Интерфейс компьютерной программы это система

В предыдущих выпусках серии уже подробно рассказывалось о том, как устроен компьютер: о его «мозгах» и «сердце» (памяти и процессоре), о его «нервных волокнах» (шине), о его «органах чувств» (остальных устройств). Однако не следует забывать, что компьютер — это машина, а не биологическое существо.

Как любое техническое устройство, компьютер обменивается информацией с человеком посредством набора определенных правил, обязательных как для машины, так и для человека. Эти правила в компьютерной литературе называются интерфейсом. Интерфейс может быть понятным и непонятным, дружественным и нет. К нему подходят многие прилагательные. Но в одном он постоянен: он есть, и никуда от него не денешься.

Интерфейс, по определению — это правила взаимодействия операционной системы с пользователями, а также соседних уровней в сети ЭВМ. От интерфейса зависит технология общения человека с компьютером.

A.1. Классификация интерфейсов

Как уже указывалось выше, интерфейс — это, прежде всего, набор правил. Как любые правила, их можно обобщить, собрать в «кодекс», сгруппировать по общему признаку. Таким образом, мы пришли к понятию «вид интерфейса» как объединение по схожести способов взаимодействия человека и компьютеров. Вкратце можно предложить следующую схематическую классификацию различных интерфейсов общения человека и компьютера.

Урок 1. Основные элементы графического интерфейса системы Windows.

Современными видами интерфейсов являются:

1) Командный интерфейс. Командный интерфейс называется так по тому, что в этом виде интерфейса человек подает «команды» компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат человеку. Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки.

2) WIMP — интерфейс (Window — окно, Image — образ, Menu — меню, Pointer — указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов — меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается «опосредственно», через графические образы. Этот вид интерфейса реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и «чистый» WIMP — интерфейс.

3) SILK — интерфейс (Speech — речь, Image — образ, Language — язык, Knowlege — 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 находя в ней ключевые фразы.

Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей.

1. Общественный интерфейс — основан на семантических сетях.

В следующих главах Вы подробнее познакомитесь с этими видами интерфейсов.

Цифровые интерфейсы и протоколы

A.1.1. Пакетная технология.

Исторически этот вид технологии появился первым. Она существовала уже на релейных машинах Зюса и Цюзе (Германия, 1937 год). Идея ее проста: на вход компьютера подается последовательность символов, в которых по определенным правилам указывается последовательность запущенных на выполнение программ. После выполнения очередной программы запускается следующая и т.д.

Машина по определенным правилам находит для себя команды и данные. В качестве этой последовательности может выступать, например, перфолента, стопка перфокарт, последовательность нажатия клавиш электрической пишущей машинки (типа CONSUL). Машина также выдает свои сообщения на перфоратор, алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), ленту пишущей машинки.

Такая машина представляет собой «черный ящик» (точнее «белый шкаф»), в который постоянно подается информация и которая также постоянно «информирует» мир о своем состоянии (см. рисунок A.2.) Человек здесь имеет малое влияние на работу машины — он может лишь приостановить работу машины, сменить программу и вновь запустить ЭВМ. Впоследствии, когда машины стали помощнее и могли обслуживать сразу нескольких пользователей, вечное ожидание пользователей типа: «Я послал данные машине.

Жду, что она ответит. И ответит ли вообще?» — стало, мягко говоря, надоедать. К тому же вычислительные центры, вслед за газетами, стали вторым крупным «производителем» макулатуры. Поэтому с появлением алфавитно-цифровых дисплеев началась эра по-настоящему пользовательской технологии — командной строки.

Рис. A.2. Вид большой ЭВМ серии ЕС ЭВМ.

A.1.2. Технология командной строки.

При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть терминалом, или консолью.

Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой символ приглашения и мигающий прямоугольник — курсор (см. рисунок A.3.) При нажатии клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается вправо. Это очень похоже на набор команды на пишущей машинке.

Однако, в отличие от нее, буквы отображаются на дисплее, а не на бумаге, и неправильно набранный символ можно стереть. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter (или Return.) После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется.

Рис. A.3. Приглашения командной строки в различных операционных системах:

а) MS-DOS, б) IRIX.

Технология командной строки уже работала на монохромных алфавитно-цифровых дисплеях. Поскольку вводить позволялось только буквы, цифры и знаки препинания, то технические характеристики дисплея были не существенны. В качестве монитора можно было использовать телевизионный приемник и даже трубку осциллографа.

