|
Дата направления статьи в редакцию:
20-11-2014
Дата публикации:
04-12-2014
Аннотация:
Пользовательский интерфейс является единственным способом взаимодействия пользователя с программной системой. Поэтому он должен быть достаточно простыми, понятным и легкими в освоении. Проектируемые с помощью современных технологий пользовательские интерфейсы в большинстве своем представляют собой достаточно сложные системы. Основной проблемой в таких интерфейсах является то, что пользователю, имеющему низкий уровень квалификации, сложно работать с ними. Это в свою очередь уменьшает количество пользователей и снижает эффективность эксплуатации ПО. Проектирование пользовательских интерфейсов интеллектуальных систем является более сложной задачей по ряду причин, что делает разработку технологии для их проектирования более актуальной. В данной статье описаны принципы и приемы, позволяющие проектировать интеллектуальные пользовательские интерфейсы для интеллектуальных систем, которые легко интегрируются в них и строятся на основе уже имеющихся компонентов. На основе предлагаемой технологии уже проектируются пользовательские интерфейсы некоторых прикладных систем, что дает возможность говорить о работоспособности предлагаемого подхода.
Ключевые слова:
пользовательский интерфейс, интерфейс интеллектуальной системы, знания, семантика предметной области, семантическая технология, пользователь, количество задач, сложность интерфейса, человеко-машинное взаимодействие, юзабилити
УДК: 004.822:514
Abstract: The user interface is the only way the user interacts with the system software. Therefore, it should be fairly simple, intuitive and easy to learn. Designed by modern products user interfaces for the most part are fairly complex system. The main problem in these interfaces is that it is difficult to work with them for a user with a low level of skills. This in turn reduces the number of customers and reduces the operating efficiency. Designing user interfaces of intelligent system is more difficult for a number of reasons, which makes the development of technologies for their design more relevant. The article describes the principles and techniques that helps to design user interfaces for intelligent systems that can be easily integrated and are based on existing components. On the basis of the proposed technology user interfaces of some application systems were already designed. That makes it possible for authors to make conclustions about the performance of the proposed approach.
Keywords: user interface, intelligent system interface, knowledge, semantics domain, semantic technology, user, number of tasks, complexity of the interface, man-machine interaction, usability
Введение Проектирование пользовательских интерфейсов интеллектуальных систем является более сложной задачей по ряду причин, что делает разработку технологии для их проектирования более актуальной. Сложность разработки таких пользовательских интерфейсов обусловлена требованиями, которые предъявляются к ним:
- должны отображать различные виды знаний (при прочих равных условиях, чем больше различных видов знаний имеется в базе знаний системы, тем она интеллектуальней);
- должны обеспечивать возможность пользователю ставить перед системой существенно большее количество задач (в том числе и свободно конструируемых);
- должны как можно более четко отражать семантику предметной области в рамках которой происходит общение с пользователем.
В рамках проекта OSTIS [2][3] ведется разработка семантической технологии проектирования пользовательских интерфейсов интеллектуальных систем. Эта технология базируется на следующих принципах:
- разработка унифицированной модели пользовательских интерфейсов согласованной с общей теорией интеллектуальных систем. В основе предлагаемой модели пользовательских интерфейсов лежит семантическая модель, основу которой составляет унифицированное представление информации с помощью SC-кода, описанного в [3][4];
- повторное (многократное) использование уже разработанных фрагментов пользовательских интерфейсов. Фрагменты пользовательского интерфейса, которые являются достаточно унифицированными и могут быть использованы многократно в различных системах, называются компонентами пользовательского интерфейса. Для хранения, компонентов используется библиотека компонентов пользовательских интерфейсов;
- повышение уровня автоматизации и последующей интеллектуализации процесса проектирования. Для проектирования пользовательских интерфейсов используются инструментальные средства визуального проектирования, а также средства верификации и отладки, которые также являются интеллектуальными системами;
- создание интеллектуальной help-системы обеспечивающей консультацию разработчиков пользовательских интерфейсов по всем аспектам технологии их проектирования. Интеллектуальная help-система является sc-системой, основной задачей которой является формирование у разработчика навыков по проектированию пользовательских интерфейсов;
- создание интеллектуальной системы поддержки процесса разработки самой технологии (project management).
