Введение к работе
Актуальность темы. Появление персональных компьютеров, обладающих способностью к высокоскоростной обработке информации, внушительными ресурсами внешней и оперативной памяти, мощными графическими дисплеями растрово-сканирующего типа, нетрадиционными указательными приспособлениями, создало новую технологическую базу и стимулировало резкое увеличение числа исследований, посвященных проблеме разработки эффективного человеко-машинного взаимодействия. Наиболее значительные достижения в области создания качественного пользовательского интерфейса опираются на свойственную человеку многомерную форму восприятия информации. Так, нелинейная форма представления информации привела к концепции визуального программирования, нелинейная форма организации информации привела к концепции гипертекста, гипермедиа, нелинейная форма организации человеко-машинного взаимодействия привела к концепции многооконного интерфейса.
Как свидетельствует опыт отечественных и зарубежных исследований, визуальная и гипер-технологии являются перспек-тивішміі для использования в сфере образования, а также в любих других сферах, требующих применения современной вычислительной техники непрофессиональными пользователями ЭВМ.
В связи с этим большую актуальность приобретает задача разработки новых подходов и средств для создания визуальных языков и систем программирования, графических пользовательских интерфейсов, идеологий графического и анимационного вывода, эффективных методов реализации базовых графических примитивов. При этом, учитывая тот факт, что разработка и реализация подобных систем является весьма сложной и трудоемкой задачей, возникает настоятельная потребность в создании адекватного программного инструментария.
Цель работы - разработка и реализация интегрированной языковой среда, поддерживающей в рамках единого пользовательского интерфейса все необходимые стадии создания программного обеспечения: проектирование, кодирование, редактирование, документирование, исполнение, тестирование и отладку.
которая
-
позволяла бы программировать в рамках визуальной технологии,
-
обеспечивала бы простой и удобный пользовательский интерфейс яа базе гипермедиа,
-
обладала бы мощными средствами для работы с машинной, графикой, анимацией,
-
имела бы комплекс инструментальных средств для модификации входного языка и пользовательского интерфейса системы,
-
позволяла бы осуществлять обучение основам программирования в простой и эффективной форме.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
продемонстрирована принципиальная возможность реали- . зации скоростного графического вывода на основе архитектуры современных микрокомпьютеров в\ рамках интерпретирующей системы программирования, использующей макротехнику расширения входного языка; разработаны оригинальные архитектурные решения построения языкового процессора; разработаны алгоритмы скоростной генерации базовых графических примитивов: метод отсечения дуг окружности границами прямоугольного окна, методы генерации эллипсов и визуальных окружностей, трехстрочный метод заполнения 4-связных областей;
разработана концепция визуального пользовательского интерфейса с настраиваемой конфигурацией, разработан визуально-ориентированный входной язык программирования, обеспечивающий эффективную работу с графикой, анимацией; который содержит простые и'мощные средства расширения.
Практическая ценность работы заключается в том, что все разработанные методы и подходы нашли свое воплощение в рамках Диалоговой Инструментально - Учебной Системы программирования ( ДИУС ). Первая версия системы была реализована в 1988 г. на базе ПЭВМ "АГАТ" 7-ой модификации и написана на языке ассемблера микропроцессора 6502. К настоящему времени создана рабочая версия системы для IBM-компьютеров на языке ассемблера микропроцессора Intel 8088 ( -286,-386, -486 ).
Большинство из разработанных методов, подходов и алгорит-
мов имеют самостоятельную практическую ценность, т.е. они носят универсальный характер и могут быть использованы в системах произвольного профиля.
Реализация результатов исследования. Система ДИУС внедрена и исшльзуется в Павлодарском педагогическом институте для обучения школьников и студентов основам программирования, для изучения компьютерной графики; в Павлодарской биз-нес-школе для обучения школьникое младших классов элементарным навыкам общения с компьютером.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 12 работ. Основные результаты докладывались на
Международной конференции "Применение новых компьютерных технологий в образовании" ( Троицк, 1991 ),
Всесоюзном семинаре АН СССР и ЯН СССР "Компьютер и образование" ( Москва, 1991 ),
Всесоюзном научно-практическом совещании "Электронно-вычислительная техника в общеобразовательной школе" ( Новосибирск, 1933 ),
Всесоюзной научно-практической конференции "Психолого-педагогические вопрос; кошіьютеризации обучения в средней школе" ( Севастополь, 1989 ),
Всесоюзном семинаре Ассоциации учителей информатики по проблемам использования ПЭВМ "АГАТ" в школе ( Миасс, I99Q ),
7ІІІ Республиканской научно-практической конференции "Новые информационные технологии в учебном процессе и управлении ( Омск, І99Г ),
объединенных семинарах ВЦ СО АН и НГУ "Оптимизация и преобразование программ", научно-педагогических семинарах НИМ ИВТ, на семинарах кафедры информатики ПНИ.
Апробация АГАТ-версии ДИУС проводилась в теченш двух лет в Павлодарском пединституте в 5-6 классах средней школн. IBM-версия ДИУС проходит апробацию в 5-х классах Павлодарской бизнесс-школы на базе 15 машин ІВН-486 в рамках операционной среда Microsoft Windows.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 160 наименований и приложений. Общий объем работы состзе-
ляет 169 страниц, включая 10 рисуков, 3 таблицы, 6 алгоритмов. В приложениях содержатся синтаксические диаграммы входного языка, список используемых сокращений, справка о внедрении результатов.
