Тема 2.6. Интерфейс пользователя

Раздел II. Структура интеллектуальной информационной системы

Интерфейс как комплекс программ, обеспечивающих диалог пользователя с ИИС. Интеллектуальный интерфейс с функциями обучения пользователя работе с системой и обоснования (объяснения) принимаемых системой решений.

А. Цивинский

Д.А. Поспелов

В статье рассмотрена эволюция пользовательских интерфейсов от текстовых до интеллектуальных.

Прежде чем появились знакомые и привычные современным пользователям «окна», пользовательские интерфейсы прошли длинный и сложный путь: от текстовых до графических, которыми мы сейчас активно пользуемся.

Изначально неподготовленный пользователь без определенного уровня знаний не мог самостоятельно пользоваться компьютером. В текстовых интерфейсах даже для выполнения самых простых задач, например таких как копирование файлов, нужно было знать определенную команду, и следовательно сделать эту операцию интуитивно было невозможно. По ходу развития интерфейсов разработчики старались делать их такими, чтобы пользователь мог спокойно работать с информационной системой, даже не имея специальных знаний и навыков.

Появление настоящих графических (не смешанных) интерфейсов сделало возможным использование компьютера даже самыми неподготовленными пользователями. За годы пользовательские графические интерфейсы становились все более и более «дружелюбными», понятными и удобными для пользователей. И после того как эволюция графических интерфейсов достигла, видимо, своего апогея, можно говорить и об интеллектуальных интерфейсах.

На сегодняшний день мы находимся на пороге новой эпохи интерфейсов. Это будущее еще не наступило, но его дух уже витает в воздухе и если постараться и посмотреть чуть дальше чем в монитор своего компьютера и вытянуть руку насколько это возможно, то уже можно рассмотреть как выглядят устройства с интеллектуальными интерфейсами будущего, ну а если постараться еще немного – то, быть может, удастся и потрогать их.

Развитие интерфейсов подразумевало, что от пользователя требовалось все меньше и меньше знаний, умений и усилий для того чтобы решать свои задачи с помощью информационных систем. Изначально от пользователей требовалось вводить текстовые команды, затем некоторые из них просто заменили на «горячие кнопки» плюс добавили немного визуализации. И все мы знаем, что сегодняшние интерфейсы умеют «понимать» наши манипуляции на экране при помощи мыши, тачпада или сенсорного дисплея.

Принципиальное отличие интеллектуальных интерфейсов от их прототипов заключается в том, что общение пользователя и компьютера происходит на «языке» пользователя. Разумеется, речь идет не только о распознавании голоса, сюда же можно отнести и «понимание» визуальных образов с видеокамеры, а так же различные пространственные перемещения.

Распознавание человеческой речи на сегодняшний день уже работает довольно неплохо и подтверждением того является голосовой поиск Google – как один из примеров. Ну а поскольку система преобразования текста в голос существует уже довольно давно и так же совершенствуется, вместе и развитием искусственного интеллекта – не за горами тот день, когда компьютер и человек станут просто собеседниками. Распознавание визуальных образов с видеокамеры – также изобретение не новое, и существует уже не меньше десятка лет. Сегодня, такой принцип взаимодействия пользователя и компьютера так же активно развивается как раз в контексте пользовательских интерфейсов. И еще один из управления способов устройством – это изменение его пространственного положения. Это действительно технология будущего, которую пока еще не до конца смогли оценить.

Хотя в рекламе новейшего iPhone, особое внимание уделяется тому, что он оснащен очень точным гироскопом. Люди недальновидные, говорят что это может пригодиться только для игр. Но скорее всего, это именно та технология будущего, которая существенно изменит управление информационными системами.

Однако довольно сложно точно говорить о том, как именно будет идти эволюция в мире IT и какие устройства (да и принципы работы) буду появляться на основе новых изобретений. В компьютерной отрасли вообще тяжело делать долгосрочные прогнозы, ведь как показывает практика, менее точные прогнозы делают только отечественные синоптики.

Ну а если серьезно, то часто сначала появляется изобретение, и только потом начинают думать, как и для чего его лучше использовать (так, например, было с компьютерной мышью).Новую технологию с использованием гироскопов вполне логично можно увязать с активно развивающимся трехмерным изображением, и там и там есть трехмерное пространство, в одном случае его визуализация, а в другом возможно управление им.

Таким образом, за довольно непродолжительный срок интерфейсы проделали путь от простых текстовых команд, вводимых в строке с мигающим курсором, до технологий которые еще недавно показывали лишь в фантастических фильмах.

Автор: Александр Цивинский

естественно-языковый интерфейс используется для:

доступа к интеллектуальным базам данных;

• 
  контекстного поиска документальной текстовой информации;.
• 
  голосового ввода команд в системах управления;
• 
  машинного перевода с иностранных языков.

Д.А.Поспелов

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ ДЛЯ ЭВМ НОВЫХ ПОКОЛЕНИЙ

Введение

Одной из основных особенностей пятого и последующих поколении ЭВМ является ориентация на неподготовленного в области программирования пользователя. Превращение ЭВМ в устройство массового использования, в обычный «бытовой прибор» требует наличия специальных средств, облегчающих работу пользователя. По-видимому, те усилия, которые неподготовленные пользова­тели согласны сделать, когда они подходят к ЭВМ, не должны быть намного больше тех усилий, которые они затрачивают, при­меняя многофункциональные электронные установки или многопрограммные стиральные агрегаты.

