Прототип


Прототип - это ранняя выборка, модель или выброс продукта, созданного для проверки концепции или процесса. [ 1 ] Это термин, используемый в различных контекстах, включая семантику , дизайн , электронику и программное обеспечение . Прототип обычно используется для оценки нового дизайна для повышения точности системными аналитиками и пользователями. [ 2 ] [ 3 ] Прототипирование служит для обеспечения спецификаций для реальной рабочей системы, а не теоретической. [ 4 ] Физическое прототипирование имеет долгую историю, а бумажное прототипирование и виртуальное прототипирование теперь широко дополняют ее. В некоторых моделях рабочих процессов дизайна создание прототипа (процесс, который иногда называется материализацией ), является шагом между формализацией и оценкой идеи. [ 5 ]
Прототип также может означать типичный пример чего -то , например, при использовании вывода « прототипа ». [ 6 ] Это полезный термин в определении объектов, поведения и концепций, которые считаются принятой нормой и аналогично таким терминам, как стереотипы и архетипы .
Слово прототип происходит от греческого πρωτότυπον прототипа «примитивная форма», нейтральная из πρωτότυπος прототипов , от πρῶτος протоо « оригинальная , , примитивная » удар, затем по штампу, нанесенный матрицей (примечание «Пишущая машинка»); "Типично"). [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]
Типы
[ редактировать ]Прототипы исследуют различные аспекты предполагаемого дизайна: [ 9 ]
- Прототип доказательства принципа служит для проверки некоторых ключевых функциональных аспектов предполагаемого дизайна, но обычно не имеет всей функциональности конечного продукта. [ 10 ]
- Рабочий прототип представляет всю или почти всю функциональность конечного продукта. [ 11 ]
- Визуальный прототип представляет размер и внешний вид, но не функциональность предполагаемого дизайна. Прототип изучения формы представляет собой предварительный тип визуального прототипа, в котором подчеркиваются геометрические особенности дизайна, с меньшей заботой о цвете, текстуре или других аспектах окончательного появления. [ 12 ]
- Прототип пользовательского опыта представляет собой достаточное количество внешнего вида и функции продукта, которую он может использоваться для пользовательских исследований . [ 13 ]
- Функциональный прототип отражает как функцию, так и внешний вид предполагаемого дизайна, хотя он может быть создан с помощью различных методов и даже в отличие от конечного дизайна. [ 14 ] [ 15 ]
- Прототип бумаги -это печатное или нарисованное вручную представление пользовательского интерфейса программного продукта. Такие прототипы обычно используются для раннего тестирования проектирования программного обеспечения и могут быть частью прохождения программного обеспечения для подтверждения проектных решений до того, как будут затрачены более дорогостоящие уровни проектных усилий. [ 16 ]
Различия в создании прототипа против конечного продукта
[ редактировать ]В целом, создание прототипов будет отличаться от создания конечного продукта некоторыми фундаментальными способами:
- Материал : Материалы, которые будут использоваться в конечном продукте, могут быть дорогими или трудными для изготовления, поэтому прототипы могут быть сделаны из разных материалов, чем конечный продукт. В некоторых случаях окончательные производственные материалы могут по -прежнему подвергаться развитию и еще не доступны для использования в прототипе.
- Процесс : процессы массового производства часто не подходят для изготовления небольшого количества деталей, поэтому прототипы могут быть сделаны с использованием различных процессов изготовления, чем конечный продукт. Например, конечный продукт, который будет изготовлен с помощью пластикового литья под давлением, потребует дорогого пользовательского инструмента, поэтому вместо этого может быть изготовлен прототип для этого продукта. Различия в процессе изготовления могут привести к различиям в появлении прототипа по сравнению с конечным продуктом.
- Проверка : конечный продукт может быть подвергнут ряду тестов на обеспечение качества для проверки соответствия чертежам или спецификациям. Эти тесты могут включать в себя пользовательские инспекционные приспособления, методы статистической выборки и другие методы, подходящие для постоянного производства большого количества конечного продукта. Прототипы, как правило, изготавливаются с гораздо более близкой индивидуальной проверкой и предположением, что некоторая корректировка или переделка станут частью процесса изготовления. Прототипы также могут быть освобождены от некоторых требований, которые будут применяться к конечному продукту.
Инженеры и специалисты по прототипам пытаются минимизировать влияние этих различий на предполагаемую роль для прототипа. Например, если визуальный прототип не может использовать те же материалы, что и конечный продукт, они попытаются заменить материалы на свойства, которые внимательно имитируют предполагаемые конечные материалы.
Характеристики и ограничения прототипов
[ редактировать ]
Инженеры и специалисты по прототипам стремятся понять ограничения прототипов, чтобы точно имитировать характеристики их предполагаемой конструкции.
Прототипы представляют собой некоторый компромисс из окончательного производственного дизайна. Это связано с навыками и выбором дизайнеров (ов) и неизбежными неотъемлемыми ограничениями прототипа. Из -за различий в материалах, процессах и точности дизайна, возможно, что прототип может не работать приемлемо, хотя производственный дизайн мог быть обоснованным. И наоборот, прототипы могут работать приемлемо, но производственный дизайн и результат могут оказаться неудачными.
В целом, можно ожидать, что индивидуальные затраты на прототип будут значительно выше, чем конечные затраты на производство из -за неэффективности материалов и процессов. Прототипы также используются для пересмотра конструкции в целях снижения затрат посредством оптимизации и уточнения. [ 17 ]
Можно использовать прототип тестирования, чтобы снизить риск того, что конструкция может не выполняться, как предполагалось, однако прототипы, как правило, не могут устранить весь риск.
Создание полного дизайна часто бывает дорого и может отнимать много времени, особенно при повторении несколько раз-создание всего дизайна, выяснение того, в чем проблемы и как их решить, а затем создать еще один полный дизайн. В качестве альтернативы быстрое прототипирование или методы быстрого разработки приложений используются для начальных прототипов, которые реализуют часть, но не все, для полного дизайна. Это позволяет дизайнерам и производителям быстро и недорого проверять части дизайна, которые, скорее всего, будут иметь проблемы, решать эти проблемы, а затем создавать полный дизайн.
Инженерные науки
[ редактировать ]В области технологических исследований технологический демонстратор -это прототип, служащий моделью проверки концепции и демонстрации для новой технологии или будущего продукта, доказывая его жизнеспособность и иллюстрируя мыслимые приложения.
В крупных проектах по разработке тестовый стенд представляет собой платформу и среду разработки прототипа для строгих экспериментов и тестирования новых технологий, компонентов, научных теорий и вычислительных инструментов. [ 18 ]
Благодаря последним достижениям в области компьютерного моделирования становится практичным устранить создание физического прототипа (за исключением того, что, возможно, в значительно сниженных масштабах для рекламных целей), вместо этого моделируя все аспекты конечного продукта как компьютерную модель . Пример такой разработки можно увидеть в Boeing 787 Dreamliner , в котором первая полноразмерная физическая реализация сделана на серии производственной линии. Компьютерное моделирование в настоящее время широко используется в автомобильном дизайне, как для формы (в стиле и аэродинамике транспортного средства), так и в функции, особенно для улучшения крушения транспортных средств и снижения веса для улучшения пробега.
Механическая и электротехника
[ редактировать ]Наиболее распространенным использованием прототипа слова является функциональная, хотя экспериментальная версия невоенной машины (например, автомобили, домашние приборы, потребительскую электронику), дизайнеры, чьи дизайнеры хотели бы создать средства массового производства , в отличие от макета , которое является инертным представлением внешнего вида машины, часто сделанного из некоторого недостаточно продуманного вещества.
Дизайнер электроники часто строит первый прототип из макета , стриптизму или перфборда , обычно используя пакеты «Dip».
Тем не менее, все чаще первый функциональный прототип строится на «прототипной » идентичной производственной плате печатной плате , почти на печатной плате.
Строители военных машин и авиации предпочитают термины «экспериментальный» и «тест на обслуживание». [ 19 ]
Электроника
[ редактировать ]

В электронике . прототипирование означает создание фактической схемы в теоретическую конструкцию, чтобы убедиться, что она работает, и обеспечить физическую платформу для отладки ее, если это не так Прототип часто строится с использованием таких методов, как обертывание проводов или использование макета , стриптизму или перфборда , причем результат является схемой, которая электрически идентична конструкции, но не физически идентична конечному продукту. [ 20 ]
Инструменты с открытым исходным кодом, такие как Fritzing, существуют для документирования электронных прототипов (особенно на основе макета) и движутся к физическому производству. Платформы для прототипирования, такие как Arduino, также упрощают задачу программирования и взаимодействия с микроконтроллером . [ 21 ] Разработчик может выбрать свое изобретение, используя платформу для прототипирования, или заменить ее только на микроконтроллер и схема, которая имеет отношение к их продукту.
Техник может быстро построить прототип (и сделать дополнения и модификации), используя эти методы, но для производства объема он намного быстрее и обычно дешевле для массовых продуцированных печатных плат , чем для создания этих других видов плат прототипов. Пролиферация компаний по изготовлению и сборке печатных платежников позволило применять концепции быстрого прототипирования к конструкции электронных цепей. В настоящее время возможно, даже с самыми маленькими пассивными компонентами и самыми большими пакетами с мелкой прохождением, спланировали, собирались и даже тестировались в течение нескольких дней.Компьютерное программирование и информатика
[ редактировать ]Прототип программного обеспечения часто называют альфа -классом , что означает, что это первая версия для запуска. Часто реализуется только несколько функций, основной центр Alpha состоит в том, чтобы иметь функциональный базовый код, на который могут быть добавлены функции. После того, как программное обеспечение Alpha Grade получит большинство необходимых функций, интегрированных в ИТ, оно становится бета -программным обеспечением для тестирования всего программного обеспечения и регулировки программы, чтобы правильно реагировать во время ситуаций непредвиденных во время разработки. [ 22 ]
Часто конечные пользователи могут не иметь возможности предоставить полный набор целей приложения, подробных требований ввода, обработки или выходных данных на начальном этапе. После оценки пользователя будет создан другой прототип на основе отзывов пользователей, и снова цикл возвращается к оценке клиента. Цикл начинается с прослушивания пользователя, за которым следует создание или пересмотр макета и позволить пользователю проверить макет , а затем обратно. В настоящее время существует новое поколение инструментов, называемых программным обеспечением для моделирования приложений , которые помогают быстро имитировать применение до их разработки. [ 23 ]
Extreme Programming использует итеративный дизайн , чтобы постепенно добавлять одну функцию за раз к первоначальному прототипу. [ 24 ]
Другие концепции программирования/вычислительной техники
[ редактировать ]Во многих языках программирования функцией прототипа является объявление подпрограммы или функции (и не следует путать с программным прототипированием). Этот термин довольно C / C ++ -специфичный; Другими терминами для этого понятия являются подпись , тип и интерфейс . В программировании на основе прототипа (форма объектно-ориентированного программирования ) новые объекты создаются путем клонирования существующих объектов, которые называются прототипами. [ 25 ]
Термин может также относиться к прототипу фреймворта JavaScript .
Кроме того, термин может относиться к шаблону проектирования прототипа .
Непрерывные подходы к обучению в организациях или предприятиях также могут использовать концепцию бизнес -прототипов бизнеса или прототипов процессов с помощью программных моделей.
Концепция прототипа используется для описания того, сколько веб -сайт отклоняется от ожидаемой нормы, и приводит к снижению предпочтения пользователя для дизайна этого сайта. [ 26 ]
Прототипирование данных
[ редактировать ]Прототип данных - это форма функционального или рабочего прототипа. [ 27 ] Обоснованием для его создания, как правило, является миграция данных , интеграция данных или проект реализации приложений и сырье, используемое в качестве входных данных, являются экземпляром всех соответствующих данных, которые существуют в начале проекта.
Цели прототипирования данных - произвести:
- Набор правил очистки и преобразования данных, которые, как было замечено, создают данные, которые подходят для цели.
- Набор данных, который является результатом того, что эти правила применяются к экземпляру соответствующих необработанных (исходных) данных.
Для достижения этого архитектор данных использует графический интерфейс для интерактивного разработки и выполнения правил преобразования и очистки с использованием необработанных данных. Полученные данные затем оцениваются, а правила уточняют. Помимо очевидной визуальной проверки данных на экране архитектором данных, обычные подходы к оценке и валидации заключаются в использовании для профилирования данных программного обеспечения [ 28 ] а затем вставить результирующие данные в тестовую версию целевого приложения и испытать его использование.
Прототипирование для взаимодействия человека с компьютером
[ редактировать ]При разработке программного обеспечения или цифровых инструментов, с которыми взаимодействуют люди, прототип - это артефакт, который используется для за задания и ответа на вопрос о дизайне. Прототипы предоставляют средства для изучения задач проектирования и оценки решений. [ 29 ]
Практики HCI могут использовать несколько различных типов прототипов:
- Прототип «Волшебник Оз»: назван в честь Волшебника Оз в фильме «Волшебник страны Оз» . Это метод прототипирования, с помощью которого компьютерная сторона взаимодействия фальсифицируется вне места или скрытого человека. [ 30 ] Этот метод прототипирования особенно полезна для демонстрации функциональности, которая является сложной или длительной для инженера, таких как приложения, такие как интерфейс голосового пользователя .
- Ролевой прототип : этот прототип не может быть спроектирован или выглядеть и ощущаться как готовый продукт, но цель этого типа прототипа - исследовать и оценку необходимости пользователя, или что прототип может сделать для пользователя. Они могут представлять функции и функциональность, которые пользователь может извлечь выгоду из того, чтобы продемонстрировать, какую роль может выполнять артефакт, подобный прототипу для пользователя. [ 29 ] Известным примером такого рода прототипа будет блок дерева, который несет Джефф Хокинс при разработке пилота Palm .
- Paper Prototype : Этот прототип может использовать режущую бумагу, картон или другие недорогие материалы, чтобы продемонстрировать интерфейс. Цель этого прототипа состоит в том, чтобы проверить с пользователями, без необходимости использовать цифровой инструмент или разработать программу для тестирования функциональности. [ 31 ] В последнее время бумажное прототипирование выпало из-за предположения в определенных кругах дизайна, особенно потому, что низкокачественная природа этого метода и отсутствие эффективности при тестировании с пользователями. [ 32 ]
Масштабное моделирование
[ редактировать ]
В области моделирования масштаба (которое включает в себя модель железной дороги , моделирование транспортных средств, моделирование самолетов , военное моделирование и т. Д.), Прототип является реальной основой или источником для масштабной модели, такой как настоящий EMD GP38-2. локомотив который является прототипом Athearn (среди других производителей) локомотивной модели. Технически, любой неживая объект может служить прототипом для модели, включая структуры, оборудование и приборы и т. Д. Появили много моделей), военная техника (например, M4 Шерманы, фаворит среди военных моделей США), железнодорожное оборудование, мотоциклы, мотоциклы и космические корабли (реальный мир, такой как Аполлон/Сатурн против или МКС). По состоянию на 2014 год базовые быстрые прототипы (такие как 3D -принтеры ) стоят около 2000 долларов, но более крупные и более точные машины могут стоить до 500 000 долларов. [ 33 ]
Архитектура
[ редактировать ]В архитектуре прототипирование относится либо к созданию архитектурной модели (как формы масштабного моделирования ), либо как часть эстетического или материального эксперимента , таких как Центр прототипирования материалов с открытым исходным кодом в Сорок Уолл -Хаус в Австралии. [ 34 ] [ 35 ]
Архитекторы прототипа для тестирования идей структурно, эстетически и технически. Работает ли прототип или нет, не является основным направлением: архитектурное прототипирование - это откровенный процесс, благодаря которому архитектор получает понимание. [ 36 ]
Метрология
[ редактировать ]В науке и практике является человеческим метрологии прототип объектом, который используется в качестве стандарта измерения некоторой физической величины для основания всех измерений этой физической величины против. Иногда этот стандартный объект называется артефактом . В Международной системе единиц ( SI ) не остается стандарта прототипа с 20 мая 2019 года . последним использованным прототипом был прототип килограмма , твердый платино-иридийский , хранящийся в имени Бюро Международном цилиндр До этой . международный даты Определение была массой ровно одного килограмма . Копии этого прототипа создаются и выдаются многим странам для представления национального стандарта килограмма и периодически сравниваются с Парижским прототипом. Теперь килограмм переопределяется таким образом, что постоянному h Планка назначается значение ровно 6,626 070 15 × 10 −34 Joule-Second (Jts)
До 1960 года счетчик был определен прототипом Platinum-Iridium Prototype с двумя оценками на нем (которые по определению были разделены на один метр), международный прототип измерителя , а в 1983 году счетчик был переопределен как был Расстояние в свободном пространстве, покрытое светом в 1/299 792 458 секунды ( таким образом, определение скорости света составляет 299 792 458 метров в секунду).
Естественные науки
[ редактировать ]Во многих науках, от патологии до таксономии, прототип относится к болезням, видам и т. Д., что дает хороший пример для всей категории. В биологии прототип является наследственной или примитивной формой вида или другой группы; Архетип. [ 37 ] Например, Сенегал Бичир считается прототипами его рода, Polypterus .
Смотрите также
[ редактировать ]- 3D printing
- Глиняное моделирование
- Минимальный жизнеспособный продукт
- Быстрое прототипирование
- Тестовая статья (устранение неоднозначности)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Блэквелл, ах; Манар Э., ред. (2015). «Прототип» . UXL Энциклопедия науки (3 -е изд.) . Получено 13 июля 2015 года .
- ^ Рэгг, Дэвид В. (1973). Словарь авиации (первое изд.). Скопа. п. 216. ISBN 9780850451634 .
- ^ Геро, Джон С. (1990-12-15). «Прототипы дизайна: схема представления знаний для дизайна» . AI Magazine . 11 (4): 26. ISSN 0738-4602 .
- ^ «Определение прототипирования» . ПК Журнал . Архивировано из оригинала 2012-10-15 . Получено 2012-05-03 .
- ^ Марсело М. Соарес; Francesco Rebelo (15 августа 2012 г.). Достижения в оценке удобства использования . CRC Press. п. 482. ISBN 978-1-4398-7025-9 .
- ^ «Прототипическое (прилагательное) определение и синонимы | Словарь Macmillan» . www.macmillandectionary.com . Получено 2019-12-15 .
- ^ Харпер, Дуглас. «Прототип (п.)» . Онлайн этимологический словарь .
- ^ «Согласие Стронга» . STRONGSCONCORDANCE.ORG . Получено 2022-08-07 .
- ^ Лай, Чун Синг; Locatelli, Giorgio (февраль 2021 г.). «Оценка возможности для прототипа: тематическое исследование с генеральным интегрированным хранением энергии» (PDF) . Энергия 217 : 119290. Bibcode : 2021ene ... 21719290L . doi : 10.1016/j.energy.2020.119290 .
- ^ «Прототип доказательства принципа» . 3D-printing- Expert.com . Получено 2019-12-15 .
- ^ «Что такое рабочий прототип» . Продукт-разработчик-прототип-experts.com . Получено 2019-12-15 .
- ^ «Что такое визуальный прототип» . 3D-printing- Expert.com . Получено 2019-12-15 .
- ^ «Прототип пользовательского опыта» . 3D-printing- Expert.com . Получено 2019-12-15 .
- ^ Somiya, Shigeyuki, ed. (2013). Справочник по передовой керамике: материалы, приложения, обработка и свойства (2 -е изд.). Академическая пресса. п. 491. ISBN 9780123854704 .
- ^ «Прототипы: общие категории» . Томаснет . Архивировано из оригинала 16 января 2017 года . Получено 13 июля 2015 года .
- ^ «Прототипирование» . Университет Брауна - пользовательский опыт, независимый учебный проект . Получено 2015-02-24 .
- ^ Gschwind, M.; Salapura, v.; Маурер Д. (апрель 2001 г.). «FPGA -прототипирование ядра процессора RISC для встроенных приложений». IEEE транзакции в очень крупномасштабных системах интеграции (VLSI) . 9 (2): 241–250. doi : 10.1109/92.924027 . ISSN 1063-8210 .
- ^ Саймон, Хейлсен (2007-01-31). Проектирование для сетевых коммуникаций: стратегии и разработка: стратегии и развитие . Идея Group Inc (IGI). ISBN 9781599040714 .
- ^ Уилкокс, Корнелис де Витт; Стюарт, Эдвин Рой (1918). Международный военный дайджест . Кумулятивная корпорация дигеста.
- ^ «PCB -быстрый прототип» . www.wellpcb.com . Wellpcb . Получено 2017-06-01 .
- ^ Trevennor, Alan (2012-10-17). Практические микроконтроллеры AVR: игры, гаджеты и домашняя автоматизация с микроконтроллером, используемым в Arduino . Апресс. ISBN 9781430244462 .
- ^ «Определение версии альфа» . ПК Журнал . Получено 2012-05-03 . [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «BaseBlock Software LLC, программное обеспечение для индустрии управления моторным управлением» . www.baseblock.com . Получено 2019-12-15 .
- ^ Гарвин, Дэвид А. (1993-07-01). «Создание учебной организации» . Гарвардский бизнес -обзор . № июль-август 1993. ISSN 0017-8012 . Получено 2019-12-15 .
- ^ «5.5 Функциональные прототипы» . Hp . Получено 2012-05-03 .
- ^ Туч, Александр Н.; Presslaber, Eva E.; Stöcklin, Markus; Опвис, Клаус; Барг-Авила, Хавьер А. (2012-11-01). «Роль визуальной сложности и прототипичности в отношении первого впечатления от веб -сайтов: работа по пониманию эстетических суждений». Международный журнал исследований человека-компьютеров . 70 (11): 794–811. doi : 10.1016/j.ijhcs.2012.06.003 . ISSN 1071-5819 . S2CID 9051274 .
- ^ Введение в инженер: инженерные основы и концепции: электронная книга . Тюркер Канбазоглу. 2018-12-11.
- ^ Abedjan, Ziawasch (2018). «Введение в профилирование данных». В Зиманьи, Эстебан (ред.). Бизнес -аналитика и большие данные . Примечания лекции в обработке бизнес -информации. Тол. 324. Springer International Publishing. С. 1–20. doi : 10.1007/978-3-319-96655-7_1 . ISBN 978-3-319-96655-7 .
- ^ Jump up to: а беременный Хауд, Стефани; Хилл, Чарльз (1997-01-01), Хелендер, Мартинг Г.; Ландауэр, Томас К.; Прабху, Прасад В. (ред.), "Глава 16 - Что делают прототип прототипа?" , Справочник по взаимодействию человека с компьютером (второе издание) , Амстердам: Северная Голландия, стр. 367–381, Citeseerx 10.1.1.224.2119 , doi : 10.1016/b978-044481862-1.50082-0 , ISBN 978-0-444-81862-1 , S2CID 18520479 , получен 2021-12-13
- ^ «Прототипы Волшебника Оз» . Фонд дизайна взаимодействия . Получено 2021-12-13 .
- ^ Реттиг, Марк (апрель 1994 г.). «Прототипирование для крошечных пальцев» . Коммуникации ACM . 37 (4): 21–27. doi : 10.1145/175276.175288 . ISSN 0001-0782 . S2CID 9934034 .
- ^ Кнапп, Джейк (2016-01-06). «Бумажные прототипирование - пустая трата времени» . Середина . Получено 2021-12-13 .
- ^ «Совет по иностранным отношениям» . Архивировано из оригинала 2013-10-28 . Получено 2013-10-30 .
- ^ «Архитектурная лаборатория с открытым исходным кодом запущена в Тасмании». Архитектурные новости . 2021.
- ^ Лев, Джири. «Сорок Уолл -Хаус - 40walls.org» . Получено 2021-09-29 .
- ^ Берри, Марк (2017). Прототипирование для архитекторов . ГБ. ISBN 9780500292495 .
{{cite book}}
: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) - ^ Прототип архив 2013-01-21 на машине Wayback . Collinsdictionary.com. Коллинз английский словарь - Полное и неопровержимое 11 -е издание. Получено 7 декабря 2012 года.
