автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Методы проектирования эффективных экранных интерфейсов систем электронного документооборота



Кораблев Дмитрий Александрович

МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ЭКРАННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОННОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА

Специальность 05.13.12 «Системы автоматизации проектирования (приборостроение)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2011

4851758

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Гатчин Юрий Арменакович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, доцент Платунов Алексей Евгеньевич

кандидат технических наук, доцент Сорокин Юрий Иванович

Ведущее предприятие

ЗАО «Институт телекоммуникаций» г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 31 мая 2011 г. в 15 часов 50 минут, в ауд.403 на заседании диссертационного совета Д212.227.05 при Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, г. Санкт-Петербург, Кронверский пр., д.49.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики.

Автореферат разослан 29 апреля 2011г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д212.227.05 к.т.н., доцент

В.И. Поляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Комплексная автоматизация процесса управления документами, является объективным и закономерным процессом. Она выступает как, проявление объективной необходимости, вытекающей, с одной стороны, из логики развития систем "пользовагсль-ЭВМ", с другой - из развития систем управления документами, которые постоянно совершенствовались в связи с усложнением действий и необходимостью все более эффективного управления.

В современных условиях управление документами характеризуется обострением ряда противоречий, в частности, между увеличением объема информации и резким сокращением времени на ее анализ, между уменьшением времени, отводимого на принятие решения, и возрастанием требований к его обоснованности. В результате требования к эффективности систем электронного документооборота (СЭД) непрерывно возрастают.

Пользовательский интерфейс (ПИ) является неотъемлемой частью и занимает центральное место в системах электронного документооборота. За счет правильно созданного и настроенного пользовательского интерфейса СЭД можно избежать неоправданного потребления дорогостоящих информационных технологических и людских ресурсов, ускорить подготовку документов, принятия решений по ним и выполнение типовых операций над документами, повысив тем самым эффективность процессов документооборота. В то же время, задача оценки эффективности элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов систем автоматизации документооборота является малоисследованной.

Анализ работ посвященных разработке пользовательских интерфейсов показал, что существующие исследования затрагивают в основном, лишь эргономические аспекты проектируемых интерфейсов. В данном исследовании, особенно важно поведение двух «элементов» сложной системы: человек и ЭВМ, закономерности взаимодействия которых проявляются в конструкциях интерфейсов для решаемых прикладных задач. Кроме того в рассмотренных работах, при проектировании ПИ оперируют качественными показателями затрудняющими оценку и сравнение различных элементов пользовательского интерфейса. Тогда как вопросы относящиеся к количественным показателям качества интерфейса, в целом не рассматривались. Сегодня, проектируя интерфейс инженер/программист используют языки программирования четвертого поколения, "собирает" пользовательский интерфейс из готовых примитивов компонентов интерфейса (меню, кнопки, полосы прокрутки и т.д.). Не имея проработанных количественных методик оценки интерфейса, позволяющих протестировать различные элементы и совокупности элементов интерфейса, он не может получить точных данных для сравнения и решения о целесообразности применения того или иного элемента интерфейса для решения задач.

В целях повышения эффективности проектирования систем СЭД особую важность приобретает выбор и обоснование состава элементов ей экранных интерфейсов, что говорит об актуальности данной темы.

Цель работы: состоит в том, что бы разработать методики оценки эффективности элементов экранных интерфейсов СЭД и выработать практические рекомендации по применению основных экранных элементов ввода и вывода информации при проектировании экранных интерфейсов СЭД, на основе анализа

опыта разработки программного обеспечения, существующих и перспективных технологий проектирования средств взаимодействия пользователя с СЭД.

Для достижения указанной цели, в работе решаются следующие задачи:

- анализ основных задач, входящих в процесс проектирования пользовательских интерфейсов;

- исследование характеристик элементов пользовательских интерфейсов;

- разработка показателя эффективности пользовательских интерфейсов:

- разработка методики оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов СЭД;

- разработка методики оценки эффективности совокупности экранных элементов;

- разработка методики оценки контекстного восприятия информации;

- выработка рекомендаций по применению основных экранных элементов ввода и вывода информации при проектировании экранных интерфейсов перспективных СЭД.

Методы исследования. Поставленные в диссертационной работе задачи решаются на основе системного подхода. Основной метод исследования-теоретико-экспериментальный, основанный на применении методов теории вероятностей, математического анализа, теории множеств, плакирования и проведения вычислительного эксперимента, математической статистики.

Научная новизна работы заключается в разработанном методическом аппарате, позволяющем определить оптимальный состав элементов ввода и вывода информации при проектировании (построении) экранных интерфейсов, включающем:

- показатель оценки эффективности элементов экранных интерфейсов систем электронного документооборота, основанный на применении методологических подходов теории вероятностей;

- методику оценки эффективности совокупности экранных элементов, позволяющей выделить из общего времени работы с элементами интеллектуальную и рутинную составляющую;

- методику оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов СЭД, позволяющей оценить временные характеристики работы пользователя при обработке информации с учетом особенностей экранных элементоз;

- методику оценки контекстного восприятия информации, позволяющей в процессе проектирования экранных интерфейсов определить основные экранные элементы ввода/восприятия информации, систему подсказок и определить (минимизировать) суммарное время восприятия/ввода пользователем необходимой информации.

Практическая ценность проведенных в диссертационной работе исследований заключается в том, что их результаты позволяют:

- повысить оперативность функционирования СЭД за счет сокращения среднего времени диалога пользователей и ЭВМ, что достигается применением разработанного методического аппарата при конструировании информационного обмена, отработке основных экранных элементов ввода и вывода информации и системы подсказок в естественно-языковых наименованиях;

- применить разработанный аппарат на основе теории вероятностей к оценке эффективности элементов экранных интерфейсов, как на стадии проектирования, так и на всех этапах проведения испытаний (эксплуатации) созданных интерфейсов СЭД;

- произвести обоснование использования в экранных интерфейсах СЭД элементов, обеспечивающих требуемый уровень эффективности интерфейсов в целом.

Внедрение результатов. Основные результаты исследования реализованы при проведении в 2010-2011 г. научно-исследовательской работы (НИР) 21084, по теме: «Модернизация программных компонентов системы геоинформационной поддержки на основе использования 3D моделирования», в ЗАО «Институт телекоммуникаций», в учебном процессе кафедры проектирование компьютерных систем (ПКС) факультета компьютерных технологий и управления (К'ГиУ) СПб ГУ ИТМО в рамках курса «Техническое обеспечение САПР».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на VI Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2009 г.), VII всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2010 г.) и VIII всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2011 г.).

Публикации. По материалам диссертации было опубликовано 6 работ из них 1 в издании из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ.

Проводимые исследования отмечены дипломом серии ПСП №090267, «победителя конкурса грантов для студентов, аспирантов, молодых ученых, молодых кандидатов наук 2009 г.» и поддержаны индивидуальным грантом комитета по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга в 2009 году.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения. Список использованной литературы составляет 90 наименований. Общий объем работы 136 страницы текста, диссертация содержит 35 рисунок и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследования,

Первая глава содержит обзор исследуемой предметной области. Приводится описание и анализ систем электронного документооборота и пользовательского интерфейса. Описаны основные виды и типы пользовательского интерфейса. Приведены обзор и анализ существующих технологических средств ввода и вывода информации. Показаны современные подходы к разработке и созданию пользовательского интерфейса.

Современные системы электронного документооборота являются средством автоматизации крупномасштабного формализованного предприятия, преобразовывая документооборот из бумажной формы в электронную. Электронный документооборот подразумевает возможность использования информации из базы данных, уменьшение ввода информации вручную, чго дает выигрыш во времени и в снижении количества ошибок.

