с помощью модели GOMS.

Лабораторная работа № 1. Оценка ... с помощью модели GOMS. Файл 681453467 С. 1 из 6
Лабораторная работа № 1.
Оценка эффективности интерфейса по критерию скорости
с помощью модели GOMS.
Сравнение концепций «объект-действие» и «действие-объект»
1. Цель и структура работы
Диапазон критериев оценки интерфейсов весьма широк: время изучения, скорость работы (продуктивность), частота ошибок, простота исполнения и др. Для оценки интерфейсов используется
множество методов, качественных и количественных, базирующихся на экспериментах, пассивном
наблюдении и пр.
В работе рассматривается один из лучших и признанных подходов к количественной оценке эффективности интерфейсов по критерию скорости работы – классическая модель GOMS (the
model of goals, objects, methods and selection rules, правила для целей, объектов, методов и выделения). Моделирование GOMS позволяет предсказать, сколько времени потребуется опытному
пользователю на выполнение конкретной операции при использовании некоторой модели интерфейса, и сделать сравнительную оценку различных интерфейсов по эффективности их использования.
Основной целью работы является освоение модели GOMS и ее использование для сравнительного анализа интерфейсов. При этом предполагается сравнение как интерфейсов различных приложений при выполнении некоторой содержательной операции, так и вариантов интерфейса одного
приложения при выполнении операции несколькими способами.
Концепции «объект-действие» и «действие-объект» определяют приоритет объекта или действия
при интерактивном взаимодействии пользователя с интерфейсом. Первая концепция является
более прогрессивной и предполагает ориентацию сначала на объекты деятельности, а затем на
выбор действий с ними, вторая – наоборот (аналогично объектно-ориентированной и процедурной
парадигмам программирования). Использование первой концепции повышает эффективность интерфейса.
В работе предлагается параллельно сделать оценку интерфейса по модели GOMS и выявить его
характеристики с точки зрения упомянутых концепций. Задания как учебные ограничены, поэтому
рассчитывать на выявление закономерности влияния концепции на эффективность в общем случае не приходится. Однако данном случае такое совмещение задач представляется более рациональным и естественным, нежели их раздельное решение.
2. Модель GOMS
Модель предназначена для оценки времени выполнения конкретной операции при работе с конкретной моделью интерфейса. Используется набор установленных экспериментально средних интервалов времени выполнения стандартных операций.
Сначала записывается последовательность производимых пользователем действий с устройствами ввода и элементами интерфейса. Затем в эту последовательность добавляются ментальные
операции, т.е. умственные операции по подготовке к следующему действию. На следующих шагах
исключаются ментальные операции там, где последовательные действия не требуют времени на
размышление. И, наконец, согласно полученной схеме подсчитывается суммарное время работы.
Необходимые данные и правила приведены ниже в табл. 1 и 2 (Раскин, с. 99, 103; таблица 1 дополнена данными по ссылке http://se.math.spbu.ru/seminars/se1/goms.htm, выделенными курсивом). В п. 4 приведен пример оценки интерфейса.
Лабораторная работа № 1. Оценка ... с помощью модели GOMS. Файл 681453467 С. 2 из 6
Таблица 1. Временные интервалы в интерфейсе
Операция,
интервал
Название
Смысл
K = 0.2 – 0.28 с
Время, необходимое для нажатия клавиши, включая Alt, Ctrl и
Shift
Время, необходимое для нажатия на кнопку мыши
P = 1.1 с
Нажатие
клавиши
Нажатие
кнопки
Указание
H = 0.4 с
Перемещение
M = 1.2 – 1.35 с
Ментальная
подготовка
R – от 0.1 с
Ответ
B = 0.1 с
Время, необходимое для указания на какую-то позицию на
экране монитора. Фактически перемещение курсора мыши. Согласно закону Фитса, время, затрачиваемое на перемещение
курсора, зависит как от дистанции, так и от размера цели.
Тем не менее, это число представляет достаточно точный
компромисс.
Время, необходимое для перемещения руки с клавиатуры на
ГУВ или с ГУВ на клавиатуру. Фактически взятие или бросание
мыши
Время, необходимое для умственной подготовки к следующему
шагу, т.е. принятие решения о действии на следующем шаге.
Обычно это самый сложный оператор, поскольку часто непонятно, в каких именно местах процедуры его необходимо ставить.
Время ожидания ответа компьютера. Для базовых операций,
таких как работа с меню, это время можно не засчитывать
Таблица 2. Правила расстановки ментальных операций
Правило 0
Начальная
расстановка
операторов M
Правило 1
Удаление
ожидаемых
операторов M
Правило 2
Удаление
операторов M
внутри
когнитивных
единиц
Правило 3
Удаление операторов M перед
последовательными
разделителями
Правило 4
Удаление
операторов M,
которые являются
прерывателями
команд
Правило 5
Удаление
перекрывающих
операторов M
Операторы M следует устанавливать:
 перед всеми операторами K;
 перед всеми операторами P, предназначенными для выбора команд.
