3. Ο υπολογιστής. Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή. Μάρτιος, 2010 Παλαιγεωργίου Γ. Τμήμα Πληροφορικής, Α.Π.Θ.

Transcript

1 3. Ο υπολογιστής Αλληλεπίδραση Ανθρώπου Υπολογιστή Μάρτιος, 2010 Παλαιγεωργίου Γ. Τμήμα Πληροφορικής, Α.Π.Θ.

2 Προηγούμενη Διάλεξη Ο άνθρωπος: Μνήμη Αισθητήρια αντίληψη Εστίαση προσοχής Οργάνωση γνώσης

3 Ο υπολογιστής Ένας υπολογιστής αποτελείται από διάφορα στοιχεία που μπορούν να επηρεάσουν αλληλεπίδραση. Π.χ.: Τυπικές συσκευές εισόδου: είσοδος κειμένου και δεικτοδότηση Τυπικές συσκευές εξόδου: οθόνες, εκτυπωτές

4 Ο υπολογιστής Για να κατανοήσουμε την αλληλεπίδραση θα πρέπει να κατανοήσουμε τις δυνατότητες εισόδου, επεξεργασίας και εξόδου του υπολογιστή Είσοδος: συσκευές, αισθητήρες, κτλ. Έξοδος: τι μπορεί να προσφέρει ως έξοδο Τι μπορεί να κάνει: μνήμη, δικτύωση κτλ

5 Ο υπολογιστής Πλουσιότερη αλληλεπίδραση Multi-Sensor HCI for Smart Environments - (November 13, 2009) Hamid Aghajan, from the Stanford Department of Electrical Engineering, Αισθητήρες και συσκευές παντού

6 3.1 Τυπικές Συσκευές Εισόδου

7 Συσκευές εισόδου: πληκτρολόγιο Qwerty Christopher Latham Sholes Δεν προσφέρει την ιδανική διάταξη! (κοινωνική αδράνεια)

8 Συσκευές εισόδου: πληκτρολόγιο Q W E R T Y U I O Qwerty Christopher Latham Sholes A S D F G H J K L Z X C V B N M,. SPACE P

9 Συσκευές εισόδου: πληκτρολόγιο Dvorak 1930s Dr August Dvorak % βελτίωση σε ταχύτητα και μείωση κούρασης

10 Συσκευές εισόδου: πληκτρολόγιο ABCD

11 Συσκευές εισόδου: πληκτρολόγιο Plum

12 Πληκτρολόγια μιας χειρός

13 Πληκτρολόγια χορδής Επιλογές ως συνδυασμός πλήκτων

14 PhonePads 2 a b c 6 - m n o 3 - d e f 7 - p q r s 4 - g h i 8 - t u v 5 - j k l 9 - w x y z hello = [pause] Εξαιρετικά γρήγορο T9

15 Αριθμητικά πληκτρολόγια * 0 # Τηλέφωνο! = Αριθμομηχανή!

16 Νέα πληκτρολόγια; Βίντεο

17 Δεικτικές συσκευές: Το ποντίκι

18 Δεικτικές συσκευές: Το ποντίκι Δυο μηχανισμοί λειτουργίας: Μηχανικός Οπτικός

19 Δεικτικές συσκευές: Το ποντίκι Δυο μηχανισμοί λειτουργίας: Μηχανικός Οπτικός

20 Ποντίκι αφής! Βίντεο Ι (Apple) Βίντεο ΙΙ (Microsoft)

21 Άλλες δεικτικές συσκευές Joystick Trackball

22 Touchpad-trackpoint

23 Touchpad-trackpoint

24 Τυφλοπόντικας

25 Επιπλέον...

