4к7c Протоколы и интерфейсы информационных систем / МУ к ПР _4

ВВЕДЕНИЕ

Цели работы: изучить и освоить основные критерии качества программного обеспечения.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Существует четыре основных (все остальные – производные) критерия эргономичности (качества) любого интерфейса, а именно:

-Скорость работы пользователей;

-Количество человеческих ошибок;

-Скорость обучения;

-Субъективная удовлетворенность пользователей.

Подразумевается, что соответствие интерфейса задачам пользователя является неотъемлемым свойством интерфейса.

1.Производительность.

Существует две разных производительности - производительность компьютера и производительность человека. Производительность компьютера

– широко известное техническое понятие и для ее увеличения существует множество методов. Увеличение производительности компьютера ускоряет все процессы, повышает эффективность их выполнения и уменьшает стоимость одной операции.

Увеличение производительности компьютера обычно приводит к увеличению производительности человека, но есть и исключения. Во-первых,

для этого нужно увеличить производительность всего компьютера, а не только одной его части. За последние 20 лет сложилась странная ситуация - в то время как мощность компьютеров увеличилась в несколько тысяч раз, скорость работы пользователя в некоторых случаях даже замедлилась из-за непомерно раздутых операционных систем и программ.

2

К счастью, существует много способов повысить производительность человека, не затрагивая аппаратную часть компьютера. Производительность находится в прямой зависимости от длительности выполнения работы пользователем. Длительность выполнения работы пользователем состоит из:

-Длительности восприятия исходной информации;

-Длительности интеллектуальной работы;

-Длительности физических действий пользователя;

-Длительности реакции системы.

Как правило, длительность реакции системы является наименее значимым фактором.

1.1 Длительность интеллектуальной работы.

Взаимодействие пользователя с системой (не только компьютерной)

состоит из семи шагов:

1.формирование цели действий;

2.определение общей направленности действий;

3.определение конкретных действий;

4.выполнение действий;

5.восприятие нового состояния системы;

6.интерпретация состояния системы;

7.оценка результата.

Из этого списка становится видно, что процесс размышления занимает почти все время, в течение которого пользователь работает с компьютером, во всяком случае, шесть из семи этапов полностью заняты умственной деятельностью. Соответственно, повышение скорости этих размышлений приводит к существенному улучшению скорости работы. К сожалению,

существенно повысить скорость собственно мышления пользователей невозможно. Тем не менее, можно уменьшить влияние факторов, усложняющих

(и, соответственно, замедляющих) процесс мышления.

Далее рассматриваются эти самые факторы и методики по уменьшению

3

их влияния:

-Непосредственное манипулирование;

-Потеря фокуса внимания (прерывание) ;

-Ограничение принятия решений;

-Закон Хика.

Как правило, длительность реакции системы является наименее значимым фактором.

1.1.1 Непосредственное манипулирование. Можно выделить определенные этапы, через которые приходится проходить человеку,

выполняющему работу. Он должен знать:

-что он хочет получить на выходе;

-как минимум одну последовательность действий, приводящую к успешному результату;

-где ему найти все объекты, участвующие в процедуре;

-как определять годность объектов к использованию;

-как управляться с объектами.

Существует способ ускорить выполнение этих этапов. Он называется непосредственным манипулированием (direct manipulation). Смысл этого метода очень прост. Пользователь не отдает команды системе, а манипулирует объектами. Это значительно более естественный для человека способ.

Еще одно преимущество непосредственного манипулирования пересекается с методами уменьшения количества ошибок пользователя.

Предположим, что пользователь собрался стереть важный системный файл,

который стирать нельзя. Методы выбора команды в меню и в панели инструментов, равно как и метод непосредственного манипулирования, здесь сработают – элемент можно будет превентивно заблокировать. Если же пользователь попытается стереть файл, нажав на Delete, система окажется неспособна как-то показать неправомочность его действий (разве что писком или сообщением об ошибке, что в общем-то недопустимо). А теперь

4

предположим, что пользователь собрался стереть важный файл, который стирать не рекомендуется. Ни один из методов, кроме непосредственного манипулирования (можно будет поменять пиктограмму корзины на время, пока курсор, с зажатым в него файлом, будет находиться над ней), здесь не сработает, т.е. этот метод отличается от остальных своей гибкостью.