Перед операторами P, предназначенными для указания на аргументы выбранных команд, ставить оператор M не следует.
Из последовательности «Оп1 M Оп2» оператор M может быть удален, если
оператор Оп2 является полностью ожидаемым с точки зрения оператора Оп1.
Например, курсор мыши перемещается к нужному объекту с целью нажатия
кнопки по его достижении (последовательность P K). Согласно правилу 0 эта
последовательность преобразуется в P M K, затем, согласно данному правилу,
в P K.
Когнитивной единицей является непрерывная последовательность вводимых
символов, которые образовывают название команды или аргумент (например,
имена файлов при сохранении, значения временных интервалов как параметры
автосохранения и т.д.).
Если строка вида M K M K M K ...принадлежит когнитивной единице, то следует
удалить все операторы M, кроме первого.
Если оператор K означает лишний разделитель, стоящий в конце когнитивной
единицы, то следует удалить находящийся перед ним оператор M.
Если оператор K является разделителем, стоящим после постоянной строки, то
стоящий перед ним оператор M удаляется.
Постоянными строками являются, например, имена команд или ответы Y/N на
запрос. Добавление пробела перед аргументами команды или нажатие клавиши Enter при ответе в этих случаях в силу привычности не требует ментального
оператора.
Если оператор K является разделителем для строки аргументов или любой
другой изменяемой строки, то оператор M перед ним сохраняется.
Не следует учитывать любую часть оператора M, перекрывающую оператор R.
Так, последовательность R M или M R означает, что ментальная операция может быть совмещена с ожиданием ответа компьютера. Если время ожидания
превышает время ментальной операции, то последняя не учитывается полностью.
Лабораторная работа № 1. Оценка ... с помощью модели GOMS. Файл 681453467 С. 3 из 6
3. Концепции (модели) интерактивного взаимодействия с пользователем
«объект-действие» и «действие-объект»
Концепция «объект-действие» (обозначим ее как ОД) предполагает сначала выбор объекта, а затем действия, которое необходимо выполнить над этим объектом. Концепция «действие-объект»
(ДО) предполагает сначала выбор действия, и только затем – объекта этого действия.
Примеры.
Форматирование текста. ОД: выделение фрагмента, задание параметров форматирования. ДО:
установка параметров форматирования, затем набор фрагмента в заданном формате.
Открытие файла. ОД: двойной клик на имени файла. ДО: запуск приложения и в главном меню
выбор пунктов Файл/Открыть.
Концепция ДО исторически сложилась первой и тяготеет, как в разработке интерфейсов, так и в
«чистом» программировании, к процедурной парадигме. Концепция ОД соответствует объектноориентированной парадигме и в настоящее время расценивается как наиболее перспективная.
Для большинства интерфейсов ситуации ОД – ДО не являются симметричными. Анализ показывает преимущества модели ОД с точки зрения юзабилити интерфейса. Подробнее этот вопрос будет
рассмотрен на лекциях.
Согласно Раскину, подход «объект-действие» является более предпочтительным. Применение
подхода «действие-объект» должно ограничиваться только выбором из палитр в графических редакторов.
4. Пример использования модели GOMS
Пример сделан на основе материала из кн. Раскина.
Необходимо спроектировать интерфейс приложения, переводящего температурные показания из
шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия или наоборот.
Значение температуры можно ввести с помощью клавиатуры или мыши. Это значение представляется в среднем четырьмя знаками.
Результат перевода должен отображаться на экране монитора.
Критерий эффективности интерфейса: минимальное время перевода из одной шкалы в другую и
максимальная скорость и точность операций (собственно время пересчета температуры не учитывается; речь идет только об операциях с интерфейсом).
Вариант 1. Диалоговое окно
Преобразователь температуры
Выберите вариант перевода, введите значение температуры
и нажмите клавишу <Enter>
Перевод из F в C
Перевод из C в F
Рис. 1
Оценка по модели GOMS
Действия пользователя
Очередное действие пользователя
Формируемая последовательность операций
Перемещение руки к мыши
H
Перемещение курсора к необходимому
HP
Лабораторная работа № 1. Оценка ... с помощью модели GOMS. Файл 681453467 С. 4 из 6
переключателю в группе
Нажатие на необходимый переключатель
HPK
Перемещение руки к клавиатуре
HPKH
Ввод четырех символов
HPKHKKKK
Нажатие клавиши <Enter>
HPKHKKKKK
Расстановка ментальных операций
Начальная расстановка операторов M согласно табл. 1 (аргументов команд в данном случае нет)
HMPMKHMKMKMKMKMK
Удаление ожидаемых операторов M по правилу 1 (P M K
преобразуется в P K)
HMPKHMKMKMKMKMK
Удаление операторов M внутри когнитивных единиц по
правилу 2. Перед конечным K оператор M остается согласно правилу 4
HMPKHMKKKKMK
Замена символов операторов соответствующими интервалами согласно табл. 2 и подсчет общего времени работы
H+ M+ ... = 0.4+1.35+ ... =7.15 с
Если переключатель уже установлен в нужное положение (перевод из F в C), метод действий становится следующим:
MKKKKMK
Соответствующее суммарное время равно 3.7 с.
