В настоящее время существенно возросла проблема построения человеко-машинных интерфейсов, поскольку вычислительная техника и программное обеспечение применяются практически во всех сферах человеческой деятельности. Преобладающее большинство современных прикладных программ обладают графическим интерфейсом пользователя. При создании информационных систем и программного обеспечения естественным образом возникает вопрос об оценке параметров, в том числе и параметров качества графического пользовательского интерфейса. Интуитивный выбор методов построения графического пользовательского интерфейса и отображения информации для организации диалога человек - вычислительная система приводит к построению систем, в которых человек с трудом справляется с выполнением возложенных на него функций. Как правило, во многих современных информационных системах, время затрачиваемое человеком на анализ возникшей ситуации больше времени реакции системы, поэтому этот фактор во многом определяет быстродействие и пропускную способность всей системы. Актуальность проблемы построения высокоэффективных графических пользовательских интерфейсов вызвана следующими причинами: большинство пользователей обладает средними или низкими навыками работы с информационными системами; большинство программистов-разработчиков не являются специалистами в области разработки графического пользовательского интерфейса; в процессе развития средств вычислительной техники происходит постоянное усложнение информационных систем и расширение их функциональности. Следовательно, построение эффективных графических пользовательских интерфейсов, позволяющих упростить работу пользователей и сделать ее более эффективной, имеет первоочередное значение [5].

     Модель пользовательского интерфейса должна содержать всю информацию об этом пользовательском интерфейсе, которая может подвергнуться изменению в его жизненном цикле. Модель конкретного пользовательского интерфейса создается на основе онтологий, которые описывают информацию о каждой составляющей модели интерфейса - универсальных онтологий. В общем случае каждая из универсальных онтологий для описания составляющих компонентов модели интерфейса O=< Name | OS >, где Name — множество имен, Name={ < n, { sn } > }, n — имя термина, sn — характеристика (атрибут) этого термина. OS — множество онтологических соотношений. Выделяют такие основные модели: процедурно-ориентированная модель, объектно-ориентированная модель, динамическая информационная модель, образно-концептуальная модель, ментальная модель, информационно-процессуальная модель, диалог. Рассмотрим модель – диалог [4].

     Диалог – это процесс обмена информацией между пользователем и программной системой, осуществляемый через интерактивный терминал и по определенным правилам (рис. 1).

Рис. 1. Структура диалога

     В таблице 1 представлено сравнение характеристик моделей пользовательского интерфейса.

     Таблица 1 – Характеристики моделей пользовательского интерфейса

	Пользовательское управление	Акцент модели	Свобода действий
ПОМ	Обеспечивают пользователей функциями, необходимыми для выполнения задач	делается на задачи	Ограниченный доступ к объектам и выполнения операций над ними
ООМ	Обеспечивают пользователям возможность взаимодействия с объектами	делается на входные данные и результаты	Ограниченный доступ к объектам и выполнения операций над ними
ДИМ	Обеспечивают пользователей взаимодействием с объектами	делается на реальное состояние объекта	Ограниченный доступ к объектам и выполнения операций над ними
ОКМ	Обеспечивают пользователей целостное отражение объекта	делается на реальное и прогнозируемое состояние объекта	Полный доступ к объектам системы
ММ	Обеспечивают пользователям анализ и принятие решений	делается на внутреннее отображение того, как пользователь понимает и взаимодействует с объектом	Ограниченный доступ к объектам и выполнения операций над ними
ИПМ	Обеспечивают пользователю главную роль	делается на знании, опыта и ожиданий пользователя	Полный доступ к объектам системы
Диалог	Обеспечивают пользователю обмен информацией с программной системой	делается на управлении интерфейсом пользователем или программной системой	Ограниченный доступ к объектам и выполнения операций над ними

     Существует целый ряд подходов позволяющих оценить качество пользовательского интерфейса. В целом все методы можно разбить на две большие группы: методы непосредственно тестирования интерфейса группой пользователей и методы без такового тестирования, основанные на формальных расчетах. И те, и другие методы одинаково применимы как для оценки интерфейса традиционного ПО, так и Web-приложений [1,3].

