Доски стеклянные магнитно-маркерные Askell Standart (с внешними креплениями). 18 страница8.5. Организация диалога человека и ЭВМ Диалог человека и ЭВМ – это работа интерактивной системы, при которой пользователь и программа обмениваются вопросами и ответами: пользователь с помощью клавиатуры или микрофона, программа – с помощью экрана дисплея, на который выводится информация, или синтезатора речи. При организации диалога человека с ЭВМ основной упор делается на разработку программного обеспечения, применение средств информационного обслуживания и проектирование интерфейса (рис. 8-17). По мере того, как количество людей, вступающих в контакт с компьютерами, стремительно возрастало, возникла потребность в разработке "дружественного" пользователю программного обеспечения, т.е. обеспечивающего удобный и естественный для пользователя способ взаимодействия, защиту от ошибок и развитые средства подсказки и диалоговой документации.
Облегчение деятельности при одновременном повышении эффективности использования вычислительных машин человеком – основная задача относительно нового направления исследований и разработок, каковым является эргономика программного обеспечения, или когнитивная эргономика (взаимодействие человека и ЭВМ). Имеется несколько определений эргономики программного обеспечения, суть которых в том, что она рассматривается как часть эргономики, занимающаяся проектированием интерфейса в соответствии с возможностями и особенностями пользователей и операторов. Пользователь – это человек, применяющий вычислительную систему или программное средство, а оператор в данном случае – человек, обслуживающий или использующий ЭВМ. Эргономика программного обеспечения своими корнями уходит в решение многих задач, связанных с взаимодействием человека и ЭВМ [35]. Эргономика Программного обеспечения, являясь одним из направлений эргономики, непосредственно и опосредованно взаимосвязана с целым рядом научных дисциплин и сфер практической деятельности (см. рис. 8-1). Эргономика программного обеспечения занимается изучением возможностей и особенностей восприятия и памяти человека, информационной подготовки и принятия решений, стилей мышления и индивидуальных особенностей в процессе выполнения конкретных видов работ с учетом накладываемых компьютером ограничений. "Осознав, что вычислительные машины – это только инструменты и что для приведения их в действие люди тратят творческую энергию, мы концентрируем внимание не на производительности машины, а на эффективности работы человека" [36, с.19]. При проектировании и оценке эффективности использования вычислительных систем пользователями руководствуются принципами, которые включают учет особенностей работы пользователя с самых первых этапов проектирования системы, взаимодействие с пользователем во время проектирования, эмпирическое оценивание эффективности и итерационный характер процесса разработки [37]. Проблемы при разработке программных средств, отвечающих требованиям конечных пользователей, нередко возникают из-за того, что их создатели не придерживаются относительно простой структуры деятельности: анализ, проектирование, оценка (рис. 8-18) [35]. Даже признавая ее преимущества, программисты торопятся сразу перейти к программированию. Эргономисты программного обеспечения и его проектировщики действуют в тесной взаимосвязи. Нередко приходится искать ответ на вопрос: "Как эргономисты могут помочь тем проектировщикам, которые ничего или мало знают о человеческих факторах в технике?" В этих случаях, считают американские ученые Д.Дж.Гиллман и Р.Г.Биас, эргономисты прежде всего должны сообщить данные или передать знания проектировщикам из следующих четырех областей [38]. Во-первых, проектировщики должны знать о проверенных эргономических проектных подходах. Нет единственного универсального подхода, но можно начать, по мнению названных ученых, с принципов проектирования, которые взяли за основу другие американские ученые – Дж.Д.Гоулд и С.