П_К_Лекц_ї. Что такое интерфейс
 Скачать 1.02 Mb.
|
|
«Система реального времени - это аппаратно-программный комплекс, реагирующий в течение предсказуемого времени на непредсказуемый поток внешних событий». Данное определение требует некоторых пояснений. Во-первых, перечень типов событий, на которые должна реагировать система, как правило, определяется на этапе ее создания; неизвестны «только» последовательность этих событий и моменты их возникновения. Во-вторых, система должна успеть отреагировать на произошедшее событие в течение времени, критичного для этого события (точнее, для управляемого объекта), и это время должно быть предсказано (вычислено) при создании системы. Отсутствие реакции в течение заданного (или допустимого) интервала считается ошибкой. В-третьих, поскольку на управляемых объектах могут происходить два или более событий одновременно, должна быть задана приоритетность каждого из них с точки зрения целевого предназначения системы. Различают СРВ двух типов: жесткого реального времени; мягкого реального времени. Для систем жесткого реального времени недопустима задержка реакции ни при каких условиях, поскольку это может привести либо к катастрофическим последствиям, либо к тяжелым экономическим потерям (что, собственно, для потерявшего равносильно катастрофе). К таким системам относятся, в частности, бортовые системы управления, системы военного назначения, системы аварийной защиты (например, на атомных электростанциях) и некоторые другие. Для систем мягкого реального времени задержка менее критична, хотя и может привести к снижению качества управления. Например, задержка в оформлении авиабилетов за 10 минут до вылета вряд ли приведет к человеческим жертвам, но определенным образом повлияет на работу аэропорта. Особый класс СРВ составляют так называемые системы диспетчерского управления (или человеко-машинные системы - ЧМС), в которых одним из обязательных звеньев управления (а иногда и главным) является человек (диспетчер, оператор, или Лицо, Принимающее Решение - ЛПР). Качество работы такой системы в значительной степени определяется тем, насколько адекватно воспринимает оператор поступающую информацию и насколько своевременно он на нее реагирует. Очевидно, что при достаточном уровне подготовленности персонала основным фактором, влияющим на работу оператора, является качество организации его взаимодействия с системой, то есть ее интерфейс. Вместе с тем, даже в случае принятия правильного решения оператор может допустить так называемую функциональную ошибку (нажать не ту клавишу, выбрать не ту команду) и т.д. Опасность функциональных ошибок существенно возрастает в стрессовых ситуациях. Например, опыт американских военных летчиков показывает, что в условиях ведения боевых действий оказывается неэффективным использование меню. Качество работы СРВ зависит от формы представления информации о текущей ситуации в системе и от доступных оператору средств воздействия на исполнительные компоненты-системы. Таким образом, при разработке пользовательского интерфейса СРВ основное внимание должно быть уделено следующим вопросам: Детальному проектированию сценария диалога с целью выбора оптимальных маршрутов перемещения оператора по дереву диалога, а также предотвращения ситуаций, которые могут потребовать перезапуска системы. Реализации средств динамического изменения структуры диалога в зависимости от текущей ситуации, складывающейся в системе. 3. Тщательному выбору визуальных атрибутов отображаемой информации, в том числе'выбору средств привлечения внимания пользователя (оператора). При всем при этом должно обеспечиваться свойство естественности интерфейса СРВ. Имеется в виду следующее. Во многих системах управления технологическими процессами за годы их существования была сформирована оптимальная структура средств индикации и контроля, а также соответствующая ей система условных обозначений, используемая на операторских пультах. При создании рабочих мест операторов учитывались результаты весьма глубоких эргономических исследований. Поэтому при проектировании интерфейса автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе ПЭВМ целесообразно сохранить основную схему визуализации процессов, протекающих в данной системе управления. Неслучайно практически все инструментальные средства, предназначенные для разработки интерфейса систем диспетчерского управления, содержат графические