Программный интерфейс: что это такое в информатике, описание

Мало кто знаком с основными принципами информационного обмена между человеком, периферийными устройствами и компьютером. Реализуются это взаимодействие благодаря специальным средствам – интерфейсам. Одними из первых были мониторы и клавиатуры. Рассмотрим понятия «программный» и «пользовательский интерфейс»: что это такое в информатике, зачем применяются. Разберёмся с их классификацией.

Что такое интерфейс в компьютере

В информатике существует свыше десятка схожих определений интерфейса. Отличаются они разве тонкостями и детальностью описания процесса:

1. Способ взаимодействия между компонентами вычислительной системы, компьютером и человеком.


2. Каналы и правила информационного обмена, представленные совместимыми физическим (в том числе электрическим, конструкционным), программным, логическим уровнями. 


3. Граница, правила и методы, определяющие взаимодействие между информационными системами или их частями.


4. Технические, логические, программные, методологические средства сопряжения компонентов вычислительной системы. Определяют стандарты взаимодействия внутри неё, с иными системами и внешними компонентами, например, периферийными устройствами, пользователем.

Слово приблизительно переводится как «сопряжение», «взаимодействие». 

Виды интерфейсов

Различают несколько классификаций «сопряжения» в зависимости от способа подачи команд машине:

1. Контактный – ввод информации с клавиатуры, нажатия кнопок иных устройств – трекболы, тачпады.


2. Бесконтактный голосовой – реализуется благодаря микрофону, приложению для распознания голоса и интерпретации полученных команд. Распространён в мобильных устройствах, системах технологического управления производственными процессами.


3. Бесконтактный жестовый – распознавание жестов, выполняемых в поле зрения видеокамеры. Применяется в системах распознания движений – камеры наблюдения, аппаратура для переноса движения людей и животных на виртуальных персонажей.


4. Контактный жестовый – машина распознаёт жесты, считывая движения стилуса, пальца или иного предмета с поверхности сенсорного дисплея, панели или перемещения мыши.

Программный интерфейс приложения (API)

Отдельно рассмотрим API – совокупность протоколов, правил, методик, команд, процедур, используемых для ускорения разработки ПО, организации взаимодействия между различными программами или модулями приложения. Представлен технической составляющей, определяющей принцип информационного обмена и программного интерфейса (ПИ) – это совокупность методов и способов взаимодействия человека и программной системой. Если проще – это способ общения человека с компьютерными приложениями.

Интерфейс пользователя – это комплекс, состоящий из программной и аппаратной компонент, совместно позволяющих человеку управлять компьютером посредством диалогов. Диалогами называют информационный обмен между ПК и пользователем в реальном времени, направленный на совместное решение поставленной задачи. Состоят такие взаимодействия из коротких процедур ввода исходной и вывода в удобочитаемом виде обработанной информации.

ПИ определяет, как человек будет «общаться» с приложением, операционной системой посредством аппаратуры – мышь, клавиатура и устройств вывода – монитор. Для облегчения работы человека современные операционные системы выполняются с графическим интерфейсом (GUI).

К пользовательским GUI относят следующие интерфейсы:

• Командный.
• WIMP.
• SILK.
• Графический.
• Семантический.

Командный (текстовый) интерфейс (CLI)

Представлен текстовой или командной строкой, которая передает пользовательские команды операционной системе и ПО. Выполняется по технологиям командной строки и пакетной технологии, например, CMD в Windows и Терминал в Linux.

Принцип простой: на вход подаётся набор символов, в которых зашифрованы инструкции. Компьютер находит соответствующие им операции и выполняет их. При необходимости – сообщает об успехе их выполнения или возвращает результат.

Графический интерфейс (GUI)

Концепция взаимного информационного обмена посредством графических элементов. К ним относятся области, окна с функциональными элементами: кнопки, формы, ползунки, за которыми закреплены определённые действия. Файлы также представлены иконками, их содержимое – в окнах. Управление осуществляется клавиатурой, джойстиком, мышью или посредством сенсорного дисплея.

WIMP

Следующий шаг в развитии GUI, так называемый «чистый» интерфейс. WIMP – аббревиатура от Windows, Icons, Menus, Pointers. Ему присущи:

• Работа с приложениями и документами происходит в окнах (Windows).


• Файлы, каталоги, элементы управления и ярлыки представлены иконками (Icons).


• Большинство операций происходит посредством панелей инструментов, горячих клавиш, меню (Menus).


• Мышь с указателем – курсором – полноценное устройство ввода (Pointers).

SILK

Близок к человеческой речи, для «общения» с ПК пользователь может применять речь (speech), образы (images), язык (language), знания (knowledge). Машина анализирует поведение человека, распознаёт его речь, определяет ключевые слова и контекст, в котором те использованы. При подключении видеокамер с соответствующим ПО происходит распознавание жестов, мимики.

Семантический 

Включает несколько видов взаимодействия: командное, речевое, посредством GUI, мимики и жестов. Применяется для общения с ПК на естественном для человека языке.

Физический или аппаратный интерфейс: что это

Физический интерфейс описывает информационное взаимодействие между компонентами системы – процессором и видеокартой, накопителем и монитором. Физически представлен разъёмом или средой для передачи сигнала – порты, шины, наборы проводников и протоколом, описывающим параметры проходящих через порты электрических сигналов. На компьютере это USB, HDMI, системная шина, SATA.