мы можем идентифицировать четыре качественно отличных друг от друга поколения, которые характеризуются четырьмя интерфейсными стилями.

В первый период (50-е и начало 60-х гг.) компьютеры, как известно, работали в основном в пакетном режиме, используя перфокарты для ввода и устройство построчной печати для вывода; можно утверждать, что при этом фактически не было смысла говорить о пользовательском интерфейсе - не существовало самого понятия "интерактивного пользователя" в современном смысле этого слова (хотя некоторые умудрялись выполнять отладку прямо с консоли, используя переключатели и световые индикаторы как "пользовательский интерфейс").

Во втором периоде в эволюции интерфейсов (с начала 60-х до начала 80-х гг.) господствовал режим разделения времени на мэйнфреймах и мини-компьютерах с использованием механических или "стеклянных" телетайпов (алфавитно-числовые дисплеи), когда пользователи могли взаимодействовать с компьютером путем ввода с клавиатуры команд с параметрами. Этот тип взаимодействия захватил и век ПК с MS DOS и ОС Unix.

Третье поколение пользовательских интерфейсов взяло старт еще в 70-е г. - при режиме разделения времени и ручного ввода команд. В научно-исследовательском центре Xerox PARC были созданы графические интерфейсы пользователя (GUI), предназначенные для работы на растровых графических сетевых рабочих станциях. Эти интерфейсы принято обозначать аббревиатурой WIMP (Windows-Icons-Menus-Pointing device), что отражает задействованные интерактивные сущности - окна, пиктограммы, меню и позиционирующее устройство (обычно мышь).

Именно интерфейсы этого типа, завоевавшие популярность вместе с Macintosh в 1984 году и позднее скопированные, в частности, в Windows для ПК, доминируют и по сей день. Сегодняшние приложения имеют интерфейсы того же типа, как и ранние "настольные" приложения, разве что увеличилась степень "реализма" благодаря применению современных интерфейсных "виджетов" (widgets) - инструментов, позволяющих, например, использовать тени для экранных кнопок. Пожалуй, новым качеством по сравнению с интерфейсами предыдущего поколения стало активное использование цвета и доступность для широкого круга разработчиков представительного множества программных средств для построения WIMP-интерфейсов.

Несколько лет назад основным видом взаимодействия был текст (так называемые терминальные или командные системы). В настоящее время, взаимодействие может также включать графику и иконки (знаки) вместо текста, но для описания процесса взаимодействия все равно еще используется текст.

Имеется ряд стилей взаимодействий, которые делятся на два основных вида. Первый – это использование интерфейса языка команд – ввод команд текстовыми средствами; и второй – это непосредственное манипулирование. Таким образом, имеется ряд способов, которыми пользователь мог бы связываться с компьютером:

· Языки команд - пользователь управляет системой, вводя соответствующие команды в тестовом режиме;

· Вопрос и ответ - диалог, где компьютер задает вопросы, а пользователь отвечает ему (или наоборот);

· Формы - пользователь заполняет формы или поля диалога, вводя данные в необходимые поля;

· Меню - пользователь обеспечен рядом опций и управляет системой, выбирая необходимые пункты;

· Прямое манипулирование - пользователь управляет объектами на экране посредством устройства манипулирования, типа мыши. Другой термин, используемый для прямого интерфейса манипулирования - Графический Интерфейс Пользователя.

В различных операционных системах на сегодняшний день обычно используются комбинированные стили взаимодействия из приведенных выше.

Например, в графическом интерфейсе операционной системы Windows используется прямое манипулирование, а также меню, диалоговые элементы, формы и язык команд. Такой подход важен для проектировщика автоматизированных систем, поскольку позволяет тщательно рассмотреть поставленную задачу заказчика (будущего пользователя), чтобы выбрать наилучший вариант решения задачи.

Цель создания эргономичного интерфейса состоит в том, чтобы отобразить информацию настолько эффективно насколько это возможно для человеческого восприятия и структурировать отображение на дисплее таким образом, чтобы привлечь внимание к наиболее важным информационным объектам. Основная же цель состоит в том, чтобы минимизировать общую информацию на экране и представить только то, что является необходимым для пользователя.

Основные принципы создания интерфейса

1. Естественность (интуитивность). Работа с системой не должна вызывать у пользователя сложностей в поиске необходимых директив (элементов интерфейса) для управления процессом решения поставленной задачи.

2. Непротиворечивость. Если в процессе работы с системой пользователем были использованы некоторые приемы работы с некоторой частью системы, то в другой части системы приемы работы должны быть идентичны. Также работа с системой через интерфейс должна соответствовать установленным, привычным нормам (например, использование клавиши Enter).

3. Неизбыточность. Это означает, что пользователь должен вводить только минимальную информацию для работы или управления системой. Например, пользователь не должен вводить незначимые цифры (00010 вместо 10). Аналогично, нельзя требовать от пользователя ввести информацию, которая была предварительно введена или которая может быть автоматически получена из системы. Желательно использовать значения по умолчанию где только возможно, чтобы минимизировать процесс ввода информации.

4. Непосредственный доступ к системе помощи. В процессе работы необходимо, чтобы система обеспечивала пользователя необходимыми инструкциями. Система помощи отвечает трем основным аспектам - качество и количество обеспечиваемых команд; характер сообщений об ошибках и подтверждения того, что система делает. Сообщения об ошибках должны быть полезны и понятны пользователю.

5. Гибкость. Насколько хорошо интерфейс системы может обслуживать пользователя с различными уровнями подготовки? Для неопытных пользователей интерфейс может быть организован как иерархическая структура меню, а для опытных пользователей как команды, комбинации нажатий клавиш и параметры.

