Что такое интерфейс? Значение этого слова. История развития интерфейса.
Понятие интерфейс пришло к нам с появлением первых вычислительных машин .
У этого термина имеется несколько значений , однако все они сводятся к одному – взаимодействию человека и машины .
Прежде всего , интерфейс отождествляют с компьютерными технологиями . Это совокупность средств , позволяющих человеку управлять компьютером .
Первые компьютерные устройства имели громадные размеры и очень маленькую память .
Для ввода данных использовали , так называемые , перфокарты . Они представляли собой полоски с отверстиями , сделанные программистами вручную , которые и «скармливали » затем компьютеру . Такой интерфейс вряд ли был удобным .
Позже появились компьютеры , обустроенные операционными системами (ОС ) на основе командной строки . Чтобы выполнить какое либо действие , необходимо было писать команду . Здесь интерфейс уже был более удобным .
И , наконец , появился последний тип интерфейса – графический , которым человечество пользуется и сейчас . Все современные ОС используют графический интерфейс , который является более удобным и естественным . Компьютер управляется при помощи мыши и клавиатуры , одним кликом можно запустить программу или , скажем , включить фильм , что очень удобно .
Впервые данную технологию применил Стив Джобс , глава корпорации Apple . Лишь спустя длительное время этот принцип был скопирован другими . Именно благодаря такому интерфейсу машины компании Apple завоевали любовь во всем мире .
В настоящее время графический интерфейс ушел еще на один шаг вперед благодаря развитию сенсорной техники . Кстати сенсорная панель , при помощи которой происходит управление микроволновой или холодильником , также является интерфейсом .
Следует отметить , что интерфейс может быть не только у ОС , но и у любой другой программы , даже игры . Ведь программы с легкодоступным и красивым меню привлекают внимание пользователей и приживаются на их компьютерах . И наоборот , программы с неудобным интерфейсом , отпугивают пользователей .
Термин «интерфейс » имеет и другие значения , но все они сводятся опять же к компьютерной технике . На задней стенке компьютера можно увидеть множество разъемов , через которые производится подключение различных внешних устройств .
Все они являются интерфейсами разного назначения . Например , всем привычный разъем USB , можно считать USB -интерфейсом .
Есть еще одно значение этого термина . В современном программировании существуют специальные методы , носящие название «interface ». Их программы используют для взаимодействия с операционными системами . То есть они служат для общения с другой программой , а не с человеком .
Кстати, а вот как создается в !
Пункт 1. Что такое интерфейс.
Интерфейс – это связующее звено между двумя элементами одной системы и с помощью которой осуществляется работа этой системы. С данным понятием мы встречаемся ежедневно, например, когда вы утром садитесь в свой автомобиль и беретесь рукой за рычаг коробки передач, вы взаимодействуете с интерфейсом своего автомобиля.
В данном случае рычаг является проводником между вами и коробкой передач, в системе автомобиля.
Понятие интерфейса часто применяется в компьютерной и вычислительной технике. Тут все то же самое, что и в жизни. Интерфейс обеспечивает связь между вами и системой машины.
С его помощью вы задаете команды, а компьютер исполняет их. Такой интерфейс называется интерфейсом пользователя.
Пункт 2. Внутренний и внешний интерфейс.
Интерфейс любого устройства делится на внешний и внутренний, в зависимости от выполняемых им задач.
- К внутреннему интерфейсу относится то, что скрыто от пользователя, к чему он не имеет прямого доступа. Его свойства называют приватными.
- К внешнему интерфейсу относится то, с чем непосредственно контактирует пользователь и с помощью чего он осуществляет управление устройством. Их свойства называются публичными.
Эти два вида интерфейса всегда являются частью одного устройства и обеспечивают его работу, они не могут существовать по отдельности.
Пункт 3. Интерфейс пользователя и его составляющие.
Интерфейс пользователя можно условно разделить на 2 части, ту которая отвечает за ввод информации в устройство, и ту, которая отвечает за ее вывод пользователю.
Если говорить об обычном домашнем ПК, то к первой категории можно отнести все, с помощью чего мы воздействуем на компьютер, заставляя его работать. Самым простым примером служат мышь, клавиатура, USB-порт. Соответственно ко второй категории относится все то, с помощью чего компьютер передает информацию тому, кто его использует, отвечая на команды, заданные ему через те же клавиатуру, мышь и прочие устройства ввода, а именно мониторы, колонки, наушники, принтеры, плоттеры и прочие средства вывода информации.
Пункт 4. Виды интерфейсов, используемых в компьютерной технике.
