Курсовая работа: Возможности системы программирования Delphi для создания пользовательского интерфейса

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ 3
2. ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ 3
3. ВХОДНАЯ И ВЫХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ 4
4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ DELPHI ПРИ СОЗДАНИИ ИНТЕРФЕЙСА 5
5. ЧТО ТАКОЕ ИНТЕРФЕЙС 5
i. КОМПОНЕНТЫ ИНТЕРФЕЙСА 5
ii. МАШИНА К ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ 6
iii. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ К МАШИНЕ 6
iv. КАК ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ДУМАЕТ 6
v. СОГЛАСОВАННЫЙ ИНТЕРФЕЙС 6
vi. СОГЛАСОВАННОСТЬ - ТРИ РАЗМЕРНОСТИ: 6
vii. МЕЖСИСТЕМНАЯ СОГЛАСОВАННОСТЬ 7
viii. ПРЕИМУЩЕСТВА СОГЛАСОВАННОГО ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ 7
6. ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА: РЕАЛИЗАЦИЯ И СОЗДАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА 7
7. РАЗРАБОТКА ДИЗАЙНА ПАНЕЛИ 8
8. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ: ОБЪЕКТ - ДЕЙСТВИЕ 11
9. РАБОТА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С ПАНЕЛЬЮ 11
10. ПРЯМОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ 11
11. ПОСТРОЕНИЕ ДИАЛОГА 11
12. УДЕРЖАНИЕ И СОХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ 12
13. ОКНА 12
14. ТРИ ТИПА ОКОН 13
15. УСТРОЙСТВА ВВОДА: КЛАВИАТУРА, МЫШЬ И ДРУГИЕ 13
16. ПОДЕРЖКА КЛАВИАТУРЫ 13
17. ПРИЛОЖЕНИЕ 14
18. СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ 14
19. НАЗНАЧЕНИЕ, ВОЗМОЖНОСТИ ……..14
20. ИНТЕРФЕЙС …………………………...15
21. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15
22. ЛИТЕРАТУРА ………………………………….16
ВВЕДЕНИЕ
Современные методы проектирования деятельности пользователей сложились в рамках системотехнической концепции проектирования, из-за чего учет человеческого фактора ограничился решением проблем согласования «входов» и «выходов» человека и машины. Вместе с тем при анализе неудовлетворенности пользователей удается выявить, что она часто объясняется отсутствием единого, комплексного подхода к проектированию систем взаимодействия.
Использование системного подхода позволяет принять во внимание множество факторов самого различного характера, выделить из них те, которые оказывают самое большое влияние с точки зрения имеющихся общесистемных целей и критериев, и найти пути и методы эффективного воздействия на них. Системный подход позволяет рассматривать анализ и синтез различных по своей природе и сложности объектов с единой точки зрения, выявляя при этом важнейшие характерные черты функционирования системы и учитывая наиболее существенные для всей системы факторы. Значение системного подхода особенно велико при проектировании и эксплуатации таких систем, как автоматизированные системы управления (АСУ), которые по существу являются человеко-машинными системами, где человек выполняет роль субъекта управления.
Системный подход при проектировании представляет собой комплексное, взаимосвязанное, пропорциональное рассмотрение всех факторов, путей и методов решения сложной многовариантной задачи проектирования интерфейса. В отличие от классического инженерно-технического проектирования при использовании системного подхода учитываются все факторы проектируемой системы - функциональные, психологические, социальные и даже эстетические.
Автоматизация управления неизбежно влечет за собой осуществление системного подхода, так как она предполагает наличие саморегулирующейся системы, обладающей входами, выходами и механизмом управлением. Уже само понятие системы взаимодействия указывает на необходимость рассмотрения окружающей среды, в которой она должна функционировать. Таким образом, система взаимодействия должна рассматриваться как часть более обширной системы.
В настоящее время можно считать доказанным, что главная задача проектирования интерфейса пользователя заключается не в том, чтобы рационально «вписать» пользователя в контур управления, а в том, чтобы, исходя из задач управления объектом, разработать систему взаимодействия двух равноправных партнеров (пользователь и программный комплекс), рационально управляющих объектом управления.
ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ
Итак, очевидно, что пользователь является замыкающим звеном системы управления, т.е. субъектом управления, а программа является объектом управления. Рациональная организация труда пользователей является одним из важнейших факторов, определяющих эффективное функционирование системы в целом. До появления операционных систем семейства Windows пользователь вёл управление, «не видя» реального объекта. Между реальным объектом управления и пользователем находилась информационная модель объекта (средства отображения информации). Поэтому возникала проблема проектирования не только средств отображения информации, но и средств взаимодействия пользователя с техническими средствами программы, т.е. проблема проектирования системы, которая имеет название интерфейс пользователя.
Интерфейс взаимодействия пользователя с техническими средствами программы может быть структурно изображен. Он состоит из аппаратно-програмного комплекса и протоколов взаимодействия.
Назначение протоколов состоит в том, чтобы обеспечить механизм достоверной и надежной доставки сообщений между пользователем и средством отображения информации, а, следовательно, между пользователем и программой. Протокол - это правило, определяющее взаимодействие, набор процедур обмена информацией между параллельно выполняемыми процессами в реальном времени. Эти процессы характеризуются, во-первых, отсутствием фиксированных временных соотношений между наступлением событий и, во-вторых, отсутствием взаимозависимости между событиями и действиями при их наступлении.
Функции протокола связаны с обменом сообщениями между этими процессами. Формат, содержание этих сообщений образуют логические характеристики протокола. Правила же выполнения процедур определяют те действия, которые выполняют процессы, совместно участвующие в реализации протокола. Набор этих правил является процедурной характеристикой протокола. Используя эти понятия, мы можем теперь формально определить протокол как совокупность логических и процедурных характеристик механизма связи между процессами.
Генерирование изображения с помощью АПК позволяет получать не только двумерные спроецированные на плоскость изображения, но и реализовать картинную трехмерную графику с использованием плоскостей и поверхностей второго порядка с передачей текстуры поверхности изображения.
В зависимости от вида воспроизводимого изображения следует выделить требования по алфавиту ИМ, по способу формирования символов и по разновидности использования элементов изображения. Используемый алфавит характеризует тип модели, её изобразительные возможности. Он определяется классом решаемых задач, задается числом и типом знаков, количеством градаций яркости, ориентацией символов, частотой мерцания изображения и др.
Алфавит должен обеспечивать построение любых информационных моделей в пределах отображаемого класса. Необходимо также стремиться к уменьшению избыточности алфавита.
Способы формирования знака классифицируются в соответствии с используемыми элементами изображения и делятся на моделирующие, синтезирующие и генерирующие. Для знака, который формируется на экране ЭЛТ, предподчительным является матричный формат.
Наблюдение за монитором позволяет пользователю построить изображение режима системы, которое формируется на основе обученности, тренировки и опыта, следовательно, возможно сравнение этого изображения с изображением теоретическим в соответствии с ситуацией. Требование адекватности, сходства пространственно-временной структуры отображаемых объектов управления и окружающей среды определяет эффективность модели.
Воспроизведение изображения осуществляется на основе его цифрового представления, которое содержится в блоке памяти, называемом буфером регенерации.
ВХОДНАЯ И ВЫХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Информационная модель, являясь для оператора источником информации, на основе которой он формирует образ реальной обстановки, как правило, включает большое количество элементов.
Количество групп элементов информационной модели определяется степенью детализации описания состояний и условий функционирования объекта управления. Как правило, элемент информационной модели связан с каким-либо параметром объекта управления. Наряду с этим информационная модель графического типа может рассматриваться как сложное графическое изображение. Элементы информационной модели здесь выступают как элементы изображения. Любое изображение состоит из некоторого набора графических примитивов, представляющих собой произвольный графический элемент, обладающий геометрическими свойствами. В качестве примитивов могут выступать и литеры (алфавитно-цифровые и любые другие символы).
Совокупность графических примитивов, которой оператор может манипулировать как единым целым, называют сегментом отображаемой информации. Наряду с сегментом часто используется понятие графический объект, под которым понимают множество примитивов, обладающих одинаковыми визуальными свойствами и статусом, а также идентифицированных одним именем. При организации процесса переработки информации в системах отображения будем манипулировать следующими понятиями:
Статическая информация - относительно стабильная по содержанию информация, используемая в качестве фона. Например, координатная сетка, план, изображение местности и т.д.
