Зюбин В.Е.

Графические и текстовые формы спецификации сложных управляющих алгоритмов: непримиримая оппозиция или кооперация?

Опубликовано в сборнике трудов VII Международной конференции по электронным публикациям "EL-Pub2002" 8-10 октября 2003 г., г. Новосибирск, Академгородок [ http://www-sbras.nsc.ru/ws/elpub2003/ ]

Аннотация. Графические средства программирования привлекают внимание специалистов. Основная причина этого интереса заключается в достаточно распространенном мнении о безусловной предпочтительности графики. Примечательно то, что сам тезис о преимуществах графики так и не получил однозначного экспериментального подтверждения. Экспериментальные данные весьма противоречивы. Почему в одних случаях использование графики правомерно, а в других имеет явно негативный эффект? В самом начале эры программных языков высокого уровня специалистами было обращено внимание на то, что ответ на вопрос о применимости формального языкового средства должен лежать в сфере психологии, должен быть связан с природой человека и структурой его памяти. В рамках этой концепции возникло тесно переплетающееся с психологией научное направление HCI (human computer interaction), оказавшееся весьма плодотворным. Однако до сих пор исследование эргономических характеристик языков так и не вошло в практику при их разработке.

В статье рассматриваются разнообразные аспекты использования графической и текстовой форм представления при создании и сопровождении алгоритмов, в частности, алгоритмов управления сложными системами автоматизации. Отмечаются преимущества и недостатки того и другого подхода. На основе проведенного анализа прагматики языков разных классов определены рамки применимости графического и текстового способа спецификаций алгоритмов. Предлагается смешанный способ спецификации, когда на начальном этапе при проектировании программного обеспечения (ПО) используется графическая форма спецификации алгоритма, а на заключительном этапе при кодировании - текстовая форма представления. Приводятся аргументы в пользу такого способа разработки систем управления.
..........................................................................

Насколько идеальна графика?

Большинство программистов считают, что графическая форма представления информации предпочтительнее любой другой. На рынке появляются разнообразные языки визуального программирования.

Чувствуя тенденцию, производители используют привлекательное слово в названиях средств, изначально базирующихся на текстовой форме описания (например, Visual C).

Мы уже не можем представить свою жизнь без средств разработки класса WYSIWYG (what-you-see-is-what-you-get), подавляющее большинство ПО персональных компьютеров - это средства WIMP (windows-icons-menu-pointing_device).

В качестве эпитетов для графики используются слова "дружественный", "интуитивный", "простой" , "читабельный", "привычный", "привлекательный", "надежный", "понятный", "легкий", "запоминающийся", "непосредственный", "очевидный" .

Часто графика позиционируется как некая оппозиция "устаревшей" текстовой форме представления. Однако при попытках найти строгое теоретическое или экспериментальное обоснование подобным заявлениям выявляются крайне нелицеприятные для графики факты: эксперимент не позволяет говорить о несомненном превосходстве графической формы представления алгоритмов.

Более того, нередки случаи, когда графическая форма записи уступает обычной текстовой [1, 2, 3, 4].

Один из классических примеров несовершенства графики был выявлен в [1]:

Рисунок здесь пропущен. Смотрите его в оригинале статьи
http://reflex-language.narod.ru/articles/03text_vs_graph.htm

Рис. 1. Демонстрационный пример, показывающий сложности работы с графикой в определенных случаях (знак в треугольнике - логическое отрицание, знак в прямоугольнике - логическое И).


Пример является аналогом текстовой записи (язык Си):
C = A;
D = !A && B;
E = !A && !B;

Сравнительный анализ двух форм показывает чрезвычайную сложность работы с графикой в данном случае.

Менее компактное представление, наличие пересечения линии, обилие элементов затрудняют для графики ответы на достаточно простые вопросы.

Например, для приведенного примера экспериментальная проверка показывает, что ответ на вопрос, "значение какого из выходов будет "ИСТИННО", если значение входов А и B "ЛОЖНО"?", занимает в случае графики в два раза больше времени, чем в случае текста.

Выводы специалистов в области эргономики поддерживают и программисты-профессионалы, которые критикуют WIMP- средства за неповоротливость, неуклюжесть, избыточность и неудобство [5, 6].

В чем тут дело?

Сравнительный анализ двух форм показывает чрезвычайную сложность работы с графикой в данном случае.