Рабочая программа дисциплины человеко-машинное взаимодействие

Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600–“ ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” по специальности 220400 “ Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем ”.

Санкт-Петербург

2001

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”

“УТВЕРЖДАЮ”

Проректор по учебной работе

проф. ___________ Ушаков В.Н.

“_____”_______________2001 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 – “ ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” по специальности 220400 -“ Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”.

Факультет компьютерных технологий и информатики

Кафедра математического обеспечения и применения ЭВМ

Курс – 5

Семестр – 9

Лекции	48 ч.		Экзамен		9 семестр
Курсовое проектирование	16 ч.				9 семестр

Аудиторные занятия	64 ч.
Самостоятельные занятия	76 ч.
Всего часов	140 ч.

Санкт-Петербург

2001

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры математического обеспечения и применения ЭВМ

“____”_______________2001 г., протокол №______.

Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению 654600 – “ ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” по специальности 220400 -“ Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”.

Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин:

1) Математика

2) Объектно-ориентированное программирование

3) Компьютерная графика

Рабочая программа одобрена методической комиссией Факультета компьютерных технологий и информатики “____”_____________2001г.
Цели и задачи дисциплины

Человеко-машинное взаимодействие - дисциплина, имеющая дело с разработкой, развитием и применением интерактивных компьютерных систем с точки зрения требований пользователя, а также с изучением явлений их окружающих. Этот курс предназначен для программистов и пользователей и обеспечивает изучение компьютерных технологий с акцентом на разработку и развитие пользовательского интерфейса.

Человеко-машинное взаимодействие – это дисциплина, объединяющая знания в областях: психологии познания, проектирования программного обеспечения и компьютерных систем, социологии и организации бизнеса, эргономики и системного анализа, управления процессами и промышленного дизайна. Внедрение компьютеров практически во все стороны жизни требует от современного специалиста в области компьютерных технологий умения разработать или адаптировать пользовательский интерфейс под широкий класс пользователей, обеспечить эффективное использование компьютерных систем в разных приложениях.
Требования к уровню освоению содержания дисциплины

В результате изучения курса студенты должны:

знать особенности восприятия информации человеком, устройства и режимы диалога, вопросы компьютерного представления и визуализации информации, парадигмы и принципы взаимодействия человека с компьютерной средой, критерии оценки полезности диалоговых систем,
уметь построить и описать взаимодействие с компьютерной средой в заданной проблемной области, пользоваться библиотеками элементов управления диалогом, программами поддержки разработки пользовательских интерфейсов, создать среду, описать события и реализовать интерактивную систему по заданию преподавателя,
иметь представление о тенденциях развития пользовательских интерфейсов новых компьютерных технологий и методах повышения полезности разрабатываемых и используемых программных систем.

Содержание рабочей программы

1. Введение в проблему человеко-машинного взаимодействия.

1.1. Человек: информационные каналы, память, мышление и принятие решений, психология.

