Пользовательский интерфейс математических систем

Несмотря на некоторое разнообразие пользовательского интерфейса СКМ даже с первого взгляда видно, что он для разных систем имеет много общих деталей - вплоть до одинакового обозначения кнопок панелей инструментов и команд меню. С них мы и начнем систематизированное рассмотрение пользовательского интерфейса СКМ. Основное внимание при этом уделено пользовательскому интерфейсу систем MathCad, Mathematica,Maple.

Главным элементом пользовательского интерфейса является окно приложения. В верхней части окна расположены строка заголовка, строка меню, панель инструментов и панель форматирования, а также линейка для точной оценки положения блоков системы Mathcad. В нижней части окна находится строка состояния системы.

Как и у всех Windows-приложений, окна систем компьютерной математики являются масштабируемыми и перемещаемыми. Кнопки управления окном приложения и команды системного меню приложения (открываемого щелчком на значке в начале строки заголовка) такие же, как и у всех Windows-приложений, поэтому мы их рассматривать не будем.

Состав строки меню является контекстно-зависимым, то есть зависит от текущего состояния системы. У некоторых систем пассивные пункты меню просто не отображаются, у других они недоступны.

Под строкой меню находится панель инструментов. Она содержит кнопки быстрого управления системой, дублирующие соответствующие команды меню. Обычно они подобраны так, чтобы в большинстве случаев обращение к меню не требовалось. Расположенная ниже панель форматирования служит для изменения параметров уже введенных и выделенных объектов либо параметров, которые пользователь собирается вводить. Команды, управляющие отображением панелей инструментов, форматирования и состояния, а также линейки собраны в меню View (вид) строки меню.

Подобный (в принципе) вид основного окна имеет большинство систем компьютерной математики. Однако чем сложнее система, тем меньше в ней кнопок в панелях инструментов и форматирования. В частности, совсем мало их в системах MATLAB. А система Mathematica вообще избавлена от такого «излишества», как панели инструментов и форматирования в главном окне приложения. Эти панели, однако, можно вводить в отдельные окна документов.

В строке меню практически всех математических систем имеются следующие позиции:

· File (файл) - работа с файлами (открытие, закрытие, запись на диск, печать);

· Edit (правка) - редактирование документов и использование буфера обмена;

· View (вид) - изменение средств отображения элементов интерфейса;

· Insert (вставка) - вставка объектов (включая графику);

· Format (формат) - изменение параметров форматирования объектов;

· Window (окно) - управление окнами системы;

· Help (справка) - работа со справочной базой данных о системе.

Назначение этих меню то же, что и у офисных программ. Разумеется, каждая система может иметь и свои характерные меню, которые будут описаны по мере изучения соответствующих систем.

В именах команд меню могут иметься указания на «горячие» клавиши или комбинации клавиш. Их нажатие ведет к немедленному исполнению той или иной команды. Напоминаем, что многие из них дублируются кнопками на панелях инструментов.

Документы математических систем сохраняются на магнитных носителях в виде файлов. Файлом называют имеющую имя упорядоченную совокупность данных или кодов программ, размещенную на том или ином носителе, обычно на жестком, гибком или компакт-диске. Ниже перечислены команды меню File:

· New (создать) - открыть пустое окно нового документа или диалоговое окно для выбора типа документа;

· Open (открыть) - вывести диалоговое окно для поиска файлов документов и загрузки нужного документа;

· Close (закрыть) - закрыть текущий документ;

· Save (сохранить) - сохранить текущий документ на диске;

· Save as (сохранить как) - открыть диалоговое окно для поиска целевой папки и задания имени файла, с которым документ будет записан в выбранной папке;

· Page Setup (параметры страницы) - открыть диалоговое окно для задания параметров страницы;

· Print Preview (предварительный просмотр) - предварительный просмотр документа перед печатью (не во всех системах); Ш Print (печать) - распечатать документ;

· Exit (выход) - выйти из системы и закрыть приложение.

Команда New открывает пустое окно и присваивает ему имя, например Nonname 1. При повторении этой команды открываются новые окна и им присваиваются имена Nonname 2, Nonname 3 и т. д. Возможны и другие имена, например Untitted 1. С команды New начинается подготовка нового документа.

Команда Open открывает диалоговое окно для поиска и открытия файлов. Открытый документ можно редактировать и модифицировать всеми средствами, присущими данной системе. Для записи документа под текущим именем используется команда Save. При необходимости изменить положение файла или его имя применяется команда Save As.

Команда Print Preview имеется не у всех СКМ. Она обеспечивает предварительный просмотр документа перед его печатью. Это очень полезная команда, поскольку позволяет избежать многократной пробной. Другая команда Page Setup позволяет задать ряд полезных параметров печати, в частности размеры полей документа и его ориентации относительно листа бумаги. Наконец, команда Print выводит диалоговое окно печати. Как правило, используется не окно СКМ, а стандартное окно Windows.

Последняя команда, Exit, служит для завершения работы. Ее действие очевидно. Отметим лишь, что если в системе остались не записанные файлы, то после выбора команды Exit появится окно с предложением сохранить файлы на диске.