Обе эти технологии реализуются в виде командного интерфейса — машине подаются на вход команды, а она как бы «отвечает» на них.

Преобладающим видом файлов при работе с командным интерфейсом стали текстовые файлы — их и только их можно было создать при помощи клавиатуры. На время наиболее широкого использования интерфейса командной строки приходится появление операционной системы UNIX и появление первых восьмиразрядных персональных компьютеров с многоплатформенной операционной системой CP/M.

A.1.3. Графический интерфейс

Как и когда появился графический интерфейс?

Его идея зародилась в середине 70-х годов, когда в исследовательском центре Xerox Palo Alto Research Center (PARC) была разработана концепция визуального интерфейса. Предпосылкой графического интерфейса явилось уменьшение времени реакции компьютера на команду, увеличение объема оперативной памяти, а также развитие технической базы компьютеров.

Аппаратным основанием концепции, конечно же, явилось появление алфавитно-цифровых дисплеев на компьютерах, причем на этих дисплеях уже имелись такие эффекты, как «мерцание» символов, инверсия цвета (смена начертания белых символов на черном фоне обратным, то есть черных символов на белом фоне), подчеркивание символов. Эти эффекты распространились не на весь экран, а только на один или более символов.

Следующим шагом явилось создание цветного дисплея, позволяющего выводить, вместе с этими эффектами, символы в 16 цветах на фоне с палитрой (то есть цветовым набором) из 8 цветов. После появления графических дисплеев, с возможностью вывода любых графических изображений в виде множества точек на экране различного цвета, фантазии в использовании экрана вообще не стало границ! Первая система с графическим интерфейсом 8010 Star Information System группы PARC, таким образом, появилась за четыре месяца до выхода в свет первого компьютера фирмы IBM в 1981 году. Первоначально визуальный интерфейс использовался только в программах. Постепенно он стал переходить и на операционные системы, используемых сначала на компьютерах Atari и Apple Macintosh, а затем и на IBM — совместимых компьютерах.

С более раннего времени, и под влиянием также и этих концепций, проходил процесс по унификации в использовании клавиатуры и мыши прикладными программами. Слияние этих двух тенденций и привело к созданию того пользовательского интерфейса, с помощью которого, при минимальных затратах времени и средств на переучивание персонала, можно работать с любыми программным продуктом. Описание этого интерфейса, общего для всех приложений и операционных систем, и посвящена данная часть.

Графический интерфейс пользователя за время своего развития прошел две стадии. Об эволюции графического интерфейса с 1974 по настоящее время будет рассказано ниже.

A.1.3.1. Простой графический интерфейс.

На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующим.

a) При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием. Благодаря этому повысилась выразительность изображения.

b) В зависимости от конкретной реализации графического интерфейса курсор может представляться не только мерцающим прямоугольником, но и некоторой областью, охватывающей несколько символов и даже часть экрана. Эта выделенная область отличается от других, невыделенных частей (обычно цветом).

c) Нажатие клавиши Enter не всегда приводит к выполнению команды и переходу к следующей строке. Реакция на нажатие любой клавиши во многом зависит от того, в какой части экрана находился курсор.

d) Кроме клавиши Enter, на клавиатуре все чаще стали использоваться «серые» клавиши управления курсором (см. раздел, посвященный клавиатуре в выпуске 3 данной серии.)

e) Уже в этой редакции графического интерфейса стали использоваться манипуляторы (типа мыши, трекбола и т.п. — см. рисунок A.4.) Они позволяли быстро выделять нужную часть экрана и перемещать курсор.

Рис. A.4. Манипуляторы

Подводя итоги, можно привести следующие отличительные особенности этого интерфейса.

1) Выделение областей экрана.

2) Переопределение клавиш клавиатуры в зависимости от контекста.

3) Использование манипуляторов и серых клавиш клавиатуры для управления курсором.

4) Широкое использование цветных мониторов.

Появление этого типа интерфейса совпадает с широким распространением операционной системы MS-DOS. Именно она внедрила этот интерфейс в массы, благодаря чему 80-е годы прошли под знаком совершенствования этого типа интерфейса, улучшения характеристик отображения символов и других параметров монитора.

Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Nortron Commander (о файловых оболочках смотри ниже) и текстовый редактор Multi-Edit. А текстовые редакторы Лексикон, ChiWriter и текстовый процессор Microsoft Word for Dos являются примером, как этот интерфейс превзошел сам себя.

A.1.3.2. WIMP — интерфейс

Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал «чистый» интерфейс WIMP, Этот подвид интерфейса характеризуется следующими особенностями.

1. Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах — определенных очерченных рамкой частях экрана.

2. Все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков — иконок. При открытии иконки превращаются в окна.

3. Все действия с объектами осуществляются с помощью меню. Хотя меню появилось на первом этапе становления графического интерфейса, оно не имело в нем главенствующего значения, а служило лишь дополнением к командной строке. В чистом WIMP — интерфейсе меню становится основным элементом управления.

4. Широкое использование манипуляторов для указания на объекты. Манипулятор перестает быть просто игрушкой — дополнением к клавиатуре, а становится основным элементом управления. С помощью манипулятора УКАЗЫВАЮТ на любую область экрана, окна или иконки, ВЫДЕЛЯЮТ ее, а уже потом через меню или с использованием других технологий осуществляют управление ими.

Следует отметить, что WIMP требует для своей реализации цветной растровый дисплей с высоким разрешением и манипулятор. Также программы, ориентированные на этот вид интерфейса, предъявляют повышенные требования к производительности компьютера, объему его памяти, пропускной способности шины и т.п. Однако этот вид интерфейса наиболее прост в усвоении и интуитивно понятен. Поэтому сейчас WIMP — интерфейс стал стандартом де-факто.

Ярким примером программ с графическим интерфейсом является операционная система Microsoft Windows.

A.1.4. Речевая технология

С середины 90-х годов, после появления недорогих звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи, появился так называемый «речевая технология» SILK — интерфейса. При этой технологии команды подаются голосом путем произнесения специальных зарезервированных слов — команд. Основными такими командами (по правилам системы «Горыныч») являются:

— «Проснись» — включение голосового интерфейса.

— «Отдыхай» — выключение речевого интерфейса.

— «Открыть» — переход в режим вызова той или иной программы. Имя программы называется в следующем слове.

— «Буду диктовать» — переход из режима команд в режим набора текста голосом.

— «Режим команд» — возврат в режим подачи команд голосом.

— и некоторые другие.

Слова должны выговариваться четко, в одном темпе. Между словами обязательна пауза. Из-за неразвитости алгоритма распознавания речи такие системы требует индивидуальной предварительной настройки на каждого конкретного пользователя.

«Речевая» технология является простейшей реализацией SILK — интерфейса.

A.1.5. Биометрическая технология («Мимический интерфейс».)

Эта технология возникла в конце 90-х годов XX века и на момент написания книги еще разрабатывается. Для управления компьютером используется выражение лица человека, направление его взгляда, размер зрачка и другие признаки. Для идентификации пользователя используется рисунок радужной оболочки его глаз, отпечатки пальцев и другая уникальная информация. Изображения считываются с цифровой видеокамеры, а затем с помощью специальных программ распознавания образов из этого изображения выделяются команды. Эта технология, по-видимому, займет свое место в программных продуктах и приложениях, где важно точно идентифицировать пользователя компьютера.

A.1.6. Семантический (Общественный) интерфейс.

Этот вид интерфейса возник в конце 70-х годов XX века, с развитием искусственного интеллекта. Его трудно назвать самостоятельным видом интерфейса — он включает в себя и интерфейс командной строки, и графический, и речевой, и мимический интерфейс. Основная его отличительная черта — это отсутствие команд при общении с компьютером. Запрос формируется на естественном языке, в виде связанного текста и образов. По своей сути это трудно называть интерфейсом — это уже моделирование «общения» человека с компьютером.

С середины 90-х годов XX века автор уже не встречал публикаций, относящихся к семантическому интерфейсу. Похоже, что в связи с важным военным значением этих разработок (например, для автономного ведения современного боя машинами — роботами, для «семантической» криптографии) эти направления были засекречены. Информация, что эти исследования продолжаются, иногда появляется в периодической печати (обычно в разделах компьютерных новостей).

Источник: citforum.ru

Формула компьютера

Аппаратура представляет собой «жесткую» часть компьютера и по-английски называется соответственно — hard. Программы — это «мягкая» часть компьютера, по-английски называется soft. Программы находятся в форме файлов. Итак, получаем эквивалентную формулу компьютер = hard + soft.

Интерфейс, его виды

Интерфейс компьютерной программы — это ее внешний вид на экране дисплея, включающий ее оформление, вид и расположение элементов управления работой этой программы.

Текстовый интерфейс состоит только из символов, каждый из которых находится в какой-то текстовой строке и столбце на экране монитора. В этом интерфейсе экран разбит 25 строками и 80 столбцами на 2000 ячеек, в каждой из которых может находиться один символ.

