Лінгвістичне забезпечення
Лінгвістичне забезпечення (ЛЗ) об'єднує сукупність мовних засобів для формалізації природної мови, побудови і поєднання інформаційних одиниць у процесі спілкування персоналу АСУ із засобами обчислювальної техніки. За допомогою лінгвістичного забезпечення здійснюється спілкування людини з машиною. ЛЗ включає інформаційні мови для описання структури одиниць інформаційної бази АСУ; мови управління та маніпулювання даними інформаційної бази АСУ; мовні засоби інформаційно-пошукових систем; мовні засоби автоматизації проектування АСУ; діалогові мови спеціального призначення та інші мови; систему термінів і визначень, які використовуються в процесі розробки й функціонування АСУ.
Лінгвістичне забезпечення має дві основні складові - Мови реалізації та Мови взаємодії.
Мови реалізації
Це мови на яких програмуються графічні системи. Якщо розглядати історію, то прослідковується така послідовність розвитку мов програмування, які використовувались на протязі існування комп'ютерів:
Двійкові та вісьміркові коди (мови не було її роль виконували послідовності кодів, які вводив в ЕОМ програміст). Була важка праця, щоб щось запрограмувати. Безумовно програми працювали дуже швидко, але написати програму була проблема.
З'явився ассемлер, тобто надавалися команди , які раніше вводились двійковими кодами, за допомогою символьних виразів, наприклад, add додавання поточного числа , а sum - сума декількох чисел та інше. Писати програми було трохи легше і працювали вони досить швидко, але .. працювати з такою мовою мав можливість спеціальний фахівець-програміст. Такі фахівці залишилися і зараз, але створюють вони в основному операційні системи і спеціальні драйвери. Для широкого використання програмування, а така проблема була і є на протязі всього існування комп'ютерів, треба мова з якою впоруються і не спеціально підготовлені люди, а більш широкий контингент. Мова повинна бути простіша для засвоєння, мати широкі можливості, мати засоби розширення та інше.
З'явилася велика кількість алгоритмічних мов ( їх було і зараз існують понад 1000 - деякі вмерли, деякі ще існують і ще використовуються, а деякі стали потужними і закріпили свої позиції ). Розглянути хоча б декількох з них вимагає багато часу. Але деякі з цих мов зіграли певну роль для комп'ютерної графіки і на них ми трохи зупинимося. Одна з перших мов був ALGOL-60 ( доречі, 60 це рік створення, бо був ще ALGOL-68 створений у 1968 році ). На цій мові в основному працювали науковці і серед інженерів ця мова була не дуже поширена. У середині 60-х років з'явилася алгоритмічна мова, яка була досить популярна серед інженерів, широко розповсюджена і мала назву FORTRAN. На цій мові було зроблено багато корисних програм та систем і зараз є сучасні потужні системи в яких значну кількість функцій реалізовано на FORTRAN. Для приклада наведемо таку відому систему як САТІА у якій значна частина програмного забезпечення розроблена на мові FORTRAN ( Ця система побудована на комп'ютерах фірми IBM , має 12 робочих станцій , 6 з яких працює з ХОСТ машиною і 6 у мережі на машинах RISC-6000 і ця мережа з'єднана з ХОСТ ). Останній сучасний BOING розроблено у світовій мережі фірми IBM ( ця фірма має таку корпоративну мережу) за допомогою системи САТІА.
На початку 70-х років мова FORTRAN була використана для створення її графічного варіанту. Назва - ГРАФОР ( графічний фортран ), і в ньому було реалізовано багато сотень графічних функцій. Це був звичайний FORTRAN, але з великою бібліотекою графічних функцій. У ті роки цю роботу очолював Баяковський ( Москва ). Така ж реалізація була і як розширення Алголу, але вона мала значно менше поширення. Потім з'явилася і відома мова для початківців - BASIC, але з вбудованою невеликою кількістю графічних функцій. Особливості такого використання графічних можливостей буде розглянуто нижче. Страшного галасу на початку тисячоріччя наробила така мова як COBOL. Трохи про проблему 2000 року і чому вона виникла. У ті 60-і роки для завдання дати у алгоритмічній мові використовували 2 байти. Чи є це обґрунтованим. Мабуть так, тому що вартість кожного біту пам'яті була досить значна, а до 2000 року, коли чи то 2000 рік, чи то 1900 буде не ясно, ще було далеко. COBOL використовувався в основному для побудови програм у галузі економіки. Їх зроблено досить багато, вони працювали майже 40 років і зараз вони продовжують працювати зі зробленими корекціями на проблему 2000 року.