В меню Edit большинства математических систем представлены следующие команды:

· Undo (отменить) - отменить последнюю операцию редактирования;

· Cut (вырезать) - переместить выделенный фрагмент в буфер обмена (clipboard);

· Сору (копировать) - скопировать выделенный фрагмент в буфер обмена;

· Paste (вставить) - вставить в документ содержимое буфера обмена;

· Paste Special (специальная вставка) - вставить объект из буфера обмена в специальном формате;

· Delete (удалить) - удалить выделенный фрагмент;

· Select All (выделить все) - выделить все объекты документа;

· Find (найти) - найти заданную текстовую или математическую строку.

Действие этих команд очевидно каждому пользователю, работавшему с любым текстовым или графическим редактором (см. первую часть книги). Поэтому мы не будем описывать операции редактирования подробно. Отметим лишь, что важная роль принадлежит типовой операции выделения отдельных объектов. Обычно она выполняется мышью или сочетанием клавиши Shift и клавиш перемещения курсора.

Для управления видом пользовательского интерфейса служат команды меню View.

Введение любого объекта в окно редактирования называется вставкой (insert). Доступны различные механизмы вставки - от обычной вставки до внедрения или связывания объекта, созданного в другом приложении. В некоторых системах (Mathcad, Maple) соответствующие команды включены в меню Insert. В других системах (Derive, Mathematica, MATLAB и др.) для различных видов вставки используются команды других меню или вставка реализуется каким-либо иным способом.

Несмотря на разнообразие вставляемых объектов, операция вставки выполняется одинаково. Вначале курсором ввода намечается объект вставки (сам объект или его ячейка) и он выделяется. Возможно выделение сразу нескольких объектов (ячеек). Затем исполняется соответствующая команда вставки в буфер обмена - Сору (копировать) или Cut (вырезать). Вставке может предшествовать вывод простого диалогового окна, в котором указывается объект вставки (например, графический или текстовый файл). Щелчок на кнопке ОК реализует вставку объекта на место, ранее намеченное курсором ввода.

Многие современные СКМ обеспечивают ещё один механизм вставки объектов - перетаскивание их из одного окна в другое (метод drag&drop).

Особо надо отметить, что вставленные в документ объекты обычно можно перемешать и изменять их размер. Но главное здесь то, что при двойном щелчке на вставленном объекте открывается породившее его приложение, в котором объект можно редактировать.

Объекты документов характеризуются рядом параметров форматирования. Это могут быть размеры изображения объекта на экране, размеры и стиль символов математических выражений и текстовых комментариев, параметры цвета и т. д. В соответствии с новой концепцией пользовательского интерфейса математических систем, ориентированной на ценности стандартного интерфейса Windows, все команды форматирования собраны в меню Format, а основные из них вынесены на панель форматирования.

Большинство математических систем являются многооконными и могут работать с несколькими документами одновременно. При этом каждый документ загружается в свое окно. Основные команды для работы с окнами сосредоточены в меню Window. Это команды Cascade (каскадом), Horizontal (по горизонтали) и Vertical (по вертикали), позволяющие расположить окна документов, соответственно, каскадом (как стопку карт), по горизонтали и по вертикали.

Для реализации метода drag&drop требуется соответствующее расположение окон источника и приемника объектов. Это расположение и обеспечивают команды меню Windows. Полученное первоначально расположение окон можно менять, перетаскивая окна мышью в более подходящее место. Если свернуть окна (не закрывая!), то они превращаются в кнопки, которые располагаются в нижней части главного окна системы. При этом их также можно перетаскивать с места на место, что может нарушить порядок панелей. В некоторых системах команда Arrange Icons (упорядочить значки) позволяет расположить кнопки в виде компактной группы в нижней части окна.

Сейчас сопровождение компьютерных математических систем подробной справочной системой стало нормой. Справочная система поддерживает следующие возможности доступа к справочным данным:

· оперативная справка с помощью окна Tip of the day (совет дня);

· всплывающая подсказка по элементам интерфейса, получаемая наведением на них указателя мыши;

· оперативная справка по операторам и функциям, получаемая нажатием клавиши F1 при курсоре ввода, установленном на операторе или в имени функции

· оперативная справка, получаемая вводом символа ? или слова help, после которого указывается имя объекта, по которому требуется справка;

· оперативная справка, получаемая щелчком на кнопке ? панели инструментов последующим щелчком на объекте;

· команды меню Help, которые обеспечивают доступ к дополнительным элементам справочной системы:

- гипертекстовая справка в формате HTML;

- электронные книги в формате RTF или HTML;

- самоучитель по системе Tutor;

- комплекты примеров применения системы.

Основная справочная информация сосредоточена в справочной системе. Доступ к ней открывают команды меню Help (иногда ?). Обычно предусматривается вы зов справки по контексту или по алфавитному указателю, а также поиск раздело! справки по заданным словам.

Рекордсменом по обилию справочных материалов является матричная лаборатория MATLAB. Объем только описаний системы в формате файлов RTF достигает 200 Мбайт - это соответствует десяткам книг обычного формата. По существу, с системой поставляется уникальная справочная информация по всем вопросам применения математики. И эта электронная документация является лишь частью полных справочных материалов. В их числе сотни эффективных примеров применения системы. Здесь особо надо отметить системы Maple V- в их справочной системе около десятка тысяч примеров. К сожалению, справочные системы англоязычные, что резко снижает их ценность для русскоязычных пользователей. Тем не менее, именно справочные системы содержат детальное описание интерфейса, операторов и функций, которое трудно найти в книгах и руководствах пользователя.