Каким образом человек взаимодействует с компьютером, смартфоном и другой процессорной техникой? В этом обычным пользователям помогает интерфейс.

Нередко можно услышать или прочесть выражения: «понятный интерфейс», «сложный интерфейс» и т.д. Давайте разберемся в значении этого слова и поймем, в каких случаях оно используется.

Слово «интерфейс» заимствовано из английского языка, где буквально означает «между лицами» , т.е. используется в значениях: «взаимодействие, разделение, внешний вид». В современной IT-сфере интерфейсом называют унифицированные системы связи, обеспечивающие обмен информацией между различными объектами.

Это понятие наиболее часто используется в компьютерной технике, но нередко употребляется и в других технических областях, а также в инженерной психологии, где означает различные способы коммуникации между человеком и машиной.

Интерфейс представляет собой систему связи между различными узлами и блоками сложного оборудования, а также между техникой и пользователем. Он выражается в логической (системы представления информации) и физической (характеристики информационных сигналов) форме.

Так, логически компьютерные интерфейсы представляют собой сложные математические системы, основанные на понятиях Булевой алгебры, а физически – это совокупность чипов и других электронных деталей, медных проводов и импульсов электрического тока.


В целом компьютерный интерфейс обеспечивает функционирование компьютера – связь процессора с оперативной памятью, устройствами печати и т.д., а также обмен информации с другими компьютерами (в сети Интернет) и с человеком.

Грубо говоря, без интерфейса работа вычислительных устройств попросту невозможна. Сегодня в компьютерной технике используются различные виды интерфейсов, необходимые для профессиональной работы программиста и для пользования обычных людей компьютерами.

Графическим интерфейсом называют один из видов пользовательского компьютерного интерфейса, который вместо букв и цифр использует графические изображения – иконки, кнопки и т.д. Так, например, рабочий стол ОС Виндоуз представляет собой элементы графического интерфейса, который позволяет запускать программы простым кликом мышки.

По сравнению с вводом команд через командную строку графический интерфейс значительно более прост и понятен, причем нередко для пользования им не нужны специальные знания. Нередко его называют дружелюбным и интуитивно понятным.

Существенным недостатком графического интерфейса является большой объем памяти, который требуется для представления компьютерных команд в графическом виде. Во временных компьютерных системах этот недостаток успешно преодолевается, так как их объемы памяти каждые несколько лет увеличиваются на порядок.


Однако с каждым годом усложняется и графический интерфейс: он становится трехмерным, приобретает новые формы и способы выражения, становится все более удобным и эффектным внешне.

Совокупность управляющих элементов программы, с помощью которых пользователь выполняет различные действия, называется интерфейсом программы. Говоря простыми словами, интерфейс программы – это те кнопки и окошки, которые вы используете для того, чтобы программа совершала нужные вам действия.

Так, когда вы хотите посмотреть фильм, вы вызываете программу-медиаплеер, с помощью специальной строки указываете нужный файл и запускаете просмотр нажатием кнопки на экране. Если необходимо изменить громкость, приостановить показ или включить титры, вы пользуетесь для этого возможностями интерфейса медиаплеера – кнопками, движками и окнами, специально предназначенными для управления.

Игровой интерфейс – это возможности управления персонажем, взаимодействия персонажей друг с другом, общения игроков между собой и т.д. Практически все игры обладают сложным интерфейсом, позволяющим управлять персонажами с помощью различных способов – мышкой, виртуальными кнопками на экране и т.д.


Основные действия игровых персонажей реализуются стандартными способами, одинаковыми для всех игр. Нередко игрок может изменить настройки интерфейса так, чтобы ему было удобнее и привычнее. В то же время с использованием сенсорных экранов появились и новые способы управления с помощью движений пальцев.

Взаимодействие человека с вычислительной машиной - важнейшее звено процессов при решении прикладных задач различного характера. Итак, что такое интерфейс?

Интерфейс представляет собой комплекс физических и логических форм взаимодействия отдельных компонентов входящих в состав операционной системы. Другими словами, это совокупность определенных алгоритмов и соглашений по обмену информацией между компонентами (логический тип интерфейса), а также объединение механических, физических и функциональных характеристик, с помощью которых взаимодействие реализуется (физический тип интерфейса).

Также таким термином часто называют программные и технические средства, образующие связь устройств с узлами ВС. Распространение интерфейса приходится на все физические и логические средства, с помощью которых вычислительная система взаимодействует с внешней средой, к примеру, с операционной системой, пользователем и т.д.

