Перспективы развития интерфейсов кратко
Обновлено: 05.07.2024
Анализ перспектив развития и ситуации с занятостью индустрии пользовательского интерфейса в 2019 году
UI дизайн Это относится к общему дизайну взаимодействия человека с компьютером, логике работы и красивому интерфейсу программного обеспечения, также называемому дизайном интерфейса.
Хороший дизайн пользовательского интерфейса не только делает программу уникальной и сделанной со вкусом, но также делает работу с программой удобной, простой и бесплатной, а также полностью отражает позиционирование и характеристики программного обеспечения.
Понятно, что отраслевые практики выбирают дизайн пользовательского интерфейса в основном потому, что они оптимистичны в отношении заработной платы за дизайн пользовательского интерфейса и будущих перспектив развития дизайна пользовательского интерфейса. Итак, какова ситуация с занятостью, статус развития и тенденции индустрии дизайна пользовательского интерфейса? Он собирается насытиться? Слушать Geyu Shanghai Преподаватель UI-дизайна проанализирует это за вас.
1. Текущая ситуация с UI в Китае
В Китае интернет-индустрия быстро развивается. И крупные интернет-компании, и малые и средние компании уделяют все больше внимания интерактивному дизайну и пользовательскому опыту веб-сайтов и продуктов. Поэтому для управления всем пользовательским интерфейсом требуется все больше и больше талантов в области дизайна пользовательского интерфейса. С развитием индустрии дизайна выдающиеся дизайнеры пользовательского интерфейса стали востребованными талантами для предприятий.
2. Национальная политика в сфере UI
Кроме того, такая политика, как создание зон высоких технологий и создание демонстрационных парков индустрии аутсорсинга услуг, также способствует развитию ИТ-индустрии.
Промышленные горячие точки, такие как Интернет вещей, облачные вычисления, интеллектуальные сети и услуги по модернизации финансовой индустрии, требуют поддержки информационных услуг, поэтому у ИТ-индустрии очень широкие перспективы для развития.
3. Ситуация с занятостью в индустрии UI
Согласно последним статистическим данным о найме дизайнеров пользовательского интерфейса, в Китае открыто более 400 000 вакансий. По мере улучшения пользовательского опыта пользователей интернет-продуктов (то есть требований к взаимодействию продуктов и эстетическому внешнему виду) можно видеть, что пользовательский интерфейс постепенно стал ядром корпоративных продуктов.
Кроме того, согласно исследованию, спрос со стороны интернет-компаний намного выше, чем у других компаний, и ставки также выше, чем у других компаний.
Не радуйтесь слишком рано. Дизайнеры пользовательского интерфейса, необходимые интернет-компаниям, отличаются от тех, что требуются обычным компаниям. Простой графический дизайн не может удовлетворить потребности компаний.
4. Заработная плата в индустрии UI.
В настоящее время дизайн пользовательского интерфейса необходим во всех сферах жизни, и уровень заработной платы дизайнеров пользовательского интерфейса остается высоким.
В Пекине, Шанхае и других местах те, кто имеет определенный опыт в дизайне и поступил на должности дизайнера пользовательского интерфейса через профессиональное обучение, будут иметь среднюю начальную зарплату около 12К. Для новых выпускников, которые учатся по дизайну пользовательского интерфейса, средняя зарплата будет 8К +.
Так какова конкретная ежемесячная зарплата дизайнера пользовательского интерфейса? Geyu Shanghai Конкретная ситуация, проанализированная преподавателем обучения UI дизайну, выглядит следующим образом:
Младший дизайнер пользовательского интерфейса: Заработная плата 6000-8000 юаней. Есть два типа юных талантов: во-первых, они не учились единообразно в прошлом, когда переключились на веб-дизайн. Другой этап - это стажировка сразу после окончания учебы, на этом этапе фактически происходит накопление опыта.
Промежуточные дизайнеры пользовательского интерфейса: зарплата этих талантов составляет от 8000 до 12000. Промежуточные имеют определенную основу, но им все еще не хватает креативности.Эта часть талантов обычно стабильна. Заработок по такой цене для девушек по-прежнему очень внушительный.
Старший UI-дизайнер: зарплата выше 10,000. Этот уровень заработной платы также включает два вида, первый - это руководство, то есть так называемые кадры среднего звена. Другой - то, что в индустрии называют большой коровой. Конкретный уровень заработной платы может иметь определенный разрыв с уровнем города.
5. Перспективы развития индустрии пользовательского интерфейса
Можно сказать, что дизайнеры пользовательского интерфейса обладают обширными возможностями во многих аспектах, таких как художественный дизайн, программирование, исследования рынка и психологический анализ. Как UI-дизайнер, вы должны идти в ногу с последними требованиями времени к UI-дизайнерам, иначе время будет безжалостно устранено. Из-за нашего упрощения возможностей мы можем сделать только веб-страницу.
В 2019 году также продолжится тенденция быстрого развития мобильного Интернета, масштабы отрасли продолжают расширяться, темпы роста высокие, и наступила эра пользовательского опыта.
С постепенным расширением технической области осознание необходимости гуманизации в производстве продукции росло день ото дня, и дизайнеры пользовательского интерфейса также стали очень трудной работой на рынке талантов. Компании, которым необходимо нанимать этот тип талантов, не ограничиваются компаниями мобильного Интернета. Все больше и больше компаний начинают уделять внимание инвестициям в дизайн взаимодействия и тестирование пользователей. В некоторых отраслях, таких как финансы, транспорт и розничная торговля, все нуждаются в талантах этого типа.