1.2. Компьютерные среды: устройства ввода-вывода, текстовый и графический режимы, гипертекст, печать и сканирование, управление памятью, 2, 2,5 и 3D графика, устройства позиционирования и указания, моделирование визуальной среды, мультимедиа и распознавание речи и визуальных образов.
1.3. Взаимодействие: модели взаимодействия, фреймы и окна, уровень абстракции и стили взаимодействия, контекст и протоколы взаимодействия, эргономика.
2. Проектирование пользовательских интерфейсов.
2.1. Используемые парадигмы и принципы: анализ и описание использования информации в процессе работы (AIU), моделирование вариантов использования и генерация требований к проектированию пользовательских интерфейсов (UIM).
2.2. Среда взаимодействия: Мультимедиа среды – компьютерная поддержка вещания, видео по требованию, интерактивное телевидение, компьютерная телефония. Гипермедиа среды – интернет и интранет, WWW, электронные учебники, электронная коммерция. Управление процессами - документооборот, управление системами и обучение. Базы данных - справочные системы, хранилища данных, электронные библиотеки и т.д. Объектно-ориентированные среды - компьютерный дизайн, системы автоматизации проектирования. Имитационное и математическое моделирование - системы автоматизации научных исследований по областям знаний, виртуальные миры.
2.3. Принципы использования: организация доступа к информации, использование средств телекоммуникаций, развивающие и деловые игры, подготовка документов, управление процессами, проектирование систем и программных продуктов, исследование имитационных и поведенческих моделей.
2.4. Процесс проектирования: жизненный цикл программ, правила проектирования, проектирование полезности, проектирование по прототипу, рациональное проектирование.
2.5. Модель пользователя: модели мышления, целевые установки, языки описания предметной области, обратная связь и отображение информации, моделирование объектов, поведение в виртуальной среде, математическое моделирование, разумные ограничения.
2.6. Анализ задач и модель среды: особенности метода анализа задач, декомпозиция задач и дерево решений, логистика, поиск в открытых системах, модель сущность-связь и запросы к базе данных, отображение структур, процессов, объектов в системах поддержки принятия решений.
2.7. Описание и проектирование диалога: нотации для проектирования диалога: граф диалога, нотации, использующие диаграммы, описание диалога с использованием сетей Петри, текстовый диалог, описание режимов и виртуальных устройств графического диалога, семантика диалога, сообщения и события, объектно-ориентированная парадигма.
2.8. Создание модели интерактивной системы: использование стандартных формализмов, модели взаимодействия, анализ состояний и событий, действия и проработка сообщений об их результатах.
2.9. Поддержка разработки: элементы управления в многооконных интерфейсах, программирование реакции на действия пользователя, использование библиотек и наборов инструментов, инструментальные среды программирования графического диалога.
2.10. Оценка функционирования: цели и стили оценивания, оценка на этапе проектирования, формальные методы анализа диалога на тупики, оценка реализации, оценка времени реакции, целостность диалога, комплексирование методов оценки, оценка полезности.
2.11. Помощь пользователю и его обучение: требования к системам помощи, помощь при указании на объект, гипертекстовая документация, системы интеллектуальной помощи, обучающие системы, проектирование систем помощи.
3. Проблемы и тенденции развития человеко-машинного интерфейса.
3.1. Визуализация данных: визуальный интерфейс для систем поддержки принятия решений, OLAP-технологии.
3.2. Системы поддержки работы в группе: групповая работа в локальных и глобальных сетях, системы семинаров, работа с фреймами и мультидоступ, вопросы синхронизации группового взаимодействия.
3.3. Мультимедиа среды и мультисенсорные системы: речевой интерфейс, звуковые сигналы, распознавание текстов, анимация и видеофрагменты, распознавание жестов, компьютерное зрение.
3.4. Системы виртуальной реальности: язык виртуальной реальности (VRML), функции браузеров и поведение в виртуальной среде, виртуальные многопользовательские среды.

Цели и содержание курсовой работы

и его ориентировочная трудоемкость

Цель курсовой работы: Законченное поэтапное решение содержательной задачи (постановка задачи, спецификация, выбор структур данных и разработка алгоритма, программная реализация, тестирование).

Типы заданий содержательно ориентированы на разработку и реализацию алгоритмов и программ, предназначенных для использования в системе графического диалога.

