Учитель информатики

Основные области применения компьютеров

В наше время жизнь каждого отдельного человека и общества в целом тесно связана с таким явлением технического прогресса, как компьютер. Компьютерные технологии все чаще проникают во все сферы нашей жизни. Компьютер стал привычным не только для производственных целей и научных лабораторий, но и для ученических классов и школьных классов.

Количество специалистов, работающих с персональным компьютером, постоянно растет, что становится их основным рабочим инструментом. Ни экономические, ни научные достижения в настоящее время невозможны без быстрой и четкой передачи информации и без специально подготовленного персонала.

Формирование единого глобального экономического, социального и культурного пространства — объективная реальность современного мира. Сегодня компьютеры, соединенные обширной сетью, выполняют функции как Всемирного банка информации, так и самых мобильных средств связи. Человечество вступило в новый этап развития, этап представления нового информационного общества, новой информационной этики и культуры.

Информация вышла на первый план среди критериев прогресса, а также средств ее получения, обработки и использования — компьютера и компьютерных технологий, с помощью которых укрепляются интеллектуальные способности и способности человека.

В развитых странах более половины работников занято в информационном секторе (80% в США), а информация, оборудование и программное обеспечение для его обработки стали основным товарным продуктом.

В то же время от внедрения интеллекта и модели окружающего мира в компьютер, то есть от формирования «виртуальной реальности» в ее глубинах, люди переходят к воплощению виртуальности вокруг себя — микропроцессоров в автомобилях, телевизоров. кредитные карты, даже шариковые ручки и т. д. Эти технологические изменения существенно трансформируют не только среду обитания человека, но и влияют на самого человека, организацию всех видов его деятельности, взаимоотношения между сообществами людей на рынке сырья, товаров и услуг, систему образования и, наконец, систему образования. , нормы и законы, закрепленные и разработанные законодательной, судебной и исполнительной властью. Новый информационный век демонстрирует глобальные преимущества, которые определяют развитие современного общества и человека.

Во-первых, это высокий уровень взаимодействия компьютеров и людей. Компьютер выступает в роли личного помощника человека, что соответствует практически всем человеческим чувствам.

Еще одно преимущество определяется способностью компьютеров брать на себя функции всех существующих носителей. Образы и явления, такие как тексты, изображения, звуки и фильмы — почти недоступные в традиционных средствах массовой информации — легко контролируются самим человеком.

В-третьих, поскольку информация может быть представлена ​​во многих различных аспектах, человеку предоставляется возможность всесторонне рассмотреть идеи или проблемы и собрать информацию из различных источников.

В-четвертых, суть компьютерных вычислений заключается в построении динамической модели идеи путем моделирования условий. Используя компьютер, вы можете получать не только статистические вычисления, но и визуальные модели, которые описывают и проверяют противоречивые теории.

Пятое преимущество заключается в том, что компьютеры могут быть наделены мышлением. Способность компьютера создавать модели позволяет ему конкурировать с человеческим разумом.

Эти пять преимуществ представляют собой мощную информационную среду, центральным инструментом которой является компьютер, а центральным субъектом действия является человек.

Жизнедеятельность современного человека сегодня реализуется на путях все более активного общения с техническими устройствами; если раньше они были как бы продолжением человеческих рук и способствовали повышению его физических возможностей, то появление компьютера кардинально изменило ситуацию: он играет роль сотрудника, который совместно выполняет сложную интеллектуальную работу. Это приводит к формированию качественно иного отношения к компьютеру.

Стремление постоянно использовать компьютер для решения все более широкого круга задач имеет серьезное значение, так как позволяет человеку успешно использовать огромные возможности машины. Компьютер позволяет резко увеличить эффективность и качество многих форм деятельности человека, облегчает его работу, вводит в круг новых, интересующих его событий и концептуальных представлений, что, конечно, способствует прогрессу личности, усиливает ее интеллектуальные возможности.

Пользовательский интерфейс. Персональный компьютер как система

Средства, обеспечивающие взаимосвязь между объектами системы «человек — компьютер», называют интерфейсом.

Различают аппаратный, программный, аппаратно-программный и пользовательский интерфейсы.

Аппаратный интерфейс — средства взаимодействия между устройствами компьютера; обеспечивается производителями оборудования.

Программный интерфейс — средства взаимодействия (совместимости) программ между собой, а также программного обеспечения и информационных ресурсов; обеспечивается разработчиками программного обеспечения.

