Термин "интерфейс" (от англ. Interface) означает сопряжение, взаимодействие. Применительно к автоматизированным системам обработки информации и управления (АСОИУ) он означает средства взаимодействия между компонентами системы, к которым относятся технические (аппаратные) устройства ЭВМ, внешние приборы и датчики, вычислительные сети, программные модули, пользователи и др.

В понятие "средства взаимодействия" включаются:

• правила, как совокупность соглашений о формах, способах организации взаимодействия; они фиксируются в стандартах, протоколах;

• технические и программные средства, обеспечивающие взаимодействие.

Основное назначение интерфейсов - обеспечение совместимости отдельных компонент. Для взаимодействия технических устройств должна быть обеспечена электрическая, конструктивная, информационная совместимость. Для взаимодействия программ совместимость означает возможность обмена данными и передачи управления. Для взаимодействия автоматизированной системы с пользователем под совместимостью понимают возможность активного участия пользователя в процессе работы системы.

Дадим определение интерфейсов АСОИУ:

Интерфейсы АСОИУ - это совокупность правил и средств (технических, программных) для реализации взаимодействия между компонентами системы, обеспечивающих их совместимость.

3. Пользовательский интерфейс: структура и основные подходы к организации

3.1. Структура пользовательского интерфейса

В настоящее время интерактивность программ является непременным требованием к АСОИУ различного назначения. Человек включается в контур решения задачи, осуществляемого с помощью автоматизированной системы, является непременным его участником. Это требует повышенного внимания к вопросам, связанным с организацией взаимодействия человека с АСОИУ.

Дадим определение пользовательского интерфейса:

Под пользовательским интерфейсом понимают совокупность соглашений о формах, способах, правилах взаимодействия человека с АСОИУ и средств (технических, программных) поддержки этих соглашений.

Структуру интерактивной программы в достаточно общем случае можно представить в виде, изображенном на рис. 3.1.

Пользователь взаимодействует с автоматизированной системой через внешние устройства (устройства ввода-вывода). Программные средства системного уровня обеспечивают непосредственную передачу данных. Организация диалога определяет содержание и форму потока данных между пользователем и системой. Блок организации диалога является частью приложения.

Рассмотрим классификацию пользователей. Будем выделять следующие группы пользователей (рис. 3.2) [4]:

• конечные пользователи;

• пользователи-разработчики;

• операторы.

Целью конечных пользователей является получение результатов решения задач в некоторой проблемной области, т.е. задач, для которых создавалась система. Категорию конечных пользователей, в свою очередь, можно разделить на группы: случайные и регулярные. Случайными являются пользователи, использующие систему в отдельных случаях. Примерами могут служить пользователи автоматизированной справочной системы в аэропорту или в библиотеке. Регулярными являются пользователи, постоянно использующие систему в своей деятельности (как правило, профессиональной). Например, это пользователи системы бухгалтерского учета.

Цель пользователей-разработчиков - разработка и отладка программ. В зависимости от типа программ можно выделить прикладных пользователей, разрабатывающих приложения на языках программирования, системных, разрабатывающих системное программное обеспечение, и инструментальных, разрабатывающих приложения с помощью инструментальных пакетов (СУБД, генераторов электронных таблиц и т.д.).

Пользователи-операторы обеспечивают взаимодействие с системой с целью контроля и поддержания ее работоспособности. Например, операторы АСУ ТП (автоматизированных систем управления технологическими процессами) анализируют информацию о состоянии процесса, следят за работой автоматов, управляют ими и т.д.

Несмотря на все разнообразие типов автоматизированных систем и их пользователей, функции пользователя, взаимодействующего с системой, можно свести к трем основным видам:

1. Ввод данных: ввод исходных данных, требуемых для решения задачи; ввод данных для долгосрочного хранения (например, в базе данных), корректировка (редактирование) ранее введенных данных и т.д.

2. Управление работой системы: выбор режима работы (как правило, через меню), ввод или запуск команды (через командное окно, меню или выбор командной кнопки).

3. Получение информации: конечного решения, промежуточных данных, справочной информации, информации об ошибках, приглашающей информации для ввода данных или управления и т.д.

Взаимодействие пользователя с АСОИУ осуществляется посредством внешних устройств. На рис. 3.3. приведена классификация основных видов внешних устройств.

На верхнем уровне все внешние устройства можно разделить на две группы: устройства вывода и устройства ввода. К устройствам вывода в первую очередь относятся: дисплеи, принтеры, плоттеры (графопостроители) и аудиосистемы. В свою очередь, каждая из этих групп устройств вывода может быть разбита на подгруппы по видам устройств. Так, дисплеи по способу отображения информации на экране можно разделить на 2 группы: алфавитно-цифровые и графические. Принтеры классифицируются по способу нанесения символов на бумагу. Различают следующие виды принтеров: матричные, струйные, лазерные. Графопостроители, как и дисплеи, делятся на 2 класса: с произвольным (векторным) сканированием (планшетные, барабанные) и растровым сканированием (электростатические, ксерографические, струйные).

Наиболее распространенным устройством ввода является клавиатура, используемая для ввода и редактирования текста, а также для управления работой системы. К основным средствам ввода относятся также локаторы - устройства для указания позиции и ориентации. К ним относятся следующие виды устройств: мышь, трекбол (напоминает перевернутую мышь), рычаг (джойстик), световое перо, кодирующие планшеты. К устройствам ввода относятся также различного вида сканеры.

Принципы работы внешних устройств ввода-вывода, а также организация непосредственной передачи данных посредством внешних устройств изучаются в рамках дисциплин "Информатика" и "Алгоритмические языки, технология программирования". Перейдем к рассмотрению основных подходов к организации взаимодействия пользователя с АСОИУ.