Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными



Скачать 143.9 Kb.
Дата03.12.2012
Размер143.9 Kb.
ТипДокументы





МОДЕЛЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИСХОДНЫМИ ДАННЫМИ
В.В. Грибова, А.С. Клещев

Рассматривается модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными, предназначенная для формирования в режиме диалога исходных данных для решения конкретной прикладной задачи. Модель может быть использована для разработки интерфейса для предметных областей, у которых множество понятий, характеризующих исходные данные образуют иерархию, их количество велико (возможно тысячи и десятки тысяч понятий), исходные данные имеют текстовое представление. Разработанный на основе модели интерфейс имеет низкую трудоемкость разработки, а также легкую его модифицируемость как на этапе создания, так и на этапе эксплуатации за счет раздельного проектирования интерфейса и прикладной программы.

В настоящее время общепризнанно, что интерфейс имеет важное значение для любой программной системы и является неотъемлемой ее составляющей, ориентированной, прежде всего, на конечного пользователя. Именно через интерфейс пользователь судит о прикладной программе в целом; более того, часто решение об использовании или не использовании прикладной программы пользователь принимает по тому, насколько ему удобен и понятен пользовательский интерфейс. Вместе с тем трудоемкость проектирования и разработки интерфейса достаточно велика. По оценкам специалистов в среднем она составляет более половины времени реализации проекта /1/. Актуальным в настоящее время является снижение затрат на разработку и сопровождение программных систем, или, как указывается в /2/, актуальной является разработка эффективного программного инструментария, где под эффективностью понимается простота разработки, легкость сопровождения и удобство работы с программой. Одним из путей снижения затрат на разработку и сопровождение программных систем является наличие в инструментарии средств четвертого поколения, позволяющих на высоком уровне описать (специфицировать) создаваемое программное средство и далее по спецификации автоматически сгенерировать исполнимый код. Пользовательский интерфейс можно разделить на две основные части: ввод исходных данных и вывод результатов работы. Данная статья посвящена первой составляющей интерфейса - вводу исходных и управлению ими.

Данная работа описывает модель интерфейса для ввода исходных данных, имеющих текстовое представление. При этом необходимо, чтобы описание множества исходных данных можно было представить в виде иерархии понятий. Подход к разработке интерфейса заключается в следующем. Интерфейс рассматривается как система, основанная на знаниях, и состоящая из двух частей - базы знаний, в которой содержится описание понятий предметной области, характеризующих исходные данные задачи, и механизма, обеспечивающего получение исходных данных задачи на основе этой базы знаний.


Анализ предметных областей показал, что существует большое количество предметных областей, например, медицина, юриспруденция, военная область и др., для которых необходим интерфейс, удовлетворяющий перечисленным выше требованиям.

Постановка задачи. Под моделью диалога для управления исходными данными будем понимать пару, состоящую из порождающей модели, определяющей семейство исчислений, и регламента действий пользователя. Любая порождающая модель /3,4/ состоит из языка формального задания исчислений этой модели (языка для записи правил исчислений) и универсального рецепта этой модели. Последний определяется структурой состояний порождающего процесса, способом формирования начального состояния, способом построения порождающего процесса по правилам исчисления и начальному состоянию, а также правилом остановки порождающего процесса.

Любое исчисление, заданное на языке порождающей модели, определяет множество порождающих процессов. Когда в ходе выполнения универсального рецепта порождающей модели возникает неоднозначность при построении порождающего процесса, регламент действий пользователя определяет его права по ее разрешению.

Определим язык формального задания правил исчисления порождающей модели диалога для управления исходными данными исходными данными как тройку , где N={n1,...,nm}- множество нетерминальных символов; Ts=TF - терминальный словарь, состоящий из множества предопределенных терминальных символов T={t1,...,tk} и множества типов возможных значений F={cтрока, дата, время, координта, [l, t]I (единица измерения), [l, t ] R(единица измерения)}; SN - выделенный символ языка (аксиома порождающей модели).

Каждое исчисление порождающей модели задается множеством Р записанных на этом языке порождающих правил вида , где N, а имеет вид:



где F

где iNT, l>1

где iNT, l>1.

При этом должны выполняться следующие условия:

- для любых 1,2 N, если правила 11, 22 входят в , то 12;

- для любого N, если входит в правую часть порождающего правила, то в Р обязательно имеется правило вида ;

- в системе правил не существует таких правил, что * и *. Здесь означает, что в системе правил существует правило вида 1|...||...|n или правило вида 1,...,,...,n; * имеет место, если 1...n.

Текущее состояние порождающего процесса есть пара, состоящая из дерева Di и активной вершины в этом дереве. Корнем дерева является вершина, помеченная выделенным символом S языка, нетерминальные вершины помечены нетерминальными символами из N. Листьями этого дерева могут быть вершины, помеченные символами из множеств N и T, либо порождениями символов из множества F.

Универсальный рецепт порождающей модели диалога. Правило исчисления может иметь следующие способы выполнения: генерация, просмотр и редактирование /5/.

Применимое правило в текущем состоянии зависит от способа его выполнения. Если способом выполнения правила является генерация, то правило применимо в текущем состоянии, когда совпадает с меткой активной вершины дерева и является листом дерева. Если способом выполнения правила является редактирование, то правило применимо в текущем состоянии, когда совпадает с меткой активной вершины дерева и не является листом дерева. В случае просмотра исходных данных применимое правило зависит от вида просмотра. Под просмотром вперед будем понимать переход от активной вершины к вершине - прямому потомку этой вершины в дереве исходных данных. Просмотр назад означает переход к вершине - прямому предку активной вершины. Если способом выполнения правила является просмотр вперед, метка активной вершины есть , то правило вида применимо в этом состоянии при следующих условиях.

1. =1,...,k, в дереве исходных данных есть множество ребер, соединяющих активную вершину с допустимыми вершинами i,...,j и среди вершин i,...,j есть хотя бы одна вершина n, имеющая метку nN.

2. =1|...|k, в дереве исходных данных есть ребро, соединяющее активную вершину с некоторой вершиной с меткой i{1,...,k} и iN.

Если способом выполнения правила является просмотр назад, совпадает с меткой активной вершины дерева и не является корнем дерева исходных данных, то применимым является любое правило вида , такое что либо =, либо =1,.., ,...,k, либо = 1|...||...|k, и в дереве исходных данных есть ребро, соединяющее вершину с меткой и активную вершину с меткой (все такие являются допустимыми вершинами в текущем состоянии).

Начальным состоянием q0 порождающего процесса является дерево, состоящее из одного корня - вершины, помеченной выделенным символом S, и активной вершины , совпадающей с корнем этого дерева.

В результате применения некоторого правила формируется очередное состояние qi+1 на основе предыдущего состояния qi и примененного правила; qi+1 зависит также от способа выполнения правила - генерации, просмотра или редактирования.

Если способом выполнения правила является генерация, применимое правило имеет вид , где F, то в очередном состоянии порождающего процесса образуется дерево исходных данных Di+1 путем добавления к дереву Di ребра, связывающего вершину, помеченную символом с новой вершиной , имеющей в качестве метки порождение символа ,. После этого становится нетерминальной вершиной дерева Di+1, а - новой терминальной вершиной этого дерева. активной вершиной становится вершина с меткой .

При этом порождение значений в дереве исходных данных зависит от . Так, если =строка, то порождается конечная последовательность символов некоторого алфавита, если =дата, то порождается значение типа дата и.т.д.

Если применяется правило , где 1, ...,n, кNT для всех к=1,...,n, то дерево исходных данных Di+1 образуется путем добавления к дереву Di ребер, связывающих вершину с меткой с любым непустым множеством вершин f, ..., j. Вершины f, ..., j имеют метки f ..,j соответственно, причем {f,...,j} {1, ...,n}, где 1 f < j n. После этого вершина с меткой становится нетерминальной вершиной дерева Di+1, а f,...,j - новыми терминальными вершинами дерева с метками f ..,j. активной вершиной становится вершина j с меткой j, 1<=j<=k.

Если среди правил языка выбрано правило , где 1| ...|n, кNT для всех к=1,...,n, то дерево исходных данных Di+1 образуется путем добавления к дереву Di ребра, связывающего вершину с меткой с новой вершиной , имеющей метку j, при этом метка i - некоторая метка из множества меток 1, ...,n, т.е. j {1, ...,n}, где 1<=i<=n. После этого вершина с меткой становится нетерминальной вершиной дерева Di+1, а - новой терминальной вершиной дерева с меткой j. активной вершиной становится вершина с меткой j.

Рассмотрим, как формируется очередное состояние при просмотре вперед исходных данных. Если применимое правило имеет вид , где =1,...,k, то при применении этого правила активной вершиной очередного состояния становится такая вершина n{i,...,j}, что метка n вершины n является нетерминальным символом языка, т.е. nN. Если применимое правило имеет вид , где =1|...|k, то при применении этого правила активной вершиной в очередном состоянии становится вершина . Областью видимости в каждом состоянии при просмотре вперед являются активная вершина с меткой и ее прямые потомки в дереве исходных данных.

