|
Факультет комп'ютерних наук і технологій
Кафедра прикладної математики та інформатики Спеціальність "Програмне забезпечення автоматизованих систем" ОЦІНКА ЯКОСТІ КОРИСТУВАЛЬНИЦЬКИХ ІНТЕРФЕЙСІВ НАВЧАЛЬНИХ ПРОГРАМ Науковий керівник:к.ф.–м.н., доц. Дацун Наталія Миколаївна |
Ефективність роботи користувача з будь–якою прикладною системою визначається в першу чергу якістю її інтерфейсу. Так як в даний час серед користувачів переважають люди, які не є фахівцями в області обчислювальної техніки і програмування, виникає необхідність розробки інтерфейсів, що враховують особливості користувачів даного рівня.
Проектування користувальницького інтерфейсу повинно бути визначено низкою вимог, і при розробці яких творці повинні дотримуватися деяких стандартів.
Існує стандарт ISO/DIS 9241–14, в якому вказані сім необхідних вимог для користувача інтерфейсу. Також при проектуванні і розробці користувальницького інтерфейсу необхідно враховувати дев'ять принципів побудови взаємодії людина–комп'ютер. Так як у такій системі необхідно прагнути до найбільш гнучкого поєднання можливостей людини і комп'ютера, то при розробці інтерфейсу необхідно серйозно підходити до проблеми продуктивності людини.
Серед основних способів збільшення продуктивності людини виділяються кілька надзвичайно важливих, а саме: зменшення кількості даних, що вводяться, обмеження прийняття рішень, зменшення суб'єктивного часу сприйняття, відсутність пауз у роботі користувача і постійна індикація стану системи (наявність зворотного зв'язку).
При розробці користувальницького інтерфейсу особливу увагу слід приділити початковій фазі розробки – концептуальному дизайну. Сформована на початковій фазі розробки концепція надалі повинна бути деталізована на основі завдань користувача у конкретної прикладної системи. Будь–який розробник обов'язково повинен провести перевірку зручності інтерфейсу на користувачах.
В качестве объективного критерия оценки интерфейса можно считать точное соответствие поведения прикладной системы представлениям пользователя о работе с ней.
Хороші інтерфейси мають вирішальне значення для користувачів. Не важливо наскільки хороша та чи інша технологія – якщо розробникам не вдалося зробити користувальницький інтерфейс максимально інтуїтивним і привабливим – вона навряд чи стане успішною. Щоб людина зацікавився новим продуктом, він повинен або чітко розуміти його переваги, або бути сильно враженним ним[23].
Саме у цьому випадку важливими стають творчі (креативні) ідеї і незвичайний підхід до інтерфейсів.
Значення ефективного користувальницького інтерфейсу програмного продукту (навчальної системи, програмного забезпечення, сайту, CRM–системи, мобільного телефону) важко переоцінити. Користувача програмного забезпечення не стільки хвилює досконалість алгоритмів, згідно з якими функціонує програма, скільки зручність використання. Кінцевий користувач взаємодіє з продуктом саме через його користувальницький інтерфейс, який є сполучною ланкою між людиною і програмним продуктом [12].
Користувацький інтерфейс є одним з найважливіших конкурентних переваг будь–якого програмного продукту, тому організації та проведення робіт з проектування і дизайну користувальницького інтерфейсу повинна приділятися максимальну увагу. Проектування інтерфейсів направлено на ефективну реалізацію завдань споживача, тому для визначення обсягу робіт необхідно формалізувати яким чином користувач буде йти до досягнення результату, а також провести юзабіліті тестування реальних або цільових користувачів продукту, грунтуючись не лише на думці експертів, але й на проблемах, виявлених у роботі користувачів [12].
Програмні продукти повинні бути адаптовані для потреб і оточення користувачів. Інакше розробки можуть виявитися невдалими. Кращий інтерфейс дозволяє користувачеві зробити те, що він хоче, коли він хоче і як він хоче. Успіх проектування визначається тим, наскільки практичним і комфортним буде використання інтерфейсу.
