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.

Типы интерфейсов

Интерфейсы бывают разными. Во-первых, они отличаются по характеру систем, которые взаимодействуют между собой. Во-вторых, отличается характер их реализации. В-третьих, отличаются возможности интерфейсов. Одни дают вам полный доступ к программной части ПК, но чтобы их использовать, нужны специальные знания. Другие – удобные в использовании, но функционал, который они открывают, ограничен.

Рассмотрим основные типы интерфейсов подробнее.

Пользовательский интерфейс

UI (англ. user interface) или интерфейс пользователя. Именно этот тип взаимодействия имеют в виду чаще всего, когда вспоминают про интерфейс.

Он предназначен для организации контакта между человеком и программно-аппаратными средствами, компонентами компьютерной системы. С его помощью пользователи взаимодействуют с операционными системами и программами, находящимися под их управлением.

Средствами реализации пользовательского интерфейса чаще всего выступают такие инструменты, как:

• клавиатура
• компьютерная мышь
• джойстик
• дисплей
• стилус

При этом UI-интерфейс в зависимости от операционной системы может быть реализован в нескольких формах. Самый популярный – графический интерфейс. Но есть и другие. Рассмотрим основные виды UI.

Графический интерфейс

GUI (англ. graphical user interface) или графический интерфейс пользователя. Это система взаимодействия, предоставляющая пользователям доступ к системным объектам и инструментам управления через визуализацию информации – через графические элементы на мониторе.

Чаще всего для экранного отображения команд и результатов их выполнения используются окна. Элементы управления программами отображаются визуально внутри окон – в форме:

• значков
• иконок
• кнопок
• меню
• списков
• полей ввода и прочих

Управление этими элементами осуществляется с помощью средств реализации, указанных выше – например, с помощью мыши или сенсорного дисплея. Так как различные программы в рамках одной ОС используют идентичные визуальные элементы управления, процесс освоения новых программ для пользователей максимально упрощен. Они учатся на основе ранее полученного опыта.

Пример GUI, с которым мы сталкиваемся ежедневно – web-интерфейс. Это любой интернет-браузер, через который мы читаем новости, делаем покупки, смотрим погоду и заказываем пиццу. С его помощью мы взаимодействуем с другими сайтами – программами в интернете. Каждый сайт тоже имеет свой интерфейс, через который система взаимодействует с вами. И это тоже графический web-интерфейс.

Текстовый интерфейс

TUI (англ. Text user interface) или текстовый интерфейс пользователя. Это система взаимодействия человека и машины посредством команд и откликов с помощью набора буквенно-цифровых символов – текста.

Лучший пример TUI – командная строка. Это прямой способ диалога с ОС. Он характеризуется низкой требовательностью к ресурсам и высокой скоростью отклика. Имеет немало преимуществ перед GUI в части удобства использования, поэтому алгоритмы с текстовым интерфейсом пишутся и сегодня. Прежде всего, для профессиональных программ и оборудования с низкой производительностью.

Недостаток TUI – ограниченность изобразительных средств. Его могут использовать лишь подготовленные пользователи, имеющие специальные знания. Чтобы команды работали, они должны быть введены точно и без ошибок. Для повышения юзабилити многие профессиональные программы используют интерактивные элементы, за счет которых создают более дружественную среду для работы.

Жестовый интерфейс

Это технология взаимодействия, использующая в качестве средств ввода устройства, которые понимают команды при помощи жестов. Главный мотив реализации такого интерфейса – уход от традиционных компьютерных меню приложений с целью повышения юзабилити и эргономичности управления.

Реализацию таких интерфейсов можно встретить в смартфонах и планшетных ПК с сенсорным экраном, в ноутбуках с тачпадами и прочих устройствах. В них реализована технология считывания координат с нескольких точек – так называемый мультитач (multitouch). Второй пример – жесты мышью/джойстиком, которые алгоритм преобразует в команды. Третий – охранные системы, которые реагируют на движение.

Жесты могут считываться в пространстве или на поверхности устройства, с помощью рук или головы, могут совершаться пультом или перчаткой – все это жестовый интерфейс. Он бывает контактным (тактильным) и бесконтактным. Он сложен в реализации, но легок в использовании и интуитивно понятен пользователям.