библиотеки, позволяющие воссоздавать на экране монитора мнемосхемы, идентичные использовавшимся на прежних пультах. Такой подход позволяет использовать при работе оператора не только визуальные, но и другие (в первую очередь - звуковые) средства индикации и привлечения внимания. При выборе визуальных атрибутов элементов интерфейса следует учитывать как требования имеющихся стандартов, так и физиологические особенности зрения оператора. Прием визуальной информации содержит ряд элементарных процессов: обнаружение, различение, опознание и декодирование. На выполнение этих процессов основное влияние оказывают следующие характеристики зрения оператора: яркостные пространственные временные цветового восприятия. Все они в значительной степени зависят от размеров и свойств излучения объектов, отображаемых на экране. Яркостные характеристики Они определяют размер зоны видения светящегося объекта, а также скорость и безошибочность обработки светящейся информации. Зрительное восприятие светящегося объекта возможно в диапазоне яркостей i10е... 103 кандел/м2. Яркость светящегося объекта может быть рассчитана по формуле В=К - 0,251п(а) + 0.79, где К — степень ослепления (при К= 1...2 оператор испытывает дискомфорт, а при К=3...8 — болевые ощущения); а — угловой размер светящегося объекта (измеряется в градусах). Яркость, превышающая 15 • 10в, является слепящей. Для обеспечения длительной зрительной работоспособности оператора яркость наблюдаемых на экране объектов не должна превышать 64 кд/м2; при этом перепад яркостей в поле зрения оператора должен быть не более 1:100. Наивысшая быстрота различения сложных объектов достигается при яркости 3 • 103 кд/м2. Необходимо также учитывать, что требуемая острота зрения при восприятии светлых объектов в 3-4 раза ниже чем, для темных; светлые объекты на темном фоне обнаруживаются легче, чем темные на светлом. Пространственные характеристики Данная группа характеристик влияет на обнаружение, различение и опознание объектов. При решении практических задач необходимо учитывать следующие положения: Основную информацию об объекте несет его контур; время различения и опознания контура объекта увеличивается с увеличением его сложности. При различении сложных контуров безошибочность выше, чем при различении простых. Решающее значение в восприятии формы объектов имеет соотношение «фигура/фон». Минимальный размер объекта должен выбираться для заданных уровней кон траста и яркости; уменьшение значений этих параметров требует увеличения угловых размеров объекта. Для повышения вероятности различения с 0,5 до 0,98 требуется увеличение угловых размеров для простых фигур на 20...25%, а для знаков типа букв и цифр — в два раза. Для различения положения фигуры относительно вертикальной или горизонтальной оси пороговая величина обнаружения должна быть увеличена в 3 раза (порог обнаружения темного объекта на светлом фоне составляет 1 угловую секунду). При наличии на экране движущихся объектов следует учитывать ряд дополнительных факторов. Например, при перемещении точечного объекта со скоростью 0,25 градус/с его непрерывное движение воспринимается как дискретное, при скорости 0,25...4 градус/с — как непрерывное, а при скорости более 4 градус/с изображение сливается в сплошную полосу. Полезно также помнить о том, что существует три вида кажущегося движения: • восприятие перемещения сигнала из одного положения в другое при последовательном предъявлении двух идентичных сигналов от различных объектов; кажущееся изменение размеров объекта при последовательном появлении двух объектов, имеющих идентичные контуры; Кажущееся изменение размеров объекта при изменении яркости самого объекта или фона. Временные характеристики Зрительное восприятие светящегося объекта формируется у человека-оператора с некоторой задержкой по отношению к началу действия зрительного раздражителя и его прекращению, что обусловливает ряд особенностей функционирования зрительного анализатора. Эти особенности проявляются как при восприятии одиночных световых сигналов, так и их последовательности. Знание временных характеристик зрения позволяет обоснованно выбирать время экспозиции сигналов для обеспечения их минимальной различимости и временных интервалов предъявления сигналов в последовательности. Характеристики цветового восприятия Цвета различаются тоном, светлотой и насыщенностью. Число различимых оттенков цвета по всему спектру