26 Οθόνες επαφής

27 Είναι όμως μόνο αυτές; Ομιλία Καλή απόδοση σε ελεγχόμενες συνθήκες (π.χ. Office). Προβλήματα σε συνεργατικά περιβάλλοντα: Παρεμβολή άλλων ατόμων Θόρυβος από άλλο εξοπλισμό. Έντονη χρήση επεξεργαστικής ισχύς λόγω πολύπλοκων στατιστικών μοντέλων Διευκολύνει την επικοινωνία ατόμων με ειδικές ανάγκες (μυϊκές αναπηρίες, μειωμένη όραση) με τον υπολογιστή. Προβλήματα: μεταφορικός λόγος, επαναλαμβανόμενα νοήματα, μη-δομημένος λόγος, δυσκολία αποτύπωσης παρα-λεκτικής πληροφορίας, ιδιαιτερότητας στη χροιά της φωνής διαφορετικών ομιλούντων υποκειμένων κλπ

28 Εκφράσεις προσώπου-χειρονομίες Πολύ σύνθετη τεχνολογία Προς το παρόν μόνο βασική αναγνώριση είναι εφικτή Ανάγκη περαιτέρω μελέτης της σημειολογίας των προσώπων Πρόβλημα: πότε ξεκινά μια έκφραση-χειρονομία;

29 Βιο-αισθητήρες Πολλές μορφές μέτρησης Ρυθμός αναπνοής, διάταση μυών, καρδιακός παλμός, Θερμοκρασία, (προς το παρόν δεν έχει χρησιμοποιηθεί για απευθείας είσοδο από το χρήστη)

30 Μάτι Ώριμη τεχνολογία Λόγω της ίδια της φύσης του ματιού, κινείται για να δούμε πράγματα. Θέση ματιού(σχετική/απόλυτη) vs. Γραμμή βλέμματος.

31 Eye Tracker Ηλεκτρόδια δέρματος μετρούν της ηλεκτρικές διαφορές μεταξύ αμφιβληστροειδή και κερατοειδή Πιο χρήσιμο για σχετική κίνηση ματιού (κακή ακρίβεια για απόλυτες θέσεις). Απλό αποτελεσματικό αλλά πολύ ενοχλητικό Νέες τεχνικές ανίχνευσης από κάμερα που παρακολουθεί τα μάτια. Ανιχνεύουν το περίγραμμα της κόρης του ματιού προς την ίριδα...

32 Μάτι Έλεγχος κέρσορα-επιλογή αντικειμένου Marketing, Οδήγηση Συσκευές προσαρμοσμένες στο κεφάλι Βίντεο

33 Διεπαφή υπολογιστή μέσω εγκεφάλου Brain Computer Interface (BCI) BCI μετατρέπει τα ηλεκτροφυσιολογικά σήματα του κεντρικού νευρικού συστήματος και σε εντολές στον πραγματικό κόσμο BCI είναι επίσης μια δεξιότητα. Οι περισσότερες BCIs χρησιμοποιούν EEG (ηλεκτροεγκεφαλογράφημα)

34 Διεπαφή υπολογιστή μέσω εγκεφάλου

35 BCI Βασικός έλεγχος περιβάλλοντος (π.χ. θερμοκρασία, φωτισμός, τηλεόραση). Απαντήσεις ναι/όχι σε ερωτήσεις. Επεξεργασία κειμένου σε πολύ αργό ρυθμό (1-2 λέξεις/λεπτό). Πολύ χρήσιμες διεπαφές για παράλυτους ασθενείς Βίντεο 1 Βίντεο 2

36 Πολύ ενδιαφέρον μέλλον

37

38 Μοντελοποίηση αλληλεπίδρασης συσκευών εισόδου-εξόδου- χρηστών Οι γνωστικές λειτουργίες του ανθρώπου είναι δύσκολο να προβλεφθούν Οι αισθητήριο-κινητικές λειτουργίες είναι καλύτερα προβλέψιμες Μοντέλα που προβλέπουν την ανθρώπινη συμπεριφορά κατά την αλληλεπίδραση με συσκευές: Μοντέλο πληκτρολογήσεων (Keystroke Level Model, KLM), και ο νόμος του Fitt που προβλέπει χρόνους εκτέλεσης εργασιών επιλογής με δεικτική συσκευή

39 Μοντέλο πληκτρολογήσεων (KLM) Παραδοχή: έμπειρος αλάνθαστος χρήστης που έχει αποφασίσει τα βήματα της αλληλεπίδρασης Είναι επίπονη η χρήση της, αλλά μπορεί να δώσει αποτελέσματα με ακρίβεια Ιδιαίτερα χρήσιμη μέθοδος για συγκριτική μελέτη εναλλακτικών σχεδιασμών ή για λεπτομερή ανάλυση συχνά επαναλαμβανόμενων εργασιών (πχ. Σταθμοί εργασίας τηλεφωνητριών).