Описанные принципы направлены в первую очередь на сокращение сроков проектирования пользовательских интерфейсов, за счет использования готовых компонентов. Что в свою очередь снижает минимальные требования к начальной квалификации разработчика.
В состав семантической технологии проектирования пользовательских интерфейсов входят:
- семантическая модель пользовательских интерфейсов;
- библиотека совместимых компонентов;
- инструментальные средства проектирования пользовательских интерфейсов;
- методика проектирования пользовательских интерфейсов;
- методика обучения проектированию пользовательских интерфейсов;
- help-система по проектированию пользовательских интерфейсов;
- система поддержки процесса разработки технологии.
Основной и базовой частью всей технологии является семантическая модель пользовательских интерфейсов. Она описывает принципы, которые лежат в основе проектируемых интерфейсов, что позволяет унифицировать их. В основу семантической модели положены следующие принципы:
- пользовательский интерфейс рассматривается как специализированная интеллектуальная система, которая направлена на получение сообщений от пользователя и вывода ему ответов системы. Другими словами, основной задачей пользовательского интерфейса является перевод сообщения от пользователя, полученного на некотором внешнем языке, на язык понятный системе, а также вывод ответа системы на некотором внешнем языке, понятном пользователю;
- в основе графических интерфейсов лежит
SCg-код (Semantic Code graphical – который является одним из возможных способов визуального представления текстов SC-кода) [4][5]. Основным принципом, положенным в его основу, является то, что все изображенные на экране объекты, в том числе и элементы управления, являются изображением узлов семантической сети. Другими словами каждому изображенному на экране объекту соответствует узел в семантической сети (базе знаний);
- выделение семантики в пользовательских действиях, с последующим анализом, а также их унификация и четкая типология.
Так как пользовательский интерфейс представляет собой интеллектуальную систему, построенную с помощью семантической технологии компонентного проектирования интеллектуальных систем [3], то он точно так же как и любая другая система строится с использованием компонентов.
Выделяются следующие типы компонентов:
- трансляторы с текстов различных внешних языков в тексты
SC-кода;
- трансляторы с текстов SC-кода в тексты различных внешних языков;
- компоненты вывода информационных конструкций пользователю;
- компоненты ввода информационных конструкций;
Каждый компонент пользовательского интерфейса состоит из некоторой базы знаний необходимой для его работы и набора
sc-операций.
В рамках семантической модели графический пользовательский интерфейс [5] интеллектуальных систем представляет собой мультимодальный оконный интерфейс. Взаимодействие пользователя с системой осуществляется в рамках главного окна (которое может содержать дочерние окна) с помощью SCg-кода. Пользователь формирует сообщения системе с помощью SCg-кода. Ответы выводятся также с помощью SCg-кода (в виде sc.g-конструкций). Частным видом ответа является sc.g-конструкция, состоящая из одной sc.g-рамки (изображение дочернего окна), содержимое которой представляется на каком-то внешнем языке. Другими словами диалог сводиться к обмену сообщениями (представленными с помощью SCg-кода) между пользователем и системой.
В самом простом случает пользователь будет работать с привычным для него пользовательским интерфейсом, в котором есть окна, есть некоторые команды и т. д. Но в отличие от привычных нам интерфейсов, здесь появляется целый ряд дополнительных возможностей:
- при необходимости система может явно визуализировать связи между различными элементами, представленными на экране. К примеру, она может явно изобразить отношение быть дочерним окном* между двумя окнами;
- в качестве аргументов к командам могут выступать и сами команды. Что позволяет пользователю изучать пользовательский интерфейс прямо во время эксплуатации системы. К примеру, он может узнать сравнить две команды, узнать, зачем нужна та или иная команда и т. д. В современных системах он тоже может найти данную информацию, но для этого ему потребуется искать её в документации. Кроме этого он может попросить систему показать, как пользоваться той или иной командой, так как все они представлены в базе знаний, то системе достаточно легко ответить на такой тип вопросов. К примеру, он может попросить показать как нарисовать треугольник на чертеже, и система, на основании описания команд, покажет ему на экране как это делать. При этом стоит отметить, что ответ вычисляется, а не заранее заготовлен;
- так как все команды описаны в базе знаний и инициируются через неё, то система пользовательский интерфейс может анализировать их и адаптироваться под пользователя (чаще показывать те или иные команды, рекомендовать использование одной команды вместо последовательности из нескольких команд и т. д.).
Заключение Описанные выше принципы и приемы позволяют проектировать интеллектуальные пользовательские интерфейсы для интеллектуальных систем, которые легко интегрируются в них и строятся на основе уже имеющихся компонентов. На основе предлагаемой технологии уже проектируются пользовательские интерфейсы некоторых прикладных систем. Что дает возможность говорить о работоспособности предлагаемого подхода. Все результаты, в том числе и исходные коды, представлены на сайте проекта OSTIS [2].
Библиография
1. Поспелов Д.А. Интеллектуальные интерфейсы для ЭВМ новых поколений// Электронная вычислительная техника. Сборник статей. Вып.3.-М.: Радио и связь, 1989.-С.4-20.
2. Открытая семантическая технология проектирования интеллектуальных систем [Электронный ресурс]. – 2011.-Режим доступа: http://ostis.net. – Дата доступа: 14.03.2012
3. Голенков, В. В. Графодинамические модели параллельной обработки знаний: принципы построения, реализации и проектирования / В. В. Голенков, Н. А. Гулякина // Материалы международной научно-технической конференции “Открытые семантические технологии проектирования интеллектуальных систем” – 2012. – с. 23-52
4. Представление и обработка знаний в графодинамических ассоциативных машинах / В. В. Голенков, [и др]; – Мн. : БГУИР, 2001
5. Коробейников А. Г., Кудрин П. А., Сидоркина И. Г. Алгоритм распознавания трехмерных изображений с высокой детализацией./ Вестник Марийского государственного технического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы, 2010 №2, с. 91-98.
6. Колб Д. Г, Корончик Д. Н. Редактор семантических сетей и его формальное описание // Дистанционное обучение – образовательная среда XXI века: Материалы VI Междунар. науч.-метод. конференции, 22-23 нояб. 2007 г. – Минск: БГУИР, 2007.-c.196-199
References
1. Pospelov D.A. Intellektual'nye interfeisy dlya EVM novykh pokolenii// Elektronnaya vychislitel'naya tekhnika. Sbornik statei. Vyp.3.-M.: Radio i svyaz', 1989.-S.4-20.
2. Otkrytaya semanticheskaya tekhnologiya proektirovaniya intellektual'nykh sistem [Elektronnyi resurs]. – 2011.-Rezhim dostupa: http://ostis.net. – Data dostupa: 14.03.2012
3. Golenkov, V. V. Grafodinamicheskie modeli parallel'noi obrabotki znanii: printsipy postroeniya, realizatsii i proektirovaniya / V. V. Golenkov, N. A. Gulyakina // Materialy mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii “Otkrytye semanticheskie tekhnologii proektirovaniya intellektual'nykh sistem” – 2012. – s. 23-52
4. Predstavlenie i obrabotka znanii v grafodinamicheskikh assotsiativnykh mashinakh / V. V. Golenkov, [i dr]; – Mn. : BGUIR, 2001
5. Korobeinikov A. G., Kudrin P. A., Sidorkina I. G. Algoritm raspoznavaniya trekhmernykh izobrazhenii s vysokoi detalizatsiei./ Vestnik Mariiskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Radiotekhnicheskie i infokommunikatsionnye sistemy, 2010 №2, s. 91-98.
6. Kolb D. G, Koronchik D. N. Redaktor semanticheskikh setei i ego formal'noe opisanie // Distantsionnoe obuchenie – obrazovatel'naya sreda XXI veka: Materialy VI Mezhdunar. nauch.-metod. konferentsii, 22-23 noyab. 2007 g. – Minsk: BGUIR, 2007.-c.196-199
|
Перевести страницу на:
Статья опубликована с лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) – Лицензия «С указанием авторства – Некоммерческая».
© 1998 – 2024 Nota Bene. Publishing Technologies. NB-Media Ltd.
