4.2.3.3. Інтерфейс для Хола: варіант 2

Рис. 4.3. ГИП для задачі Хола

В інтерфейсі, показаному на мал. 4.3, використовується наочне відображення термометрів. Хол може чи підняти опустити покажчик на кожнім термометрі методом перетаскування за допомогою ГУВ. Хол визначає, який йому необхідно зробити перерахування, переміщаючи стрільцю покажчика або по шкалі Цельсия, або по шкалі Фаренгейта. Холу не потрібно вводити символи за допомогою клавіатури - він просто вибирає значення температури на одному з термометрів. При переміщенні покажчика на одному термометрі покажчик на іншому переміщається на відповідне значення. Точність установлюється за допомогою регуляторів масштабирования шкал. Також можливо змінити поточний діапазон значень. Зміна чи шкали діапазону на одному термометрі автоматично приводить до відповідного зміні на іншому. Точне числове значення відображається на переміщуваній стрілці. Температура показується як у числовому виді так і за допомогою рівня градусника, тому Хол може, на свій розсуд, користатися або графічним варіантом представлення даних, або символьним. Сервіс "Автомед" дозволяє установити діапазони термометрів з центром у районі 37 градусів шкали Цельсия і 98.6 градусів Фаренгейта на випадок, якщо хтось зі співробітників працює зі значеннями температури тіла людини. Ця опція служить для економії часу.

За допомогою натискання кнопок "Розширити шкалу" (Expand Scales) і "Зжати шкалу" (Compress Scales) можна чи зменшити збільшити ціну розподілу шкал у 10 разів. Для переходу до значення, що у даний момент не видно на екрані, Хол розширює шкалу, потім прокручивает до потрібного місця на шкалі, установлює стрільцю на необхідне температурне значення і потім стискає шкалу до одержання необхідної точності, при необхідності підбудовуючи стрільцю покажчика.

Провести аналіз цього графічного інтерфейсу за допомогою моделі швидкості печатки GOMS досить складно, оскільки спосіб, яким Хол може його використовувати, залежить від того, де в даний момент установлена стрілка покажчика, який необхідний діапазон температур і яка потрібно точність. Розглянемо спочатку простий випадок, при якому діапазон температурних шкал і точність перекладу вже знаходяться в бажаному положенні. Аналіз дозволить визначити мінімальний час, необхідне для використання цього інтерфейсу.

" Запишемо, які жести використовує Хол, коли переміщає руку до ГУВ, клацає по кнопці й утримує її, указуючи на стрілку одного з термометрів:

H P K

" Продовжимо записувати ті жести, що використовує Хол для переміщення стрілки до необхідного температурного значення і відпускає кнопку ГУВ

H P K P K

" Поставимо операторы M відповідно до правила 0:

H M P M K M K

" Видалимо два операторів M відповідно до правила 1:

H M P K K

Когнітивні одиниці, роздільники послідовностей і т.д. тут не використовуються, тому правила 2-5 не застосовуємо. Складаючи значення операторів, одержуємо загальний час:

H M P K K

0.4 + 1.35 + 1.1 + 0.2 + 0.2 = 3.25 з

Результат обчислення відноситься до удалого випадку, коли вихідний термометр уже предустановлен на необхідний діапазон і точність. Тепер розглянемо випадок, при якому Хол розширює шкалу, щоб побачити необхідне температурне значення, змінює діапазон, стискає шкалу, щоб одержати необхідну точність, і потім переміщає стрільцю покажчика. Далі я приводжу загальний запис методу, що використовує Хол, без проміжних кроків. (Я виходжу з того, що Хол є досвідченим користувачам і не прокручивает шкалу туди і назад, щоб знайти на ній потрібна ділянка.) Холу приходиться кілька разів користатися стрільцями для прокручування температурної шкали. На кожну операцію прокручування екрана може зажадати декількох жестів. Крім того, потрібен час на те, щоб відобразити зміни на екрані, зв'язані з його прокручуванням. Щоб оцінити час прокручування, я побудував такий інтерфейс і вимірив ці значення. Усі вони були рівні 3 з і більш. Позначаючи час прокручування шкал через S, запишемо послідовність жестів, що застосовує Хол.

