Лабораторная работа 1 по дисциплине Человекомашинное взаимодействие
 Скачать 486.6 Kb.
|
Лабораторная работа 1 по дисциплине «Человеко-машинное взаимодействие»
Москва 2021 Ответы на контрольные вопросы Классификация интерфейсов. Интерфейс - это, прежде всего, набор правил. Как любые правила, их можно обобщить, собрать в "кодекс", сгруппировать по общему признаку. Таким образом, мы пришли к понятию "вид интерфейса" как объединение по схожести способов взаимодействия человека и компьютеров. Вкратце можно предложить следующую схематическую классификацию различных интерфейсов общения человека и компьютера. Современными видами интерфейсов являются: 1. Командный интерфейс. Командный интерфейс называется так по тому, что в этом виде интерфейса человек подает "команды" компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат человеку. Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки. 2. WIMP - интерфейс (Window - окно, Image - образ, Menu - меню, Pointer - указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов - меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается "опосредственно", через графические образы. Этот вид интерфейса реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и "чистый" WIMP - интерфейс. 3. SILK - интерфейс (Speech - речь, Image - образ, Language - язык, Knowlege - знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный "разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей. 4. "Мимический интерфейс" (Биометрическая технология). 5. Общественный интерфейс - основан на семантических сетях. Описать технологии командного интерфейса. 1. Командный интерфейс 1.1. Пакетная технология Исторически этот вид технологии появился первым.). Идея ее проста: на вход компьютера подается последовательность символов, в которых по определенным правилам указывается последовательность запущенных на выполнение программ. После выполнения очередной программы запускается следующая и т.д. Машина по определенным правилам находит для себя команды и данные. В качестве этой последовательности может выступать, например, перфолента, стопка перфокарт, последовательность нажатия клавиш электрической пишущей машинки (типа CONSUL). Машина также выдает свои сообщения на перфоратор, алфавитно-цифровое печатающее устройство (АЦПУ), ленту пишущей машинки. Такая машина представляет собой "черный ящик" (точнее "белый шкаф"), в который постоянно подается информация и которая также постоянно "информирует" мир о своем состоянии (см. рисунок 2.) Человек здесь имеет малое влияние на работу машины - он может лишь приостановить работу машины, сменить программу и вновь запустить ЭВМ. Впоследствии, когда машины стали помощнее и могли обслуживать сразу нескольких пользователей, вечное ожидание пользователей типа: "Я послал данные машине. Жду, что она ответит. И ответит ли вообще?" - стало, мягко говоря, надоедать. К тому же вычислительные центры, вслед за газетами, стали вторым крупным "производителем" макулатуры. Поэтому с появлением алфавитно-цифровых дисплеев началась эра по-настоящему пользовательской технологии - командной строки.  Рис. 2. Вид большой ЭВМ серии ЕС ЭВМ. 1.2. Технология командной строки При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть терминалом, или консолью. Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой символ приглашения и мигающий прямоугольник – курсор. При нажатии клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается вправо. Это очень похоже на набор команды на пишущей машинке. Однако, в отличие от нее, буквы отображаются на дисплее, а не на бумаге, и неправильно набранный символ можно стереть. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter (или Return.) После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется. Технология командной строки уже работала на монохромных алфавитно-цифровых дисплеях. Поскольку вводить позволялось только буквы, цифры и знаки препинания, то технические характеристики дисплея были не существенны. В качестве монитора можно было использовать телевизионный приемник и даже трубку осциллографа. Обе эти технологии реализуются в виде командного интерфейса - машине подаются на вход команды, а она как бы "отвечает" на них. Преобладающим видом файлов при работе с командным интерфейсом стали текстовые файлы - их и только их можно было создать при помощи клавиатуры. На время наиболее широкого использования интерфейса командной строки приходится появление операционной системы UNIX и появление первых восьмиразрядных персональных компьютеров с многоплатформенной операционной системой CP/M. Каковы этапы развития графического интерфейса? Опишите их. A.1.3.1. Простой графический интерфейс. На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующим. a) При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием. Благодаря этому повысилась выразительность изображения. b) В зависимости от конкретной реализации графического интерфейса курсор может представляться не только мерцающим прямоугольником, но и некоторой областью, охватывающей несколько символов и даже часть экрана. Эта выделенная область отличается от других, невыделенных частей (обычно цветом). c) Нажатие клавиши Enter не всегда приводит к выполнению команды и переходу к следующей строке. Реакция на нажатие любой клавиши во многом зависит от того, в какой части экрана находился курсор. d) Кроме клавиши Enter, на клавиатуре все чаще стали использоваться "серые" клавиши управления курсором (см. раздел, посвященный клавиатуре в выпуске 3 данной серии.) e) Уже в этой редакции графического интерфейса стали использоваться манипуляторы (типа мыши, трекбола и т.