Понятие пользовательского интерфейса

Понятие пользовательского интерфейса

Человек использует компьютер посредством программ. Механизм, предлагаемый программой (в том числе и операционной системой), для взаимодействия с пользователем называют пользовательским интерфейсом (User Interface, UI). Пользовательский интерфейс большинства программ обеспечивается посредством команд. Программа ждет команду пользователя, пользователь вводит команду, программа выполняет ее, и опять переходит в режим ожидания следующей команды пользователя. Такой способ взаимодействия пользователя с программой называют диалоговым или интерактивным (от англ. interactive), и реализуется он, в первую очередь, через технологию командной строки. Эта технология состоит в следующем. Программа выводит на экран дисплея некоторую последовательность символов, называемую приглашением, сообщая пользователю, что она готова принять и выполнить команду. Пользователь в ответ на приглашение набирает команду с клавиатуры. При этом набираемая им последовательность символов отображается на экране дисплея после приглашения и образует строку, которую и называют командной строкой. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter (Ввод). После чего программа интерпретирует и выполняет команду и процесс повторяется.

Так в MS DOS, чтобы просмотреть содержимое некоторого каталога, нужно в ответ на приглашение, в котором обычно указывается текущий диск и его текущий каталог (например, C:>), набрать команду DIR (от англ. directory — каталог) и указать для нее просматриваемый каталог (например, все файлы каталога Z каталога 1_COURSE корневого каталога диска D):

C:>DIR D:1_COURSEZ*.*

После нажатия клавиши Enter команда будет выполнена: на экран будет выведена информация о содержимом указанного в команде каталога и опять появится приглашение с мигающим за ним курсором. Это означает, что операционная система готова принять следующую команду, например, скопировать (COPY) группу файлов из одного каталога в другой:

C:>COPY D:1_COURSEZ*.TXT A:*.*

После нажатия клавиши Enter команда будет выполнена: все файлы с расширением TXT каталога Z каталога 1_COURSE корневого каталога диска D будут скопированы под теми же именами в корневой каталог диска A, то есть на дискету. И так далее. Чтобы загрузить некоторую программу, например программу-оболочку Norton Commander, необходимо в командной строке указать ее местоположение — полное имя содержащего ее файла:

C:>NCNC.EXE

После нажатия клавиши Enter команда будет выполнена: будет загружена программа из файла NC. EXE каталога NC текущего каталога текущего диска, то есть корневого каталога диска C.

В Windows интерфейс командной строки был унаследован от MS-DOS (см. в главном меню системы Программы?/?Сеанс?MS-DOS или Программы?/?Стандартные?/?Командная?строка).

При такой технологии основными устройствами взаимодействия пользователя с компьютером является клавиатура и дисплей. Эту комбинацию дисплей + клавиатура стали называть терминалом (от англ. terminal) или консолью (от англ. console)

Чтобы команда могла быть понята программой, она должна составляться строго в соответствии с формальными правилами, определяемыми для каждой ее команды. Совокупность таких правил определяет командный язык программы.

Интерфейс командной строки во многих случаях (особенно для начинающих пользователей) является неудобным. Для устранения этих неудобств предлагаются программы, получившие название программ-оболочек или просто оболочек. Программа-оболочка операционной системы дополняет ее, предлагая для взаимодействия с пользователем собственный пользовательский интерфейс, подменяя им полностью или частично интерфейс операционной системы. Так, например, с 4-ой версии в состав MS-DOS (1988) включалась оболочка DOS Shell. Однако она оказалась не востребованной, так как к этому времени получила широкое распространение оболочка Norton Commander, разработанная в 1986 году Питером Нортоном. Эта оболочка стала настолько популярной, что появились ее аналоги для всех операционных систем, в том числе и Windows (FAR, Windows (Total) Commander).

Все современные операционные системы (кроме MS-DOS) снабжаются и другим пользовательским интерфейсом, получившим название графического (Graphics User Interface, GUI). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов окон, меню, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе пользователь подает команды компьютеру, но делается это «опосредованно», через графические образы.