Аппаратно-программный и пользовательский интерфейсы обеспечиваются операционной системой компьютера.

Аппаратно-программный интерфейс — средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения компьютера.

Пользовательский интерфейс — средства взаимодействия человека и компьютера.

Пользовательский интерфейс на основе меню предлагает возможность выбора управляющей команды из меню (списка команд). В графическом интерфейсе компьютерные объекты представляются небольшими рисунками (значками). Нужный значок выбирают с помощью мыши. Кроме значков используются также тексты (для подсказок) и меню (для выбора команд).

Трёхмерный интерфейс позволяет осуществлять навигацию в трёхмерном компьютерном пространстве. Указав мышью, например, на дверь виртуального музея, можно в него войти. В виртуальном зале можно оглядеться, подойти к любой картине и рассмотреть её более подробно. Такой интерфейс имитирует реальный мир.

5.3. Организация индивидуального информационного пространства

Совокупность всей информации, накопленной человечеством в процессе развития науки, культуры, образования и практической деятельности людей, называют информационными ресурсами. Работая на компьютере, пользователь имеет дело с информационными ресурсами в виде файлов с программами, документов, Web-сайтов, фотографий, видеофрагментов и др.

Информационные ресурсы, доступные пользователю при работе на компьютере, будем называть его индивидуальным информационным пространством.

• при установке необходимого ему программного обеспечения на персональный компьютер;
• при создании текстовых, графических и других документов;
• при переносе (копировании) на свой компьютер фотографий, текстов, музыки, видеофильмов и другой информации, хранящейся на различных устройствах внешней памяти или в сети Интернет;
• при сохранении на своём компьютере ссылок на заинтересовавшие его сетевые ресурсы и т. д.

Если компьютер автономный, то информационное пространство пользователя ограничено программами и данными, размещёнными на этом компьютере. Если компьютер подключён к локальной сети или сети Интернет, то информационное пространство пользователя становится практически безграничным.

Например, каждый ученик создаёт индивидуальное информационное пространство, сохраняя результаты своей работы в отдельной папке на своём рабочем компьютере или на сервере локальной сети. Имя этой папки уникально и содержит, как правило, указание на класс и фамилию ученика. Личная папка ученика может содержать отдельные файлы и вложенные папки, помогающие систематизировать накапливаемую информацию.

Если количество и имена вложенных папок не оговариваются заранее, то рекомендуется самостоятельно продумать определённую иерархическую структуру, которая бы могла обеспечить в дальнейшем быстрый доступ к необходимой информации. Что касается имён файлов и папок, то они должны быть осмысленными, отражающими так или иначе содержащуюся в них информацию. Индивидуальное информационное пространство также формируется за счёт настройки пользовательского интерфейса ОС и приложений.

Пользователь имеет возможность не только работать с информационными ресурсами, созданными другими людьми, но и сделать доступными для других результаты своего труда. Например, вы можете создать собственную Web-страницу или разместить свои работы (рисунки, фотографии, презентации, тексты, аудио- и видеозаписи и др.) на сайте школы. Следует очень ответственно подходить к информации, которую вы предполагаете сделать доступной для многих пользователей. Прежде всего, информация должна быть достоверной; она не должна порочить честь и достоинство других людей, носить угрожающий характер. Категорически запрещается и преследуется по закону пропаганда насилия, терроризма, национальной розни и тому подобной информации, а также распространение материалов, содержащих компьютерные вирусы.

Каким должен быть интерфейс

Ключевая цель любого интерфейса – обеспечение диалога, продуктивного контакта взаимодействующих функциональных систем.

Если мы говорим про UI-интерфейс, с разновидностями которого большинству из нас приходится сталкиваться ежедневно, его главная задача – облегчение для пользователя процесса управления программой или устройством.