п. - см. рисунок A.4.) Они позволяли быстро выделять нужную часть экрана и перемещать курсор.  Рис. Манипуляторы Подводя итоги, можно привести следующие отличительные особенности этого интерфейса. 1) Выделение областей экрана. 2) Переопределение клавиш клавиатуры в зависимости от контекста. 3) Использование манипуляторов и серых клавиш клавиатуры для управления курсором. 4) Широкое использование цветных мониторов. Появление этого типа интерфейса совпадает с широким распространением операционной системы MS-DOS. Именно она внедрила этот интерфейс в массы, благодаря чему 80-е годы прошли под знаком совершенствования этого типа интерфейса, улучшения характеристик отображения символов и других параметров монитора. Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Nortron Commander (о файловых оболочках смотри ниже) и текстовый редактор Multi-Edit. А текстовые редакторы Лексикон, ChiWriter и текстовый процессор Microsoft Word for Dos являются примером, как этот интерфейс превзошел сам себя. A.1.3.2. WIMP - интерфейс Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал "чистый" интерфейс WIMP, Этот подвид интерфейса характеризуется следующими особенностями. 1. Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах - определенных очерченных рамкой частях экрана. 2. Все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков - иконок. При открытии иконки превращаются в окна. 3. Все действия с объектами осуществляются с помощью меню. Хотя меню появилось на первом этапе становления графического интерфейса, оно не имело в нем главенствующего значения, а служило лишь дополнением к командной строке. В чистом WIMP - интерфейсе меню становится основным элементом управления. 4. Широкое использование манипуляторов для указания на объекты. Манипулятор перестает быть просто игрушкой - дополнением к клавиатуре, а становится основным элементом управления. С помощью манипулятора УКАЗЫВАЮТ на любую область экрана, окна или иконки, ВЫДЕЛЯЮТ ее, а уже потом через меню или с использованием других технологий осуществляют управление ими. Следует отметить, что WIMP требует для своей реализации цветной растровый дисплей с высоким разрешением и манипулятор. Также программы, ориентированные на этот вид интерфейса, предъявляют повышенные требования к производительности компьютера, объему его памяти, пропускной способности шины и т.п. Однако этот вид интерфейса наиболее прост в усвоении и интуитивно понятен. Поэтому сейчас WIMP - интерфейс стал стандартом де-факто. Ярким примером программ с графическим интерфейсом является операционная система Microsoft Windows. Какова суть SILK - интерфейса. A.1.4. Речевая технология С середины 90-х годов, после появления недорогих звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи, появился так называемый "речевая технология" SILK - интерфейса. При этой технологии команды подаются голосом путем произнесения специальных зарезервированных слов - команд. Основными такими командами (по правилам системы "Горыныч") являются: - "Проснись" - включение голосового интерфейса. - "Отдыхай" - выключение речевого интерфейса. - "Открыть" - переход в режим вызова той или иной программы. Имя программы называется в следующем слове. - "Буду диктовать" - переход из режима команд в режим набора текста голосом. - "Режим команд" - возврат в режим подачи команд голосом. - и некоторые другие. Слова должны выговариваться четко, в одном темпе. Между словами обязательна пауза. Из-за неразвитости алгоритма распознавания речи такие системы требует индивидуальной предварительной настройки на каждого конкретного пользователя. "Речевая" технология является простейшей реализацией SILK - интерфейса. Основная суть его это человеко-машинный диалог, представляет последовательность запросов пользователя, ответов на них компьютера и наоборот (запрос пользователя, ответ и запрос компьютера, окончательное действие компьютера и др.). Он осуществляется путём взаимодействия пользователя с компьютером в процессе выполнения каких-либо действий а именно голосом. В каких программных продуктах и приложениях наиболее целесообразно использование биометрической технологии, почему? Lan Agent-Этим приложением отслеживаются действия пользователей, работающих в локальной сети. Софт обеспечивает безопасность, скрытно выявляет и предупреждает правонарушения а также находит разные биометрические части тела человека. Fingerprint-Для того, чтобы «узнать» пользователя по отпечатку пальца и безопасно хранить его данные, каждый производитель мобильных устройств предлагает