Размещено на http://www.allbest.ru/

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА CMN-GOMS ДЛЯ АНАЛИЗА ТРЕБОВАНИЙ К ГРАФИЧЕСКОМУ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОМУ ИНТЕРФЕЙСУ КОМПЬЮТЕРНОЙ СИСТЕМЫ НА ПРИМЕРЕ ГРАФИЧЕСКОГО РЕДАКТОРА

интерфейс графический дружественный пользователь

Конюхова О.В., ст. преподаватель

Орловский государственный технический университет



A friendly graphical user interface (GUI) is of crucial importance to the success of a computer system. User interface designers mast take into consideration a human factor. Specification methods, using on the early phase of system design, allow easy and naturally formulate requirements of users to user interface. This paper describes application of the task analysis method CMN-GOMS for record and analysis user's requirements to GUI of graphical editor.



Введение

Важнейшей составляющей современных интерактивных компьютерных систем является графический пользовательский интерфейс (ГПИ), качество которого определяет мнение пользователя о системе в целом и влияет на принятие решения о ее использовании для решения своих задач.

Как отмечается в [1], сложность разработки высококачественных ГПИ заключается в том, что, с одной стороны, ГПИ должен удовлетворять требованиям конечных пользователей (быть простым в изучении и легким в использовании), с другой стороны, ГПИ является сложной многозадачной системой, которую трудно проектировать и отлаживать.

Из этого следует, что процесс разработки ГПИ компьютерной системы, по аналогии с жизненным циклом информационных систем, целесообразно начинать с формулировки и анализа требований пользователей к интерфейсу системы.

Применение специальных методов, удобных, наглядных и простых в использовании, даст возможность, с одной стороны, более четко и точно описать требования конечных пользователей к ГПИ компьютерных систем, с другой - облегчить взаимодействие разработчиков ПИ и конечных пользователей при формировании, анализе и согласовании требований последних к ГПИ.

С учетом вышеназванных критериев, наиболее подходящими для этих целей являются методы анализа, например, методы семейства GOMS, а из них - метод CMN-GOMS [2, 3].

В статье будет описан метод CMN-GOMS и приведен пример использования этого метода для формулировки и анализа требований к ГПИ графического редактора.



1 Общее описание метода CMN-GOMS

Этот метод, названный по первым буквам фамилий авторов Card, Moran, Newell, позволяет построить строгую иерархию целей, описать методы, операторы и правила выбора, необходимые для достижения целей, не указывая, каким образом исполняются методы. Методы представляются в неформальном виде, могут содержать в себе подметоды, циклы и условия.

Дерево целей и методы их достижения представляются в неформальном виде: последовательностей операторов и (или) подцелей. Для заданной конкретной задачи CMN - GOMS - модель может прогнозировать как последовательность операторов, так и время их исполнения.

Метод CMN - GOMS основывается на двух Процессорах Модели Личности: Принцип рациональности и Принцип пространства состояний задачи.

Согласно принципу пространства состояний задачи, действия пользователя могут характеризоваться как применение последовательности действий, называемых операторами, для преобразования начального состояния в целевое. При распознавании целевой ситуации может вызываться и исполняться последовательность операторов, необходимая для достижения цели (метода).

В соответствии с принципом рациональности, пользователи будут применять только эффективные методы для заданной структуры окружения задачи.

Таким образом, деятельность пользователей может рассматриваться в виде последовательностей исполняемых методов для достижения целей. Поскольку пользователи стремятся к эффективности, эти методы в большей степени определяются методами проектирования компьютерных систем.

Следовательно, построение GOMS - модели, основанной на анализе задачи и проектировании системы, позволяет прогнозировать полезные свойства человеко - машинного взаимодействия.

Метод CMN-GOMS удобно использовать на ранних этапах процесса разработки программного средства, поскольку он позволяет структурировать задачу.