1.1.2 Потеря фокуса внимания (прерывание). Абсолютное большинство офисных работников в своей деятельности постоянно сталкиваются с прерываниями. Пришедшее электронное письмо, телефонный звонок, рассказанный коллегой анекдот, курение – всѐ это примеры прерываний. Более того, существует довольно много видов деятельности, для которых наличие прерываний является неотъемлемым свойством, таковы,

например, работа оператора службы поддержки или деятельность менеджера,

значительную часть дня решающего текущие вопросы.

Таким образом, прерывания оказывают значительное влияние на деятельность таких пользователей, при этом это влияние следует считать негативным. Во-первых, восстановление после прерываний занимает определенное время, которое отнимается от времени работы (не говоря уже о том, что само прерывание чаще всего является потерей времени). Во-вторых,

прерывания грозят человеческими ошибками, вызванными тем, что человек в момент прерывания забывает о том, что он делал. Нелишне также отметить, что переключения внимания, вызванные прерываниями, как правило, вызывают значительное утомление и тем самым снижают производительность труда работников.

Дело в том, что у человека есть только один фокус внимания, так что при любом отвлечении (которое есть не что иное, как переключение на другую задачу) старый фокус внимания теряется. Было бы еще ничего, если бы возвращение фокуса требовало только изменения направления взгляда. Но при отвлечении новые стимулы заменяют содержимое кратковременной памяти, так что для возвращения к работе от пользователя требуется заново поместить в

5

свою память нужную информацию.

Таким образом, снижение воздействия прерываний на деятельность работников способна повысить эффективность этой деятельности. При этом специфика ситуации заключается в том, что от самих прерываний, как правило,

избавиться либо трудно, либо невозможно. В таких условиях снизить их влияние можно, лишь облегчив возвращение работников к прерванному действию.

Итак, для продолжения работы пользователь должен знать:

-на каком шаге он остановился;

-какие команды и параметры он уже дал системе;

-что именно он должен сделать на текущем шаге;

-куда было обращено его внимание на момент отвлечения.

Можно предложить следующие общие подходы, которые могут быть использованы разработчиками интерфейсов при проектировании систем,

ориентированных на частые прерывания:

-Система должна быть снабжена возможностью «заморозить» свое текущее состояние.

-Необходимо предусмотреть механизмы для объединения типовых составных операций.

-Необходимо полноценно визуализировать рабочие объекты манипулирования.

-Необходимо показывать пользователям, какие фрагменты информации были введены давно, а какие – недавно.

Реализация предложенных рекомендаций поможет пользователям,

работающим в сложных условиях частых прерываний, значительно повысить производительность труда, уменьшить количество ошибок, повысить субъективную удовлетворенность.

1.1.3 Ограничение принятия решений.

a) Не заставляйте пользователя всего лишь сообщать о принятых

6

решениях.

b) Быстро и точно предоставляйте пользователю информацию,

необходимую для принятия решений.

c) Избавляйтесь от ненужной информации.

d) Визуально выделяйте наиболее вероятные варианты ответа.

e) Не задавайте пользователю вопрос о какой-нибудь настройке, смысл которой неясен.

1.1.4 Закон Хика. Закон Хика позволяет количественно определить наблюдение, заключающееся в том, что чем больше количество вариантов заданного типа вы предоставляете, тем больше времени требуется на выбор.

Перед тем как переместить курсор к цели или совершить любое другое действие из набора множества вариантов, пользователь должен выбрать этот объект или действие. В законе Хика утверждается, что когда необходимо сделать выбор из n вариантов, время на выбор одного из них будет пропорционально логарифму по основанию 2 от числа вариантов плюс 1, при условии, что все варианты являются равновероятными. В этом виде закон Хика очень похож на закон Фитса:

Если вероятность i-го варианта равна p(i), то вместо логарифмического коэффициента используется

что предоставление пользователю сразу нескольких вариантов одновременно обычно является более эффективным, чем организация тех же вариантов в иерархические группы. Выбор из одного меню, состоящего из 8

элементов, производится быстрее, чем из двух меню, состоящих их 4 элементов каждое. Если все элементы могут быть выбраны с равной вероятностью и если не учитывать время, необходимое для открытия второго меню (которое,

конечно, еще более увеличило бы время для интерфейса, состоящего из двух

7

меню), то сравнение времени для выбора одного элемента из восьми (a + b log 8) с удвоенным временем для выбора одного элемента из четырех 2 (a + b log 4)

покажет, что

a + 3b < 2 (a + 2b)

поскольку log 8 = 3, a log 4 = 2, а также поскольку а < 2а и 3b < 4b.

Это согласуется с данными, полученными в экспериментах со структурами меню.

