Командное взаимодействие пользователя с компьютером

Глава 1. Путеводитель по человеко-компьютерному взаимодействию: вступление

Человеко-компьютерное взаимодействие (Human-computer interaction, HCI) — это сфера научной и практической деятельности, первоначально возникшая в ранних 80-х годах прошлого века как специализированная область информатики, охватывающая когнитивные науки и эргономику (Human-factors engineering). В течение трех последующих десятилетий HCI стабильно и неуклонно расширялась, привлекая внимание специалистов из множества других дисциплин и постоянно интегрируя в себя различные концепции и подходы.

В настоящее время HCI преимущественным образом представляет собой совокупность полуавтономных научных и практических областей, относящихся к сфере антропоцентрической информатики (Human-centered informatics, англ. «компьютерные науки, сфокусированные на человеческом факторе»). Однако продолжающийся в сфере HCI синтез разрозненных концепций и подходов к науке и практике показывает драматический пример того, как различные эпистемологии и парадигмы могут быть согласованы и интегрированы воедино в рамках живого и продуктивного интеллектуального проекта.

Что такое интерфейс

Интерфейс(англ. interface – взаимодействие, сопряжение) в широком смысле – это место соприкосновения двух функциональных объектов. Если говорить более узко, то интерфейс – это «мост», посредник между человеком, программами и машинами, иными системами. Это инструменты взаимодействия, с помощью которых одна система контактирует и строит диалог с другой.

С помощью интерфейсов мы отдаем команды программам и устройствам. Они их анализируют, совершают необходимые действия и выдают ответ. С помощью того же или уже другого интерфейса. Вот какие задачи они помогают нам решать:

• ввод команд, направление запроса
• получение ответа системы в понятной форме (текст, изображение, звук)
• обмен информацией между устройствами, программами, системами
• взаимодействие человека и операционной системы
• управление программными средствами, аппаратными комплексами
• получение информации об ошибках (нарушении алгоритма) и вариантах их исправления

Что важно: интерфейсы обеспечивают взаимодействие не только человека и машин, но и машин, программ, аппаратных средств между собой. Например, взаимодействие компьютеров и их компонентов осуществляется через USB-интерфейс.

Классификация видов интерфейса

Классификация пользовательского интерфейса проводится на основе способа коммуникации человека и компьютера. Интерфейс бывает:

• командный;
• графический;
• речевой;
• интерфейс на основе биометрической технологии.

Командный интерфейс

Командный интерфейс реализован через технологию командной строки, которая помечается мигающим курсором, обозначая место ввода команды. Команды вводятся с помощью клавиатуры, результаты выдаются на экран монитора. Сложность работы через такой интерфейс заключается в том, что пользователю следует знать значение и синтаксис команд.

Рис. 1. Интерфейс командной строки.

Операционной системой на командном интерфейсе была MS DOS, появившаяся в 1981 году вместе с первыми компьютерами фирмы IBM.

Технология командной строки, не потеряла актуальности и сегодня, несмотря на появление новых высокоуровневых технологий.

Графический интерфейс

Идея графического интерфейса появилась в 70-х года 20 века. Первые графические интерфейсы позволяли использовать манипуляторы для доступа к любому месту экрана, выделять текст цветом, менять назначение клавиатурных клавиш в зависимости от содержания программы.

Современные графические интерфейсы построены на основе объектно-ориентированного подхода, где управление осуществляется через графические объекты с помощью манипуляторов.

Основными графическими объектами являются окна и меню.

Окно представляет собой область, ограниченную рамкой.
Разновидности окон графического интерфейса:

• окна приложений;
• диалоговые окна.

Все они имеют одинаковую конструкцию: имеют меню, строку заголовка, строку состояния, подчиняются единым приемам работы.

Все действия в окнах осуществляются с помощью меню, которое представляет собой набор команд, сгруппированных по выполняемым функциям. Выбор команд производится нажатием левой кнопки мыши.

Правой кнопкой мыши раскрывается контекстное меню, со списком команд характерных для текущего объекта.

Большой набор графических объектов сконцентрирован в диалоговых окнах. Задачи таких элементов управления организовать взаимодействие пользователя с инструментами программы. Различают следующие виды элементов управления:

• поле ввода — для внесения текстовых данных;
• командные кнопки — для выполнения действия;
• переключатели — предназначены для выбора одного из нескольких сгруппированных вариантов, выглядят как кружки с точками;
• флажки — предназначены для выбора нескольких вариантов, включение его помечается галочкой;
• выпадающие списки — содержат перечень команд; большой список отображается не весь, раскрывается при нажатии раскрывающей кнопки.

Речевой интерфейс

С возникновением методики распознавания речи возник речевой интерфейс, где команды подаются голосом путем проговаривания специальных слов. Такая функция удобна, там, где затруднены другие виды взаимодействия с компьютерными программами. Например, система голосового управления в бортовом компьютере современного автомобиля позволяет управлять перемещением по меню, навигацией, климат контролем.

Некоторые разработчики программного обеспечения развернули решения в области голосовых технологий. Они предлагают сервисы, распознающие речь человека и выполняющие действия в ответ на голосовые команды. Например, GoogleAssistant, Яндекс Алиса.

Биометрическая технология (мимическая технология)

Изначально работы по распознаванию лиц проводились службами безопасности в местах скопления людей, например в аэропортах, для выявления злоумышленников. Однако в настоящее время биометрическая технология получила более широкое распространение и используется крупными компаниями для идентификации клиентов. В качестве примера можно привести банки, где биометрия используется для аутентификации постоянных клиентов без предоставления документов. В качестве объекта идентификации выступают отпечатки пальцев, радужка глаза, форма кисти, почерк, голос.

Рис. 3. Диалоговое окно текстового редактора.

Эффективное использование командной строки

При первом знакомстве командная строка может производить впечатление сложного и неудобного интерфейса. При более внимательном изучении и использовании выясняется, что в этом принципе построения интерфейса есть внутренние ресурсы, позволяющие строить эффективную и удобную рабочую среду. В этом разделе мы кратко обсудим два принципиальных способа достижения эффективности.

Во-первых, поскольку командная строка — основной интерфейс взаимодействия с системой в UNIX-подобных операционных системах, пользователь значительную часть времени работает с командной строкой. Поэтому для пользователя очень важны средства экономии усилий, позволяющие свести к минимуму число интерфейсных жестов (в случае командной строки в качестве жестов выступают главным образом нажатия на клавиши). Современные командные оболочки UNIX-систем включают целый ряд средств для экономии нажатий, основные мы перечислим ниже.

Второй путь к эффективному использованию командной строки заложен в самой природе командного языка как типа интерфейса. Так, язык любой командной оболочки UNIX предоставляет гибкие средства объединения команд, которые позволяют запрограммировать логику взаимодействия нескольких программ в виде одной, пусть сложной, команды в командной строке. Дополнительной особенностью UNIX являются гибкие возможности объединения ввода/вывода разных команд. Так, одной командой могут быть описаны весьма сложные многоступенчатые действия, вовлекающие произвольное количество объектов, например, сотни файлов. Таким образом, одна команда способна заменить сотни монотонных повторений однотипных действий.

По существу, все средства интеграции команд — операторы циклов, условные операторы, присваивания переменных — в совокупности составляют полноценный язык программирования, интерпретатором которого и является командная оболочка. А все утилиты, имеющиеся в системе, можно считать его операторами. Так, последовательность команд shell, записанная в файл при соблюдении определённых правил представляет собой готовую к выполнению самостоятельную программу — командный сценарий (в обиходе именуемый калькой с английского скрипт ).

Программирование на shell выходит за рамки данного курса, однако ниже будут рассмотрены основные средства связывания команд, необходимые любому пользователю.

Редактирование командной строки

Вводимую команду можно редактировать с помощью клавиш Backspace и Delete , перемещаться стрелками по всей строке. При редактировании полезны функции Ctrl — W — удаление слова перед курсором и Ctrl — U — удаление всей строки.

История команд

Двумя другими клавишами со стрелками — вверх и вниз — задействуется весьма мощный механизм bash — работа с историей команд . Все команды, набранные пользователем, командная оболочка запоминает и позволяет обращаться к ним впоследствии. По стрелке вверх, список поданных команд « прокручивается » от последней к первой, а по стрелке вниз — обратно. Соответствующая команда отображается в командной строке, как только что набранная, её можно отредактировать и подать оболочке (подгонять курсор к концу строки при этом необязательно).

Чтобы история команд могла сохраняться между сеансами работы пользователя, bash записывает ее в файл .bash_history , находящийся в домашнем каталоге пользователя. Делается это в момент завершения оболочки: накопленная за время работы история дописывается в конец этого файла. При следующем запуске командной оболочки считывает .bash_history целиком. История хранится не вечно, количество запоминаемых команд в .bash_history ограничено (обычно сохраняется 500 команд, но это можно и перенастроить).

Автодополнение

Автодополнениe позволяeт быстро набирать команды и имена файлов. Во время набора имени команды или файла пользователь может нажать клавишу Tab , и командная оболочка попытается « дополнить » указанную команду или файл: предложит возможные варианты с данным началом или же дополнит имя, ведь часто набранной строки — пути к файлу и нескольких первых букв его имени — достаточно для однозначного указания на этот файл, потому что по введенному пути других файлов, чье имя начинается на эти буквы, просто нет.

Средства объединения команд

Существует возможность объединять несколько команд в одной командной строке. Это можно делать несколькими способами:

Команды выполняются одна за другой, независимо от результата их исполнения. В качестве разделителя выступает символ точки с запятой (« ; »).

В качестве примера можно рассмотреть составную команду mkdir /tmp/test; cd /tmp/test , которая сначала создает каталог /tmp/test , а затем делает его текущим.

Условное выполнение (И)

Проверяется код завершения первой программы, если он равен 0 , производится выполнение второй программы, и так далее. Таким образом, последняя команда выполнится только при успешном завершении всех предыдущих. В качестве разделителя выступают два амперсанда (« && »).

Например, команда mkdir /tmp/test && cd /tmp/test создает каталог /tmp/test , но переход в этот каталог будет выполнен только в том случае, если при выполнении первой части не возникло ошибки (например, каталог может уже существовать, и создать его невозможно).

Условное выполнение (ИЛИ)

Проверяется код завершения первой программы, если он не равен 0 , производится выполнение второй программы, и так далее. Последняя команда будет запущена, только если ни одна из предыдущих не закончилась успешно. В качестве разделителя выступают две вертикальные черты (« || »).

В качестве примера можно рассмотреть составную команду test -d /tmp/test || mkdir /tmp/test , которая проверяет существование директории /tmp/test и, если её нет, создаёт её.

При выполнении списка команд, объединённых в конвейер, стандартный вывод команды направляется на стандартный ввод следующей за ней команды в конвейере напрямую. Передаваемые данные рассматриваются как текстовые, передача производится построчно. Таким образом возникает поток данных, проходящих через несколько команд последовательно, как по конвейеру. Этот механизм является одной из самых фундаментальных особенностей UNIX и широко используется при работе в командной стоке.

Все программы могут быть запущены одновременно, так чтобы обеспечить интерактивность вывода при прохождении данных через цепочку программ. Если одна из программ в цепочке конвейера завершится (например, в случае ошибки), остальным будет отправлен специальный сигнал (SIGPIPE).

В качестве разделителя команд в конвейере используется символ вертикальный черты (« | »).

Рассмотрим пример команды cat file.txt | uniq | sort , которая читает содержимое файла file.txt , удаляет из него повторяющиеся строки и сортирует оставшиеся строки по алфавиту. Результат выводится на экран.

Современные командные оболочки позволяют строить более гибкие условные выражения (с использованием скобок и знака отрицания) из выполняющихся команд.