Левис,– и суть которых в том, что проектировщикам необходимо: 1) с самого начала сосредоточить внимание на пользователях и их задачах; 2) анализировать и измерять деятельность пользователя с первоначальных шагов проектирования и до завершения проекта; 3) показатели деятельности использовать в течение нескольких (или многих) итераций [39]. Среди других ценных подходов – проектирование, ориентированное на пользователя [40], и инженерия удобства использования [41]. Вторая сфера коммуникации от эргономистов к проектировщикам – когда человеческие факторы в технике обогащают методы, используемые в проектировании Один из наиболее важных методических инструментов – анализ задач. Весьма важны принципы разложения задачи и определения ее основных характеристик (например, требуемая информация, последствия данного шага и потенциальная ошибка) [42]. Среди других средств эргономики – эмпирические методы оценки. Идея тестирования знакома разработчикам программного обеспечения, но их тесты редко оценивают деятельность пользователя. Проектирование может также извлечь пользу из информации о методах моделирования пользователя. Третья сфера знаний, важная для проектировщиков пользовательского интерфейса, – это знания о возможностях и особенностях ощущения, восприятия, познавательных и исполнительных действий человека, его взаимодействия с компьютерами. Здесь существенны как фундаментальные знания, так и данные, необходимые для решения конкретной задачи. Первые позволяют проектировщикам лучше разобраться в пригодности данных (например, обнаружение движения на периферии зрительного поля) и воспользоваться таковыми. Еще один путь своевременного и удобного ознакомления проектировщиков с принципами эргономики – это программные средства анализа проекта [43, 44]. Примером такого средства является программа Т.С.Туллиса, анализирующая табличные дисплеи [43]. Такой анализ должен быть основан на модели сенсорных, перцептивных и/или познавательных процессов применительно к конкретной задаче. Эта модель должна подкрепляться экспериментами по оценке ее возможностей предсказывать деятельность человека. Кроме того, такая модель должна быть реализована в виде программного обеспечения, позволяя тем самым оценивать создаваемые проекты интерфейсов пользователя. После анализа проекта с помощью этой модели программное обеспечение должно предоставить проектировщикам два вида обратной связи: 1) предсказание процесса взаимодействия человека и компьютера на основе модели деятельности пользователя в разрабатываемом проекте; 2) предложения по модификации и улучшению проекта. Эргономисты яснее представляют существенные аспекты коммуникации от них к проектировщикам, чем обратный поток информации. Однако знания об ограничениях проектирования в реальном мире и о том, как в конечном итоге проектировщики интегрируют в проекте человеческие факторы в технике и инженерные данные, также полезны для эргономистов [38]. 8.5.1. Основные принципы проектирования диалога "человек–ЭВМ" Проектирование диалога определяет способ, которым система побуждает пользователя осуществлять ввод информации и влияет на все множество управляющих функций, осуществляемых им при помощи этого диалога. Диалог должен быть устроен так, чтобы быть полезным пользователю и не нагружать его дополнительной работой, связанной с особенностями системы. Проектирование' системы "человек – ЭВМ" основывается на изучении деятельности пользователя (рис. 8-18).
Задача проектировщика – определить концептуальный образ системы, соответствующий задаче и типу пользователей, затем сконструировать ее так, чтобы образ системы привел пользователя к воспроизведению такой модели, которая соответствует концептуальной модели системы у проектировщика [45].
В 1984 г. американские ученые собрали свыше 500 рекомендаций по проектированию диалога [46]. В их число не включались рекомендации по разработке аппаратных средств и рабочего места пользователя. Классификационная схема принципов проектирования, используемая в указанном обзоре, состоит из шести основных разделов: организация данных (структурирование информации на экране дисплея при работе в интерактивном режиме), режимы диалогов, устройство ввода, организация обратной связи и исправления ошибок, защита данных и предотвращение аварийных ситуаций (непреднамеренное уничтожение файла или преждевременное прекращение сеанса работы с системой), многопользовательский режим работы. Организация диалогового режима предполагает шесть основных типов взаимодействия, включающих режим форматированного ввода посредством заполнения форм, машинный запрос, выбор из меню, командные языки, формальные языки запросов и ограниченный, естественный язык. Первые три диалоговых режима управляются главным образом ЭВМ, в то время как три последних – пользователем (рис. 8-19).
