Διεπαφές φορητών συσκευών

Πολίτης Διονύσιος

Περιγραφή

Ο σκοπός του μαθήματος είναι διττός: Αφενός πρέπει οι διδασκόμενοι να εξοικειωθούν με την ευρεία χρήση των πάσης φύσεως φορητών συσκευών, και αφετέρου πρέπει να είναι σε θέση να παραμετροποιούν, σχεδιάζουν και προγραμματίζουν τις διεπαφές που καθορίζουν την αλληλεπίδραση με τις φορητές συσκευές και το Διαδίκτυο.

Προς τούτο, δίνεται έμφαση:

  • Στη θεωρητική τεκμηρίωση των "μεταφορών" (metaphors) και των "παραδειγμάτων" (paradigms).
  • Στην παραμετροποίηση των διεπαφών φορητών συσκευών.
  • Στην εκμάθηση γλωσσών προγραμματισμού που να να δημιουργούν με τεχνικές ταχείας προτυποποίησης (rapid prototyping) διαδραστικά μοντέλα που υλοποιούν τις τεχνικές "διαλόγου" που επιτάσσει η θεωρία.

Λέξεις Κλειδιά: φορητές συσκευές, σχεδίαση αλληλεπίδρασης, ταχεία προτυποποίηση, αξιολόγηση

CC - Αναφορά - Παρόμοια Διανομή
Διδάσκοντες

Διδάσκων: Διονύσιος Πολίτης, Επ. Καθηγητής

Βιογραφικό: http://users.auth.gr/~dpolitis

 

 

Ομάδα Ανάπτυξης Περιεχομένου:

Βουλγαράκης Χρήστος, Αναστασοβίτης Λευτέρης,  Σιάρκου Μαρία

Ομάδα στόχος

Φοιτητές Πληροφορικής που ενδιαφέρονται για τις εφαρμογές των πολυμέσων στον χώρο της κινητής τηλεφωνίας, γενικότερα των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και των ευφυών συσκευών που είναι φορητές.