Основные методы оценки:
• Тестирование с непосредственным участием пользователей: метод фокусных групп, прототипирование (проверка с помощью наблюдения за пользователем), анализ задач;
• Формальный расчет: метод GOMS, экспертная оценка;

     В таблице 2 представлено описание методов оценки пользовательского интерфейса (тестирование с непосредственным участием пользователей).

     Таблица 2 – методы оценки качества пользовательского интерфейса

     GOMS (сокращение от английского Goals, Operators, Methods, and Selection Rules – Цели, Операторы, Методы и Правила выбора) это семейство методов позволяющих провести моделирование выполнения той или иной задачи пользователем и на основе такой модели оценить качество интерфейса (точнее говоря оценить время выполнения задачи как основной критерий качества). Данный способ был предложен S. K. Card, T. P. Moran и A. Newell в 1983 году [2].

     Идея метода заключается в том, что все действия пользователя можно представить как набор типовых составляющих составляющие (например, нажать ту или иную кнопку на клавиатуре, передвинуть мышь, и т.п.). Для этих типовых составляющих можно провести измерения времени их выполнения (на большом числе пользователей) и получить статистические оценки времени выполнения того или иного элементарного действия. Оценка качества интерфейса заключается в разложение выполняемой задачи на типовые составляющие, и вычисление времени, которое будет в среднем затрачиваться пользователем на выполнение этой задачи.

     В данном методе каждая цель или задача (Goal), которую хочет достичь пользователь с помощью интерфейса, состоит их набора методов (Methods) которые в свою очередь построены из операторов (Operators). Если цель может быть достигнута несколькими способами, то выбор осуществляться по правилам выбора (Selection Rules).

     Данный метод, как и любой другой, имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества метода:
• простота и удобство расчетов;
• отсутствие параметров в модели позволяет проводить оценочные сравнение двух разных вариантов интерфейса;
• дает прогноз времени работы пользователя с данным вариантом интерфейса;
• модель не требует создания рабочего прототипа;
• анализ по этой модели может быть автоматизирован;

Наиболее заметными являются следующие ограничения:
• метод не учитывает такие средства манипулирования, как колесо мыши, управление компьютером с помощью глаз;
• метод ориентирован на средних пользователей, и не учитывает особенностей работы новичков и специалистов, а также индивидуальных различий пользователей;
• метод не учитывает возникновение случайных ошибок в работе;
• модель не учитывает, что в процессе работы происходит научение, а при простое – забывание;
• модель не учитывает насколько представляемая интерфейсом информация сложна для понимания пользователем;
• модель не учитывает насколько интерфейс отвечает требованиям пользователей и их ожиданиям;

     В качестве испытательного стенда были созданы программы, моделирующие виртуальные лабораторные по физике (на тему электричество). Предложены электрические схемы, для которых сделано два метода сборки и ввода параметров: с использованием мыши и колеса мыши; без использования мыши – с помощью комбинаций клавиш на клавиатуре. Для оценивания качества интерфейса программы проделано следующее: вручную посчитано время сборки схемы и установку необходимых параметров по методу GOMS для сравнения с реальным временем выполнения этих же действий на стенде (в программном коде предусмотрен замер времени выполнения операций). Оценка информационной производительности элементов интерфейса обычно выполняется для таких стандартных элементов GUI интерфейсов как таблицы. В работе этот подход был применен для элемента «реостат» (рис. 2).

Рис.2. Пример виртуальной лабораторной

     Использованные методы оценки качества пользовательского интерфейса GOMS и оценка производительности элементов интерфейса применяются для стандартных элементов (списки, окна, таблицы, поле ввода, наборный счетчик, кнопка, ползунок, переключатель, меню, панель инструментов и т.п.). В работе эти методы были применены для элементов прямого манипулирования для предметной области физика (электростатика).

1. Crumlish C. Designing Social Interfaces. - Sydney Convention Centre, 2009. – 465p;
2. Kieras D. A Guide to GOMS. – University of Michigan, 2002.;
3. Mandel T. The Elements Of User Interface Design. – USA, New York, 2000. – 416p;
4. Иванова Г.С. Технология программирования. – М., 2002. – 241с;
5. Пономарев И. А. Разработка моделей и алгоритмов для многокритериальной оценки качества графического пользовательского интерфейса: Дис. к-техн. наук: 05.13.01. /Понамарев Игорь Александрович. -М., 2006.-185 с;