Графический интерфейс своими руками

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Физический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор СГУ по учебнометодической работе
________________ Е.Г. Елина
"__" __________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Графический интерфейс своими руками
Направление подготовки
011200 Физика
Профиль подготовки
Медицинская фотоника
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Саратов, 2011
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Графический интерфейс своими руками»
является освоение способов и методов оперативной разработки
интерфейсной части компьютерных программ по профилю обучения, что
соответствует основным целям магистратуры в части получения
профессионального образования, позволяющего выпускнику успешно
работать в избранной сфере деятельности в РФ и за рубежом, обладать
универсальными и предметно-специализированными компетенциями,
способствующими его социальной мобильности, востребованности на рынке
труда и успешной карьере.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Графический интерфейс своими руками» относится к
факультативным дисциплинам, курс (ФТД3) читается в 3 семестре. Форма
итоговой аттестации — зачет.
Изучаемый в рамках дисциплины теоретической материал основан
на материале курсов по прикладному использованию компьютеров.
Преподаваемый материал логически взаимосвязан как с дисциплинами
бакалавриата модуля «Информатика», так и с дисциплинами
профессионального цикла бакалавриата, такими, как «Цифровая обработка
сигналов и изображений», «Компьютерные программы вычислений и
обработки экспериментальных данных».
Для успешного освоения данной дисциплины обучаемый должен
владеть базовыми знаниями в области информатики и программирования.
Полученные в результате освоения данной дисциплины знания и
навыки могут быть непосредственно использованы обучаемым при
выполнении аттестационной работы бакалавра и в последующей
профессиональной деятельности.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Графический интерфейс своими руками»
В процессе освоения обучаемым дисциплины «Графический интерфейс
своими руками» достигается освоение общекультурных (ОК) и
профессиональных (ПК) компетенций, характеризуемых:
 способностью адаптироваться к изменению научного и научнопроизводственного профиля своей профессиональной деятельности,
к изменению социокультурных и социальных условий деятельности
(ОК-7);
 способностью к коммуникации в научной, производственной и
социально-общественной сферах деятельности, свободное владение
русским и иностранным языками как средством делового общения
(ОК-8);
 способностью использовать знания современных проблем физики,
новейших достижений физики в своей научно-исследовательской
деятельности (ПК-2);
 способностью использовать свободное владение профессионально
профилированными знаниями в области информационных
технологий, современных компьютерных сетей, программных
продуктов и ресурсов Интернет для решения задач
профессиональной деятельности, в том числе находящихся за
пределами профильной подготовки (ПК-5).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать типовую структуру и основные требования к составу и
пользовательским характеристикам графических интерфейсов прикладных
программ
научного
назначения;
структуру
и
функциональные
характеристики современных программных средств для разработки
графических
интерфейсов,
основные
средства
программирования
интерфейсов на примере языка Tcl/Tk.
Уметь выделить функциональные связи программных модулей,
планировать ожидаемый набор действий пользователя, составить
структурную схему графического интерфейса в соответствии с
особенностями решаемой задачи.
Владеть навыками по практической реализации типовых схем
графических интерфейсов на основе графической библиотеки Tk.
4. Структура и содержание дисциплины «Графический интерфейс
своими руками»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы (108
часов), включая 12 часов лекций, 48 часов практических занятий и 48 часов
на самостоятельную работу.
4.1. Структура дисциплины
№
Раздел дисциплины
п/п
1
2
Введение. GUI:
Назначение. функции,
требования.
Критерии качества
интерфейса
Виды учебной
работы, включая
Неделя
Сем
самостоятельную
семестр
естр
работу студентов и
а
трудоемкость (в
часах)
3
1
Л(2) Пр(8)
СР(8)
3
2
Л(2) Пр(8)
СР(8)
Формы текущего
контроля
успеваемости (по
неделям семестра)
Формы
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
УО-1
3
4
5
6
пользователя.
Стандарты,
3
обеспечивающие
интерфейсы
пользователей с
операционной средой
Структура
языка 3
программирования
Tcl/Tk
и
основные
приемы
программирования.
Графическая библиотека 3
Tk.
Типовые
малых GUI.
структуры 3
Л(2) Пр(8)
СР(8)
УО-1
4,5,6 Л(2) Пр(8)
СР(8)
УО-1
7,8
Л(2) Пр(8)
СР(8)
УО-1
9
Л(2) Пр(8)
СР(8)
УО-3
Л(12) Пр(48)
Ср(48)
3
ВСЕГО
4.2. Содержание дисциплины
Раздел 1.
Введение.
GUI:
Назначение.
функции,
требования.
Малые
и
интегрированные программные средства в повседневной работе
исследователя. Зачем нужен самодельный GUI?
Раздел 2.
Критерии
качества
интерфейса
пользователя.
Скорость
работы
пользователей, количество человеческих ошибок, скорость обучения,
субъективное удовлетворение пользователей Измерение эффективности
интерфейса.
Информационно-теоретическая
производительность.
Информационная производительность. Человеческие ошибки. Обучение
работе с системой. Почему пользователи учатся. Средства обучения.
Аффорданс.
Раздел 3.
Стандарты, обеспечивающие интерфейсы пользователей с операционной
средой. Задачи взаимодействия пользователей с операционной средой.
Основные особенности современного интерфейса с пользователями. Модели
графического пользовательского интерфейса. Концептуальная модель.
Объектная модель. Прикладные программные интерфейсы. Ядро
графического пользовательского интерфейса. Модели изображения.
