Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Вычислительная техника и компьютерная графика»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

______Ю.В. Пономарчук

«____»________20___г.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СООТВЕТСТВИЯ ПРИНЦИПАМ ОРГАНИЗАЦИИ ДИАЛОГА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Выпускная квалификационная работа

ВКР.09.04.01.ИВТ.01.00.ИВ-2 – ПЗ

Исполнитель

студент А.С. Гревцова

Руководитель

к.ф-м.н, доцент Е.В. Данилова

Нормоконтролер

к.т.н, доцент Е.В. Буняева

Хабаровск 2017

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Теоретические аспекты проектирования интерфейса и методов
машинного обучения 6

1.1 Правила проектирования интерфейса 6

1.1.1 Правило 1: дать контроль пользователю 8

1.1.2 Правило 2: уменьшить нагрузку на пользователя 11

1.1.3 Правило 3: сделать интерфейс совместимым 13

1.1.4 Руководящие принципы при разработке интерфейса 15

1.2 Стандарты для разработки пользовательских интерфейсов 18

1.2.1 Принципы проектирования согласно ГОСТам 19

1.2.2 Принципы организации диалога 19

1.3 Обзор методов оценки эффективности интерфейса 20

1.3.1 Метод фокус-групп 23

1.3.2 Прототипирование 25

1.3.3 Анализ задач 27

1.3.4 Метод GOMS 28

1.3.5 Экспертная оценка 31

1.4 Машинное обучение как инструмент анализа данных 33

1.4.1 Принципы организации и работы нейронных сетей 34

1.4.2 Структурные и функциональные особенности нейросетей 38

1.4.3 Обучение построенных моделей 39

1.4.4 Решаемые задачи и конкурирующие методы 44

2 Постановка задачи 46

2.1 Описание предметной области 46

2.2 Специфика программных продуктов, применяемых для
обеспечения учебно-методического процесса 47

2.3 Программные инструменты 49

2.3.1 Обоснование выбора платформы 52

3 Разработка методики 53

3.1 Автоматизация процесса опроса пользователей 53

3.4.1 Принцип 1 – Пригодность интерфейса для выполнения
производственного задания 53

3.4.2 Принцип 2 – Информативность 54

3.4.3 Принцип 3 – Управляемость 56

3.4.4 Принцип 4 – Соответствие ожиданиям пользователя 57

3.4.5 Принцип 5 – Устойчивость к ошибкам 58

3.4.6 Принцип 6 – Пригодность к индивидуализации 59

3.4.7 Принцип 7 – Соответствие ожиданиям пользователя 59

3.2 Автоматизация процесса регистрации действий пользователя в среде программных продуктов для обеспечения учебно-методического процесса 60

3.3 Обработка данных, полученных в результате использования программы для отслеживания и регистрации действий пользователя 63

3.3.1 Выбор алгоритмов машинного обучения Microsoft Azure 63

3.3.2 Предварительная обработка данных 69

3.3.3 Определение рабочих областей окна приложения. 70

3.3.4 Время перемещения курсора между управляющими элементами 72

3.3.5 Оценка времени бездействия пользователя 73

3.3.6 Создание и обучение модели средствами облачной платформы Microsoft Azure 75

4 Описание разработанной методики, перспективы использования 81

Заключение 84

Список использованных источников 85

ВВЕДЕНИЕ

У различных разработчиков интерактивных систем использование, наименование и понимание элементов интерфейса пользователя значительно отличаются.

В результате пользователям приходится иметь дело с элементами, которые отличаются способами клавиатурного ввода и управления особенностями работы с компьютерной мышью, визуальным представлением функций и вариантами управления элементами интерфейса.

Единообразный характер работы элементов, их функциональность и представление крайне важны для удобства использования пользовательских интерфейсов.

Для обеспечения качественной совместной работы различных специалистов при выполнении человеко-ориентированного проектирования необходимы дополнительные усилия всех заинтересованных сторон.

Общее определение графических элементов интерфейса пользователя и критерии их выбора, а также использования, можно рассматривать как усилия по поддержке сотрудничества и обеспечению прочной основы для профессионального диалога.