Рассмотрим на примере графического web-интерфейса отдельного взятого сайта, с которым взаимодействует пользователь. Он должен:

1. Содержать оптимальное число визуальных элементов управления для решения задачи пользователя. Их должно быть ровно столько, сколько нужно посетителю
2. Быть адаптивным к десктопным и мобильным устройствам различных производителей и моделей
3. Быть интуитивно понятным. У пользователя не должно возникать проблем с управлением, поиском тех или иных категорий меню, разделов. Он должен пользоваться сайтом на основе ранее полученного опыта контакта с другими ресурсам. Элементы управления должны быть «доходчивыми» – если пользователи не смогут догадаться, как пользоваться вашим сайтом, они будут сбиты с толку и разочарованы
4. Быть лаконичным. Иначе пользователь попадет в ловушку информационной перегруженности. Описания и объяснения для каждой кнопки и элемента сайта – это хорошо, но от них «пухнет» ваш интерфейс. Пользователь не должен тратить все свое время на прочтение инструкций
5. Быть последовательным. Это про содержимое сайта. В нем должен прослеживаться определенный уровень последовательности, который проходит через весь интерфейс. С ее помощью пользователь сможет сформировать шаблоны работы с ресурсом. При первом контакте они познакомятся с кнопками, закладками, иконками и другими графическими элементами и при следующей работе будут использовать ранее полученный опыт
6. Быть эффективным. UI – это транспорт, который должен доставить пользователя в нужную точку. Хороший интерфейс должен помогать выполнить функции быстрее с минимальным усилием. Чтобы интерфейс был действительно эффективным, при его разработке важно понимать, что нужно пользователю
7. Быть снисходительным. Ни ваш сайт, ни пользователи не совершенны. Поэтому интерфейс должен быть снисходительным к ошибкам. Клиент потерял или удалил нужную информацию? Не заставляйте его паниковать, предложите возможность отмены операции. Если чего-то нет у вас на сайте? Предлагайте альтернативные источники

5.2. Основные элементы графического интерфейса

Основными элементами графического интерфейса являются окна и меню.

• основное окно операционной системы — Рабочий стол;
• окна папок;
• диалоговые окна;
• окна приложений;
• окна документов.

Окна одного типа имеют сходную структуру, содержат стандартные наборы элементов оформления и управления и позволяют использовать при работе с ними стандартный набор приёмов.

Меню — это выводимый на экран список команд, которые можно задать компьютеру. Выбор команды производится щелчком кнопкой мыши.

Контекстное меню — это список команд, относящихся к текущему объекту; оно появляется при щелчке правой 1 кнопкой мыши на выделенном объекте. Контекстное меню позволяет получить доступ ко всем командам, возможным для данного объекта.

Рабочий стол

Рабочий стол — основное окно графического интерфейса операционной системы, занимающее всё пространство экрана. Рабочий стол может содержать фоновое изображение, значки и ярлыки, панель задач.

Значками обозначаются приложения, документы, папки. Оригинальный значок есть у каждого приложения. Он так или иначе присутствует в значке документа, созданного с помощью этого приложения (рис. 2.12).

Рис. 2.12.
Значки приложений Microsoft Office и соответствующих документов:
а) текстовый процессор и текстовый файл; б) редактор презентаций и файл-презентация; в) электронные таблицы и файл-электронная таблица

Для быстрого доступа к дискам, принтеру, часто используемым программам или документам целесообразно создать на Рабочем столе ярлыки. Ярлык представляет собой ссылку на объект, который может быть расположен в любой папке. Ярлык внешне отличается от значка объекта наличием стрелки в левом нижнем углу. В свойствах ярлыка можно увидеть размещение объекта, на который он указывает (рис. 2.13).

Рис. 2.13.
Ярлык и размещение соответствующей программы

Удаление ярлыка не приводит к удалению соответствующего объекта. Двойной щелчок на ярлыке открывает окно соответствующей программы или документа.

Панель задач располагается в нижней части экрана. На ней находятся: кнопка «Пуск», кнопки выполняемых программ (задач) и открытых окон документов, индикатор языка и часы. Кнопка «Пуск» позволяет вызывать Главное меню, которое обеспечивает доступ практически ко всем ресурсам системы и содержит команды запуска приложений, настройки системы, поиска файлов, доступа к справочной системе и др. На панели задач находится индикатор языка, на котором указывается язык ввода символов. Цифровые часы на панели задач показывают текущее время. Чтобы увидеть текущую дату, месяц и год, достаточно подвести к часам указатель мыши.

В процессе работы на Рабочем столе могут раскладываться окна папок, диалоговые окна, окна приложений и окна документов.

Диалоговые окна

Диалоговые окна предназначены для двустороннего взаимодействия (диалога) между компьютером и пользователем. Они позволяют передать компьютеру более подробную информацию о команде с помощью элементов управления: полей ввода, списков и раскрывающихся списков, переключателей, флажков, кнопок, счётчиков и ползунков (рис. 2.14).

Рис. 2.14.
Диалоговое окно

В поле ввода пользователь заносит требуемую информацию с помощью клавиатуры.