Сформулируем основные принципы проектирования диалога "человек – ЭВМ": совместимость, согласованность, память, структура, обратная связь, рабочая нагрузка, индивидуализация [47]. Принцип совместимости предполагает минимизацию необходимого количества взаимосвязанных элементов информации, рассматриваемых как единое целое. Применительно к проектированию интерфейса "человек–компьютер" это означает, что он должен быть совместим с возможностями восприятия человека, его памяти, принятия решений и коммуникации. Следующий принцип – согласованность – означает, что и ввод информации от пользователя, и вывод из ЭВМ должны быть согласованы в рамках всей информационной системы, содержащей программные модули, дисплеи и другие компоненты. В идеале согласованность системы должна вытекать из естественных способов решения задачи пользователем, а не из логического формализма или какой-либо модели системы, которые пользователь должен дополнительно изучить. Проектирование согласованного интерфейса имеет своей целью оказание помощи пользователю в постижении концептуальной модели или внутреннего представления структуры системы. Принцип согласованности предполагает, что предыдущий опыт работы с аналогичными вычислительными системами должен облегчить изучение новых систем. Принцип памяти означает, что при проектировании диалога "человек–ЭВМ" важно минимизировать объем информации, который пользователь должен хранить в своей памяти, особенно в том случае, когда одновременно существует несколько информационных потоков. Предполагается, что верхний предел объема информации, которая может быть воспроизведена человеком вскоре после ее запоминания, лежит между пятью и девятью условными элементами информации [48], причем их число зависит от степени сложности, последовательности представления, времени, отведенного для запоминания, и количества сопутствующих информационных процессов. В случае, когда требуется передать пользователю большой объем информации, для уменьшения нагрузки на его память рекомендуется группировать данные по смыслу. Для увеличения объема информации в одной структурно-логической единице ввода следует создавать семантические группы больших размеров. Принцип структуры связан с тем общеизвестным фактом, что человеку свойственно искать структуру и упорядоченность в окружающем мире даже в том случае, когда элементы такой организации отсутствуют. В первой четверти XX века возникло одно из направлений психологии – гештальтпсихология (от нем. gestalt – образ, структура, целостная форма), выдвинувшее в качестве основного объясняющего принципа психологии целостное объединение элементов психической жизни, несводимое к сумме составляющих,– "гештальт". Это понятие было введено при исследовании зрительного восприятия. Пользователи ЭВМ пытаются выявить определенную структуру в диалоговых и управляющих системах. Представление о внутренней организации системы формирует у пользователя основу понимания им происходящих процессов и обусловливает его решение и действия. Создание интерфейса с внутренне согласованной структурой, отвечающей представлениям пользователя, содействует последнему в его обучении, сокращая до минимума искажения в его представлении системы. Еще один принцип проектирования диалога "человек– ЭВМ"– обеспечение положительной обратной связи в результате выполнения действий, инициируемых пользователем. Отсутствие реакции системы не является соответствующей обратной связью. Информационное сообщение от ЭВМ, связанное с реакцией на запрос пользователя, обнаружением ошибок в его действиях, пропуском им необходимых частей вводимых данных и изменениями состояния системы, вызванными его действиями, должно поступать к пользователю без сколько-нибудь существенных временных задержек. Неоправданные задержки, необоснованное, сильно изменяющееся или слишком большое время реакции системы приводят к потраченному впустую рабочему времени и дискомфорту в деятельности пользователя. При возникновении задержек, превосходящих 15 с, система должна освобождать пользователя от необходимости ожидания ее реакции с тем, чтобы он мог заниматься другими операциями и получить ответ на экране дисплея в удобный момент. Желательно наличие сообщения в начале периода задержки, указывающее ожидаемое время обработки. Время реакции системы от 5 до 15 с слишком велико для диалогового режима, поскольку при этом от пользователя требуется сохранять информацию о задании в кратковременной памяти. Такие задержки отвлекают внимание пользователя и отрицательно сказываются на его эмоциональном состоянии в процессе ввода данных. Интервал, превосходящий 2 с. может создавать трудности тем пользователям, которые работают с высокой концентрацией внимания. Интервал ожидания за дисплеем 2 с. может быть длительным в том случае, если пользователь умственно и эмоционально сконцентрирован на завершении выполняемой задачи. Реакция (выводимый на экран символ или звуковой сигнал) на нажатие клавиши должна быть почти немедленной, т.