Под редактированием понимается удаление вершины дерева. Например, если в текущем состоянии метка активной вершины есть , и применяемое правило имеет вид , где = или i= 1|...|k, то в этом случае под удалением будем понимать удаление вершины , являющейся прямым потомком активной вершины , ребра, соединяющего и , а также всего поддерева, корнем которого является . Формирование очередного состояния процесса редактирования (удаления) происходит следующим образом: из дерева исходных данных удаляется поддерево, с корнем , и ребро , соединяющее вершину с предком этой вершины - вершиной . В этом случае активная вершина становится листом дерева.

Порождающий процесс может быть завершен только в том случае, если он достиг терминального состояния. Терминальным является состояние, при котором каждый лист порожденного дерева помечен либо символом из множества T, либо символом, являющимся порождением некоторого символа из множества F.

Регламентация действий пользователя. В порождающей модели диалога пользователь может выбрать способ выполнения правила генерацию, просмотр или редактирование.

Так, если способом выполнения правила является генерация исходных данных, то задача пользователя в диалоге состоит в разрешении всех неоднозначностей. Неоднозначности в процессе порождения исходных данных могут состоять в следующем.

1. Каждый шаг порождающего процесса характеризуется множеством применимых на данном шаге правил порождения очередного состояния, которое может содержать более одного применимого правила. Пользователь имеет возможность выбрать любое правило для получения очередного состояния процесса порождения среди множества применимых в данном состоянии правил..

2. Если в некотором состоянии применяется правило вида , N, где 1| ...|n, причем jNTF, то в этом случае неоднозначно определяется посылка i {1, ...,n}, где 1<=i<=n. Пользователь в процессе порождения имеет возможность выбрать любую посылку в пределах указанных ограничений.

3. Если в некотором состоянии применяется правило вида , N, где 1, ...,n, причем jNTF, то в этом случае неоднозначно определяется посылка, являющаяся подмножеством {i, ...,j} {1, ...,n}, где i<>j, 1<=i<=n, 1<=j<=n. Пользователь в процессе порождения имеет возможность выбрать любую посылку в пределах указанных ограничений а также активную вершину.

4. Если в некотором состоянии применяется правило вида , N, F, то пользователь в процессе порождения выбирает возможное значение, которое принадлежит типу .

При просмотре исходных данных пользователь может проводить следующие действия.

1. Выбирать вид просмотра, т.е. определять в каком направлении просматривать дерево исходных данных. В зависимости от своих потребностей и условий применимости правил в данном состоянии пользователь может выбрать просмотр вперед или просмотр назад.

2. Определять в каком состоянии завершить просмотр исходных данных.

3. Разрешать неоднозначность процесса просмотра исходных данных. Неоднозначность процесса просмотра исходных данных состоит в том, что каждый шаг процесса просмотра характеризуется множеством вершин, допустимых в текущем состоянии в качестве активных в следующем состоянии. Данную неоднозначность порождающего процесса пользователь разрешает путем выбора активной вершины следующего состояния из множества вершин, допустимых в текущем состоянии.

Заключение. В модели диалога знания об исходных данных представлены отдельно от программной части системы, их использующих. Это позволяет многократно использовать знания об исходных данных в различных приложениях.

В модели диалога описание интерфейса для ввода исходных данных в виде правил исчисления позволяет легко заменять эти правила, выступающие в качестве описания знаний об исходных данных, что обеспечивает легкую модифицируемость интерфейса при изменении и уточнении знаний об исходных данных, при этом должны выполняться лишь ограничения, наложенные на совокупность правил языка.

Модель диалога имеет возможность формировать исходные данные задачи за несколько сеансов, а также в любой момент их просматривать и редактировать.

Язык формального задания правил исчисления в модели диалога содержит множество F- типов возможных значений. Выбор типов возможных значений основан на стремлении отразить модели свойства таких предметных областей, где важную роль играет пространство и время. Таким образом, модель интерфейса обеспечивает поддержку вводимых данных, относящихся к различным моментам времени и точкам пространства.

Модель интерфейса для управления исходными данными была положена в основу разработки Системы интеллектуальной поддержки обследования больных (СИПОБ), на ее основе разработаны интерфейсы для ряда экспертных систем, например, интерфейса для ЭС “Консультант”, проблемной областью которого является диагностика некоторых острых хирургических заболеваний органов брюшной полости; интерфейс для ЭС специального назначения (военная область) и др.

Приложение. Приведем трактовку языка порождающей модели диалога для управления исходными данными на примере предметной области “Медицина”.