Голосовой интерфейс

Это средство бесконтактного взаимодействия человека с машиной, где инструментом для ввода выступает микрофон и программа распознавания голосовых сообщений. Раньше это было чем-то из разряда научной фантастики. Сегодня голосовой интерфейс можно встретить в поисковиках, приложениях на смартфонах, мобильных виртуальных помощниках. «Окей, Гугл», «Alexa» от Амазон – все из этой оперы.

Но это хорошие примеры. На самом деле, реализация голосового интерфейса связана с определенными сложностями. Люди не привыкли терпеть «машину, которая не понимает». Поэтому любое устройство или программа с голосовым интерфейсом должна работать безупречно. При реализации этой технологии должны учитываться когнитивная модель целевой аудитории, решаемые задачи, процессы, которые нужно автоматизировать.

Интерфейс программ

API (англ. application programming interface) или программный интерфейс приложений. Это инструменты взаимодействия компьютерных программ между собой. Функции и структуры программных объектов прописаны специальными алгоритмами.

Часто выполнены как отдельная библиотека данных ОС, используются в интернет-протоколах, в описании структур приложений. API описывает абстракцию функциональности программных объектов и по модели реализации является аналогом протокола.

API это некий программный компонент, который помогает разработчикам вставлять вызовы исполняемых кодов одних программ в коды других объектов. Такая технология позволяет взаимодействовать программам, созданным разными разработчиками. Общий стандарт API помогает алгоритмам, написанным на разных языках программирования, обмениваться сообщениями, командами, иными сигналами. Это может происходить как в пределах одного ПК, так и в рамках компьютерной сети.

Интерфейс программ с машинами

Взаимодействие между программами и компьютерами, оборудованием и другими машинами реализовано с помощью операционных систем. Они контролируют работу исполняемых кодов программ и драйверов, передавая команды центральному процессору машин.

Например, смартфон. На него установлено множество приложений – мессенджеры, игры, почта, погода и масса других. Все они взаимодействуют с телефоном через операционную систему – Android или iOS. Не было бы операционной системы – приложение не получилось бы установить на гаджет.

Аппаратный интерфейс

Взаимодействие машин, компьютеров, оборудования и их компонентов обеспечивает интерфейс аппаратных средств. Он реализован с помощью кабелей, проводов, разъемов, шин и прочих контактных технических портов. Например, основные компьютерные устройства и их компоненты подключаются к ПК через USB.. Это принтеры, устройства ввода, флэшки. Не менее широкое применение находят инструменты бесконтактной коммуникации, такие как Wi-Fi или Bluetooth. Часто их совмещают с контактными. Например, беспроводные компьютерные мыши, принимающий модуль которых подключается через USB.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Цикл «задача-артефакт»

Выход за границы рабочего стола является крупномасштабным примером модели технологического развития, которая тиражирует человеко-компьютерное взаимодействие на множество анализируемых уровней. HCI обращается к динамической параллельной эволюции людей, вовлеченных в некую деятельность, их опыта, а также артефактов — таких, как интерактивные инструменты и среды, — посредством которых осуществляется эта деятельность. С одной точки зрения речь идет о понимании и критической оценке интерактивных технологий, используемых людьми, и опыта, приобретаемого ими при этом. Но здесь не менее важен другой вопрос — как эволюционируют эти взаимодействия людей с технологиями, которыми они обладают, по мере развития ожиданий, концепций и навыков пользователей, и как они формулируют свои новые потребности, интересы, представления и повестки для в отношении интерактивных систем.

В обоих этих аспектах практика HCI заключается в понимании видов деятельности и устремлений современного человека, в том числе и того, как эти действия подготавливаются и осуществляются, причем, возможно, что они ограничиваются существующими инфраструктурами и инструментами. С точки зрения человеко-компьютерного взаимодействия опыт и активность пользователей воспринимаются как требования и возможности проектирования, направленные на предвидение и формирование новых технологий, инструментов и интерактивных сред. Речь идет об изучении дизайна пространства и реализации новых систем и устройств через совместную эволюцию пользовательской активности и артефактов, так называемый цикл «задача-артефакт».

Деятельность человека имплицитно формирует его потребности, предпочтения и взгляды на дизайн. В качестве ответной меры разрабатываются артефакты (Artifacts), но они неизбежно делают нечто большее, чем просто реагируют на обращения к ним пользователя. В процессе их принятия (Adoption) и присвоения (Appropriation) новые конструкции предоставляют новые возможности для действий и взаимодействий. В конечном счете эта активность формулирует дальнейшие потребности, предпочтения и взгляды на дизайн человека, вовлеченного во взаимодействие.

