Eπικοινωνία Aνθρώπου Yπολογιστή

Transcript

1

2 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 1 Eπικοινωνία Aνθρώπου Yπολογιστή Σηµείωση Το ΕΑΠ είναι υπεύθυνο για την επιµέλεια έκδοσης και την ανάπτυξη των κειµένων σύµφωνα µε τη Μεθοδολογία της εξ Αποστάσεως Εκπαίδευσης. Για την επιστηµονική αρτιότητα και πληρότητα των συγγραµ- µάτων την αποκλειστική ευθύνη φέρουν οι συγγραφείς, κριτικοί αναγνώστες και ακαδηµαϊκοί υπεύθυνοι που ανέλαβαν το έργο αυτό.

3 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 2

4 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 3 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Θεµατική Eνότητα EΠIKOINΩNIA ME TON YΠOΛOΓIΣTH, EΦAPMOΓEΣ ΓPAΦEIOY Tόµος A' Eπικοινωνία Aνθρώπου Yπολογιστή NΙΚΟΛΑΟΣ AΒΟΥΡΗΣ Kαθηγητής Tµήµατος Hλεκτρολόγων Mηχανικών & Tεχνολογίας Yπολογιστών Πανεπιστηµίου Πατρών ΠATPA 2003

5 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 4 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΠΛHPOΦOPIKH Θεµατική Ενότητα EΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΜΕ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ, ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΡΑΦΕΙΟΥ Τόµος A' Eπικοινωνία Aνθρώπου Yπολογιστή Συγγραφή ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΑΒΟΥΡΗΣ Kαθηγητής Tµήµατος Hλεκτρολόγων Mηχανικών & Tεχνολογίας Yπολογιστών Πανεπιστηµίου Πατρών Κριτική Ανάγνωση ΑΝ ΡΕΑΣ ΠΟΜΠΟΡΤΣΗΣ Kαθηγητής Tµήµατος Πληροφορικής A.Π.Θ. Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΕΛΠΙ Α ΚΕΡΑΥΝΟΥ Kαθηγήτρια Tµήµατος Πληροφορικής Πανεπιστηµίου Kύπρου Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση ΓEPAΣIMOΣ KOYΣTOYPAKHΣ Γλωσσική Επιµέλεια XPIΣTINA KAPAΓEΩPΓOΠOYΛOY Τεχνική Επιµέλεια EΣΠI EK OTIKH E.Π.E. Καλλιτεχνική Επιµέλεια Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / ISBN: Kωδικός Έκδοσης: ΠΛH 34/1 Copyright 2003 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, Πάτρα Τηλ: , Φαξ: Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.

6 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 5 ÂÚÈ fiìâó Πρόλογος K º π 1 EÈÛ ÁˆÁ ÛÙËÓ EappleÈÎÔÈÓˆÓ AÓıÚÒappleÔ YappleÔÏÔÁÈÛÙ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Oρισµοί και αντικείµενο µελέτης Eπισκόπηση πεδίου Iστορική επισκόπηση Eπιστηµονικές περιοχές Θέµατα έρευνας και ανάπτυξης Eυχρηστία υπολογιστικών συστηµάτων Συστατικά στοιχεία του πεδίου Σύνοψη Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη K º π 2 ˆÚËÙÈÎ ÂÌÂÏ ˆÛË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Γνωσιακά µοντέλα Mοντέλου ανθρώπινου επεξεργαστή Tο µοντέλο διάδρασης χρήστη συστήµατος κατά Norman Kατανεµηµένα γνωσιακά µοντέλα Aισθητήρια αντίληψη Oπτική αντίληψη... 36

7 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 6 6 E π π ø π A ƒø À Y π Nόµοι οργάνωσης οπτικών ερεθισµάτων Προσοχή και µνήµη Eστίαση προσοχής Aυτόµατες και ελεγχόµενες διεργασίες Περιορισµοί µνήµης Oργάνωση γνώσης και νοητικά µοντέλα Θεωρίες αναπαράστασης και οργάνωσης γνώσης Nοητικά µοντέλα H χρήση µεταφορών στη διάδραση χρήστη συστήµατος Iδεατά µοντέλα συστήµατα Kοινωνικά χαρακτηριστικά ανθρώπινης συµπεριφοράς Mοντέλα συνοµιλίας Mελέτες οργανωτικής συµπεριφοράς Σύνοψη Bιβλιογραφία K º π 3 TÂ ÓÔÏÔÁ Â AÏÏËÏÂapple Ú ÛË Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Eισαγωγή Συσκευές εισόδου Συσκευές εισαγωγής κειµένου Tο πληκτρολόγιο Συσκευές δεικτικές επιλογής O νόµος του Fitt Συσκευές εξόδου Oθόνες καθοδικών σωλήνων Eπίπεδες οθόνες... 74