Раздел 4.
Структура языка программирования Tcl/Tk и основные приемы
программирования. История возникновения и развития Tcl/Tk. Набор
основных команд Tcl по работе с файлами, выполнению арифметических и
логических операций, работе со строчными переменными. Системные
вызовы из Tcl-программы.
Раздел 5.
Графическая библиотека Tk. Интерпретатор Wish. Графические единицы –
виджеты: button, label, entry, frame, text, canvas, menu. Создание и
расположение групп управляющих элементов. Упаковщики pack и place.
Раздел 6.
Типовые структуры малых GUI. Программы линейной обработки данных.
Задание
опций.
Использование
графических
средств:
загрузка,
редактирование и запись изображений. Дополнительные средства
взаимодействия с пользователем в виджите canvas. Периодически
выполняемые команды. Пример: программа clock.tcl.
5. Образовательные технологии
Лекционные занятия с использованием мультимедийных средств.
Предусматривается чередование «классической» лекционной подачи
материала и интерактивных методик в форме совместного выполнения
заданий преподавателя.
При выполнении лабораторных и(или) практических занятий
предусматриваются технологии, побуждающие обучаемых к нестандартному,
творческому подходу при решении поставленных задач, включая
самостоятельный поиск и привлечение информации и неуказанных
преподавателем источников с оценкой степени ее достоверности, а также к
формированию и отработке командного подхода в решении поставленных
задач.
В ограниченном объеме предусмотрено применение образовательных
технологий, использующих создание
конкурентной среды между
микрогруппами студентов при выполнении лабораторных и вычислительных
заданий сходной тематики.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Часы, отведенные на самостоятельную работу являются важной составной
частью процесса освоения дисциплины.
А именно, ожидается. что
обучаемые, выбравшие данную дисциплину для изучения как
факультативную, заинтересованы в эффективном получении необходимых
им новых знаний и навыков.
6.1 Виды самостоятельной работы студента:
1. Работа с документацией по средствам разработки пользовательский
интерфейсов (в сумме — около 8 часов ).
2. Самостоятельная реализация макетной реализации GUI в рамках
единой учебной задачи по всем разделам изучаемой дисциплины (в
сумме — около 40 часов).
6.2 Порядок контроля самостоятельной работы студентов:
1. Текущий
контроль
выполнения
самостоятельной
работы
осуществляется в форме устного опроса по освоенным и
использованным конкретным решениям типовых задач построения и
обеспечения функциональности интерфейса.
2. Промежуточная аттестация по дисциплине проводится в форме
демонстрации и интерактивного обсуждения реализованных
фрагментов индивидуального проекта.
3. Завершенный вариант индивидуального проекта предъявляется на
этапе итоговой аттестации по дисциплине и учитывается наряду с
проверкой теоретических знаний.
6.3 Список контрольных вопросов по освоению основных понятий и
положений дисциплины
1. Опишите назначение функций и требований к GUI.
2. Перечислите критерий качества интерфейса пользователя.
3. Измерение эффективности интерфейса.
4. Что такое аффорданс?
5. Перечислите задачи взаимодействия пользователя с операционной
средой.
6. Опишите основные модели графического пользовательского
интерфейса.
7. Структура языка программирования Tcl/Tk, особенности типов и
присвоения значений переменных.
8. Набор основных команд Tcl по работе с файлами, выполнению
математических операций, работе со строчными переменными.
9. Охарактеризуйте типовые приемы использования графической
библиотеки Tk.
10. Приведите пример структуры графического пользовательского
интерфейса программы обработки биомедицинских данных.
6.4 Список типовых заданий на разработку GUI
1. Интерфейс компьютерного мультиметра
2. Интерфейс измерителя электродермальной активности (ЭДА)
3. Интерфейс системы накопления, просмотра и обработки данных с
типовой CMOS-камеры.
4. Интерфейс программы спектрального анализа данных.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
«Графический интерфейс своими руками»
а) основная литература:
1. Фленов М.Е. Linux глазами хакера. Издательство: БХВ-Петербург, 2005.
544с.
2. Робачевский А. Операционная система Unix. Издание 2. Издательство:
BHV-Санкт-Петербург, 2005. 656 c.
б) дополнительная литература:
1. Практическое программирование на Tcl и Tk. Брент Б. Уэлш, Кен Джонс,
Джеффри Хоббс. 1136 стр., с ил.; формат 70x100/16; 2004, 3 кв.; ISBN 5–
8459–0661-X; Вильямс.
2. Азбука Tcl. Москвин. 2003г
3. Командный язык программирования TCL. Петровский. 2001г.
в) Интернет-ресурсы
http://en.wikipedia.org/wiki/Tcl
http://docs.luksian.com/programming/tcltk/intro/?f=./tk.html
http://jarosh.by.ru/tcltkrus/index.htm
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
«Графический интерфейс своими руками»
Мультимедийный проектор, компьютер преподавателя, доступ в Интернет,
специализированное программное обеспечение для демонстрационных
вычислительных экспериментов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению 011200 Физика и
профилю подготовки Медицинская фотоника.
Автор:
профессор кафедры оптики и биофотоники,
д.ф.-м.н., профессор
Д.Э. Постнов
Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники
от _14 января 2011__года, протокол № _____1/11___.
Подписи:
Зав. кафедрой
В.В. Тучин
Декан физического факультета
(факультет, где разработана программа)
В.М. Аникин
Декан физического факультета
(факультет, где реализуется программа)
В.М. Аникин