Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В проекте, на первом этапе, решалась задача определения основных причин снижения эффективности взаимодействия пользователя с информационной системой и определения основных путей ее улучшения. Данное взаимодействие рассматривалось как коммуникация между человеком и системой, основанной на заложенной идее коммуникации, закладываемой при организации процесса создания интерфейса, реализующееся через определенные элементы и функционирующей под управлением заложенной в систему бизнес-логики. 1) Для выявления типовых элементов интерфейса, применяемых в различных классах систем проеден анализ и классификация, выявлены определенные пробелы в наборах типовых элементов. В результате выполненной систематизации и классификация элементов интерфейса, включая элементы, относящиеся к различным каналам взаимодействия (графические, текстовые, аудио, тактильные и т.д.). выделены четыре категории элементов интерфейса. Для реализации требования полимодальности интерфейса, обеспечивающего коммуникацию с пользователем по нескольким каналам восприятия информации, выделены каналы коммуникации: текстовый, речевой, акустический и визуальный. Каждому каналу коммуникации соответствуют возможные реакции пользователя-оператора на получаемые сигналы - модальности. Сформированы цепочки классификации: модальность - типы действий пользователя -тип действия элементов интерфейса - типовые элементы интерфейса. Классификация существующих элементов интерфейса показала, что на данный момент отсутствуют такие элементы, которые позволяют демонстрировать процесс выполнения профессиональной деятельности пользователя. Должны быть разработаны новые элементы интерфейса, которые самостоятельно или в комбинациях позволят пользователю отслеживать этапы и логику выполнения своей профессиональной деятельности. 2) Проведен анализ и обобщение существующих концептуальных подходов (User Centered Design (UCD), Process-Centered design (PCD) и Activity-Centered Design (ACD)) для формирования и реализации моделей интерфейсов, который показал, что эти подходы не позволяют отобразить в интерфейсах общий процесс профессиональной деятельности пользователя. Этот недостаток диктует необходимость разработки модели, в которой логика отображения будет согласована с логикой деятельности пользователя и будет соответствовать восприятию системы и профессиональным потребностям. 3) Разработана структура интерфейса информационной системы, которая базируется на проведенной классификации элементов и оконной парадигме построения пользовательских интерфейсов с поддержкой выявленных модальностей с определенной последовательностью появления окон (форм, экранов), согласованной со структурой деятельности пользователя и отражающей ее логику. Базовым элементом модели структуры интерфейса информационной системы определено структурное представление отдельного действия. На основе проведенной классификации определён состав элементов интерфейса, соответствующий набору данных, которые будут обработаны в рамках данного отдельного действия. Разработана модель структуры пользовательского интерфейса в рамках единичного акта взаимодействия, состоящая из нескольких концептуальных блоков. Первый блок предназначен для ввода и обработки данных в рамках профессионального действия пользователя, для которого предназначена данная форма. Этот блок состоит из типовых элементов интерфейса согласно представленной классификации. Второй блок предназначен для отображения общей последовательности профессиональной деятельности пользователя, а также логику текущего действия. Данный блок должен состоять из элементов интерфейса, способных отразить процесс выполнения действия и его логику, при этом стандартная система навигации не заменяется, а дополняется смысловым пониманием назначения и целесообразности переходов между элементами и формами интерфейса. 4) Разработана структура модели, позволяющей реализовывать коммуникацию бизнес-логики интерфейса информационной системы и бизнес-логики приложения . Предложена базовая абстракция представления правил, из которых формируется бизнес-логика интерфейса. Логика интерфейса тесно связана с его структурой, которая, в свою очередь, опирается на вариативные конструкции, описываемые с помощью механизмов действий. Определены принципы соотнесения бизнес-логики интерфейса и бизнес-логики приложения. Базовым принципом является соответствие последовательности взаимодействия с системой с последовательностью и логикой осуществления профессиональной деятельности пользователя. В качестве связующего звена между бизнес-логикой интерфейса и бизнес-логикой приложения используется логика осуществления профессиональной деятельности. На каждый шаг такой профессиональной деятельности формируется пара из правила бизнес-логики приложения, задействованного пользователем, и правила отображения, необходимого для его визуализации. Разработана схема взаимосвязи логик и методика формирования правил бизнес-логики интерфейса. Бизнес-логика интерфейса рассматривается как логика визуализации шагов профессиональной деятельности пользователя. Данная логика определяется путём заполнения механизмов действий, описывающих логику профессиональной деятельности содержанием в виде экранных элементов и их функций, адекватных шагу информационной деятельности пользователя. 