е. меньше, чем 2 с. Обратная связь должна быть корректно согласована с предпринимаемыми действиями и не прерывать их последовательность. Сообщения об ошибках должны быть конкретными и сформулированы так, как это сделал бы сам пользователь, а не излагаться сухим языком, традиционным для программирования. Сообщения об ошибке должны быть понятными и не угрожающими. Пользователь не должен заниматься поиском в справочных материалах с целью интерпретации сообщений системы. Однако сообщения об ошибках должны отсылать пользователя к специальным источникам дополнительной информации в тех случаях, когда она не может быть выведена на экран дисплея. После запроса информации или нахождения вспомогательных источников сведений, а также после исправления ошибки пользователь должен обладать средством простого возвращения к основному диалогу. Если ошибка повторяется, то сообщение о ней должно содержать указание на то, что она относится к повторно введенной информации. Сообщение об ошибке должно предоставлять максимально возможный объем диагностической информации, а также информацию о способах исправления ошибки. Система должна обладать свойством формирования подсказок. Уровень подсказок должен контролироваться пользователем. Сообщения-подсказки должны появляться в стандартных позициях на экране дисплея, например в начале новой вводимой строки, и сообщать пользователю, что от него требуется, и передавать ему необходимые от него запросы. Поддержание рабочей нагрузки пользователя в разумных пределах – следующий принцип проектирования диалога "человек –ЭВМ". Поскольку вероятность совершения пользователем ошибки или невыполнения им какого-либо действия увеличивается в случаях как его перегрузки, так и при недогрузке, то при постановке задачи и определении требований работы в первую очередь нужно следить, чтобы рабочая нагрузка человека находилась в допустимых пределах. Скорость обработки информации и ее объем, сложность принимаемых решений – основные факторы рабочей нагрузки. Нагрузка пользователя существенно зависит от того, как спроектированы форматы отображения: Вывод слишком большого объема информации на экран приводит к путанице и перегрузке, что увеличивает вероятность возникновения ошибок. Экран должен содержать только ту информацию, которая необходима пользователю. Но даже и в этом случае экран может оказаться перегруженным информацией. Обычно на экране выделяют определенные зоны для заполнения информацией одного типа. Имеется несколько способов структуризации информации, например вставка пробелов между строками или столбцами, использование различных линий подчеркивания: сплошных, штриховых или точечных. Там, где это возможно и необходимо, предусматривают автоматическое удаление с экрана уже ненужной информации, Пользователи должны иметь возможность временно или постоянно удалять с экрана дисплея ненужные элементы информации, а также при необходимости просматривать всю страницу, над которой они работают. Форматы отображений должны проектироваться так, чтобы обеспечивать передачу пользователю оптимального объема информации. Последнее достигается за счет кодирования информации, плотности ее расположения, группировки данных и их нумерации. Таблицы или графики должны содержать достаточно информации для того, чтобы позволить пользователю интерпретировать данные, не обращаясь к дополнительным источникам информации. Форматы кадров экрана должны быть тщательно спроектированы, смоделированы и экспериментально проверены. Моделирование прикладной области, включающее интерационый процесс общения проектировщика с пользователем системы для совместного просмотра и обсуждения форматов и содержимого кадров экрана, стало общепринятым этапом в процессе проектирования (рис. 8-20).
Деятельность с компьютером может приводить к тому, что темп выполнения некоторых работ будет диктоваться машиной, а не пользователем. Обнаружено, что нагрузка на пользователя часто определяется предельными возможностями не человека, а вычислительной машины. Установлено также, что потеря контроля над темпом выполнения работы ведет к нарастанию стресса [49]. Перегрузка в работе может возникнуть и потому, что компьютер не только облегчает, но и ускоряет некоторые операции. Так, например, системы обработки текстов допускают легкий и быстрый переход от одного документа к другому, и работникам для замедления темпа приходится делать ненужные переходы, увеличивая тем самым объем работы [50]. Наконец, последним по счету, но не по значению, является принцип индивидуализации, означающий учет индивидуальных различий между пользователями посредством автоматической адаптации и подстройки интерфейса под пользователя. Существуют, по крайней мере, два возможных подхода к проблеме учета индивидуальных различий: гибкий и адаптивный интерфейс. Первый позволяет пользователю изменять и приспосабливать интерфейс соответственно своим потребностям или же допускает различные варианты взаимодействия. Адаптивные интерфейсы автоматически приспосабливаются к пользователю и могут изменяться с течением времени. Все семь принципов проектирования диалога "человек – ЭВМ" можно сфокусировать в один принцип, сформулированный У.Хансеном и становящийся девизом разработчиков: "Знайте своего пользователя". Нередко возникает вопрос: включает ли "дружественное" пользователю программное обеспечение конкретные позитивные характеристики или означает только отсутствие проектных упущений и недостатков? Теория и практика эргономики и программирования дают однозначный ответ, что и то, и другое – обязательные условия создания "дружественного" пользователю программного обеспечения [51]. Действительно, нельзя создать эффективное и ориентированное на пользователя программное обеспечение, просто избежав ошибок. Формирование новых позитивных качеств программного обеспечения становится одной из основных задач эргономики. 8.5.2. Требования к интерфейсу пользователя На рис. 8-20 представлена многоуровневая модель пользовательского интерфейса. Данная организационная структура определяет границы продуктивных рабочих задач для человека и компьютера (рис. 8-21).
Первая группа требований [52] относится к форме вывода информации на дисплей (рис. 8-22). Практически стандартом стало использование такой модели интерфейса, когда любое взаимодействие пользователя и ЭВМ происходит в отдельном окне. Когда работающему за компьютером нужно выполнить какое-то действие, не связанное напрямую с его текущей работой, ему нет необходимости выходить из системы, сохранять свои данные. В этом заключается самое значительное преимущество многооконных сред – сохранение контекста работы. Пользователь выполняет несколько действий (редактирование текста, графической картинки, электронной таблицы) поочередно, но когда все три окна у него перед глазами, он скажет, что работает с этими тремя объектами одновременно. Таким образом достигается концепция рабочего стола, т.е. то, что видит пользователь на экране, очень походит на то, что имело бы место на его рабочем столе, если бы компьютер не использовался. Необходимо правильно размещать информацию на экране. Объекты, которые по своей роля в системе можно отнести к основным, необходимо группировать в центре экрана, второстепенные же – по периферии. В тех случаях, когда требуется реакция пользователя на некоторые действия (ответ ДА/НЕТ), то, если это возможно, при выдаче запроса желательно не перекрывать основное рабочее окно (сохранение контекста), а располагать окно с запросом ниже рабочего.
Необходимо использовать возможности современных цветных мониторов и различные элементы информации выводить разными цветами. При выборе цветов нужно, как правило, исходить из следующих соображений: 1) стараться избегать ярких цветов, так как это вызывает быстрое утомление глаз; 2) красный цвет необходимо использовать только для вывода сообщений об ошибках и прочих критических ситуациях; 3) цвета объектов и фона должны быть разными, т.е. ни в коем случае не быть оттенками одного и того же цвета; 4) использовать не более 4-5 цветов объектов на экране, так как излишняя пестрота отвлекает пользователя от решения задачи, действует раздражающе. Удачное цветовое решение пользовательского интерфейса способствует формированию у пользователей точной и детальной структуры программы и быстрому управлению ею. Эргономические рекомендации по выбору цветовых решений при формировании пользовательского интерфейса: 1) учитывайте потребности, возможности и опыт пользователей системы, для чего старайтесь сделать ее гибкой, а для выбора цветового кода предлагайте пользователю не только возможность самому подбирать цвета, но и представляйте ему несколько наборов цветов, обозначающих те или иные структуры страниц экрана компьютера; 2) при выборе цветов помните, что пользовательский интерфейс должен способствовать уменьшению рабочей нагрузки пользователя, которому легче узнавать, чем запоминать – набор цветов должен настраивать пользователя на восприятие тех или иных команд, опций, операндов и т.д. 3) используемый цветовой код должен отличаться постоянством в плане обозначения соответствующих структур, команд, объектов и т.д. 4) используйте цветовой код для привлечения внимания к представляемой информации, для сокращения времени ее поиска, улучшения ее размещения и запоминания; 5) используйте цветовой код для надлежащего кодирования разнообразных функций пользовательского интерфейса, таких как: управленческая, коммуникативная, объяснительная, обучающая, иллюстративная, когнитивная, креативная, информационно-поисковая, эстетическая и др.; 6) рассматривайте цветовое решение как составную часть пользовательского интерфейса [1 1а]. Вторая группа требований связана с организацией ввода с клавиатуры. При стандартной клавиатуре следует применять стандартные, устоявшиеся соответствия "клавиша – выполняемое действие", так как это существенно сокращает срок освоения программного продукта. При создании новых, нестандартных сочетаний клавиш выбирать их нужно, исходя из мнемонических соответствий (ALT– R – Run, ALT –С – Compile) и из стремления уменьшить количество движений рук. При расположении на экране объектов, которые могут выбираться с использованием мыши, нужно объединять их в группы, чтобы пользователю не приходилось судорожно дергать рукой при перемещении курсора по всему экрану. Третья группа требований связана с организацией диалога. При его проектировании нужно стремиться к тому, чтобы пользователь сам мог выбирать путь развития диалога, т.е. сводить к минимуму число таких ситуаций, в которых программа диктует пользователю, что он должен делать. Не стоит строить диалог с множеством уровней вложенности, следует отдавать предпочтение элементарным взаимодействиям. Оптимальным будет способ использования стандартных средств, например библиотеки для организации диалогового интерфейса Turbo Vision (Borland inc.) для операционной системы MS-DOS. В современных мультизадачных операционных средах (Microsoft Windows, IBM OS/2) средства для организации интерфейса пользователя входят в состав системы, существуют инструментальные пакеты для разработки программ для них. Выгода от этого получается с нескольких сторон. Программист освобождается от необходимости разрабатывать элементы интерфейса, его дело – умелое использование готовых средств. Пользователь же выигрывает от того, что программные продукты разных производителей имеют интерфейсы, в основе которых лежит одна и та же модель. И это очень важно, ведь получается, что выполнение одних и тех же операций в разных продуктах достигается одинаковыми (схожими) действиями пользователя. Но плюс стандартных моделей интерфейса не только в том, что они стандартные. Они весьма профессионально проработаны и согласованы, т.е. формируют у пользователя систему ожидания одинаковых реакций системы на одинаковые действия, сокращают число ошибок пользователя и способствуют тому, чтобы он комфортнее чувствовал себя с системой. Составной частью пользовательского интерфейса являются языки взаимодействия/общения человека с ЭВМ. Общие требования к ним следующие: 1) соответствовать когнитивным, мотивационным, психомоторным, эмоциональным, профессиональным характеристикам пользователей; 2) отвечать потребностям и задачам пользователей; 3) соответствовать назначению и особенностям программного продукта; 4) должны быть легки и удобны в освоении и использовании, эффективны в деятельности, приятны в общении; 5) основываться не только на естественном языке, но и на других присущих человеку языках; 6) отвечать нормам той или иной предметной или проблемной области знания с максимальным учетом профессионального языка пользователя проектируемого лингвистического процессора; 7) соответствовать особенностям устройств ввода и вывода информации [11 а]. 8.5.3. Рекомендации по созданию графических интерфейсов пользователя Создание графического интерфейса пользователя, в процессе которого требуется размещать графические элементы, выбирать общую структуру и поток приложений, побуждает программиста становиться в определенной мере художником. Стандартные правила, которые могли бы помочь при создании презентаций, размещении элементов и организации структуры, отсутствуют. Удачный графический интерфейс пользователя рассматривается как произведение искусства. Поскольку создание интерфейсов – это скорее не наука, а искусство, в этой области отсутствуют твердые правила, которым необходимо следовать. Слишком много параметров определяются характером приложения, пользователей и контекста. Однако существует целый ряд практических рекомендаций, которых следует придерживаться разработчикам для облегчения проектирования интерфейсов [53]. ¨ Следует избегать сложных структур (типа дерева) для связи различных меню. В одну линейку меню лучше всего включать не более шести меню, каждое из которых будет содержать не более шести опций. ¨ Объекты должны иметь согласованное значение. Например, для активизации всех пиктограмм следует использовать двойной щелчок мышью. Некоторые современные интерфейсы не отвечают этой рекомендации и содержат пиктограммы, которые начинают действовать только после того, как пользователь отбуксирует к ним объект. Линейки прокрутки должны служить только для прокрутки, а если используются готовые библиотечные пиктограммы, необходимо тщательно их проверить и убедиться, что, например, пиктограмма принтера всегда используется для вывода на печать. ¨ При активизации всех пиктограмм, как отмечалось выше, следует использовать двойной щелчок мышью. А для получения аналогичного результата для пиктограмм объектов, которые активизируются одинарным щелчком мышью, рекомендуется также запрограммировать двойной щелчок. Многие опции, например, из меню Control Panel, выглядят как пиктограммы, но являются объектами, которые активизируются одинарным щелчком мышью. Следует предусмотреть возможное поведение пользователей при работе с такими объектами (т.е. допустить, что они будут дважды щелкать по ним мышью) и помочь им достигнуть желаемого результата.
|