Трудомісткість проектування і розробки інтерфейсу досить велика. За оцінками фахівців в середньому вона складає більше половини часу реалізації проекту. Актуальним є зниження витрат на розробку і супровід програмних систем або розробка ефективного програмного інструментарію, де під ефективністю розуміється простота розробки, легкість супроводу і зручність роботи з програмою [15].
Інтерфейс – сукупність технічних, програмних і методичних (протоколів, правил, угод) коштів для взаємодії в обчислювальній системі користувачів з пристроями і програмами, а також пристроїв з іншими пристроями і програмами.
Інтерфейс – це спосіб (стандарт) взаємодії між об'єктами. Інтерфейс задає параметри, процедури і характеристики взаємодії об'єктів.
На малюнку 1 зображена схема взаємодії користувача з комп'ютером.
Інтерфейс – це набір правил, які можна об'єднати за способами взаємодії людини і комп'ютера.
Взаємодія перерахованих інтерфейсів з операційними системами і технологіями показано на рис.2 [17].
Процедурно–орієнтований інтерфейс використовує традиційну модель взаємодії з користувачем, засновану на поняттях «процедура »і «операція». У рамках цієї моделі програмне забезпечення надає користувачеві можливість виконання деяких дій, для яких користувач визначає відповідність даних і наслідком виконання яких є отримання бажаного результату [19].
На малюнку 3 представлена структура моделі.
Об'єктно–орієнтовані інтерфейси використовують модель взаємодії з користувачем, орієнтовану на маніпулювання об'єктами предметної області. У рамках цієї моделі користувачеві надається можливість безпосередньо взаємодіяти з кожним об'єктом і ініціювати виконання операцій, в процесі яких взаємодіють кілька об'єктів. Завдання користувача формулюється як цілеспрямована зміна деякого об'єкта. Об'єкт розуміється в широкому сенсі слова – модель БД, системи і т.д. Об'єктно–орієнтований інтерфейс припускає, що взаємодія з користувачем здійснюється за допомогою вибору і переміщення піктограм відповідної об'єктно–орієнтованої області. Розрізняють однодокументних (SDI) і багатодукументним (MDI) інтерфейси. [19]
В інформаційному взаємодії головну роль грають інструменти для роботи з інформацією – комп'ютери. Ефективність використання інструменту залежить від операторських якостей, навичок і здібностей людини. Керуючи технічною системою, людина стає оператором [14].
Однак, якщо в силу своїх специфічних особливостей, людина не може безпосередньо спілкуватися з машиною (на рівні електричних сигналів). Необхідно погодити їх апаратні інтерпретації. Необхідно використовувати такі пристрої, які б представляли б машинні сигнали у вигляді, зручному для сприйняття людиною. В даний час найчастіше використовуються візуальні (зорові – світлове відображення на екрані), звукові і тактильні (дотикові) інструменти індикації. На інструментах індикації формується так звана динамічна інформаційна модель (ДІМ) – об'єктивний образ реального світу, отриманий відповідно до визначених правил, безліч сигналів машини, які несуть інформацію оператору.
Динамічна інформаційна модель постійно змінюється відповідно до змін, які відбуваються в об'єкті спостереження (машині). Оператор приймає інформацію, яка міститься у динамічній моделі за допомогою рецепторів [24].
Отримана інформація потім обробляється яким–небудь способом у центральній нервовій системі. На основі сприйняття динамічної інформаційної моделі в підсвідомості людини створюється уявлення (концепція) про стан реального об'єкта, машини. Така модель називається концептуальної або психічної.
Образно–концептуальна модель – сукупність уявлень оператора про реальний та прогнозований стан об'єкта діяльності та арготіческой системи в цілому, про цілі та способи реалізації своєї діяльності. Розрізняють постійні та змінні (оперативні) компоненти образно–концептуальної моделі.
Постійні включають: загальне уявлення оператора про час і простір, про стратегічні цілі діяльності, систему цінностей і оцінок, уявлення про стандартні способи реагування на зміни ситуації.
Змінні компоненти є результатом аналізу потоку інформації про арготіческой системі, переданого інформаційною моделлю.