5)Предложена модель взаимодействия с интерфейсом технических систем на основе коммуникации логик, позволяющая упорядочить информационные и управляющие сигналы в контексте задач, решаемых пользователем в соответствии с выработанными навыками по осуществлению профессиональной деятельности. Разработана модель структуры интерфейса, в которой форма и содержание коммуникации логик имеет три уровня абстракции, выстраиваемые над существующим интерфейсом технической системы: 1. пользовательский образ системы; 2. образ возможностей системы для пользователя; 3. образ функционирования системы под управлением пользователя. На первом уровне единство формы и содержания коммуникации логик представляет собой интегрированное представление системы через набор понятий, отражающих объекты и функции, имеющие значимость для решение задач пользователя. В качестве инструмента представления набора понятий предлагается использовать облако тегов, что делает возможным первичное ознакомление пользователя с возможностями технической системы без необходимости взаимодействия с ней. На втором уровне вводятся ограничения на сочетание функций и объектов, которые может осуществлять и создавать/использовать техническая система. Возможности системы представляются графом с двумя типами вершин – объект и функция. Ребра, соединяющие вершины, представляют собой правила осуществления действий по реализации функции над объектом. На третьем уровне предлагается с помощью механизмов действия формировать единство формы и содержания коммуникации между логикой решения задач пользователя и логикой отображения информации. Данное единство детализирует собой содержание рёбер, связывающих объекты и функции. Состав и последовательность механизмов действия определяет форму логики решения задачи, а содержание механизмов включает в себя элементы логики отображения информации, что в итоге создает необходимый эффект коммуникации логик. Общим научным результатом первого года исследования является разработка моделей для описания и обеспечения коммуникации бизнес-логик интерфейса информационной системы, приложения и пользователя, которые в совокупности создают теоретическую и методологическую основу для решения задач следующего этапа по построению эффективного процесса реализации интерфейса с применением инструментальных средств проектирования пользовательского интерфейса, отражающей смысл процесса управления системой. Полученные результаты соответствуют плану работ, являются новыми, в том числе с точки зрения тематик научного коллектива. Информационный ресурс проекта в сети Интернет: http://sait.sfedu.ru/?page_id=2157

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Согласно полученным в ходе выполнения первого этапа результатам, причиной снижения эффективности взаимодействия пользователя с технической системой является отсутствие отображения в интерфейсе логики выполнения профессиональной деятельности. В отличие от известных, предлагаемый в исследовании подход к проектированию пользовательских интерфейсов, отражающих смысл процесса управления системой, рассматривает их как методологическое средство решения проблемы устранения различения между логикой решения профессиональных задач пользователем и логикой отображения необходимой для этого информации, созданной разработчиком. Пользователь рассматривает техническую систему как совокупность представленных в интерфейсе функций, которые необходимы ему для решения задач профессиональной деятельности. Разработчик рассматривает интерфейс технической системы как совокупность объектов, подлежащих визуализации и программированию с точки зрения поведения. В существующих интерфейсах в явном виде отображаются только результаты деятельности разработчика. В рамках отчетного периода получено два основных научных результата. Первый – набор методик, обеспечивающих взаимопонимание экспертов предметной области, конечного пользователя и ИТ-специалистов. В отличие от известных, разработанный набор основывается на организации коммуникации между участниками процесса проектирования, в которой для представления рассуждений используются не логические и/или многозначные функции, а базовое смыслосодержащее средство (абстракция механизма действия), что обеспечивает их взаимопонимание. Обеспечена возможность реализации модели коммуникации в инструментальных средствах проектирования пользовательского интерфейса. Разработанная модель коммуникации основывается на полученных в ходе первого этапа проекта моделях структуры интерфейса, бизнес-логики интерфейса и интегрированной модели взаимодействия пользователя с системой. Второй – набор методик визуализации интерфейсов технических систем нового поколения, в которых содержание и хронология окон формируются не эмпирически на основе умозаключений команды разработки, а в строгом подчинении логике осуществления профессиональной деятельности конкретного пользователя с учетом необходимых ему модальностей. В ходе отчетного периода были выполнены работы и получены следующие научные результаты в контексте решаемой в проекте проблемы. 1. Решена задача создания методов преобразования разработанных моделей в визуальные модели диаграммы UML (диаграмма вариантов использования, последовательностей). В рамках задачи были выполнены следующие работы: a) произведен анализ структуры языка UML с целью определения правил соотнесения элементов диаграмм вариантов использования и диаграмм последовательности с элементами моделей структуры и бизнес-логики интерфейса, созданными в рамках первого этапа; b) разработаны методы формализованного преобразования моделей структуры и бизнес-логики интерфейса в диаграммы последовательности и вариантов использования. Получены следующие результаты: Разработан метод преобразования моделей структуры и бизнес-логики интерфейса в визуальные модели диаграммы UML (вариантов использования, последовательностей), отличающийся от известных включением в процесс преобразования формального представления смысла в виде ультраграфа, обеспечивающего универсальность правил трансформации. Диаграммы UML формируются на основе комплексного представления обслуживаемой системы, которая отражается последовательность этапов моделирования. 2. Решена задача разработки методов коммутации различных участников процесса проектирования (экспертов предметной области, конечного пользователя и ИТ-специалистов). В рамках задачи были выполнены следующие работы: a) проведён анализ существующих моделей коммуникации с целью оценки их применимости для организации эффективной коммуникации в процессе разработки систем. b) разработана собственная модель, которая обеспечит взаимопонимание экспертов предметной области, конечного пользователя и ИТ-специалистов при разработке интерфейсов технических систем. Получены следующие результаты: Разработан метод коммутации различных участников процесса проектирования (экспертов предметной области, конечного пользователя и ИТ-специалистов), отличающийся от известных моделью коммуникации, в которой пользователь принимает непосредственное участие в процессе проектирования интерфейса без необходимости освоения специальных технических знаний. В отличие от существующих, предложенная модель коммуникации не требует пересмотра технологической составляющей процесса проектирования и разработки интерфейсов. Все внесённые коррективы касаются только хронологии и наполнения окон, сведения о которых формируются пользователем самостоятельно. Предложенная модель коммуникации устанавливает однозначное соответствие между моделью обслуживаемой системы и моделью обслуживающей системы. 3. Решена задача создания методики формирования триады моделей на основе взаимодействия экспертов предметной области, конечного пользователя и ИТ-специалистов. В рамках задачи были выполнены следующие работы: a) определены способы формирования модели структуры интерфейса; b) определены способы формирования модели бизнес-логики интерфейса, отражающей логику взаимодействия пользователя с бизнес-логикой приложения; c) определены способы формирования интегрированной модели взаимодействия пользователя с системой, отражающей структуру и логику интерфейса. Получены следующие результаты: Разработана методика формирования моделей структуры и бизнес-логики интерфейса, отличающаяся от известных тем, что все участники процесса проектирования работают над единым многоаспектным представлением образа интерфейса в виде взаимосвязанной совокупности смыслосодержащих абстракций механизмов действий и используют для этого собственную терминологию. 4. Решена задача создания метода визуализации проекта интерфейса, в том числе с отражением бизнес-логики взаимодействия и полимодальности используемых интерфейсных каналов В рамках задачи были выполнены следующие работы: a) разработана классификация и типизация модальностей в разрезе типов создаваемых систем и категорий потребностей(ограничений) пользователей; b) разработан метод визуального отображения логики осуществления профессиональной деятельности пользователя, обеспечивающий отображение хронологии следования отдельных задач, выполненных и предстоящих к выполнению задач; детального представления текущей задачи и, при необходимости, зависимости последующих задач от конкретных операций текущей задачи; c) разработан метод визуального отображения логики реализации отдельной задачи профессиональной деятельности, выполняемой с использованием технической системы. Получены следующие результаты: Разработан метод визуализации проекта интерфейса, отличающийся от известных тем, что основу для проектирования интерфейса и логики взаимодействия технической системы с пользователем составляет смысл процесса выполнения профессиональных задач пользователем. Не разработчик, а пользователь самостоятельно формирует логику взаимодействия с технической системой посредством интерфейса. На основе этого разработчик формирует логику своих действий по формированию интерфейса. 5. Основные и промежуточные результаты отчетного периода представлены в 7 работах, опубликованы в изданиях, индексируемых RSCI, Scopus и прочих международных базах данных. Информационный ресурс проекта в сети Интернет: http://sait.sfedu.ru/?page_id=2157