Περιεχόμενο μαθήματος
  • Εισαγωγή: Περιγραφή των διεπαφών και των λειτουργιών ενός τυπικού φορητού συστήματος. Τα στοιχεία εισόδου (keyboards, chord keyboards, phone pads, handwriting devices, "mouses", gyroscopes, physical control sensors, iDrives κ.α.) και εξόδου (πολλαπλές οθόνες, μεγάλες -large- οθόνες, situated displays, dedicated displays, HDMI, DLNA, digital paper κ.α.) H διάδραση με φορητές συσκευές. Τα δικτυακά πρωτόκολλα επικοινωνίας με περιφερειακές συσκευές και το Διαδίκτυο (wi-fi, bluetooth, radio link, electromagnetic & optical interfacing). Ο μύθος της απεριόριστα εξελίξιμης συσκευής (infinetely fast machine). Η πανταχού παρούσα συσκευή, ο Δικτυακός Προγραμματισμός (Networked Computing) και το Yπολογιστικό Σύννεφο (Cloud Computing). Περιορισμοί στην αλληλεπίδραση με τις φορητές συσκευές.
  • Προσδιορίζοντας τα στοιχεία της διεπαφής: appearance, interaction, design. Προσδιορίζοντας τα στοιχεία του χρήστη: behavioral aspects, liveness, dynamic interactions. Ανθρώπινοι παράγοντες (human factors) και φυσιολογία. Ο νόμος του Fitts.
  • Σχεδιάζοντας την διεπαφή: Τα μοντέλα (models), τα παραδείγματα (paradigms) και οι μεταφορές (metaphors) που χρησιμοποιούν οι φορητές διεπαφές σε αντικατάσταση του desktop metaphor των σταθερών υπολογιστικών συστημάτων. Ταχεία προτυποποίηση (rapid prototyping) και σχεδίαση με script γλώσσες προγραμματισμού του διαδραστικού περιεχομένου (context) της αλληλεπίδρασης:  dialogue widgets,  query interfaces, WIMP (=Windows, Icons, Menus, Pointers) interfaces, Script Programming Toolkits. Συνολική παραμετροποίηση του πλαισίου αλληλεπίδρασης με τις φορητές συσκευές και δημιουργία Interaction Paradigm για τον προγραμματισμό με διαδικαστικές γλώσσες (Language versus Action).
  • Προγραμματισμός της διεπαφής: Βασικές αρχές προγραμματισμού σε iOS, Android, Windows8. Διαδικτυακός προγραμματισμός και εφαρμογές (apps) φορητών συσκευών. 
  • Εκπαιδευτικές Απόψεις των διεπαφών φορητών συσκευών: Multimodality, Computer Supported Cooperative Work, Social Networks με φορητές συσκευές, Ubiquitus Computing. Σχεδιάζοντας την μάθηση με φορητές συσκευές (m-learning).Χρηστικότητα των Διαδραστικών Συστημάτων. "Παραδείγματα" (Paradigms) και "Μεταφορές" (Metaphors) με έμφαση στις φορητές συσκευές. Διαδικασίες Ανάπτυξης, Διαχείρισης Διαδικασιών Σχεδίασης. Μέθοδοι Αξιολόγησης: της Σχεδίασης Διεπαφών, του Στυλ Αλληλεπίδρασης, και των Εικονικών Περιβαλλόντων. 
  • Τεχνολογία και Άμεσος Χειρισμός φορητών συσκευών με έμφαση στα Πλαίσια Διαλόγου, στις Γλώσσες Εντολών και στους Διαύλους Αλληλεπίδρασης.
  • Ταχεία Προτυποποίηση (Rapid Prototyping), Συνεργασία και Συμμετοχή σε Κοινωνικά Δίκτυα: Λειτουργικότητα και και παραμετροποίηση των νέων Διαύλων Επικοινωνίας.
  • Metaphors, Paradigms και Idioms και η μεταφορά τους στον κόσμο των Διεπαφών Φορητών Συσκευών.
Μαθησιακοί στόχοι

Στο μάθημα αυτό αναπτύσσονται οι τεχνολογίες αλληλεπίδρασης που επιτρέπουν σε προπτυχιακούς  φοιτητές διαφόρων επιστημονικών κλάδων να έχουν μία διεπιστημονική προσέγγιση στον προγραμματισμό διαδραστικών διεπαφών στις φορητές συσκευές. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις εφαρμογές της Πολυμεσικής Μάθησης, όπου οι Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνιών στην Εκπαίδευση επιτρέπουν την αθρόα εισδοχή φορητών συσκευών στην εξ αποστάσεως διδασκαλία. Οι εκπαιδευόμενοι έχουν την δυνατότητα να  αναπτύξουν παντοειδείς εφαρμογές στη μορφή εκπαιδευτικών project για διάφορα θέματα της επικαιρότητας, όπως ηλεκτρονική μάθηση (e-learning, e-tests), ηλεκτρονική ψηφοφορία (e-voting), ιατρικές διεπαφές (prosthetics), πληροφοριακά συστήματα και κοινωνικά δίκτυα με χρήση ευφυών φορητών συσκευών κ.α.).

Προτεινόμενα συγγράμματα
  • Y. Rogers, H. Sharp, J. Preece, ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ – Επεκτείνοντας την Αλληλεπίδραση Ανθρώπου – Υπολογιστή, 4η Έκδοση, Εκδόσεις Μ. Γκιούρδας, Αθήνα 2015
Μέθοδοι διδασκαλίας

Το μάθημα εφαρμόζει υβριδικό μοντέλο μάθησης σε ποσοστό 70% - 30%.