Рассмотрев, что такое интерфейс, следует выделить его виды с присущими им особенностями. Так, интерфейсы различаются по структуре связей, способу подключения и методу передачи данных, принципам управления и синхронизации.

Виды интерфейсов

Внутримашинный интерфейс представляет собой систему связи и средств соединения блоков и узлов ЭВМ друг с другом. На деле он объединяет в себе электрические линии связи (провода), схему сопряжения с составляющими компьютера, а также протоколы (алгоритмы) передачи сигналов. Машинный интерфейс, в свою очередь, подразделяется на односвязный и многосвязный. В первом случае, связь всех блоков ПК друг с другом осуществляется с помощью локальных проводов, а во втором - с помощью общей или

Внешний интерфейс - это система связи компьютера с или с остальными ЭВМ. Они также подразделяются на несколько типов: интерфейс периферийных устройств и сетевой интерфейс. Первый подключается при помощи шин ввода-вывода, а второй - в рамках одноранговой сети или сети типа клиент-сервер.

Интерфейс «человек-машина». По-другому его называют пользовательским. Что такое интерфейс «человек-компьютер»? Это способ, с помощью которого выполняется какая-либо задача, то есть действия, которые вы совершаете, и то, что получается в результате. Такой интерфейс ориентирован, прежде всего, на человека, то есть он отвечает его потребностям и учитывает слабости.

Поскольку пользовательский интерфейс более всего интересен человеку, то его также классифицируют на несколько подвидов: командный, SILK и WIMP.

При командном интерфейсе взаимодействие человека с ПК осуществляется путем подачи определенных команд, которые она выполняет, для того чтобы дать пользователю необходимый результат. Его основой может быть пакетная технология или технология командной строки.

Последовательный интерфейс обеспечивает передачу информации (последовательности битов) по одной линии.

Что такое интерфейс SILK? Это вид который больше всего близок к обычному человеческому общению, то есть к обычному разговору. Так, компьютер анализирует речь человека и находит в ней нужные ключевые фразы, на основе которых выполняет определенные команды, выдавая человеку результат также в понятной для него форме. Такой вид интерфейса сопряжен со значительными финансовыми затратами, поэтому используется на данном этапе только в военных целях.

Характерной чертой интерфейса WIMP является то, что ведение диалога пользователя с компьютером осуществляется при помощи окон, курсора, графических образов и прочих элементов. К нему относят стандартный интерфейс ОС семейства Windows.

Последовательный интерфейс RS-232

Широко используемый последовательный интерфейс синхронной и асинхронной передачи данных, определяемый стандартом EIA RS-232-C и рекомендациями V.24 CCITT. Изначально создавался для связи компьютера с терминалом. В настоящее время используется в самых различных применениях.

Интерфейс RS-232-C соединяет два устройства. Линия передачи первого устройства соединяется с линией приема второго и наоборот (полный дуплекс) Для управления соединенными устройствами используется программное подтверждение (введение в поток передаваемых данных соответствующих управляющих символов). Возможна организация аппаратного подтверждения путем организации дополнительных RS-232 линий для обеспечения функций определения статуса и управления.

Порядок обмена по интерфейсу RS-232C

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения к компьютеру стандартных внешних устройств (принтера, сканера, модема, мыши и др.), а также для связи компьютеров между собой. Основными преимуществами использования RS-232C по сравнению с Centronics являются возможность передачи на значительно большие расстояния и гораздо более простой соединительный кабель. В то же время работать с ним несколько сложнее. Данные в RS-232C передаются в последовательном коде побайтно. Каждый байт обрамляется стартовым и стоповыми битами. Данные могут передаваться как в одну, так и в другую сторону (дуплексный режим).

Компьютер имеет 25-контактный (DB25P) или 9-контактный (DB9P) разъем для подключения RS-232C. Назначение контактов разъема приведено в таблице.

Назначение сигналов следующее.

FG - защитное заземление (экран).

TxD - данные, передаваемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная).

RxD - данные, принимаемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная).

RTS - сигнал запроса передачи. Активен во все время передачи.

CTS - сигнал сброса (очистки) для передачи. Активен во все время передачи. Говорит о готовности приемника.

DSR - готовность данных. Используется для задания режима модема.SG - сигнальное заземление, нулевой провод.