Подобная концепция выдвигает перед создателями новых по­колений ЭВМ специфическую проблему – создание интеллекту­ального интерфейса, способного обеспечить контакт пользователя с ЭВМ в условиях его общей профессиональной неподготовленности. Ес­ли раньше между подобным пользователем и ЭВМ находился специалист по программированию, который выполнял роль пере­водчика между ними, то теперь этот вид интеллектуальной дея­тельности должен быть автоматизирован и реализован в интел­лектуальном интерфейсе.

Каковы же основные функции интеллектуального интерфейса? Перечислим их, а затем рассмотрим пути их реализации.

1. Функция общения. Предполагается, что непрограммирую­щий пользователь будет общаться с ЭВМ па ограниченном естест­венном языке. Ограниченность языка состоит в том, что он исполь­зуется для определенной цели – формулировки задач, которые должна решать ЭВМ. Правда, спектр задач при массовом внедре­нии ЭВМ в различные виды человеческой деятельности может быть весьма широким. Ведь с помощью ЭВМ уже сейчас реша­ются не только вычислительные задачи, но и задачи, связанные с проведением логических рассуждений, информационным поиском, делопроизводством и с другими типами человеческой деятельно­сти. Поэтому естественный язык, который допустим на входе ин­теллектуального интерфейса, не может быть слишком бедным. Его ограниченность проявляется не в объеме словаря, а скорее в организации текстов, вводимых пользователем в ЭВМ. Важно, чтобы вводимый текст был понятен для ЭВМ. Термин «понимание» требует уточнения, что мы и сделаем ниже. А пока его можно воспринимать на уровне интуиции.

При реализации функции общения важную роль играют средства графического отображения информации и возможность замены текстов совокупностью действий («опредмечивание» текста, о чем будет говориться ниже). Поэтому система общения, входящая в интеллектуальный интерфейс, – это не только система, общения на основе текстовых сообщений, но и всевозможные системы ввода-вывода речевых сообщений, средства графического взаимодействия и средства типа курсора.

2. Функция автоматического синтеза программы. Сообщение пользователя должно преобразовываться в рабочую программу, которую ЭВМ может выполнить. Это заставляет иметь в составе интеллектуального интерфейса средства для реализации в ЭВМ процедур, которые обычно выполняет человек-программист. Для того, чтобы это стало возможным, необходимо уметь перевести исходное сообщение пользователя на некоторый точный язык спецификаций, а затем породить из этой записи рабочую программу.Подобное преобразование требует специальных знаний, которые должны иметься в памяти ЭВМ.

___________________________________________________________________________

* Опубликовано в: Электронная вычислительная техника. Сборник статей. Вып.3. –М.: Радио и связь, 1989. –С.4-20

3. Функция обоснования. Пользователь, не разбирающийся или плохо разбирающийся в том, как ЭВМ преобразует его задачу в рабочую программу и какие методы она использует для получения решения, вправе потребовать от ЭВМ обоснования полученного решения. Он может спросить ЭВМ, как она преобразовала его задачу в программу, какой метод использовала для нахождения решения, как это решение было получено и как оно было интерпретировано на выходе. Таким образом, в функцию обоснования входит и функция объяснения, характерная для современных экспертных систем, и функция доверия, цель которой – повысить степень доверия пользователя к ЭВМ.

4. Функция обучения. Когда пользователь впервые подходит к ЭВМ, то он вправе ожидать, что сведения о работе с нею он сможет получить достаточно легко. Для бытовых приборов, с которыми он до этого сталкивался, достаточно прочитать несложную и небольшую инструкцию, чтобы сразу понять, как надо обращаться с этим прибором. ЭВМ, конечно, сложнее всех тех приборов, с которыми человек сталкивался в быту. Инструкция, которая позволила бы пользователю овладеть всеми возможностями ЭВМ, понять основные принципы работы с ней, оказалось бы слишком объемной и неудобной для него. Поэтому ЭВМ новых поколений снабжаются специальными средствами (тьюторами), с помощью которых пользователь постепенно постигает способы работы с ЭВМ и тонкости успешного общения с ней.

Таким образом, интеллектуальный интерфейс имеет структуру, показанную на рис.1. Центральное место в этой структуре занимает база знаний.

В ЭВМ прежних поколений такого блока не было. Его появление связано с тем, что для выполнения всех пе­речисленных ранее функций интеллектуального интерфейса необ­ходимы специальные знания. Для системы общения это словари и знания о том, как понимаются тексты, графические изображения и предметные действия, как анализируется речь и как синтезиру­ются ответы пользователю, как соотносятся между собой различ­ные типы информации, используемой для общения. Для решателя это знания о переводе входных сообщений в текст на языке внут­ренних представлений (языке спецификаций), об извлечении про­граммы из этих текстов, о правилах рассуждений и логического вывода, о методах решения задач в данной проблемной области. Для системы обоснования это знания о том, как отвечать на во­просы пользователя, как обосновывать полученное решение. Нако­нец, для системы обучения это знания о том, как учить пользова­теля, как учитывать его реакцию при обучении и его психологи­ческие особенности.

Таким образом, интеллектуальный интерфейс, есть, по сути, не­которая логическая машина, сложность которой куда выше слож­ности обычной вычислительной машины. На рис.1 эта машина выделена штриховой линией. В правой части рис.1 показана классическая ЭВМ, на которой происходит выполнение програм­мы, подготовленной интеллектуальным интерфейсом. При аппа­ратной реализации обе ЭВМ могут быть реализованы в рамках единой системы. Выбор той или иной архитектуры зависит от кон­кретных инженерных решений, которые в данной статье не затра­гиваются.