Командные языки — диалог с пользователем

Каким образом возможно управление данными операционных систем? Как и в большинстве интерактивных комплексов, пользователь может влиять на функционирование ОС, используя специальные командные языки.

Что же это? Командный язык — это компьютерный язык, на котором человек взаимодействует с интерактивной системой. Почему же командный? Каждая строка, что вводится человеком на терминале и отправляется системе, воспринимается в качестве команды пользователя по отношению к ОС.

Если рассматривать нишу командных языков со стороны общей системы языков взаимодействия человека с компьютером, то они будут относиться к разряду интерпретируемых. Их антагонисты — комплиментируемые языки.

Рассмотрим разницу между ними: комплиментируемым называется язык, если он требует, чтобы любая конструкция на нем была настолько замкнутой, что могла бы обеспечить возможность изолированной обработки без привлечения дополнительных языковых конструкций. В ином случае ее понимание не может гарантироваться. Интерпретируемые языки понятны и без соответствия подобному требованию.

Принцип работы ПК

Похожие статьи:

Реферат Учебная дисциплина Информационные технологии в профессиональной деятельности Тема: Классификация программного обеспечения Работу выполнила:…

2.1. Что такое компьютер? Компьютер (англ. computer — вычислитель) представляет собой программируемое электронное устройство, способное обрабатывать…

Этим термином принято характеризовать совокупность правил, процедурных наборов, программных компонентов, официальной сопроводительной документации, позволяющей обрабатывать данные и реализовывать заявленную функциональность системы.

Область уведомлений

При работе тонкого клиента в Windows после установки соединения с сервером взаимодействия в области уведомлений Windows (system tray) отображается значок клиентского приложения. При получении нового уведомления картинка значка изменяется.

При двойном нажатии на значок активизируется главное окно клиентского приложения и, если есть уведомления, открывается центр уведомлений.

Структура операционной системы компьютера:

• Ядро ОС – преобразует команды программ в машинные коды, понятные компьютеру.
• Драйверы – программы, предназначенные для взаимодействия компьютера с аппаратными устройствами.
• Интерфейс – программная оболочка для общения пользователя с компьютером.

Выполнение любой работы на компьютере, как правило, сопряжено с обменом файлами устройств между собой. За работу с файлами отвечает группа программ ОС, называемая файловой системой.

За работу с запросами пользователя отвечает часть ОС – командный процессор. Операционная система должна выполнить любые команды пользователя, оперирующие файлами, будь то команды перемещения, удаления, копирования, либо команды обмена файлами между устройствами.

Все устройства компьютера подсоединяются к нему через системную шину. Это и монитор, и клавиатура, и принтер, и дисководы, и различного рода манипуляторы, и другие. Для управления работой всего многообразия устройств современного компьютера для каждого устройства создаются специальные программы, понимающие как команды устройства, так команды процессора, – драйверы.

Пользовательский интерфейс современных ОС является графическим. Это позволяет пользователю вводить команды, указывая при помощи графических манипуляторов (например, мышью) на требуемый объект на экране, не прибегая к вводу команд с клавиатуры.

Неотъемлемой частью операционной системы являются утилиты, или служебные сервисные программы – программы обслуживания дисков, программы-архиваторы, программы работы в сетях и т.д.

К услугам пользователя предоставлена справочная система ОС, которая даёт возможность получения сведений как о работе операционной системы, так и по каждой её части.

Краткий итог

Теперь вы знаете, как осуществить открытие командной строки в Windows, и что также немаловажно, с правами администратора. Большинство параметров и опций, что вписываются и исполняются в командной строке, требуют для этого соответствующих прав доступа.

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении поставленной задачи или проблемы.

В свою очередь, Вы тоже можете нам очень помочь.

Просто поделитесь статьей в социальных сетях и мессенджерах с друзьями.

Поделившись результатами труда автора, вы окажете неоценимую помощь как ему самому, так и сайту в целом. Спасибо!