H P K S K P K S K P K S K P K K

Відповідно до правил розставляємо оператори M:

H + 3(M + P + K + S + K) + M + P + K + K

0.4 + 3*(1.35 + 0.2 + 3.0 + 0.2) + 1.35 + 0.4 + 0.2 + 0.2 = 16.8 з

За винятком рідких випадків, коли шкали вже із самого початку встановлені правильно, ідеальному користувачу знадобиться більш 16 з на те, щоб виконати переклад з однієї шкали в іншу, тоді як реальний, тобто не ідеальний користувач, може збивати шкали і стрілки покажчиків, і тому йому знадобиться навіть більше часу.

4.3. Вимір ефективності інтерфейсу

Кожен інструмент несе із собою той дух, у якому він був створений.

Вернер Карл Гейзенберг

Ми розглянули два інтерфейси: в одному з яких потрібно близько 5 з на виконання задачі, а в іншому - більш 15 с. Звідси ясно, який з інтерфейсів краще задовольняє поставленим умовам. Наступний питання - це визначити, наскільки швидко працює той інтерфейс, що відповідає поставленим вимогам.

Якщо мається модель інтерфейсу, то за допомогою GOMS і його розширень можна визначити час, необхідний користувачу на виконання будь-який, чітко сформульованої задачі, для якої даний інтерфейс передбачений. Однак моделі аналізу не можуть дати відповідь на питання про тім, наскільки швидко повинний працювати інтерфейс. Щоб відповісти на нього, ми можемо скористатися мірою, застосовуваної в теорії інформації. Далі ми будемо розглядати термін інформація в технічному змісті, тобто як квантифікацію деякого обсягу даних, переданих за допомогою засобу комунікації, як, наприклад, при розмові двох людей по телефоні, чи якщо людина подає деякий сигнал машині, наприклад за допомогою натискання кнопки ГУВ, коли курсор знаходиться у визначеній області екрана. Перед тим як поглибитися в деталі техніки виміру того, який обсяг інформації потрібний для виконання поставленої задачі, обґрунтуємо необхідність такого виміру.

Щоб зробити правильну оцінку часу, необхідного на виконання задачі за допомогою найшвидшого інтерфейсу, насамперед варто визначити мінімальна кількість інформаціїї, що користувач повинний увести, щоб виконати задачу. Це мінімальна кількість не залежить від моделі інтерфейсу. Якщо методи роботи, використовувані в передбачуваному інтерфейсі, вимагають уведення такої кількості інформації, що перевищує мінімальне, це означає, що користувач робить зайву роботу, і тому інтерфейс можна удосконалити. З іншого боку, якщо від користувача потрібно ввести саме та кількість інформації, який необхідно для виконання задачі, то для цієї задачі інтерфейс не можна зробити більш продуктивним шляхом зміни кількості інформації. У цьому випадку шляху поліпшення інтерфейсу (а також багато шляхів для погіршення) усе-таки залишаються, але принаймні дана мета підвищення продуктивності буде вже досягнута.

Інформаційно-теоретична продуктивність визначається так само, як поняття продуктивності визначається в термодинаміку - відношенням потужності на виході до потужності на вході процесу. Якщо протягом якогось періоду часу електрогенератор, що працює від двигуна продуктивністю в 1000 ват, робить 820 ват, то він має продуктивність 820/100=0.82. Продуктивність також часто позначається через відсотки. У цьому випадку продуктивність електрогенератора буде складати 82%. Ідеальний генератор (який не може існувати з погляду другого закону термодинаміки) повинний мати продуктивність 100%.