В настоящее время внутренний дизайн пользовательского интерфейса развивается день ото дня, и индустрия пользовательского интерфейса стала центром внимания в Интернет-индустрии. В индустрии пользовательского интерфейса вы можете не только начать с базового пользовательского интерфейса до высшего пользовательского интерфейса, но также можете заниматься руководителями проектов, менеджерами по продуктам, предпринимателями и планировать карьеру. Гладкий; плавный.
Сегодня мы слишком привязаны к обычному образу компьютера – монитор, системный блок, клавиатура и мышь. Между тем очень скоро изменится не только внешний вид компьютеров, но и сам подход к передаче данных.
ГОЛОСОВОЙ ВВОД ДАННЫХ
Обычный ввод данных в компьютер при помощи клавиатуры далеко не совершенен. Это медленно, довольно утомительно и не всегда надежно. Еще в 2000 году группа ученых Массачусетского университета на семинаре, посвященном проблемам взаимодействия человека и компьютера, искала альтернативу клавиатуре. В то время был предложен некий анимированный образ человека, с которым пользователь мог бы вести интерактивное общение при помощи голоса, а не производить обычный обмен командами.
Впрочем, ученые часто черпали темы для своих изобретений у фантастов, и идея создания голосового интерфейса, непременного атрибута фантастических романов и фильмов, возникла еще на раннем этапе развития компьютерной техники, когда не было даже клавиатуры.
Однако сегодня, когда технические возможности вроде бы уже позволяют реализовать эту идею, оказывается, что и такой способ управления далек от идеала. Даже самый оптимальный алгоритм не позволит избежать ошибок при трактовке голосовых команд, а в некоторых случаях управление голосом будет происходить даже медленнее, чем ввод данных привычными способами.
В результате идея создания голосового интерфейса сегодня существует только в виде немногочисленных разработок для людей с ограниченными возможностями. Тем не менее именно этот интерфейс является тем, что нас ждет в будущем, более того — альтернатива ему отсутствует. Некоторое падение интереса со стороны практиков не значит ровным счетом ничего — теоретические исследования в этой области будут продолжаться до тех пор, пока не увенчаются успехом или пока люди не перестанут говорить.
Проблему распознавания человеческой речи искусственной системой принято разбивать на две задачи — компьютер должен воспринять полезную информацию, содержащуюся в человеческой речи и преобразовать ее в понятную ему форму. В общем случае есть и третья задача, заключающаяся в реализации блока вывода информации, но она уже давно и успешно решена — говорить компьютер умеет. Разумеется, инженеры будут работать над техническим совершенствованием этой функции, но исследователи уже потеряли к ней большую часть интереса.
Основная сложность в решении первой задачи заключается в том, что пока нет четкого и ясного понимания того, каким образом вычленить из общего потока звука, производимого говорящим человеком, ту его часть, которая является осмысленной речью. Однако на сегодняшний день уже существуют технологии, которые позволяют распознавать речь примерно на том же уровне, на каком несколько лет назад оптические устройства могли распознавать текст. Стало быть, можно считать, что этот этап рано или поздно все же будет пройден.
НЕЙРОИНТЕРФЕЙС
Все манипуляторы имеют один общий недостаток – небольшую, по сравнению со скоростью мысли, быстроту передачи информации. Если предположить, что давать команды компьютеру можно при помощи мысли, то необходимость в использовании каких бы то ни было манипуляторов отпадает вовсе. И какой бы фантастической ни казалась эта идея, сегодня уже есть реальные предпосылки того, что совсем скоро человек сможет мысленно отдавать приказы компьютеру.
Как ни странно, такую задачу смогут поставить разработчикам геймеры, которым, может быть, захочется, чтобы состояние управляемого ими виртуального персонажа зависело от реального состояния игрока. (По крайней мере, одна такая компьютерная забава уже имеется — в AffQuake играют, облепившись датчиками.)
Естественно, с тех пор утекло немало воды — теперь при помощи нейроинтерфейса можно не только перемещать курсор по экрану, но и управлять несложными роботами. При этом практика показала, что для большинства практических задач никакого вживления электродов в мозг не потребуется — вполне хватает прикрепляемых к голове датчиков. Так что проблем психологического характера при переходе на нейроинтерфейс не возникнет.
Правда, инженерам для этого пришлось изрядно потрудиться. Дело в том, что человеческая электроэнцефалограмма подобна человеческой речи — сигнал, несущий полезную информацию следует сначала выделить. Для этого, пользователю придется продемонстрировать системе несколько устойчивых состояний, по которым и будет производиться калибровка. У среднестатистического человека вся эта процедура занимает не меньше двух часов, поэтому о plug’n’play пока остается только мечтать.
Во время операции пациенты играли в компьютерные игры, а данные с электродов поступали на компьютер, который производил анализ информации. На основе полученного и расшифрованного нейронного кода ученые разработали алгоритм, позволяющий трансформировать мысль человека в команду, которая отдается компьютеру.
ВЗГЛЯД И ЖЕСТ
Другой альтернативой привычным средствам ввода данных является система Quick Glance, представленная в конце прошлого года испанскими разработчиками. С ее помощью можно управлять компьютером при помощи глаз. При этом камера в режиме реального времени фиксирует положение зрачка и с помощью специального программного обеспечения преобразовывает полученную информацию в координаты курсора.