Существуют различные виды интерфейсов. ниже приведены основные из них.
- Визуальный . Стандартный компьютерный интерфейс, который передает информацию при помощи визуальных образов, которые демонстрируются на мониторе.
- Жестовый . Как правило, служит интерфейсом для телефонов или планшетных ПК. В большинстве случаев это сенсорная панель, реагирующая на движения пальцев того, кто управляет системой, и определенным образом отвечающая ка каждое конкретное движение. Его можно назвать упрощенным вариантом обычного визуального интерфейса.
- Голосовой . Данный вид интерфейса появился сравнительно недавно. Он позволяет управлять системой с помощью голосовых команд. Система же со своей стороны также отвечает пользователю при помощи диалога. Самое интересное то, что современные технологии позволяют нам управлять голосом не только телефонами или компьютерами, но и бытовой техникой и даже автомобильными бортовыми компьютерами.
Одним из новейших направлений в данной области является осязательный интерфейс. Принцип его работы построен на физическом взаимодействии пользователя и машины, которое осуществляется посредством определенных предметов. Можно сказать, что это попытка придать информации, которую раньше пользователь получал графически при помощи монитора материальную форму.
Пункт 5. Системный и прикладной интерфейс. Интерфейсы делятся на 2 типа: системный и прикладной программный интерфейс.
Прикладной программный интерфейс или API – это своего рода запрос, который какая=либо программа адресует операционной системе для выполнения какого-либо действия. Данный интерфейс используется различными разработчиками для создания приложений.
Системный интерфейс бывает двух видов: командный и графический.
Командный интерфейс как правило представляет из себя командную строку, в которую пользователь вводит определенные указания, которые в большинстве случаев имеют свой синтаксис (например, операционная система ubuntu), а система их исполняет.
Графический интерфейс, также, как и командный работает благодаря командам пользователя, но в отличие от него команды не вбиваются текстом в командную строку, а подаются посредством графических образов, таких как иконки, окна и так далее. Такой тип интерфейса наиболее распространен и используется сегодня в большинстве персональных компьютеров. Такие интерфейсы часто называют WIMP, что является аббревиатурой от первых букв слов Window (Окошко), Icon (Иконка), Menu(Меню), Pointing device (Манипулирующее устройство).
Взаимодействие оператора с вычислительной машиной является важным звеном вычислительного процесса при решении различных прикладных задач как научного, так и производственного плана. Создание программ в области организации рыночных отношений при создании информационных сайтов различных организаций и предприятий, при создании программ управления производственными процессами, учета выпускаемой продукции и ее реализации, управления качеством и даже при такой задаче, как сортировка электронной почты секретарем, требуется разработка удобного для пользователя взаимодействия с ЭВМ.
Проектирование – итерационный процесс, при помощи которого требования к ПС транслируются в инженерные представления ПС. Обычно в проектировании выделяют две ступени: предварительное проектирование и детальное проектирование. Предварительное проектирование формирует абстракции архитектурного уровня, детальное проектирование уточняет эти абстракции. Кроме того, во многих случаях выделяют интерфейсное проектирование, цель которого – сформировать графический интерфейс пользователя (GUI). Схема информационных связей процесса проектирования приведена на рис.
Определение интерфейса.
В общем, интерфейс (interface ) – этосовокупность логических и физических принципов взаимодействия компонентов технических средств вычислительной системы (ВС), т. е. совокупность правил алгоритмов и временных соглашений по обмену данными между компонентами ВС (логический интерфейс), а также совокупность физических, механических и функциональных характеристик средств подключения, реализующих такое взаимодействие (физический интерфейс).
Интерфейс нередко называют также технические и программные средства, реализующие сопряжение между устройствами и узлами ВС.
Интерфейс распространяется на все логические и физические средства взаимодействия вычислительной системы с внешней средой, например с операционной системой, с оператором и т.п.
Виды интерфейсов
Интерфейсы различают по таким характеристикам, как структура связей, способ подключения и передачи данных, принципы управления и синхронизации.
Внутримашинный интерфейс – система связи и средств сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой. Внутримашинный интерфейс представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов.
Различают два варианта организации внутри машинного интерфейса:
Многосвязный интерфейс, при котором каждый блок ПК связан с другими блоками своими локальными проводами;
Односвязный интерфейс, в результате которого все блоки ПК связаны друг с другом через общую или системную шину.