Пользовательский интерфейс - является совокупностью программных и аппаратных средств, обеспечивающих взаимодействие пользователя с ЭВМ. Основу такого взаимодействия составляют диалоги. Под диалогом в данном случае понимают регламентированный обмен информацией между человеком и ЭВМ, осуществляемый в реальном масштабе времени и направленный на совместное решение конкретной задачи. Каждый диалог состоит из отдельных процессов ввода / вывода, которые физически обеспечивают связь пользователя и ЭВМ. Обмен информацией осуществляется передачей сообщения.

Интерфейс - это, прежде всего, набор правил. Как любые правила, их можно обобщить, сгруппировать по общему признаку. Наиболее широкое распространение имеют следующие виды, интерфейсов общения человека и ЭВМ:

• командный интерфейс;

• графический интерфейс;

• речевая технология;

• биометрическая технология;

• семантический интерфейс.

Основными типами пользовательского интерфейса являются:

• процедурно-ориентированные;

• объектно-ориентированные.

Процедурно-ориентированный интерфейс использует традиционную модель

взаимодействия с пользователем, основанную на понятиях "процедура" и "операция". В рамках этой модели программное обеспечение предоставляет пользователю возможность выполнения некоторых действий, для которых пользователь определяет соответствие данных и следствием выполнения которых является получение желаемого результата.

Объектно-ориентированные интерфейсы используют модель взаимодействия с пользователем, ориентированную на манипулирование объектами предметной области. В рамках этой модели пользователю предоставляется возможность напрямую взаимодействовать с каждым объектом и инициировать выполнение операций, в процессе которых взаимодействуют несколько объектов. Задача

пользователя формулируется как целенаправленное изменение некоторого объекта. Объект понимается в широком смысле слова - модель базы данных, системы и т.д

Анализ существующих современных технических средств ввода информации показал, что в настоящее время основой является использование клавиатур, рассчитанных на ввод текстовой и числовой информации. Значительная часть ввода информации осуществляется исключительно с клавиатуры, клавиатура является незаменимым средством заполнения формализованных сообщений и управления программными средствами. В частности, обязательно требует обращения к клавиатуре набор числовой информации.

В результате анализа времени работы пользователя при использовании СЭД, как это показано в таблице 1, большая часть времени работы (до 72%) расходуется на ввод исходных данных.

Таблица 1. Оценка времени выполнения операций пользователем при работе с СЭД

№ п.п. Выполняемые операции Относительные затраты времени, %

1 ввод данных 72,0

2 передача запросов по сети внутреннего обмена 0.1

3 ввод я предварительная обработка запросов 1,2

4 решение и формирование ответа (справки) 24,0

5 передача справки (ответа) на экран дисплея 0,4

6 Еоснриятие справки (ответа) пользователем 1.8

В ходе проведенного анализа подходов к разработке и созданию пользовательских интерфейсов показано, что при построении экранных интерфейсов СЭД наиболее распространенный в настоящее время подход регламентирован международным стандартом CUA. Использование этого стандарта упрощает создание интерфейсов прикладных программ благодаря наличию предопределенного набора доступных разработчику функций. Кроме того, использование данного стандарта при построении интерфейса упрощает работу пользователя с программами за счет унификации диалоговых средств взаимодействия. Все прикладные программы, как правило, управляются рядом стандартных команд, например, работа с файлами, редактирование текста, управление окнами и т.д. осуществляются так же, как и в распространенных программных продуктах.

Стандарт CUA регламентирует использование экранных элементов, позволяющих осуществлять взаимодействие пользователя с программными средствами с помощью клавиатуры и манипулятора типа «мышь». Однако конкретный набор этих элементов существенно зависит от выбранной платформы программирования и библиотеки, содержащей программы поддержки экранных элементов (объектов).

Использование стандарта CUA упрощает работу пользователя с программами за счет унификации диалоговых средств, применяемых для построения их интерфейса. При разработке Windows-приложений поддерживается единая система сочетаний клавиш, которая позволяет подавать с клавиатуры команды на совершение программой определенных действий при помощи «горячих клавиш».

В ходе проведенного анализа показано, что при построении экранных интерфейса СЭД возможно использование всей совокупности типов экранных элементов, регламентированных в стандарте CUA, однако при этом целесообразно ограничить их многообразие за счет выбора элементов, обеспечивающих взаимодействие с различными техническими устройствами ввода/вывода информации

и требуемую эффективность (оперативность) работы должностных лиц. К основным элементам предлагается отнести:

для обработки неформализованной информации - текстовый редактор; для обработки формализованной информации - редактор с выпадающим списком;

для обработки числовой информации - специализированные редакторы, ассоциированные с выпадающим списком, выпадающей диалоговой панелью, кнопками увеличении/уменьшения или ползунком.

Сформулирована постановка задачи для разработки методик проектирования эффективных экранных интерфейсов СЭД, алгоритм разработки которой представлен на рис 1.

В практике

Необходимость повышения оперативности работы должностных лиц с СЭД

Противоречия

В науке

Необходимо уменьшить суммарное время решения каждой из задач в СЭД

Должностные лицг не могут осуществить правильный вво,а'счЕ*тывание информации на ЭВМ за ограниченный нюериал времени

Состояние в настоящее время

Что требует практика

1. Экранные интерфейсы, различных СЭД принципиально отличаются друг от друга.

2. Экранные интерфейсы требуют от пользователя знания аббревиатур.

¡И У

Методы проектирования интерфейсов СЭД затрагивают лишь эргономические аспекты проектируемых

интерфейсов

Что т ребуется от науки

1. Существенного уменьшения времени ввода/посприятия информации пользователем

2. Повышение эффективности контроля технических ошчбок пользователя.

Чем располагает наука

1. Разработка методов обучения

должностных лиц

работе с существующими СЭД.

2. Разработка методик оценки свойств экранных интерфейсов.

и

Экранных

1. Наличие интерфейсов, получивших мировое признание в ЭВМ общего назначения

2. Возможностью свести все множество интерфейсов задач СЭД к универсальной моделирующей программе (модели), при множестве исходных данных, реализующих многообразие диалогов оператора ч ЭВМ.

3. Теория вероятностей

Научная задача исследования

Практические рекомендации и выводы -вклад в практику_

Г

Разработка методы проектирования эффективных экранных интерфейсов СЭД

Решение научной задачи -вклад в науку

Частные научные задачи

1

1. Анализ экранных интерфейсов в современных СЭД;

2. Анализ зависимости результатов работы пользователей от применяемых средств взаимодействия;

3. Разработка методики оценки совокупности экранных элементов;

4. Разработка методики оценки основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов СЭД,

5. Разработка методики оценки контекстного восприятия информации;

6. Практические рекомендации но использованию основных злеме»ггов ввода и вывода информации при проектировании экранных интерфейсов СЭД.

Рис. 1. Постановка задачи исследования

Во второй главе проведены исследования по выявлению зависимости эффективности работы пользователей от качества восприятия данных на экране. Это положение было доказано при проведении двух групп экспериментов по выявлению ряда закономерностей восприятия текстовой информации.

Первая группа испытаний была посЕящена выявлению общих физиологических аспектов восприятия текстовых единиц с экрана.

К эксперименту привлекались сотрудники, каждому из которых было предложено выполнить три варианта задания с одинаковыми параметрами:

1) обнаружить искусственно созданную на основе произвольного естественного наименования аббревиатуру в системе аббревиатур массива (например, на основе естественно-языкового наименования "Пример аббревиатуры" создавалась аббревиатура "ПРИМ АББ"; естественно-языковая фраза-прототип при этом сообщалась участнику эксперимента);

2) обнаружить естественно-языковое наименование в массиве естественноязыковых наименований;

3) обнаружить случайное наименование в массиве случайных наименований.

Результаты обработки полученных статистических данных по времени опознания текстовой информации пользователями, показавшими средние результаты, представлены в таблице 2.

В ходе обработки результатов установлено что:

1) аббревиатурная информация достаточно быстро воспринимается пользователем, имеющим значительный опыт работы с данным типом единиц;

2) разница между временем восприятия естественно-языковой и аббревиатурной информации, у пользователя, имеющего опыт работы на ЭВМ, незначительна, несмотря на заметное превышение ее символьного объема;

3) время восприятия информации зависит от ее семантичности (прозрачности для осмысления).

Вторая группа испытаний была посвящена определению закономерностей совершения ошибок при восприятии текстовой информации.

Для определения среднего времени позиционирования указателя «мыши» на очередном экранном управляющем элементе в составе оконного объекта был проведен эксперимент с помощью специально разработанной программы. Диалоговое окно программы содержит 20 случайно распределенных кнопок без фиксации с именами 1..20 соответственно. Участнику эксперимента давалось задание обойти последовательно все 20 кнопок указателем «мыши» и нажать на каждой из них левую клавишу. Автоматически фиксировалось системное время совершения события.

Таблица 2. Результаты обработки полученных статистических данных по времени опознания текстовой информации пользователем, показавшим средние результаты, 1/100 с.

№ серии

Вид

обрабатываемой информации

аббревиатуры

естественные наименования

Мат. ожидание времени опознания лексемы

130.1

140.6

Оценка доверительного интервала '^['ч^Л.чря а = 0.05

(121.8, 140.1)

(130.7, 150.7)

Дисперсия

36.9

38.8

Вид гистограммы частотных распределений I

1 ! И

А -

1 г

11 N ! !» 1 >

т

!ПТ|

11п|1Нп|

т л» ¡50 :со № зея

искусственные лексемы

163.3

(152.6, 174.0)

42.

х та ип яа -¡м

Исследования показали, что среднее время позиционирования курсора на очередной клавише и нажатия клавиши «мыши» составляет около 0.4 с. При приобретении навыков работы с конкретным оконным объектом среднее время позиционирования курсора у всех испытуемых примерно равно 0.2 е., т.е. практически не отличается от среднего времени опознавания лексем.

Оценка среднего времени набора лексем на клавиатуре ЭВМ показала, что на ввод в ЭВМ каждого из символов (в зависимости от квалификации) пользователь расходует 0.1..0.4 е., а суммарное время набора заданного образца лексемы пропорционально ее длине, выраженной в количестве символов.

Во всех тестах вероятность совершения ошибки каждым пользователем находилась в пределах 0.01..0.08. При этом под ошибкой понималось: неправильное опознание лексемы; нарушение порядка нажатия на кнопку без фиксации; однократный неправильный набор символа иа клавиатуре, в том числе

и при исправлении допущенной и замеченной пользователем ошибки. Наиболее типичными ошибками являются позиционирование курсора на «соседней» лексеме и нажатие смежной клавиши на клавиатуре, т.е. наиболее типичные ошибки связаны не с опознанием (восприятием информации), а с моторными действиями пользователя.

В работе предложена концептуальная модель взаимодействия пользователя с ЭВМ, описывающая работу пользователя при решении задачи в интерактивном режиме. Предложен основной показатель эффективности элементов экранных интерфейсов. В качестве этого Показателя предложена величина ц , определяющая относительную долю времени, которое пользователь имеет «в чистом виде» для рутинной работы с элементом интерфейса.

= (1)

где та - среднее время, необходимое пользователю для анализа

информации, представленной вычислительной системой на /-м шаге диалога к-й задачи и принятия решения;

тр - среднее время, расходуемое пользователем на рутинную

работу для формирования запроса (набор информации для ввода в вычислительную систему) на 1-м шаге диалога /с-й задачи;

- количество возможных операций, выполняемых пользователем в ходе решения А'-й диалоговой задачи;

К - количество решаемых задач.

Сформулирована задачи оценки эффективности совокупности экранных элементов, которая может быть сведена к следующему.

Определить среднее время та , которое пользователь расходует на анализ информации, представленной вычислительной системой на 1-м шаге диалога к-й задачи и принятие решения а среднее время тр, которое пользователь при выполнении /-й операции расходует на рутинную работу с интерфейсом к-й задачи из условия

£

к=\,2,-Л (2)

при ограничении

1(Щга1к]+М[тр1к]) + М[вк]<^п,к-\,2,...,К, (3)

где вк - время решения ЭВМ к-й задачи;

- допустимое суммарное время решения к-й задачи. При этом допустимо считать, что:

1) каждая из операций пользователя может быть представлена набором независимых типовых актов выполнения элементарных действий, количество таких актов в каждой из операций равно М[к;

2) на каждый из типовых актов пользователь расходует время равное

К'р _ элд >

3) вероятность того, что пользователь допустит ошибку, связанную с моторной деятельностью, при выполнении элементарного действия равна

Раш _ яи!1

4) вероятность того, что пользователь обнаружит допущенную им ошибку, связанную с моторной деятельностью, при выполнении элементарного действия

Разна Ро_ош'<

5) из всего множества аббревиатур, в случае если в интерфейсе реализованы аббревиатурные языковые средства, пользователь помнит только <]с а часть семантик аббревиатур, а вероятность его обращения к словарю для уяснения смысла (семантики) наудачу взятой аббревиатуры составляет величину рс а = 1 -дс а, при этом пользователь помнит только q<, а часть написания

(грамматик) аббревиатур, а вероятность его обращения к словарю для уяснения написания (грамматики) наудачу взятой аббревиатуры составляет величину

6) на каждый поиск в словаре пользователь для уяснения смысла (семантики) аббревиатуры расходует время равное 1С а, а для уяснения

написания (грамматики) аббревиатуры - 1? а;

7) в ходе работы параметры пользователя (гад, рош_ж1, р0_„ш, Рс а» (с а> Р,- а> (г а) !!е изменяются, т.е. эффекты накопления усталости и самообучения пользователя допустимо не учитывать;

8) состав технических средств автоматизации в ходе работы не меняется;

9) возможные ошибки, которые допускает пользователь при анализе информации и принятии решения на выполнение очередного задания на ЭВМ допустимо не учитывать, так как они характеризуют не интерфейс, а пользователя.

В третьей главе центральное место занимает описание методики оценки эффективности совокупности экранных элементов. Сущность методики состоит в последовательном применении математического аппарата комбинаторики к оценке случайного процесса набора (выбора), поиска и исправления допущенных ошибок пользователем при работе с совокупностью экранных элементов.

Разработанная последовательность оценки длительности произвольной операции, выполняемой пользователем, состоит в следующем:

1) оценивается гъа - среднее время, затрачиваемое пользователем на опознание всех предложенных лексем;

Если в рамках интерфейса реализованы естественно-языковые средства, то расчет среднего времени опознания всех предложенных лексем т^ производится по формуле

т}=(С!, зл()[/У + 2ЬС1МР\,Ш „,„(1 ~Рош „„У""'], (4)

1=1

при

^Жр ^ к _ л*р„

+ I Л",.,,,„)• (5)

п-1 ^ = 1

где N - количество всех выполняемых пользователем элементарных действий для обеспечения перелистывания (просмотра) всех экранов в процессе просмотра представленной информации;

~ количество просматриваемых пользователем экранов для получения всей представленной информации;

Л\, - количество выполняемых пользователем элементарных действий для обеспечения перелистывания (активизации) «-го экрана;

NКк жр - количество лексем, размещаемых на п-м экране;

М, - количество элементарных действий для обеспечения

перелистывания (активизации)у'-й лексемы на п-м экране;

(2'н - число сочетаний.

