Организация диалога

Функционально законченная программа, выполняемая ЭВМ без вмешательства проек­тировщика, называется машинной процедурой.

Пользуясь исключительно машинными процедурами, невозможно выполнить проектирование объекта. Слож­ность и многообразие проектных вариантов, многокритериальность процесса принятия решения, трудности пол­ной автоматизации процедур синтеза вынуждают непо­средственно включать в процесс проектирования челове­ка-проектировщика. Как правило, при проектировании человек выполняет функцию принятия решения, как наи­более трудно поддающуюся алгоритмизации, а ЭВМ производит вычисления.

Взаимодействие между человеком и ЭВМ происходит посредством сообщений — совокупности данных, доста­точной для выполнения определенных действий. Сообще­ние, поступающее от ЭВМ к человеку, называется вы­ходным; сообщение от человека к ЭВМ называется вход­ным. Обычно сообщение размещается на экране дисплея и называется кадром. Обмен — последовательность, включающая сообщение от человека к ЭВМ, реакцию ЭВМ (машинную процедуру), сообщение от ЭВМ к чело­веку.

Диалог — последовательность обменов, выполнение которой приводит к решению поставленной задачи, т. е. диалог служит методом решения задачи, где пользова­тель знает задачу, а ЭВМ используется для решения под­задач. Диалог в САПР используется для: а) обеспечения доступа к базе данных САПР; б) ввода данных для вы­полнения машинной процедуры; в) просмотра на экране дисплея результатов; г) контроля за ходом выполнения машинной процедуры.

108
В диалоге в общем слу­чае допустима ситуа­ция, когда входное со­общение не может не­медленно инициировать машинную процедуру в силу либо неточности, либо недостаточности содержащейся в сооб­щении информации. В таком случае возникает последовательность об­менов до полного опре­деления смысла исход­ного сообщения. Такая последовательность обменов называется метадиалогом.

Типы диалога.Диалог подразумевает наличие двух участников: человека и ЭВМ. Каждый из них может находиться либо в активном, либо в пассивном состоянии. Участник будет находиться в активном состоянии, если он выполняет действие по анализу полученного сообще­ния и формированию нового, и в пассивном состоянии, если не предпринимает никаких действий в ожидании сообщения. В диалоговом взаимодействии ситуация, ког­да оба участника диалога находятся в пассивном состоя­нии, является тупиковой, поскольку из нее невозможно выйти, опираясь лишь на средства ведения диалога.

Если оба участника диалога поочередно меняют свои состояния, диалог называют синхронным (в синхронном диалоге участники как бы поочередно включают и вы­ключают друг друга из разговора).

Если оба участника диалога одновременно находятся в активном состоянии, то такой диалог называют асин­хронным (в асинхронном диалоге человек имеет возмож­ность в любой момент времени вмешаться в ход выпол­нения машинной процедуры с целью ее приостановления или внесения изменений). Асинхронный диалог распро­странен в приложении к имитационным моделям, опти­мизационным процедурам, организации вычислительно­го процесса. В этом случае человеку со стороны ЭВМ постоянно поставляются на экран дисплея сообщения о текущем состоянии машинной процедуры. Человек, как и ЭВМ, находится в активном состоянии и при необходимости прерывает активность ЭВМ, переводя ее в пас­сивное состояние.

Рис. 4.1. Пример последовательности кадров и графа состояний экрана:

К_i — i-й кадр; S_j – j-e состояние экрана; г_l — 1-я реакция пользователя; {К₁, К₃, K₇,}→ S₁;

{К₂, К₅}→ S₂;

{К₄, К₆, K₈,}→ S₃

Граф состояний экрана. Если определен диалог, то может быть построена последовательность выходных кадров. Идентичные кадры в такой последовательности называются эквивалентными и соответствуют одному со­стоянию экрана дисплея. Итак, диалог — последователь­ность изменяющихся состояний экрана. Если свернуть последовательность кадров, объединяя их по эквивалент­ным состояниям экрана, то получим граф состояний эк­рана дисплея. Различным вершинам графа соответству­ют различные состояния экрана, а дугам — возможные переходы (каждой дуге ставится в соответствие реакция человека). Пример последовательности кадров и полу­ченного из него графа состояний экрана приведен на рис. 4.1. Граф состояний экрана позволяет в наглядной форме представить возможности диалога, произвести его перекомпоновку, сгруппировав отдельные состо­яния.

Классификация сообщений. Сообщение несет в себе совокупность сведений, передаваемых одним участником диалога другому, с тем чтобы вызвать определенную реакцию у партнера. Реакция партнера определяется содержанием сообщения. По содержанию сообщение мо­жет быть информационным, запросом или ответом. Если сообщение предназначено для передачи вопроса партне­ру и предполагает получение от него обязательного отве­та на этот вопрос, то первое сообщение называется за­просом, а второе — ответом. Таким образом, запрос всег­да предполагает последующий ответ, а любой ответ формируется как реакция на предшествующий запрос.

Если же сообщение содержит сведения, не предполагаю­щие немедленного действия и не являющиеся ответом на запрос, то оно называется информационным.

Взаимодействие человека с ЭВМ должно произво­диться в форме, понятной и удобной для восприятия человеком. Различают формы сообщений: табличную, директивную и с использованием ограниченного естест­венного языка (ОЕЯ).

Табличная форма сообщения представляет собой форматизированную таблицу, размещаемую на экране дисплея, с поименованными полями, где и располагается необходимая информация в символическом или число­вом виде.

Директива (команда) есть некоторый оператор, вы­бираемый из заданного множества операторов и форми­руемый в соответствии с определенными для него син­таксисом и семантикой. Директивная форма сообщений предоставляет участнику диалога большую свободу дей­ствий по сравнению с табличной.

Сообщение в форме некоторой фразы на ОЕЯ наибо­лее удобно в применении к проектировщику, не знакомо­му с алгоритмическими языками, но желающему иметь широкий диапазон возможных действий. Как правило, использование ОЕЯ влечет введение метадиалога с целью устранения неопределенностей, возникающих при построении фраз. Несмотря на сложность реализации, эта форма сообщений все шире используется в САПР, освобождая проектировщика от изучения специализиро­ванных языков общения с ЭВМ.

В рамках приведенной классификации в настоящее время сложились некоторые типовые соотношения. Так, информационные сообщения являются выходными, а ди­рективные — входными сообщениями. Выходные запросы табличной формы, предназначенные для задания проек­тировщиком исходных данных последующей машинной процедуре, называются шаблонами. Аналогичные запро­сы, содержащие перечень возможных альтернатив продолжения процесса проектирования с указанием их шифров (номер либо имя), называются «меню». Выход­ные информационные сообщения, как правило, имеют смысл подсказок. Если форма входных и выходных сооб­щений— ОЕЯ, то диалог называется свободным.

Для взаимодействия с проектировщиком, не знающим структуры диалога, следует рекомендовать использова­ние шаблонов и «меню», а также свободный диалог.

Для проектировщика, хорошо знакомого с графом состояний экрана, целесообразно использование директив, позволя­ющих исключить метадиалог и сократить время на поиск необходимых проектных решений.