Значний вплив на образно–концептуальну модель надає індивідуальний сенсорно–перцептивний досвід оператора, а також засвоєна їм семіотична система, характерна для даної культури. Незважаючи на структурну складність, образно–концептуальна модель представляє собою цілісне відображення дійсності, що володіє тенденцією до вдосконалення. Формування та вдосконалення образно–концептуальної моделі оператора є однією з ключових проблем інженерної психології. [20]
Ментальна, або концептуальна, модель лише внутрішньо відображення того, як користувач розуміє і взаємодіє з системою. Ментальна модель – це «відображення» (в основному) фізичної системи або комп'ютерного програмного забезпечення, в якому закладена ймовірна послідовність дій при виконанні операцій вводу та виводу.
Ментальна модель не обов'язково точно відображає ситуацію та її компоненти. Поки ментальна модель допомагає людям пророкувати, що станеться далі, вона буде служити основою для розуміння, аналізу і прийняття рішень.
В основі ментальної моделі – всі взаємовідносини між користувачами та їхніми комп'ютерами, тому вона є фундаментом для вироблення принципів і правил для користувача інтерфейсу.
Роль користувача в інтерфейсі дуже важлива. Проектування інтерфейсу повинно базуватися на знанні, досвіду та очікувань користувача. Необхідно добре знати основні фізичні, пізнавальні можливості, а також здатності користувачів до сприйняття.
Когнітивна психологія пояснює те, як працює наш мозок, як ми мислимо, як ми запам'ятовуємо, як ми навчаємося. Це інформаційно–процесуальна модель людського пізнання – модель, яка показує нам схожість людського пізнання з комп'ютером і те, що єдина теорія обчислень може бути використана для проведення досліджень і проектування в психології та комп'ютерної галузі.
Інформаційно–процесуальна модель людського пізнання – модель, яка показує нам схожість людського пізнання з комп'ютером і те, що єдина теорія обчислень може бути використана для проведення досліджень і проектування в психології та комп'ютерної галузі. Але все ж це різні моделі сприйняття, і людське пізнання набагато складніше простої обробки та збереження інформації.
Інформаційно–процесуальна модель представляє навчання як розвивається процес, що поєднує колишні навички, знання і купується досвід. Отже, вона вкрай необхідна при проектуванні програмного забезпечення [22].
ІП модель являє собою навчання як розвиваючий процес, що поєднує колишні навички, знання і купується досвід. Отже, вона вкрай необхідна при проектуванні програмного забезпечення.
Інтерфейс безпосередньо залежить від розв'язуваних програмним забезпеченням завдань, вхідних і вихідних даних; однак при цьому існують значна свобода в тому, в якому вигляді всі ці дані будуть представлені користувачеві. Від того, наскільки користувальницький інтерфейс буде функціональний, зрозумілий і зручний кінцевому користувачу, багато в чому залежить успішність вирішення поставленої при проектуванні ПЗ.
На процес проектування користувальницького інтерфейсу Найбільшого вплив мають суб'єктивні уявлення проектувальника про зрозумілості, зручності і краси. Тому, велике значення має проблема оцінки якості призначеного для користувача інтерфейсу. Проводячи такі оцінки на ранніх етапах процесу проектування можна уникнути великої кількості помилок, прорахунків, неприйняття ПЗ кінцевими користувачами.
Існує цілий ряд підходів дозволяють оцінити якість для користувача інтерфейсу. У цілому всі методи можна розбити на дві великі групи: методи безпосередньо тестування інтерфейсу групою користувачів і методи без такого тестування, засновані на формальних розрахунках. І ті, і інші методи однаково застосовні як для оцінки інтерфейсу традиційного ПЗ, так і Web–додатків.
Вибір групи методів залежить, головним чином, від того, наскільки можливо безпосереднє тестування на тій чи іншій стадії виконання проекту і відведеного на таке тестування часу та бюджету. Важливо враховувати не тільки вартість самого проектування і розробки якісного і зручного для користувача інтерфейсу, але і можливих фінансових втрат, які неминучі, якщо інтерфейс недостатньо опрацьований або незручний у використанні.