Інформаційна продуктивність інтерфейсу E визначається як відношення мінімальної кількості інформації, необхідного для виконання задачі, до кількості інформації, що повинний увести користувач. Так само як і у відношенні фізичної продуктивності, параметр E може змінюватися в межах від 0 до 1. Якщо ніякої роботи для виконання задачі не потрібно чи робота просто не виробляється, то продуктивність складає 1. (Це формальне положення вводиться для того, щоб уникнути розподілу на 0, як у випадку відповіді на виведене прозоре повідомлення про помилку (див. роздягнув 5.5).)

Продуктивність E може дорівнювати і 0 у випадках, коли користувач повинний ввести інформацію, що зовсім марна (мал. 4.4). Слід зазначити, що в інтерфейсах можна зустріти чимало деталей, що мають сумнівну цінність через параметр E=0. Прикладом такого марного елемента може бути діалогове вікно, у якому є тільки одна-єдина можливість для дії користувача, наприклад кнопка OK. (У JavaScrіpt є навіть спеціальна команда Alert, призначена тільки для того, щоб робити такі непотрібні діалогові вікна. Розроблювачі мови JavaScrіpt були досить розумні, щоб забрати з нього команду goto і зробити програмування на цій мові структурним, але вони випустили з уваги аспект інтерфейсу.)

Рис. 4.4. Діалогове вікно з інформаційною теоретичною ефективністю 0

У параметрі E враховується тільки інформація, необхідна для задачі, і інформація, що вводиться користувачем. Два чи більш методи дії можуть мати однакову продуктивність E, але мати різний час виконання. Можливо навіть, що один метод має більш високий показник E, але діє повільніше, ніж інший метод, - наприклад M K M K і M K K K. У цьому прикладі при використанні першого методу повинне бути введено тільки два символи. При використанні другого методу потрібно ввести три символи, але часу на всю дію витрачається менше. Важко привести інші приклади зі звичайного життя, у яких відбувається аналогічна перестановка швидкості й інформаційної продуктивності.22 Як правило, чим більш продуктивним є інтерфейс, тим більше продуктивним і більш человекоориентированным він є.

Інформація виміряється в бітах. Один біт, що являє собою один із двох альтернативних варіантів (таких як 0 чи 1, так чи ні), є одиницею інформації.23 Наприклад, щоб вибрати один з яких-небудь чотирьох об'єктів, буде потрібно 2 битка інформації. Якщо об'єкти позначити як A, B, C і D, перший біт інформації визначить вибір між A і B чи C і D. Коли перший вибір зроблений (наприклад, C і D), другий біт визначить вибір між наступними двома елементами (або C, або D). Двох двоичных виборів, чи двох битов, досить для вибору одного елемента з чотирьох. Щоб зробити вибір із групи восьми елементів, буде потрібно 3 битка. Із шістнадцяти елементів - 4 біти, і т.д. У загальному випадку при кількості n равновероятных варіантів сумарна кількість переданої інформації визначається як ступінь 2, рівна n:

\log_2 n

Кількість інформації для кожного варіанта визначається як

(1/n) \log_2 n (1)

Якщо імовірності для кожної альтернативи не є рівними й і-я альтернатива має імовірність p(і), то інформація, передана цією альтернативою, визначається як

p(і) \log_2(1/p(і)) (2)

Кількість інформації є сумою (по усіх варіантах) вираження (2), що при равновероятных варіантах зводиться до вираження (1). Звідси випливає, що інформаційний зміст інтерфейсу, у якому можливо зробити тільки натискання єдиної клавіші (а ненатискання клавіші не допускається), складає 0 біт:

1 \log_2(1) = 0 (3)