Подальший прогрес у розробці нових мов програмування йшов чітко по шляху вдосконалення інтерфейсу та збільшення функціональних можливостей. Згадати треба такі мови як PL-1, ADA, PASCAL та інші. Крок вперед зроблено мовою С , а потім і С++. Мова С вперше була використана для побудови операційної системи ( вона має засоби працювати на рівні регістрів тобто на низькому рівні ) і такою системою є одна з популярних і зараз операційна система UNIX. Щоб зрозуміти , що це за операційна система скористуємося одним з цікавих популярних порівнянь відомих і розповсюджених на цей час операційних систем - WINDOWS, OS/2, UNIX. Кожна система уявляється як літовище і літаки. WINDOWS- чудове літовище, гарні літаки, часто злітають, але на висоті 10000 метрів часто вибухають ( може й не часто, але ті , хто працює з WINDOWS, це добре знають ). Дійсно з WINDOWS працюють сотні мільйонів користувачів, розроблено сотні тисяч систем під WINDOWS, вони мають гарний інтерфейс користувача. Працює ця система майже на всіх персональних комп'ютерах, але ширвжиток це ІВМ сумісні комп'ютери. OS/2- чудове літовище, гарні літаки, але рідко злітають. OS/2- дійсно має гарно побудовані користувальні системи. Але клас персональних комп'ютерів на яких працює OS/2- широко не розповсюджено. Це комп'ютери фірми ІВМ PS-1 та PS-2. Незважаючи на свої досить високі якості вони програють конкуренцію ІВМ сумісним комп'ютерам. UNIX - нема літовища і кожен робить свій літак. Але деякі літаки настільки надійні та гарно збудовані , що з ними важко конкурувати. Такою розробкою є мережеве забезпечення. Так мережеве забезпечення під WINDOWS (WINDOWS NT) у десятки разів менш надійне, аніж під UNIX. З особистого досвіду - жодного серйозного порушення у мережі за півтора роки. UNIX працює майже на всіх персональних комп'ютерах ( як довідка для тих, хто починає вивчати UNIX, йому за 30 років ) . Зараз його розповсюдження збільшується за рахунок створення у Европі офісних систем під UNIX ( LINUX ). В Україні розповсюдження UNIX теж збільшиться, коли за продукцію фірми Microsoft та інших відомих фірм прийдеться сплачувати гроші. Закон України про авторські права вже прийнято і тепер черга за його виконанням.
Значний прогрес пов'язано з розповсюдженням процедурно-орієнтованих мов. При збільшенні кількості процедур, при розширенні їх функцій створення програм і, часто досить складних, стає більш простим для їх програмування. Але змінюється традиційний підхід до програмування. Колишній підхід мав таку послідовність задача-алгоритм-програма. Зараз, коли у мові реалізовано значна множність алгоритмів, то вирішення задачі - це покриття множністтю алгоритмів мови необхідного для вирішення задачі алгоритма. Часто при цьому розмивається поняття алгоритма вирішення задачі, його стає краще розуміти розглядаючи процедури мови.
Мови взаємодії
Це мови за допомогою яких користувач вирішує графічні задачі і загалом вирішує прикладні задачі.
Першу з цих мов ми вже розглядали - нагадаємо її. Це введення в мову графічних підпрограм, звертання до яких призводить до виконання певних графічних функцій. Звичайно для реалізації графічних функцій в алгоритмічній мові використовувався оператор переходу до підпрограми і формат графічної команди для малювання лінії між точками 1 та 2 був такий - CALL(line(X1,Y1,X2,Y2)). Користувач повинен знати відповідну алгоритмічну мову, для завдання графічних функцій виконувати всі синтаксичні вимоги алгоритмічної мови. Звідси і недоліки - необхідне знання алгоритмічної мови та ще й всі функції підпрограм пишуть англійською мовою ( це важко для звичайного користувача, а не для програміста), помилки виявляються наприкінці, тобто після трансляції мови ( а виправлення вводяться в вихідний текст і знову робиться трансляція - шлях довгий та не ефективний );
Наступний крок - це створення спеціальних графічних мов. Уявити чи створити таку мову, якщо вона має мало функцій досить просто. Хай нам треба малювати подібне тому, що надано на малюнку нижче
При цьому наступний набір графічних команд буде достатній для побудови:
Лінія ( Xп,Yп; Xз,Yз; П )
Коло (Xц,Yц; Р;П )
Точка (X,Y,П )
Текст ( символи )
Де: Xп,Yп-координати X та Y початку, Xз,Yз-координати X та Y закінчення вектору, П- параметри вектору ( колір, та інші характеристики ); Xц,Yц- координати центру кола, Р - радіус кола.
При цьому опис малюнка створюється досить просто:
Точка
Текст (А)
Вектор 1 ( від А до Е )
Вектор 2 ( від Е до R)
Вектор
І далі аналогічно
Така мова, якщо вона нескладна, досить просто засвоюється, але складній задачі і мова ускладнюється. Таких мов було розроблено сотні, вони були різні по складнощі і по можливостям. Загальними недоліками таких мов є : необхідність знання цієї мови, важко шукати помилки у побудові графічних зображень, щоб мова працювала необхідно транслятор, помилка часто знаходиться не після трансляції, а після побудови зображення.
Діалогові мови систем комп'ютерної графікиДіалогова мова це мова яка дозволяє користувачу безпосередньо за комп'ютером виконувати всі операції по введенню, редагуванню та перетворенню графічної та символьної інформації.
