Sb95700

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

ЭРГОНОМИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ

Учебное пособие

Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

2017

УДК 004.5 ББК 32.973.26-018.2.75 Э 74

Авторы: Е. А. Бурков, Н. А. Назаренко, В. С. Осипович,

П. И. Падерно, К. Д. Яшин.

Э 74 Эргономическая экспертиза и проектирование пользовательских интерфейсов: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. 48 с.

ISBN 978-5-7629-2067-4

Рассмотрены принципы, подходы и этапы проектирования интерфейса сложных информационных и технических систем, ориентированных на прямое взаимодействие с человеком-пользователем.

Предназначено для студентов бакалавриата и магистрантов направлений 27.03.03 «Системный анализ и управление» и 09.03.02 «Информационные системы и технологии», может быть рекомендовано аспирантам научных спе-

циальностей 05.13.01, 05.13.06 и 19.00.03.

УДК 004.5 ББК 32.973.26-018.2.75

Рецензенты: кафедра прикладной математики и экономикоматематических методов Санкт-Петербургского государственного экономического университета; засл. деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф. А. Н. Печников (Военная академия связи им. С. М. Буденного).

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

2

3

Введение

Проектирование интерфейса – одна из наиболее ответственных задач эргономического обеспечения функционирования сложных технических систем. Беря свое начало от создания пультов управления с традиционными «железными» приборами, сегодня проектирование человеко-машинных интерфейсов – это чрезвычайно широкая сфера, охватывающая огромный спектр цифровых электронных устройств, таких как обычные и карманные компьютеры, гаджеты, смартфоны, навигаторы и др.

Расширение спектра устройств привело даже к расслоению эргономики на «традиционную эргономику» и «юзабилити» (от англ. usability – удобство использования). Адепты второго направления считают своей вотчиной экранные интерфейсы с любым программным обеспечением – от операционных систем до конкретных приложений. Однако если присмотреться внимательно, то выясняется, что объекты, предметы и методы исследования обоих направлений абсолютно совпадают, что делает такое разделение весьма условным.

В данном пособии рассмотрены принципы, подходы и этапы проектирования пользовательского интерфейса современных информационных и технических систем, функционирование которых предполагает непосредственное взаимодействие с человеком.

Пособие предназначено для студентов бакалавриата и магистрантов направлений 27.03.03 «Системный анализ и управление» и 09.03.02 «Информационные системы и технологии», может быть рекомендовано аспирантам научных специальностей 05.13.01, 05.13.06 и 19.00.03.

4

1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ

1.1.Влияние интерфейса на деятельность

Сегодня значительная часть разрабатываемых пользовательских интерфейсов (ПИ) предназначена для выполнения трудовой деятельности профессионалами в различных областях. Очевидно, что от ПИ всецело зависят функциональные возможности контроля и управления системой, эффективность и в значительной мере надежность деятельности человека. Кроме того, ПИ способен существенно влиять на функциональное и эмоциональное состояние человека, вызывая удовлетворение работой или, наоборот, являясь источником стресса и психологического дискомфорта. Негативное влияние ПИ на состояние человека объясняется такими факторами, как неоптимальное распределение функций между человеком и машиной, навязывание неадекватной нагрузки или темпа выполнения трудовой деятельности без учета человеческих возможностей или особенностей решаемых задач, неудобная организация взаимодействия между пользователем и системой. Например, слишком медленный темп трудовой деятельности оператора или длительное отсутствие задач может привести к монотонии и, как следствие, к утомляемости и сонливости, что отрицательно скажется не только на эффективности функционирования всей системы, но и на здоровье оператора.

Очевидно, что эффективный ПИ должен обеспечивать всестороннее использование потенциальных возможностей человека-оператора, технических

ипрограммных средств, высокую безошибочность и быстродействие оператора в процессе применения ПИ по назначению. Хорошо спроектированный ПИ должен обеспечивать максимальный комфорт деятельности оператора, в том числе не должен приводить к неоправданному повышению напряженности деятельности, снижению уровня психологических, психофизиологических и физиологических характеристик, необходимых для эффективного и комфортного выполнения профессиональной деятельности.

Базовым условием достижения должного качества проектируемого ПИ является следование общепринятым и апробированным нормам, стандартам

ируководствам в данной области.

5

1.2. Классификация интерфейсов

Интерфейс представляет собой средство взаимодействия между пользователем и объектом управления, и рассматриваемое взаимодействие обусловлено следующими понятиями:

–область использования или сфера применения;

–цель применения, определяемая тем, чего хочет достигнуть пользователь, применяя ПИ по прямому назначению;

–задача применения, постановка которой определяет, как именно пользователь будет достигать поставленную цель; при этом задача должна предельно ясно описывать все действия и операции, совершаемые над объектом.

Все существующие ПИ могут быть разбиты на следующие три большие группы или типы интерфейсов (рис. 1.1):

–программные средства;

–аппаратные средства;

–смешанные.

Аппаратный ПИ представляет собой совокупность технических средств управления и отображения информации, позволяющих осуществлять управление каким-либо объектом.

Программный ПИ представляет собой совокупность программных средств, обеспечивающих управление каким-либо объектом.

