Рабочая программа По дисциплине “Человеко-машинное взаимодействие" Для специальности 230105 "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем"


Скачать 138.4 Kb.
НазваниеРабочая программа По дисциплине “Человеко-машинное взаимодействие" Для специальности 230105 "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем"
Дата14.02.2013
Размер138.4 Kb.
ТипРабочая программа
Федеральное агентство по образованию


ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ






УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе


_____________ М.Т. Решетников


“___” __________________ 2007 г.




Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А


По дисциплине “Человеко-машинное взаимодействие"

Для специальности 230105 "Программное обеспечение

вычислительной техники и автоматизированных систем"

Факультет систем управления

Профилирующая кафедра Автоматизированных систем управления


Учебный план набора 2005 года


курс четвертый

семестр седьмой


Распределение учебного времени (Всего часов)

лекции 36 час.

лабораторные занятия - 18

курсовой проект - 9 час.

всего аудиторных занятий – 61 час.

самостоятельная работа - 37 час.

общая трудоемкость - 100 час


экзамен 7 семестр

дифференцированный зачет 7 семестр


2007


Рабочая программа по дисциплине «Человеко-машинное взаимодействие» составлена с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего и профессионального образования по специальности 220400, утвержденного 27.03.2000г.


Рабочая программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры АСУ «26» декабря 2007г., протокол № 7


Разработчик, доцент кафедры АСУ А.А.Шелестов


Зав. обеспечивающей каф. АСУ А.М.Кориков


Рабочая программа согласована с факультетом профилирующей и выпускающей кафедрой специальности


Декан факультета систем управления Н.В.Замятин


Зав. профилирующей каф. АСУ А.М.Кориков



  1. ПРЕДИСЛОВИЕ К ПРОГРАММЕ


«Человеко-машинное взаимодействие» – дисциплина (относится к циклу специальных дисциплин), имеющая дело с разработкой, развитием и применением интерактивных компьютерных систем с точки зрения требований пользователя, а также с изучением явлений их окружающих. Эта дисциплина предназначена 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.

В результате изучения дисциплины 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 преподаватели.

• иметь представление о тенденциях развития пользовательских интерфейсов новых компьютерных технологий и методах повышения полезности разрабатываемых и используемых программных систем.


2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


2.1 Наименование тем, объем в часах, содержание.

Тема 1. Введение.

Лекции - 1 час, самостоятельная работа - 1 час.


Введение в проблему человеко-машинного взаимодействия. Человек:

информационные каналы, память, мышление и принятие решений, психология.


Тема 2. Компьютерные среды.

Лекции - 1 час, самостоятельная работа - 1 час


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.


Тема 3. Взаимодействие пользователя с вычислительной системой.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


Модели взаимодействия, фреймы и окна, уровень абстракции и стили взаимодействия, контекст и протоколы взаимодействия, эргономика.


Тема 4. Проектирование пользовательских интерфейсов. Используемые парадигмы и принципы.

Лекции - 4 час, самостоятельная работа - 4 час.


Анализ и описание использования информации в процессе работы (AIU), моделирование вариантов использования и генерация требований к проектированию пользовательских интерфейсов (UIM).

Тема 5. Среда взаимодействия.

Лекции - 4 час, самостоятельная работа - 4 час.



Мультимедиа среды - компьютерная поддержка вещания, видео по требованию, интерактивное телевидение, компьютерная телефония. Гипермедиа среды - интернет и интранет, WWW, электронные учебники. 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.


Тема 6. Принципы использования

Лекции - 1 час, самостоятельная работа - 1 час.


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.


Тема 7. Процесс проектирования

Лекции - 1 час, самостоятельная работа - 1 час.


Жизненный цикл программ, правила проектирования, проектирование полезности, проектирование по прототипу, рациональное проектирование.


Тема 8. Модель пользователя.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


Модели мышления, целевые установки, языки описания предметной области, обратная связь и отображение информации, моделирование объектов, поведение в виртуальной среде, математическое моделирование, разумные ограничения.


Тема 9. Анализ задач и модель среды.

Лекции - 1 час, самостоятельная работа - 1 час


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.


Тема 10. Описание и проектирование диалога.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


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.


Тема 11. Создание модели интерактивной системы.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.

Использование стандартных формализмов, модели взаимодействия, анализ состояний и событий, действия и проработка сообщений об их результатах.


Тема 12. Поддержка разработки.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


Элементы управления в многооконных интерфейсах, программирование реакции на действия пользователя, использование библиотек и наборов инструментов, инструментальные среды программирования графического диалога.


Тема 13. Оценка функционирования.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


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.


Тема 14. Помощь пользователю и его обучение.

Лекции - 1 час, самостоятельная работа - 2 час.


Требования к системам помощи, помощь при указании на объект, гипертекстовая документация, системы интеллектуальной помощи, обучающие системы, проектирование систем помощи.


Тема 15. Проблемы и тенденции развития человеко-машинного интерфейса. Визуализация данных.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


Визуальный интерфейс для систем поддержки принятия решений. OLAP-технологии.


Тема 16. Системы поддержки работы в группе.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


Групповая работа в локальных и глобальных сетях, системы семинаров, работа с фреймами и мультидоступ, вопросы синхронизации группового взаимодействия.


Тема 17. Мультимедиа среды.

Лекции - 4 час, самостоятельная работа - 2 час.


Речевой интерфейс, звуковые сигналы, распознавание текстов, анимация и видеофрагменты, распознавание жестов, компьютерное зрение.


Тема 18. Системы виртуальной реальности.

Лекции - 2 час, самостоятельная работа - 2 час.


Язык виртуальной реальности (VRML), функции браузеров и поведение в виртуальной среде, виртуальные многопользовательские среды.


2.2 Лабораторные занятия

Целью лабораторных работ является закрепление теоретических знаний по компьютерной графике, проектированию интерфейсов, виртуальных трехмерных миров на основе приобретенных практических навыков работы с графической библиотекой OpenGL.


1. Работа с графическими образами - 2 час.

2.Реализация и освоение основных алгоритмов интерактивной компьютерной графики - 4 час.

3.Освоение графического пакета OpenGL - 12 час.


  • OpenGL и графические примитивы.

  • Матрицы и геометрические преобразования.

  • Проекции, источники света, материалы.

  • Отсечение и прозрачность.

  • Трафареты и глубина.


Графическая библиотека OpenGL позволяет быстро и эффективно решить практически любую задачу по трехмерной 3D-визуализации. Она является программным интерфейсом, независящим от графического устройства, и содержит в себе свыше ста функций и процедур, которые позволяют программисту определять объекты и сложные операции для создания высококачественных образов.

OpenGL - это стандартная библиотека трехмерной графики для всех 32-разрядных операционных систем, в том числе и для операционной системы Windows. Поэтому программисту не нужно снабжать свои программы дополнительными модулями 3D-визуализации, все необходимое уже содержится в операционной системе.


2.3 Курсовое проектирование


Предлагается выполнение курсового проекта осуществлять на основе графических библиотек OpenGL, GLAUX, 3D Studio Max, DIRECTX с использованием языка высокого уровня С\С++, С++, Visual C++ 6.0 и др. В рамках работы над курсовым проектом необходимо спроектировать и создать пользовательский интерфейс, на основе которого предлагается выполнить одно из следующих заданий:


1) Компьютерный планетарий. Необходимо изобразить модель Солнечной системы, реализовать геометрические преобразования: вращение, масштабирование и т.д. с помощью матричных композиций.


2) Интерьер комнаты. Реализовать различные модели освещения (точечный, распределенный, рассеянный свет) с возможностью перестановки мебели.


3) Просмотр изображений. Разработать приложение, которое позволило бы формировать базу данных рисунков, записывать туда изображения в различных форматах и считывать их для отображения на экране пользовательского интерфейса.


4) 3D-Тетрис. Осуществить свободное управление камерой с помощью мыши с реализацией функций вращения, переноса, масштабирования на основе матричных преобразований. Для повышения быстродействия преобразований использовать однородные координаты и аппроксимацию тригонометрических функций


5) 3D-Арканоид. Летающий мячик, бита и стена из кирпичиков. Реализовать геометрические преобразования: вращение, масштабирование, а также воспроизведение фактуры и нанесения текстуры.


6) Просмотр 3D-моделей. Реализовать отображение моделей из файлов стандартных форматов программ 3D Studio Max. Выбор режимов просмотра – сетка, полигоны, текстуры.


7) Визуализация 3D –функций. Построение криволинейных поверхностей. Выбор различных функций, задание шага сетки, построение каркасных и сплошных моделей.


8) Игровая компьютерная программа. Воспроизведение основных визуальных эффектов: прозрачность, матовость, зеркальные блики, текстура, фактура и т.д.


9) Компьютерная мультипликация. Визуализация химических, газовых, ядерных процессов и т.п., которые нельзя наблюдать в реальной жизни.


10) Стеганография. Закрытие информации от несанкционированного доступа на основе изображений. Использование различных изображений в качестве «контейнера» и сообщения.


