 |
Основные теоретические положения
|
|
|
|
Понятие «диалог». Диалог – это процесс обмена информацией между пользователем и программной системой, осуществляемый через интерактивный терминал и по определенным правилам. Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода-вывода, которые физически обеспечивают связь пользователя и компьютера.
Обмен информацией осуществляется передачей сообщений и управляющих сигналов. Сообщение - порция информации, участвующая в диалоговом обмене. Различают следующие сообщения:
– входные, которые генерируются человеком с помощью средств ввода: клавиатуры, манипуляторов (например, мышь) и т. п.;
– выходные, которые генерируются компьютером в виде текстов, звуковых сигналов и/или изображений и выводятся на экран монитора или другие устройства вывода информации.
Различают тип диалога и его форму.
Типы диалога. Тип диалога определяет, кто из «собеседников» управляет процессом обмена информацией. Соответственно различают два типа диалога: 1) управляемый программой; 2) управляемый пользователем.
Диалог, управляемый программой, предусматривает наличие жесткого, линейного или древовидного сценария диалога, заложенного в программное обеспечение. Такой диалог обычно сопровождают большим количеством подсказок, которые уточняют, какую информацию необходимо вводить на каждом шаге.
Диалог, управляемый пользователем, подразумевает, что сценарий диалога зависит от пользователя, который применяет систему для выполнения необходимых ему операций. При этом система обеспечивает возможность реализации различных пользовательских сценариев.
Формы диалога. Описание языка, на котором ведется диалог, включает в себя определение его синтаксиса - правил, определяющих допустимые конструкции (слова, предложения) языка или его форму, и семантики - правил, определяющих смысл синтаксически корректных конструкций языка или его содержание. В зависимости от вида используемых в конкретном случае синтаксиса и семантики различают три формы диалога:
|
|
|
– фразовую,
– директивную,
– табличную.
Фразовая форма предполагает «общение» с пользователем на естественном языке или его подмножестве. Содержание диалога в данной форме составляют повелительные, повествовательные и вопросительные предложения и ответы на вопросы. Общение может осуществляться в свободном формате, но возможна и фиксация отдельных фраз.
Организация диалога на естественном языке на современном уровне – задача, в настоящее время не решенная, так как естественный язык крайне сложен и пока не удается в достаточной степени формализовать его синтаксис и семантику. Чаще всего используют диалоги, предполагающие односложные ответы. В этом случае программа содержит ограниченное описание как синтаксиса, так и семантики используемого ограниченно-естественного языка.
Однако существует некоторый опыт создания интерфейсов на базе ограниченного подмножества предложений естественного языка. При обработке фраз в этих случаях оперируют понятием словоформа. Словоформа - отрезок текста между двумя соседними пробелами или знаками препинания. Обработка словоформ вне связи с контекстом называется морфологическим анализом.
Выделяют два метода морфологического анализа:
• декларативный – предполагает, что в словаре находятся все возможные словоформы каждого слова, тогда анализ сводится к поиску словоформы в словаре;
• процедурный – предполагает выделение в текущей словоформе основы, которую затем идентифицируют.
После распознавания словоформ осуществляют синтаксический анализ сообщения, по результатам которого определяют его синтаксическую структуру, т. е. выполняют разбор предложения.
|
|
|
Далее выполняют семантический анализ, т. е. определяют смысловые отношения между словоформами. При этом выявляют главные предикаты, определяющие смысл предложения.
Таким образом, интерфейс, реализующий фразовую форму диалога, должен преобразовывать сообщения из естественно-языковой формы в форму внутреннего представления и обратно, выполнять анализ и синтез сообщений пользователя и системы, отслеживать и запоминать пройденную часть диалога.
Основными недостатками фразовой формы при использовании подмножества естественного языка являются:
– большие затраты ресурсов;
– отсутствие гарантии однозначной интерпретации формулировок;
– необходимость ввода длинных грамматически правильных фраз.
Основное достоинство фразовой формы состоит в относительно свободном общении с системой.
Директивная форма предполагает использование команд (директив) специально разработанного формального языка. В данном случае командой называют предложение этого языка, описывающее комбинированные данные, которые включают идентификатор инициируемого процесса и, при необходимости, данные для него.
Команду можно вводить:
– в виде строки текста, специально разработанного формата, например, команды MS DOS, которые вводятся в командной строке;
– нажатием некоторой комбинации клавиш клавиатуры, например, комбинации «быстрого доступа» современных Windows-приложений;
– манипулированием мышью, например, «перетаскиванием» пиктограмм;
– комбинацией второго и третьего способов.