Пусть множеством нетерминальных символов языка является множество понятий предметной области N={жалобы, кашель, повышение температуры тела, характер кашля, время появления, продолжительность, анамнез, характер, постепенное, быстрое, с ознобом, без озноба}, множеством предопределенных терминальных символов языка является множество терминов T={одышка, озноб, сухой, влажный непродуктивный, влажный продуктивный, утренний, вечерний, ночной, постоянный, периодичный, имеется, отсутствует, есть, нет}, выделенный символ языка - S=жалобы .

Множество правил может быть задано следующим образом:

P={ жалобы одышка, кашель, озноб, повышение

температуры тела

озноб имеется| отсутствует

одышка есть|нет

повышение температуры тела отсутствует|характер

характер постепенное | быстрое | с ознобом | без озноба

постепенное [36.9,42]R ()

кашель характер кашля, время появления, продолжительность

характер кашля сухой | влажный непродуктивный | влажный продуктивный

время появления утренний | вечерний| ночной

продолжительность постоянный | периодичный}

Рассмотрим, как в этом случае можно трактовать правила языка порождающей модели как языка описания знаний об исходных данных.

Правило жалобы одышка, кашель, озноб, повышение температуры тела, слабость означает, что понятие жалобы включает также данные, относящиеся к понятиям одышка, кашель, озноб, повышение температуры тела, слабость.

Правило характер кашля сухой | влажный непродуктивный | влажный продуктивный означает, что понятию характер кашля может соответствовать только одно из данных сухой, влажный непродуктивный, влажный продуктивный.

Правило постепенное [36.9,42]R () означает, что понятию постепенное соответствует вещественное значение, лежащее в интервале [35,42] и имеющее единицу измерения градус - .

ЛИТЕРАТУРА

1.B. A. Myers and M. B. Rosson. "Survey on User Interface Programming," Proceedings SIGCHI'92: Human Factors in Computing Systems. Monterrey, CA, May 3-7, 1992. 195-202.

2.С.Клименко, В. Уразметов. Графические интерфейсы и средства их разработки..// Материалы конференции "Индустрия программирования–96" www.uniyar.ac.ru/network/atm/forum/koi/if/prg/prg96/73/htm

3.Успенский В.А., Семенов А. Л. Теория алгоритмов: основные открытия и приложения.- М.: Наука. Гл. Ред. Физ.-мат. лит.,1987.-(Б-чка программиста).-288с.

4.Клещев А.С. Семантические порождающие модели. Общая точка зрения на фреймы и продукции в экспертных системах: Препринт. Владивосток: ИАПУ ДВНЦ АН СССР, 1986.39с.

5.Грибова В.В., Клещев А.С. Модели диалога для управления исходными данными в ЭС: Препринт. Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 1997. 25 с.

Похожие:

Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconПрограмма курса "Адаптация в среде Autocad с возможностями программирования"
Адаптация пользовательского интерфейса. Редактор адаптации пользовательского интерфейса. Перенос адаптаций
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconРуководство пользователя стр. Содержание 1 Модуль «Настройки интерфейса» 2
Модуль «Настройки интерфейса» в составе по системы S. Builder предназначен для установки параметров пользовательского интерфейса
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconКоличественная оценка производительности пользовательского интерфейса программных средств
Отсутствие параметров позволяет проводить оценочные сравнения двух разных вариантов интерфейса
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconОбщая часть. Исходные данные Исходными данными для разработки эскизного проекта строительства комплекса «Буюк Джума джами»
Исходными данными для разработки эскизного проекта строительства комплекса «Буюк Джума джами» послужили
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными icon«Проектирование программного пользовательского интерфейса для электронной социально-ориентированной системы поддержки очного обучения»
На тему: «Проектирование программного пользовательского интерфейса для электронной социально-ориентированной системы поддержки очного...
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconМоделирования процесса формирования технологической системы для управления точностью формообразования в токарной операции
Исходными данными будут служить результаты идентификации партии заготовок и ветвей системы, а также положение мгновенного радиуса...
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconПрограмма для управления данными; программа для управления запросами
Контрольный текст тестовых вопросов по дисциплине «Базы данных. Управление данными»
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconОтчет по преддипломной практике На тему: «Проектирование программного пользовательского интерфейса для электронной социально-ориентированной системы поддержки очного обучения»
Целью работы является проектирование программного человеко-машинного интерфейса для социально-ориентированной системы поддержки очного...
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconУдк 004. 738. 52: 004. 822 А. Н. Кузнецов, Е. В. Пышкин
Применение онтологий для построения пользовательского интерфейса к системам web-поиска
Модель пользовательского интерфейса для управления исходными данными iconЧеловеко-машинное взаимодействие
Низкоуровневое проектирование или прототипирование пользовательского интерфейса программных средств
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org