Το 70% της ύλης παρουσιάζεται με τη μορφή κλασικής διδασκαλίας στο αμφιθέατρο και στο εργαστήριο. Από τους παρακολουθούντες απαιτείται η παρουσίαση βιβλιογραφικών εργασιών (2 τουλάχιστον) και ενός προγραμματιστικού project με γλώσσες και τεχνικές τάχιστης προτυποποίησης.

Το 30% της διδασκαλίας γίνεται με ηλεκτρονικά μέσα υποβοήθησης και περιλαμβάνει:

  • Video Lessons (βιντεοδιαλέξεις)
  • Ηλεκτρονικά τεστ (2 τουλάχιστον) μέσω του VLE του ΑΠΘ (MOODLE στο τρέχον έτος) @ http://elearning.auth.gr
  • Ηλεκτρονική Υποβολή ασκήσεων και μετρήσεων
  • Συμμετοχή σε forum και wiki του μαθήματος που εδράζονται σε υπηρεσίες του ΑΠΘ και του Διαδικτύου
Μέθοδοι αξιολόγησης
  • Εργασίες: Υποχρεωτικές, παρουσιάζονται στην τάξη και κατόπιν υποβάλλονται ηλεκτρονικά.
  • Προαιρετική εργασία: Προβλέπεται για όσους ενδιαφέρονται για εμβάθυνση στο αντικείμενο των Διεπαφών Φορητών Συσκευών για  την εκπόνηση Διπλωματικής Εργασίας.
Προαπαιτούμενα

Ενδείκνυται η γνώση της Επικοινωνίας Ανθρώπου - Υπολογιστή, χωρίς όμως να προαπαιτείται. Το ίδιο ισχύει για τη γνώση Ταχείας Προτυποποίησης με κάποια script γλώσσα προγραμματισμού.

Βιβλιογραφία

Βιβλία

  1. Y. Rogers, H. Sharp, J. Preece, ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΔΙΑΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ – Επεκτείνοντας την Αλληλεπίδραση Ανθρώπου – Υπολογιστή, 3η Έκδοση, Εκδόσεις Μ. Γκιούρδας, Αθήνα 2011

Βιβλιογραφία

  1. Budiu, R., and Nielsen, J., Mobile Usability, New Riders Press, 2012.
  2. Smith, D., Friesen, J. , Android Recipes – A Problem-Solution Approach, Apress, N. York 2011.
  3. Hoober, S., Berkman, E., Designing Mobile Interfaces, O’Reilly, 2012.
  4. Allanwood, G., and Beare, P., User Experience Design, Fairchild Books, 2014. 

Πηγές στο Διαδίκτυο

  1. F.L. Luo, Mobile Multimedia Broadcasting Standards Technology and Practice, SpringerLink (Online service), 2009

Πρόσβαση μέσω HEALINK

  1. J. Borchers, A Pattern Approach to Interaction Design, (Human Computer Interaction, Computer software – Development), e-Book, John Wiley and Sons, UK, 2001.
  2. K. Gramann, T.P. Jung, D. Ferris, C.T. Lin, S. Makeig, Towards a new  Cognitive Neuroscience: Modeling Natural  Brain Dynamics,  Frontiers in Human Neuroscience, 2014.

Πηγές στη βιβλιοθήκη του ιδρύματος

  1.  L. Jordan, P. Greyling, Practical Android Projects, Apress, Berkeley, CA, 2011.
  2. Mednieks, Programming Android, O’Reilly, 2012
  3.  J.F. DiMartzio, Androis: a programmer’s guide, McGraw-Hill, 2008.   

Άρθρα

  1. Politis,D., Piskas,G.,  Tsalighopoulos, M., Kyriafinis,G.,  variPiano™: Visualizing Musical Diversity with a Differential Tuning Mobile Interface, International Journal of Interactive Mobile Technologies, Vol. 9, No. 3, July 2015.
  2.  Politis, D.,  Margounakis, D., Aspiotis, V, Nakou, D., Kefalas, T.,  Mobile Music Interfaces Evaluation, Encyclopedia of Information Science and Technology, Publisher: IGI Global, Third Edition, 2015. 
  3. Karakostas, A., A pilot study of Quizit: The new android classroom response system, 2014 International Conference on Interactive Mobile Communication Technologies and Learning, IMCL 2014, Thesaloniki, 13-14/11/2014, IEEE proceedings, pp. 147-151.