Основными достоинствами директивной формы являются:
– сравнительно небольшой объем вводимой информации;
– гибкость – возможности выбора операции в данном случае ограничены только набором допустимых команд;
– ориентация на диалог, управляемый пользователем;
– использование минимальной области экрана или неиспользование ее вообще;
– возможность совмещения с другими формами.
Недостатки директивной формы:
– практическое отсутствие подсказок на экране, что требует запоминания вводимых команд и их синтаксиса;
– почти полное отсутствие обратной связи о состоянии инициированных процессов;
|
|
|
– необходимость навыков ввода текстовой информации или манипуляций мышью;
– отсутствие возможности настройки директив пользователем.
Табличная форма предполагает, что пользователь выбирает один из ответов, предложенных программой. Язык диалога для табличной формы имеет простейший синтаксис и однозначную семантику, что достаточно легко реализовать. Однако применение табличной формы возможно не всегда: ее можно использовать, если множество возможных ответов на конкретный вопрос конечно. Причем если количество возможных ответов велико (более 20), то применение табличной формы может оказаться нецелесообразным.
Достоинствами табличной формы являются:
– наличие подсказки, что уменьшает нагрузку на память пользователя, так как данная форма ориентирована не на запоминание, а на узнавание;
– сокращение количества ошибок ввода: пользователь не вводит информацию, а указывает на нее;
– сокращение времени обучения пользователя;
– возможность совмещения с другими формами;
– в некоторых случаях возможность настройки табличной формы пользователем.
К недостаткам данной формы относят:
– необходимость наличия навыков навигации по экрану;
– использование сравнительно большой площади экрана для изображения визуальных компонентов;
– интенсивное использование ресурсов компьютера, связанное с необходимостью постоянного обновления информации на экране.
Следует иметь в виду, что типы и формы диалога выбирают независимо друг от друга: любая форма применима для обоих типов диалогов. Однако фразовая форма, которая используется в диалоге, управляемом пользователем, как правило, предполагает более сложные синтаксис и семантику языка диалога, так как программа должна «понимать» пользователя.
Сложное программное обеспечение обычно взаимодействует с пользователем посредством диалогов различных типов и форм в зависимости от решаемых задач. Причем, помимо диалогов, происходящих в процессе нормальной работы программного обеспечения и называемых синхронными, предусматривают диалоги, возникающие по инициативе системы или пользователя при нарушении сценария нормального процесса. Такие диалоги называют асинхронными. Обычно их используют для выдачи экстренных сообщений системы или пользователя.
|
|
|
Разработка диалогов. Процесс проектирования и реализации диалогов можно разделить на следующие стадии:
– определение множества необходимых диалогов, их основных сообщений и возможных сценариев – проектирование абстрактных диалогов;
– определение типа и формы каждого диалога, а также синтаксиса и семантики используемых языков — проектирование конкретных диалогов;
– выбор основных и дополнительных устройств и проектирование процессов ввода-вывода для каждого диалога, а также уточнение передаваемых сообщений – проектирование технических диалогов.
В основу абстрактных диалогов должна закладываться идеология технологического процесса, для автоматизации которого предназначается программный продукт. Именно анализируя составляющие автоматизируемого технологического процесса, разработчик определяет сценарии диалогов, которые должны быть предусмотрены в программном обеспечении.
Кроме сценариев, при проектировании абстрактных диалогов используют диаграммы состояния интерфейса или графы диалога.
Граф диалога – ориентированный взвешенный граф, каждой вершине которого сопоставлена конкретная картинка на экране (кадр) или определенное состояние диалога, характеризующееся набором доступных пользователю действий. Дуги, исходящие из вершин, показывают возможные изменения состояний при выполнении пользователем указанных действий. В качестве весов дуг указывают условия переходов из состояния в состояние и операции, выполняемые во время перехода.
Таким образом, каждый маршрут на графе соответствует возможному варианту диалога. Причем представление диалога в виде графа в зависимости от стадии разработки может выполняться с разной степенью детализации. По сути граф диалога – это граф состояний конечного автомата, моделирующего поведение программного обеспечения при воздействиях пользователя.
Задания
Разработать полный набор абстрактных, конкретных и технических диалогов. Для представления результатов использовать нотацию UML.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятия «диалог».
2. Перечислите типы и формы диалога.
3. Как связаны типы диалога с его формами?
Работа 3
|
|
|