40 Μοντέλο πληκτρολογήσεων (KLM)

41 Μοντέλο πληκτρολογήσεων (KLM) Διάκριση μεταξύ έμπειρων και άπειρων δακτυλογράφων: Καλοί δακτυλογράφοι (90 wpm) T=0,12sec Μέτριοι δακτυλογράφοι (40 wpm) Τ= 0,28 sec Ερασιτέχνες Τα=1,20 sec

42 Παράδειγμα

43 Παράδειγμα Τ0=Τ Η +Τ Μ +T P +Τ Κ +(Τ Μ + T P +T K ) +Τ R +Τ Μ +Τ Η +8*Τ Κ +Τ Η +T P +Τ Κ =0,40+1,35+1,10+0,28+(1,35+1,10+0,28) +0+1,35+0,40+8*0,28+0,40+1,10+ 0,28 sec = 11,36 sec. Παραλλαγή: αν με <enter> ενεργοποιείται το [ΟΚ] ποιο το % κέρδος;

44 Ο νόμος του Fitt Μοντελοποιεί με μεγαλύτερη ακρίβεια την εργασία της επιλογής ενός στόχου με δεικτική συσκευή. Η απόδοση μιας δεικτικής συσκευής, δηλαδή ο χρόνος Τ P που απαιτείται για να εστιάσει ένας χρήστης έναν δεδομένο στόχο πλάτους W, που βρίσκεται σε απόσταση D από την τρέχουσα θέση του δρομέα δίδεται από τον εμπειρικό νόμο του Fitt υπολογίζει τον χρόνο αυτό σε δευτερόλεπτα: D W

45 Ο νόμος του Fitt Ο χρόνος αυξάνεται καθώς αυξάνεται η απόσταση Ο χρόνος μειώνεται καθώς αυξάνεται το μέγεθος D W

46 Ο νόμος του Fitt

47 Ο νόμος του Fitt

48 Ο νόμος του Fitt Ίδια δυσκολία Target 1 Target 2

49 Ο νόμος του Fitt Ποιο είναι πιο εύκολο; Target 1 Target 2

50 Ο νόμος του Fitt Ποιο είναι πιο εύκολο; Target 1 Target 2

51 Μελέτη «συσκευών» εισόδου Συσκευή Μελέτη IP (bits/s) Hand Fitts (1954) 10.6 Mouse Card, English, & Burr (1978) 10.4 Joystick Card, English, & Burr (1978) 5.0 Trackball Epps (1986) 2.9 Touchpad Epps (1986) 1.6 Eyetracker Ware & Mikaelian (1987) 13.7

52 Άσκηση Έστω δεικτική συσκευή με σταθερές του νόμου του Fitt: C1 = 0,2, C2= 0,1. Να βρεθεί ο χρόνος που απαιτείται για εστίαση του δρομέα σε στόχο διαμέτρου 2 cm, που βρίσκεται σε απόσταση 10 cm από την τρέχουσα θέση του δρομέα. Ερώτημα: οι παράμετροι c1,c2 θα αλλάξουν αν αντί για επιλογή έχουμε εργασία που απαιτεί το συνεχές πάτημα του πλήκτρου (π.χ. dragging);

53 Πως μπορούν να μας βοηθήσουν; Pop-up Linear Menu Pop-up Pie Menu Today Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Ποιο θα είναι πιο γρήγορο κατά μέσο όρο?