Случаи перевода температуры из одной шкалы в другую равновероятны. Тогда среднее время перевода равно (7.15+3.7)/2 = 5.4 с.
Вариант 2. Также диалоговое окно
Преобразователь температуры
Выберите вариант перевода, введите значение температуры
и нажмите клавишу <Enter>
Исходная температура по Цельсию
Исходная температура по Фаренгейту
Результат по Фаренгейту
Результат по Цельсию
Оцените этот вариант.
Вариант 3. Командная строка (консольный вариант)
Используются две команды – CF и FC. Каждая команда имеет один аргумент – температуру в соответствующей шкале.
Оцените этот вариант.
Лабораторная работа № 1. Оценка ... с помощью модели GOMS. Файл 681453467 С. 5 из 6
5. Задания
Во всех заданиях помимо оценки по модели GOMS определить, какая из концепций «объектдействие» и «действие-объект» используется при выполнении отдельных операций.
A. Сравнить по модели GOMS эффективность
интерфейса командной оболочки ОС Windows
и интерфейса одного из файловых менеджеров (Total Commander, Far Manager или др.)
при работе с каталогами и файлами.
B. Сравнить по модели GOMS эффективность
интерфейса командной оболочки ОС Windows
и интерфейса командной оболочки ОС Macintosh при работе с каталогами и файлами.
Ноутбук Macintosh на время занятия может
быть выдан.
C. Сравнить по модели GOMS эффективность
интерфейса командной оболочки ОС Macintosh и интерфейса одного из файловых менеджеров (Total Commander, Far Manager или
др.) при работе с каталогами и файлами.
D. Сравнить по модели GOMS эффективность
интерфейса одного из файловых менеджеров
(Total Commander, Far Manager или др.) при
работе с каталогами и файлами:
1. Скопировать один файл из одного каталога в
другой.
Оба каталога существуют и находятся на разных
дисках.
2. Скопировать 5 файлов из каталога, содержащего не менее 30 файлов, в другой каталог.
Оба каталога существуют и находятся на разных
дисках. Имена и расширения файлов произвольны.
3. Скопировать 5 файлов из каталога, содержащего не менее 30 файлов, в другой каталог.
Оба каталога существуют и находятся на разных
дисках. Имена файлов произвольны, расширение
одно и не совпадает с расширениями других
файлов.
4. Создать на диске вложенную структуру каталогов.
Уровень вложенности каталогов не меньше трех.
На нижнем уровне по крайней мере 2 файла,
один из которых создается как текстовый, другой
 с помощью мыши;
копируется из какого-то каталога.
 с помощью клавиатуры.
E. Сравнить по модели GOMS эффективность интерфейсов Web-браузеров Opera и Internet Explorer при решении следующей задачи.
Необходимо просмотреть содержимое сайтов по трем адресам. Сайты просматриваются неоднократно в чередующемся порядке.
Пример: просмотр новостей на сайте1, проверка почты, просмотр новостей на сайте2, отправка
каких-то новостей по почте с заходом на соответствующий сайт для уточнений.
F. Сравнить по модели GOMS эффективность интерфейсов, используемых для открытия файлов
разными способами, при решении следующей задачи.
Необходимо просмотреть некоторый файл в соответствующем приложении. Исходно приложение
не запущено.
Сравнить процесс открытия файла:
 путем запуска приложения по расширению (двойной клик на имени файла);
 путем запуска приложения и открытия файла через интерфейс приложения.
Какая модель – «объект-действие», «действие-объект» – работает в каждом из случаев?
Какие основные недостатки запуска по расширению?
G. Сравнить по модели GOMS эффективность
интерфейсов при альтернативных способах
выполнения отдельных содержательных действий в текстовом процессоре Microsoft Word.
Обоснованно ли наличие нескольких способов
выполнения одного действия (немонотонность интерфейса)? Какая из моделей и почему субъективно предпочтительнее для вас?
1. Сравнить варианты прямого форматирования
текста по моделям «объект-действие» и «действие-объект».
2. Сравнить варианты вставки фрагмента текста
из другого места документа по моделям «объектдействие» и «действие-объект».
H. Сравнить эффективность тестирования программы, где имена входного и выходного файла являются ее параметрами, с помощью интерфейса среды Delphi и интерфейса одного из файловых
менеджеров.
Лабораторная работа № 1. Оценка ... с помощью модели GOMS. Файл 681453467 С. 6 из 6
Число тестов не менее 5. Просмотр результатов обязателен.