Хоча оцінка якості призначеного для користувача інтерфейсу процес досить суб'єктивний і важко формалізуються [3], можна з упевненістю стверджувати, що хороший інтерфейс повинен забезпечувати ефективну і продуктивну роботу користувача. Існує також і ряд критеріїв, яким повинен задовольняти якісний інтерфейс [1, 5, 6, 8, 9]:
Як правило, інтерфейс будується для виконання якоїсь конкретної задачі, і в силу цього можна заздалегідь визначити мінімальну кількість інформації, яку користувач повинен ввести, щоб це завдання вирішити. Цей обсяг інформації є властивістю самого завдання і не залежить від вибору варіанта реалізації інтерфейсу. З цієї точки зору краще той варіант інтерфейсу, який не вимагає введення зайвої інформації, з іншого боку зрозуміло і те, що якщо нічого зайвого вводити не потрібно, то для поліпшення інтерфейсу потрібно шукати інші шляхи, ніж скорочення обсягу введених даних [18].
Можна виділити ряд найбільш поширених методів оцінки якості призначеного для користувача інтерфейсу (мал. 4):
В основі цього методу лежить спеціальна форма інтерв'ю, проведеного в групі. Фокус–група являє собою групу користувачів або фахівців (зазвичай 7–10 осіб), не знайомих із запропонованим їм для оцінки інтерфейсом і, як правило, є потенційними чи зацікавленими користувачами.
Робота фокус–групи може, як випереджати кількісні дослідження, так і проводитися після них.
У першому випадку, на тестування та обговорення пропонується прототип інтерфейсу підлягає оцінці, при цьому основне завдання фокус–групи – зібрати початкові думки про інтерфейс, перевірити, наскільки він відповідає очікуванням, з'ясувати, що викликає питання. Таке дослідження дозволяє звузити коло проблем і висунути гіпотези для їх подальшого вирішення.
Во втором случае, фокус–группы, как правило, направлены на уточнение данных количественного исследования, его дополнения за счет более подробной проработки полученной ранее информации. На тестирование и обсуждение предлагается рабочий вариант информационной системы с интерфейсом, подлежащим оценке. Такое тестирование позволяет выявить то, что было упущено на ранних этапах проектирования пользовательского интерфейса и получить предложения по улучшению интерфейса.
Робота фокус–групи ведеться за складеним заздалегідь сценарієм, при цьому вся розмова має бути записана на відео або аудіо носії для подальшого розшифрування та аналізу.
За допомогою методу фокус–груп можна отримати досить глибинну інформацію про особливості поведінки кінцевих користувачів, яку просто неможливо з'ясувати іншими методами. Цей метод дозволяє і краще зрозуміти користувачів – виявити хвилюючі їх проблеми та побажання.
Зазвичай аналіз проводять кілька невеликих і незалежних фокус–груп (важливо щоб групи розрізнялися за своїм складом, наприклад це можуть бути групи досвідчених користувачів (технічних спеціалістів), новачків та середніх користувачів). Такий підхід дозволяє виявити найбільш проблемні ділянки в інтерфейсі і разом з тим він дозволяє провести оцінку в дуже короткий термін, не вдаючись до масштабного тестування.
При этом вполне понятно, что в первую очередь нужно решать проблемы средних пользователей (так их абсолютное большинство).
Корисно зробити кілька повторних оцінок інтерфейсу (ітерацій) тими ж фокус–групами вже після внесення до нього змін.
Недоліком методу є те, що користувачі зазвичай не помічають вдалих інтерфейсних рішень, так як такі сприймаються як природні і не залучають до себе уваги, тому важливо з великою обережністю ставитися до змін у тих частинах інтерфейсу щодо яких не було ніяких коментарів користувачів.
Прототипування [2] полягає у створенні широкого набору макетів (прототипів) майбутнього користувальницького інтерфейсу, які піддаються зіставному аналізу. Як правило, прототип містить реалізацію лише самого інтерфейсу, без його функціонального наповнення.
Мета прототипування полягає визначенні, наскільки те чи інше рішення перспективно, і подальшої реалізації кращого з можливого. Цей підхід дозволяє заощадити час і ресурси, що витрачаються на проектування та розробку.