54 Εργασία Έστω ότι εξετάζουμε τη μορφοποίηση ενός τμήματος κειμένου σε πλάγιους χαρακτήρες (italics), σε έναν επεξεργαστή κειμένου, με το μοντέλο KLM (υποθέσετε Τκ=0,30 sec) Α τρόπος με τη δεικτική συσκευή κάνουμε κλικ στην αρχή του κειμένου που θέλουμε να επιλέξουμε, πατάμε το πλήκτρο Shift και στη συνέχεια κάνουμε κλικ στο τέλος του κειμένου και ελευθερώνουμε το Shift. Με τον τρόπο αυτό επιλέγουμε το κείμενο που θέλουμε να μορφοποιήσουμε. Εν συνεχεία επιλέγουμε το μενού Format, από το οποίο διαλέγουμε την επιλογή <italic>. Β τρόπος Η επιλογή κειμένου γίνεται όπως προηγουμένως, όμως η εντολή μορφοποίησης δίνεται πατώντας τα πλήκτρα Cntrl και i. Να τροποποιήσετε το μοντέλο λαμβάνοντας υπόψη παραδοχές έμπειρου και άπειρου δακτυλογράφου. Να το τροποποιήσετε επίσης χρησιμοποιώντας το χρόνο επιλογής που δίνει ο νόμος του Fitt κάνοντας παραδοχές ως προς τον λόγο D/W και χρησιμοποιώντας τις τιμές C1, C2 που βρήκατε στην πρώτη εργαστηριακή άσκηση

55 3.2 Τυπικές Συσκευές Εξόδου

56 Συσκευές εισόδου

57 Συσκευές εξόδου Συσκευές εξόδου Εκτυπωτές Οθόνες

58 Συσκευές εξόδου Είναι οι συσκευές που μετατρέπουν τις πληροφορίες που προέρχονται από μια ηλεκτρονική, εσωτερική, αναπαράσταση σε ένα υπολογιστικό σύστημα σε μορφή κατανοητή από τον άνθρωπο. Συνήθως είναι η νέα τελική μορφή είναι οπτική και διδιάσταση Νέες μορφές όμως εμφανίζονται Που βασίζονται και σε άλλες αισθήσεις Δεν είναι διδιάστατες...

59 1864-Γραφομηχανή

60 1865-Μπάλα γραφής Η πρώτη ηλεκτρική γραφομηχανή Δημιουργήθηκαν πολλές παραλλαγές

61 1910-Τηλέτυπος WPM WPM

62 1954-Εκτυπωτής τυμπάνου 600 LPM

63 1959-Εκτυπωτής γραμμής LPM

64 Plotter

65 1970 Εκτυπωτής ακίδας(κρουστικοί)

66 1970 Εκτυπωτής ακίδας(κρουστικοί) Κάθε χαρακτήρας ένα σύνολο μικρών τελειών Ανάμεσα στις ακίδες και το χαρτί υπάρχει η μελανοταινία. Το κτύπημα των ακίδων πάνω στη μελανοταινία, αφήνει το ίχνος τους στο χαρτί. Όσο πιο πολλά χτυπήματα χρησιμοποιούνται για την απεικόνιση ενός χαρακτήρα τόσο πιο ποιοτική εκτύπωση παράγεται στο χαρτί

67 1970 Εκτυπωτής ακίδας(κρουστικοί) Λειτουργούν με πανομοιότυπο τρόπο όπως οι παλαιές γραφομηχανές, όμως εδώ τα ηλεκτρονικά κυκλώματα και οι μηχανισμοί του εκτυπωτή καθορίζουν την μετακίνηση του χαρτιού Η ταχύτητα εκτύπωσης στους κρουστικούς εκτυπωτές μετριέται και σε γραμμές ανά δευτερόλεπτο (lines per second lps).

68 1970 Εκτυπωτής ψεκασμού Οι εκτυπωτές ψεκασμού μελάνης περιέχουν μία κεφαλή εκτύπωσης που κινείται οριζόντια πάνω στο χαρτί σχηματίζοντας την εκτύπωση γραμμήγραμμή Η κεφαλή αυτή όμως δεν αποτελείται από ακίδες αλλά από μικροσκοπικές τρύπες, τα ακροφύσια, που εκτοξεύουν απειροελάχιστες ποσότητες μελάνης στο χαρτί, δημιουργώντας κουκίδες. Η κεφαλή περιέχει ένα σύνολο θαλάμων μελάνης που καταλήγουν στα ακροφύσια. Το μελάνι θερμαίνεται σε κάθε θάλαμο, μέσω μιας αντίστασης. Η αυξημένη θερμότητα, δημιουργεί σε ελάχιστο χρόνο μία φυσαλίδα αερίου, η οποία σπρώχνει μία μικρή ποσότητα μελάνης προς τα έξω, μέσω του ακροφυσίου. Μερικές κεφαλές δεν έχουν θερμαντική αντίσταση, αλλά κρύσταλλο χαλαζία, ο οποίος ταλαντώνεται με την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος ασκώντας πίεση στο θάλαμο με αποτέλεσμα την εκτόξευση της μελάνης