Если в рамках интерфейса реализованы аббревиатурные языковые средства, то расчет среднего времени опознания предложенных лексем производится по формуле

I 'V ' / .V /

То —^ср 2V i(JN pml ]М)Р„ Рош _MàPo им) ] +

/=1

(6)

+'с аЪеЛ/с „О -ре У"-',

м

где Ыа ~ количество лексем, реализованных с помощью аббревиатур.

Следует отметить, что вычисление среднего количества ошибок пользователя в формулах (5) и (6) в некоторых случаях возможно осуществить по более простым зависимостям, использующим формулу вычисления математического ожидания благоприятных исходов в биномиальном распределении, тогда формулы (5) и (6) примут вид:

зндРо ти)

OUI ) + 'е aNaPc а. (8)

2) оценивается г„ - среднее время, затрачиваемое пользователем на ввод (набор или корректировку) лексемы;

Все допущенные пользователем технические ошибки с вероятностью Ро от могут быть замечены и исправлены им до запуска задачи. Кроме этого, в

состав интерфейса включается система контроля (поиска) технических ошибок (контроль букв, регистра, цифр, допустимых символов-разделителей, количество знако-мест), которые может допускать пользователь при вводе информации. В рамках предлагаемой методики рассматривается пять вариантов системы контроля, отличающиеся этапом, на котором обнаруживаются ошибки, и действием после обнаружения ошибки:

1 вариант - после запуска на решение задачи, указывает факт ошибки;

2 вариант - после запуска на решение задачи, указывает место ошибки;

3 вариант - после окончания набора лексемы, указывает место ошибки;

4 вариант - в ходе набора лексемы, указывает точное место ошибки;

5 вариант - блокирует все возможные ошибки в ходе набора лексемы.

Под «техническими» ошибками пользователя понимаются грамматические

ошибки при неправильном наборе лексем. Семантические ошибки подобные выбору соседнего элемента в списке, рассматриваются не как технические, так как обнаружить их возможно только после получения противоречивых результатов решения расчетной задачи.

В том случае, если набор осуществляется из множества альтернатив (из предоставленного списка естественно-языковых наименований или аббревиатур), то расчет времени хн осуществляется (соответственно примененным языковым средствам) по формуле

где Мн - количество элементарных действий, совершаемых пользователем

Как видно в этом случае, (пользователь осуществляет только альтернативный выбор из предложенных возможных вариантов) технические ошибки пользователя могут проявиться только при управлении листанием подготавливаемого документа. Поэтому формула будет справедлива при любой системе контроля правильности.

Поскольку в рамках сделанных в ходе разработки математической модели допущений каждая ошибка пользователя может привести к «отказу» решения

V

задачи, то алгоритм расчета величины Тр времени работы с совокупностью экранных элементов может быть сведен к оценке вероятностей совершения пользователем ошибок. Все допущения построены так, чтобы появилась возможность применения «схемы независимых опытов с двумя исходами», что позволяет применить известные формульные зависимости классической комбинаторики. Основным из них является биномиальное распределение (-вероятность получения ровно к исходов).

г,

[ + 2р„„ „¿р0 ,„) для полных наименований,

V, мй#„(1 + элдРо + „Рс_а дая аббревиатур,

(9)

при наборе (выборе) лексемы;

(Ю)

—ех при рош <0.1,

Л!

где Л = Мнрти^.

По аналогичной формуле по величине р0 вш последовательно для каждой из к ошибок определяется вероятность того, что пользователь сам заметит допущенную им ошибку. Каждая из замеченных пользователем ошибок исправляется им за время 1с/1 зх1. Оставшиеся не замеченными пользователем ошибки в соответствии с вариантами срабатывания системы контроля исправляются пользователем после их обнаружения системой контроля.

3) оценивается т„ - среднее время, затрачиваемое пользователем ча исправление обнаруженных системой проверки технических (моторных) ошибок;

Затраченное на исправление время ха рассчитывается в соответствии с вариантом реализованной системы проверки по следующей формуле + х° + т„ +™> + 9 "Ри 1 варианте, Т„ + т„ н" 1сР лл + & ПРИ 2 варианте, Ъср при3варианте,

при 4 варианте, О при 5 варианте,

где г0 - среднее время, необходимое пользователю для осознания (восприятия) текущей лексемы;

4) определяется - среднее время работы со всеми предложенными

лексемами, потраченное пользователем на осмысление совокупности лексем, работу с каждой лексемой (осмысление, набор (выбор) и исправление ошибок) и запуск задачи на решение по формуле

^ = + + (12)

при

Лг

(13)

и=1

И

Л',. А=1

где N1, - суммарное количество лексем на всех экранах, тр - среднее время работы с лексемой.

Однако для упрощения расчетов сумму вероятностей совершения ровно /г ошибок рекомендуется определять через вероятность не совершения ни одной ошибки. Тогда выражение (14) примет вид

гр = г„ + г„+г„(1-р0). (15)

Таким образом, по формулам (4) (15) рассчитывается длительность времени выполнения технических (рутинных) действий операции, выполняемой пользователем при работе с совокупностью экранных элементов.

Однако время заведения информации зависит не только от характеристик пользователя, но и от используемого для этого экранного элемента. Для учета

особенностей работы экранных элементов на основе методики оценки эффективности совокупности экранных элементов разработана методика оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов СЭД. Разработанные методики позволяют оценить различные варианты реализации экранных интерфейсов.

Поскольку заранее невозможно предсказать, какая часть технических ошибок ввода информации будет обнаружена системами контроля интерфейса, то и заблаговременная оценка характеристик СЭД, которые определяются свойствами интерфейса, при применении методик, будет весьма приближена. Безусловно, точности проведенных по этим методикам расчетов будет достаточно для того, чтобы отсечь заведомо «трудоемкие» варианты интерфейса. Но, очевидно, что без вовлечения в процесс моделирования содержательной информации, обрабатываемой пользователем, построить какие - либо прогнозы по эффективности обработки пользователем предоставленной ЭВМ информации невозможно. Это и обуславливает необходимость разработки методики оценки контекстного восприятия информации, с помощью которой будет возможно провести оценку эффективности разрабатываемого интерфейса с учетом конкретной информации, вводимой/считываемой пользователем.

Сущность методики оценки контекстного восприятия информации заключается в последовательной оценке эффективности всех возможных вариантов состава элементов в соответствии с методикой оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов. На основе оценок происходит выбор, при условии минимума времени работы, оптимального состава элементов экранного интерфейса, в соответствии с которым генерируется экранная форма для оценки качества разрабатываемого интерфейса с учетом конкретной информации, вводимой/считываемой пользователем.

В четвертой главе на основе анализа предметной области, разработана в формализованном виде совокупность экранных форм. Показано, что имеющихся данных достаточно для проведения оценки с применением разработанной методики.

Существенную часть данных, представляют собой характеристики пользователя, которые могут быть определены в результате статистической обработки значений показателей работы пользователя с экранными интерфейсами, сделанных ранее. В рамках примера применения методики оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов, проведены расчеты величины общего времени работы для каждого, предложенного в качестве основного, экранного элемента. Расчеты проводились для пессимистической, средней и оптимистической оценки параметров. Результаты обработки полученных данных представлены на рисунке 2.

опытные средней неопытные операторы квалификации операторы

о 4 2 О

0.1 0.5 0.9 0,1 0.5 0.9 0.1 0,5 0,9 Степень внимательное**пользователя ■Текстовый редактор ¡1 вариант системы проверки) □Текстовый редактор (2 вариант системы проверки! о Текстовый редактор {3 вариант системы проверки) а Текстовый редактор ¡4 вариант системы проверки) а Текстовый редактор {5 вариант системы проверки) в Редактор с выпадающим списком

опытные средней неопытные операторы квалификации операторы

я Текстовый редактор (1 вариант системы проверки)

□ Текстовый редактор {2 вариант системы проверки) и Текстовый редактор (3 вариант системы проверки)

□ Текстовый редактор (4 вариант системы проверки) э Текстовый редактор ¡5 вариант системы проверки) вРедр'СТср с выпадающим списком

опытные операторы

средней квалификации

0.1 0.5 0.9 0.1 0.5 0,9 0,1 0.5 0,9

Степень внимательности пользователя I? Текстовый редактор

□ Редактор с выпадающей диалоговой панелью

□ Редактор с кнопками уеедиченияЛ/меньиения СРедзктор с ползунком

Рис. 2. Распределение времени обработки информации (аббревиатурной, естественно-языковой и числовой) основными экранными элементами

По результатам анализа полученных данных выработаны рекомендации по использованию экранных элементов в зависимости от квалификации пользователя, его внимательности и степени реализации системы подсказки (справки).

Оценка работоспособности разработанного методического аппарата проведена на примере интерфейса с помощью разработанной программы, реализующей методику оценки контекстного восприятия информации. Был сгенерирован интерфейс. Тремя группами пользователей проведены серии

опытов по заполнению исходных данных. В ходе эксперимента подтверждена правильность разработанных методик.

Результаты, полученные в ходе проведения эксперимента и изложенные в таблице 4, соответствуют значениям, полученным с помощью расчетов по разработанным методикам и представленным в таблице 5.

Таблица 4. Результаты обработки полученных экспериментальных данных

Квалификация пользователей

Мат. ожидание времени работы

М{тгр I

Оценка доверительного интервала М[ Ту], при а = 0.05

Дисперсия

Вид гистограммы частотных распределений г\

опытные

27.1

(26.3, 28.0)

31.7

средней квалификации

99.8

(98.0, 101.5)

132.3

неопытные

172.9

(171.0, 174.9)

156.8

Таблица 5. Результаты расчета времени работы по разработанным методикам, с.

Квалификация пользователей Расчетное время работы т^

опытные 26.43

средней квалификации 98.48

неопытные 174.21

В целом материалы четвертой главы, построенные на результатах расчетов по предложенным методикам, позволили продемонстрировать возможности разработанного методического аппарата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с темой и целевой установкой в диссертации решена научная задача, состоящая в разработке методов оценки эффективности элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов систем электронного документооборота.

В работе учтены тенденции развития существующей и создания перспективой систем электронного документооборота, а также особенности организации в ней информационно-вычислительного процесса

В ходе исследований получены следующие основные результаты, составляющие научную и практическую значимость:

1) определены основные экранные элементы, предназначенные для ввода и вывода информации, на основе анализа возможностей элементов и частоты их использования в системах электронного документооборота;

2) обоснована возможность применения в интерфейсах естественно-языковых наименований;

3) предложен показатель эффективности элементов экранных интерфейсов систем электронного документооборота, определяющий долю времени рутинной работы с элементом в общем времени работы;

4) разработана методика оценки эффективности совокупности экранных элементов, основанная на применении методов теории вероятностей и математической комбинаторики;

5) разработана методика оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов систем электронного документооборота, позволяющая оценить временные характеристики работы пользователя при обработке информации с учетом особенностей экранных элементов;

6) разработана методика оценки контекстного восприятия информации, позволяющая в процессе конструирования информационного обмена (проектирования экранных интерфейсов) отработать основные экранные элементы ввода/восприятия информации, систему подсказок и определить (минимизировать) суммарное время восприятия/ввода пользователем необходимой информации;

7) разработан методический подход, позволяющий на основе применения предложенных методик вырабатывать рекомендации по использованию основных элементов ввода и вывода информации при проектировании экранных интерфейсов систем электронного документооборота.

Перечисленные основные результаты диссертации дают основание считать, что поставленная научная задача решена.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Иванова Н. Ю. Кораблев Д.А. Автоматизация документационного обеспечения кафедры ВУЗа. // Сборник материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Йошкар-Ола, 2008. часть 2. с. 76.

г',

2. Кораблев Д.А. Принципы построения эффективных пользовательских интерфейсов систем электронного документооборота // Сборник трудов конференции молодых ученых. Выпуск № б информационные технологии. СПб ГУ ИТМО, 2009. с. 548

3. Кораблев Д.А. Применение принципов построения эффективных пользовательских интерфейсов систем электронного документооборота. // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО 2(60), 2009. с.94

4. Кораблев Д.А. САПР в судостроении. Выбор системы 3(1 моделирования. Сборник тезисов VIII конференции молодых ученых. СПб ГУ ИТМО, 2011.

5. Кораблев Д.А. Григорьева А.С. Показатели качества пользовательского интерфейса систем электронного документооборота. // Сборник материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе. Йошкар-Ола 2010

6. Кораблев Д.А. Выбор и обоснование показателя эффективности элементов экранных интерфейсов систем электронного документооборота. // Сборник тезисов VII конференции молодых ученых. Выпуск № 1 информационные технологии. СПб ГУ ИТМО, 2010. с. 112.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении «Университетские телекоммуникации» 1197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул.,14 Тел. (812) 233 4669 объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К ОРГАНИЗАЦИИ И ПОСТРОЕНИЮ ЭКРАННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ДОКУМЕНТООБОРОТА.

1.1 Системы электронного документооборота.

1.2 Описание роли пользовательских интерфейсов в системах электронного документооборота.

1.3 Виды пользовательского интерфейса.

1.3.1 Командный интерфейс.

1.3.2 WIMP - интерфейс.

1.3.2.1 Простой графический интерфейс.

1.3.2.2 WIMP - интерфейс.

1.3.3 Речевая технология.

1.3.4 Биометрическая технология.

1.4 Построение человеко-машинного диалога с использованием элементов стандарта Common User Access.

1.5 Анализ элементов графического интерфейса пользователя.

1.6 Анализ экранных элементов и технических средств взаимодействия, позволяющих осуществить диалоговый режим,.

1.7 Постановка задачи для разработки методик проектирования эффективных экранных интерфейсов СЭД.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С ЭВМ.

2.1 Исследование зависимости результатов работы пользователей от применяемых средств взаимодействия.

2.2 Показатель эффективности элементов экранных интерфейсов систем электронного документооборота.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭКРАННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ СЭД.

3.1 Методика оценки эффективности совокупности экранных элементов

3.2 Методика оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов систем электронного документооборота.

3.3 Методика оценки контекстного восприятия информации.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДИЧЕСКОГО АППАРАТА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ЭКРАННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОННОГО ДОКУМЕНТООБОРОТА.

4.1 Представление в формализованном виде экранных форм для применения методик.

4.2 Определение закономерностей изменения показателя эффективности элементов экранных интерфейсов.

4.3. Комплексный пример оценки контекстного восприятия информации.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

Актуальность темы. Комплексная автоматизация процесса управления документами, является* объективным и закономерным процессом. Она выступает как, проявление объективной необходимости, вытекающей, с одной стороны, из логики развития систем типа "пользователь-ЭВМ", с другой - из развития систем управления документами, которые постоянно совершенствовались в связи с усложнением действий и необходимостью все более эффективного управления.

В современных условиях управление документами характеризуется обострением ряда противоречий, в частности, между увеличением объема информации и резким сокращением времени на ее анализ, между уменьшением времени, отводимого на принятие решения, и возрастанием требований к его обоснованности. В результате требования к эффективности СЭД непрерывно возрастают.

Пользовательский интерфейс является неотъемлемой частью и занимает центральное место в системах электронного документооборота (СЭД). За счет правильно созданного и настроенного пользовательского интерфейса СЭД можно избежать неоправданного потребления дорогостоящих информационных технологических и людских ресурсов, ускорить подготовку документов, принятия решений по ним и выполнение типовых операций над документами, повысив тем самым эффективность процессов документооборота. В то же время, задача оценки эффективности элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов систем автоматизации документооборота является малоисследованной.

Анализ работ [1 - 8, 14, 20, 21, 22] посвященных разработке пользовательских интерфейсов показал, что существующие исследования затрагивают в основном, лишь эргономические аспекты проектируемых интерфейсов. В данном исследовании, особенно важно поведение двух «элементов» сложной системы: человек и ЭВМ, закономерности взаимодействия которых проявляются в конструкциях интерфейсов для решаемых прикладных задач. Кроме того в рассмотренных работах, при проектировании* пользовательского интерфейса (ПИ) оперируют качественными показателями; затрудняющими оценку и сравнение различных элементов пользовательского интерфейса. Тогда; как вопросы относящиеся к количественным? показателям; качества» интерфейса, в целом; не рассматривались. Сегодня; проектируя* интерфейс: инженер/программист используют языки программирования; четвертого поколения, "собирает" пользовательский; интерфейс из готовых примитивов, компонентов интерфейса (меню, кнопки, полосы; прокрутки, и т.д.). Не имея проработанных количественных методик оценки интерфейса, позволяющих протестировать различные: элементы и совокупности элементов интерфейса, он не может получить точных данных для сравнения и решения- о целесообразности применения того или иного элемента интерфейса для решения задач. Закономерности изменения? характеристик функционирования человека при; накоплении усталости, стрессе или: в процессе обучения достаточно подробно изучены в общей психологии и> в инженерной психологии [16; 17, 77]. Эти аспекты, исследования, в силу явного выхода за рамки, очерченные специальностью; не вошли в. настоящую диссертацию:

В целях повышения; эффективности проектирования систем? СЭД особую важность приобретает выбор и обоснование состава элементов- её экранных интерфейсов, что говорит об актуальности данной темы.

Цель, работы: состоит в том, что бы разработать методы, оценки эффективности элементов экранных интерфейсов СЭД- и выработать практические рекомендации по применению основных экранных элементов ввода и вывода информации при проектировании экранных интерфейсов СЭД, на основе анализа опыта разработки программного обеспечения, существующих и перспективных технологий проектирования средств взаимодействия; пользователя с СЭД.

Для; достижения указанной цели, определены следующие задачи:, .

Исследование характеристик элементов пользовательских интерфейсов; Обоснование показатель эффективности-пользовательских интерфейсов;

- Разработка методики оценки эффективности совокупности- экранных элементов;

Разработка методики оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов СЭД; Разработка методики оценки контекстного восприятия информации; Выработка рекомендаций по применению основных экранных элементов ввода и вывода информации при проектировании экранных интерфейсов, перспективных СЭД. Объект исследования - пользовательский интерфейс СЭД. Предметом исследования является* оценка влияния применения различных элементов ввода и вывода информации на эффективность экранных интерфейсов СЭД.

Методы исследования: Поставленные в диссертационной работе задачи решаются на основе системного подхода. Основной метод исследования -теоретико-экспериментальный, основанный на применении методов теории вероятностей, математического анализа, теории- множеств, планирования и проведения вычислительного эксперимента, математической статистики.

Научная новизна работы заключается в разработанном методическом аппарате, позволяющем определить, оптимальный состав элементов ввода'и вывода информации при проектировании (построении) экранных интерфейсов, включающем:

- Показатель оценки эффективности элементов экранных интерфейсов СЭД, основанный на применении методологических подходов теории вероятностей;

- Методику оценки эффективности совокупности экранных элементов, позволяющей выделить из общего времени работы с элементами интеллектуальную (время, затрачиваемое пользователем на анализ информации и принятие решения) и рутинную (время работы: набора или выбора) составляющую;

- Методику оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов СЭД, позволяющей оценить временные характеристики работы должностного лица при обработке информации с учетом особенностей экранных элементов;

- Методику, оценки контекстного восприятия информации, позволяющей в процессе проектирования экранных интерфейсов отработать основные экранные элементы ввода/восприятия информации, систему подсказок и определить (минимизировать) суммарное время восприятия/ввода пользователем необходимой информации.

Результаты работы в целом позволяют решить задачу проектирования эффективных экранных интерфейсов на количественном уровне, что принципиально отличается от существующего подхода - только качественной оценки.

Практическая значимость проведенных в диссертационной работе исследований заключается в том, что их результаты позволяют:

- повысить оперативность функционирования СЭД за счет сокращения среднего времени диалога пользователей и ЭВМ, что достигается применением разработанного методического аппарата при конструировании информационного обмена, отработке основных экранных элементов ввода и вывода информации и системы подсказок в естественно-языковых наименованиях;

- применить аппарат теории вероятностей к оценке эффективности элементов экранных интерфейсов, как на стадии проектирования, так и на всех этапах проведения испытаний (эксплуатации) созданных интерфейсов СЭД;

- произвести обоснование использования в экранных интерфейсах СЭД элементов, обеспечивающих требуемый уровень эффективности интерфейсов в целом. Внедрение результатов, основные результаты исследования реализованы при проведении в 2010-2011 г. научно-исследовательской работы (НИР) 21084, по теме: «Модернизация программных компонентов системы геоинформациоиной поддержки на основе использования ЗО моделирования», в ЗАО «Институт телекоммуникаций», в учебном процессе кафедры проектирование компьютерных систем (ПКС) факультета компьютерных технологий и управления (КТиУ) СПбГУ ИТМО в рамках курса «Техническое обеспечение САПР».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на VI Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2009 г.), VII всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2010 г.) и VIII всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (г. Санкт-Петербург, 2011 г.).

Публикации. По материалам диссертации было опубликовано 6 работ из них 1 в издании из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ)

Проводимые исследования отмечены дипломом победителя, «Конкурса грантов для молодых научно-педагогических работников высших учебных заведений Санкт-Петербурга и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга 2009» и поддержаны индивидуальным грантом комитета по науке и высшей школе Правительства Санкт-Петербурга в 2009 году.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка литературы из 90 наименований. Общий объем работы 135 страницы текста, диссертация содержит 36 рисунок и 13 таблиц.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

1. Определен перечень и осуществлена классификация исходных данных, применяемых в расчетной части методики оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов. Числовых значения параметров характеризующих пользователя &срэлд, рошэчд, Р00ш> Рса> гса> Рга и 1г а) являются результатом статистической обработки данных работы пользователя с экранными интерфейсами, сделанных ранее, в рамках диссертации приняты значения получены в ходе эксперимента проведенного в рамках первой главы. Характеристики документов ИЛ О и №спэл) определены при помощи арифметического подсчета по имеющимся документам ИЛО. Характеристики экранных элементов представлены в методике параметром Исп эл жр, числовое значение определяется разработчиком экранных интерфейсов на стадии его разработки.

2. Анализ имеющихся документов ИЛО, при подготовке исходных данных, достаточно трудоемкий процесс. Значительно упростить подготовку исходных данных для оценки (в том числе априорной) экранных интерфейсов позволяет разработанная методика сбора статистических данных.