Понимание HCI, зафиксированное в параллельной эволюции деятельности и технологических артефактов, полезно. Это простое напоминание нам о том, что человеко-компьютерное взаимодействие — это все его инфраструктуры, в том числе его концепции, методы, центральные проблемы и волнующие успехи, которые всегда будут находиться в движении. Более того, поскольку совместная эволюция деятельности и артефактов формируется каскадом инициатив, зависящих от разношерстной коллекции действующих лиц, нет никаких оснований ожидать, что HCI будет схожим с предыдущим или легко предсказуемым. Это отнюдь не означает, впрочем, что прогресс в отрасли HCI является произвольным или беспорядочным: он просто больше похож на процессы мировой истории, чем на физические процессы. Можно заметить, что это довольно оптимистичный взгляд: индивидуальные и коллективные инициативы формируют то, что является человеко-компьютерным взаимодействием, но никак не законы физики.

Smalltalk был языком программирования и средой разработки, созданными в исследовательском центре Palo Alto Xerox в 1970-х годах. Работа горстки людей стала прямым предшественником современного графического пользовательского интерфейса.

Второй значение цикла «задача-артефакт» — постоянное изучение новых приложений и прикладных областей, новых разработок и конструкторских парадигм, новых граней опыта и новых видов деятельности по-прежнему высоко ценится в HCI. Мы можем иметь ощущение, что знаем, куда мы идем сегодня, но, учитывая очевидную скорость параллельной эволюции деятельности и артефактов, наши представления о будущем, вероятно, менее безошибочны, чем мы думаем. Более того, поскольку мы, по сути дела, строим будущие направления, а не просто ищем их, стоимость наших промахов исключительно высока.

Совместная эволюция деятельности и артефактов подтверждает наличие сильного гистерезиса (hysteresis — свойство систем, мгновенный отклик которых на приложенные к ним воздействия зависит в том числе и от их текущего состояния, а поведение системы на интервале времени во многом определяется её предысторией), другими словами, последствия прошлой «со-эволюционной» корректировки будут оказывать воздействие в далеком будущем.

Например, многие пользователи ежедневно «сражаются» с операционными системами и основными приложениями, конструктивные особенности которых являлись эволюционной реакцией на некорректный анализ, проведенный два или более десятилетия назад. Конечно, невозможно всегда быть правым по отношению к ценностям и критериям, возникающим сейчас и сливающимся воедино в будущем, однако мы должны хотя бы не забывать о том, что впоследствии возможно появление ошибок, обусловленных нашими прошлыми решениями.

«Стол дрейфа» (The Drift Table) представляет собой интерактивный журнальный столик с окошком наверху, отображающим виды Англии и Уэльса, сфотографированные с высоты птичьего полета; размещение и перемещение объектов на столе приводит к прокрутке аэрофотоснимков.

Эта конструкция предназначена для того, чтобы спровоцировать пользователя на размышления о «домашних технологиях».

Защита заключается в рассмотрении альтернативных вариантов, возникающих в каждой точке прогрессии. Жизненно важно много работать, что позволит исследовать все возможные виды пользовательских опыта и активности. Если мы слишком сильно сосредоточимся на позволительности (Affordances — термин HCI, означающий свойства объекта, которые позволяют производить с ним определенное действие) воплощенной в настоящее время технологии, мы слишком легко и некритически воспримем сдерживающие факторы, которые будут ограничивать не только современный тип человеко-компьютерного взаимодействия, но и все его будущие направления развития.

Siri, понимающий человеческую речь «умный помощник» для iPhone от Apple, и очки дополненной реальности Project Glass от Google — последние примеры технологических предсказаний, воплотившиеся в повседневный опыт человеко-компьютерного взаимодействия.

В случае HCI речь не идет принципиально о законах природы. Дело, скорее, касается управления инновационной деятельностью таким образом, чтобы за счет новых технологий обеспечить торжество человеческих ценностей и приоритетов. Это то, что создало HCl; это то, что вывело человеко-компьютерное взаимодействие за границы рабочего стола; это то, что продолжает направлять HCI к новым областям человеческих возможностей, расширенных за счет технологий. Вот почему юзабилити — это открытая концепция, которая никогда не может быть сведена к фиксированному списку требований для разработчика.