Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важнейших проблем разработки автоматизированных систем управления (АСУ) является проблема создания эффективных средств взаимодействия "человек-ЭВМ", ориентированных на конечных пользователей. В настоящее время практически единственным видом интерфейса конечного пользователя в приложениях АСУ является оконный интерфейс, и в ближайшее время реальной альтернативы ему не предвидится. Средства взаимодействия с интерфейсом другого типа - на основе ограниченного естественного языка (ОЕЯ) - в силу ряда причин так и не вышли на уровень массового практического применения и представляют собой, как правило, уникальные экспериментальные образцы.
Причинами широкого распространения средств взаимодействия "пользователь-ЭВМ" на основе оконного интерфейса послужили наглядность, простота понимания и легкость изучения языка общения, минимальный клавиатурный ввод, а также сравнительно несложная программная реализация, не требующая высокой квалификации разработчиков и мощной вычислительной техники. Существующие средства взаимодействия на основе оконного интерфейса получили название операционных или инструментальных в связи с тем, что они предоставляют пользователю доступ к набору операций, которые можно выполнять над описанными в ЭВМ объектами пользовательской деятельности. Подобное представление проблемной области возможно для очень широкого круга пользовательских задач и видов деятельности.
Однако по мере роста масштабов автоматизации, усложнения создаваемых приложений и расширения круга пользователей традиционные средства взаимодействия на основе оконного интерфейса оказались неадекватны новым требованиям практики. Основной проблемой в этих условиях стала недостаточная поддержка со стороны ЭВМ в выполнении пользовательских заданий. Для массового конечного пользователя потребовались более простые в применении средства взаимодействия, предоставляющие пользователю не просто набор отдельных, не связанных друг с другом операций, а совокупность заданий. Задание,с которым пользователь обращается к ЭВМ, представляет собой выраженное в императивной форме описание желаемого результата (цели), получение которого (достижение которой) необходимо для продолжения выполняемой пользователем трудовой деятельности.
Средства взаимодействия "пользователь-ЭВМ", обеспечивающие прием от пользователя его заданий и их выполнение в ЭВМ, получили
- г -
название целевых, или ориентированных на задания (task-oriented). Для этих средств взаимодействия,в отличие от операционных, характерна активная роль ЭВМ при выполнении пользовательских заданий. Однако исторически эти средства взаимодействия развивались только в русле общения с пользователем на ОЕЯ. В связи с этим актуальной научной и практической задачей является разработка и реализация метода создания пользовательского интерфейса, позволяющего соединить традиционную языковую форму оконного интерфейса с новым содержанием, т.е. с активным участием со стороны ЭВМ в выполнении заданий пользователя.
Цель работы состоит в разработке и реализации метода и модели взаимодействия конечного пользователя с ЭВМ. обеспечивающих в среде оконного интерфейса прием от пользователя его заданий и их выполнение за счет целенаправленной активности ЭВМ.
Вопросы.выносимые на зашиту.
В данной работе на защиту выносятся:
-
Направляющий метод взаимодействия "пользователь-ЭВМ" для оконного интерфейса, основанный на активной роли ЭВМ в выполнении пользовательских заданий.
-
Формальная модель процесса целенаправленного диалога в среде оконного интерфейса (DT-модель).
-
Графический язык описания процесса диалога в DT-модели.
-
Методика практической реализации пользовательского интерфейса приложения с поддержкой направляющего метода взаимодействия.
Методы исследования. Работа выполнялась с использованием теории и математического аппарата вычислительных моделей, элементов теории множеств, теории графов и искусственного интеллекта.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Предложен новый метод взаимодействия "пользователь-ЭВМ" для оконного интерфейса, названный направляющим методом. Новизна данного метода состоит в том. что он позволяет в рамках языковой среды традиционного оконного интерфейса принимать от пользователя его задания, интерпретировать их как цели пользователя и обеспечивать выполнение заданий за счет целенаправленных действий ЭВМ.
-
Разработана новая модель диалогового взаимодействия пользователя с ЭВМ (DT-модель), позволяющая формально описывать процесс целенаправленного диалога для языковой среды оконного интерфейса. DT-модель является формальной основой реализации направляющего метода взаимодействия.
3. Разработаны способ и алгоритм решения задачи достижения пользовательской цели на DT-модели. Определены условия полноты и непротиворечивости DT-модели, выполнение которых обеспечивает потенциальную возможность решения задачи на DT-модели.
Практическая значимость работы. Полученные результаты являются теоретической основой для создания методики и средств разработки пользовательского интерфейса приложения, обеспечивающего в среде оконного интерфейса прием и целенаправленное выполнение пользовательских заданий.
Для ускорения процесса создания пользовательского интерфейса на основе DT-модели предлагается использовать заранее создаваемую программную оболочку интерфейса.В диссертации приведено описание программной реализации оболочки интерфейса в среде Delphi, однако описанные технические решения применимы для широкого круга языков программирования.
Предложенная в диссертации методика позволяет спроектировать и реализовать в выбранной программной среде пользовательский интерфейс приложения с применением оболочки интерфейса. Проектирование диалога в рамках диалоговой транзакции выполняется с помощью предложенного в работе графического языка описания процесса диалога.
Результаты диссертации использованы при разработке пользовательского интерфейса программно-технического комплекса "Оповещение" для АИУС "Медицина катастроф". ПТК "Оповещение" передан в опытную эксплуатацию и используется в 22 организациях, что подтверждается актом внедрения. Программная реализация выполнена на ПЭВМ с применением языка С.
Пользовательский интерфейс ПТК "Оповещение" и реализованный в нем направляющий метод взаимодействия получили одобрение пользователей в ходе опытной эксплуатации и признаны более удобной альтернативой традиционному методу взаимодействия для оконного интерфейса.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на I и II научно-технических совещаниях "Методологические проблемы автоматизации проектирования систем организационного управления" (Вильнюс,1983 и Туапсе,1984); на Всесоюзной школе молодых ученых "Проектирование автоматизированных систем контроля и управления сложными объектами" (Харьков,1984); на научно-техническом семинаре "Методологические проблемы автоматизации проекта-
- 4 -рования АСОУ" (Севан,1985); на II Всесоюзной конференции по искусственному интеллекту (Минск,1990).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 печатных работы.
Объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 122 страницах машинописного текста, списка литературы из 64 наименований и приложения.