11) Любая тема (построение и обработка изображений), предложенная студентом и утверждённая преподавателем.


2.4 Формы самостоятельной работы

№ п/п

Наименование работы

Кол. час.

Форма контроля

1

Проработка лекционного материала

8

Экзамен

2

Подготовка к лабораторным работам

и оформление отчетов

4

Защита отчетов

3

Выбор темы курсовой работы (КР). Проработка теоретического материала. Выполнение КР и оформление отчета.

15

Защита курсовых работ. Диф. зачет

4

Изучение тем теоретической и практических частей, отводимых на самостоятельную проработку

10

Опрос. Оценка качества выполненных работ.


Всего часов самостоятельной работы - 37

по дисциплине


3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

3.1 Основная литература.

1. Минаси М. Графический интерфейс пользователя: секреты проектирования: Пер. с англ.- М.: Мир. 1996.

3. Шатлов К.Г., Шелестов А.А. Человеко-машинное взаимодействие. Методические указания к лабораторным работам и курсовому проекту. – Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2006. – 70с.


3.2 Дополнительная литература.

1. Фаулер М.. Скотт К. UML В кратком изложении. Применение стандартного языка объектного моделирования: Пер. с англ. - М.; Мир. 1999.

2. Титтсл Э.. Сандерс К.. Скот Ч.. Вольф П. Создание VRML миров. Пер. с англ. - К.: Издательская группа BHV, 1997.

3. Приписнов Д.Ю. Моделирование в 3D Studio MAX 3.0 - СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000.

4. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. - М.: Мир, 1998. - 512 с.

5. Коуд П.. Норт Д.. Мейфилд М. Объектные модели. Стратегии, шаблоны, приложения. Пер. с англ. - М.: Издательство ЛОРИ - 2000.

6. Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс «Человек - компьютер». - М.: Мир. 1999.


ПРИЛОЖЕНИЕ

Применение рейтинговой системы


Курс 4, семестр 7


Контроль обучения: экзамен.

Максимальный семестровый рейтинг: 120 баллов.


В связи с тем, что лабораторные работы проводятся во второй половине семестра, в первой половине проводится только тестовый контроль знаний лекционного материала, и материала предложенного для самостоятельного изучения. При успешной сдаче тестов начисляется максимум 20 баллов.

Студенты выполняют 4 лабораторные работы. Максимум за своевременную подготовку отчетов по лабораторным работам и их защиту начисляется 80 баллов (4 работы  20 баллов = 80 баллов). Если работы не выполняются в срок, то их выполнение остается необходимым для получения зачета, но баллы за них не начисляются.

Правила оценивания лабораторных работ. Отчёт о лабораторной работе должен быть сдан преподавателю в течение трёх дней, следующих за днём занятия, и защищён на следующем занятии. Величина снижения оценки определяется преподавателем индивидуально. Мотивы снижения оценки и соответствующие максимальные значения s:

  • задание выполнено частично 10;

  • неполный отчёт 5;

  • неуверенная защита 10.

Если отчёт не сдан в срок по неуважительной причине, то лабораторная работа считается не выполненной. Для допуска к экзамену она должна быть выполнена, но баллы за неё не начисляются.


Посещение лекций по лямбда–исчислению (9 лекций) = 20 баллов


Максимальный семестровый рейтинг = 120 баллов.

2. Курсовая работа

Курс 4, семестр 7

Контроль обучения: дифференцированный зачет


Максимальное количество баллов – 120.

Рейтингу 60–79 соответствует оценка «удовлетворительно».

Рейтингу 80–99 соответствует оценка «хорошо».

Рейтингу 100–120 соответствует оценка «отлично».


Система рейтинга:

  1. Выбор темы курсовой работы (сложность и творческие моменты) – до 20 баллов.

  2. Первое контрольное собеседование (анализ задачи, проект решения, алгоритм программы) – до 15 баллов

  3. Второе контрольное собеседование (представление предварительных материалов курсовой работы) – до 15 баллов.

  4. Содержание пояснительной записки – до 20 баллов.

  5. Оформление пояснительной записки – до 10 баллов.

  6. Творческие моменты в алгоритме и программе – до 10 баллов.

  7. Тестирование программы – до 15 баллов

  8. Защита программы (ответы на вопросы) – до 15 баллов.


Если курсовая работа не выполнена в положенной срок (до экзаменационной сессии), то выставляется оценка на балл меньше, чем по полученному рейтингу и рейтинг обнуляется.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Разместите кнопку на своём сайте:
cat.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©cat.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
cat.convdocs.org
Главная страница