Список — это перечень значений, из которого следует выбрать одно нужное. Длинный список имеет полосу прокрутки.

Раскрывающийся список открывается щелчком на раскрывающей кнопке (на ней изображён треугольник-стрелка).

Переключатели служат для выбора одного из нескольких возможных вариантов. Они располагаются перед возможными вариантами и имеют форму белых кружков. В кружке, соответствующем выбранному варианту, появляется чёрная точка.

Флажок служит для выбора нескольких возможных вариантов. Флажки располагаются перед возможными вариантами и имеют форму квадратиков. Установленный флажок отмечается «галочкой» .

Счётчик представляет собой пару стрелок, позволяющих увеличивать или уменьшать значение в связанном с ними поле.

Ползунок позволяет плавно изменять значение соответствующего параметра.

Командная кнопка обеспечивает выполнение написанного или изображённого на ней действия. Чтобы воспользоваться командной кнопкой, на ней необходимо щёлкнуть.

Диалоговые окна могут содержать несколько вкладок, переключение между которыми осуществляется щелчком мышью на их названиях.

Окна папок и приложений

Окно папки — это область экрана, в которой графически представлено содержимое папки.

Окна папок могут содержать строку заголовка, строку меню, панель инструментов, адресную строку, рабочую область, полосы прокрутки, границы окна и строку состояния.

Строка заголовка содержит: системный значок; заголовок окна; кнопки управления состоянием окна, позволяющие развернуть, свернуть или закрыть окно.

Строка меню представляет собой полный перечень тематически сгруппированных команд, которые можно выполнить в данном окне.

Панель инструментов содержит командные кнопки для выполнения наиболее часто встречающихся операций. В работе удобнее, чем строка меню, но ограничена по количеству команд. В окнах современных приложений панель инструментов часто бывает настраиваемой — пользователь по своему усмотрению может разместить на ней те командные кнопки, которые ему нужны чаще всего.

В адресной строке указан путь доступа к текущей папке, что удобно для ориентации в файловой структуре. Адресная строка позволяет выполнить быстрый переход к другим разделам файловой структуры с помощью раскрывающей кнопки на правом краю строки.

В рабочей области окна папки отображаются значки объектов, хранящихся в папке, причем способом отображения можно управлять. Если количество объектов слишком велико (или размер окна слишком мал), по правому и нижнему краям рабочей области могут отображаться полосы прокрутки, с помощью которых можно «прокручивать» содержимое папки в рабочей области по вертикали и по горизонтали.

Границы окна — рамка, ограничивающая окно с четырех сторон; с помощью операции протягивания границы можно изменять размеры окна.

В строке состояния выводится дополнительная справочная информация.

Окно приложения — это область экрана, в которой представлено запущенное на выполнение приложение; открыть или закрыть окно приложения — то же, что и запустить программу на выполнение или завершить её.

Ученик, при выполнении домашнего задания, располагает на рабочем столе и держит открытыми дневник, учебник, тетрадь. Если задание сложное, ему могут понадобиться также справочник, словарь или энциклопедия.

Аналогичная возможность, называемая многооконностью, реализована в современном пользовательском интерфейсе: на компьютерном Рабочем столе также можно разложить окна различных папок и приложений. При этом можно: переходить из одного окна в другое без потери данных, полученных в ходе выполнения программ; переносить информацию из одного документа в другой.

Котел теорий

Исторически обусловленное направление HCI как проекта по преобразованию деятельности и опыта человека посредством технологий тем не менее остается тесно интегрированным с применением и развитием теорий социальных и когнитивных наук.

Несмотря на то — и, в какой-то степени, благодаря тому, — что технологии и виды деятельности человека, рассматриваемые с точки зрения HCI, постоянно совместно эволюционируют, эта научно-исследовательская отрасль всегда служила лабораторией и инкубатором для теорий. Появление человеко-компьютерного взаимодействия из начального тематического исследования по когнитивной инженерии наложило отпечаток на характер всей последующей деятельности. С самого начала модели, теории и практики, разрабатываемые и используемые в HCI, вносили вклад в науку: отрасль обогатила каждую когда-либо заимствованную теорию.