при яркости не менее 10 кд/м2 и максимальной насыщенности равно приблизительно 150. Различение степеней насыщенности колеблется от 4 (для желтого) до 25 (для красного). При изолированном предъявлении человек точно идентифицирует не более 10-12 цветовых тонов, а в комбинации с другими цветами - не более восьми. Изменение яркости объекта влияет на восприятие его цвета. С уменьшением яркости от 180 до 0,5 кд/м2 происходит уменьшение светлоты и постепенное обесцвечивание желтого и синего цветов, а спектр становится трехцветным: красно-зелено-фиолетовым. Восприятие цвета зависит также от угловых размеров объекта: с уменьшением размера изменяется видимая яркость и искажается цветность. Наибольшему изменению подвержены желтый и синий цвета. Для систем реального времени основным критерием выбора цветов отображаемых на экране символов и сообщений является острота различения. Она максимальна для символов белого цвета и минимальна для символов, имеющих крайние цвета спектра. Хотя белый цвет наиболее прост в применении и его часто используют, наилучшим в этом отношении является желто-зеленый цвет, который по насыщенности мало отличается от белого, но имеет максимальную видность; красный, фиолетовый и синий цвета не рекомендуется использовать для отображения символов или объектов сложной конфигурации. При согласовании цветов символов и фона следует учитывать, что восприятие символов максимально для контрастных цветов (т.е. относящимся к противоположным границам спектра). При контрастности менее 60% читаемость символов резко ухудшается. Установлены следующие допустимые комбинации цвета символа с цветом фона (в порядке убывания четкости восприятия): синий на белом черный на желтом зеленый на белом черный на белом (только четвертое место!!) белый на синем зеленый на красном красный на желтом красный на белом оранжевый на черном черный на пурпурном оранжевый на белом красный на зеленом. При одновременном поступлении двух или нескольких сигналов (сообщений) на их восприятие оператором влияют следующие факторы: избирательность внимания, абсолютная и относительная интенсивность сигналов, взаимное расположение на экране, степень синхронности сигналов, объем поступающей информации и скорость ее поступления. Наряду с рассмотренными выше характеристиками важное значение для эффективной работы оператора имеет способ передачи смыслового содержания отображаемой на экране информации. Этот способ может базироваться на использовании одного из четырех типов знаковых систем (или их комбинации): буквенной пиктографической цифровой геометрической. При выборе знаковой системы следует учитывать: Легкость опознания и декодирования знаков. Требуемую длительность безошибочной работы оператора, в том числе в условиях стресса. Уровень помехоустойчивости системы. Скорость запоминания и длительность сохранения алфавита знаковой системы в оперативной и долговременной памяти оператора. В системах реального времени участие оператора в процессе управления проявляется главным образом при возникновении нештатных, аварийных или критических ситуаций. Вместе с тем, именно такие ситуации вызывают у человека дискомфортное или даже стрессовое состояние. В связи с этим особое значение для СРВ имеет проблема реализации средств поддержки пользователя. Очевидно, ведущую роль здесь должна играть контекстно-зависимая помощь и помощь, определяемая заданием. При этом целесообразно предусмотреть два способа предоставления помощи: по запросу оператора и автоматически, например, по истечении некоторого допустимого времени ожидания реакции оператора на возникшую ситуацию. В связи с повышенными требованиями, предъявляемыми к надежности и быстродействию систем реального времени, при их создании значительно возрастает роль этапа макетирования пользовательского интерфейса и его согласования с потенциальными пользователями. ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА На данный момент уже достаточно четко обозначились четыре основные тенденции в развитии технологий создания пользовательского интерфейса: Интеграция интерфейса «настольных» приложений с Web- интерфейсом. Унификация интерфейса приложений, созданных на различных аппаратно- программных платформах. .3. Повышение уровня адаптивности («интеллектуальности») интерфейса. 4. Более широкое внедрение мультимедийных технологий в интерфейс приложений, вне зависимости от их функционального предназначения. |