увод

Развој ефективних интерфејса за рачунарске системе је основни циљ истраживања интеракције човека и рачунара.

Интерфејс се може дефинисати као збир хардверских и софтверских компоненти преко којих се систем управља и корисници информишу о његовом статусу. Хардверске компоненте укључују уређаје за унос података и показиваче (нпр. тастатуре, мишеви), уређаје за презентацију информација (нпр. екране, звучнике) и корисничке приручнике и документацију. Софтверске компоненте укључују команде менија, иконе, прозоре, повратне информације, навигационе системе и поруке итд. Хардверске и софтверске компоненте интерфејса могу бити тако блиско повезане да буду неодвојиве (нпр. функцијски тастери на тастатури). Интерфејс укључује све што корисник перципира, разуме и којим манипулише док је у интеракцији са рачунаром (Моран 1981). Стога је то кључна одредница односа човек-машина.

Истраживање интерфејса има за циљ побољшање корисности интерфејса, приступачности, перформанси и безбедности и употребљивости. За ове сврхе, корисност се дефинише у односу на задатак који треба извршити. Користан систем садржи функције неопходне за извршавање задатака од корисника који се траже (нпр. писање, цртање, прорачуни, програмирање). Приступачност је мера способности интерфејса да дозволи неколико категорија корисника – посебно појединаца са хендикепом и оних који раде у географски изолованим областима, у сталном кретању или имају обе руке заузете – да користе систем за обављање својих активности. Перформансе, које се овде разматрају са људске, а не техничке тачке гледишта, је мера степена до којег систем побољшава ефикасност којом корисници обављају свој посао. Ово укључује ефекат макроа, пречица менија и интелигентних софтверских агената. Безбедност система је дефинисана степеном до којег интерфејс омогућава корисницима да обављају свој посао без ризика од људи, опреме, података или еколошких незгода или губитака. Коначно, употребљивост се дефинише као лакоћа са којом се систем учи и користи. Као проширење, он такође укључује системску корисност и перформансе, дефинисане горе.

Елементи дизајна интерфејса

Од проналаска заједничких оперативних система 1963. године, а посебно од доласка микрорачунара 1978. године, развој интерфејса човек-рачунар био је експлозиван (погледајте Гаинес и Схав 1986 за историју). Подстицај за овај развој у суштини је био вођен трима факторима који делују истовремено:

Прво, веома брза еволуција рачунарске технологије, резултат напретка у електротехници, физици и рачунарским наукама, била је главна одредница развоја корисничког интерфејса. То је резултирало појавом рачунара све веће снаге и брзине, са великим меморијским капацитетима, графичким екранима високе резолуције и природнијим показивачким уређајима који омогућавају директну манипулацију (нпр. мишеви, куглице за праћење). Ове технологије су такође биле одговорне за појаву микрорачунарства. Они су били основа за интерфејсе засноване на знаковима из 1960-их и 1970-их, графичке интерфејсе касних 1970-их и мултимедијалне и хипермедијске интерфејсе који су се појављивали од средине 1980-их засновани на виртуелним окружењима или користећи различите препознавање алтернативног уноса технологије (нпр. глас, рукопис и детекција покрета). Значајна истраживања и развој спроведени су последњих година у овим областима (Ватервортх и Цхигнел 1989; Рхеинголд 1991). Упоредо са овим напретком био је развој напреднијих софтверских алата за дизајн интерфејса (нпр. прозорски системи, библиотеке графичких објеката, системи за израду прототипа) који у великој мери смањују време потребно за развој интерфејса.

Друго, корисници рачунарских система играју велику улогу у развоју ефективних интерфејса. За то постоје три разлога. Прво, садашњи корисници нису инжењери или научници, за разлику од корисника првих рачунара. Стога захтевају системе који се могу лако научити и користити. Друго, старост, пол, језик, култура, обука, искуство, вештина, мотивација и интересовање појединачних корисника су прилично разнолики. Интерфејси стога морају бити флексибилнији и способнији да се прилагоде низу потреба и очекивања. Коначно, корисници су запослени у различитим привредним секторима и обављају прилично разнолик спектар задатака. Програмери интерфејса стога морају стално да процењују квалитет својих интерфејса.

