Взаимодействие человека и компьютера при котором человек может вмешиваться вход работы программы

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.

Каспаров – что происходит с Россией / Kasparov – What’s happening to Russia

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:

Сон Это Тренажёр Для Управления Материализации Этой Реальности! l НИКОШО

· 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

* соответствие ожиданиям пользователя

* устойчивость к ошибкам

Инженерная психология

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

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.

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

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

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник: studopedia.ru

ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЙ ИНТЕРФЕЙС

Человеко-машинной системой называют систему, в которой человек-оператор или группа операторов взаимодействует с устройством автоматического управления в процессе производства материальных ценностей, управления системами обработки информации. Даже полностью автоматическая система при ведении ремонтно-профилактических работ становится человеко-машинной. Человек-оператор выполняет задачи технолога, включенного в каждый цикл процесса управления, или же наблюдателя, вмешивающегося в процесс управления при появлении нештатных ситуаций. Для человека процесс управления содержит этапы получения информации, ее переработки, принятия решения и выработки управляющих воздействий. Эффективность управления зависит как от психофизиологических особенностей человека-оператора, так и характера его деятельности.

Проектировщик человеко-машинной системы управления должен решить задачи:

• • формирование интуитивно понятной информации о ходе производства;
• • предоставление оператору информации, достаточной для распознавания технологических ситуаций;
• • распределение функций распознавания ситуаций и управления между человеком и автоматом;
• • предотвращение ошибок человека при управлении;
• • предотвращение несанкционированного доступа к автоматизированной системе;
• • информирование обслуживающего персонала о работе оборудования в автоматическом режиме;
• • запись действий человека в нормальных и аварийных ситуациях.

Рис. 10.1. Этапы машинного представления естественного языка

Если в процесс управления включен один человек-оператор, то человеко-машинную систему называют моносистемой, если несколько операторов — полисистемой. Для полисистемы возникают задачи подчиненности и приоритетности взаимодействия операторов.

Особенно сложно организовать понимание компьютером естественного языка человека. Преобразование естественного языка в машинный и обратно происходит в четыре этапа (рис. 10.1).

На этапе морфологического анализа выделяют основу каждого слова и делают вывод о правильности слова путем его отыскания в словаре, относят слово к соответствующей грамматической группе — существительному, глаголу, наречию. Далее следует синтаксический анализ, в ходе которого строят структуру предложения, содержащего подлежащее, сказуемое и второстепенные члены предложения. На этапе семантического анализа происходит понимание смысла предложения по его структуре. Фраза, имеющая смысл, проходит этап прагматического анализа, в ходе которого ее оценивают с позиции решаемой задачи.

По сравнению с автоматом основными ограничениями челове- ка-оператора являются низкая скорость обработки информации и невозможность одновременного выполнения нескольких операций. В то же время человек-оператор отличается от автомата универсальностью, способностью делать логические выводы на основе неполной информации, выбором решения на основе имеющегося опыта, выработкой решения в непредвиденных ситуациях.

Различие возможностей человека-оператора и автомата приведено ниже.

Выделение полезного сигнала при помехах

Высокая скорость обработки информации

Распознавание объектов в изменяющихся условиях

Выполнение повторяющихся операций с высокой точностью

Принятие решений в непредвиденных ситуациях

Накопление и хранение больших объемов данных

Логический вывод при неполной информации

Постоянный контроль многих показателей

Накопление и использование опыта

Сравнение многих количественных данных

Отыскание новых решений

Расширенные возможности восприятия

Выделение важнейших задач

Быстрое реагирование на изменение ситуации

Выполнение неповторяющихся операций

Быстрое распознавание известных ситуаций

Если в 60-х годах прошлого века причинами около 20 % аварий на производстве были ошибочные действия человека-оператора, то через 20 лет на его долю приходилось около 80 % аварий. Это объясняется низкой вероятностью выбора оператором правильного решения при неожиданном отклонении от нормального хода сложного производства. Поэтому проектировщику автоматизированной системы придется учитывать психофизиологические ограничения человека-оператора, полученные в ходе многих экспериментов. Ниже приведены психофизиологические ограничения человека- оператора:

Минимальное время от получения до восприятия информации, с . .