Ενότητες

Παρουσιάζεται η μεθοδολογία διδασκαλίας του μαθήματος κατά τη Μονάδα Διασφάλισης Ποιότητας (ΜΟΔΙΠ) του ΑΠΘ.  Το μάθημα διδάσκεται κατά τις αρχές της υβριδικής μάθησης (blended learning) κατά το μοντέλο 70% - 30%. Συνεπώς, πολλές δράσεις της κατάρτισης στο αντικείμενο μπορούν να γίνουν και εξ αποστάσεως, ενώ το υλικό από το οποίο θα αντλήσουν στοιχεία οι φοιτητές είναι υπό τη μορφή ηλεκτρονικών πηγών και μαθημάτων. Περιγράφεται ο βαθμός εμπλοκής  (engagement factor) στη διδασκαλία με την υποχρεωτική  συμμετοχή στις διάφορες, κυρίως ηλεκτρονικής μορφής, διαδράσεις του μαθήματος. Οι φοιτητές πρέπει να συμμετάσχουν οπωσδήποτε σε τρία project που θα υποβληθούν ηλεκτρονικά στο VLE του μαθήματος.

Λέξεις Κλειδιά: εισαγωγικό μάθημα

Από τις απαρχές της ΕΑΥ ως τις Διεπαφές Φορητών Συσκευών – Μέρος Α’: Αναπτύσσονται οι υποενότητες: Οι βασικές αρχές του ανθρωποκεντρικού σχεδιασμού – Ο σχεδιασμός ενός εύχρηστου συστήματος – Η εξέλιξη των υπολογιστών και η μετάβαση στις φορητές συσκευές – Πώς οδηγούμαστε σε νέες μαθησιακές κοινότητες – Νέες μέθοδοι διδασκαλίας και το mobile learning.  Δεύτερο μέρος: μία εισαγωγή στον Κόσμο των Tablet – Χαρακτηριστικά – Αρχιτεκτονική του Συστήματος, Πλεονεκτήματα – Μειονεκτήματα.

Δεύτερο μέρος: μία εισαγωγή στον Κόσμο των Tablet – Χαρακτηριστικά – Αρχιτεκτονική του Συστήματος, Πλεονεκτήματα – Μειονεκτήματα.

Λέξεις Κλειδιά: ανθρωποκεντρικός σχεδιασμός, ευφυή συστήματα και φορητές τεχνολογίες

Τι ισχύει στην Επικοινωνία Ανθρώπου – Μηχανής. Διεθνή πρότυπα που αφορούν στην ΕΑΥ. Μερικά Παραδείγματα. Οι Αρχές Σχεδίασης και η Οργανολογία των Φορητών Διεπαφών. Οι βασικές αρχές του ανθρωποκεντρικού σχεδιασμού. Η εξέλιξη των υπολογιστών και η μετάβαση στις φορητές συσκευές. Οφέλη και προβληματισμοί σχετικά με τη ραγδαία εξάπλωση των φορητών διεπαφών. Είναι η μεθοδολογία προγραμματισμού αποτελεσματική;

Λέξεις Κλειδιά: αρχές σχεδίασης, οργανολογία των φορητών διεπαφών, επικοινωνιακά πρωτόκολλα

Η Ιατρική Πλευρά των Διεπαφών Φορητών Συσκευών: (προσκεκλημμένος ομιλητής: Ο Επιμελητής Α του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ, Ωτορινολαρυγγολόγος Δρ. Γ. Κυριαφίνης, ειδικός στις κοχλιακές εμφυτεύσεις).