8 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 7 EPEXOMENA Nέες συσκευές Aναγνωσιµότητα κειµένου σε οθόνες Πολυµέσα και εικονική πραγµατικότητα O ήχος στη διεπιφάνεια χρήστη Eικονική πραγµατικότητα Στυλ αλληλεπίδρασης Γλώσσα εντολών Eπιλογή µέσω µενού Συµπλήρωση φόρµας Φυσική γλώσσα Aπευθείας χειρισµός Συστήµατα υποστήριξης συνεργασίας Kατηγορίες και παραδείγµατα συστηµάτων συνεργασίας Σχεδιασµός συστηµάτων συνεργασίας Kοινωνικές παράµετροι συστηµάτων συνεργασίας ιεπιφάνειες για άτοµα µε ειδικές ανάγκες Συστήµατα για άτοµα µε δυσκολίες όρασης Συστήµατα για άτοµα µε ακουστικές δυσκολίες Συστήµατα για άτοµα µε κινητικές δυσκολίες Σύνοψη Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη K º π 4 Â È ÛÌfi È Ú ÛÙÈÎÒÓ ÛÙËÌ ÙˆÓ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Eισαγωγή

9 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 8 8 E π π ø π A ƒø À Y π 4.2 Aρχές σχεδίασης διαδραστικών συστηµάτων Oδηγίες σχεδιασµού Σχεδίαση εικονιδίων Σχεδίαση διεπιφανειών διαδικτύου Σχεδίαση διαδραστικών συστηµάτων Mεθοδολογίες σχεδιασµού Πρόταση µεθόδου ανάπτυξης διαδραστικού συστήµατος Aνάλυση αρχικής ιδέας και επιχειρησιακού στόχου Aνάλυση απαιτήσεων: Aνάλυση χρηστών Aνάλυση απαιτήσεων: Aνάλυση εργασιών Aνάλυση απαιτήσεων: Προδιαγραφές ευχρηστίας Σχεδιασµός διεπιφάνειας: Aνάπτυξη πρωτοτύπων Mέθοδοι προδιαγραφών διεπιφανειών Aνάπτυξη διαδραστικών εφαρµογών Παράδειγµα γλώσσας γρήγορης πρωτοτυποποίησης Tο πρωτότυπο του εκδοτηρίου εισιτηρίων Σύνοψη Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη K º π 5 AÍÈÔÏfiÁËÛË È Ú ÛÙÈÎÒÓ ÛÙËÌ ÙˆÓ Σκοπός, Προσδοκώµενα αποτελέσµατα, Έννοιες κλειδιά, Eισαγωγικές παρατηρήσεις Eισαγωγή Aνάλυση πληκτρολογήσεων Γνωσιακό περιδιάβασµα Eυρετική αξιολόγηση Έλεγχος συµβατότητας µε κανόνες σχεδιασµού και πρότυπα

10 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 9 XXX Πειραµατικές µέθοδοι Eλεγχόµενη πειραµατική λειτουργία Πρωτόκολλο οµιλούντων υποκειµένων Mέθοδοι καταγραφής ενεργειών υποκειµένων ιερευνητικές µέθοδοι Συνεντεύξεις χρηστών Oµαδική αξιολόγηση Συµπλήρωση ερωτηµατολογίων Παρατήρηση πεδίου Σύνοψη Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη Aπαντήσεις Aσκήσεων Aυτοαξιολόγησης Aπαντήσεις ραστηριοτήτων Γλωσσάρι Aγγλική ορολογία Bιβλιογραφία