2. Внешний интерфейс – система связи системного блока с периферийными устройствами ЭВМ или с другими ЭВМ
Здесь можно выделить также несколько типов внешнего интерфейса:
Интерфейс периферийных устройств, подключаемых с помощью шин ввода-вывода (ISA, EISA, VLB, PCI, AGP, USB IEEE 1384 SCSI и др.);
Сетевой интерфейс, типа одноранговой сети или сети клиент-сервер с топологиями типа звезда, кольцевая или шинная.
3. Интерфейс «человек-машина» или интерфейс «человек-компьютер» или пользовательский интерфейс – это способ, которым вы выполняете какую-либо задачу с помощью каких-либо средств (какой-либо программы), а именно совершаемые вами действия и то, что вы получаете в ответ.
Интерфейс является ориентированным на человека, если он отвечает нуждам человека и учитывает его слабости.
Машинная часть интерфейса – часть интерфейса, реализованная в машине (аппаратно-программной ее части) с использованием возможностей вычислительной техники.
Человеческая часть интерфейса – это часть интерфейса, реализуемая человеком с учетом его возможностей, слабостей, привычек, способности к обучению и других факторов.
Наиболее распространенные интерфейсы определены государственными и международными стандартами.
В дальнейшем изложении будет рассматриваться только интерфейс пользователя.
Классификация интерфейсов пользователя
Как было указано выше интерфейс – это, прежде всего набор правил, которые можно объединить по схожести способов взаимодействия человека с компьютером.
Различают три вида интерфейсов пользователя: командный, WIMP и SILK – интерфейсы.
Взаимодействие перечисленных интерфейсов с операционными системами и технологиями показано на рис.1:
Рис. 1. Взаимодействие интерфейсов пользователя их технологий и операционных систем.
1. Командный интерфейс , при котором взаимодействие человека с компьютером осуществляется путем подачи компьютеру команд, которые он выполняет и выдает результат пользователю. Командный интерфейс может быть реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки. В настоящее время пакетная технология практически не используется, а технология командной строки можно встретить в виде резервного способа общения человека с компьютером.
Пакетная технология.
Исторически этот вид технологии появился первым на электромеханических вычислительных машинах К. Цюзе, Г. Айкина, а затем на электронных вычислительных машинах Эккерта и Моучли, на отечественных ЭВМ Лебедева, Брусенцова, на ЭВМ IBM-360, на ЕС ЭВМ и так далее. Идея его проста и состоит в том, что на вход компьютера подается последовательность программ, набитых, например, на перфокартах и последовательность символов, определяющих порядок выполнения этих программ. Человек здесь имеет малое влияние на работу машины. Он может лишь приостановить работу машины, сменить программу и снова запустить ЭВМ.
Технология командной строки.
При этой технологии в качестве способа ввода информации оператором в ЭВМ служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Комбинацию монитор-клавиатура стали называть терминалом или консолью. Команды набираются в командной строке, представляющей собой символ приглашения и мигающий курсор, при этом набранные символы можно стирать и редактировать. По нажатию клавиши «Enter» («Ввод») ЭВМ принимает команду и начинает ее выполнять. После перехода в начало следующей строки компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Наиболее распространенным командный интерфейс был в операционной системе MS DOS.
2. ООМУ (окно, образ, меню, указатель) WIMP (window , image , menu , pointer ) - интерфейс. Характерной чертой этого интерфейса является то, что диалог пользователя с компьютером ведется не с помощью командной строки, а с помощью окон, графических образов меню, курсора и других элементов. Хотя в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается через графические образы.
Идея графического интерфейса зародилась в средине 70-х годов в исследовательском центре фирмы Xerox Palo Alto Research Center (PARC). Предпосылкой графического интерфейса явилось уменьшение времени реакции компьютера на команду, увеличение объема оперативной памяти, а также развитие элементной базы, технических характеристик ЭВМ и в частности мониторов. После появления графических дисплеев с возможностью вывода любых графических изображений различного цвета графический интерфейс стал неотъемлемой частью всех компьютеров. Постепенно проходил процесс унификации в использовании клавиатуры и мыши прикладными программами. Слияние этих двух тенденций привело к созданию такого пользовательского интерфейса, с помощью которого при минимальных затратах времени и средств на переучивание персонала можно работать с любыми программными приложениями
Этот вид интерфейса реализован в виде двух уровней:
Простой графический интерфейс;
Полный WINP – интерфейс.
Простой графический интерфейс , который на первом этапе очень походил на технологию командной строки со следующими отличиями:
При отображении символов с целью повышения выразительности изображения допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием;
Курсор мог быть представлен некоторой областью, выделенной цветом и охватывающей несколько символов и даже часть экрана;
Реакция на нажатие любой клавиши во многом стало зависеть от того, в какой части находится курсор.