2 Анализ требований к ГПИ графического редакторас помощью CMN-GOMS

2.1 Описание графического редактора

Графический редактор, внешний вид интерфейса которого представлен на рисунке 1, позволяет строить двумерный чертеж, состоящий из дуг и ломаных. При редактировании чертежа допускается изменение позиции, масштаба дуг и ломаных, добавление и удаление элементов чертежа, а также изменение размера окна редактирования чертежа. Изменение всех параметров дуг и ломаных можно осуществлять с использованием мыши, а некоторых - с помощью мыши и клавиатуры.

В следующем разделе дается описание задачи по формированию чертежа с помощью этого графического редактора в терминах метода CMN-GOMS, в соответствии с синтаксическими конструкциями, описанными в работе [3], и с учетом авторских доработок синтаксиса, отражающее неформальное видение пользователей процесса решения задачи.

2.2 Построение дерева целей

При работе с графическим редактором главной целью является построение чертежа, что может быть достигнуто путем многократного его редактирования. Исходя из этого, описание главной цели на языке CMN-GOMS будет выглядеть следующим образом.

Главная цель: Построить чертеж;

Подцели:

. [Условие: пока Чертеж не удовлетворяет требованиям, выполнять

. Редактировать чертеж ;

. ]; (конец условия)

Убедиться-в-правильности построения чертежа.

Редактирование чертежа заключается в изменении параметров чертежа или размера окна редактирования чертежа, что позволяет составить следующее описание цели.

Цель: Редактировать чертеж ;

. [Выбор: если Требуется изменить параметры чертежа то Изменить параметры чертежа, если Требуется изменить размеры окна редактирования чертежа то Изменить размеры окна редактирования чертежа;

. Изменить параметры чертежа;

. Изменить размер окна редактирования чертежа;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности редактирования чертежа.

Достижение цели по изменению параметров чертежа возможно путем добавления новых дуг и ломаных или путем редактирования существующих. Таким образом, описание цели будет выглядеть следующим образом.

Цель: Изменить параметры чертежа;

Подцели:

. [Выбор: если Требуется добавить элементы чертежа то Добавить элемент чертежа, если Требуется изменить существующие элементы чертежа то Изменить существующие элементы чертежа;

. Добавить элемент чертежа;

. Изменить существующие элементы чертежа;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности изменения параметров чертежа.

Достижение цели Добавить элемент чертежа связано либо с добавлением ломаной, либо с добавлением дуги, при этом выбор между ними определяется условием решаемой задачи.

Цель: Добавить элемент чертежа;

Подцели:

. [Выбор: если Требуется добавить дугу, то Добавить дугу, если Требуется добавить ломаную, то Добавить ломаную;

. Добавить дугу;

. Добавить ломаную;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности добавления элемента чертежа.

Вышеуказанные цели являются базовыми и их достижение возможно путем выполнения соответствующих методов. Добавить новую дугу в чертеж можно лишь тогда, когда графический редактор находится в режиме рисования дуги, в противном случае необходимо сначала установить соответствующий режим, а потом рисовать дугу. Эти рассуждения приводят к следующему описанию цели Добавить дугу.

Цель: Добавить дугу;

Методы:

. [Выбор: если Графический редактор находится в режиме рисования дуги то Рисовать дугу, если Графический редактор находится в другом режиме то Установить режим и рисовать дугу;

. Рисовать дугу;

. Установить режим и рисовать дугу;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности добавления дуги.

По аналогии можно описать цель Добавить ломаную.

Цель: Добавить ломаную;

Методы:

. [Выбор: если Графический редактор находится в режиме рисования ломаной то Рисовать ломаную, если Графический редактор находится в другом режиме то Установить режим и рисовать ломаную;

. Рисовать ломаную;

. Установить режим и рисовать ломаную;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности добавления ломаной.

Изменение параметров существующих элементов чертежа состоит в удалении и перемещении дуг и ломаных. При этом графический редактор должен находиться в режиме выбора элемента чертежа, и, прежде чем выполнится любая из ниже указанных целей, элемент чертежа должен быть выделен.

Цель: Изменить существующие элементы чертежа;

Подцели:

. Проверить режим графического редактора;

. Выделить элемент чертежа;

. [Выбор: если Требуется удалить элемент чертежа то Удалить элемент чертежа, если Требуется переместить элемент чертежа то Переместить элемент чертежа,

. Удалить элемент чертежа;

. Переместить элемент чертежа;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности изменения существующих элементов чертежа.

Наличие правила выбора говорит о том, что для достижения цели достаточно достижения любой из подцелей, причем условия достижения подцелей (кроме первой) контролируются самой системой. Это значит, что нельзя изменять параметры элементов чертежа, если он пуст.

Подцели Проверить режим графического редактора и Выделить элемент чертежа являются базовыми, а методы их достижения будут описаны ниже.

Цель: Проверить режим графического редактора;

Методы:

. Установить режим выбора графического редактора;

. Убедиться-в-правильности проверки режима графического редактора.

Цель: Выделить элемент чертежа;

Методы:

. Выделить элемент чертежа с помощью мыши;

. Убедиться-в-правильности выделения элемента чертежа.

Для удаления элемента чертежа пользователь может воспользоваться любым из двух методов, исходя из эффективности своей работы с мышью и клавиатурой.

Цель: Удалить элемент чертежа;)

Методы:

. [Выбор: если Пользователь более эффективно работает с мышью, то Удалить элемент чертежа с помощью мыши; если Пользователь более эффективно работает с клавиатурой то Удалить элемент чертежа с помощью клавиатуры;

. Удалить элемент чертежа с помощью мыши;

. Удалить элемент чертежа с помощью клавиатуры;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности удаления элемента чертежа.

Перемещение элемента чертежа заключается в изменении его позиции или масштаба. В первом случае дуга или ломаная перемещаются на новое место с сохранением исходных размеров, во втором - изменение позиций опорных точек приводит к изменению исходного размера дуги или ломаной.

Цель: Переместить элемент чертежа;

Подцели:

. [Выбор: если Требуется изменить масштаб элемента чертежа, то Изменить масштаб элемента чертежа, если Требуется изменить позицию элемента чертежа, то Изменить позицию элемента чертежа;

. Изменить масштаб элемента чертежа;

. Изменить позицию элемента чертежа;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться - в - правильности перемещения элемента чертежа.

Выделенные подцели являются базовыми, то есть они могут быть достигнуты с помощью методов, которые будут описаны ниже.

Цель: Изменить масштаб элемента чертежа;

Методы:

. Изменить масштаб элемента чертежа с помощью мыши;

. Убедиться-в-правильности изменения масштаба элемента чертежа.

Цель: Изменить позицию элемента чертежа;

Методы:

. Изменить позицию элемента чертежа с помощью мыши;

. Убедиться-в-правильности изменения позиции элемента чертежа.

Для просмотра деталей чертежа можно увеличить размеры окна поля рисования (если это возможно), а при необходимости вернуться к исходным размерам, что дает следующее описание цели Изменить размер окна редактирования чертежа.

Цель: Изменить размер окна редактирования чертежа;

Подцели:

. [Выбор: если Требуется детализировать чертеж то Увеличить масштаб окна редактирования чертежа, если Требуется вернуться к исходным размерам чертежа то Вернуть исходные размеры окна редактирования чертежа;

. Увеличить масштаб окна редактирования чертежа;

. Вернуть исходные размеры окна редактирования чертежа;

. ]; (конец выбора)

. Убедиться-в-правильности изменения размера окна редактирования чертежа.

Выделенные подцели являются базовыми, методы их достижения будут описаны ниже.

Цель: Увеличить масштаб окна редактирования чертежа;

Методы:

. Увеличить масштаб окна редактирования чертежа с помощью мыши;

. Убедиться-в-правильности увеличения масштаба окна поля рисования.

Цель: Вернуть исходные размеры окна редактирования чертежа;

Методы:

. Вернуть исходные размеры окна редактирования чертежа с помощью мыши;

. Убедиться-в-правильности возвращения исходных размеров окна редактирования чертежа.

Перед описанием методов достижения базовых целей необходимо определиться с набором операторов. Поскольку при работе с графическим редактором основными устройствами ввода информации пользователем являются мышь и клавиатура, возможны следующие операторы: Нажать-кнопку-мыши (нажатие и удержание кнопки мыши), Отпустить-кнопку-мыши, Нажать-клавишу-клавиатуры <Название клавиши> (нажатие и удержание клавиши на клавиатуре), Отпустить-клавишу-клавиатуры <Название клавиши>, Дважды-нажать-кнопку-мыши (двойной щелчок кнопкой мыши с последующим ее отпусканием), Переместить-курсор <Описание местоположения курсора> (перемещения курсора мыши в точку экрана).

Метод рисования дуги заключается в построении дуги по трем опорным точкам и состоит из следующих операторов:

Метод: Рисовать дугу;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши на поле рисования для указания первой точки;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Переместить-курсор-мыши на поле рисования для указания второй точки;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Переместить-курсор-мыши на поле рисования для указания третьей точки;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Убедиться-в-правильности рисования дуги.

Метод установки режима и рисования дуги заключается в том, что сначала графический редактор переводится в режим рисования дуги, а затем рисуется дуга.

Метод: Установить режим и рисовать дугу;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши на кнопку «Дуга» графического редактора;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Рисовать дугу;

. Убедиться-в-правильности установки режима и рисования дуги.

По аналогии с методом добавления дуги формируется описание методов по добавлению ломаной.

Метод: Рисовать ломаную;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши на поле рисования для указания начальной точки;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

.[Условие: пока Не конец ломаной, выполнять

. Переместить-курсор-мыши на поле рисования для указания промежуточной точки ломаной;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. ]; (конец условия по добавлению промежуточных точек ломаной)

. Переместить-курсор-мыши на поле рисования для указания конечной точки;

. Дважды-нажать-кнопку-мыши;

. Убедиться-в-правильности рисования ломаной.

Метод: Установить режим и рисовать ломаную;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши на кнопку «Ломаная» графического редактора;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Рисовать ломаную;

. Убедиться-в-правильности установления режима и рисования ломаной.

Если графический редактор не находится в режиме выбора, то для его установки требуется выйти либо из режимы рисования дуги, либо из режима рисования ломаной, что дает следующее описание метода Установить режим выбора графического редактора.

Метод: Установить режим выбора графического редактора;

Операторы:

. [Выбор: если Графический редактор находится в режиме рисования дуги то Переместить-курсор-мыши на кнопку «Дуга» интерфейса графического редактора; если Графический редактор находится в режим рисования ломаной то Переместить-курсор-мыши на кнопку «Ломаная» интерфейса графического редактора;

. Переместить-курсор-мыши на кнопку «Дуга» интерфейса графического редактора;

. Переместить-курсор-мыши на кнопку «Ломаная» интерфейса графического редактора;

. ]; (конец выбора)

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Убедиться-в-правильности установки режима выбора графического редактора.

Метод выделения элемента чертежа с помощью мыши заключается в перемещении курсора мыши в область чувствительности дуги или ломаной с последующим нажатием и отпусканием кнопки мыши.

Метод: Выделить элемент чертежа с помощью мыши;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши в область чувствительности элемента чертежа;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Убедиться-в-правильности выделения элемента чертежа с помощью мыши.

Методы удаления дуги или ломаной с использованием мыши или клавиатуры заключаются в следующем:

Метод: Удалить элемент чертежа с помощью мыши;

Операторы:

. Переместить-курсро-мыши на кнопку «Удалить» графического редактора;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Убедиться-в-правильности удаления элемента чертежа с помощью мыши.

Метод: Удалить элемент чертежа с помощью клавиатуры;

Операторы:

. Нажать-клавишу-клавиатуры «Удалить»;

. Отпустить-клавишу-клавиатуры «Удалить»;

. Убедиться-в-правильности удаления элемента чертежа с помощью клавиатуры.

Изменение масштаба дуги или ломаной с использованием мыши заключается в указании и перетаскивании их опорных точек в новую позицию.

Метод: Изменить масштаб элемента чертежа с помощью мыши;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши в опорную точку элемента чертежа;

. Нажать-кнопку-мыши;

. Переместить-курсор-мыши в новую позицию на поле рисования;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Убедить-в-правильности изменения масштаба элемента чертежа с помощью мыши.

Изменение позиции элемента чертежа с помощью мыши заключается в нажатии кнопки мыши на выбранной фигуре (не в опорной точке) и последующем ее перемещении в новую позицию на поле рисования.

Метод: Изменить позицию элемента чертежа с помощью мыши;

Операторы:

. Нажать-кнопку-мыши;

. Переместить-курсор-мыши в новую позицию на поле рисования;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. Убедиться-в-правильности изменения позиции элемента чертежа.

Увеличение размеров окна редактирования чертежа возможно до тех пор, пока они не достигнут максимально допустимого значения (тогда название на кнопке «Увеличить» изменяется на «Уменьшить»), что позволяет следующее описание метода Увеличить масштаб окна редактирования чертежа с помощью мыши.

Метод: Увеличить масштаб окна редактирования чертежа с помощью мыши;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши на кнопку «Увеличить»;

. [Условие: пока Возможно увеличение размеров окна редактирования чертежа, выполнять

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. ]; (конец цикла)

. Убедиться-в-правильности увеличения масштаба окна редактирования чертежа с помощью мыши.

По аналогии можно описать метод уменьшения размеров окна редактирования чертежа.

Метод: Вернуть исходные размеры окна редактирования чертежа с помощью мыши;

Операторы:

. Переместить-курсор-мыши на кнопку «Уменьшить»;

. [Условие: пока Возможно уменьшение размеров окна редактирования чертежа, выполнять

. Нажать-кнопку-мыши;

. Отпустить-кнопку-мыши;

. ]; (конец цикла)

Убедиться-в-правильности возвращения исходных размеров окна редактирования чертежа с помощью мыши.

Полученную иерархию целей и методов, отражающую взгляд пользователей на ход решения задачи построения чертежа в графическом редакторе, можно рассматривать как совокупность требований к ГПИ графического редактора. Основываясь на этих требованиях, разработчик ГПИ на следующих стадиях проектирования может использовать более формальные методы описания ГПИ [4, 5].



Заключение

Пользовательский интерфейс является неотъемлемой частью интерактивной компьютерной системы. При его разработке необходимо учитывать «человеческий фактор», то есть требования пользователей. Поэтому на ранних этапах разработки ГПИ целесообразно использовать методы анализа задач, как наиболее наглядные, легкие в понимании и реализации, в частности, метод CMN-GOMS.

Приведенное описание решения задачи построения чертежа в графическом редакторе наглядно отражает требования пользователей к ГПИ графического редактора.



Литература

1. Гордиенко А. П. Модели графического пользовательского интерфейса// Вестник МЭИ.- 2003.- № 2.- с. 83-90

2. John Bonnie E., Kieras David E. Using GOMS for User Interface Design and Evaluation: Which Technique? , 1996, P. 11-30;

3. John Bonnie E., Kieras David E. The GOMS Family of User Interface Analysis Techniques: Comparison and Contrast// ACM Transactions on Computer - Human Interaction, Vol. 3, No. 4, December 1996, P. 320-351;

4. Carr D. A. A Compact Graphical Representation of User Interface Interaction Objects// Dissertation Submitted to the Faculty of the Graduate School of the University of Maryland in partial fulfillment of the requirements for the degree of PhD, 1995, P. 10-15

5. Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы. - М.: Мир, 1989. - 264 с.

Размещено на Allbest.ru

...