свои возможности. Так, на устройствах Apple образец отпечатка пальца проводится через хеш-функцию перед сохранением в защищенный вычислительном модуль. Все процессы, связанные с Touch ID, происходят именно в этом модуле, и извлечь такие данные невозможно. На устройствах Android степень безопасности зависит от производителя, используемых им подходов и решений. Как правило, работа со сканерами отпечатка пальца регламентируется отдельными документами, в том числе спецификациями Google. Ведущие производители смартфонов, такие как Samsung, используют достаточно надежные и точные емкостные сенсорами и обеспечивают высокую степень безопасности данных. Однако, отдельные небольшие компании могут применять менее надежные сенсоры и хранить отпечатки на устройстве, иногда даже в свободном доступе. Face ID-Если приложение идентифицирует пользователя по лицу, сканирование осуществляют за счет емкостной камеры. По сравнению с предыдущим способом, здесь требуется еще более сложный алгоритм, требующий высокой точности захвата изображения и распределения более 30 тысяч контрольных точек по изображению лица пользователя. В свою очередь, это определяет более высокие требования к камере смартфона. По сути дела, емкостный сканер изучает лицо пользователя, выстраивая геометрическую модель и преобразуя её в результаты вычисления, которые можно хранить. Во время авторизации результат вычисления (с учетом погрешности) для конкретного пользователя сопоставляется с результатом, хранящимся в памяти Почему их целесообразно использовать-потому что в нашем мире уже, а также уже давно начали внедрять их в телефоны плюс такого внедрения это чтобы лучше защитить человека, а с другой стороны это чтобы следить за ним. Что представляет собой семантический интерфейс? Семантический интерфейс- включает в себя и интерфейс командной строки, и графический, и речевой, и мимический интерфейс. Основная его отличительная черта - это отсутствие команд при общении с компьютером. Запрос формируется на естественном языке, в виде связанного текста и образов. Семантический интерфейс. Эта часть является центральным и наиболее сложным для реализации компонентом Semantic API. Она предоставляет средства для получения смысловой информации обо всех программных сущностях -. объектах, функциях, классах и типах, шаблонах, их настройках и специализациях.  Семантический интерфейс SemanticUI 7. Приведите примеры программ, относящихся к различным видам интерфейса. 1)Cortana Windows 10- Последним на очереди идет стандартный голосовой ассистент для компьютеров на базе Windows 10. Cortana рассматривается нами в последнюю очередь только из-за того, что она не поддерживает русский язык (во всяком случае пока). Поэтому пользоваться «Кортаной» могут лишь те, кто обладает разговорными навыками других языков. На заметку. Cortana поддерживает английский, немецкий, французский, китайский, итальянский, испанский и японский языки. Но у «Кортаны» есть несколько преимуществ, заставляющих рассматривать ее в качестве основного средства голосового управления. Во-первых, это стандартный инструмент, не требующий скачивания дополнительного софта и оплаты подписки. Во-вторых, Cortana – полноценный ассистент а также интерфейс. Наконец, «Кортана» интегрирована в систему, что позволяет рассчитывать на управление любыми процессами компьютера. 2)AutoDraw- Графический интерфейс редактор от Google помогает создавать хорошие иллюстрации тем, кто не умеет рисовать. Сервис был представлен в рамках проекта AI Experiments, открытого осенью 2016 года. Внешне нейросеть похожа на простой графический редактор. В сервисе можно: выбрать три формата изображения – одно горизонтальное и два вертикальных; просто рисовать, как карандашом в Paint; создавать фигуры – круги, треугольники и четырехугольники; писать текст любым из 14 шрифтов, выбирать размер букв от 8 до 96; заливать цветом фигуры, изображения, фон, менять цвета любых элементов; перемещать и масштабировать объекты на рисунке. Самая главная функция сервиса – создание опрятных и красивых рисунков на основе каракулей. Достаточно приблизительно нарисовать объект, и сеть покажет сверху небольшие иконки изображений. Кликните на любую, чтобы каракули превратились в осмысленный рисунок. С помощью нейросети легко создавать простейшие рисунки. Идеально для тех, кто выбрал минимализм в оформлении, например, социальных сетей – за 1-2 секунды можно создать уникальную простую иллюстрацию к посту.  Как-то так, например, можно проиллюстрировать публикацию о космосе. Или доработать набросок с помощью других нейросетей Если будете работать с AutoDraw, учтите, что у нейросети своеобразное восприятие каракулей. Иногда она не может определить, что изображено, и предлагает неподходящие иллюстрации. 3) С помощью MuseNet можно сгенерировать четырёхминутный трек в одном из стилей: саундреков для видеоигр, классической музыки, дискографии Фрэнка Синатры и так далее. Ещё в сервисе можно выбрать инструменты, которые будут использоваться в мелодии, и добавить аудио для референса, чтобы MuseNet мог создать похожий.  |