Для ввода символа или команды необходимо несколько раз моргнуть. Разработчики утверждают, что освоить необычный способ управления может любой человек после непродолжительной тренировки. Но, во-первых, система не обеспечивает достаточно быстрого ввода данных, а во-вторых, без вреда для здоровья использовать ее можно не более 5-6 часов в день.
Впрочем, Quick Glance непременно найдет свое применение в разработках компьютерных устройств ввода данных, но области применения этой технологии будут весьма специфическими. Проще говоря, она будет использоваться там, где применение иных методов будет попросту невозможным. Компания Iriscom, разработавшая это устройство, полагает, что одни из самых очевидных пользователей этого интерфейса — инвалиды. Но мало ли у человека занятий, при которых его руки заняты, и подать голосовую команду тоже нельзя. Достаточно вспомнить космонавтов, которые во время стартовых перегрузок практически обездвижены.
При разработке радикально новых интерфейсов для ввода данных ученые часто задумывались над тем, как избавиться от неудобств, связанных с использованием проводов и механических устройств. Наиболее удачным экспериментом в этой области стала разработка, которая получила название Light Glove. Модель этого устройства представляет собой браслет, надеваемый человеком на запястье.
С нижней стороны устройства расположено пять источников света, которые фиксируют движения пальцев и кисти. Каждое движение пальцами является идентичным нажатию определенной клавиши. Изменение положения кисти используется для управления курсором на экране и заменяет стандартные манипуляторы (джойстик, трекбол, мышь). Таким образом, при помощи Light Glove можно печатать просто в воздухе.
По заявлениям разработчиков, Light Glove помогает избежать профессиональных заболеваний кистей рук, которые возникают в результате постоянного использования мыши и клавиатуры. В будущем разработка может заменить не только клавиатуру, но и практически любое устройство ввода. Light Glove можно использовать в самых разных сферах: в медицине, для управления автомобилем, для бесшумного передачи информации и т. д.
А вот следующая новинка, устройство под названием Virtual Keyboard, позволяет использовать в качестве клавиатуры любую плоскую поверхность.
На поверхности лазером создается рисунок клавиатуры. Касаясь пальцами нарисованных кнопок, пользователь вводит данные точно так же, как с обычной клавиатуры. Virtual Keyboard уже завоевала огромную популярность среди владельцев карманных компьютеров и лэптопов.
Компьютерная одежда
Отдельную категорию устройств ввода-вывода данных составляют приборы, выполненные в виде элементов одежды. В предыдущем номере Upgrade Special писал о выпущенной фирмой Infineon недавно MP3-куртке, которая представляет собой целую компьютерную систему. Она изготовлена из токопроводящего материала, который соединяет наушники, микрофон и матерчатую клавиатуру на рукаве.
Другая разработка в этой области – перчатка CommanderGauntlet, представленная в конце прошлого года компанией Network Anatomy. С помощью этого не совсем обычного предмета одежды можно вести переговоры по мобильному телефону, работать с электронной почтой и передавать данные по интернету. Перчатка имеет встроенный монитор, а также средства видео- и аудиозаписи.
Еще в начале 2002 года американская компания Applied Digital Solutions (ADS) впервые имплантировала в организм человека микрочипы, содержащие идентификационные данные. Чип размером с рисовое зернышко вживляется под кожу и способен хранить, а также передавать информацию любого рода. Процедура вживления чипа безболезненна, а обнаружить имплантированное устройство невооруженным глазом невозможно. Популярность чипов с каждым годом растет. Об этом свидетельствует то, что число их носителей постоянно увеличивается, а география его применения — расширяется.
Что даст такая интеграция с электронным устройством человеку? Прежде всего, возможность обходиться без документов и кредитных карт, мгновенное получение любой информации о человеке, своевременное оказание медицинской помощи тем больным, которые не могут сообщить о своем состоянии. Кроме этого, подкожные чипы могут сообщить о местонахождении человека в случае стихийного бедствия или катастрофы.
Несмотря на широкие перспективы, которые открывает перед человеком вживление микрочипов в организм, у этой разработки немало противников. Многие считают, что использование подкожных чипов означает тотальную слежку и нарушает права человека.
ТЕЛО КАК ПРОВОДНИК
В ближайшем будущем интеграция компьютера с человеком станет необычайно тесной. Подтверждением этому может служить недавнее приобретение Microsoft патента, дающего компании право на методы и аппаратуру для передачи энергии и информации с использованием человеческого тела.
Устройства, которые будут использовать эту технологию, позволят человеку обмениваться информацией при помощи простого рукопожатия. Не исключено, что в будущем будут созданы устройства, которые смогут питаться непосредственно от человеческого тела.
Запатентованная технология передачи данных по коже человека не нова. Еще в 1996 году компания IBM продемонстрировала возможность передачи информации при помощи рукопожатия. Тогда два человека передали друг другу фрагменты географической карты. В 2002 году японская корпорация NTT представила подобный способ передачи, но уже на гораздо более высоких скоростях – 10 Мбит/с.
Использование кожи в качестве электропроводника продемонстрировала и немецкая компания Ident Technology. Она представила систему, состоящую из защитных очков и электрической дрели. При надевании очков в дрель поступает сигнал, и она может быть использована. Когда же очки снимаются, дрель автоматически отключается. В будущем планируется также создание подобных систем для открытия дверей и управления другими электрическими устройствами.
ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ МОНИТОРЫ
Профессор Аризонского университета Гасан Джаббур предложил использовать в качестве устройства вывода информации так называемые тонкопленочные мониторы, которые будут внешне почти неотличимы от традиционных жидкокристаллических. Базовым элементом таких мониторов станет тонкая полимерная пленка с введенными в нее органическими молекулярными светодиодами.
Удивительно, но тонкопленочные мониторы дешевле жидкокристаллических, и их проще производить. Но это не является их единственным достоинством. Во-первых, такие мониторы можно устанавливать практически на любую ровную поверхность, хоть просто приклеить на стену или стекло автомобиля. Во-вторых, пленка сама отражает свет и поэтому может работать при любом освещении и качество изображения практически не зависит от угла обзора.
Тонкопленочный монитор состоит из нескольких сверхтонких полимерных слоев. Светодиоды каждого слоя имеют различный спектральный диапазон и могут выдавать картинку, гамма которой включает более шести миллионов различных цветов.
ТРЕХМЕРНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ
Одной из особенностей визуального интерфейса будущего наверняка станет 3D-графика. Такой внешний вид оболочки более информативен и легче воспринимается пользователем. Псевдотрехмерные элементы интерфейса разработчики программного обеспечения старались применять в своих проектах задолго до появления мощных компьютеров. Даже в таких старых оболочках, как Norton Commander, использовались трехмерные эффекты отбрасывания теней от окон меню. В Windows трехмерные элементы тоже присутствуют – взгляните хотя бы на кнопки на панели задач.
Созданный ими трехмерный рабочий стол выглядит как реальное пространство, в котором можно приближать, удалять, поворачивать объекты, располагать их друг за другом, а также управлять прозрачностью окон. В основе разработки лежит использование технологии Java. Одним из достоинств этого проекта являются низкие системные требования к компьютеру, на котором может быть установлена эта оболочка.
Другой не менее интересный вариант трехмерного представления операционной системы был предложен французскими разработчиками. Виртуальная оболочка Metisse использует технологии Open GL и тоже позволяет совершать различные манипуляции с объектами на рабочем столе: вращать окна в трехмерном пространстве, делать их прозрачными, размещать друг за другом.
Впрочем, вполне может случиться, что программные 3D-решения так и не смогут стать популярными. Дело в том, что уже сегодня потребитель, который в состоянии за это заплатить, имеет возможность выбрать аппаратное решение. Последней новинкой в этой области стал трехмерный жидкокристаллический монитор, созданный компанией Sharp.
Принцип работы этого устройства основан на использовании так называемого эффекта барьера параллакса, когда на одном дисплее формируются две незначительно отличающиеся друг от друга картинки. Каждый глаз человека воспринимает свое изображение, благодаря чему оно кажется объемным. При этом для того чтобы увидеть трехмерную картинку, не требуется специальных стереоочков.
Но и такие мониторы вскоре могут оказаться морально устаревшими — компания Actuality Systems уже изготовила и продемонстрировала монитор в виде шара. При этом оказалось, что потенциальные покупатели даже не дали разработчику времени на доводку изделия до полной кондиции, поскольку заявили о своей готовности купить то, что есть, немедленно.
Технология, на основе которой изготовлен этот монитор, весьма проста. Это выгодно отличает его от аналогичных устройств, которые используют для создания картинки довольно сложную систему, состоящую из лазеров и спиральных экранов.
Монитор производства Actuality Systems представляет собой обыкновенный прозрачный шар, внутри которого находятся ЖК-проектор и вращающийся пластиковый диск, отражающий свет. При этом за качество картинки отвечает не оптическая система, а процессор, который пересчитывает каждый кадр, согласуя его с углом наклона экрана.
Пользователь же видит не стереокартинку, а самый настоящий трехмерный объект, который можно обойти кругом и рассмотреть со всех сторон. В настоящее время этот монитор более всего интересует медиков и фармацевтов. Но демократичная технология позволит со временем сделать такое устройство вывода информации общедоступным.
Если предположить, что давать команды компьютеру можно при помощи мысли, то необходимость в использовании каких бы то ни было манипуляторов отпадает вовсе.
Не вызывает сомнения, что в будущем человек не просто будет обмениваться с компьютером информацией, но и сам станет его частью.
Пользователь монитора Actuality Systems видит не стереокартинку, а самый настоящий трехмерный объект, который можно обойти кругом и рассмотреть со всех сторон.
19 которыми происходит интуитивным и не требующим никакой подготовки способом. Печатная машинка была первым техническим изобретением, обращаться с которым было просто. Более чем через 150 лет сенсорные экраны открыли нам новые пути интеракции с цифровым миром, но даже их возможности ограничены.
На сегодняшний день широко исследуется область развития тачскринов, которые позволят осуществить доступ уже не только одним пальцем, но и всей рукой, а так же Голосовое управление, жесты, тактильный контакт – все это современные способы доступа к контенту.
Worldkit цифровой интерфейс на любой поверхности, позволяет превратить любую поверхность в цифровой интерфейс. Столы, двери и стены, что угодно может стать touch-screen.
Создаются устройства, позволяющие слепым людям читать книги, просто проводя пальцем по строчкам. Такое устройство названо FineReader, оно считывает текст и производит его акустическую обработку.
Также ведется активная работа в области разработки трехмерного восприятия пространства.
