可用性分析与评估

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1、1第第5章章 可用性分析与评估可用性分析与评估2内容提要w可用性的定义w支持可用性的设计原则n可学习性n灵活性n鲁棒性w可用性的评估方法n用户模型法、启发式评估、认知性遍历、用户测试和用户调查法等。w人机交互界面设计35.1可用性与可用性工程 w可用性定义（ISO9241-11）n可用性是指特定的用户在特定的环境下使用产品并达到特定目标的效力、效率和满意的程度。w其他定义n可用性意味着使用产品的人能够快速而方便的完成任务w以用户为中心w使用产品过程中的体验4可用性的五个方面w可用性不仅只与界面有关n有效性(effective)n效率(efficient)n 吸引力(engaging)n容错能力

2、(error tolerant)n易于学习(easy to learn)5可用性度量ObjectiveSuitability for the taskAppropriate for trained usersLearnabilityError tolerantEffectivePercentage of goals achievedNumber of power features usedPercentage of functions learned Percentage of errors corrected successfullyEfficientTime to complete a t

3、askRelative efficiency compared with an expert userTime to learn criterionTime spent on correcting errorsSatisfactionRating scale for satisfactionRating scale for satisfaction with power featuresRating scale for ease of learningRating scale for error handling6可用性案例wInternet Explorer 4.0 cache settin

4、gs panel7可用性案例wInternet Explorer 4.0 certificate authority selection panel8可用性案例wA two-item list box in Visual Basic 5.09可用性案例wA 2000 item list box.Putting too many items into a list box is bad10可用性案例wMulti-row tab controls11可用性案例wDeleting files from an almost full hard disk in Windows 9512可用性案例w成功范

5、例nWIMP界面n超文本 Hypertext 和互联网 wwwn图形显示器n操作系统的分时功能n隐喻n直接操纵n语音、手势界面nCSCW等13可用性工程Usability engineering.By Jay Simpson,from the cover of IEEE Computer,March 1992.14可用性工程w可用性工程涉及系统设计设计的整个过程n过程n面向可用性的系统设计设计过程15两种不同的思想w系统为中心的设计-System Centered Designw用户为中心的设计-User Centered Design16Mottos(格言)wTechnology-cente

6、red mottonScience FindsnIndustry AppliesnMan ConformswDon Normans person-centered mottonPeople ProposenScience StudiesnTechnology Conforms17系统为中心的设计wWhat can be built easily on this platform?wWhat can I create from the tools available?wWhat do I as a developer find interesting to work on?18用户为中心的设计w

7、The design is based upon a users:n abilities and needsn contextn workn tasks19用户为中心的设计原则wExplicit（清楚的）、coherent（一致的）conceptual modelwMake things visible.wGet the mappings（计划）right.wUtilise（利用）platform standards and conventions.wDesign for error,allowing exploration（探索）without penalty（处罚）.20Macintosh

8、 用户为本的设计思想用户为本的设计思想wUse of Metaphors（隐喻的使用）wAesthetic Integrity（审美整体性）wConsistency（一致性）wPerceived Stability（感知的稳定性）wDirect Manipulation（直接操纵）wSee and Point（看和指点）wWYSIWYG（所见既所得）wFeedback（反馈）wForgiveness（容错）wUser Control（用户控制）21可用性工程的生命周期w了解用户w竞争性分析w设定可用性目标w用户参与的设计w迭代设计w产品发布后的工作22了解用户w 要在工作环境中观察用户。w了解

9、用户的个体特征：根据用户的使用经验、受教育程度、年龄、接受过的相关培训等对用户进行分类。w可用性任务分析：了解用户的全面目标，用户通常使用的方法，抽象出用户的任务模型，以及正常工作流程之外的特例。w功能分析：弄清楚为了完成可用性任务，什么是必须要做的，什么仅仅是些表面文章而已。23用户体验24竞争性分析w启发式地分析竞争产品或其交互界面，并结合使用经验，了解对手系统的优缺点，针对其缺点进行改进，并借鉴其巧妙的思想。微软在WINDOWS系统开发过程中，事实上从竞争对手苹果公司的Mac系统借鉴了很多思想。25设定可用性目标 w预先确定可用性的评价尺度和可以量化的可用性目标水平，也就是可用性目标。例

10、如：一个有经验的用户使用当前系统时平均每小时会发生4.5次错误，则新版本的目标就可以设定为同等条件下每小时发生少于3次错误。从竞争性分析中也可以得到类似的目标，比如在主要的竞争对手网站上，目前初学者平均需要花费8分钟的时间完成一次航班预订，正在开发的新网站就可以将可用性目标设定为平均仅需花费6分钟的时间完成一次航班预订。w可用性工程要为提高可用性做大量的工作，不可避免的要增加成本，因此有时会受到财力的限制，所以有必要对设定的可用性目标进行财政影响分析，估算这些工作将来能为用户节省多少支出，并与为达到可用性目标所需的花费进行权衡 26用户参与的设计w首先要明确什么样的用户会使用我们的系统。w与这

11、些用户广泛地沟通，理解他们的行为方式有什么不同。w根据不同种类的用户确定与软件相关的用户角色，定义这些角色的目标，设定到达这些目标的特定场景；之后考虑怎样设计交互的解决方案了。27用户参与的设计 用户角色及系统用例图28用户参与的设计 应用用例w用例描述示例：nThe Customer makes changes to the Shopping Cart and presses the Update button.nThe system updates the contents of the Shopping Cart appropriately.nThen the Customer pres

12、ses the Check Out button.nWhen the Customer has finished specifying the billing and shipping information,the system creates an Order.29迭代设计w设计、测试、再设计w设计原型系统进行迭代设计 (1)对发现的可用性问题进行严重程度评级。(2)动手解决新版本交互界面中的问题。(3)作出修改时，要记录为什么做出改变的原因，也就是要抓住问题的原理。(4)评估新版本的交互界面，如果还有改进的余地，回到(1)，直到软件开发时间或经费花光。其中的评估过程可能是借助于原型，也可

13、能采用检查或测试等评估方法。30快速原型法(rapid prototyping)原型系统31迭代设计对非迭代设计w软件开发过程模型n瀑布法（非迭代设计）n统一软件开发过程32瀑布模型需求设计编码和单元测试系统集成运行和维护33统一软件开发过程34产品发布后的工作w产品发布后继续收集重要的可用性数据，这一点非常有必要，一方面可以用于进一步改善产品的可用性，另一方面也为后续版本的开发作准备。这些工作包括：n通过与用户座谈、调查、观察等手段明确可用性研究涉及的内容。n进行标准化的市场调研，特别是调研用户在新闻组、邮件列表、评论、杂志调查中对产品的评述。n使用软件日志记录，随时记录用户遇到的问题，并设

14、法发送回公司进行分析。n认真分析用户在产品服务热线、修改要求、缺陷报告中对可用性的种种抱怨。355.2 支持可用性的设计原则w可学习性w灵活性w鲁棒性36可学习性w交互系统能否让新手学会如何使用系统，以及如何达到最佳实用效果。支持可学习性的设计原则有：n可预见性n同步性n熟悉性n通用性n一致性37可学习性-可预见性w用户利用对以往交互过程的了解就足以确定当前交互的结果。n可预见性有别于计算机系统的确定性行为。可预见性则是一个以用户为中心的概念，它取决于用户的观察，不能完全由计算机的状态决定交互的行为，还要由用户根据自己的判断来决定。n操作的可预见性。38可学习性-同步性w同步性是指用户依据界面

15、当前状态评估过去操作造成影响的能力，也就是说用户能不能同步地知道交互操作的结果。39可学习性-熟悉性 w系统的新用户在现实生活或使用其它系统时，会有一些交互过程的宝贵经验；可能这些经验与新系统的应用领域不同，但对新用户来说，如果新系统跟过去使用过的类似系统有一定相关性，那使用起来就比较方便。40可学习性-通用性w交互系统的通用性就是在交互中尽可能的提供一些通用的或能够从现有功能类推出来的功能。41可学习性-一致性w一致性是说在相似的环境下或执行相似的任务时，一般会执行相似的行为。w一致性与前面提到的其它交互原则有关，如熟悉性可以看作与过去现实世界经验的一致性，通用性可以看作与同一平台、同一系统

16、中软件交互体验的一致性。42灵活性 w用户与系统交流信息方式的多样性，主要表现在：n可定制性n对话主动性n多线程n可互换性n可替换性43灵活性-可定制性w可定制性是指用户或系统修改界面的能力。n用户主导：可定制n系统主导：可适应w定制能力n界面元素位置、颜色的定制n交互结构、流程的定制44灵活性-对话主动性w将人机交互双方看作是一对对话者时，重点是谁是对话的发起人。w系统主导：系统可以发起所有对话，这种情况下，用户只是简单的响应信息请求。例如，一个模式对话框就禁止用户与系统的其它窗口交互。w用户主导：用户可以自由的启动对系统的操作。w从用户角度看，系统主导的交互阻碍了灵活性，而用户主导的交互增

17、强了灵活性。45灵活性-多线程w多线程的人机交互系统同时支持多个交互任务，可以把线程看作是一个特定用户任务的相关对话部分；并发的多线程允许各自独立交互任务中的多个交互同步进行；交替地执行多对话线程，允许各自独立的交互任务暂时的重叠；但在任何给定时间，对话实际上还是局限于单个任务。46灵活性-可互换性w可互换意味着任务的执行可以在系统控制和用户控制间进行转移。有可能的情况是交互一会儿由用户控制，一会儿又由系统控制，交互的控制权彼此传递；或者将一个完全由系统控制的任务变成系统和用户共同完成的任务。w例如，字处理软件中的拼写检查：用户完全可以借助于字典逐字检查，但这是一项繁杂的工作，所以最好交由机器

18、来自动执行，但机器往往对人名和无意义的重复输入的单词无法处理，这时还得靠人去处理，拼写检查最好由这种协作方式完成。w在安全性要求特别严格的应用中，任务迁移可以降低事故发生的概率。例如，飞机飞行中的状态检查单靠人来执行太过繁琐，所以一般采用自动飞行控制，但一旦出现紧急情况，还得由飞行员凭借经验去处理。47灵活性-可替换性w可替换性要求等量的数值可以彼此交换。例如页边距的单位，可以是英寸，也可以是厘米；在用户输入上，可以让用户在输入框中输入数值，也可以通过设定表达式的方式输入。这种可替换性提供了由用户选择适当方式的灵活性，并且通过适当方式，避免无谓的换算，可以减少错误的发生。w可替换性也体现在输出

19、上，也就是对状态信息的不同描述方式。表示的多样性说明了对状态表达信息进行渲染时的灵活性；例如，物体一段时间的温度可以表示为数字温度计（如果比较关心实际的温度数值），也可以表示为图表（以清晰地反映温度变化的趋势）。有时可能需要同时提供这些表示方式，以备用户适应不同任务的需要。48鲁棒性w定义：n可观察性n可恢复性n响应性n任务规范性49鲁棒性-可观察性w可观察性允许用户通过观察交互界面的表现来了解系统的内部状态。也就是说允许用户将当前观察到的现象与要完成的任务进行比较，如果用户认为系统没有达到预定的目标，可能会去修正后面的交互动作。w可观察性涉及到五个方面的原则：可浏览性，缺省值提供，可达性，持

20、久性和操作可见性。50鲁棒性-可恢复性w可恢复性是指用户意识到发生了错误并进行更正的能力。w可恢复性不仅利于鲁棒性，还可大大提高用户的冒险意识，提高系统的可学习性。51鲁棒性-响应性w响应时间一般定义为系统对状态改变做出反应的延迟时间。n一般而言，延迟较短或立即响应最好。即使需要较长的时间才有最终结果，也应该有所响应。52鲁棒性-任务规范性w规范的含义：任务的规范w规范的意义：可重复性强，出错概率低535.3 可用性评估w可用性评估是检验软件系统的可用性是否达到了用户的要求。常用的方法包括用户模型法、启发式评估、认知性遍历、用户测试和用户调查等，其中最常用的方法是用户测试和用户调查。54软件可

21、用性评估应遵循的原则n最具有权威性的可用性测试和评估不应该针对专业技术人员，而应该针对产品的用户。n软件的可用性测试和评估是一个过程，这个过程在产品开发的初期阶段就应该开始。n软件的可用性测试必须是在用户的实际工作任务和操作环境下进行。n要选择有广泛代表性的用户。55可用性评估方法w用户模型（User Model）w启发式评估(Heuristic Evaluation)w认知性遍历(Cognitive Walkthrough)w用户测试(User Testing)w用户问卷调查(Questionnaire)56用户模型法w用户模型法是用数学模型来模拟人机交互的过程。w这种方法把人机交互的过程看

22、做是解决问题的过程。认为人使用软件系统是有目标的，而一个大的目标可以被细分为许多小的目标。w在人机交互领域中最著名的预测模型是GOMS模型。wGOMS 是描述任务和用户执行该任务所需知识的方法，通过目标(Goal)、操作符(Operator)、方法(Method)以及选择规则(Selection rule)四个方面进行描述。57启发式评估w启发式评估法就是使用一套相对简单、通用、有启发性的可用性原则（即“启发”）来进行可用性评估。具体方法是，专家使用一组称为“启发式原则”的可用性规则做为指导，评价用户界面元素（如对话框，菜单，在线帮助等）是否符合这些原则。58可用性启发原则(1)w系统状态可见

23、性系统状态可见性w系统与用户现实世界相互匹配系统与用户现实世界相互匹配w用户控制与自由用户控制与自由w一致性与标准一致性与标准w错误预防错误预防59可用性启发原则(2)w识别而不是回忆识别而不是回忆w使用的灵活性与效率使用的灵活性与效率w美观而精炼的设计美观而精炼的设计w帮助用户认识、诊断和修正错误帮助用户认识、诊断和修正错误w帮助和文档帮助和文档60关于系统响应时间的一般约定w0.1 sec.:即时响应的极限时间.n直接操纵、虚拟场景的导航.w1 sec.:片刻等待的操作.n若长于1sec.，显示表示系统忙的光标.w10 sec.:使用户保持对当前交互关注的极限时间.n如果长于10sec.,

24、应显示操作进度指示。61认知性遍历（cognitive walkthrough）进行认知性遍历活动，需要以下四个条件：(1)对系统原型的详尽描述，这种描述不一定是完整的，但要相当详尽。诸如菜单的位置描述或措辞选择等这样的细节也可能导致相当大的差异。(2)对用户在系统中要完成任务的描述，该任务应当是大多数用户将要执行的有代表性的任务。(3)一个完整的、书面的操作清单，列出使用给定原型完成任务所需执行的操作。(4）确定用户的身份，以及评估人员能够确定这些用户已具有哪一类别的知识和经验。62认知性遍历w认知性遍历认为用户完成一个任务的过程有三步：1.用户在交互界面上寻找能帮助完成任务的行动方案。2.

25、用户选择并采用看起来最能帮助完成任务的行动。3.用户评估系统作出的反馈，判断在完成任务上的进展。w评审人员可以对用户的每个交互过程模拟这三个步骤去评价，并以回答下列三个问题为基础：1.界面上执行正确动作的控件（按钮、菜单、选项等）是否可见？2.用户是否知道正确动作可以到达希望的结果？3.根据系统对动作的反馈信息，用户是否能够知道他的动作是否正确？63用户测试1.前期准备工作（1）明确测试的目的l 帮助改进交互设计n通过测试了解交互中有待改进的地方，要搞清楚为什么出错，而不仅仅是知道错了。可以在测试中收集过程数据定量的去观察发生了什么问题以及为什么会这样。l 评估交互的整体质量n根据一定的衡量指

26、标，通过测试评估交互的水平，比如用户在某个交互任务上耗费的时间，任务是否成功，出错情况等等。也可对两个以上的可选设计针对确定的性能需求进行比较性评测。64用户测试（2）准备测试环境n要确保测试环境的舒适。最简单的是选一个安静的房间，贴上“用户测试中请勿打扰”，关掉电话，保证房间足够的亮度，给受测试者提供饮料；如果有可能的话使用专门的可用性实验室。（3）准备测试设备n包括记录测试过程需要的摄像机，三脚架，麦克风，耳机，单向透光的镜子，彩色监视器，录像机，录像带，电源线，扩展插座，“请勿打扰”标志，饮料，记录软件或表格等等。65用户测试（4）确定测试过程中的各种角色分配 l 测试负责人n负责全面控

27、制测试，执行所有与测试用户的交谈，以及撰写任务报告等。l 数据记录员n记录测试过程中的重要事件和活动。l 摄像操作员n对整个测试过程进行录像，包括开始的介绍和最后的任务报告部分。l 计算机操作员n负责在测试之前，为每个新的测试用户准备交互初始界面和在系统崩溃、死机时进行重新启动等处理。l 测试者或测试用户-参加测试的系统实际使用者。66测试用户摄像机可用性工程师测试间观察间摄像记录控制设备其他观察者单向透光的镜子67用户测试2测试执行的六个阶段n为了有效地进行可用性测试，需要正确设计、准备和执行试验。一个测试执行过程一般要经过一些步骤。具体步骤见书中表5-1“用户测试执行步骤”。3可用性测试的