Кроме часто используемых клавиш управлением курсором стали использоваться манипуляторы типа мыши, трекбола и т.п., которые позволяли быстро выделять нужную область экрана и перемещать курсор;
Широкое использование цветных мониторов.
Появление простого графического интерфейса совпадает с широким распространением операционной системы MS DOS. Типичным примером его использования является файловая оболочка Norton Commander и текстовые редакторы MaltiEdit, ChiWriter, Microsoft Word для DOS, Лексикон и др.
Полный WIMP -интерфейс , явился вторым этапом развития графического интерфейса, который характеризуется следующими особенностями:
Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах;
Программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков (иконок), которые при открытии превращаются в окна;
Все действия с объектами осуществляются с помощью меню, которое становится основным элементом управления;
Манипулятор выступает в качестве главного средства управления.
Следует отметить, что WIMP-интерфейс требует для своей реализации повышенного требования к производительности компьютера, объему его памяти качественного растрового цветного дисплея программного обеспечения, ориентированного на этот вид интерфейса. В настоящее время WIMP-интерфейс стал стандартом де-факто, а операционная система Microsoft Windows стала ярким его представителем.
3. РОЯЗ (речь, образ, язык, знания) SILK (speech , image , language , knowledge ) - интерфейс. Этот интерфейс 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. Результаты выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса требует больших аппаратурных затрат, поэтому находится в стадии разработки и совершенствования и используется пока только в военных целях.
SILK- интерфейс для общения человека с машиной использует:
Речевую технологию;
Биометрическую технологию (мимический интерфейс);
Семантический (общественный) интерфейс.
Речевая технология появилась в середине 90-х годов после появления недорогих звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи. При этой технологии команды подаются голосом путем произнесения специальных стандартных слов (команд), которые должны выговариваться четко, в одном темпе с обязательными паузами между словами. Учитывая, что алгоритмы распознавания речи недостаточно развиты, требуется индивидуальная предварительная настройка компьютерной системы на конкретного пользователя. Это простейшая реализация SILK- интерфейса.
Биометрическая технология («Мимический интерфейс») возникла в конце 90-х годов и в настоящее время находится в стадии разработки. Для управления компьютером используется выражение лица, направление взгляда, размер зрачка и другие признаки человека. Для идентификации пользователя используется рисунок радужной оболочки его глаз, отпечатки пальцев и другая уникальная информация, которая считывается с цифровой камеры, а затем с помощью программы распознавания образов из этого изображения выделяются команды.
Семантический (общественный) интерфейс возник еще в конце 70-х годов ХХ века, с развитием искусственного интеллекта. Его трудно назвать самостоятельным видом интерфейса, так как он включает в себя и интерфейс командной строки, и графический, и речевой, и мимический интерфейсы. Основной его особенностью является отсутствие команд при общении с компьютером. Запрос формируется на естественном языке, в виде связанного текста и образов. По сути - это моделирование общения человека с компьютером. В настоящее время используется для военных целей. Такой интерфейс крайне необходим в обстановке ведения воздушного боя.
Каким образом человек взаимодействует с компьютером, смартфоном и другой процессорной техникой? В этом обычным пользователям помогает интерфейс.
Нередко можно услышать или прочесть выражения: «понятный интерфейс», «сложный интерфейс» и т.д. Давайте разберемся в значении этого слова и поймем, в каких случаях оно используется.
Слово «интерфейс» заимствовано из английского языка, где буквально означает «между лицами» , т.е. используется в значениях: «взаимодействие, разделение, внешний вид». В современной IT-сфере интерфейсом называют унифицированные системы связи, обеспечивающие обмен информацией между различными объектами.
Это понятие наиболее часто используется в компьютерной технике, но нередко употребляется и в других технических областях, а также в инженерной психологии, где означает различные способы коммуникации между человеком и машиной.
Интерфейс представляет собой систему связи между различными узлами и блоками сложного оборудования, а также между техникой и пользователем. Он выражается в логической (системы представления информации) и физической (характеристики информационных сигналов) форме.
Так, логически компьютерные интерфейсы представляют собой сложные математические системы, основанные на понятиях Булевой алгебры, а физически – это совокупность чипов и других электронных деталей, медных проводов и импульсов электрического тока.
В целом компьютерный интерфейс обеспечивает функционирование компьютера – связь процессора с оперативной памятью, устройствами печати и т.д., а также обмен информации с другими компьютерами (в сети Интернет) и с человеком.
Грубо говоря, без интерфейса работа вычислительных устройств попросту невозможна. Сегодня в компьютерной технике используются различные виды интерфейсов, необходимые для профессиональной работы программиста и для пользования обычных людей компьютерами.
Графическим интерфейсом называют один из видов пользовательского компьютерного интерфейса, который вместо букв и цифр использует графические изображения – иконки, кнопки и т.д. Так, например, рабочий стол ОС Виндоуз представляет собой элементы графического интерфейса, который позволяет запускать программы простым кликом мышки.
По сравнению с вводом команд через командную строку графический интерфейс значительно более прост и понятен, причем нередко для пользования им не нужны специальные знания. Нередко его называют дружелюбным и интуитивно понятным.
Существенным недостатком графического интерфейса является большой объем памяти, который требуется для представления компьютерных команд в графическом виде. Во временных компьютерных системах этот недостаток успешно преодолевается, так как их объемы памяти каждые несколько лет увеличиваются на порядок.
Однако с каждым годом усложняется и графический интерфейс: он становится трехмерным, приобретает новые формы и способы выражения, становится все более удобным и эффектным внешне.
Совокупность управляющих элементов программы, с помощью которых пользователь выполняет различные действия, называется интерфейсом программы. Говоря простыми словами, интерфейс программы – это те кнопки и окошки, которые вы используете для того, чтобы программа совершала нужные вам действия.
Так, когда вы хотите посмотреть фильм, вы вызываете программу-медиаплеер, с помощью специальной строки указываете нужный файл и запускаете просмотр нажатием кнопки на экране. Если необходимо изменить громкость, приостановить показ или включить титры, вы пользуетесь для этого возможностями интерфейса медиаплеера – кнопками, движками и окнами, специально предназначенными для управления.
Игровой интерфейс – это возможности управления персонажем, взаимодействия персонажей друг с другом, общения игроков между собой и т.д. Практически все игры обладают сложным интерфейсом, позволяющим управлять персонажами с помощью различных способов – мышкой, виртуальными кнопками на экране и т.д.
Основные действия игровых персонажей реализуются стандартными способами, одинаковыми для всех игр. Нередко игрок может изменить настройки интерфейса так, чтобы ему было удобнее и привычнее. В то же время с использованием сенсорных экранов появились и новые способы управления с помощью движений пальцев.
Вообще данное понятие имеет много определений, однако основное касается именно компьютеров и подобной им технике. В данном случае под интерфейсом подразумевается средство, предоставляющее пользователю возможность управлять различными программами, играми или операционной системой. Оно делает работу с ними значительно легче.
Если по другому – это совокупность разного рода средств, благодаря которой производится управление вычислительной техникой человеком. В его задачи входит ввод информации и ее вывод. Кстати, заднюю панель ПК так же можно охарактеризовать , как интерфейс. Это объясняется тем, что на ней присутствуют различные входы, куда можно подключать разнообразные устройства. Например, на стиральных машинах или же автомобилях имеются специальные панели управления, так вот они тоже считаются интерфейсом.
Вообще данное слово было взято из английского языка. Если обратить внимание на его точный перевод, оно означает взаимодействие между лицами , и используется, кстати, в этом же значении. Относительно современных технологий, интерфейс – системные связи , благодаря которым происходит обмен информацией между объектами. Это понятие хоть и чаще всего применяется в компьютерных технологиях, но встречается и в других областях науки, а также техники.
Для чего необходим интерфейс
Он исполняет роль некой системы связи между различными блоками оборудования, а еще техники и пользователя. Он может выражаться как в логической , так и физической форме. Логически — это сложные алгоритмы, в основе которых лежит Булева алгебра, а физически это различные чипы, детали, провода и прочее, объединенные между собой.
В общем, интерфейс компьютера позволяет ему функционировать , обеспечивая связь с оперативной памятью, видеоадаптером, а еще обмен информацией с другими компьютерами и человеком. Собственно без него вовсе невозможна работа вычислительных устройств. На сегодняшний день в технике используется множество различных интерфейсов, которые просто необходимы для работы программиста или использования ПК обычными пользователями.
Интерфейс это средства позволяющие человеку взаимодействовать с машинами, управлять разного рода приборами и так далее. Он существует внешний и внутренний . Для пользователя доступен лишь один – внешний, внутренний закрыт и находится внутри этих самых машин. Взаимодействие с ним происходит лишь при поломке устройства.