69 1970 Εκτυπωτής ψεκασμού Βίντεο

70 1970 Εκτυπωτής ψεκασμού Επειδή γίνεται έκχυση υγρής μελάνης απευθείας πάνω στο χαρτί, όταν χρησιμοποιούνται απορροφητικά χαρτιά γίνεται διάχυση της κουκίδας, με αποτέλεσμα η ευκρίνεια της εκτύπωσης να μειώνεται Συνήθως για ποιοτικές εκτυπώσεις χρησιμοποιούνται ειδικού τύπου χαρτιά, στα οποία η μελάνη στεγνώνει στην επιφάνεια χωρίς να διαχέεται.

71 1972 Εκτυπωτές laser Δεν κάνουν σάρωση της σελίδας γραμμή προς γραμμή Ο υπολογιστής στέλνει τα δεδομένα για κάθε σελίδα, που αποθηκεύονται στη μνήμη του εκτυπωτή. Εκεί σχηματίζεται η τελική εικόνα της σελίδας, κουκίδα προς κουκίδα, και κατόπιν αρχίζει η διαδικασία της εκτύπωσής της. Η ονομαστική ταχύτητα εκτύπωσης αφορά την παραγωγή πολλαπλών αντιγράφων της ίδιας σελίδας. Στις συνήθεις εκτυπωτικές εργασίες, χρειάζεται ένας αρχικός χρόνος προετοιμασίας της κάθε σελίδας στη μνήμη, επομένως η πραγματική ταχύτητα εκτύπωσης είναι μικρότερη της ονομαστικής ταχύτητας που αναφέρει κάθε κατασκευαστής.

72 1972 Εκτυπωτές laser Βίντεο

73 1972 Εκτυπωτές laser

74 1972 Εκτυπωτές laser

75 Έγχρωμοι Εκτυπωτές laser

76 Τεχνολογία οθονών Οθόνη καθοδικού σωλήνα (Cathode Ray Tube - CRT) Αποτελούνται από ένα (για μονόχρωμες οθόνες) ή τρία (για έγχρωμες οθόνες) πυροβόλα ηλεκτρονίων μέσα σε ένα σωλήνα. Τα ηλεκτρόνια, αφού διανύσουν το σωλήνα, προσκρούουν στο πίσω μέρος της οθόνης που είναι επιστρωμένο με φωσφορίζουσα ουσία. Το σημείο από όπου ξεκινά η ακτίνα των ηλεκτρονίων λέγεται κάθοδος (cathode). Στο σημείο πρόσκρουσης με την οθόνη, η φωσφορίζουσα ουσία διεγείρεται και λάμπει με αποτέλεσμα την εμφάνιση μιας φωτεινής κουκίδας

77 Τεχνολογία οθονών Οθόνη καθοδικού σωλήνα (Cathode Ray Tube - CRT)

78 Τεχνολογία οθονών Η κουκίδα αποτελεί τo ελάχιστο ίχνος απεικόνισης και ονομάζεται εικονοστοιχείο (pixel picture element). Η διέγερση της φωσφορίζουσας ουσίας διαρκεί μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, που αποτελούν το χρόνο αναλαμπής (persistence). Το ηλεκτρονικό πυροβόλο δε στοχεύει προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, αλλά με την βοήθεια πηνίων εκτροπής, βάλλει προς όλες τα σημεία της οθόνης για να σχηματιστεί η ζητούμενη εικόνα. Η σάρωση της οθόνης από το πυροβόλο γίνεται οριζόντια, γραμμή προς γραμμή, από το πάνω μέχρι το κάτω μέρος της, οπότε και ξαναρχίζει από την αρχή

79 Τεχνολογία οθονών Ανάλυση οθόνης 1280Χ1024 Πυκνότητα pixel Aspect ratio 4:3 16:9 Βάθος χρώματος 8Bit/colour Ταχύτητα απόκρισης