Најзад, интензивна тржишна конкуренција и повећана очекивања у погледу безбедности фаворизују развој бољих интерфејса. Ове преокупације покрећу два скупа партнера: с једне стране, произвођачи софтвера који настоје да смање своје трошкове уз задржавање препознатљивости производа који унапређују њихове маркетиншке циљеве, а с друге стране, корисници за које је софтвер средство за нуђење конкурентних производа. и услуге клијентима. За обе групе, ефективни интерфејси нуде бројне предности:

За произвођаче софтвера:

• боља слика производа

• повећана потражња за производима

• краће време тренинга

• нижи захтеви за постпродајним услугама

• чврста основа на којој се развија линија производа

• смањење ризика од грешака и незгода

• смањење документације.

За кориснике:

• краћа фаза учења

• повећана општа применљивост вештина

• побољшано коришћење система

• повећана аутономија коришћења система

• смањење времена потребног за извршење задатка

• смањење броја грешака

• повећано задовољство.

Ефикасни интерфејси могу значајно побољшати здравље и продуктивност корисника у исто време док побољшавају квалитет и смањују трошкове њихове обуке. Ово, међутим, захтева заснивање дизајна интерфејса и евалуације на ергономским принципима и стандардима праксе, било да се ради о смерницама, корпоративним стандардима главних произвођача система или међународним стандардима. Током година, акумулирао се импресиван корпус ергономских принципа и смерница у вези са дизајном интерфејса (Сцапин 1986; Смитх и Мосиер 1986; Марсхалл, Нелсон и Гардинер 1987; Бровн 1988). Овај мултидисциплинарни корпус покрива све аспекте карактерног режима и графичких интерфејса, као и критеријуме за евалуацију интерфејса. Иако његова конкретна примена повремено представља неке проблеме – на пример, непрецизну терминологију, неадекватне информације о условима коришћења, неодговарајућу презентацију – он остаје драгоцен ресурс за дизајн и евалуацију интерфејса.

Поред тога, главни произвођачи софтвера развили су сопствене смернице и интерне стандарде за дизајн интерфејса. Ове смернице су доступне у следећим документима:

• Аппле упутства за људски интерфејс (1987)

• Отвори изглед (нед 1990)

• ОСФ/Водич за стил мотива (1990)

• ИБМ Цоммон Усер Аццесс водич за дизајн корисничког интерфејса (1991)

• ИБМ Адванцед Интерфаце Десигн Референце (1991)

• Виндовс интерфејс: водич за дизајн апликације (Мицрософт 1992)

Ове смернице покушавају да поједноставе развој интерфејса налажући минимални ниво униформности и доследности између интерфејса који се користе на истој рачунарској платформи. Они су прецизни, детаљни и прилично свеобухватни у неколико аспеката, и нуде додатне предности што су добро познати, доступни и широко коришћени. Они су де факто стандарди дизајна које користе програмери, и из тог разлога су неопходни.

Штавише, стандарди Међународне организације за стандардизацију (ИСО) су такође веома вредни извори информација о дизајну интерфејса и евалуацији. Ови стандарди се првенствено баве обезбеђивањем униформности међу интерфејсима, без обзира на платформе и апликације. Развијени су у сарадњи са националним агенцијама за стандардизацију, и након опсежне дискусије са истраживачима, програмерима и произвођачима. Главни ИСО стандард за дизајн интерфејса је ИСО 9241, који описује ергономске захтеве за јединице визуелног приказа. Састоји се од 17 делова. На пример, делови 14, 15, 16 и 17 говоре о четири типа дијалога између човека и рачунара — менија, командних језика, директне манипулације и формулара. ИСО стандарди треба да имају приоритет у односу на друге принципе и смернице дизајна. Следећи одељци говоре о принципима који би требало да условљавају дизајн интерфејса.

Филозофија дизајна фокусирана на корисника

Гоулд и Левис (1983) су предложили филозофију дизајна фокусирану на корисника јединице за видео приказ. Његова четири принципа су:

1. Непосредна и стална пажња према корисницима. Одржава се директан контакт са корисницима, ради бољег разумевања њихових карактеристика и задатака.
2. Интегрисани дизајн. Сви аспекти употребљивости (нпр. интерфејс, приручници, системи помоћи) се развијају паралелно и стављају под централизовану контролу.
3. Непосредна и континуирана евалуација од стране корисника. Корисници тестирају интерфејсе или прототипове у раној фази пројектовања, под симулираним условима рада. Учинак и реакције се мере квантитативно и квалитативно.
4. Итеративни дизајн. Систем је модификован на основу резултата евалуације и циклус евалуације је поново започео.

Ови принципи су детаљније објашњени у Гоулду (1988). Веома релевантни када су први пут објављени 1985. године, петнаест година касније остају такви, због немогућности да се предвиди ефикасност интерфејса у одсуству тестирања корисника. Ови принципи чине срце развојних циклуса заснованих на корисницима које је неколико аутора предложило последњих година (Гоулд 1988; Мантеи и Теореи 1989; Маихев 1992; Ниелсен 1992; Роберт и Фисет 1992).

Остатак овог чланка ће анализирати пет фаза у развојном циклусу које изгледа да одређују ефикасност коначног интерфејса.

Анализа задатка

Ергономска анализа задатака је један од стубова дизајна интерфејса. У суштини, то је процес којим се разјашњавају одговорности и активности корисника. Ово заузврат омогућава да се дизајнирају интерфејси компатибилни са карактеристикама задатака корисника. Постоје два аспекта сваког датог задатка:

1. називни задатак, што одговара формалној дефиницији задатка организације. Ово укључује циљеве, процедуре, контролу квалитета, стандарде и алате.
2. прави задатак, који одговара одлукама и понашањима корисника неопходним за извршење номиналног задатка.

Јаз између номиналних и стварних задатака је неизбежан и резултат је неуспеха номиналних задатака да узму у обзир варијације и непредвиђене околности у току рада, као и разлике у менталним представљањима корисника о свом раду. Анализа номиналног задатка је недовољна за потпуно разумевање активности корисника.

Анализа активности испитује елементе као што су циљеви рада, врста операција које се обављају, њихова временска организација (секвенцијална, паралелна) и учесталост, начини рада на које се ослања, одлуке, извори потешкоћа, грешке и начини опоравка. Ова анализа открива различите операције извршене да би се извршио задатак (детекција, претрага, читање, поређење, процена, одлучивање, процена, предвиђање), ентитети којима се манипулише (нпр. у контроли процеса, температура, притисак, брзина протока, запремина) и однос између оператера и ентитета. Контекст у коме се задатак извршава условљава ове односе. Ови подаци су неопходни за дефинисање и организацију карактеристика будућег система.

У основи, анализа задатака се састоји од прикупљања података, компилације и анализе. Може се извести пре, током или после компјутеризације задатка. У свим случајевима, он пружа основне смернице за дизајн интерфејса и евалуацију. Анализа задатака се увек бави стварним задатком, иако може да проучава будуће задатке кроз симулацију или тестирање прототипа. Када се изводи пре компјутеризације, проучава „спољне задатке“ (тј. задатке ван рачунара) које се обављају са постојећим радним алатима (Моран 1983). Ова врста анализе је корисна чак и када се очекује да ће компјутеризација резултирати великом модификацијом задатка, јер разјашњава природу и логику задатка, радне процедуре, терминологију, оператере и задатке, алате за рад и изворе потешкоћа. На тај начин обезбеђује податке неопходне за оптимизацију задатака и компјутеризацију.

Анализа задатака која се врши током компјутеризације задатака фокусира се на „интерне задатке“, како их изводи и представља рачунарски систем. Прототипови система се користе за прикупљање података у овој фази. Фокус је на истим тачкама које су испитане у претходној фази, али са становишта процеса компјутеризације.

Након компјутеризације задатака, анализа задатака такође проучава унутрашње задатке, али се анализа сада фокусира на коначни рачунарски систем. Ова врста анализе се често изводи за процену постојећих интерфејса или као део дизајна нових.