DCD - обнаружение несущей данных (детектирование принимаемого сигнала).DTR - готовность выходных данных.

RI - индикатор вызова. Говорит о приеме модемом сигнала вызова по телефонной сети.

Наиболее часто используются трехили четырехпроводная связь (для двунапрвленной передачи). Схема соединения для четырехпроводной линии связи показана на рисунке 1.

Для двухпроводной линии связи в случае только передачи из компьютера во внешнее устройство используются сигналы SG и TxD. Все 10 сигналов интерфейса задействуются только при соединении компьютера с модемом.

Формат передаваемых данных показан на рисунке 2. Собственно данные (5, 6, 7 или 8 бит) соопровождаются стартовым битом, битом четности и одним или двумя стоповыми битами. Получив стартовый бит, приемник выбирает из линии биты данных через определннные интервалы времени. Очень важно, чтобы тактовые частоты приемника и передатчика были одинаковыми, допустимое расхождение - не более 10%). Скорость передачи по RS-232C может выбираться из ряда: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с.

Рис.1. Схема 4-проводной линии связи для RS-232C

Все сигналы RS-232C передаются специально выбранными уровнями, обеспечивающими высокую помехоустойчивость связи (рис.1.). Отметим, что данные передаются в инверсном коде (логической единице соответствует низкий уровень, логическому нулю - высокий уровень).

Для подключения произвольного УС к компьютеру через RS-232C обычно используют трехили четырехпроводную линию связи (см. рис. 1.), но можно задействовать и другие сигналы интерфейса.

Рис.2. Формат данных RS-232C

Обмен по RS-232C осуществляется с помощью обращений по специально выделенным для этого портам COM1 (адреса 3F8h...3FFh, прерывание IRQ4), COM2 (адреса

2F8h...2FFh, прерывание IRQ3), COM3 (адреса 3F8h...3EFh, прерывание IRQ10), COM4 (адреса 2E8h...2EFh, прерывание IRQ11). Форматы обращений по этим адресам можно найти в многочисленных описаниях микросхем контроллеров последовательного обмена

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), например, i8250, КР580ВВ51.

• Понятие о программном обеспечении (Software).

  Программное обеспечение (ПО) - это совокупность программ, позволяющая организовать решение задач на ЭВМ. ПО и архитектура ЭВМ (аппаратное обеспечение) образуют комплекс взаимосвязанных и разнообразных функциональных средств ЭВМ, определяющих способность решения того или иного класса задач. Небходимо различать ПО и математическое обеспечение (МО). МО - это математические методы и алгоритмы, обеспечивающие решение поставленных задач. По мере развития поколений вычислительной техники одновременно совершенствовалось и программное обеспечение от простейших машинных команд до языков программирования высокого уровня и сложных операционных систем, от простейших текстовых редакторов до современных компьютерных технологий. Программное обеспечение делится на 3 класса: системное ПО, прикладное ПО и системы программирования (инструментальные системы). Резких граней между указанными тремя классами нет: иногда одни программы или пакеты программ из одного класса включают в себя программы из другого класса. Такие пакеты программ называются интегрированными системами. Пример: В состав MS-DOS 6.22 входит текстовый редактор MS-DOS Editor и среда программирования QBasic. Пример других интегрированных систем: MS Works, Windows 3.1, Windows-95/98/2000. 1. Системное ПО организует процесс обработки информации в ЭВМ. Главную часть системного ПО составляет Операционная система (ОС). К системному ПО также относятся программы для диагностики и контроля работы компьютера, архиваторы, антивирусы, программы для обслуживания дисков, программные оболочки, драйверы внешних устройств, сетевое ПО и телекоммуникационные программы. Примеры важнейших системных программ: MS-DOS, Norton Commander, Norton Utilities, Windows. 2. Прикладное ПО предназначено для решения определенного класса задач пользователей. Существуют пакеты прикладных программ (например, MS Works) и библиотеки стандартных программ (например, MathCad для вычисления функций, построения графиков и решения уравнений). Компьютеры широко используются для подготовки к печати различных документов. Подготовленный и оформленный документ затем распечатываеся на принтере. Программы, предназначенные для ввода и обработки текстов на ПК, называются текстовыми редакторами. Процесс подготовки текстов называется редактированием. Приме- ры важнейших текстовых редакторов: Лексикон, "Слово и Дело", Word. Современное прикладное ПО включает в себя основные офисные компьютерные технологии: текстовый процессор (технология обработки текста), табличный процессор (технология обработки численных данных), система управления базами данных (технология обработки данных различной природы), графический редактор (технология обработки графических изображений). Примером пакета программ, содержащим важнейшие офисные компьютерные технологии, является Microsoft Office-97 для Windows-95. К прикладному ПО относятся текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных (СУБД), графические редакторы систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированные рабочие места (АРМ) бухгалтера, секретаря и т.д., издательские, информационные и справочные системы, обучающие и тестирующие программы, игровые программы. Примеры важнейших прикладных программ: Word, Excel,Works, Лексикон, Paint Brush, AutoCad. 3. Важнейшей частью ПО являются Системы программирования (инструментальные системы), позволяющие разрабатывать новые программы на языках программирования. Примеры важнейших систем программирования: Turbo Pascal, QBasic, Borland C++, Visual Basic.

  Понятие об интерфейсе. Типы интерфейсов.

  1. Интерфейс - это способ общения пользователя с персональным компьютером, пользователя с прикладными программами и программ между собой. Интерфейс служит для удобства управления программным обеспечением компьютера. Интерфейсы бывают однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские. Интерфейсы отличаются между собой по удобству управления программным обеспечением, то есть по способу запуска программ. Существуют универсальные интерфейсы, допускающие все способы запуска программ, например Windows 3.1, Windows-95. Пример: Windows-95 имеет все способы запуска, в том числе позволяет запускать программы при помощи меню кнопки Пуск.
  Ряд важнейших программ, например все виды DOS, запускаются автоматически при включении компьютера, другие с помощью файлов autoexec.bat или config.sys (различные драйверы). Ряд программ могут при необходимости автоматически загружаться при запуске оболочек Windows 3.1, Windows-95.
  2. Типы интерфейсов.
  Интерфейсы отличаются по способу доступа к командным файлам программ.
  2.1. Команднострочный (текстовый) интерфейс.
  Для управления компьютером в командную строку пишется (вводится с клавиатуры) команда, например, имя командного файла программы или специально зарезервированные операционной системой служебные слова. Команда может быть при необходимости отредактирована. Затем для исполнения команды нажимается клавиша Enter. Данный тип интерфейса в качестве основного имеют все разновидности операционных систем, например MS-DOS 6.22. Как дополнительное средство данный тип интерфейса имеют все виды программных оболочек (Norton Commander, DOS Navigator и др.) и Windows 3.1, Windows-95/98. Команднострочный интерфейс неудобен, так как надо помнить имена многих команд, ошибка в написании даже одного символа недопустима. Он применяется редко в сеансе непосредственной работы с операционной системой или при сбоях, когда другие способы невозможны.
  2.2. Графический полноэкранный интерфейс.
  Он имеет, как правило, в верхней части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим). Для управления компьютером курсор экрана или курсор мыши после поиска в дереве каталогов устанавливается на командные файлы программ (*.exe, *.com, *.bat) и для запуска программы нажимается клавиша Enter или правая кнопка мыши. Различные файлы могут выделяться разным цветом или иметь разный рисунок. Каталоги (папки) отделяются от файлов размером или рисунком.
  Данный интерфейс является основным для всех видов программных оболочек. Пример: Norton Commander и нортонообразные оболочки (DOS Navigator, Windows Commander, Disk Commander). Подобный интерфейс имеют инструменты Windows 3.1 (Диспетчер файлов) и Windows-95/98 (Мой компьютер и Проводник). Такой интерфейс весьма удобен, особенно при работе с файлами, поскольку обеспечивает высокую скорость выполнения операций. Позволяет создавать пользовательское меню, запускать приложения по расширению файлов, что повышает скорость работы с программами.
  2.3. Графический многооконный пиктографический интерфейс.
  Представляет собой рабочий стол (DeskTop) на котором лежат пиктограммы (значки или иконки программ). Все операции производятся, как правило, мышью. Для управления компьютером курсор мыши подводят к пиктограмме и запуск программы осуществляют щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме. Это наиболее удобный и перспективный интерфейс, особенно при работе с программами. Пример: интерфейс компьютеров Apple Macintosh, Windows 3.1, Windows-95/98, OS/2.