Згідно з визначенням в склад систем комп'ютерної графіки повинні входити прилади та програмні засоби, які забезпечують у зручній для користувача формі введення, редагування , перетворення та виведення інформації. Цим обумовлюється велика кількість характеристик, яка є атрибутами будь-яких засобів формування інформації:
графічні
розмір робочого поля,
розподільча здатність (по аналогії з визначенням цієї характеристики в оптиці, фотографії та телебаченні це кількість елементів які користувач бачить роздільними),
кольорові можливості засобів оперативного відображення ( моніторів) та документування.
Ергономічні тобто характеристики, які залежать від властивості людини як приймача інформації яскравість, колір, контрастність, формат екрана тощо. По всім наданим факторам задаються певні обмеження що пов'язані з можливостями людини. Нижче більш детально розглянуто питання обмеження у часі при організації взаємодії, розглянуто режим реального часу при взаємодії (дивись розділ Реальний час при взаємодії).
Лінгвістичні ( мовні ) характеристики, які пов'язані зі сприйняттям інформації користувачами та для формування вхідних дій ( введення, редагування, перетворення тощо );
Мовні аспекти інтерфейсу користувача
Мовні аспекти пов'язані з лінгвістичним забезпеченням комп'ютерної графіки. Мова взаємодії повинна бути простою та доступною для широкого загалу користувачів. При цьому особлива увага зосереджується на тих, хто починає працювати з системою, тобто на початківцях. Як показав досвід для них достатньо ефективна є мова меню.
Мова меню. Це ієрархічно побудована мова. При цьому у кожний момент часу є доступ до певного набору команд. Доступ звичайно забезпечується позначенням (клацанням кнопкою миші при розташуванні курсору на назві команди ) команди. При побудові мови меню важливе значення має розташування команд. Зараз звичайним є розташування команд у верхній частині вікна головного меню. Фірмою було проведено дослідження оптимальної кількості команд, які водночас надаються користувачу для роботи з меню. Як показали дослідження ця кількість не повинна перевищувати 7-9.
Мова меню зручна для початківців, але той хто достатньо довго працює з системою дратується (у нього виникає дискомфорт ) значним обсягом рухань мишею та переходами від миші до клавіатури і зворотньо. Зараз майже всі програмні системи мають засоби переходу до команд за допомогою "гарячих клавіш", тобто за допомогою натискання водночас декількох клавіш на клавіатурі. Звичайно запис дій за допомогою гарячих клавіш наступний:
Для тих, хто отримав досвід роботи з системою, грамотно побудовані системи повинні дозволяти ускладнити мову і надати їй додаткові функції, наприклад, одна команда дозволить виконувати певну послідовність дій. У цьому випадку кажуть, що мова взаємодії адаптується до рівня підготовки користувача до роботи з системою. Інструментом для створення цих можливостей можна вважати Basic, що вбудовується фірмою Microsoft маже в усі свої програмні системи.
Важливе значення має стандарт на WINDOWS-інтерфейс. Звичайно більшість компонентів WINDOWS-інтерфейсу загальновживана і включає: - зверху назву вікна та кнопки, що дозволяють проглянути вікно на повному екрані чи перетворити вікно у піктограму; - далі йде смуга головного горизонтального меню, позначення елементів якого дає спадаюче меню з якого користувач може робити вибір функцій; - звичайно під головним меню розташована смуга піктограм(інструментальна смуга). Більшість піктограм дублює елементи меню. При наближенні вказівника до піктограми у більшості систем надається текстова назва піктограми. Нагадаємо, що піктограма це кнопка (клавіша) з графічним зображенням яке користувач може співвіднести з певними діями. Звичайно при роботі користувач запам'ятовує дії певних піктограм і використовує їх частіше ніж елементи меню. Доречі, багато систем мають різні смуги піктограм розташовані у різних частинах робочого поля. - нижче можуть бути розташовані ще смуги піктограм - нижче знаходиться робоче поле системи, у більшості випадків зі смугами прокручування (ліфт для перегляду інформації у вікні). - звичайно в нижній частині вікна знаходиться інформаційна смуга: - на екрані може бути декілька вікон водночас. Приклади двох вікон з систем WORD та Photoshop наведено нижче:Важливим компонентом WINDOWS-інтерфейса є діалогові блоки двох видів. Перший використовується для введення параметрів та режимів роботи системи. Другий для надання інформації та попереджень користувачу. Ознакою появи діалогових блоків першого виду є три крапки після опцій, що надаються в меню. Основними компонентами цих блоків є: - текстовий рядок (текстова інформація вводиться з клавіатури чи переноситься зі спискового блока чи з буфера вирізаного зображення - Clipboard); - спискові блоки, частіше в них надаються переліки файлів один з яких можна вибрати; - клавіші (у більшості діалогових блоків є дві клавіші - OK та Cancel); - кнопки та певні набори кнопок (квадратні кнопки позначаються появою діагоналей, а круглі - чорним колом).