4.4 Контрольные вопросы
1 Что собой представляет пользовательский интерфейс?
2 Что такое юзабилити?
3 Как классифицируют пользовательские интерфейсы?
4 Какие виды тестирования интерфейсов существуют?
5 Какими средствами осуществляется доступ по WIMP-интерфейсу?
6 Какими средствами осуществляется доступ по SIIK-интерфейсу?
7 В чем заключается процесс создания пользовательского интерфейса?
8 В чем заключается принцип системного тестирования?
9 Какие новые тенденции существуют в области создания пользовательских интерфейсов?
10 Что представляет собой модульное тестирование?
5 Лекция № 5. Системы баз данных
Цель лекции: изучить основы систем баз данных.
Содержание лекции: понятие, характеристика, архитектура баз данных. Модели данных. Нормализация. Ограничение целостности данных.
Оптимизация запросов и их обработки. Основы SQL. Проектирование и разработка баз данных.
Технология программирования
ORM.
Распределенные, параллельные и гетерогенные базы данных.
20
5.1 Основные понятия системы баз данных
Данные – это информация, которая представлена в определенном виде, позволяющем автоматизировать ее сбор, хранение и дальнейшую обработку человеком или информационным устройством. Для компьютерных технологий данные – это информация в дискретном, фиксированном виде, удобная для хранения, обработки на ЭВМ, а также для передачи по каналам связи.
База данных (БД) – именованная совокупность данных, которая отражает состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. БД состоит из множества связанных файлов.
Система управления базами данных (СУБД) – это совокупность языковых и программных средств, которые предназначены для создания, ведения и совместного использования БД множеством пользователей.
Проектируемая БД должна обладать следующими свойствами:
целостностью, которая достигается вследствие введения ограничений целостности, в частности, к ним относятся ограничения, связанные с нормализацией БД;
восстанавливаемостью БД после сбоя системы или отдельных видов порчи системы;
безопасностью БД, которая предполагает защиту данных от преднамеренного и непреднамеренного доступа, модификации или разрушения, хищения. Применяется запрещение несанкционированного доступа, защита от копирования и криптографическая защита.
эффективностью: минимальное время реакции на запрос пользователя; минимальные потребности в памяти.
Одним из важнейших аспектов развития СУБД является идея отделения логической структуры БД и манипуляций данными, необходимыми пользователям, от физического представления, которое требуется компьютерному оборудованию. По числу уровней описания данных, поддерживаемых СУБД, различают одно-, двух- и трехуровневые системы. В настоящее время чаще всего поддерживается трехуровневая архитектура описания БД .
Трехуровневая архитектура включает:
внешний уровень, на котором пользователи или отдельные группы пользователей имеют свое представление на создаваемую базу данных;
внутренний уровень, на котором СУБД и операционная система воспринимают данные;
концептуальный уровень представления данных, который предназначен для отображения внешнего уровня на внутренний уровень, а также для обеспечения необходимой их независимости друг от друга; он связан с обобщенным представлением пользователей
Описание структуры данных на любом уровне называется схемой.
21
Моделью данных называют формализованное описание структуры единиц информации и операций над ними в информационной системе.
Модель данных – это некая абстракция, отражающая самые важные аспекты функционирования выделенной предметной области, а второстепенные – игнорируются. Модель данных включает в себя набор понятий для описания данных, связей между ними и ограничений, которые накладываются на данные.
В модели данных различают три главные составляющие:
структурную часть, которая определяет правила порождения допустимых для данной СУБД видов структур данных;
управляющую часть, которая определяет возможные операции над такими структурами;
классы ограничений целостности данных, реализующиеся средствами этой системы.
Каждая СУБД поддерживает ту или иную модель данных. По существу, модель данных, поддерживаемая механизмами СУБД, полностью определяет множество конкретных баз данных, которые могут быть созданы средствами этой системы, а также способы модификации состоянии БД с целью отображения тех изменений, которые происходят в предметной области.
На сегодняшний день описано много разнообразных моделей, построение которых преследует разные цели. Из множества опубликованных моделей данных можно выделить три категории:
объектные модели данных (ER-модель, API);
модели данных на основе записей ( сетевые, иерархические);
физические модели данных (обобщающая модель и модель памяти кадров).
Нормализация – это процесс организации данных в базе данных, включающий создание таблиц и установление отношений между ними в соответствии с правилами, которые обеспечивают защиту данных и делают базу данных более гибкой, устраняя избыточность и несогласованные зависимости. Избыточность данных приводит к непродуктивному расходованию свободного места на диске и затрудняет обслуживание баз данных.
Ограничение целостности – это совокупность специальных средств, ограничивающих доступ в базах данных недопустимым данным (например, предупреждение ошибок пользователей при вводе данных).
Ограничения целостности делятся на три категории: а) первая категория – это средства обеспечения доменной целостности; б) вторая категория – сущностная целостность; в) третья категория – ссылочная целостность, обеспечивается системой первичных и внешних ключей.
Еще две большие категории, на которые можно поделить средства обеспечения целостности – это средства декларативного и процедурного
22 характера. Средства декларативного характера создаются как составные части объектов при их определении в базе данных (например, условие на значение при определении таблицы в базе данных). Средства процедурного характера
(триггеры и хранимые процедуры) реализуются как отдельные программные модули. В общем случае декларативные ограничения менее функциональны, но более экономны с точки зрения ресурсов и наоборот.