Мы живем в веке информационных технологий. Современные реалии наполняют нашу жизнь терминами и понятиями, которые мы активно используем, далеко не всегда будучи уверенными в их значении. Например, вы сможете дать определение слову «интерфейс»? А насколько ваше определение корректно?

Если обратиться к различным источникам, можно получить несколько толкований слова «интерфейс»:

• это граница между двумя устройствами или системами, обусловленная их качествами
• это все множество средств и способов, обеспечивающее взаимодействие между двумя структурами или системами

Например, если вы – автолюбитель, то руль, педали и рычаг переключения скоростей – интерфейс управления автомобилем. Панель микроволновой печи, где вы можете выставить время и мощность нагревания, — ее интерфейс. Дистанционный пульт кондиционера или телевизора тоже можно назвать интерфейсом. У корабля он является рубкой. Таким образом, интерфейс – это посредник или проводник, помогающий управлять чем-либо.

Этот термин возник вместе с появлением первых ЭВМ – электронных вычислительных машин. Тогда взаимодействие осуществлялось посредством перфокарт, которые нужно было вставить в машину. Может быть, у кого-то дома еще лежат стопки этих желтых картонок с рядами отверстий по краям. Для того, чтобы управлять вычислительной машиной того времени, «команды» ей программисты набивали вручную на перфокарте с помощью шила.

Виды интерфейсов

Благодаря этому экскурсу в историю мы только что открыли, что бывают разные виды интерфейса. Этот, посредством перфокарт, называется командным интерфейсом . Получив команды в виде перфокарт, компьютер выдавал результат. Это так называемая пакетная технология. Человек формировал пакеты задач в виде перфокарт, они в свою очередь обрабатывались пакетом программ. Результат распечатывался на бумаге. Метод был неидеальным, так как слишком велик был риск человеческого фактора.
Технологии шагнули вперед, и на компьютерах начали устанавливать операционные системы с функцией командной строки. Перфокарты более не использовались. Для ввода команд применялась клавиатура. Результат отображался на экране монитора. Это технология командной строки. Она применяется и до сих пор. Обычному пользователю ноутбука ни к чему знать, где находится командная строка, а вот профессионалы ей пользуются как основным инструментом работы. Если вы хотите себя почувствовать себя хакером, найдите через Пуск – Стандартные командную строку, и, удерживая клавишу Alt, наберите код 128. В командной строке отобразится символ «А». Если набрать код 160, мы получим «а».

Интерфейс Windows 8

Прогресс не стоит на месте, и со временем выработался привычный для нас вид интерфейса – графический интерфейс . Именно к нему можно применить понятие дружественного или интуитивно понятного интерфейса. За его появление стоило б поблагодарить Стива Джобса, но, к сожалению, с благодарственным письмом ему мы немного опоздали. Он первый сообразил, как можно облегчить управление компьютером, используя мышь. Его конкуренты не придумали ничего нового, лишь много позже скопировали этот способ взаимодействия машины и человека. Мы управляем компьютером, кликая мышкой по иконам программ. Даже человек без навыка работы на компьютере довольно быстро сообразит, как набрать текст или запустить пасьянс «Косынка», ориентируясь только на картинки. Называется такой тип управления компьютером «WIMP» интерфейсом. W – window (окно), I – image (картинка, изображение), M – menu (меню), P – pointer (указатель). То есть можем открывать окошки на мониторе, выбирать необходимые нам пиктограммы или картинки, работать в программах посредством меню, используя курсор мыши или тачпада, или навигационные клавиши клавиатуры.

Чем более простой и понятный интерфейс имеет игра или программа, тем больше вероятности, что она приживется на нашем компьютере. Именно поэтому сейчас так востребована профессия разработчика. От него зависит, канет ли программа в Лету или обоснуется на ноутбуке. Но мало разработать удобный интерфейс. Его необходимо постоянно оптимизировать и выпускать обновления.
Все знают, кто такой маркшейдер, благодаря фразе: «Окей, Гугл, кто такой маркшейдер?» Вот так ненавязчиво мы подошли к третьему виду интерфейса – SILK интерфейсу . S – speech (речь), I – image (картинка, образ), L – language (язык), K – knowledge (знание). При таком типе интерфейса управлять программой или компьютером можно, используя свое поведение. Например, Гугл на наших телефонах управляется речью. Это речевая технология. Во многих играм своим персонажем можно управлять, двигаясь самому. Компьютер получает команды через движения человека, считываемые видеокамерой. Это биометрическая технология.