80 Τεχνολογία οθονών anti-aliasing: εξομάλυνση των ασυνεχειών με χρήση σκιάσεων στην γραμμή (όπως και στο κείμενο)

81 Τεχνολογία οθονών

82 Τεχνολογία οθονών Οθόνη υγρών κρυστάλλων (LCD Liquid Crystal Display) Βασίζονται στο φαινόμενο της πόλωσης της φωτεινής ακτινοβολίας όταν αυτή διαπερνά κάποιο υλικό σε κρυσταλλική μορφή. Η λειτουργία τους στηρίζεται στην ύπαρξη ενός πλέγματος από κύτταρα υγρών κρυστάλλων που είναι οργανωμένα σε γραμμές και στήλες. Τα κύτταρα κρυστάλλων ελέγχονται από τρανζίστορ. Όταν διοχετεύεται ρεύμα στα τρανζίστορ, αυτά περιστρέφουν τους κρυστάλλους κατά γωνία ανάλογη της έντασης του ρεύματος. Στο πίσω μέρος της οθόνης υπάρχει μια φθοριούχος πλάκα που ακτινοβολεί φως, το οποίο διέρχεται μέσα από δύο φίλτρα οριζόντιας και κατακόρυφης πόλωσης, στη μέση των οποίων υπάρχει το πλέγμα των κρυστάλλων και το φίλτρο των χρωμάτων

83 Τεχνολογία οθονών

84 Τεχνολογία οθονών

85 3D Οθόνες

86 Αναγνωσιμότητα κειμένου H συνήθης ταχύτητα ανάγνωσης από έντυπο υλικό είναι λέξεις ανά λεπτό. Η ανάγνωση δεν προκύπτει από ομαλή κίνηση των οφθαλμών κατά μήκους του κειμένου, αλλά αντιθέτως παρατηρούνται φαινόμενα παλινδρόμησης, διαδοχικές εστιάσεις και επιταχύνσεις επί του κειμένου από τον αναγνώστη.

87 Αναγνωσιμότητα κειμένου Από μελέτες του φαινομένου έχει προκύψει ότι η αναγνωσιμότητα κειμένου (ταχύτητα ανάγνωσης και αριθμός σφαλμάτων ανάγνωσης) από την οθόνη είναι κατά 30% μειωμένη έναντι ανάγνωσης του ιδίου κειμένου από έντυπο.

88 Αναγνωσιμότητα κειμένου Αιτίες χαμηλής αναγνωσιμότητας Η μειωμένη ποσότητα κειμένου στην οθόνη έναντι του εντύπου Η γωνία ανάγνωσης περιορίζεται από τη σχετική θέση οθόνης-αναγνώστη Η μειωμένη συγκέντρωση των χρηστών λόγω του νέου μέσου Ο αριθμός χαρακτήρων και λέξεων ανά γραμμή, Το χρώμα και η χρωματική αντίθεση, Τα διαστήματα μεταξύ χαρακτήρων και γραμμών, Το μήκος γραμμών Η γραμματοσειρά

89 Αναγνωσιμότητα κειμένου Οδηγίες αναγνωσιμότητας (1) Λέξεις με κεφαλαία γράμματα είναι κατά 20% πιο δυσανάγνωστες από τις ίδιες λέξεις με μικρά (2) Κανονικές γραμματοσειρές (χωρίς έντονους ή πλάγιους χαρακτήρες) με έμφαση στις των χαρακτήρων. (serif καλύτερο από sans serif) (3) Η χρήση κενού χώρου σε μια σελίδα κειμένου είναι θετικός παράγων. (4) Η απόσταση μεταξύ των χαρακτήρων πρέπει να είναι περίπου 10% της απόστασης μεταξύ των λέξεων.