Η αντιμετώπιση της βαρηκοΐας – κώφωσης. Ψηφιακά ακουστικά με πολλές μπάντες και κανάλια.  Προσθετική και βιονική ιατρική: εμφυτεύσιμες προσθέσεις, κοχλιακά εμφυτεύματα, ηλεκτρακουστικά βοηθήματα. Συστήματα ενδοεπικοινωνίας στα 2.4 GHz. Τεχνικές και βιολογικές δοκιμασίες. Σταδιακή προσαρμογή. Remote Fitness over the Internet. Προγραμματισμός των φορητών διεπαφών (=κοχλιακών εμφυτευμάτων).

Λέξεις Κλειδιά: βιονική ιατρική, εμφυτεύσιμες προσθέσεις, κοχλιακά εμφυτεύματα, ηλεκτρακουστικά βοηθήματα

«Εμφυτεύματα» παντού – Τι είναι το ψηφιακό σπίτι - από πού ξεκίνησε. Οι πρώτες εφαρμογές βιομηχανικής κλίμακας. Σύγχρονες εφαρμογές. Ενεργειακή απόδοση. Cityhome. Προϊόντα και προγραμματισμός αυτών.

Λέξεις Κλειδιά: ψηφιακό σπίτι, ενεργειακή απόδοση, εφαρμογές βιομηχανικής κλίμακας

Το λογισμικό που χρησιμοποιείται: Ολοκληρωμένες σουίτες (=πακέτα λογισμικού). Ξεχωριστά εργαλεία. Συμβατότητα με ΛΣ (Windows,OSX, iOS, Android, WebOS). Διαλειτουργικότητα. Νέες τεχνολογίες: από το Flash και το Powerpoint στο Prezi. Ανοιχτό λογισμικό. Συγκρίσεις συμβατότητας. Προτυποποίηση.

Λέξεις Κλειδιά: presentation software, διαλειτουργικότητα πολυμεσικών παρουσιάσεων

3D Διεπαφές – Σύντομη εισαγωγή. Τι τεχνολογίες χρησιμοποιούν οι γραφίστες για 3D γραφικά ή μακέτες. 3D εκτυπωτές – Διεπαφές με 3D εκτυπωτές – Τεχνολογία – Εφαρμογές: από πολύπλοκα ανταλλακτικά ως οστικά και οργανικά εμφυτεύματα. Οι τεχνικές της τρισδιάστατης εκτύπωσης. H γλώσσα εικονικής πραγματικότητας  VRML – Οι απαρχές της – είναι προτυποποιημένη; Γιατί απέτυχε; Τι την αντικατέστησε;

Λέξεις Κλειδιά: 3D διεπαφές, 3D εκτυπωτές, η γλώσσα εικονικής πραγματικότητας VRML

Οι “μεταφορές” (Metaphors) κατά τη Γλωσσολογία. Οι μεταφορές στην ΕΑΥ. Οι μεταφορές από την Επιστήμη των Υπολογιστών δημιουργούν τα εικονικά περιβάλλοντα διάδρασης των “Κοινωνικών Μέσων”. H μεταφορά της διεπαφής έχει σκοπό να δώσει στο χρήση γνώση για το πώς να αλληλεπιδρά με το “περιβάλλον” του. Παραδείγματα (Paradigms) και Ιδιώματα (Idioms) που βελτιστοποιούν τη λειτουργικότητα και τη διάδραση των χρηστών, κυρίως όταν χρησιμοποιούν συσκευές τύπου Android ή παρόμοιων λειτουργικών περιβαλλόντων.