3. В результате анализа, проведенных в соответствие с методиками, расчетов выработаны практические рекомендации по использованию основных элементов ввода и вывода информации в экранных интерфейсах: для редактирования неформализованной информации использовать текстовый редактор; для редактирования формализованной текстовой (символьной) информации предоставлять пользователю возможность выбора возможных значений в редакторе с выпадающим списком. Элементы выпадающего списка должны быть представлены естественно-языковыми наименованиями (в целях обучения -совокупностью аббревиатур и их расшифровок); для редактирования числовой информации в зависимости от количества возможных значений необходимо использовать специализированные редакторы: до 40 - редактор с выпадающим списком; до 100 - редактор с ползунком; до 1000 - редактор с кнопками увеличения / уменьшения значения или текстовый редактор; более 1000 - редактор с выпадающей панелью; система проверки должна блокировать все возможные технические ошибки пользователя в ходе набора лексемы. система справки (подсказки) должна автоматически указывать семантику и грамматику (возможные значения, диапазон изменений) текущей лексемы.

4. Проверка работоспособности разработанного методического аппарата. С помощью методики оценки контекстного восприятия информации был сгенерирован интерфейс расчетной задачи. Тремя группами сотрудников проведены серии опытов по заполнению исходных данных. В ходе эксперимента подтверждена правильность разработанных методик. Результаты, полученные с помощью расчетов по разработанным методикам, не противоречат и соответствуют значениям, полученным в ходе проведения эксперимента.

Заключение

В соответствии с темой, в диссертации решена научная задача, состоящая в разработке методов оценки эффективности элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов систем электронного документооборота.

В работе учтены тенденции развития существующей и создания перспективой систем электронного документооборота, а также особенности организации в ней информационно-вычислительного процесса.

В ходе исследований получены следующие основные результаты, составляющие научную и практическую значимость:

1) определены основные экранные элементы, предназначенные для ввода и вывода информации, на основе анализа возможностей элементов и частоты их использования в системах электронного оборота;

2) обоснована возможность применения в интерфейсах естественно-языковых наименований и экранных элементов

3) предложен показатель эффективности элементов экранных интерфейсов систем электронного документооборота, определяющий долю времени рутинной работы с элементом в общем времени работы;

4) разработана методика оценки эффективности совокупности экранных элементов, основанная на применении методов теории вероятностей и математической комбинаторики;

5) разработана методика оценки эффективности основных элементов ввода и вывода информации экранных интерфейсов систем электронного документооборота, позволяющая оценить временные характеристики работы пользователя при обработке информации с учетом особенностей экранных элементов;

6) разработана методика оценки контекстного восприятия информации, позволяющая в процессе конструирования информационного обмена (проектирования экранных интерфейсов) отработать основные экранные элементы ввода/восприятия информации, систему подсказок и определить (минимизировать) суммарное время восприятия/ввода пользователем необходимой информации;

7) разработан методический подход, позволяющий применять предложенные методики по использованию основных элементов ввода и вывода информации при проектировании экранных интерфейсов перспективных систем электронного документооборота.

Перечисленные основные результаты диссертации дают основание считать, что поставленная научная задача решена.

1. Проектирование пользовательского интерфейса на персональных компьютерах. Стандарт фирмы IBM. Вильнюс: DBS Ltd, 1992.

2. Гультяев А.К., Мишин.В.А. Проектирование и дизайн пользовательского интерфейса. СПб: КОРОНА-принт, 2000.,

3. Жарков С.В. Shareware: профессиональная разработка и продвижение программ. СПб: BHV-СПб, 2002.

4. Тео Мандел. Дизайн интерфейсов. ДМК пресс, Москва 2005.

5. Myers В.А. and Rosson М.В. "Survey on User Interface Programming," Proceedings S1GCHI'92: Human Factors in Computing Systems. Monterrey, CA, May 3-7, 1992. P. 195-202.

6. Клименко С., Уразметов В. Графические интерфейсы и средства их разработки // Матер, конф.: Индустрия программирования 96. WWW/uniyar/ac/ru/network/atm/ forum/koi/if/prg/prg96/73/htm.

7. Puerta, A. R. Supporting User-Centred Design of Adaptive User Interfaces Via Interface Models. First Annual Workshop On Real-Time Intelligent User Interfaces For Decision Support And Information Visualization, San-Francisco, January 1998. 10 p.

8. Lowgren J. Knowledge-Based Design Support and Discourse Management in User Interface Management Systems. Linkoping Studies in Science and Technology. Dissertations №239, 1989.

9. Puerta, A.R„ and Maulsby, D. Management of Interface Design Knowledge with MOBI-D. IUI97: International Conference on Intelligent User Interfaces, Orlando, January 1997. P. 249-252.

10. Pressman R. S. Software Engineering: Practitioners Approach European 3d Rev. ed. McGraw-Hills Inc., 1994. 802 p.

11. Коутс P:, Влейминк И; Интерфейс "человек-компыотер'7 Пер. с англ. М;:. Мир, 1990.-501 с.

12. В nice A.\Vooley Explanation Component of Software Systems, www.acm.org/ crossroads/xrds5-l/explain.htmli

13. Бауэр Ф. Jl., Гооз Г. Информатика. Вводный курс:

14. Грибова В.В., Клещев A.C. Инструментальный комплекс для разработки пользовательского интерфейса в экспертных системах // Программные продукты и системы. 1999. -№1.-С.30-34.

15. Puerta, A.R. A Model-Based Interface Development Environment. IEEE Software, 14(4), July/August 1997. P: 41-47.

16. Черняховская М.Ю; Оценка ЭС медицинской диагностики "Консультант-2" на архивном материале нескольких клиник. Владивосток, 1989- - 30 с. (Препр. ИАПУ ДВО РАН).

17. Скопин И.Н. Разработка интерфейсов программных систем // Системная информатика.-19981 Вып.6. - С. 123-173.

18. Foley, J:, Kirn, W.C., Kovacevic S., Murray, K., UIDE:

19. An,Intelligent User Interface Design Environment, in ACM Press, 1991. 21 .Головач В. В., Дизайн пользовательского интерфейса II. Искусство мыть слона. Электронный ресурс. http://uibook2.usethics.ru/, свободный

20. Дженифер Тидвел. Разработка пользовательских интерфейсов. Питер, 2008.

21. Раскин Дж. Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем. М.: Символ-Плюс, 2005.

22. Торрес Р. Дж. Практическое руководство по проектированию и разработке пользовательского интерфейса. М.: Вильяме, 2002.

23. Исаев Ю.В. О некоторых особенностях работы человека-оператора в АСУ // Проблемы обработки передачи информации в АСУ. Л.: ЛИАП, 1974. - № 84 -С. 125-132

24. Справочник по инженерной психологии / Под ред. Б.Ф. Ломова. М.: Машиностроение, 1982. - 368 с.

25. Кораблев Д.А Выбор и обоснование показателя эффективности элементов экранных интерфейсов систем электронного документооборота. Сборник тезисов VII конференции молодых ученых. Выпуск № 1 информационные технологии. СПб ГУ ИТМО, 2010. с.112.

26. Перечень и состав содержательной части формализованных сообщений информационного обмена

27. Афанасьев Э.В. Ярошенко В.Н. Эффективность информационного обеспечения управления. М.: Экономика, 1987. - 43с.

28. Систем устной речи «Фонемофон-1». Мн., 1984.

29. Методические указания по разработке и сопровождению языковых средств систем (подсистем) и элементов АСУ

30. Руководящие указания по порядку разработки, внедрения и сопровождения информационно-лингвистического обеспечения АСУ

31. Руководящие указания по разработке и сопровождению языковых средств систем (подсистем) и элементов АСУ

32. Руководящие указания по совместимости и взаимодействию элементов АСУ.

33. Апресян Ю.Д. Лингвистическое обеспечение в системах автоматического перевода третьего поколения. М.: АН СССР, 1978. - 47 с.

34. Зб.Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. -М.: Мир, 1976. 165 с.

35. Селезнев М.А. Информационно-вычислительные системы и их эффективность. М.: Радио и связь, 1986.- 104 с.

