Моделирование и анализ человеко-компьютерного взаимодействия на основе логирования событий (1095063)
Текст из файла
На правах рукописиМартынов Пѐтр НиколаевичМОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ЧЕЛОВЕКО-КОМПЬЮТЕРНОГОВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА ОСНОВЕ ЛОГИРОВАНИЯ СОБЫТИЙ05.13.17 – Теоретические основы информатикиАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2013Работавыполненаобразовательномвфедеральномучреждениивысшегогосударственномпрофессиональногобюджетномобразования«Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» накафедре «Управление и информатика в технических системах»Научный руководитель:Ковшов Евгений Евгеньевич,доктор технических наук, профессорОфициальные оппоненты:Никульчев Евгений Витальевич,доктор технических наук, профессор,проректор по научной работе НОУ ВПОМосковский технологический институт «ВТУ»Фролов Евгений Борисович,доктор технических наук, профессор,профессор кафедры «Информационныетехнологии и вычислительные системы»ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»Ведущая организация:ФГБОУ ВПО Рязанский государственныйрадиотехнический университетЗащита состоится «26» сентября 2013 г.
в 1230 часов на заседаниидиссертационного совета Д 212.147.03 при Московском государственномуниверситете печати имени Ивана Федорова (127550, г. Москва, ул.Прянишникова, 2А).С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО«Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова»Автореферат разослан «9» июля 2013 г.Ученый секретарьДиссертационного совета Д 212.147.03д.т.н., профессорВ.Н. Агеев2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы. Расширение числа программно-аппаратныхплатформ и операционных систем приводит к появлению большогоразнообразия интерфейсов, ставя, тем самым, перед пользователем проблемувыбора и необходимость хранить в памяти большое количество способовчеловеко-компьютерного взаимодействия. В свою очередь, рост возможностейи расширение функциональности программных приложений, приводит кразнообразиюиусложнениюинтерфейсапользователячеловекокомпьютерных систем, перегруженность которого негативно сказывается наэффективности работы человека, поскольку возникает необходимостьконцентрации внимания не только на рабочих задачах (что нужно сделать), но ина способах их решения (как это сделать).
Сложная структура интерфейсапорождает значительный информационный поток между человеком икомпьютерной системой, и, при таком взаимодействии, пользовательпрограммного обеспечения (ПО) является «узким местом» системы, посколькуего возможности по оперативной обработке данных как физически, так ипсихологически лимитированы. В связи с этим объективной необходимостьюявляется создание интерфейсов человеко-компьютерного взаимодействия(ЧКВ), ориентированных на возможности и задачи конечного пользователя.Для оценки ЧКВ, в структуре модели управления качеством ПО,разработанной Международной организацией по стандартизации, существуетдополнительная комплексная характеристика качества – пригодностьиспользования (юзабилити, usability), которая согласно ГОСТ Р ИСО 9241-112010, определяется как «cвойство продукции, при наличии которогоустановленный пользователь может применить продукцию в определенныхусловиях использования для достижения установленных целей с необходимойрезультативностью, эффективностью и удовлетворенностью».В силу широкого распространения, особый интерес представляет классWIMP-интерфейсов (Window, Image, Menu, Pointing device), которыйхарактеризуется работой пользователя в «окнах», использованием пиктограмм,графических образов, различных меню и взаимодействием пользователя с ПОпосредством указывающих устройств.
Для оценки и улучшения юзабилитиWIMP-интерфейса существуют различные методики, при этом для большинствахарактерны следующие основные недостатки:практически все методики имеют ограниченное применение, в связи счем, возникает необходимость их комбинирования, что существенноувеличивает стоимость исследований;3преобладают методики исследований, позволяющие качественно, а неколичественно оценивать юзабилити, результаты применениякоторых имеют субъективную интерпретацию;уровень автоматизации большинства методик всѐ ещѐ достаточнонизкий, большая часть рутинной работы выполняется специалистамипо исследованию и проектированию интерфейсов пользователя ПО.При этом во многих практических областях применения ПО(промышленные автоматизированные системы управления, медицинские иобразовательные информационные системы), наиболее важными параметрамиработы человека являются скорость его реакций и производительность, в товремя как существующие методики либо совсем не позволяют количественнооценить эти параметры на статистически значимой выборке пользователей,либо стоимость таких исследований очень высока и не сопоставима состоимостью разработки ПО.Степень разработанности проблемы.
Основополагающие и наиболеепопулярные методики исследования и улучшения характеристик ПО с точкизрения пользователя базируются на знаниях, полученных на стыке такихнаучных областей, как эргономика, человеко-машинное взаимодействие,психология и социология. В течение последних десятилетий свой вклад в ихсоздание и развитие внесли многие зарубежные (Я. Нильсен, С. Кард, Б.Шнейдерман, А. Купер, Д. Норман, Дж. Раскин, Д. Кирас и другие) и рядотечественных учѐных (А.Н.