Запрос – это языковое выражение, описывающее данные, которые подлежат выборке из базы данных. В контексте оптимизации запросов понимается, что запросы выражаются в манере, которая основана на содержании (в большинстве случаев ориентированной на множества), что дает оптимизатору возможность выбора между возможными процедурами вычисления.
Оптимизация запросов направлена на минимизацию времени отклика для заданного запроса и смеси типов запросов в заданной системной среде.
Обработка запросов предполагает использование эвристического метода и метода, заключающегося в сравнительной оценке стоимости различных вариантов выполнения запроса и выборе минимального использующего ресурсы.
Существует несколько типов БД, среди которых:
1) Распределенная база данных (DDB – distributed database) – это совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределенных в компьютерной сети. Распределенная система управления базой данных определяется как программная система, которая позволяет управлять распределенной базой данных таким образом, чтобы ее распределенность была прозрачна для пользователей.
2) Параллельная
СУБД реализуется на мультипроцессорном компьютере с применением широкомасштабного параллелизма. Такое определение подразумевает наличие множества альтернатив, спектр которых варьируется от непосредственного переноса существующих СУБД с переработкой лишь интерфейса к операционной системе до изощренных комбинаций алгоритмов параллельной обработки и функций баз данных, приводящих к новым аппаратно-программные архитектурам.
3) Гетерогенная СУБД – это распределенная СУБД, состоящая из различных видов СУБД.
5.2 Основы SQL
Язык SQL (Structured Query Language – структурированный язык запросов) представляет собой стандартный высокоуровневый язык описания данных и манипулирования ими в системах управления базами данных
(СУБД), построенных на основе реляционной модели данных.
Язык SQL ориентирован на работу с таблицами данных и не имеет достаточных средств для реализации сложных программ. Поэтому используется в сочетании с языками высокого уровня, такими как, например
24
Задача ORM состоит в управлении трансляцией объектных типов в записи баз данных и обратно. Основная проблема состоит в том, что объекты имеют иерархическую структуру, а базы данных – реляционную.
Использование ORM в проекте избавляет разработчика от необходимости работы с SQL и написания большого количества кода. Весь генерируемый ORM код предположительно хорошо проверен, и не нужно задумываться о его тестировании. Минусом же ORM является потеря производительности за счет того, что система обрабатывает широкий спектр сценариев использования данных, гораздо большего, чем любое отдельное приложение когда-либо сможет использовать.
5.4 Контрольные вопросы
1 Что собой представляет БД?
2 Что такое данные?
3 Как классифицируют типы БД?
4 Что такое запрос?
5 Какие модели данных существуют?
6 Что такое ORM?
7 Основы языка SQL?
8 В чем заключается оптимизация запросов?
9 Что такое нормализация?
10 Какие требования предъявляются к БД?
6 Лекция № 6. Анализ данных. Управление данными
Цель лекции: изучить основы анализа данных.
Содержание лекции: методы сбора, классификации и прогнозирования.
Деревья решений. Обработка больших объёмов данных. Методы и стадии
Data Mining. Задачи Data Mining. Визуализация данных.
6.1 Анализ данных
Анализ
данных
– это процесс исследования, фильтрации, преобразования и моделирования данных с целью извлечения полезной информации и принятия решений. Анализ данных имеет множество аспектов и подходов, охватывает разные методы в различных областях науки и деятельности.
Для создания плана сбора данных необходимо:
1) Определить проблемы и сформулировать цели исследования.
2) Осуществить предварительное изучение интересующей темы.
3) Разработать концепции исследования.
25 4) Произвести детальное планирование исследования.
5) Произвести отбор источников информации и сбор вторичных данных.
6) Оценить полученные данные и принять решение, насколько необходимы первичные данные.
7) Определить способ сбора первичных данных: опрос, наблюдение, эксперимент.
8) Провести непосредственно сбор первичной информации.
9) Представить результаты исследования (презентация).
Методы прогнозирования данных делятся на: интуитивные, которые имеют дело с суждениями и оценками экспертов; формализованные, которые уже описаны в литературе и на основе которых уже строят модели прогнозирования.
Деревья решений широко используются в области анализа данных.
Деревья решений – это способ представления правил в иерархической, последовательной структуре, где каждому объекту соответствует единственный узел, дающий решение.
Все задачи, которые решает способ дерева, могут быть объединены в следующие три класса:
Описание данных: Деревья решений позволяют хранить информацию о данных в компактной форме, вместо них мы можем хранить дерево решений, которое содержит точное описание объектов.
Классификация: Деревья решений отлично справляются с задачами классификации, т.е. отнесения объектов к одному из заранее известных классов. Целевая переменная должна иметь дискретные значения.
Регрессия: Если целевая переменная имеет непрерывные значения, деревья решений позволяют установить зависимость целевой переменной от независимых(входных) переменных. Например, к этому классу относятся задачи численного прогнозирования (предсказания значений целевой переменной).
Существует много алгоритмов, которые реализуют деревья решений, среди них такие, как CART, C4.5, NewId, ITrule, CHAID, CN2 и т.д. Но наиболее распространены следующие:
CART (Classification and Regression Tree) – алгоритм построения бинарного дерева решений – дихотомической классификационной модели.
Каждый узел такого дерева при разбиении имеет только двух потомков.
Алгоритм решает задачи классификации и регрессии.
C4.5 – это алгоритм построения дерева решений, в котором количество потомков у узла не ограничено.
Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ
Сенсорные дисплеи и тачпады – вещи, с которыми мы взаимодействуем на протяжении всего нашего дня. Однако первые ЭВМ обходились без них: инструменты ввода прошли впечатляющий эволюционный путь. Михаил Федосов, спикер курса Product Design Weekend, собрал для нас краткую историю развития человеко-машинные интерфейсов, рассказал об альтернативных способах ввода данных и о системах, которые могут стать популярны в ближайшем будущем. Под катом много текста и фотографий, вызывающих ностальгию. Первый электронный цифровой вычислитель общего назначения, который можно было перепрограммировать для решения широкого спектра задач, был создан в 1945 году.
Пользователями первых ЭВМ были исключительно инженеры и программисты: взаимодействие с системой происходило посредством штекеров, перфокарт и перфолент.
Одним из первых персональных компьютеров был Altair-8800. Машина не имела ни клавиатуры, ни экрана. Пользователи вводили программы и данные для них в двоичном формате, щелкая набором маленьких ключей, которые могли занимать только два положения: вверх и вниз. Результаты считывали также в двоичном коде — по светящимся лампочкам.
Интересно, что в то время еще не существовало стандартов расположения клавиш и кнопок управления, и каждый производитель ЭВМ строил систему ввода информации, исходя из собственных соображений.
Одна из первых клавиатур для ПК, изготовленная в 1974 году по дизайну Тома Найта из Массачусетского технологического института. Клавиатура содержала множество управляющих клавиш и клавиш-модификаторов. Даже сейчас дизайн выглядит хорошо. Особенно можно отметить систему классификации клавиш: клавиши ввода данных серые, управляющие клавиши — синие с белым текстом, клавиши-модификаторы — синие с черным текстом.
Особенно сурово выглядит металлический шарик.
Естественно, это не первая мышь в мире, но одна из первых, созданных в СССР. Кстати, в качестве одного из ключевых элементов механизма использовался обычный подшипник, изготовленный на Челябинском Тракторном Заводе. Вот интересная выжимка из описания принципов работы:
А самая первая компьютерная мышь в мире была изобретена еще в 1964 году американским ученым Дугласом Энгельбаром.
Компьютерная система PLATO IV, появившаяся в 1972 году, имела сенсорный экран, работа которого основывалась на сетке инфракрасных лучей, сегментированной в формате 16х16. Но даже столь низкая точность позволяла пользователю вводить выбранные данные, нажимая на экран в нужном месте.
Первый телеавтограф, или графический планшет, был изобретен аж в 1888 году. Наиболее привычным для нас по механизму работы и самым известным из ранее изобретенных является планшет RAND Tablet, изобретенный в 1964 году. RAND Tablet использовал сетку проводников под поверхностью планшета, на которые подавались закодированные троичным кодом Грея электрические импульсы. Емкостно связанное перо принимало этот сигнал, который затем мог быть декодирован обратно в координаты.
Интересный принцип работы был у акустического планшета, перо которого генерировало искры при помощи искрового промежутка — воздушной прослойки, разделяющей электроды. Щелчки триангулировались серией микрофонов для определения местонахождения пера. Но принцип работы был довольно сложным, и планшеты давали сбой при посторонних шумах. Особую популярность планшеты получили после выхода AutoCAD.
Первое устройство для распознавания речи появилось в 1952 году, оно могло распознавать произнесенные человеком цифры. А в 1963 году в США было презентовано устройство, способное распознавать целые фразы и выполнять команды.
Сейчас голосовые интерфейсы активно развиваются. Во-первых, появление и развитие нейросетей способствует более точному распознаванию голоса, повышая качество выполнения этой технологии и, как следствие, ее популярность. Технология достигла настолько высокого уровня, что даже речь человека с неидеальным произношением, находящегося в относительно шумном месте, успешно распознается.
Во-вторых, появилось множество устройств, где голосовой ввод информации иногда удобнее, чем любой другой: например, навигаторы или умные колонки.
Помимо таких гигантов, как Amazon Alexa, Google Assistant, Siri или Алиса Яндекса, на рынке появляются небольшие, но сильные игроки, например, голосовой помощник SOVA (Smart Open Virtual Assistant), в разработке которого участвовал Михаил Федосов.
Главной особенностью этой умной колонки является децентрализованное распознавание речи, использование которого, как утверждают разработчики, позволяет отказаться от сбора конфиденциальной информации пользователя полностью. Также разработчики SOVA используют полностью открытый исходный код, чтобы дать возможность сторонним разработчикам улучшать модуль интеллекта колонки.
Можно отметить, что всеми этими устройствами ввода данных мы в большей или меньшей степени пользуемся и по сей день. С шестидесятых годов годов мало что поменялось идейно. Самые популярные способы ввода информации — по-прежнему компьютерная мышь, тачпад и голосовые команды, хотя частота использования каждого из них изменилась.
Но программисты и инженеры пробовали создавать и новые способы взаимодействия с пользователем. Одни были более удачны и выходили в производство, другие же оставались прототипами. Некоторые девайсы являются чем-то совершенно инновационным, а другие призваны лишь расширить или улучшить существующую функциональность. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Трекбол — это устройство ввода данных, которое, по сути, является перевернутой механической компьютерной мышью. Принцип действия аналогичный, единственное отличие — вместо того, чтобы катать мышь по поверхности, пользователь катает шарик по самой мыши.