Динамическая информация - информация, переменная в определенном интервале времени по содержанию или положению на экране. Реально динамическая информация часто является функцией некоторых случайных параметров.
Такое деление считается сильно условным. Несмотря на это, при проектировании реальных систем отображения информации решается без затруднений.
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ, КОТОРЫЕ РЕШАЕТ DELPHI ПРИ
СОЗДАНИИ ИНТЕРФЕЙСА
При создании сложных АСУ велико значение разработки программного обеспечения, т.к. именно программные средства создают интеллект компьютера, решающий сложные научные задачи, управляющий сложнейшими технологическими процессами. В настоящее время при создании подобных систем значительно возрастает роль человеческого фактора, а, следовательно, эргономического обеспечения системы. Основной задачей эргономического обеспечения является оптимизация взаимодействия между человеком и машиной не только в период эксплуатации, но и при изготовлении, и при утилизации технических компонентов. Итак, при систематизации подхода проектирования интерфейса пользователя, можно привести некоторые основные функциональные задачи и принципы построения, которые должен решать современный язык программирования и с которыми с успехом справляется Delphi:
Принцип минимального рабочего усилия, имеющий два аспекта:
минимизация затрат ресурсов со стороны разработчика ПО, что достигается путем создания определенной методики и технологии создания, свойственной обычным производственным процессам;
минимизация затрат ресурсов со стороны пользователя, т.е. пользователь должен выполнять только ту работу, которая необходима и не может быть выполнена системой, не должно быть повторений уже сделанной работы и т.д.
Задача максимального взаимопонимания. Т.е. пользователь не должен заниматься, например, поиском информации, или выдаваемая на экран информация не должна требовать перекодировки или дополнительной интерпретации пользователем.
Пользователь должен запоминать как можно меньшее количество информации, так как это снижает свойство пользователя принимать оперативные решения.
Принцип максимальной концентрации пользователя на решаемой задачи и локализация сообщений об ошибках.
ЧТО ТАКОЕ ИНТЕРФЕЙС
Пользовательский интерфейс - это значит общение между человеком и компьютером. Общий Пользовательский Доступ - это правила, которые объясняют диалог в терминах общих элементов, таких как правила представления информации на экране, и правила интерактивной технологии такие, как правила реагирования пользователя на то, что представлено на экране.
КОМПОНЕНТЫ ИНТЕРФЕЙСА
На практическом уровне, интерфейс это набор стандартных приемов взаимодействия с техникой. На теоретическом уровне интерфейс имеет три основных компонента:
1. Способ общения машины с пользователем.
2. Способ общения пользователя с машиной.
3. Способ пользовательского представления интерфейса.
КОМПОНЕНТЫ ИНТЕРФЕЙСА
Способ общения машины с пользователем определяется машинным приложением (прикладной программной системой). Приложение управляет доступом к информации, обработкой информации, представлением информации в виде понятном для пользователя.
ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ К МАШИНЕ
Пользователь должен распознать информацию, которую представляет компьютер, понять (проанализировать) ее, и переходить к ответу. Ответ реализуется через интерактивную технологию, элементами которой могут быть такие действия как выбор объекта при помощи клавиши или мыши. Все это составляет вторую часть интерфейса, а именно язык действий.
КАК ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ ДУМАЕТ
Пользователи могут иметь представление о машинном интерфейсе, что он делает и как им работать. Некоторые из этих представлений формируются у пользователей в результате опыта работы другими машинами, такими как печатающее устройство, калькулятор, видеоигры, а также компьютерная система. Хороший пользовательский интерфейс использует этот опыт. Более развитые представления формируются от опыта работы пользователей с самим интерфейсом. Интерфейс помогает пользователям развивать представления, которые могут в дальнейшем использоваться при работе с другими прикладными интерфейсами.
СОГЛАСОВАННЫЙ ИНТЕРФЕЙС
Ключ для создания эффективного интерфейса заключается в быстром, насколько это возможно, развитии у операторов простой модели интерфейса. Общий Пользовательский Доступ осуществляет это через согласованность. Концепция согласованности состоит в том, что при работе с компьютером у пользователя формируется система ожидания одинаковых реакций на одинаковые действия, что постоянно подкрепляет пользовательскую модель интерфейса. Согласованность, обеспечивая диалог между компьютером и пользователем, может снизить количество времени, требуемого пользователю как для того, чтобы изучить интерфейс, так и для того чтобы использовать его для выполнения работы.
Согласованность является свойством интерфейса по усилению пользовательских представлений. Другой составляющей интерфейса является свойство его конкретности и наглядности. Это осуществляется применением плана панели, использованием цветов и другой выразительной техники. Идеи и концепции затем обретают физическое выражение на экране, с которым непосредственно общается пользователь.
СОГЛАСОВАННОСТЬ - ТРИ РАЗМЕРНОСТИ:
Говорить что интерфейс согласован - это все равно, что говорить, что что-то есть больше чего-то. Мы вынуждены спросить: "Больше чем что?". Когда мы говорим, что интерфейс согласован, мы вынуждены спросить: "Согласован с чем?". Необходимо упомянуть некоторую размерность.
Интерфейс может быть согласован с тремя широкими категориями или размерностями: физической, синтаксической и семантической.
Физическая согласованность относится к аппаратному обеспечению: схемы клавиатуры, расположения клавиш, использованию мыши. Например, будет иметь место физическая согласованность для клавиши F3, если она всегда находиться в одном и том же месте независимо от использования системы. Аналогично, будет физически согласованным выбор кнопки на мышке, если она всегда будет располагаться под указательным пальцем.
Синтаксическая согласованность относится к последовательности и порядку появления элементов на экране (язык представлений) и последовательности запросов действий требований (язык действий). Например: будет иметь место синтаксическая согласованность, если всегда размещать заголовок панели в центре и на верху панели.
Семантическая согласованность относится к значению элементов, которые составляют интерфейс. Например, что означает "Выход"? Где пользователи делают "Выход" и что затем происходит?
МЕЖСИСТЕМНАЯ СОГЛАСОВАННОСТЬ
Общий Пользовательский Доступ содержит определения всех элементов и интерактивной технологии. Но эти определения могут быть выполнены по-разному из-за технических возможностей специфических систем. Итак, общий интерфейс не может быть идентичным для всех систем.
Согласованность составных систем является балансом между согласованностью физической, синтаксической, семантической и стремлением получить преимущества оптимальных возможностей системы.
ПРЕИМУЩЕСТВА СОГЛАСОВАННОГО ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Согласованный интерфейс приносит пользователям и разработчикам экономию времени и средств. Пользователи выигрывают от того, если им понадобится меньше времени, чтобы научиться использовать приложения, а затем при функционировании понадобится меньше времени для выполнения работы. Дополнительные выгоды для пользователя будут отражены в их отношении к приложениям.
Согласованный интерфейс сокращает уровень ошибок пользователя, повышает чувство удовлетворенности от выполнения задачи и способствует тому, чтобы пользователь чувствовал себя более комфортно с системой.
Согласованный пользовательский интерфейс приносит выгоды и разработчикам приложений, позволяя выделить общие блоки элементов для интерфейса через стандартизацию элементов интерфейса и интерактивной технологии. Эти строительные блоки могут позволить программистам создавать и изменять приложения более просто и быстро. Например, из-за того, что одна и также панель может быть использована во многих системах, разработчики приложений могут использовать одни и те же панели в различных проектах.
Хотя пользовательский интерфейс устанавливает правила для элементов интерфейса и интерактивной технологии, он допускает довольно высокую степень гибкости. Например, для интерфейса определены пять типов панелей, но допускается, что могут быть использованы панели специфического применения. Общий Пользовательский Доступ рекомендует использование определенных панелей но, если это невозможно, то следует использовать специфические элементы определенных панелей.
ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА: РЕАЛИЗАЦИЯ И СОЗДАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА
MS-Windows предоставляет пользователям оболочку графического интерфейса (GUI), которая обеспечивает стандартную среду пользователя и программиста. (GUI) предлагает более сложное и дружелюбное окружение пользователя, чем командно-управляемый интерфейс DOS. Работа в Windows основана на интуитивно понятных принципах. Вам легко переключиться с задачи на задачу и осуществлять обмен информацией между ними. Однако разработчики приложений традиционно сталкиваются с трудностями программирования, поскольку организация среды Windows является чрезвычайно сложной.
Delphi - язык и среда программирования, относящаяся к классу RAD- (Rapid Application Development - «Средство быстрой разработки приложений») средств CASE - технологии. Delphi сделала разработку мощных приложений Windows быстрым процессом, доставляющим вам удовольствие. Приложения Windows, для создания которых требовалось большое количество человеческих усилий, например в С++, теперь могут быть написаны одним человеком, использующим Delphi.
Интерфейс Windows обеспечивает полное перенесение CASE-технологий в интегрированную систему поддержки работ по созданию прикладной системы на всех фазах жизненного цикла работы и проектирования системы.
Delphi обладает широким набором возможностей, начиная от проектировщика форм и кончая поддержкой всех форматов популярных баз данных. Среда устраняет необходимость программировать такие компоненты Windows общего назначения, как метки, пиктограммы и даже диалоговые панели. Работая в Windows , вы неоднократно видели одинаковые «объекты» во многих разнообразных приложениях. Диалоговые панели (например, Open File и Save File) являются примерами многократно используемых компонентов, встроенных непосредственно в Delphi, который позволяет приспособить эти компоненты к имеющийся задаче, чтобы они работали именно так, как требуется создаваемому приложению. Также здесь имеются предварительно определенные визуальные и не визуальные объекты, включая кнопки, объекты с данными, меню и уже построенные диалоговые панели. С помощью этих объектов можно, например, обеспечить ввод данных просто несколькими нажатиями кнопок мыши, не прибегая к программированию. Это наглядная реализация применений CASE-технологий в современном программировании приложений. Та часть, которая непосредственно связана с программированием интерфейса пользователя системой получила название визуальное программирование
Визуальное программирование как бы добавляет новое измерение при создании приложений, давая возможность изображать эти объекты на экране монитора до выполнения самой программы. Без визуального программирования процесс отображения требует написания фрагмента кода, создающего и настраивающего объект «по месту». Увидеть закодированные объекты было возможно только в ходе исполнения программы. При таком подходе достижение того, чтобы объекты выглядели и вели себя заданным образом, становится утомительным процессом, который требует неоднократных исправлений программного кода с последующей прогонкой программы и наблюдения за тем, что в итоге получилось.
Благодаря средствам визуальной разработки можно работать с объектами, держа их перед глазами и получая результаты практически сразу. Способность видеть объекты такими, какими они появляются в ходе исполнения программы, снимает необходимость проведения множества операций вручную, что характерно для работы в среде, не обладающей визуальными средствами - вне зависимости от того, является она объектно-ориентированной или нет. После того, как объект помещен в форму среды визуального программирования, все его атрибуты сразу отображаются в виде кода, который соответствует объекту как единице, исполняемой в ходе работы программы.
Размещение объектов в Delphi связано с более тесными отношениями между объектами и реальным программным кодом. Объекты помещаются в вашу форму, при этом код, отвечающий объектам, автоматически записывается в исходный файл. Этот код
компилируется, обеспечивая существенно более высокую производительность, чем визуальная среда, которая интерпретирует информацию лишь в ходе исполнения программы.
Три основные части разработки интерфейса следующие: проектирование панели, проектирование диалога и представление окон. Существуют также другие условия: являются ли входные устройства на терминалах клавишными или указательными и будут ли являться приложения символьными или графическими.
РАЗРАБОТКА ДИЗАЙНА ПАНЕЛИ
Установим основные термины, относящиеся к разработке панели.
Экран - это поверхность компьютерной рабочей станции или терминала, на которой располагается информация, предназначенная для пользователя. Панель - это предопределенная группированная информация, которая структурирована специфическим способом и расположена на экране. Общий Пользовательский Доступ устанавливает пять панельных схем, называющихся панельными типами. Необходимо использовать различные панельные типы, чтобы представить различные виды информации. Пять панельных типов следующие:.....