Костин, П.И. Падерно, А.Н. Анохин и другие).Были разработаны методики когнитивного моделирования ЧКВ, различныевариации тестирований с участием пользователей ПО и экспертной оценки, атакже адаптированы методики психолого-социологических исследований. Впоследние годы в работах молодых отечественных учѐных предлагается рядновых подходов к исследованию, проектированию и оценке интерфейсапользователя, большинство из которых имеют либо узкую направленность,либо ограниченное применение. Например, Пономаревым И.А.
предложенаметодика формализованного анализа графического интерфейса статическихэкранных форм без участия пользователей. Бакаев М.А. в своейдиссертационной работе предлагает систему поддержки принятия решений дляпроектирования интерфейсной части интернет ресурсов. Сухов А.А.
в рамкахсвоей научной работы реализует программную систему повышения качествапромышленных компьютерных тренажерных систем (интерфейсы намнемосхемах). Кораблев Д.А. предлагает критерии и методику оценкиэффективностиинтерфейсовпользователясистемэлектронногодокументооборота.4Несмотря на большое число теоретических и практических работ ипубликаций, в исследуемом научном направлении всѐ ещѐ существует ряднерешѐнных задач и возможностей для инноваций. В частности, вопросыснижения стоимости исследований с участием большого числа пользователей иполучения на их основе количественной оценки реального человекокомпьютерного взаимодействия.Таким образом, актуальной задачей является разработка новой, менеетрудоѐмкой методики исследования интерфейса пользователя ПО,позволяющей снизить стоимость и продолжительность различных этаповтестирования с участием большого числа пользователей, с целью обеспеченияобъективности оценки эргономических характеристик человеко-компьютерноговзаимодействия.Объектом исследования диссертационной работы является WIMPинтерфейс пользователя ПО, предназначенного для работы на персональнойЭВМ под управлением операционной системы (ОС) Microsoft Windows.Предметом исследования является модель человеко-компьютерноговзаимодействия, построенная на основе аккумулирования и анализа данных,собираемых о работе пользователя с ПО или выполнения им тестовых заданий.Область исследования.
Диссертационная работа выполнена всоответствии с п. 5 «Разработка и исследование моделей и алгоритмов анализаданных, обнаружения закономерностей в данных и их извлечениях; …» и п. 6«Разработка методов, языков и моделей человеко-машинного общения; …»Паспорта специальностей ВАК РФ по специальности 05.13.17 – «Теоретическиеосновы информатики» (технические науки).Целью работы является разработка новой методики исследованияинтерфейса пользователя, обеспечивающей моделирование и анализ человекокомпьютерного взаимодействия на основе логирования событий, с цельюповышения удобства и продуктивности работы с программным обеспечением.Для достижения поставленной цели в работе были решены следующиенаучные задачи:1.
Анализ существующих методик исследования и оценки интерфейсовпользователя компьютерных систем, их аппаратно-программного,информационного и нормативного обеспечения.2. Анализ преимуществ и недостатков существующих методик,формирование концепции исследования интерфейса пользователя,обеспечивающей упрощение его тестирования.3.
Разработка модели количественной оценки человеко-компьютерноговзаимодействия на основе работы пользователя с ПО и выполненияим тестовых заданий.54. Разработка метрик и алгоритмов для автоматизации анализаматематической модели человеко-компьютерного взаимодействия.5. Разработкаисследовательскогопрограммногокомплекса,обеспечивающего фиксацию взаимодействий конечного пользователяс интерфейсом ПО на основе логирования событий с последующейвизуализацией и предварительным анализом данных, полученных входе исследований.Методы исследования.
Для решения поставленных в работе задачиспользовались методы системного анализа и проектирования, методыкластерного анализа, эволюционного моделирования и математическойстатистики, дискретной математики (теории алгоритмов, теории графов),теории реляционных баз данных, теории объектно-ориентированногомоделирования и программирования.Научная новизна диссертационной работы заключается в следующихположениях:1. Разработана математическая модель человеко-компьютерноговзаимодействия, позволяющая формировать количественную оценкуосновных пользовательских характеристик исследуемого WIMPинтерфейса программного обеспечения.2.
Разработаны метрики и алгоритмы автоматизированного анализаматематической модели, а также генетический алгоритм (ГА) поискаэффективных и неэффективных путей взаимодействия пользователя спрограммным обеспечением с целью выработки рекомендаций помодификации интерфейса пользователя.3. Разработана новая методика тестирования юзабилити интерфейсапользователя программного обеспечения, позволяющая снизитьтрудоѐмкость и стоимость исследований путѐм автоматизациинаиболее рутинных этапов сбора экспериментальных данных, ихобработки и анализа.Практическая значимость.
Применение разработанной методикипозволяет получить статистически значимую оценку количественныххарактеристик человеко-компьютерного взаимодействия при сопоставимойстоимости исследований в сравнении с существующими методикамиюзабилити тестирования. Благодаря автоматизации разработанной методикиобеспечивается снижение трудоѐмкости исследований эргономическиххарактеристик интерфейса пользователя при проведении тестирования вусловиях ограниченных сроков разработки ПО.6Основные положения, выносимые на защиту:1. Модель человеко-компьютерного взаимодействия, позволяющаяформировать количественную оценку основных пользовательскиххарактеристик исследуемого WIMP-интерфейса программногообеспечения.2.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