11 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 10

12 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 11 ÚfiÏÔÁÔ Η Επικοινωνία Ανθρώπου Υπολογιστή (ΕΑΥ) είναι η περιοχή της πληροφορικής που µελετά το σχεδιασµό, ανάπτυξη και αξιολόγηση διαδραστικών υπολογιστικών συστηµάτων (interactive computer systems), δηλαδή συστηµάτων που αλληλεπιδρούν σε µεγάλο βαθµό µε τους χρήστες τους [ACM SIGCHI 1992]. Η ΕΑΥ είναι µια από τις θεµελιώδεις ενότητες του προγράµµατος σπουδών πληροφορικής και επιστήµης υπολογιστών. Τα κύρια πορίσµατα και η συσσωρευµένη εµπειρία της γνωστικής αυτής περιοχής µε µορφή κανόνων και µεθόδων έχουν σκοπό να µας επιτρέπουν να σχεδιάζουµε εύχρηστα υπολογιστικά συστήµατα, προσαρµοσµένα στις ανάγκες και τα χαρακτηριστικά των χρηστών τους. Η περιγραφή της εµπειρίας αυτής και η εφαρ- µογή της στο σχεδιασµό υπολογιστικών συστηµάτων αποτελεί τον κύριο στόχο του τµήµατος αυτού της Θεµατικής Ενότητας. Η ενσωµάτωση του γνωστικού αντικειµένου «Επικοινωνία Ανθρώπου Υπολογιστή» στην παρούσα Θεµατική Ενότητα, που έχει επίσης ως αντικείµενο τον αυτοµατισµό γραφείου, γίνεται, γιατί η περιοχή εφαρµογών αυτοµατισµού γραφείου έχει ισχυρά αλληλεπιδραστικά χαρακτηριστικά και κατά συνέπεια απαιτεί τις τεχνικές που θα εξετάσουµε. Όµως, θα πρέπει από την αρχή να διευκρινιστεί στο σπουδαστή ότι η ισχύς της θεωρίας και των τεχνικών του τµήµατος αυτού είναι γενική, όπως θα δούµε και από τα παραδείγµατα, αφορούν δε οποιοδήποτε υπολογιστικό σύστηµα έχει κάποιο σηµαντικό βαθµό αλληλεπίδρασης µε τους χρήστες του. Περιεχόµενα εγχειριδίου Στο πρώτο εισαγωγικό κεφάλαιο θα δοθούν ορισµοί, θα εξηγηθεί η σηµασία του γνωστικού αντικειµένου για τον επιστήµονα πληροφορικής και θα επιχειρηθεί επιγραµ- µατικά ιστορική αναδροµή του πεδίου και περιγραφή των κύριων συνιστωσών του. Επίσης, θα γίνει αναφορά στην έννοια της Ευχρηστίας και στη σηµασία που αυτή έχει στη σχεδίαση διαδραστικών συστηµάτων. Τέλος, θα περιγραφούν οι σύγχρονες κατευθύνσεις και πεδία έρευνας και θα γίνει αναφορά σε πηγές και βιβλιογραφία. Στο Kεφάλαιο 2 θα δούµε θεωρίες και µοντέλα που αφορούν τη συµπεριφορά του ανθρώπου είτε ως άτοµο είτε ως µέλος οµάδας, όταν αλληλεπιδρά µε το περιβάλλον του και ειδικότερα µε υπολογιστές, ώστε να επιτελέσει τους στόχους του. Η πιο βασική τέτοια θεωρία είναι το γνωσιακό µοντέλο ανθρώπινης συµπεριφοράς που είναι γνωστό σαν ανθρώπινος επεξεργαστής πληροφορίας (Human Information Processor). Οι επιστήµες που µελετούν τη γνωσιακή συµπεριφορά του ατόµου και της οµάδας είναι η Γνωστική Ψυχολογία (Cognitive Psychology) και η Κοινωνιολογία (Μοντέλα δόµησης επικοινωνίας ανθρώπου ανθρώπου και Θεωρίες Οργά-

13 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ E π π ø π A ƒø À Y π νωσης), από τις οποίες αντλούµε κυρίως τα πορίσµατά µας. Στο Kεφάλαιο 3 θα επικεντρωθούµε στο τεχνολογικό υπόβαθρο της περιοχής αυτής που αφορά την τρέχουσα τεχνολογία υπολογιστικών συστηµάτων και ειδικότερα συσκευών εισόδου εξόδου, πολυµέσων και εικονικής πραγµατικότητας. Επίσης, θα αναφερθούµε στα χαρακτηριστικά συστατικά διεπιφανειών αλληλεπίδρασης που είναι γνωστές σαν «απευθείας χειρισµός» (direct manipulation interfaces). Τέλος, ειδική έµφαση στο κεφάλαιο 3 θα δοθεί σε τεχνολογία για υποστήριξη συνεργασίας και συστήµατα για άτοµα µε ειδικές ικανότητες. Ακολούθως, στο κεφάλαιο 4 θα περιγραφούν µεθοδολογίες και εργαλεία σχεδιασµού διεπιφανειών χρήστη διαδραστικών συστηµάτων. Ιδιαίτερη έµφαση θα δοθεί στις τεχνικές που λαµβάνουν ενεργά το χρήστη υπόψη τους και γι' αυτό είναι γνωστές σαν µεθοδολογίες ανθρωπο κεντρικού σχεδιασµού. Η Ευχρηστία του συστήµατος είναι βασική παράµετρος που οδηγεί το σχεδιασµό. Σχετικά θα περιγράψουµε τεχνικές µέτρησης της Ευχρηστίας και καθορισµού στόχων Ευχρηστίας ενός υπό σχεδιασµό συστήµατος. Έµφαση θα δοθεί σε δύο ειδικές περιπτώσεις διαδραστικών συστηµάτων: (α) αυτά όπου η αλληλεπίδραση γίνεται µέσω του διαδικτύου και (β) αυτά που έχουν ως στόχο την εκπαίδευση. Στο τελευταίο κεφάλαιο, δηλαδή στο Kεφάλαιο 5, θα περιγραφούν αναλυτικές και εµπειρικές τεχνικές αξιολόγησης διαδραστικών συστηµάτων που µπορούν να ενσω- µατωθούν στον κύκλο ζωής ανάπτυξης των συστηµάτων ή να χρησιµοποιηθούν για αξιολόγηση συστηµάτων που ήδη χρησιµοποιούµε. Και εδώ ειδική µνεία θα γίνει σε εφαρµογές διαδικτύου και εκπαιδευτικές εφαρµογές. Ένα γλωσσάριο των όρων που χρησιµοποιούνται παρέχεται στο παράρτηµα, που αποτελεί και πρόταση για ελληνική ορολογία, αφού δεν υπάρχει καθιερωµένη ελληνική ορολογία στο πεδίο αυτό. Όταν θα έχετε ολοκληρώσει τη µελέτη του εγχειριδίου αυτού, θα πρέπει να είστε σε θέση να αναφέρετε επιγραµµατικά τις κύριες θεωρίες της Γνωστικής Ψυχολογίας και της Κοινωνιολογίας που αφορούν την ανθρώπινη συµπεριφορά και να δώσετε παραδείγµατα πώς τα µοντέλα που προτείνουν επηρεάζουν το σχεδιασµό διεπιφανειών χρήστη. Επίσης, θα είστε σε θέση να περιγράψετε την τρέχουσα τεχνολογία διαδραστικών συστηµάτων, τις κυριότερες συσκευές εισόδου εξόδου και να δώσετε παραµέτρους που επηρεάζουν την επιλογή κατάλληλης τεχνολογίας κατά το σχεδιασµό διαδραστικού λογισµικού. Θα πρέπει να µπορείτε να δώσετε παραδείγµατα επιλογής τεχνολογίας για άτοµα µε ειδικές ικανότητες και να µπορείτε να χρησιµοποιήσετε τη γνώση αυτή σε κατάλληλες µελέτες περιπτώσεων.

14 ABOYPH /264Û. 4/6/ :45 ÂÏ 13 PO O O 13 Επίσης, θα πρέπει να είστε σε θέση να σχεδιάσετε κατάλληλο διαδραστικό λογισµικό, για να αντιµετωπίσετε ένα δοθέν πρόβληµα, ακολουθώντας βήµα προς βήµα µεθοδολογία ανθρωπο κεντρικού σχεδιασµού και ειδικότερα να είστε σε θέση να ορίσετε µετρήσιµους στόχους Ευχρηστίας του συστήµατος και να αξιολογήσετε το αποτέλεσµα µε τουλάχιστον τρεις εναλλακτικές αναλυτικές ή εµπειρικές µεθόδους. Στα πλαίσια της διαδικασίας αυτής θα πρέπει να είστε, επίσης, σε θέση να συντάξετε τις προδιαγραφές της διεπιφάνειας συστήµατος χρησιµοποιώντας τον συµβολισµό ράσεων Χρήστη (User Action Notation, UAN) και διαγραµµάτων καταστάσεων. Θα πρέπει, τέλος, να γνωρίζετε και να είστε σε θέση να χρησιµοποιήσετε, αν ζητηθεί, τους ειδικούς κανόνες που αφορούν το σχεδιασµό και την αξιολόγηση διαδραστικών συστηµάτων για εφαρµογές διαδικτύου και εκπαιδευτικού λογισµικού.