Ориентировочная трудоемкость - 16 часов самостоятельной работы и консультаций с преподавателем.
Расчет учебных часов по видам занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Лек-ции	Ауд. заня-тия	Сам. рабо-та	Всего	Семе-стр
1	Введение в проблему человеко-машинного взаимодействия.
1.1	Человек.	2	2	2	4	9
1.2	Компьютер	2	2	2	4	9
1.3	Взаимодействие	2	2	2	4	9
2	Проектирование пользовательских интерфейсов.
2.1	Используемые парадигмы и принципы:	2	2	2	4	9
2.2	Среда взаимодействия:	4	4(2)	8	12	9
2.3	Принципы использования:	2	2	2	4	9
2.4	Процесс проектирования:	2	2	4	6	9
2.5	Модель пользователя:	2	2(2)	2	6	9
2.6	Анализ задач и модель среды:	2	2	4	6	9
2.7	Описание и проектирование диалога:	4	4	6	10	9
2.8	Создание модели интерактивной системы:	2	2(2)	2	6	9
2.9	Поддержка разработки:	2	2	2	4	9
2.10	Оценка функционирования:	2	2	4	6	9
2.11	Помощь пользователю и его обучение:	2	2	4	6	9
3	Проблемы и тенденции развития человеко-машинного интерфейса.
3.1	Визуализация данных:	4	4(4)	8	16	9
3.2	Системы поддержки работы в группе:	4	4(2)	6	10	9
3.3	Мультимедиа среды и мультисенсорные системы:	4	4(2)	6	10	9
3.4	Системы виртуальной реальности:	4	4(2)	6	10	9
	Курсовое проектирование
	Итого:	48	16	76	140

Примечание 1: В графе аудиторные занятия указаны отдельно (в круглых скобках) часы, используемые для подготовки к выполнению задания по курсовой работе (см. также примечание к пункту “Перечень аудиторных занятий по курсовому проектированию”).

ЛИТЕРАТУРА
Основная

№

Название, библиографическое описание

Л

Кп

(р)

К-во экз. в библ. (на кафедре)

Гриф

1.*

Гилой В. Интерактивная машинная графика: Структуры данных Пер. с англ.-М.:Мир.1981.-384 с.ил.

9

9

13

МВ и ССО СССР

2.*

Фоли Дж..Ван Дэм А.Основы интерактивной машинной графики. в 2 книгах., Том 1-2,-М.:Мир. 1985

9

9

Т1:89 экз
Т2:91 экз

МВ и ССО СССР

3

Белов А.А., А.Ю.Первицкий. Графические диалоговые системы : Учеб. пособие/, ЛЭТИ им. В.И.Ульянова (Ленина). -Л.: ЛЭТИ, 1987.

9

9

Уч 75
Ф 5

Примечание. Книги, указанные в пп.1-5, являются переводами с английского (по этой причине формально не являются учебными пособиями), имеют учебный характер, написаны авторитетными специалистами в данной области и соответствуют по содержанию общей направленности данной дисциплины.

Дополнительная

	Название, библиографическое описание	К-во экз. в библ. (на кафедре)
1.	Титтел Э., Сандерс К., Скот Ч., Вольф П. Создание VRML миров – пер. с англ. – К.: Издательская группа BHV,1997.	Библ 0
2	Е.В.Шишкин, А.В.Боресков. Компьютерная графика. Динамика реалистического изображения. - 1995	Уч 0 Ф 2
3.	Прэтт У. Цифровая обработка изображений. В 2-х кн. Пер. с англ.-М.::Мир,1982.	Кн 1:10 Кн 2: 10
4.	А.В.Фролов, Г.В. Фролов. Графический интерфейс GDI в MS WINDOWS. – М. Диалог-МИФИ, 1994	Уч 0 Ф 1
5.	Приписнов Д.Ю. Моделирование в 3D Studio MAX 3.0 – СПб.: БХВ – Санкт-Петербург, 2000.	Уч 0 Ф 0
6	Сайты Интернет www.uidesign.net , www.web3d.org и сайты фирм-производителей программного обеспечения.

Автор:
к.т.н., доцент	А.Ю.Первицкий


Рецензент
Ктн., доцент	Ю.Т.Лячек

Зав. кафедрой Математического обеспечения и применения ЭВМ
Д.т.н., профессор	А.Р.Лисс

Декан факультета Компьютерных технологий и информатики
Д.т.н., профессор	И.В.Герасимов



Зав. отделом учебной литературы	О.Н.Смирнова

Председатель методической комиссии факультета Компьютерных технологий и информатики
к.т.н., доцент	Л.А.Чугунов

Руководитель методического отдела,
к.т.н., доцент	Л.А.Марасина