Максимальная частота изменения положения объекта слежения, Гц

Поиск движущегося объекта среди 100 неподвижных объектов, с . .

Поиск движущегося объекта среди 100 движущихся объектов, с . . .

Переключение внимания на визуальном отображении, с.

Зрительная фиксация объекта, с.

Считывание показания, с.

Чтение слова из п букв, мс.

Скорость поступления информации для нормального восприятия, бит/с.

Максимальное число одновременно предъявляемых показателей . .

Время забывания 2/3 информации, ч.

Восприятие последовательных сигналов, сигн./с.

Постоянная времени, мс.

Без соблюдения этих ограничений, например, при изменении единицы информации за время менее 0,2 с возможен так называемый срыв деятельности оператора. Срыв деятельности проявляется в замене активных действий пассивным наблюдением или хаотичном переключении элементов управления.

Задачи, которые должны решаться на разных этапах проектирования человеко-машинной системы, следующие:

• 1. Выработка концепции автоматизации и проведение предпро- ектного анализа:

• — установить необходимость и возможность участия человека в управлении производством;
• — сформировать перечень операций, управление которыми возлагается на человека.

• — перечислить допустимые уровни внешних воздействий при выполнении человеком операций управления;
• — установить ограничения на возможности человека при выполнении операций управления;
• — задать число одновременно работающих операторов.

• — распределить функции между одновременно работающими операторами;
• — задать характер работы человека-оператора (непрерывный, циклический или только вмешательство при отклонениях);
• — сформировать последовательности действий человека-оператора;
• — обеспечить жизнедеятельность человека-оператора в автоматизированной системе;
• — организовать рабочее место человека-оператора в соответствии с требованиями инженерной психологии;
• — определить объем информации для человека-оператора, необходимый и достаточный для контроля и управления процессом;
• — задать команды управления, которые может вырабатывать человек-оператор.

• — разработать структурно-алгоритмические схемы деятельности оператора;
• — определить степень загрузки каждого оператора;
• — оценить напряженность работы каждого оператора;
• — разработать способы предоставления информации на рабочем месте оператора;
• — описать работу системы при переключении режимов ее функционирования;
• — сконструировать рабочее место оператора.

• — оценить фактическую психофизиологическую нагрузку оператора и сравнить ее с проектной;
• — разработать рекомендации по отбору и подготовке операторов;
• — разработать рекомендации по режимам работы в нормальных и аварийных ситуациях;
• — собрать и систематизировать сведения об ошибках операторов.

• — составить перечень операций, требующих участия челове- ка-оператора;
• — описать последовательность действий человека-оператора при выполнении операции;
• — дать пояснения к выполнению операций, порученных человеку;
• — разработать инструкции по действиям оператора в аварийных ситуациях.

Многие задачи взаимодействия человека-оператора с устройством автоматического управления решаются в программных комплексах человеко-машинного интерфейса (MMI— Man—Machine Interface, затем HMI — Human-Machine Interface), с расширением функций получивших название систем SC ADA (Supervisory Control And Data Acquisition — Обобщенный контроль и приобретение данных).

Источник: studref.com

Взаимодействие человека и компьютера при котором человек может вмешиваться вход работы программы

Об интерфейсе часто говорят, когда имеют в виду взаимодействие человека и компьютера или приложений. В статье разберем определение интерфейса, что это за взаимодействия, их виды и особенности.

Что такое интерфейс

• ввод и отображение информации (звук, изображение);
• управление отдельными приложениями;
• обмен данными с другими устройствами;
• взаимодействие с операционной системой.

Интерфейс подразумевает взаимодействие не только человека и техники, но и компьютер-программа, программа-программа, компьютер-устройство. Например, когда устройства подключают к системному блоку компьютера, как способ взаимодействия используют разъем.

Виды интерфейсов

Одни виды взаимодействия позволяют получить больше контроля над компьютером или смартфоном, но требуют дополнительных навыков. Другие — более комфортные, но предоставляют меньше возможностей. У каждого типа есть свои особенности.

Командная строка

Через командную строку можно выполнить максимальное количество операций — это прямой способ общения с операционной системой. Чтобы набрать команду, нужно ввести текст на языке компьютера и нажать Enter, компьютер начнет выполнять.

Минус способа в том, что он подходит только подготовленным пользователям. В командной строке нет вспомогательных графических элементов, для взаимодействия придется освоить язык, а чтобы команды работали — нельзя допускать ошибок.

Графический и текстовый

Графика упрощает взаимодействие с компьютером, с ней работать гораздо легче и комфортнее, чем с текстом. В роли графического интерфейса выступают такие элементы:

• иконки;
• меню;
• списки;
• рисунки и схемы;
• другие графические элементы.

Например, при взаимодействии с Windows используют иконки и окна, для ввода подключают мышь. На смартфоне устройством ввода служит сенсорный дисплей.

Текстовый интерфейс не использует изображения: команды отдаются с помощью текста и информация предоставляется в текстовом виде.

Жестовый, голосовой, тактильный и нейронный

Жестовое взаимодействие позволяет отдавать команды движениями пальцев. Оно применяется при работе с сенсорным экраном смартфона. Например, жест «вверх» заставляет появиться всплывающее окно.

Голосовой интерфейс — это управление голосом. Гаджет распознает и выполняет звуковые команды.

Тактильный подразумевает взаимодействие с помощью осязания: вибрация или чувствительность к силе нажатия.

Нейронный интерфейс передает команды прямо из мозга в компьютер, для этого в мозг вживляют электроды. Его применяют в медицине: так парализованный человек может общаться с окружающим миром.

Программный, аппаратный, аппаратно-программный

Взаимодействие программ между собой обеспечивает программный интерфейс. Программы направляют запросы друг другу и получают ответы. Например, чтобы постоянно показывать актуальную погоду в виджете или на компьютере, одна программа постоянно отправляет запрос другой, а та — предоставляет свежие данные.

Аппаратный предназначен для организации связи между физическими устройствами через разъемы и слоты. А когда компьютер считывает информацию с жесткого диска — это совместная работа программы и физического устройства, то есть, аппаратно-программный интерфейс.

Пользовательский интерфейс

Все, с чем взаимодействует обычный пользователь, когда включает компьютер, заходит на сайт или в приложение, все, что человек видит на экране — это пользовательский интерфейс.

Веб, игровой сайт

Веб-интерфейс позволяет работать через браузер. Это взаимодействие программ в интернете. Например, можно зайти на сайт магазина и там же оплатить покупки. Браузер в этом случае будет веб-интерфейсом, благодаря которому страницы взаимодействуют.

Игровой — это то, как пользователь может взаимодействовать с игрой, какие команды может отдавать, в какой форме представлена игровая информация и как игра будет реагировать на действия.

Материальный

Это тактильный контакт с гаджетами. Он включает в себя прикосновения к сенсорному экрану, действия с мышкой или джойстиком.

Интерфейс в телефонах

На смартфонах используют сенсорный экран, который подразумевает жестовой и тактильный интерфейсы. Пользователь прикасается к элементам, операционная система или приложение получают от него команды и выполняют их.

Каким должен быть интерфейс

Важно, чтобы интерфейс соответствовал целям и контексту. Если это взаимодействие специалиста с компьютером, то главное — это способность обеспечивать получение информации и выполнение задач. Для обычного пользователя он имеет не только техническое, но и эстетическое значение: работа с ним должна быть удобной и понятной.

Заключение

Для пользователей интерфейс — основа работы с ПК или телефоном. От того, насколько проста или сложна эта система, будет зависеть удобство управления устройством. Разработчики могут менять системные структуры для сложных задач. Неопытным пользователям лучше покупать устройства с понятным интерфейсом, чтобы облегчить себе работу.

Источник: www.calltouch.ru