Наиболее целесообразно применять этот подход на ранних этапах проектирования, что помогает выбрать правильное направление разработки, однако возможно и создание “локальных” прототипов для отдельных элементов пользовательского интерфейса. Таким образом, данный подход охватывает как проектирование интерфейса, как целого, так и проектирование его частей.
Для створення прототипів приваблюють не лише фахівців, але й кінцевих користувачів, при цьому корисні будь–які думки, пропозиції і графічні начерки; основне завдання – створити 5–7 варіантів інтерфейсу вирішального одну і ту ж саму задачу.
Створені прототипи піддаються зіставному аналізу, у зв'язку з чим необхідно визначити критерії оцінки. Відправною точкою у визначенні таких критеріїв є та проблема, задля вирішення якої були створені прототипи. Їй може бути час введення даних користувачем, час прийняття користувачем рішення на основі наданої інформації, суб'єктивна оцінка якості інтерфейсу за деякою шкалою і т.п. Як правило, найбільш ефективний порівняльний аналіз прототипів з кількох методів: GOMS, Фокус–групи, Експертна оцінка.
Даний аналіз складається з двох аспектів – у виявленні, які конкретно завдання намагається виконати користувач за допомогою пропонованого інтерфейсу, а також у виявленні наскільки ефективно користувач виконує поставлену перед ним керівником тестування завдання [18].
Для проведення тестування потрібно мати декілька чоловік представляють передбачуваний коло майбутніх користувачів системи, що не знайомі з інтерфейсом. Дослідження показують, що немає необхідності проводити тестуванням з великим числом користувачів, оптимальним число є 7–12 суб'єктів. При такому невеликому числі користувачів можна виявити близько 80% помилок і неточностей в інтерфейсі (невдале розташування інтерфейсних елементів, незручне меню, незрозумілі написи і т.п.) і отримати при цьому достовірний результат.
Тестування починається з попереднього анкетування користувачів, мета якого – виявити, наскільки користувачі знайомі з тими чи іншими аспектами предметної області, типовими завданнями, чи є у них досвід роботи з подібним програмним забезпеченням.
Користувачам пропонується виконати просту задачу відповідно до підготовленого сценарієм (який містить необхідні вихідні дані і дії необхідні для його виконання). Якщо користувачі добре знайомі з предметною областю, то їм пропонується самостійно виконати завдання, яке, на їхню думку, має вирішувати додаток. У ході цього процесу вимірюється витрачений користувачем час, кількість звернень за допомогою, помилки користувача, запитання та коментарі користувача.
Проводиться анкетування користувачів з метою виявити ступінь задоволеності користувача: наскільки повно додатком виконується завдання, надана чи вся необхідна інформація, а зайва прихована і т.п.
Далі в рамках отриманих даних йде робота з поліпшення інтерфейсу.
GOMS (скорочення від англійського Goals, Operators, Methods, and Selection Rules – Цілі, Оператори, Методи та Правила вибору) це сімейство методів дозволяють провести моделювання виконання тієї або іншої задачі користувачем і на основі такої моделі оцінити якість інтерфейсу (точніше кажучи оцінити час виконання задачі як основний критерій якості) [9]. Даний спосіб був запропонований S. K. Card, T. P. Moran і A. Newell в 1983 році.
Ідея методу полягає в тому, що всі дії користувача можна представити як набір типових складових складові (наприклад, натиснути ту чи іншу кнопку на клавіатурі, пересунути мишу, і т.п.). Для цих типових складових можна провести вимірювання часу їх виконання (на великій кількості користувачів) і отримати статистичні оцінки часу виконання того чи іншого елементарного дії. Оцінка якості інтерфейсу полягає в розкладання виконуваного завдання на типові складові, та обчислення часу, який буде в середньому витрачається користувачем на виконання цього завдання.
У даному методі кожна мета або завдання (Goal), яку хоче досягти користувач за допомогою інтерфейсу, складається їх набору методів (Methods) які у свою чергу побудовані з операторів (Operators). Якщо мета може бути досягнута декількома способами, то вибір здійснюватися за правилами вибору (Selection Rules).