Работа является актуальной, так как сегодня существует значительное количество требований, правил и принципов проектирования интерфейса, регламентированных стандартами. Следовательно, необходимы методики по оценке соответствия интерфейса разрабатываемых приложений указанным требованиям, правилам и принципам.

Новизна работы заключается в автоматизации процесса оценки соответствия принципам организации диалога пользовательского интерфейса путем разработки методики с использованием алгоритмов машинного обучения.

Целью данной работы является разработка методики оценки соответствия принципам организации диалога пользовательского интерфейса программных продуктов на примере приложения, применяемого для обеспечения учебно-методического процесса.

В качестве рассматриваемого интерфейса взят интерфейс программы для обеспечения учебно-методического процесса «Рабочие программы дисциплин».

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

– обзор существующих правил проектирования диалога пользовательского интерфейса и обзор общепринятых методов оценки качества пользовательского интерфейса;

– создать опросник для выяснения того, какие из принципов организации диалога были нарушены, выполнить анализ полученных данных;

– автоматизировать процесс регистрации действий пользователя в приложении, выполнить анализ полученных данных;

– средствами платформы Microsoft Azure разработать и обучить модель для оценки соответствия приложения принципам проектирования пользовательского интерфейса.

Практическая значимость работы обусловлена возможностью использования предложенной методики для оценки соответствия принципам организации диалога пользовательского интерфейса приложений, решающих задачи из различных предметных областей.

1 Теоретические аспекты проектирования ИНТЕРФЕЙСА и методов машинного обучения

1.1 Правила проектирования интерфейса

Программное обеспечение должно разрабатываться с учетом требований и пожеланий пользователя – система должна подстраиваться к пользователю. Поэтому принципы проектирования столь важны.

Каждый позитивный опыт общения с программой позволяет пользователю расширять область знакомства с программным обеспечением и повышать свой уровень компетентности. Хорошо продуманный интерфейс обеспечивает плодотворное взаимодействие пользователя и компьютера. Качественные интерфейсы даже способны помочь человеку выйти из привычного круга программ, которыми он пользуется, и открыть новые, углубить понимание работы интерфейсов и компьютеров.

Принципы разработки интерфейса – это высокоуровневые концепции и представления, которые могут использоваться при проектировании программного обеспечения. Нужно определить, какой из принципов наиболее важен и приемлем для вашей системы [1].

Приступая к проектированию, необходимо выделить важнейший принцип, который будет определяющим при поиске компромиссов. Попытка соблюсти все принципы проектирования может привести к тому, что в некоторых ситуациях это не оправдает себя и отрицательно скажется на конечном результате. Принципы – это руководство к действию.

Три принципа разработки пользовательского интерфейса формулируются так:

– контроль пользователем интерфейса;

– уменьшение загрузки памяти пользователя;

– последовательность пользовательского интерфейса.

Первый список принципов проектирования формулируются следующим образом:

– знать пользователя;

– сократить запоминание;

– оптимизировать операции;

– устранить ошибки [2].

Многие крупные производители операционных систем, выпусти на рынок свои новые продукты, публикуют соответствующие руководства и инструкции. В этих изданиях раскрываются принципы подхода к проектированию интерфейса. Руководства выпускали Apple Computer, Inc. (1992), IBM Corporation (1992), Microsoft Corporation (1995) и UNIX OSF/Motif (1993).

Несовместимость интерфейса может стоить большой компании миллионов долларов убытка из-за потери продуктивности и увеличения стоимости технической поддержки.

Эти принципы применимы ко всему программному и аппаратному обеспечению, во всех типах и стилях интерфейсов. Вырабатывались они на протяжении довольно длительного времени: производились изыскания в области программного интерфейса, осуществлялись разработки, опрашивались пользователи многих компьютерных платформ, в том числе Macintosh и PC.

Данные принципы выдержали проверку временем и появлением новых компьютерных технологий. Якоб Нильсен заметил: «Принципы останутся основополагающими даже если программа будет иметь футуристичный трехмерный дизайн с печаткой «DataGlove», служащей для ввода, будут распознаваться движения и «живые» видеоизображения. Они будут актуальны, поскольку выражают основную идею диалога с машиной при помощи команд» [5].