1.2.Длительность физических действий пользователя.

Любое физическое действие, совершаемое с помощью мускулатуры,

может быть или точным или быстрым. Вместе точность и быстрота встречаются исключительно редко, поскольку для этого нужно выработать существенную степень автоматизма. Объясняется это сугубо физиологическими факторами: при резком движении невозможно быстро остановиться, соответственно, чем точнее должно быть движение, тем более плавным и замедленным оно должно быть. Таким образом, чтобы физическое действие пользователя было быстрым, оно не должно быть точным.

Пользователь, как правило, управляет компьютером двумя способами, а

именно мышью и клавиатурой. Клавиатура не требует особой точности движений – неважно, быстро нажали клавишу или медленно, равно как сильно или слабо. Мышь, напротив, инерционна – есть разница между медленным еѐ перемещением и быстрым, сильным приложенным усилием и слабым. Именно поэтому оптимизация использования мыши в системе может существенно повысить общую скорость работы.

Мышь не является прецизионным инструментом. Проверить это очень легко – попробуйте мышью нарисовать ровный круг. Соответственно, мышь не предназначена для очень точных, в 1 или 2 пикселя, манипуляций, например, в

графических программах всегда есть возможность перемещать объекты клавишами со стрелками. Именно поэтому любой маленький интерфейсный элемент будет всегда вызывать проблемы у пользователей.

8

Факторы влияющие на длительность физических действий пользователя и методы уменьшения этой длительности:

-Закон Фитса;

-Методы повышения доступности кнопки;

-Уменьшение числа манипуляций;

-Уменьшение необходимости ввода данных;

-Память программы.

1.2.1 Закон Фитса. В 1954 году Поль Фитс (Paul Fitts) сформулировал правило, в наиболее практичной формулировке ставшее известным как Закон Фитса: Время достижения цели обратно пропорционально размеру цели и дистанции до цели. Рассмотрим его поподробнее.

Различные когнитивные законы, имеющие отношение к разработке интерфейсов, имеют хорошее когнитивное обоснование, и их правильность была неоднократно проверена. Эти законы часто дают дополнительные данные,

на основе которых можно принимать те или иные решения, связанные с разработкой интерфейсов. Закон Фитса позволяет определить количественно тот факт, что чем дальше находится объект от текущей позиции курсора или чем меньше размеры этого объекта, тем больше времени потребуется пользователю для перемещения к нему курсора.

Представим, что вы перемещаете курсор к кнопке, изображенной на экране. Кнопка является целью данного перемещения. Длина прямой линии,

соединяющей начальную позицию курсора и ближайшую точку целевого объекта, определяется в законе Фитса как дистанция. На основе данных о размерах объекта и дистанции закон Фитса позволяет найти среднее время, за которое пользователь сможет переместить курсор к кнопке.

В одномерном случае, при котором размер объекта вдоль линии перемещения курсора обозначается как S, а дистанция от начальной позиции курсора до объекта - как D (рисунок 1), закон Фитса формулируется следующим образом:

9

Рисунок 1 – Дистанция от курсора до цели

(Константы а и b устанавливаются опытным путем по параметрам производительности человека. Для приближенных вычислений можно использовать следующие значения: a = 50, b = 150)

Вычисляемое время отсчитывается от момента, когда курсор начинает движение по прямой линии, до момента, когда пользователь щелкает мышью по целевому объекту. Логарифм по основанию 2 является мерой трудности задачи в количестве бит информации, которое требуется для описания

(одномерного) пути перемещения курсора.

Для вычисления времени можно использовать любые единицы измерения дистанции, т.к. D/S является отношением двух дистанций и поэтому не зависит от единицы измерения. Отсюда следует, что хотя указательное устройство может переместиться на расстояние большее или меньшее, чем то расстояние,

на которое переместится на экране курсор, закон все равно работает, при условии, что соотношение между движением мышки и курсора является линейным. Закон Фитса может применяться только к тем типам перемещения,

которые совершаются при использовании большинства человеко-машинных интерфейсов, т.е. к таким перемещениям, которые невелики относительно размеров человеческого тела и которые являются непрерывными

(совершаемыми одним движением).

1.3 Длительность реакции системы.

Часто пользователи надолго прерывают свою работу. Помимо потери фокуса внимания, о котором уже сказано, это плохо тем, что лишенная руководства система начинает простаивать. Разумеется, мы ничего не можем сделать с этой ситуацией: странно было бы, если бы, как только пользователь

10