36. Рыбаков Ю.А. Система организации экранного интерфейса. Л.: ЛИИА, 1989.

37. Коутс Р., Влейминк И. Интерфейс "человек-компьютер" / Пер. с англ. М.: Мир, 1990.-501 с.

38. Айзерман М.А., Алескеров Ф.Т. Выбор вариантов: основы теории. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 240 с.

39. Кежаев В.А. Теория и практика автоматизации управления РВиА СВ. Часть 1. -СПб.: ВАУ, 1996.-38 с.

40. Проектирование пользовательских интерфейсов на персональных компьютерах. Стандарт фирмы IBM / Под ред. М. Дадашова. Вильнюс.: DBS LTD, 1992.

41. Руководство по разработке и применению специального математического и программного обеспечения процессов управления.

42. Основы теории управления и исследование операций. Сост. О.Г. Алексеев и др. 368 с.

43. Клир Д. Системология. Автоматизация решения системных задач / Пер. с англ. М.А.Зуева; под ред. А.И. Горлина. М.: Радио и связь, 1990. - 538 с.

44. Максименков A.B., Селезнев M.JI. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей. М.: Радио и связь, 1991. - 320 с.

45. Нейбауэр A. Access 97 для занятых. СПб.: Питер Пресс, 1997. - 368 с.

46. Немшилов H.H., Петров Е.И., Полковников С.П. Вычислительные комплексы систем автоматизации управления. JL: ВАС, 1990. - 299 с.

47. Назаров С.В., Барсуков А.Г. Измерительные средства и оптимизация вычислительных систем. М.: Радио и связь, 1990. - 248 с.

48. Феррари Д. Оценка производительности вычислительных систем. М.: Мир, 1981.-576 с.

49. Механизация инженерно-технического и управленческого труда / Под ред. И.М. Кандаурова. JL: Лениздат, 1973.

50. Орлик С. Секреты Delphi версии 1 и 2 на примерах. М.: Binom Publishers, 1996.

51. Дунаем С. Borland-технологии. SQL-link, InterBase, Paradox for Windows, Delphi. M.: Диалог-МИФИ, 1995.

52. Иоффе А.Ф. ПЭВМ в организационном управлении. М.: Наука, 1988. - 208 с.

53. Прохоров A.M., Ботвин Г.А. Средства автоматизации СПб.: ВАА, 1992. -124 с.

54. Ложе И. Информационные системы. Методы и средства / Пер. с фран.; под ред. К.Л. Гофмана и Т.В. Молчановой. М.: Мир, 1973.

55. Мартин Дж. Вычислительные сети и распределенная обработка данных: программное обеспечение, методы, архитектура. М.: Финансы и статистика, 1985. - Выпуск 1,2.- 525 с.

56. Delphi 4. Руководство разработчика / Пер. с англ. К.; М.; СПб.: Издательский дом "Вильяме", 1990. - 912 с.

57. Сурков К.А., Сурков Д.А., Вальвачев А.Н. Программирование в среде Delphi 2.0. Мн.: ООО "Попурри", 1997. - 640 с.

58. Федоров А. JavaScript для всех. М.: Компьютер-Пресс, 1998

59. Авен О.И., Турин H.H., Коган Я.А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М:: Наука, 1982. - 464 с.

60. Методы оценки эффективности.

61. Прохоренко В.А., Смирнов А.Н. Прогнозирование качества систем. Минск.: Наука и техника, 1976. - 200 с.

62. Кастеллани К. Автоматизация решения задач управления. / Пер. с франц. М.: Мир, 1982.-472 с.

63. Надежность и эффективность техники. Справочник: В 10 т. М.: Машиностроение, 1987. - Т. 2. Математические методы в теории надежности и эффективности / Под ред. Б.В. Гнеденко. -280 с.

64. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. М.: Наука. Гл. ред.физ.мат. лит., 1988. - 480 с.

65. Алексеев О.Г. Дискретные методы оптимизации. Л.: ВАА, 1988. - 375 с.t

66. Балыбердин В.А. Оценка и оптимизация характеристик систем обработки данных. М.: Радио и связь, 1987 - 176 с.

67. Айвазян С.А., Енюков И.С. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. М.: Финансы и статистика, 1989 - 124 с.

68. Воробьев Г.Г. Документ: информационный анализ. М.: Экономика, 1973. -127с.

69. Дубина А.Г. Fox Рю 2.x. Технология программирования. М-: Информационно-издательский дом "Филинъ", .1998. - 400 с.

70. Тихомиров Ю.В. Microsoft SQL Server 7.0. СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. - 720 с.73:Бусленко Н.П*., Шрейдер Ю:А. Метод статистических испытаний. М-: Физматгиз, 1961. - 226 с.

71. В.В. Грибова, А. С. Клещев; Методы и средства разработки пользовательского интерфейса: современное состояние. Международный журнал Программные продукты и системы, журнала № 1 за 200Г год.

72. Ковязин Р.Р., Платунов А.Е. Применение технологии OPG // Научно-технический вестник СПбГИТМО (ТУ). Выпуск 10. Информация и управление в технических системах. СПб.: СПбГИТМО(ТУ), 2003. С.71-76.

73. ГОСТ Р ИСО/МЭК 12119-2000.Информационная технология. Пакеты программ; Требования к уровню качества тестирование. М.: Госкомстандарт, 2000.-42 с.

74. ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93. Информационная технология. Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководства по их применению. М.: Госкомстандарт, 1993.- 51 с.

75. ГОСТ 20.39.108-85 Комплексная система общих технических требований. Требования.по эргономике, обитаемости и технической эстетике; Номенклатурами порядок выбора.-М.: Госкомстандарт, 1985.- 18 с.

76. ГОСТ 16325-88. Машины вычислительные электронные цифровые общего назначения. Общие технические требования. М.: Госкомстандарт, 1988. 30 с.

77. ГОСТ 27201-87. Машины вычислительные электронные персональные. Типы, основные параметры, общие технические требования М.: Госкомстандарт, 1989.-9 с.

78. ГОСТ 24.703-85 Единая система стандартов автоматизированной системы управления. Типовые проектные решения в АСУ. Основные положения. М.: Госкомстандарт, 1985. - 3 с.

79. ГОСТ 24.601-86 Единая система стандартов автоматизированной системы управления. Автоматизированные системы управления. Стадии создания. -М.: Госкомстандарт, 1986. 5 с.

80. ГОСТ 14289-88 Средства вычислительной техники. Клавиатуры. Расположение клавиш и символов, функции управляющих клавиш. М.: Госкомстандарт, 1988.- 16с.

81. ГОСТ 12.2.032-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования. М.: Госкомстандарт, 1978. - 9 с.

82. ГОСТ 21958-76 Система "человек-машина". Зал и кабины операторов. Взаимное расположение рабочих мест. Общие эргономические требования. -М.: Госкомстандарт, 1976. 5 с.

83. ГОСТ 22269-76 Система "человек-машина". Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования. М.: Госкомстандарт, 1976. - 3 с.

84. ГОСТ 28195-89 Оценка качества программных средств. Общие положения. -М.: Госкомстандарт, 1989. 38 с.

85. ГОСТ 24.702-85. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения М.: Госкомстандарт, 1985. - 6 с.

86. ГОСТ 28806-90 Качество программных средств. Термины и определения. -М.: Госкомстандарт, 1990. 10 с.

87. ГОСТ 34.601-90. Автоматизированные системы. Стадии создания. М.: Госкомстандарт, 1991. - 8 с.

88. ГОСТ 34.602-89. Техническое задание на создание автоматизированной системы. -М.: Госкомстандарт, 1991. 16 с.