Смешанный ПИ представляет собой комбинацию программных и аппаратных средств управления, неотделимых друг от друга. Причем особенность смешанного ПИ заключается в том, что сложно однозначно определить и отнести ПИ к той или иной категории. Типичным примером системы, обладающей ПИ смешанного типа, является банкомат.

Рис. 1.1. Основные типы ПИ

6

Также возможны подходы к классификации ПИ на основании ряда других значимых параметров (рис. 1.2):

–целевое назначение системы;

–характеристики пользовательского звена;

–характеристики объекта взаимодействия;

–тип взаимодействия.

Рис. 1.2. Подходы к классификации ПИ

Целевое назначение системы является главным критерием классификации. Исходя из данного параметра аппаратные ПИ можно дифференцировать по целевому назначению на пять категорий:

1.Управляющие – основной задачей является управление системой.

2.Обслуживающие – основной задачей пользователя является контроль состояния системы.

3.Обучающие – служат для приобретения пользователем определенных навыков и умений.

4.Информационные – обеспечивают поиск, накопление и обработку нужной пользователю информации.

5.Исследовательские – используются для анализа данных, явлений.

7

По характеристикам человеческого звена ПИ можно разделить на две следующие категории:

1.Моносистемы, предназначенные для взаимодействия одного пользователя с одним или несколькими аппаратными средствами.

2.Полисистемы, предназначенные для группы пользователей, взаимодействующих с комплексом технических средств.

По характеристикам объекта взаимодействия ПИ можно разделить на три категории:

1.Инструментальные – в состав данных интерфейсов входят различные инструменты и приборы.

2.Простые – не подразумевают использование дополнительных технических средств для выполнения основного функционала.

3.Сложные – подразумевают использование дополнительных технических средств для выполнения основного функционала.

По типу контакта пользователя с аппаратным средством ПИ подразделяются на интерфейсы с непрерывным взаимодействием и эпизодическим взаимодействием.

1.2.1. Аппаратный интерфейс

Аппаратный ПИ также можно подразделить на различные категории, используя два следующих ключевых параметра (рис. 1.3):

–вид канала взаимодействия с пользователем;

–класс использования.

Рис. 1.3. Классификация аппаратного ПИ

8

Примером бытовых аппаратных ПИ могут быть телефоны, телевизоры, различная бытовая техника. К промышленным аппаратным ПИ можно отнести различные сервисные киоски, пульты управления, аппаратные средства специального назначения.

Если рассматривать деление аппаратного ПИ по каналу взаимодействия, то к визуальным можно отнести различного рода индикаторы и датчики, к звуковым – динамики и микрофоны, к тактильным – пульты управления.

1.2.2. Программный интерфейс

Программный ПИ можно разделить на следующие категории (рис. 1.4):

–графический ПИ;

–интерфейс командной строки;

–естественно-языковой интерфейс.

Графический ПИ, или GUI, – тип интерфейса, использующий для взаимодействия с электронными устройствами визуальные индикаторы и элементы, а не только командную строку.

Рис. 1.4. Классификация программного ПИ

Принято выделять следующие преимущества графического ПИ перед другими типами интерфейсов:

–простота использования;

–интуитивная понятность;

9

–необязательность специальных знаний;

–простота и низкая стоимость разработки.

Основным недостатком графического ПИ можно назвать его более высокую ресурсоемкость в сравнении с интерфейсом командной строки.

Графический ПИ может быть оконным, на основе меню, интерфейсом

WIMP (Window, Icon, Menu, Pointing device) или WUI (Web User Interface).

Оконный ПИ представляет собой оконную систему одновременного представления графической информации разных приложений, т. е. пользователь может одновременно взаимодействовать с несколькими запущенными приложениями, легко переходя от одного к другому.

ПИ на основе меню предоставляет пользователю на экране список возможных вариантов и пользователь ограничен этими вариантами. Ему не нужно знать систему, но надо понимать какая задача должна быть выполнена. Выбор действия со стороны пользователя может осуществляться с помощью ввода с клавиатуры, мыши или сенсорного экрана. При разработке такого интерфейса нужно особо тщательно продумать дизайн, так как данный тип ПИ предполагает строгую последовательность.

WIMP-интерфейс – это тип графического интерфейса, использующий такие структуры, как окна (область экрана, используемая для запуска приложения), меню (предоставляет пользователю список возможных действий), иконки (используются для обозначения), указатели (используется для перемещения по экрану и выбора объектов).

WUI-интерфейс – это web-ориентированный интерфейс, суть которого в том, что взаимодействие пользователя с приложением происходит при помощи интернета и браузера. Преимущества данного ПИ в его универсальности, так как работа может осуществляться почти в любом браузере независимо от операционной системы, а также не требуется установка напрямую на компьютер.

Интерфейс командной строки, или СLI (Command Line Interface), – это текстовый интерфейс, используемый для управления программным обеспечением и операционной системой путем ввода разовых команд и получения ответа в виде визуальных подсказок.

Можно назвать следующие преимущества данного типа ПИ:

–низкая ресурсоемкость (в частности, при разработке);

–наличие прямого доступа к функционалу системы;

10