Λέξεις Κλειδιά: η “μεταφορά” των κοινωνικών δικτύων – διάδραση με φορητές τεχνολογίες

Πολλά Λειτουργικά Συστήματα, όπως για παράδειγμα το WebOS, προσφέρονται για την εξυπηρέτηση του παγκόσμιου ιστού των πραγμάτων. Η επικοινωνία μεταξύ των “πραγμάτων” γινόταν κατά αδόμητο ή αυτοσχέδιο τρόπο, χωρίς να υπάρχει διασύνδεση των συσκευών μεταξύ τους. Τα τελευταία χρόνια η ανταλλαγή δεδομένων γίνεται κατά παρόμοιο τρόπο με εκείνον που εξασφαλίζει την ενδοεπικοινωνία των ευφυών συσκευών κινητής τηλεφωνίας.

Λέξεις Κλειδιά: διαδίκτυο των πραγμάτων, παγκόσμιος ιστός, WebOS

Περιγράφεται λεπτομερώς ο τρόπος διαδραστικής διδασκαλίας εξ αποστάσεως με φορητές συσκευές ή υπολογιστές που χρησιμοποιούν την πλατφόρμα WizIQ. Οι διδάσκοντες και οι μαθητές τους χρησιμοποιούν την εικονική επιφάνεια του πίνακα, που παρέχει το σχετικό λογισμικό, για να προσομοιώσουν τη διάδραση που υφίσταται σε μία πραγματική τάξη, ενώ αυτοί βρίσκονται στην πραγματικότητα διασκορπισμένοι σε πολύ μεγάλη απόσταση. Επικοινωνία με πολλούς μαθητές ταυτόχρονα. Εργαλεία και τρόποι διδασκαλίας.

Λέξεις Κλειδιά: διαδραστική διδασκαλία εξ αποστάσεως, η πλατφόρμα WizIQ

Παρουσίαση, σύγκριση και αξιολόγηση των λειτουργιών λογισμικού παρουσιάσεων. Ταχεία προτυποποίηση με φορητές συσκευές διαδραστικού λογισμικού. Υπηρεσίες βοήθειας και υποστήριξης του χρήστη για τη διαχείριση της αυξημένης πολυπλοκότητας που περιβάλλοντος των ευφυών φορητών συσκευών.

Λέξεις Κλειδιά: ταχεία προτυποποίηση (rapid prototyping), διαδραστικό λογισμικό παρουσιάσεων

Ορισμοί και διασαφήσεις: Τα ευφυή και προγραμματίσιμα υλικά. Εφαρμογές των ευφυών υλικών. Από τι αποτελείται ένα “έξυπνο”, Ψηφιακό Σπίτι. Συστήματα ελέγχου και παρακολούθησης του σπιτιού. Ψηφιακό “καθιστικό”. Ψηφιακή κουζίνα. Gadgets. Πλυντήρια. Συστήματα Επιτήρησης. Οι δομικές επιφάνειες του Ψηφιακού Σπιτιού. Δημοφιλή πρωτόκολλα και συστήματα ενσωματώνονται. Πρωτόκολλα επικοινωνίας Οικιακών Συστημάτων (“Δομοτικές“ Τεχνολογίες).

Λέξεις Κλειδιά: ευφυή και προγραμματίσιμα υλικά, εφαρμογές των ευφυών υλικών

Οι φοιτητές που προαιρετικά ανέλαβαν την εκπόνηση project παρουσιάζουν στην τάξη τα αποτελέσματα της δουλειά τους, λίγες μέρες μετά την τελική γραπτή δοκιμασία του μαθήματος. Οι εργασίες τους υποβάλλοντα και αρχειοθετούνται στον ιστοχώρο του μαθήματος των Διεπαφών Φορητών Συσκευών στο VLE Moodle (http://elearning.auth.gr) και οι πιο αντιπροσωπευτικές απ᾽ αυτές μεταφέρονται στο περιβάλλον του Opencourses (http://delos.it.auth.gr).

Λέξεις Κλειδιά: παρουσίαση ομαδικών ή ατομικών τελικών εργασιών (projects)

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A+

Αρ. Επισκέψεων :  3837
Αρ. Προβολών :  26954