28、评价 68问卷调查(Questionnaire)1问卷调查的执行过程 n用户要求分析 n问卷设计 n问卷实施及结果分析 2可用性调查问卷例子QUISquis，2003，见表5-2。695.4 以用户为中心的界面设计w以用户为中心设计的四个重要原则：n及早以用户为中心：设计人员应当在设计过程的早期就致力于了解用户的需要。n综合设计：设计的所有方面应当齐头并进发展，而不是顺次发展。使产品的内部设计与用户界面的需要始终保持一致。n及早并持续性地进行测试：当前对软件测试的唯一可行的方法是根据经验总结出的方法，即若实际用户认为设计是可行的，它就是可行的。通过在开发的全过程引入可用性测试，可以使用户有机会

29、在产品推出之前就设计提供反馈意见。n反复式设计：大问题往往会掩盖小问题的存在。设计人员和开发人员应当在整个测试过程中反复对设计进行修改。70OVID中涉及的模型及相互关系 设计者设计者模型编程者模型用户概念模型用户用户界面实现细化交互获取创建71OVID中的活动循环 任务分析交互视图对象任务72对象建模分析 w对象建模分析是将系统和用户任务分析的结果转化为用户界面设计的第一步；建模是将系统任务的某些概念及其关系用图的方式直观综合地表达出来；分析则是将系统的对象抽象为类，列出对象或类的属性、行为、以及对象间的关系。73订票系统用例图 74视图抽象设计 w视图表达了人与系统交互过程中某一时刻系统的

30、状态，以及用户在这一时刻可能改变系统状态的方法。w视图抽象设计通过组合概念模型中的对象和对象操作，提供系统运行的方法和方式，为具体的设计提供指导，并要为系统的不同实施方案提供灵活的界面选择。w视图抽象设计阶段就是仔细研究系统的对象模型，列出其系统状态，对每个视图抽象出其中涉及的对象，以及对象的属性和行为。75 概要设计w针对特定的操作系统或交互方式，对抽象的试图设计做进一步的具体设计，产生视图的概要设计。实际设计中，这些视图通常是用铅笔画在纸面上，这样做速度快，而且修改起来比较方便。76航班信息显示视图概要设计 下一页上一页打印新查询结果中查询查询条件航班号起飞城市 到达城市起飞时间 到达时间

31、 全票票价剩余票额CA1100济南北京17：3519：1050020订票保存77查询条件航班号 起飞城市到达城市 起飞时间到达时间全票票价剩余票额CA1100济南北京17：3519：1050020订票保存打印上一页下一页新查询结果中查询图5-12 航班信息显示视图概要设计 78视图的关联设计 w任何一个人机交互系统的界面都可能包括若干状态，用户在不同界面状态下根据自己完成任务需要进行不同的操作；很多交互任务的完成需要从一个状态转化为另一个状态，这就要考虑用户完成任务所需的信息和所需的功能；并将不同交互视图之间的联系和状态转化关系整理清楚。79视图关联关系注册系统首页登录查询航班航班信息列表退出

32、确认帮助页面订购页面出票确认支付页面机票信息填写失败页面80注册系统首页登录查询航班航班信息列表退出确认帮助页面订购页面出票确认支付页面机票信息填写失败页面图5-13 视图关联关系81 视图的全面设计 w解决各个视图的具体内容和大致布局，并在每个视图上明确体现与其他视图的关系，保证系统的整体性和和谐性。然后可以借助具体的开发工具进行界面的实际设计。比如，浏览器交互方式下，网页视图的整体性主要通过下列几点保证：w使用相同的界面风格，包括颜色、字体、布局、行距，间距，导航条等。w使用相同的识别标志，如公司LOGO，底纹图案，版权和联系方式等。w系统视图结构清晰，在每个界面上明确表示当前视图与整体系统的关系。w使用一致的术语，特别是在不同语言的版本之间保持信息翻译的一致。82习题习题1.利用本章介绍的可用性分析方法分析一个自己设计完成的软件的可用性，可以请同学担当用户进行测试，或设计一个用户调查问卷进行分析。2.利用本章介绍的人机交互界面设计方法完成网上银行系统的交互界面分析和设计。包括账户查询，存款，取款，转账等业务流程，要考虑到这个系统能够同时支持浏览器方式和电话银行方式；可以参考互联网上实际网上银行的设计。