Лабораторная работа: Организация интерфейса пользователя

- входные сообщения, которые генерируются человеком с помощью средств ввода (клавиатуры, мыши и т.п.);

- выходные сообщения, которые генерируются компьютером в виде текстов, звуковых сигналов и/или изображений и выводятся пользователю на экран монитора или другие устройства вывода информации.

В основном пользователь генерирует сообщения следующих типов: запрос информации, запрос помощи, запрос операции или функции, ввод или изменение информации и т.д. В ответ он получает: подсказки или справки, информационные сообщения, не требующие ответа, приказы, требующие действий, сообщения об ошибках, нуждающиеся в ответных действиях, и т.д.

2. Классификация интерфейсов

По аналогии с процедурным и объектным подходом к программированию различают процедурно-ориентированный и объектно-ориентированный подходы к разработке интерфейсов (см. рис. 1).

Рис.1 . Типы пользовательских интерфейсов

Процедурно-ориентированные интерфейсы предоставляют пользователю возможность выполнения некоторого набора действий, для которых могут вводиться соответствующие исходные данные. Вся работа с программой сводится к выбору действия, которое надо выполнить (если такой выбор предоставляется), вводу данных (при необходимости) и обработке полученных результатов.

Объектно-ориентированные интерфейсы используют несколько иную модель взаимодействия с пользователем, ориентированную на манипулирование объектами предметной области. Мы не будем подробно останавливаться на объектно-ориентированных пользовательских интерфейсах, поскольку для решения учебных задач достаточно процедурного подхода, значительно более простого в реализации. В качестве примера объектно-ориентированного интерфейса можно привести программу «Проводник» ОС Windows. Объектами предметной области в этом случае являются файлы и папки. Выполнение операции может выглядеть так: пользователь «берет» файл (точнее, объект интерфейса, соответствующий файлу) и «перетаскивает» его в другую папку, инициируя таким образом перемещение «физического» файла на диске.

Процедурно-ориентированные интерфейсы, в свою очередь, можно разделить на несколько подтипов: консольные, меню и со свободной навигацией.

Консольным называют интерфейс, который организует взаимодействие с пользователем на основе последовательного ввода и вывода информации в текстовом режиме по принципу «вопрос-ответ». Обычно такой интерфейс реализует конкретный сценарий работы, например: ввод данных – решение задачи – вывод результата (рис. 2, а). Единственное отклонение от последовательного процесса, которое обеспечивается данным интерфейсом, заключается в организации цикла для обработки нескольких наборов данных (рис. 2, б). Подобные интерфейсы в настоящее время используют только в процессе обучения программированию или в тех случаях, когда вся программа реализует одну функцию, например, в некоторых системных утилитах.

а) б)

Рис. 2 . Структура программы с консольным интерфейсом

В качестве примера программы с консольным интерфейсом рассмотрим программу решения квадратного уравнения (см. рис. 3).

Рис.3 . Внешний вид консольного интерфейса

Данная программа последовательно запрашивает коэффициенты уравнения, после чего производит вычисления, выводит результат и предлагает повторить ввод данных. Никаких средств перехода к предыдущему шагу не существует, и если пользователь ошибся при вводе параметров, то ему придется дойти до решения, а затем вводить параметры еще раз.

Интерфейс-меню, в отличие от консольного интерфейса, позволяет пользователю выбирать необходимые операции из специального списка, выводимого ему программой. В этом типе интерфейсов последовательность действий выбирается самим пользователем. Различают одноуровневые и иерархические меню. Первые используют для сравнительно простых случаев, когда вариантов немного (не более 5–7), и они включают операции одного типа, например, Создать, Открыть, Закрыть и т.п. Вторые применяются при большом количестве вариантов или их очевидных различиях, например, операции с файлами и операции с данными, хранящимися в этих файлах. На рис. 4 показана типичная структура алгоритма программы, организующей одноуровневое меню.

Алгоритм программы с многоуровневым меню обычно строится по уровням, причем выбор команды на каждом уровне осуществляется так же, как для одноуровневого меню.

Интерфейс-меню предполагает, что программа в любой момент времени находится либо в состоянии обслуживания меню (ожидания выбора со стороны пользователя), либо в состоянии выполнения операции. Пользователь, как правило, вынужден ожидать, пока выполняется выбранное им действие.

Рис.4 . Структура программы с интерфейсом-меню

Меню может быть построено различными способами. Простейший вариант реализации меню – вывод списка пунктов и предложение ввести номер пункта из этого списка (см. рис. 5, а). Более сложный вариант – список, по которому можно перемещаться с помощью клавиш (обычно клавиши управления курсором). Достоинства этого способа в том, что он удобнее, привлекательнее выглядит, не требует от пользователя соотнесения текста меню с номером пункта и уменьшает вероятность ошибки при выборе за счет того, что текущий пункт меню «подсвечивается». Внешний вид такого меню приведен на рис. 5, б.

а) б)

Рис.5 . Внешний вид интерфейса-меню

В отличие от интерфейса-меню интерфейс со свободной навигацией обеспечивает возможность осуществления любых допустимых в конкретном состоянии операций, доступ к которым возможен через различные интерфейсные компоненты. На данный момент сформировался стандартный набор компонент пользовательского интерфейса, которые широко применяются в самых разнообразных программах и поддерживаются многими операционными системами и библиотеками. Поскольку даже разные реализации этих компонент подчиняются некоторым общим принципам управления, интерфейсы, построенные на их основе, привычны и понятны любому пользователю. Это является несомненным достоинством интерфейсов со свободной навигацией.

Внешний вид некоторых распространенных интерфейсных элементов в системе ОС Windows приведен на рис. 6. Перечислим эти компоненты (в скобках даны устоявшиеся английские названия):

- опция, флажок (checkbox), рис. 6, а;

- поле ввода (editbox), рис. 6, б;

- наборныйсчетчик (spin control, up/down control), рис. 6, в;