Трактовка этих принципов будет зависеть от аппаратного обеспечения, операционной системы, составляющих пользовательского интерфейса и его задач. Зачастую деловое решение довлеет над использованием принципов проектировщиками. Пользовательские модели и модели проектировщика также различны и влияют на то, как будут применяться принципы. На некоторых важных этапах разработки проекта может встать вопрос: «Что произойдет далее?». Ответ должен быть таким: «Что захочет пользователь».

Решение о выборе оптимальных принципов построения интерфейса должно вырабатываться совместно всеми членами команды по проектированию. Эти решения должны способствовать улучшению покупаемости и развитию программных продуктов [7].

1.1.1 Правило 1: дать контроль пользователю

Опытные проектировщики позволяют пользователям решать некоторые задачи по собственному усмотрению. Архитекторы по завершении строительства сложного комплекса зданий должны проложить между ними дорожки для пешеходов. Пока они не знают, в каком именно месте люди будут пересекать площадки. Поэтому дорожки никогда не прокладывают одновременно с возведением зданий. На площадках между домами помещаются таблички с надписью: «Пожалуйста ходите по траве». Через некоторое время строители возвращаются и только теперь, согласно «волеизъявлению» населения, заливают протоптанные дорожки асфальтом.

Принципы, которые дают пользователю контроль над системой:

– использовать режимы благоразумно;

– предоставить пользователю возможность выбирать: работать либо мышью, либо клавиатурой, либо их комбинацией;

– позволить пользователю сфокусировать внимание;

– демонстрировать сообщения, которые помогут ему в работе;

– создать условия для немедленных и обратимых действий, а также обратной связи;

– обеспечить соответствующие пути и выходы;

– приспосабливайте систему к пользователям с различным уровнем подготовки;

– сделать пользовательский интерфейс более понятным;

– дать пользователю возможность настраивать интерфейс по своему вкусу;

– разрешить пользователю напрямую манипулировать объектами интерфейса.

Использовать режимы нужно благоразумно. Необходимо позволить пользователю самому выбирать нужные ему режимы. Интерфейс должен быть настолько естественным, чтобы с ним было комфортно работать. То, что пользователь не думает о переключении в режим вставка или перезаписи при работе в текстовом процессоре – вполне рационально и естественно.

Необходимо позволить пользователю использование мыши и клавиатуры. Так пользователю будет легче работать в случае, если одного из устройств у него не окажется. Панели инструментов созданы, чтобы ускорить работу при использовании мыши. Однако при работе с клавиатурой до них нельзя добраться – для подобных случаев предусмотрены «выпадающие» меню.

Очень важно позволять пользователю переключать внимание. Не нужно вынуждать пользователей заканчивать выполнение начатых последовательностей действий. Необходимо дать им выбор – аннулировать или сохранить данные и вернутся туда, где они прервались, чтобы у пользователя оставалась возможность контролировать процесс работы в программе.

Требуется постоянно показывать пользователю поясняющие сообщения и тексты. Во всем интерфейсе необходимо использовать понятные для пользователя термины. Следует выбрать правильный тон в сообщениях и приглашениях. Не менее важно застраховаться от проблем и ошибок [9].

Каждый программный продукт должен включать в себя функции UNDO и REDO. Необходимо информировать пользователя о том, что данное действие не может быть отменено, и по возможности разрешить ему альтернативное действие. Постоянно держать пользователя в курсе происходящего в данный момент.

Пользователю должно быть комфортно при работе с интерфейсом любого программного продукта. Даже интерфейсы, применяемые в индустрии, не должны пугать пользователя, он не должен боятся нажиматься нажимать кнопки или переходить на другой экран. Вторжение Internet показало, что навигация – основная интерактивная техника в Internet. Если пользователь понимает, как зайти на нужную страницу в WWW, то существует 80-процентная вероятность, что он разберется в интерфейсе. Люди осваивают методы работы с браузером очень быстро.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР