Procesory w sîuûbie techniki (cz. 5.) ------------------------------------- INTERFEJS UÛYTKOWNIKA Od formy podania informacji zaleûy jej odebranie, zrozumienie i przetworzenie przez czîowieka. Wîaônie ta forma okreôlana jest w elektronice mianem interfejsu uûytkownika. Stanisîaw (Stanley) Szczygieî Interfejs uûytkownika to wizualna prezentacja danych i informacji uzyskiwanych z programu (urzâdzenia) oraz sposób komunikacji pomiëdzy programem (urzâdzeniem) a osobami go obsîugujâcymi. Innymi sîowy jest to wyglâd panelu sterujâcego obrabiarki; deska rozdzielcza z przeîâcznikami w samochodzie; czy w koïcu prezentacja graficzna programu i sposób jego obsîugi poprzez klawiaturë, myszkë czy inaczej. Interfejs uûytkownika jest jednym z bardziej znaczâcych elementów technologicznych projektowanego systemu. Rodzaj wskaúników, ich oznakowanie, metody regulacji, îatwoôê modyfikacji, czytelnoôê pomiarów i ich widocznoôê (np. w silnym oôwietleniu) -- wszystko to rzutuje na obsîugë urzâdzeï. Opracowanie wiëc ergonomicznego i jednoczeônie estetycznego interfejsu uûytkownika jest chyba najwaûniejszym elementem oprogramowania -- oprócz poprawnoôci dziaîania i odpowiedniej struktury blokowej pracy. Jest to poza tym najbardziej widoczny fragment systemu zarzâdzania -- jego estetyka i czytelnoôê w istotny sposób rzutujâ na estetykë i efektownoôê caîego systemu. Interfejs musi umoûliwiaê zarówno peînâ kontrolë nad wszystkimi istotnymi elementami linii, kierowanymi poprzez komputer, jak teû dostarczaê o niej wszystkich istotnych dla nadzoru informacji w sposób jasny i czytelny. Co wiëcej, sam sposób jego obsîugi powinien byê w naturalny sposób intuicyjny. Zagadnienie to po raz pierwszy pojawiîo sië w okresie drugiej wojny ôwiatowej, oczywiôcie w dziedzinach militarnych. Dotyczyîo ono szczególnie liczby informacji do przekazania osobom obsîugujâcym skomplikowane urzâdzenia -- pojazdy (samoloty, îodzie podwodne, statki itp.). Zwiëkszajâca sië liczba wskazaï, niezbëdnych do prawidîowego sterowania i koniecznych dla bezpieczeïstwa pasaûerów, zaowocowaîa rozwojem dziedziny analogicznej do ergonomii, ale zajmujâcej sië sposobem przekazywania duûej liczby informacji w îatwy i czytelny sposób. W latach póúniejszych, po intensywnym rozwoju informatyki, problem ten okreôlono jako interfejs uûytkownika. Zaistnienie problemu interfejsu uûytkownika spowodowane byîo teû narastajâcâ liczbâ katastrof, spowodowanych zîâ obsîugâ urzâdzeï. Zîâ, gdyû obsîugujâcy nie dostrzegali wôród dochodzâcych do nich informacji tych, które sygnalizowaîy istotne zagroûenie. Konieczne staîo sië opracowanie zasad przekazywania informacji, stopniowania ich waûnoôci (sortowania) i formy ich przekazywania. Zagadnienie poprawnego przekazywania informacji szybko staîo sië niezwykle zîoûonâ dziedzinâ, wchîaniajâcâ odkrycia i osiâgniëcia wielu innych dziaîów nauki: gîównie psychologii, biologii i oczywiôcie fizyki. Ustalono, ûe percepcja czîowieka opiera sië przede wszystkim na bodúcach wzrokowych: istota ludzka, aby zareagowaê na zdarzenie (informacjë), musi je przede wszystkim zobaczyê (w drugiej kolejnoôci usîyszeê). Jednak zbyt duûy nawaî informacji, lub ich monotonnoôê, powoduje gwaîtowne osîabniëcie uwagi czîowieka, a tym samym gorszâ percepcjë. Odkryto natomiast takie zaleûnoôci, jak gwaîtownâ, caîkowicie podôwiadomâ, reakcjë na pewne kolory (czerwieï, zieleï), na formë przekazywanych informacji (np. zamiast wskaúników wychyîowych sîupki itp.), moûliwoôê skupienia uwagi czîowieka na odpowiednich sygnaîach poprzez ich migotanie... Innym czynnikiem wspomagajâcym sterowanie reakcjami czîowieka jest dodatkowe dúwiëkowe sygnalizowanie szczególnych sytuacji (stopniowane natëûenie dúwiëku, gongi, syreny, dzwonki o okreôlonej tonacji). Szczyt technologiczny przekazywania informacji i dziô jest w rëkach wojska, np. w postaci tzw. On Screen Display czy HUD: najwaûniejsze informacje wyôwietlane sâ na szybie (bâdú osîonie przeciwsîonecznej heîmu) przed oczami pilota. Dziëki temu pilot, nie tracâc z oczu obserwowanego obiektu, moûe byê na bieûâco informowany o stanie samolotu, o parametrach lotu, uzbrojenia itp... W mechanice dîugi czas szczególnâ rolë odgrywaîa przede wszystkim ergonomia. Dopasowanie narzëdzi i stanowisk do ludzkich potrzeb uwaûane byîo za rzecz najistotniejszâ. Dopracowywane byîy teû metody montaûu, sposób podawania elementów, takie rozplanowywanie miejsc poszczególnych operacji, by zminimalizowaê trasy i liczbë koniecznych do wykonania przez robotnika ruchów, unikanie przyjmowania przez niego przy pracy mëczâcych i niewygodnych pozycji. Wszystko to miaîo na celu efektywne wykorzystanie pracy ludzkiej bez powodowania nadmiernego obciâûenia, zmëczenia czy choêby utraty koncentracji (np. nuûâce wykonywanie mechanicznych czynnoôci). Pojawienie sië jednak skomplikowanych obrabiarek, a juû szczególnie zintegrowanych centr obróbkowych czy linii automatycznego montaûu, zmusiîo takûe przedstawicieli tej dziedziny do skorzystania z osiâgniëê wiedzy o przekazywaniu informacji. Duûe znaczenie ma coraz powszechniejsze zastosowanie komputerów do sterowania procesami, a szczególnie urzâdzeniami technologicznymi. W sterowaniu urzâdzeï waûne jest przekazanie informacji o: 1) stanie pracy urzâdzenia: urzâdzenie pracuje bâdú nie, zaistniaî stan awarii; 2) wyraúnej sygnalizacji przebiegu pracy wszëdzie tam, gdzie potrzebna jest ciâgîa kontrola; 3) natychmiastowej informacji o zaistniaîych przyczynach zatrzymania pracy, gdy zatrzymanie bâdú awaria nastâpi. Natomiast zwykle nie jest konieczne szczególne uwypuklanie tych informacji, które ôwiadczâ o poprawnym stanie pracy (temperatura, obroty, ciônienie...). Dopiero ich zmiana, szczególnie poza zakres poprawnoôci, nawet jeôli wciâû jest to stan daleki od stanu awaryjnoôci, powinna byê przekazana operatorowi urzâdzenia. Chodzi w sumie o to, by w maksymalny sposób odciâûyê czîowieka, nie faszerujâc go mnóstwem zbëdnych w danej chwili informacji. Dlaczego tak wielkim przeîomem byîo zastosowanie komputerów i przekazywania informacji w sposób graficzny na ekranach monitorów? Otóû po raz pierwszy w historii moûna byîo danâ informacjë przedstawiaê w dowolny sposób, w zaleûnoôci od potrzeb, za pomocâ odpowiedniego programu. Przekazywana informacja raz przyjmuje postaê klasycznego wskaúnika wychyîowego, innym razem rosnâcego sîupka, za chwilë matrycy punktów. Waûny wskaúnik przesuwa sië na inne miejsce, powiëksza sië, czy teû w inny sposób przyciâga uwagë obserwatora. Trudno wiëc o przeoczenia informacji waûnych dla pracy urzâdzeï. Na Amidze moûna ponadto generowaê szerokie spektrum dúwieków, moûliwe jest wiëc opisywanie innych stanów urzâdzenia za pomocâ charakterystycznych sygnaîów akustycznych (nawet poprzez syntezë mowy ludzkiej!). Projektowanie interfejsów graficznych, inaczej mówiâc -- graficznej strony interfejsów uûytkownika, ma takûe znaczenie w zîoûonych systemach zarzâdzania, takûe w samej informatyce. Dobrym (i jednym z najbardziej znanych) przykîadem jest pecetowy system operacyjny Windows, a przede wszystkim nasz wîasny amigowy Workbench. Stosowanie analogicznych sposobów obsîugi zupeînie róûnych programów sprawia, ûe ich uûytkownicy sâ w stanie czësto posîugiwaê sië nimi zupeînie intuicyjnie: jeôli poznali sposób pracy w jednym programie, posîugiwanie sië innym przestaje byê kîopotem. Przyjrzyjmy sië, co daje nam w tej dziedzinie wîaônie Amiga. Proste przykîady sterowania urzâdzeï sâ pokazane na zaîâczonych ilustracjach. Duûe gadûety, symbolizujâce klasyczne przyciski z wyraúnym opisaniem funkcji, kolorystyka, czytelny panel stanu pracy urzâdzeï -- to wszystko umoûliwia szybkâ diagnostykë. Pracë urzâdzeï moûna ôledziê, wywoîujâc ich sterowniki. Interfejs uûytkownika -- ekran Workbencha, z otwartymi oknami, rozwiniëtymi menu, sterowanie klawiaturâ i myszkâ, to najlepszy i najlepiej znany nam przykîad. Czytelne opisanie opcji, klarowne komunikaty, îatwe do zapamiëtania skróty nazw klawiszy, intuicyjna obsîuga -- o lepszy przykîad naprawdë trudno. Wszystkie te programy (bo w koïcu i Workbench teû jest tylko programem) prezentujâ okreôlone sposoby przekazywania informacji, obsîugi, wyboru funkcji... Skîada sië to na interfejs uûytkownika. Dziëki jego aspektom -- graficznym, dúwiëkowym, obsîugi, komunikacji -- mamy moûliwoôê poprawnego, wygodnego i bezpiecznego korzystania z dostëpnych funkcji. Wszystko to jest moûliwe takûe i pod np. Windowsami -- dlaczego wiëc Amiga? Przede wszystkim dlatego, ûe jest to dla niej od samego poczâtku naturalny sposób komunikacji z uûytkownikami -- choêby wîaônie poprzez wspomniany WorkBench. A co najwaûniejsze: îatwoôê programowania owych elementów graficznych, tak istotnych w celu utworzenia îadnego -- i dobrego interfejsu uûytkownika. To, co dla innych komputerow jest juû wyûszâ szkoîâ programowania, dla Amigi stanowi podstawy. Otwieranie okien, ekranów, generowanie gadûetów, ramek, znaczników... Wszystko to jest proste, îatwe i klarowne nawet dla poczâtkujâcego: wystarczy wywoîaê odpowiedniâ funkcjë z biblioteki. Mechanizm obsîugi grafiki, zawarty w KickStarcie, gwarantuje nam moûliwoôê uzyskania identycznych efektów bez wzglëdu na zastosowany jëzyk programowania. Specyficzne (i to w dobrym znaczeniu) cechy systemu operacyjnego Amigi pozwalajâ niemal caîkowicie uwolniê sië od koniecznoôci ciâgîego ôledzenia stanu gadûetów, ruchów wskaúnika myszki, kursora... O to wszystko martwi sië sam komputer. Dziëki temu na Amidze moûna stworzyê programy o bogatej grafice, a jednoczeônie proste i klarowne w konstrukcji i treôci -- programista moûe skupiê sië bowiem na meritum zgadnienia, nie zajmujâc sië resztâ. A jak juû kilkakrotnie podkreôliîem, czytelnoôê programów technologicznych jest niezwykle waûna. Poruszyîem powyûej jeszcze inny, istotny z punktu widzenia uûytkownika, problem: intuicyjnoôê obsîugi. Gdy obsîugiwanie poszczególnych funkcji programu jest zrozumiaîe, staje sië teû proste i bezpieczne. Przykîadem moûe byê wykorzystanie pseudotrójwymiarowych rysunków na ekranie, np. w postaci przycisków. Zastâpienie sterowania z klawiatury sterowaniem za pomocâ myszki lub trackballa umoûliwia wywoîywanie poszczególnych funkcji niczym z klasycznego urzâdzenia mechanicznego. Moûliwa jest takûe ich zmiana w kaûdej chwili, czy nawet zwielokrotnienie w róûnej postaci (przycisk rysowany na ekranie, klawisz klawiatury, opcja rozwijanego menu...). Warto jednak wziâê pod uwagë, ûe operator maszyny obrabiarkowej najczëôciej nie korzysta z tak wyrafinowanych metod. On musi mieê wygodnâ i szybkâ obsîugë poprzez pokrëtîa i przeîâczniki, komunikacja poprzez komputer moûe sië okazaê zbyt wolna... Tymczasem intuicyjnoôê obsîugi Amig jest cechâ powszechnie znanâ -- nie przypadkiem jest to komputer majâcy olbrzymiâ popularnoôê wôród mîodych i bardzo mîodych adeptów informatyki. Prawidîowe rozwiâzanie komunikacji na linii urzâdzenie -- czîowiek powoduje zhumanizowanie urzâdzeï, przybliûenie ich do czîowieka. Narzucenie ludzkich form komunikacji komputerowi powoduje îatwiejsze przeîamanie strachu i obawy przed jego uûyciem. Szybkie oswojenie sië z nowymi sposobami sterowania zapewnia bezpieczeïstwo obsîugi urzâdzeï -- a wykorzystanie w tym celu Amig, ze wszystkimi ich zaletami, narzuca sië niejako automatycznie. Wspóîczesne zagadnienia technologii sterowania i montaûu urzâdzeï to wielka dziedzina wiedzy. Oczekujë na listy od Czytelników. Jeôli odezwâ sië zainteresowani, bëdziemy ten dziaî kontynuowaê -- pozostaje wciâû do poruszenia problem tajnoôci przekazywanych informacji, kontrola poprawnoôci wykonywania i wymiany informacji, przekazywanie danych na duûe odlegîoôci, zakîócenia... Technologia wciâga. Jest dziedzinâ wciâû mîodâ i prëûnâ, wîaônie przez fakt odwoîywania sië do coraz nowszych rozwiâzaï. Te zaô, jako dzieîo nieskoïczonej ludzkiej inteligencji, nie sâ ograniczone ani czasem, ani przestrzeniâ. Taki jest bowiem ludzki umysî...