Напомним, что модель GOMS (Goals — цели, Operations — операции, Methods — методы, Selection rules — правила отбора), самая первая теория, порожденная в сфере человеко-компьютерного взаимодействия, была более всеобъемлющей когнитивной моделью, нежели все прочие, выдвигаемые в то время в когнитивной науке и инженерии; модель «человеческого процессора» сочетала простые аспекты восприятия, внимания, операций кратковременной памяти, планирования и моторики в одной несложной концепции. Но поскольку GOMS была также практическим инструментом, были сформулированы двуединые критерии научного вклада плюс инженерно-конструкторской эффективности, ставшие впоследствии культурой теории и практики отрасли HCI.

Облачный сервис CogTool анализирует демонстрации пользовательских задач, применяемых для создания модели когнитивных процессов, лежащих в основе пользовательской деятельности; эта модель предсказывает время осуществления рабочих операций.

Акцент в вопросе разработки и применения теорий смещался на протяжении всей истории HCI, следуя тому, как сдвигался фокус параллельной эволюции деятельности и артефактов. Таким образом, ранние психологические теории, основанные на обработке информации — например, GOMS, — использовались для моделирования процесса познания и поведения индивидов, взаимодействующих с клавиатурой, простыми дисплеями и устройствами указания. Эта первоначальная концепция теории HC расширила перечень взаимодействий, увеличив их разнообразие, и обогатила смысл понятия «приложение».

Например, теории восприятия объясняли, как объекты распознаются на графическом дисплее, теории ментальных моделей привлекались для толкования роли концепций — наподобие «захламленного рабочего стола» — в формировании взаимодействия, а теории активного пользователя разрабатывали пояснения, как и почему пользователи обучаются взаимодействовать и придают смысл интеракциям. Однако в каждом случае эти разработки являлись одновременно и научным достижением, и основой для улучшения инструментов и методов проектирования.

Эта диалектика теории и практики продолжает существовать в HCI и в наши дни. Легко определить десяток основных теоретических направлений, который сам по себе может быть сгруппирован (грубо) в три эпохи: теории, которые рассматривают интеракцию человека с компьютером как обработку информации; теории, рассматривающие взаимодействие как инициативу агентов, осуществляющих проекты; теорий, трактующих взаимодействие как социально и материально неотъемлемую часть ситуаций с обширными контекстами.

До определенной степени последовательность теорий может восприниматься как слияние научных возможностей и прикладных требований: кодификация и использование сравнительно строгих моделей ясно дает понять, что могли бы быть сформулированы более широкие взгляды на людей и взаимодействия, и что эти мнения могли бы внести свой вклад в копилку HCI. В то же самое время персональные устройства становятся порталами для взаимодействия в социальном и физическом мире, что требует более богатых теоретических основ для анализа и проектирования сценариев интеракций, пользовательского опыта, интерфейсов.

На протяжении последних трех десятилетий для удовлетворения растущих амбиций HCI в областях исследований, проектирования и разработки продукции возник ряд новых парадигм мышления. Сменявшие друг друга теории оспаривали и обогащали предыдущие концепции человеко-компьютерного взаимодействия. Все эти теории по-прежнему актуальны и до сих пор используются в HCI. В хронологическом порядке (слева направо) на иллюстрации приводятся концепции, использовавшиеся в человеко-компьютерном взаимодействии: закон Фиттса (Fitts law), модель GOMS, визуальное восприятие (Visual Perception), ментальное моделирование (Mental Models), активный пользователь (Active User), точки соприкосновения (Common Ground), теория деятельности (Activity Theory), распределенное познание (Distributed Cognition), воплощенное взаимодействие (Embodied Interaction), эмоции (Emotions), пользовательский опыт (UX).

Последовательность теорий и эпох, разумеется, несколько обобщена и идеализирована. Модель GOMS все еще применяется; более того, все основные модели, теории и сценарии, когда-либо использованные в HCI, работают по сию пору. Фактически, все они продолжают развиваться в контексте эволюции отрасли. GOMS в наши дни представляет собой скорее нишевую модель, чем одну из парадигм HCI, однако совсем недавно применялась для исследований дизайна смартфонов и изучения взаимодействия человека и робота.

Задача интеграции или, по крайней мере, более тесной координации описательных и разъяснительных целей науки с предписывающими и конструктивными целями проектирования, остается неизменной для HCI. Существуют по крайне мере три текущих направления — традиционное применение все более широких и глубоких основных теорий; развитие локальных, иногда непосредственно зависящих от сферы использования, прото-теорий в конкретных областях дизайна и использование описания обоснования дизайна в качестве связующего уровня между фундаментальной наукой и практикой проектирования.