Анализа хијерархијских задатака је уобичајена метода у когнитивној ергономији која се показала веома корисном у разним областима, укључујући дизајн интерфејса (Схепхерд 1989). Састоји се од поделе задатака (или главних циљева) на подзадатке, од којих се сваки може даље делити, све док се не постигне потребан ниво детаља. Ако се подаци прикупљају директно од корисника (нпр. кроз интервјуе, вокализацију), хијерархијска подела може да пружи портрет менталног мапирања задатка корисника. Резултати анализе могу бити представљени дијаграмом стабла или табеле, при чему сваки формат има своје предности и недостатке.

Усер Аналисис

Други стуб дизајна интерфејса је анализа карактеристике корисника. Карактеристике интересовања могу се односити на узраст корисника, пол, језик, културу, обуку, техничко или компјутерско знање, вештине или мотивацију. Варијације у овим појединачним факторима су одговорне за разлике унутар и између група корисника. Стога је једно од кључних начела дизајна интерфејса да не постоји нешто попут просечног корисника. Уместо тога, треба идентификовати различите групе корисника и разумети њихове карактеристике. Представнике сваке групе треба подстицати да учествују у дизајну интерфејса и процесима евалуације.

С друге стране, технике из психологије, ергономије и когнитивног инжењеринга могу се користити за откривање информација о карактеристикама корисника које се односе на перцепцију, памћење, когнитивно мапирање, доношење одлука и учење (Викенс 1992). Јасно је да је једини начин да се развију интерфејси који су заиста компатибилни са корисницима да се узме у обзир ефекат разлика у овим факторима на корисничке капацитете, ограничења и начине рада.

Ергономске студије интерфејса фокусирале су се скоро искључиво на перцептивне, когнитивне и моторичке вештине корисника, пре него на афективне, друштвене факторе или факторе ставова, иако је рад у овим последњим областима постао популарнији последњих година. (За интегрисани поглед на људе као системе за обраду информација видети Расмуссен 1986; за преглед фактора везаних за кориснике које треба узети у обзир приликом дизајнирања интерфејса видети Тхимблеби 1990 и Маихев 1992). Следећи параграфи разматрају четири главне карактеристике које се односе на корисника које треба узети у обзир током дизајна интерфејса.

Ментално представљање

Ментални модели које корисници конструишу система које користе одражавају начин на који примају и разумеју ове системе. Ови модели се стога разликују у зависности од знања и искуства корисника (Хутцхинс 1989). Да би се крива учења свела на минимум и олакшала употреба система, концептуални модел на коме се систем заснива треба да буде сличан менталној представи корисника. Међутим, треба имати на уму да ова два модела никада нису идентична. Ментални модел карактерише сама чињеница да је лични (Рицх 1983), непотпун, променљив од једног дела система до другог, вероватно у грешци у неким тачкама и у сталној еволуцији. Има споредну улогу у рутинским задацима, али главну у нерутинским и током дијагностиковања проблема (Иоунг 1981). У последњим случајевима, корисници ће имати лош учинак у недостатку адекватног менталног модела. Изазов за дизајнере интерфејса је да дизајнирају системе чија ће интеракција са корисницима подстаћи ове последње да формирају менталне моделе сличне концептуалном моделу система.

Учење

Аналогија игра велику улогу у учењу корисника (Румелхарт и Норман 1983). Из тог разлога, употреба одговарајућих аналогија или метафора у интерфејсу олакшава учење, максимизирањем преноса знања из познатих ситуација или система. Аналогије и метафоре играју улогу у многим деловима интерфејса, укључујући називе команди и менија, симболе, иконе, кодове (нпр. облик, боју) и поруке. Када је то релевантно, они у великој мери доприносе стварању интерфејса природним и транспарентнијим за кориснике. С друге стране, када су небитни, могу да ометају кориснике (Халасз и Моран 1982). До данас, две метафоре које се користе у графичким интерфејсима су Десктоп и, у мањој мери, на соба.

Корисници углавном више воле да науче нови софтвер тако што ће га одмах користити, а не читањем или похађањем курса – више воле учење засновано на акцијама у којем су когнитивно активни. Ова врста учења, међутим, представља неколико проблема за кориснике (Царролл и Россон 1988; Роберт 1989). Захтева структуру интерфејса која је компатибилна, транспарентна, конзистентна, флексибилна, која се природно појављује и толерантна на грешке, као и скуп функција који обезбеђује употребљивост, повратне информације, системе помоћи, навигационе помоћи и руковање грешкама (у овом контексту, „грешке“ се односе на радње које корисници желе да пониште). Ефикасни интерфејси дају корисницима одређену аутономију током истраживања.

Развијање знања

Корисничко знање се развија са повећањем искуства, али има тенденцију да брзо пада. То значи да интерфејси морају бити флексибилни и способни да истовремено одговоре на потребе корисника са различитим нивоима знања. У идеалном случају, они такође треба да буду осетљиви на контекст и да пружају персонализовану помоћ. Систем ЕдЦоацх, који су развили Десмараис, Гироук и Лароцхелле (1993) је такав интерфејс. Класификација корисника у категорије почетника, средњег нивоа и стручњака је неадекватна за потребе дизајна интерфејса, јер су ове дефиниције превише статичне и не узимају у обзир појединачне варијације. Информациона технологија способна да одговори на потребе различитих типова корисника сада је доступна, иако на истраживачком, а не на комерцијалном нивоу (Еган 1988). Тренутни бес за системима за подршку перформансама сугерише интензиван развој ових система у наредним годинама.

Неизбежне грешке

На крају, треба признати да корисници праве грешке када користе системе, без обзира на ниво њихове вештине или квалитет система. Недавна немачка студија Броадбецк ет ал. (1993) открили су да је најмање 10% времена које проводе радници који раде на рачунарима повезано са управљањем грешкама. Један од узрока грешака је ослањање корисника на корекцију, а не на стратегије превенције (Реед 1982). Корисници више воле да делују брзо и праве грешке које накнадно морају да исправе, него да раде спорије и избегавају грешке. Од суштинског је значаја да се ова разматрања узму у обзир приликом пројектовања интерфејса човек-рачунар. Поред тога, системи треба да буду толерантни на грешке и требало би да садрже ефикасно управљање грешкама (Левис и Норман 1986).

Анализа потреба

Анализа потреба је експлицитни део Робертовог и Фисетовог развојног циклуса (1992), одговара Нилсеновој функционалној анализи и интегрисана је у друге фазе (анализа задатака, корисника или потреба) које су описали други аутори. Састоји се од идентификације, анализе и организације свих потреба које рачунарски систем може да задовољи. Идентификација карактеристика које треба додати систему се дешава током овог процеса. Анализа задатака и корисника, представљена горе, требало би да помогне у дефинисању многих потреба, али се може показати неадекватном за дефинисање нових потреба које су резултат увођења нових технологија или нових прописа (нпр. безбедност). Анализа потреба попуњава ову празнину.

Анализа потреба се врши на исти начин као и функционална анализа производа. Захтева учешће групе људи заинтересованих за производ и који поседују комплементарну обуку, занимања или радно искуство. То може укључивати будуће кориснике система, супервизоре, стручњаке из домена и, по потреби, стручњаке за обуку, организацију рада и безбедност. Може се извршити и преглед научне и техничке литературе из релевантне области примене, ради утврђивања постојећег стања технике. Такође се могу проучавати конкурентски системи који се користе у сличним или сродним областима. Различите потребе идентификоване овом анализом се затим класификују, пондеришу и представљају у формату прикладном за употребу током развојног циклуса.

Прототипова

Израда прототипа је део развојног циклуса већине интерфејса и састоји се од израде прелиминарног папирног или електронског модела (или прототипа) интерфејса. Доступно је неколико књига о улози израде прототипа у интеракцији човека и рачунара (Вилсон и Росенберг 1988; Хартсон и Смитх 1991; Прееце ет ал. 1994).

Израда прототипа је скоро неопходна јер:

1. Корисници имају потешкоћа да процењују интерфејсе на основу функционалних спецификација — опис интерфејса је превише удаљен од стварног интерфејса, а евалуација превише апстрактна. Прототипови су корисни јер омогућавају корисницима да виде и користе интерфејс и директно процене његову корисност и употребљивост.
2. Практично је немогуће конструисати адекватан интерфејс из првог покушаја. Корисници морају тестирати интерфејсе и мењати их, често више пута. Да би се превазишао овај проблем, производе се и усавршавају папирни или интерактивни прототипови који се могу тестирати, модификовати или одбацити док се не добије задовољавајућа верзија. Овај процес је знатно јефтинији од рада на стварним интерфејсима.

Са становишта развојног тима, израда прототипа има неколико предности. Прототипови омогућавају интеграцију и визуелизацију елемената интерфејса у раној фази циклуса дизајна, брзу идентификацију детаљних проблема, производњу конкретног и заједничког предмета дискусије у развојном тиму и током разговора са клијентима, и једноставну илустрацију алтернативних решења за потребе поређења и интерне евалуације интерфејса. Најважнија предност је, међутим, могућност да корисници процењују прототипове.

Јефтини и веома моћни софтверски алати за производњу прототипова су комерцијално доступни за различите платформе, укључујући микрорачунаре (нпр. Висуал Басиц и Висуал Ц++ (™Мицрософт Цорп.), УИМ/Кс (™Висуал Едге Софтваре), ХиперЦард (™ Аппле Цомпутер), СВТ (™СВТ Софт Инц.)). Лако доступни и релативно лаки за учење, они постају широко распрострањени међу програмерима система и евалуаторима.

Интеграција прототипа је у потпуности променила процес развоја интерфејса. С обзиром на брзину и флексибилност са којом се прототипови могу производити, програмери сада теже да смање своје почетне анализе задатака, корисника и потреба, и да компензују ове аналитичке недостатке усвајањем дужих циклуса евалуације. Ово претпоставља да ће тестирање употребљивости идентификовати проблеме и да је економичније продужити евалуацију него трошити време на прелиминарну анализу.

Евалуација интерфејса

Корисничка евалуација интерфејса је незаменљив и ефикасан начин да се побољша корисност и употребљивост интерфејса (Ниелсен 1993). Интерфејс се скоро увек процењује у електронском облику, мада се могу тестирати и прототипови на папиру. Евалуација је итеративни процес и део је циклуса евалуације и модификације прототипа који се наставља све док се интерфејс не оцени прихватљивим. Можда ће бити потребно неколико циклуса евалуације. Евалуација се може вршити на радном месту или у лабораторијама за употребљивост (погледајте посебно издање бр Понашање и информационе технологије (1994) за опис неколико лабораторија употребљивости).

Неке методе евалуације интерфејса не укључују кориснике; могу се користити као допуна корисничкој евалуацији (Карат 1988; Ниелсен 1993; Ниелсен и Мацк 1994). Релативно чест пример таквих метода састоји се од коришћења критеријума као што су компатибилност, доследност, визуелна јасноћа, експлицитна контрола, флексибилност, ментално оптерећење, квалитет повратних информација, квалитет помоћи и системи за руковање грешкама. За детаљну дефиницију ових критеријума, видети Бастиен и Сцапин (1993); они такође чине основу ергономског упитника о интерфејсима (Схнеидерман 1987; Равден и Јохнсон 1989).

Након евалуације, морају се пронаћи решења за проблеме који су идентификовани, модификације су дискутоване и спроведене, и донети одлуке о томе да ли је нови прототип неопходан.

Zakljucak

Ова дискусија о развоју интерфејса је истакла главне интересе и широке трендове у области интеракције човека и рачунара. Укратко, (а) анализа задатака, корисника и потреба игра суштинску улогу у разумевању системских захтева и, самим тим, неопходних карактеристика интерфејса; и (б) израда прототипа и корисничка евалуација су неопходни за одређивање употребљивости интерфејса. Импресиван корпус знања, састављен од принципа, смерница и стандарда дизајна, постоји о интеракцијама човека и рачунара. Ипак, тренутно је немогуће произвести адекватан интерфејс из првог покушаја. Ово представља велики изазов за наредне године. Морају се успоставити експлицитније, директније и формалније везе између анализе (задатак, корисници, потребе, контекст) и дизајна интерфејса. Такође се морају развити средства за примену актуелних ергономских знања директније и једноставније на дизајн интерфејса.

Назад