90 Αναγνωσιμότητα κειμένου Οδηγίες αναγνωσιμότητας (5) Η απόσταση μεταξύ γραμμών τουλάχιστον 50% του ύψους των γραμμάτων που χρησιμοποιούνται. (6) 8-15 λέξεις ανά γραμμή είναι ο βέλτιστος αριθμός για καλή αναγνωσιμότητα. (7) Το κείμενο θα πρέπει να χωρίζεται σε παραγράφους μεγέθους 3-5 γραμμών

91 Αναγνωσιμότητα κειμένου Άσκηση : ελέγξτε οδηγίες αναγνωσιμότητας

92 3.3 Ο πανταχού παρών υπολογιστής Ubiquitous Computing

93 Ερωτήματα Περιορίζονται οι υπολογιστές στις προηγούμενες συσκευές;

94 Ubiquitous Computing Το όραμα του Mark Weiser (1991) ο εξ-αφανιζόμενος (disappearing) υπολογιστής η διασύνδεση με τους υπολογιστές στα καθημερινά αντικείμενα, εκεί «που βρίσκεται η δράση» The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.

95 Μετά την επιφάνεια εργασίας Δεν υπάρχουν σαφής διαφορές του πεδίου με τα πεδία των αντικειμένων της καθημερινότητας Οι υπολογιστές ενσωματώνονται σε όλα τα στοιχεία του περιβάλλοντος για να αναγνωρίζουν την παρουσία και τις προθέσεις των χρηστών και να ενεργούν αντίστοιχα Φορητοί υπολογιστές (κινητά τηλέφωνα, PDAs, Tablets, etc.) είναι σχεδιασμένες έτσι ώστε να αλληλεπιδρούν με το χρήστη αλλά και το ψηφιακό περιβάλλον Συνδυασμός ευφυών περιβαλλόντων, περιβαλλοντικής ενημερότητας, δικτύωσης κτλ / Αόρατοι συνδυασμοί υπολογιστικών συστημάτων Επαύξηση των ανθρώπινων δεξιοτήτων

96 Ubiquitous Computing Υλοποιώντας το όραμα Πολλοί διασυνδεδεμένοι υπολογιστές ανά άτομο Κινητές συσκευές που συνδυάζονται με υπολογιστές ενσωματωμένους στο περιβάλλον Ενημερότητα και ανταλλαγή πληροφοριών για το φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον >> Προσπάθεια ενσωμάτωσης του ψηφιακού κόσμου στον αναλογικό >> Η αλληλεπίδραση με το χρήστη: απτή και ενσωματωμένη στον πραγματικό κόσμο

97 Ο πανταχού παρών υπολογιστής Τεχνολογίες context awareness mobile computing tangible interfaces social navigation embedded sensor networks global positioning wearable computing augmented & mixed-reality ad hoc / p2p user networks etc

98 Γενικές τάσεις

99 Ο πανταχού παρών υπολογιστής Φάση 1η Ένα άτομο πολλοί υπολογιστές Ανάπτυξη Λειτουργικών συστημάτων και διεπαφών Δίκτυα Ασύρματη επικοινωνίας Απόδοση/κόστος επεξεργαστικής ισχύος Οθόνες ΑποΕνεργοποίησε τα περισσότερα άτομα τελέσματα 100ς ασύρματες υπολογιστικές συσκευές ανά άτομο και ανά γραφείο Οθόνες από (1 έως το μέγεθος του τείχου) Μικρού μεγέθους συσκευές για την υποστήριξη και οργάνωση όλων των δραστηριοτήτων

100 Ο πανταχού παρών υπολογιστής Φάση δεύτερη Το αόρατο μονοπάτι Ανάπτυξη τεχνολογιών Tabs Pads Boards Αποτελέσματα Τα πρωτότυπα απέτυχαν να είναι αόρατα. Ο πανταχού παρόν υπολογιστής στον Μετα-Μοντερνισμό ( ) Νέες κατευθύνσεις Επίπεδο ενσωμάτωσης της τεχνολογίας Νομαδική τεχνολογία

101 Ο πανταχού παρών υπολογιστής Level of Embeddedness High Pervasive Computing Ubiquitous Computing Low Level of Mobility High Traditional Business Computing Mobile Computing Low