Своим появлением Windows обязана в первую очередь намерением фирмы Microsoft снабдить свою операционную систему MS-DOS интерфейсом, который бы обеспечивал удобную среду работы на персональном компьютере и опытным, и начинающим пользователям, и персональный компьютер стал бы доступным для всех. Работы в этом направлении фирма Microsoft начала с анализа имеющихся на тот момент интерфейсов, организовав наблюдения за работой в них различных категорий пользователей при решении ими специально подобранных задач. Результатом огромного числа таких экспериментов явилась Windows 95. Интерфейс Windows 95 соответствовал требованиям самых придирчивых пользователей, дизайнеров и специалистов по эргономике, что и определило коммерческий успех этого продукта.

Теперь для просмотра каталога можно было уже не использовать команду DIR, а одним из предлагаемых графическим интерфейсом способов выбрать значок папки, соответствующей просматриваемому каталогу, и выполнить для нее одним из предлагаемых способов команду Открыть. В результате в окне будет выведена информация о содержимом выбранной пользователем папки. Используемые при этом приемы работы естественны, удобны и легко осваиваются всеми пользователями Windows независимо от квалификации. Наличие в данном случае нескольких способов решения задачи предоставляет свободу выбора.

Несмотря на очевидные внешние преимущества графического интерфейса, последний имеет существенный недостаток, связанный с автоматизацией решения часто возникающих задач.

В программах с командным языком такая автоматизация естественна. Командный язык можно рассматривать как язык программирования, то есть использовать для программирования решения некоторых задач. Результат такого программирования называют по-разному: в UNIX — сценариями или скриптами (от англ. script), в MS-DOS — командными файлами. Сценарии и командные файлы выполняются автоматически — без участия пользователя.

На время наиболее широкого использования интерфейса командной строки приходится появление операционной системы UNIX. Эта операционная система имеет наиболее развитый командный язык, что позволяет создавать сценарии решения любых задач по управлению не только одним компьютером, но и компьютерной сетью.

Так как в программах с графическим интерфейсом командный язык отсутствует, то для реализации возможности автоматизации решения задач разрабатываются специализированные языки программирования, называемые языками сценариев или скриптов. Таким языком является, например, язык PERL.

Таким образом, командные и графические интерфейсы оптимальны в разных ситуациях и для разных целей. Командный интерфейс целесообразно использовать для автоматизации регулярно исполняемых задач, графический — для решения нечетко сформулированных или плохо формализуемых задач. Возможно, такое различие свидетельствует о том, что разные категории пользовательских интерфейсов предпочтительны для людей с разным складом мышления. Например, можно предположить, что командные интерфейсы удобнее для людей с логическим складом мышления, а графические — образным. Отчасти это подтверждается тем, что ориентированные на графические интерфейсы компьютеры Macintosh фирмы Apple в основном используются художниками, дизайнерами и другими представителями творческих профессий.

Важным преимуществом хороших командных языков по сравнению с графическим интерфейсом является то, что они могут использоваться для автоматизации решения любых задач, в том числе и таких, о которых разработчики языка никогда и не задумывались. В графическом же интерфейсе пользователь ограничен теми возможностями, для которых разработчик программы продумал пункты меню и графические образы.

Кроме того, следует учитывать, что реализация графического интерфейса предъявляет повышенные требования к оборудованию: более производительный процессор, больший объем памяти, цветной дисплей с высоким разрешением и манипулятор.

Вообще говоря, хорошая программа должна предоставлять оба интерфейса. Например, разработчики фирмы Apple долгое время пытались избежать включения в Mac OS командного языка, но, в конце концов, под давлением пользователей и особенно специалистов по технической поддержке были вынуждены реализовать командный язык AppleScript.

Последнее достижение в области пользовательского интерфейса — SILK-интерфейс. Свое название он получил от английских слов Speech речь, Image образ, Language язык, Knowledge — знание. Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный «разговор» человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь, и результат выполнения команд сообщает голосом.

Основу простейшего SILK-интерфейса образуют две технологии: распознавания речи и синтеза речи. Распознавание речи и голосовое управление — означает, по существу, возврат к командному языку, с той лишь разницей, что команды произносятся, а не вводятся с клавиатуры.

Графический пользовательский интерфейс (GUI)

пользовательский графический интерфейс компьютер

Интерфейс называют графическим потому, что он использует графический режим работы дисплея, то есть. изображение всех его элементов воспроизводится с точностью до пикселя.

Графический интерфейс относится к WIMP-интерфейсам. Свое название WIMP-интерфейс получил от английских слов Window окно, Image образ, Menu меню, Pointer указатель.

Основные черты WIMP — интерфейса заключаются в следующем:

· работа с программами, файлами и документами происходит в окнах (window) очерченных рамкой частях экрана;

· программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков (icon);

· все действия с объектами осуществляются с помощью меню (menu);

· для указания объектов используются манипуляторы, обычно мышь.

Таким образом, основными понятиями графического интерфейса являются: окно, значок-пиктограмма и меню. Все действия пользователя при этом сводятся к работе с окнами и внутри них. Различают

· окно программы (окно приложения),

· окно документа,

· диалоговое окно,

· окно справки.

Окно программы

Одновременное выполнение нескольких программ, использующих дисплей, предполагает выделение каждой из них части экрана. Эту часть называют окно программы. Окно программы делится на пять логически независимых частей: строку заголовка (title bar), полосу меню (menu bar), панель инструментов (toolbar), рабочую область (working area), строку состояния (status bar).

Cтрока заголовка содержит название программы и, возможно, имя открытого ею файла.

Полоса меню предлагает перечень команд по управлению работой программы.

Панель инструментов предоставляет пользователю возможность быстрого выбора наиболее употребляемых команд и представляется в виде различных графических образов: кнопок, текстовых полей, списков и их комбинациями (см. ниже), которые снабжаются надписями или значками, поясняющими их назначение.

Рабочую область окна программа использует для вывода информации на экран дисплея так, как если бы ей был предоставлен экран дисплея полностью. При этом, если выводимая программой информация не может быть отображена в этой области полностью, то она снабжается графическим образом, называемым полосой прокрутки (scroll bar): горизонтальной и/или вертикальной. Полосы прокрутки могут присутствовать в окнах любого типа.

Строка состояния предназначена для отображения контекстно-зависимых подсказок, то есть сообщений пользователю, зависящих от текущего состояния программы. Там могут появляться индикаторы (progress indicator) — графические образы, демонстрирующие ход некоторого длительного процесса.

Окно документа

Многие программы позволяют одновременно работать с несколькими файлами. Для этого она создает (открывает) окно для каждого открытого файла — окно документа. Окна документов по структуре аналогичны окну программы и могут содержать те же элементы, что позволяет организовать работу с ними независимо друг от друга.

Диалоговое окно

Если для выполнения команды программе требуется дополнительная информация, то на экране появляется окно, называемое диалоговым (dialog box). Диалоговое окно может содержать: командные кнопки (command button), флаги или опции (check box), переключатели или селекторные кнопки (radio button), текстовыя поля (text box), списки (list), ползуны (slider), счетчики (spinner или spin box), вкладки или закладки (dialog tab или просто tab).

Командная кнопка ассоциируется с некоторым действием. Например, кнопка «OK», как правило, вызывает закрытие диалогового окна и продолжение работы.

Флаг или опция — позиция для указания включения/выключения режима работы программы, например, «галочкой» или «крестиком» .

Переключатель или селективная кнопка — элемент, имеющий только два состояния. Применяются группами и определяют совокупность взаимосвязанных или альтернативных значений, среди которых нужно сделать выбор или согласиться с предложенным.

Текстовое поле позволяет пользователю набрать на клавиатуре некоторую последовательность символов. Зачастую такая последовательность символов уже предлагается в поле. Пользователь может согласиться с ней, заменить или отредактировать ее. Чаще встречаются однострочные текстовые поля, но могут быть и многострочные.

Список представляет собой последовательность элементов, один из которых выделен. Пользователю предлагается либо выбрать один или несколько элементов списка, либо подтвердить предлагаемый выбор. Различают прокручиваемые (scrolling list) и ниспадающие списки (drop-down list). Прокручиваемый список отображается перечислением нескольких (как правило не всех) элементов списка и снабжается полосой прокрутки для просмотра всех его элементов. Ниспадающий список отображается одним элементом и снабжается кнопкой с изображением стрелки. Отображаемый элемент считается выбранным. Для просмотра всего списка его следует раскрыть с помощью предлагаемой кнопки. Если при этом список отображается не полностью, то он снабжается полосой прокрутки. Если выбранный элемент ниспадающего списка можно редактировать, то такой графический образ называют комбинированным боксом (combination box) и рассматривают как усовершенствованный вариант текстового поля. Комбинированный бокс сохраняет набранные пользователем последовательности символов, дополняя ими список.

Ползун позволяет своим перемещением изменить числовое значение связанной с ним величины.

Счетчик позволяет набрать на клавиатуре значение связанной с ним величины или изменить его прокруткой.

Вкладка или закладка набор покрывающих друг друга страниц снабженных закладками. Пользователь может может выбрать одну из страниц, указав на ее закладку. В результате выбранная им страница разместится поверх остальных.

Окно справки

Каждая программа снабжается справочной системой (help system), с описанием всех возможностей программы и порядка работы с ней. Справочная система в настоящее время образуется из электронных справочников. Когда пользователь обращается к справочной системе (help system) программы, то открывается окно справки, в котором и представляется электронный справочник. Окно справки внешне похоже и на окно программы и на диалоговое окно. Его так же, как и окно программы, можно сделать активным или пассивным независимо от других открытых окон, в том числе и окна программы, открывшей электронный справочник. Это позволяет держать справочник в процессе работы открытым.

Электронный справочник представляет собой набор статей (topic). Каждая статья содержит конкретную информацию по работе с программой. В ней могут присутствовать ссылки на другие статьи, связанные с этим вопросом. Такие ссылки называются перекрестными. Статья может содержать управляющие элементы для демонстрации действий, которые в ней описываются, и скрытые определения используемых в статье терминов. Для выбора статьи справочника справочная система формирует оглавление или содержание (content), которое имеет иерархическую (многоуровневую) структуру. В оглавление выносятся заголовки каждой статьи ее разделов, глав, параграфов и т. д. Обширные справочники снабжаются автоматическими средствами поиска нужных статей, такими как предметный указатель для понятий и терминов, поиск по содержимому статей справочников. И в одном, и в другом случае поиск организуется по указанному ключевому слову (словам), первый из них провыдится быстрее, но не всегда результативно.

Меню

Меню представляют собой набор объединенных по функциональному признаку пунктов, каждый, из которых указывает, какие действия должна выполнить программа, то есть задает команду. Выбор пункта меню приводит к выполнению соответствующей ему команды. Но иногда пунктами меню могут быть переключатели, флаги и управляющие переменные.

Пункт меню может обеспечивать доступ к другому меню, называемому подменю. Меню, содержащее такие пункты, называется многоуровневым или иерархическим.

В зависимости от способа представления на экране, различают горизонтальное и вертикальное меню. В настоящее время используются вертикальные меню. Вертикальное меню может быть ниспадающим (pull-down или drop-down) и всплывающим (pop-up).

Ниспадающее меню раскрывается сверху вниз при выборе его пользователем.

Всплывающее меню раскрывается вверх или вниз вправо или влево относительно некоторой точки экрана.

Многоуровневое меню в настоящее время представляется в виде каскадного меню (cascading). Каждое его подменю открывается при выборе представляющего его пункта.

Графический интерфейс Windows поддерживает четыре типа меню:

· главное меню системы (каскадное, всплывающее);

· меню приложения (каскадное, всплывающее);

· управляющее меню окна (всплывающее);

· контекстное меню (каскадное, всплывающее).

Общепринятые соглашения для меню

· если за названием пункта меню следует многоточие, то выполнение команды происходит в режиме диалога с пользователем, и выбор его открывает соответствующее диалоговое окно;

· если за названием пункта следует стрелка вправо, то выбор пункта приводит к раскрытию подменю;

· если название пункта заключено в скобки или замутнено, то соответствующее ему действие невозможно;

· если в названии пункта меню указана клавиша или комбинация клавиш (их называют акселератными), то эта команда может быть выполнена без раскрытия меню нажатием этой клавиши (этих клавиш);

· если название пункта меню имеет выделенную букву (символ), то выбрать пункт можно нажатием соответствующей клавиши (ее называют горячей) при открытом меню или при нажатой клавише Alt;

· если перед названием пункта имеется значок флага или переключателя, то пункт меню является флагом или переключателем;

· если после названия в меню указана некоторая величина, то он соответствует управляющей переменной, значение которой можно изменить.