Даний метод, як і будь–який інший, має свої переваги і недоліки.
В області проектування і розробки інтерфейсів напрацьовано велику кількість евристичних правил, рекомендацій і методик [1, 5, 6, 8], дотримуючись яких можна створити якісний (хоча і щодо типової) інтерфейс.
Метод експертної оцінки якості інтерфейсу полягає в дослідженні, наскільки аналізований інтерфейс відповідає відомими правилами, рекомендаціями і методиками. У ході такої оцінки виявляються невідповідності і протиріччя, які і повинні бути усунені.
Перед проведенням оцінки експерт складає список правил у порядку їхньої важливості, які повинні бути дотримані. У цей список входять як рекомендації постачальника ОС і інструментальних засобів, так і напрацьовані в даній предметній області типові рішення. При оцінці перевіряють наскільки той чи інший інтерфейс відповідає переліку вимог.
Даний метод багато в чому покладається на досвід, компетентність і професіоналізм проводять аналіз фахівців.
Експертна методика оцінки визначена і в [ГОСТ 28195–89] і [ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126–93]. Так, ці стандарти визначають показники якості ПЗ та методики їх оцінки, дані показники дозволяють оцінити якість ПЗ в цілому, і в тому числі зручність використання.
Так, [ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126–93] вводить поняття практичності ПЗ – набір атрибутів, що відносяться до обсягу робіт, необхідних для використання та індивідуальної оцінки такого використання певним або удаваним колом користувачів.
Правила GOMS дозволяють визначити час, необхідний користувачу для виконання будь–якої, чітко сформульованого завдання, для якої даний інтерфейс передбачений. Проте цього методу недостатньо, щоб оцінити наскільки швидко має працювати інтерфейс – його продуктивність. Використовуємо критерій ефективності Раскіна, який оцінює інформаційну продуктивність інтерфейсу [7].
Інформаційна продуктивність інтерфейсу E визначається як відношення мінімальної кількості інформації, необхідної для виконання завдання, до кількості інформації, яку повинен ввести користувач. Параметр E змінюється в межах [0, 1]. У пункті E враховується тільки інформація, необхідна для завдання, та інформація вводиться користувачем. Кілька методів дії можуть мати однакову продуктивність E, але мати різний час виконання. Можливо, що один метод має більш високий показник E, але діє повільніше, ніж інший метод.
Інформація вимірюється в бітах. Один біт представляє собою один з двох альтернативних варіантів (0 або 1; "так" або "ні") і є одиницею інформації. При кількості n рівноймовірно варіантів сумарна кількість переданої інформації визначається як 
.
Кількість інформації для кожного варіанта визначається як
Якщо ймовірності для кожної альтернативи не є рівними і i–я альтернатива має ймовірність p (i), то інформація, передана цією альтернативою, визначається як
Загальна кількість інформації є сумою по всіх варіантах виразів (2.1) або (2.2).
При використанні миші як пристрої введення інформації, кількість інформації оцінюють подібним же чином. Якщо екран поділений на дві рівні області (одна відповідає стану «так», а друга відповідає стану «ні»), то клацання миші в одній з цих областей буде передавати один біт інформації. Якщо є n рівноймовірно об'єктів, то натисканням на один з них повідомляється біт інформації. Якщо об'єкти мають різні ймовірності, використовується сума значень кількості інформації, отриманих за формулою (2.2).
При передачі інформації натисканням клавіші клавіатури її кількість залежить від загального числа клавіш і відносної частоти використання кожної з них. Тобто натиснення клавіш можуть використовуватися як приблизна міра інформації. Якщо на клавіатурі є 128 клавіш, і кожна з них використовується з однаковою частотою, то натискання будьvякий з них буде передавати
Насправді частота використання клавіш істотно змінюється. Наприклад, в російській розкладці клавіатури клавіша о (в деяких дослідженнях – клавіша е) використовується найчастіше. Для розкладок французької, німецької, англійської, іспанської, італійської мов найбільш часто зустрічається клавіша e, потім t або a (залежно від мови).
При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2011р. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.