102 Ο πανταχού παρών υπολογιστής Βασικά χαρακτηριστικά Φυσική ολοκλήρωση Αόρατη αλληλεπίδραση Αυτόβουλη δια-λειτουργικότητα Δυναμική υλοποίηση-διαρκής ανάπτυξη Πρόχειρη καθημερινή αλληλεπίδραση Χωρίς απαίτηση εκπαίδευσης, φυσικότητα, μικρή ανάγκη για ανθρώπινες ρυθμίσεις Προ-ενεργητικές τεχνολογίες βασιζόμενες στο περιβάλλον Συναντούν τις προσδοκίες και τις προθέσεις των χρηστών

103 Ιστορικά στοιχεία Ο Weiser αναφέρει τον όρο το 88 Σε αντίθεση με την παραδοσιακή προσέγγιση των υπολογιστών, η προσέγγιση του πανταχού παρόν υπολογιστή αντιθέτως είναι: Μια αρένα για ένα έύρος διαφορετικών τεχνολογιών και αρένων Που συναντιούνται με ένα κοινό όραμα Και οδηγούνται από τις πιθανότητες του μέλλοντος Ουσιαστικά αναζητούνται οι δυνατότητες του μέλλοντος, υπάρχη μια ανησυχία για τους μελλοντικούς υπολογιστικούς κόσμους αντί για τα προβλήματα του παρελθόντος

104 Ιστορικά στοιχεία Πρωτότυπα στο PARC Επεκτείνουν αντικείμενα που συλλαμβάνουν ή μεταφέρουν πληροφορίες Πρωτότυπα που μπορούν να ενσωματωθούν στην καθημερινή χρήση Αντικείμενα διαφορετικών μεγεθών Boards, pads & tabs 100ς tabs, 10ς of pads, και κάποια boards

105 Ιστορικά στοιχεία PARC boards Μέγεθος τοίχου

106 Ιστορικά στοιχεία PARC pads Μέγεθος φορητού υπολογιστή Pen-based interface Δικτύωση IR και RF

107 Ιστορικά στοιχεία PARC tabs Post-it σημειώσεις Οθόνη αφής και λίγα κουμπιά Networked - IR Position aware

108 Ιστορικά στοιχεία Εφαρμογές Ως ταυτότητα Αυτόματη προώθηση κλήσεων Αναγνώριση συναντήσεων Παρακολούθηση δραστηριότητας Διαμοιραζόμενη σχεδίαση Οι συνεργάτες μπορούσαν να κινηθούν μεταξύ διαφορετικών θέσεων και να χρησιμοποιήσουν ποικίλες συσκευές για να συνεργαστούν Προσπάθειες για ευφυή κτίρια Προσαρμογή θέρμανσης και φώτων / άνοιγμα κλείσιμο συσκευών

109 Ιστορικά στοιχεία Remote communication protocol layering, RPC, end-to-end args... Fault tolerance ACID, two-phase commit, nested transactions... High Availability replication, rollback recovery,... Distributed Systems Mobile Computing Pervasive Computing Remote information access dist. file systems, dist. databases, caching,... Distributed security encryption, mutual authentication,... Mobile networking Mobile IP, ad hoc networks, wireless TCP fixes,... Mobile information access disconnected operation, weak consistency,... Adaptive applications proxies, transcoding, agility,... Energy-aware systems goal-directed adaptation, disk spin-down,... Location sensitivity GPS, WaveLan triangulation, context-awareness,... Smart spaces Invisibility Localized scalability Uneven conditioning

110 Ιστορικά στοιχεία Ο πανταχού παρόν υπολογιστής σήμερα! 835 MHz CPU 3.5 multi-touch display 16 GB Flash storage 2 Mega pixels camera Connectivity GSM/EDGE Bluetooth WiFi GPS Αισθητήρες: Accelerometer, proximity, ambient light Εφαρμογές: MP3, video player/recorder, web browser Κόστος με σύνδεση περίπου

111 Ερωτήματα Περιορίζονται οι υπολογιστές στις προηγούμενες συσκευές;

112 Ubiquitous Computing Παραδείγματα walk-up-pop-up wearables ambient displays intelligent work environments augmented, interconnected everyday objects etc Media cup, TecO

113 Πανταχού παρών υπολογιστής

114 Δωμάτια παρελθόντος

115 Δωμάτια μέλλοντος

116 Στην επόμενη διάλεξη Η αλληλεπίδραση-διάδραση