Графический интерфейс гораздо богаче текстового, он состоит из окошек и кнопок, изображенных на экране. В окошках выполняются программы, а кнопки управляют их выполнением. Здесь нет никаких текстовых ячеек, графическое изображение строится с точностью до пикселя.

Операционная система, ее компоненты

Программы делятся на операционные системы и прикладные программы.

Операционной системой (ОС) называется комплект программ, кото- рые совместно управляют ресурсами системы и процессами, использующими эти ресурсы. Выполнение любой программы на компьютере происходит под управлением ОС.

Программы, из которых состоит ОС, делятся на следующие три категории.

Ядро ОС, выполняющее основные функции ОС (в основном загрузку ее компонентов и поддержку выполнения компьютерных программ, в том числе и этих компонентов).

Программу управления файлами и директориями, служащую для классификации и просмотра информации, с которой имеет дело пользователь на компьютере.

Драйверы, которые позволяют ОС работать с аппаратурой: периферийными устройствами (монитор, клавиатура, мышь, принтеры и т. д.) и устройствами, входящими в состав системного блока (видеокарта, жесткий диск и т.д.). Без драйверов невозможно функционирование никаких ком- пьютерных устройств.

Источник: bstudy.net

Интерфейс или interface ??

Здравствуйте уважаемые читатели моего блога. Разбираясь в айтишной терминологии многие интересуются, что такое интерфейс в компьютерах? Я с удовольствием отвечу на этот очень хороший вопрос, поскольку его понимание позволяет простому или начинающему пользователю получить наиболее полное представление о работе ПК.

Само слово «interface» английское и состоит из двух частей «inter», означающее «между» и «face» — «лицо». Визуализируем это понятие и представим «нечто», посредством которого два объекта, обращенных друг к другу лицами, пытаются наладить между собой контакт и полное взаимопонимание. То есть «интерфейс» это, по сути, средство взаимодействия.

• пользователя;
• сам компьютер, представляющий собой системный блок и его начинку;
• подключаемые к нему устройства и периферию;
• программное обеспечение;
• отдельные файлы;
• каналы передачи информации;

Внимательно изучив этот список, вы увидите, что исключив из него хоть один элемент, вы сделаете рабочий ПК неполноценным или вообще недееспособным. Но и сами по себе эти компоненты работать не смогут, так как между ними должна быть эффективная взаимосвязь: они должны распознавать друг друга и иметь средства для обмена понятными сигналами. Это и есть различные интерфейсы.

Давайте рассмотрим их поподробнее.

Что внутри системника?

Итак, имеем в чистом виде материнскую плату со множеством разъемов которые и являются внутренним интерфейсом. К ним относятся:

• сокет для установки процессора;
• обычно четыре гнезда для монтажа оперативной DDR памяти только определенного 2, 3 или 4-го поколения;
• шина AGP, раньше используемая исключительно для видеокарты;
• универсальная шина PCI Express для подключения дополнительных модулей (в т. ч. графических и звуковых адаптеров). На одной плате может быть несколько внешне аналогичных PCI разъемов типов 1.0, 2.0, 3.0 и 4.0, отличающихся скоростью передачи данных.
• для подключения устройств хранения информации раньше использовался шлейф с универсальной шиной IDE. Сейчас же жесткие диски, DVD приводы коммутируются посредством разъема SATA и дополнительного канала питания;

Кстати, вспомним о энергоснабжении системы. Блок питания, имеет внешний интерфейс для подключения к электросети и внутренние вилки, отличающиеся конфигурацией и подаваемым напряжением: ATX для материнской платы, 4-контактный для CPU, 6-и и 8-и пиновй для PCI Express, 15-и контактный для SATA, универсальный «Molex». Вентиляторы можно подключать к контактным гнездам, размещенным непосредственно на системной плате.

Интерфейсы подключения внешних устройств

Собрав системник, давайте посмотрим, как с ним можно взаимодействовать. Как пользователь вы можете включить или выключить его (кнопкой запуска или переключателем блока питания), загрузить диск в привод, а также вставить флешку или карту памяти в соответствующее гнездо. Теперь развернем блок тыльной стороной и изучим разнообразие разъемов для подключения внешних устройств:

• Какой же компьютер без монитора? На него мы можем передать изображение через VGA или DVI, но если есть возможность, то отдайте предпочтение HDMI.
• Для подключения мыши и клавиатуры ранее использовались PC/2 гнезда, но теперь для этого есть универсальные USB разъемы, которых чем больше, тем лучше.
• Я бы назвал USB одним из самых востребованных интерфейсов компьютера. Через него можно подключать любую периферию (принтеры, жесткие диски, видеокамеру и многое другое).
• Работа со звуком осуществляется посредством гнезд для подключения «тюльпанов» или «джеков». Таким образом, можно подключить микрофон, наушники или колонки. Если у вас стоит звуковая карта, то вы найдете коннекторы для многоканального звука или оптический выход.
• Так же материнская плата имеет COM и LPT порты.
• Для подключения к сети вы обязательно найдете гнездо стандарта RJ45, в которое вставляется штекер витой пары. В некоторых старых устройствах можно обнаружить RJ11 для подключения телефонного модема.

Я назвал все основные, используемые большинством пользователем, интерфейсы системного блока, но их может быть гораздо больше в зависимости от начинки вашего ПК.

Средства взаимодействия между ПК и пользователем

До этого момента весь наш разговор об компьютерных интерфейсах касался исключительно всевозможных разъемов, шин и гнезд. Но мы немного забыли о самом главном, о пользователе.

Я для того, чтобы мы могли взаимодействовать с ПК, нам необходимы различные устройства ввода информации:

И средства вывода информации:

• монитор;
• проектор;
• принтер;
• графопостроитель;
• акустические устройства (наушники, колонки);
• сигнальные лампочки и индикаторы;

Тут как бы все понятно и с большинством вышеперечисленных приборов вы хорошо знакомы.

Программный и графический интерфейс

Но отдельно я бы хотел остановиться на мониторе, а точнее на графическом интерфейс компьютера (GUI) и таком важном компоненте как программное обеспечение. Два этих понятия тесно связаны между собой и во многом определяют эффективность и удобство работы пользователя с ПК.

• Начнем с того что при включении ПК без установленной системы мы имеем возможность зайти в меню настроек BIOS, где нас встречает простенький интерфейс программного взаимодействия с отдельными элементами ПК. Сейчас на смену БИОСу пришел UEFI, предлагающий более широкие возможности.

• Вторая стадия работы с компьютером – установка операционной системы, которую выбирают в зависимости от конфигурации ПК, поставленных целей и личных предпочтений.

Долгое время безальтернативным вариантом был MS-DOC c оболочкой Norton Commander. Но сейчас абсолютным лидером является Windows 7, 8 и 10-ой версий. На слабенькие машины ставят стабильно работающую XP или экспериментируют с Linux. Некоторые сознательно предпочитают Unix-подобные системы именно благодаря разнообразию их интерфейсов. Обладатели техники от Apple работают с проприетарной MacOS.

И Мак, и Виндовс, и Линукс максимально упрощают работу с настройками и подменю, а так же делают удобным обращение к различным программам и утилитам. Если вы еще не оценили преимуществ такого интерфейса, то попробуйте решать такие задачи посредством командной строки.

• И на поверхности программного интерфейса лежат все остальные приложения, браузеры, медиаплееры, офисные пакеты, игры, антивирусы, всевозможные утилиты, а так же служебное и специализированное ПО, которые мы устанавливаем на компьютер для непосредственной работы с ним.

Описывать различия в используемых здесь интерфейсах можно до бесконечности. Но вы сами для себя, наверное, уже решили, чем удобнее пользоваться Chrome или Firefox, ESET или Avira, LibreOffice или Microsoft Office и так далее. И здесь все определяет именно интерфейс, как пользовательский, так и внутренний, задействующий память и процессор.

Вот видите, мои дорогие друзья, мы вроде как говорили об интерфейсах, а фактически детально разобрались, как работает компьютер. Думаю, это только пойдет нам на пользу. Теперь, в совершенстве владея понятием компьютерного интерфейса, вы можете смело проводить аналогии с другими устройствами, будь то бытовые электроприборы, мобильные или мультимедийные гаджеты.

А мне остается попрощаться с вами и пожелать всяческих успехов, а так же эффективных и удобных интерфейсов.

Вот видите, мои дорогие друзья, мы вроде как говорили об интерфейсах, а фактически детально разобрались, как работает компьютер. Думаю, это только пойдет нам на пользу. Теперь, в совершенстве владея понятием компьютерного интерфейса, вы можете смело проводить аналогии с другими устройствами, будь то бытовые электроприборы, мобильные или мультимедийные гаджеты.

А мне остается попрощаться с вами и пожелать всяческих успехов, а так же эффективных и удобных интерфейсов.

Источник: profi-user.ru