Более современные вариации трекбола интегрированны в геймпады или мыши.
Один из производителей трекболов, ITAC Systems, утверждает, что после четырехчасовой активной работы с мышью из-за усталости запястья рука становится до 60% слабее, тогда как использование трекбола не оказывает влияния на исследуемые показатели усталости руки.
Именно из-за напряжения мышц руки многие дизайнеры используют графические планшеты, даже если им не важны такие функции, как сила нажатия или большая рабочая поверхность.
Также многим нравится четкий обратный отклик девайса (такие люди намеренно покупают более громкие клавиатуры). В 2016 году корейская компания Pantech выпустила смартфон Pantech Sky IM-100, в котором ключевой фичей было колесико управления. На видео видно, как оно функционирует.
Но трекболы ни тогда, ни сейчас особой популярности не завоевали. Смартфон от компании Pantech не стал хитом, хотя свою небольшую группу фанатов найти успел.
Игровых контроллеров, имитирующих взаимодействие пользователя с реальными вещами из нашей повседневной жизни, существует огромное множество. Наверное, самый известный из них — Guitar Hero.
Из необычных устройств ввода данных в играх можно отметить девайс Tony Hawk Ride, имитирующий скейтборд. Также выделяется девайс Thrustmaster Flight MFD Cougar для авиасимуляторов — в основном он используется для Microsoft Flight Simulator X.
По сути, это даже не альтернативы, а видоизмененные привычные устройства ввода информации, работающие по тем же принципам, но с использованием других технологий.
Проекционная клавиатура
Клавиатура, которая проецируется на ровную поверхность. Работает с помощью датчика, который распознает, на какую кнопку нажимает пользователь. Но не успела эта клавиатура появиться, как уже потеряла актуальность. Во-первых, пользователь не получает привычного обратного отклика от клавиатуры, и это замедляет набор текста и практически не дает возможности печатать вслепую. Во-вторых, у всех есть привычные смартфоны, на которых можно достаточно быстро набирать текст, и нет никакого смысла таскать с собой еще одну коробочку в виде этого девайса.
Клавиатура-кастет
Tap Keyboard надевается на руки и считывает положение пальцев в пространстве. У нее есть аналоги, но они плохо считывают движения пользователя, и все плюсы таких девайсов очень быстро перекрываются этим фактом. Более подробно клавиатура-кастет описана в недавней статье на Хабре.
Мышка-кольцо
EasySMX Ring Mouse — мышка-кольцо.
Вряд ли она подойдет для повседневного использования, но, например, в качестве кликера для презентаций будет вполне полезна.
The Leap – это небольшое USB-устройство с камерами и датчиками, которое захватывает движение рук и передает информацию на компьютер. Разработан девайс компанией OcuSpec.
Пока что устройство выглядит сыровато, угол захвата довольно узкий, и точность оставляет желать лучшего. У них есть свой маркет, где можно протестировать устройство. Но самое главное, что компания продолжает развивать свои датчики и видит перспективу своего устройства в сочетании с очками виртуальной/дополненной реальности.
Eye Tracker
Tobii Eye Tracker 4C помогает компьютеру распознавать направление взгляда пользователя. Устройство состоит из камер и датчиков. В персональном использовании, выступает в качестве дополнения к клавиатуре, мыши или геймпаду, чаще всего для игр. Например, с помощью этого устройства в игре можно целиться в противников. В некоторых играх (например, Elite Dangerous) камера вращается в зависимости направления взгляда пользователя, что создает ощущение реальности, погружения в игру.
Помимо игр, подобные устройства часто используют в бизнесе, например, для исследования дизайна или продукта. Можно проследить за тем, куда смотрит человек в первую очередь при первом знакомстве с продуктом, или сделать тепловую карту и на основании этих данных увеличивать или уменьшать контраст элементов.
Те, кто пользовался этим девайсом, отмечают, что он отлично работает даже в темноте (достаточно света от монитора), и очки, которые может носить пользователь, не мешают корректной работе девайса.
Eye Tracker — отличный пример того, как можно улучшить уже имеющиеся способы взаимодействия человека с машиной, при этом не заставляя пользователя переучиваться, а лишь гармонично дополняя уже существующий процесс.
Нейроинтерфейс — это взаимодействие человека и машины посредством импульсов мозга. Существует множество компаний, занимающихся нейроинтерфейсами, например, Ctrl Labs (получают информацию, считывая мышечную активность пользователя) или Emotiv (взаимодействуют посредством анализа мозговой активности пользователя). Однако ни одна компания на данный момент не показала значимого прогресса в этой области: как правило, их возможности ограничиваются перемещением объектов по экрану.
В статье затронуты, пожалуй, самые распространенные способы взаимодействия человека и машины. Но осталось еще множество не описанных здесь, но не менее интересных устройств. Так, существуют способы взаимодействия с девайсами для людей с особыми потребностями — например, управление с помощью языка или ягодиц. Экспериментальные протезов связываются с нейронной системой человека и самообучаются: чем дольше ими пользуется человек, тем проще ему ими управлять, и тем более легкими они становятся в управлении.
Больше об интерфейсах управления и других элементах продуктового дизайна можно узнать на нашем курсе Product Design Weekend, который пройдет 22 и 23 декабря. Михаил Федосов расскажет, как функционально улучшить продукт, на что обращать внимание при оценке интерфейса и как не заблудиться в трендах.
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
Читайте также: