Тема 1.7 Проектирование интерфейса пользователя. Графический и диалоговый режим

На ранних этапах развития вычислительной техники пользовательский интерфейс рассматривался как средство общения человека с операционной системой и был достаточно примитивным в виде командной строки. Он в основном позволял запустить программу — задание на выполнение, связать с ней конкретные данные и выполнить некоторые процедуры обслуживания вычислительной установки.

Со временем по мере совершенствования аппаратных средств появилась возможность создания интерактивного программного обеспечения, использующие специальные пользовательские интерфейсы и рассчитанного на непрофессиональных пользователей.

Пользовательский интерфейс представляет собой совокупность программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя программы с компьютером. Основу такого взаимодействия составляют диалоги.

Под диалогом понимают регламентированный обмен информацией между человеком и компьютером, (программным обеспечением) осуществляемый в реальном масштабе времени и направленный на совместное решение конкретных задач: обмен информацией между пользователем и компьютером и координация их действий.

Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода-вывода, которые физически обеспечивают связь между пользователем программного обеспечения и компьютером.

Обмен информацией между пользователем и компьютером осуществляется с помощью передачи сообщений и управляющих сигналов.

Сообщение — это определенная порция информации в диалоговом обмене человека и компьютера.

Различают:

— входные сообщения, которые генерируются человеком с помощью средств ввода (клавиатуры, манипуляторов, например «мыши» и т. п.);

— выходные сообщения, которые генерируются компьютером в виде текстов, звуковых сигналов и/или изображений и выводятся пользователю на экран монитора или другие устройства вывода информации.

Пользователь в основном генерирует сообщения следующих типов: запрос информации, запрос помощи, запрос операции или функции, ввод или изменение информации, выбор поля кадра и т. д.

В ответ он получает: подсказки или справки; информационные сообщения, не требующие ответа; приказы, требующие действий; сообщения об ошибках, нуждающиеся в ответных действиях; изменение формата кадра и т. д.

Различают процедурно-ориентированный и объектно-ориентированный подходы к разработке интерфейсов. Процедурно-ориентированные интерфейсы используют традиционную модель взаимодействия программного обеспечения с пользователем, основанную на понятиях «процедура» и «операция».

В рамках этой модели программное обеспечение предоставляет пользователю возможность выполнения некоторых действий, для которых пользователь определяет соответствующие данные и следствием выполнения которых является получение желаемых результатов.

Объектно-ориентированные интерфейсы используют несколько иную модель взаимодействия программного обеспечения с его пользователем, ориентированную на манипулирование объектами в некоторой предметной области.

Различают процедурно-ориентированные интерфейсы трех типов:

— «примитивные»;

— меню;

— со свободной навигацией.

Примитивным называют интерфейс, который организует взаимодействие с пользователем в консольном режиме (чаще всего через командную строку). Обычно такой интерфейс реализует конкретный сценарий работы программного обеспечения, например:

— ввод данных;

— решение задачи;

— вывод результата.

Подобные интерфейсы в настоящее время используют только в процессе обучения программированию или в тех случаях, когда вся программа реализует одну функцию, например, в некоторых системных утилитах.

Интерфейс-меню в отличие от примитивного интерфейса позволяет пользователю выбирать необходимые операции из специального списка, выводимого ему программой. Эти интерфейсы предполагают реализацию множества сценариев работы, последовательность действий в которых определяется пользователем.

Различают одноуровневые, иерархические и контекстные меню.

Одноуровневое меню используется для сравнительно простого управления вычислительным процессом, когда вариантов немного (не более 5—7), и оно включает, как правило, операции одного типа, например, «Создать», «Открыть», «Закрыть» и т. п.

Иерархическое меню используется при большом количестве вариантов или при их очевидных различиях, например, операции с файлами и операции с данными, хранящимися в этих файлах.

Интерфейсы данного типа несложно реализовать в рамках структурного подхода к программированию.

Алгоритм программы с многоуровневым меню обычно строится по уровням, причем выбор команды на каждом уровне осуществляется так же, как для одноуровневого меню.

Интерфейс-меню предполагает, что программа находится либо в состоянии «Уровень меню», либо в состоянии «Выполнение операции». В состоянии «Уровень меню» осуществляется вывод меню соответствующего уровня и выбор ну5июго пункта меню, а в состоянии «Выполнение операции» реализуется сценарий выбранной операции.

Древовидная организация меню предполагает строго ограниченную навигацию: либо переходы «вверх» к корню дерева, либо — «вниз» по выбранной ветви.

В условиях ограниченной навигации независимо, от варианта реализации поиск требуемого пункта более чем двух уровневого меню может оказаться непростой задачей.

В порядке исключения иногда пользователю предоставляется возможность завершения операции независимо от стадии выполнения сценария и/или программы, например, по нажатию клавиши Esc.

Контекстное меню включает операции, вероятность обращения к которым из данной зоны окна приложения с точки зрения разработчика максимальна. В процессе тестирования «удобства использования» содержание контекстного меню может уточняться. Причем, чтобы облегчить пользователю поиск нужной операции целесообразно операции контекстного меню делить на группы горизонтальными линиями.

Интерфейсы со свободной навигацией также называют графическими пользовательскими интерфейсами (GUI — Graphic User Interface) или интерфейсами WYSIWYG (What You See Is What You Get — «что видишь, то и получишь»). Эти названия подчеркивают, что интерфейсы данного типа ориентированы на использование экрана в графическом режиме с высокой разрешающей способностью.

Графические интерфейсы поддерживают концепцию интерактивного взаимодействия с программным обеспечением, осуществляя визуальную обратную связь с ним и возможность прямого манипулирования объектами и информацией на экране.

Кроме того, интерфейсы данного типа поддерживают концепцию совместимости программ, позволяя перемещать между ними информацию (технология OLE).

В отличие от интерфейса-меню интерфейс со свободной навигацией обеспечивает возможность осуществления любых допустимых в конкретном состоянии операций и событий, доступ к которым возможен через различные интерфейсные компоненты.

Например, окна программ, реализующих интерфейс Windows, обычно содержат:

— меню различных типов: ниспадающее, кнопочное, контекстное;

— разного рода компоненты ввода данных.

Существенной особенностью интерфейсов данного типа является способность их изменяться в процессе взаимодействия программного обеспечения с пользователем, предлагая выбор только тех операций, которые имеют смысл в конкретной ситуации.

Интерфейсы со свободной навигацией реализуют, используя событийное программирование и объектно-ориентированные библиотеки, что предполагает применение визуальных сред разработки программного обеспечения. Причем выбор следующей операции в меню может быть осуществлен как «мышью», так и с помощью клавиатуры.