Неотъемлемой частью любого программного продукта, который предназначен для использования в интерактивном режиме, является человеко-компьютерный интерфейс (ЧКИ). Он объединяет в себе все элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением. К этим элементам относятся:

1. средства отображения информации,

2. отображаемая информация,

3. форматы и коды;

4. командные режимы,

5. язык пользователь-интерфейс;

6. устройства и технологии ввода данных;

7. диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и компьютером;

8. обратная связь с пользователем;

9. поддержка принятия решений в конкретной предметной области;

10. порядок использования программы и документация на нее.

Понятие дружественности интерфейса - это вектор, содержащий согласно международной классификации семь компонент:

* соответствие задачам, решаемым пользователем

* легкость применения

* управляемость

* соответствие ожиданиям пользователя

* устойчивость к ошибкам

* адаптируемость/индивидуализируемость

* легкость изучения

Инженерная психология

Научная дисциплина, изучающая объективные закономерности процессов информационного взаимодействия человека и техники для использования их в практике проектирования.

Основные задачи:

1. анализ функций человека в системах обработки информации, определение его места и роли в системе, изучение структуры и классификации деятельности оператора.

2. изучение процессов преобразования информации операторов при ее приеме и переработке, принятие решений о выполнении управляющих воздействий.

3. Разработка принципов построения рабочих мест оператора.

4. изучение влияния психологических факторов на оптимизацию взаимодействия человека с техническими средствами

5. Разработка принципов и методов проф. подготовки операторов с помощью проф. отбора, обучения, формирование коллектива и тренировки

6. Разработка теории инженерной психологии, ее проектирование и использование при разработке информационной модели, исследование и определение экономического эффекта инженерно – экономических разработок.

Психофизические особенности приема и переработки информации Оператором

Качественные особенности человека, по сравнению с машиной, можно рассматривать как звенья единой системы управления, ведущая роль которой отводится человеку, поэтому устройства сопряжения человека с машиной должны способствовать усилению как сенсорных, так и интеллектуальных и исполнительных функций оператора.

Для рационального проектирования средств сопряжения необходимо знать:

1. психофизические характеристики оператора
2. возможность оператора выполнять те или иные функции
3. средства и способы, обеспечивающие оптимизацию взаимодействия человека и техники.

Функции оператора в системе (общий случай):

• прием информации
• хранение информации
• переработка информации
• принятие решения
• осуществление управляющих воздействий

Прием информации основывается на следующих психических процессах:

• ощущение
• восприятие
• представление
• мышление

В процессе приема происходит формирование концептуальной модели, которая представляет собой объект в сознании человека свойств управляемого или контролируемого объекта. Физиологическая основа формирования такой модели – это работа анализаторов, т.е. первых органов, с помощью которых человек осуществляет анализ раздражителей. Наиважнейшим для оператора является следующие анализаторы:

• зрительные (90%)
• слуховые (7%)
• тактильные (3-2,5%)

Каждый анализатор включает в себя:

• рецептор
• проводящие нервные пути
• центр в коре больших полушарий головного мозга (мозговой конец)

На уровне восприятия происходит:

1. Обнаружение объекта, т.е. выделение его из фона
2. различие, выделение деталей объектов и раздельное восприятие 2-х рядом расположенных
3. Опознавание. Выделение существенных признаков объектов и отнесение его к определенному классу.

Особенности восприятия:

1. целостность. Отнесение объекта к определенной категории

2. избирательность. Преимущественное выделение одних объектов по сравнению с другими

3. константность. Относительное постоянство некоторых воспринимаемых свойств предметов при изменении условий восприятия.

Принимая информацию, оператор анализирует и преобразует ее. В процессе переработки основную роль играют память и мышление.

Основные формы памяти:

1. кратковременная
2. долговременная

Кратковременная

1. непосредственная
2. оперативная

В непосредственной памяти хранится почти вся поступающая информация, но время ее хранения не превышает нескольких секунд.

В оперативной памяти сохраняется необходимая текущая информация в течение времени, требуемого для выполнения определенного действия

(время хранения сек. – мин.)

Перевод информации из непосредственной в оперативную сопровождается ее селекцией по критериям, опред. решением задачи.

Информация переводится из кратковременной памяти в долговременную память.

При этом происходит селекция и реорганизация информации (временное хранение в долговременное – дни, месяцы, годы)

В зависимости от задач ведущая роль может принадлежать той или иной памяти. Например, на надежность и эффективность действий оператора решающую роль оказывает оперативная память.

В сложных ситуациях оператор последовательно должен выполнить:

1. осмыслить ситуацию, т.е. выяснить проблему

2. выяснить конкретную задачу, т.е. к чему сводится задание

3. найти пути решения задачи в условиях дефицита времени

Во всей описанной процедуре очень важна оперативность мышления, в результате которой в процессе решения практической задачи управления формируется модель предполагаемых действий. Выполнив действия, мы решим задачу.

Оперативное мышление включает:

1. выявление проблемной ситуации

2. систематизация мысленных и практических преобразований ситуаций, т.е. алгоритм действий.

У оператора должна быть сильно развита интуиция. Интуиция обеспечивает возможность быстро разбираться в сложной операции и практически мгновенно находить правильное решение.

Основные составляющие оперативного мышления:

1. структурирование - структурирование проявляется в связывании элементов ситуации между собой.

2. динамическое узнавание – основывается на определении частей конечной ситуации в исходной проблемной ситуации

3. формирование алгоритма