Однак може показатися, що натискання єдиної клавіші здатно, наприклад, викликати підрив динаміту для руйнування будинку. Таким чином, чи передає це натискання яку-небудь інформацію? Насправді ні, тому що ненатискання кнопки не була передбачено як альтернатива - інтерфейс допускає "тільки натискання єдиної клавіші". Якщо ж натискання клавіші не виробляється протягом 5-хвилинного періоду, коли підрив можливий, то будинок не буде зруйновано, і тому чи натискання ненатискання передає до 1 біта інформації, тому що в цьому випадку мається альтернатива з двох варіантів. З вираження (2) випливає, що в обчисленнях використовується імовірність (p) того, що будинок буде зруйновано. Таким чином, імовірність того, що воно не буде зруйновано, складає 1-p. За допомогою вираження (2) ми можемо обчислити інформаційний зміст даного інтерфейсу:

p \log_2(1/p) + (1-p) \log_2(1/(1-p)) (4)

При p=S результат вираження (4) складе:

S*1 + S*1 = S + S = 1

Значення вираження (4) буде менше 1, якщо p ? S. Зокрема при p = 0 чи p = 1 воно складе 0, як це видно з вираження (3).

Цей приклад показує важливий момент, що полягає в тім, що ми можемо оцінити обсяг інформації, що міститься в повідомленні, тільки в контексті всього набору можливих повідомлень. Щоб підрахувати кількість інформації, переданої деяким отриманим повідомленням, необхідно знати зокрема імовірність, з яким це повідомлення може бути відправлено. Кількість інформації в будь-якім повідомленні не залежить від інших повідомлень, що були в чи минулому можуть бути в майбутньому, не зв'язано згодом чи тривалістю і не залежить від яких-небудь інших подій, так само як результат підкидання симетричної монети не залежить від результату попередніх чи підкидань від часу дня, коли це підкидання виробляється.

Крім того, важливо враховувати, що:

"не можна плутати поняття інформації з поняттям змісту ...інформація є мірою волі вибору повідомлення... Слід зазначити, що при наявності тільки двох можливих повідомлень затверджувати, що якесь повідомлення передає якийсь обсяг [1 біт] інформації, неправильно. Поняття інформації не застосовно до окремих повідомлень (на відміну від поняття змила), але застосовно до ситуації в цілому; при цьому одиниця інформації показує, що в даній ситуації мається деякий обсяг волі у виборі повідомлення, що зручно позначати як стандартний чи одиничний обсяг інформації" (Shannon і Weaver, 1963, с. 9).

Однак дії, що робить користувач при виконанні задачі, можна з більшою точністю змоделювати у виді процесу Маркова, у якому імовірність наступних дій залежить від уже зроблених користувачем дій. Проте , для даного розгляду досить використовувати згадані імовірності окремих, одиничних подій, при цьому будемо виходити з того, що всі повідомлення є незалежними друг від друга і равновероятными.

Також можна обчислити кількість інформації, що передається за допомогою пристроїв, що відрізняються від клавіатури. Якщо екран дисплея розділений на двох областей - зі словом "Так" в одній області і словом "Ні" - в іншій, то один клік, зроблений в одній з областей, буде передавати 1 біт інформації. Якщо мається n равновероятных об'єктів, то натисканням на один з них повідомляється \log_2 n біт інформації. Якщо об'єкти мають різні розміри, то кількість інформації, що повідомляється кожним з них, не змінюється, але збільшується час переміщення ГУВ до більш дрібних об'єктів (далі ми покажемо спосіб обчислення цього часу). Якщо об'єкти мають різні імовірності, формула залишається аналогічної той, котра була дана для випадку введення з клавіатури разновероятных даних. Розходження складається тільки в тім, що для натискання клавіші може знадобитися 0.2 с. тоді як для натискання кнопки, зображеної на екрані, у середньому може знадобитися близько 1.3 з (без обліку часу переміщення руки користувача з клавіатури на ГУВ).

У випадку голосового введення інформації його інформаційний зміст можна обчислити, якщо розглядати мова як послідовність символів, що вводяться, а не як безупинний потік визначеного діапазону і тривалості.

Даний підхід до теорії інформації і її зв'язку з розробкою інтерфейсів є спрощеним. Але навіть у такій спрощеній формі, що ми також використовували при розгляді моделі GOMS, теорія інформації може дати нам загальний критерій оцінки якості інтерфейсу.