第6章 人机交互界面表示模型1.ppt

1、人机交互技术写作组，第1章，第6节，人机交互界面表示模型，人机交互技术写作组，第2节，目的，在界面设计的早期阶段，研究并建立一个用户界面表示模型，通过使用正式的设计语言来分析和表达用户任务以及用户和系统之间的交互；因此，接口表示模型可以很容易地映射到实际的设计和实现中。人机交互技术写作组，3。界面模型分类、任务分解和分析。能力模型预测和描述用户合法的交互行为序列。性能模型预测和描述用户合法的交互行为序列。描述用户的目标结构模型。结构模型系统组合模型。人机交互技术写作组，4，主要内容，三个模型：行为模型，主要考虑如何从用户和任务的角度描述人机交互界面，并将详细介绍GOMS、UAN和LOTOS模型

2、。结构模型主要从系统的角度来表示人机交互界面。重点是介绍状态转移网络和生产规则。事件对象模型是一种非常流行的面向对象表示模型，它将人机交互归结为事件和对象之间的交互。如何将界面行为表示模型转化为系统结构模型？人机交互技术写作组，5，参考文献，1)人机交互心理学，作者S.K. Card等，2)人机交互(第二版)，作者Alan J. Dix等。3)董世海等：人机交互和多通道用户界面。科学出版社，1999年2月4日)指定多模态交互系统的方法的比较，由Joelle Coutaz等人，人机交互技术写作组，6，6.1行为模型，在分析者得到用户的需求后，结合领域专家的意见和指导，得到系统中需要完成的任务，并

3、详细分析任务的主要因素，如任务级别、发生条件、完成方法及其关系等。所有这些内容都将在行为模型中进行研究。人机交互技术写作小组，7，6.1.1 GOMS，由卡、摩根和纽厄尔于1983年提出。用户的行为由四个元素描述：目标、操作符、方法和选择规则。GOMS是一个用来分析和建立交互系统中用户行为的模型。它采用了“分而治之”的思想，并在多个层次上改进了任务。人机交互技术写作组，8，6.1.1 GOMS，1。目标目标是用户在执行任务时希望得到的最终结果，它可以在不同的层次上定义。2.Operation Operators operation是将任务分析到最低级别时的行为，是用户为了完成任务而必须执行的基

4、本操作。人机交互技术写作组，9，6.1.1，GOMS，3。方法方法是描述如何实现目标的过程。本质上，方法是一种内部算法，用于确定子目标的顺序和完成目标所需的操作。目标：图标尺寸-窗口。选择目标：使用-关闭-方法。鼠标移动到窗口标题。弹出菜单。点击结束关闭选项。使用l7方法.按l7键，人机交互技术写作组，10，6.1.1 GOMS，4选择选择是用户确定在特定环境中使用的方法时应该遵守的判断规则。当有多种方法可供选择时，GOMS并不认为这是一个随机选择，而是试图预测将使用哪种方法，这需要根据具体的用户、系统状态和目标细节进行预测。如果应用程序是游戏，使用l7方法，人机交互技术写作组，11，GOMS

5、示例，任务：编辑，目标：编辑-手稿目标：编辑-单位-任务重复，直到没有更多的单位任务目标：获取-单位-任务获取-下一页，如果在手稿结束获取-N外部-任务目标：执行-单位GOMS模型是人机交互研究领域为数不多的知名模型之一，被称为是最成熟的工程模型，在计算机系统评估中也得到广泛应用。 GOMS可以省钱！美国电话公司NYNEX利用GOMS分析了一种新的计算机系统的应用效果，发现效果并不令人满意。它放弃使用新系统，为公司节省了数百万美元的资金。人机交互技术写作组，13，GOMS的局限性，GOMS没有清楚地描述错误处理过程，假设用户以正确的方式相互交互，所以它只适用于那些没有犯任何错误的专家用户。GO

6、MS太简单了，无法描述任务之间的关系，只能描述顺序和选择。事实上，任务之间有多种关系(详见第6.1.2节中的LOTOS)。此外，选择关系由非正式的附加规则描述，这使得它难以实现。GOMS认为所有任务都是面向操作的，而忽略了问题的本质和用户之间的个体差异。它的建立不是基于现有的认知心理学，也不能代表真正的认知过程。人机交互技术写作组，14，6.1.2 Lotos，Lotos-临时订购规范的语言，T.Bolognesi，H.Brinskma，“iso规范语言批次介绍”，1987年。国际标准形式描述语言，适用于描述并发系统中具有并发性、交互性、反馈性和不确定性的行为。首先，作为描述网络协议的语言，交

7、互系统，尤其是多通道交互系统，具有并发系统的特征，因此它们成为描述交互系统的行为模型。人机交互技术写作组，15，LOTOS基本思想，系统的外部可见行为可以看作是由一个具有时序关系的交互序列组成的。该系统由一系列过程组成，这些过程通过称为“门”的交互点与环境交互。当两个或多个进程执行相同的外部可见行为时，将会有交互操作，如数据交换、信息传输、协调和同步。过程行为用“行为表达式”来描述，复杂行为由表示时间序列关系的LOTOS算子的简单行为表达式组成。当LOTOS应用于人机交互的行为模型时，交互子任务之间的关系由过程之间的约束关系来描述。人机交互技术写作组，16，LOTOS运算符，T1 | T2(交

8、替交错)，两个任务，T1和T2，可以以任何顺序彼此独立执行，但永远不会同步。T1 T2(选择)需要选择T1和T2中的一个来执行。一旦选择了一个，就必须执行到最后。在中间，对方没有机会执行。T1 | a1，和| T2(同步同步)任务T1和T2必须在动作(a1、)处同步。T1 T2(禁止停用)一旦执行T2任务，T1无效(不活动)。T1 T2(允许启用)仅在T1成功完成后才允许执行T2。人机交互技术写作组，17，LOTOS范例，人机交互技术写作组，18，LOTOS中国象棋任务分解范例，人机交互技术写作组，19，LOTOS和GOMS的结合，LOTOS模型很好地描述了任务之间的时序约束关系，可以更好地描

9、述GOMS子目标之间的关系。用GOMS模型描述任务的分解过程，用LOTOS给出子任务之间的约束关系，从而提高两种模型的表示能力。，人机交互技术写作组，20，结合GOMS和LOTOS的中国象棋程序行为描述，目标：中国象棋：目标：运行| | | : *目标：国际象棋动作：自动记录国际象棋比分：目标：当前方走：操作者：拿起国际象棋操作者3360位置国际象棋目标：走，操作者：拿起然而，和GOMS一样，它也有一个缺陷，那就是它无法描述目标的异常结束。同时，在选择任务时，使用什么规则来选择和涉及。LOTOS最大的优点是它可以构建一套现成的自动化工具，可以自动检测错误，但是它过于形式化的符号相当模糊。GOM

10、S和LOTOS的结合可以很好地描述人机交互的高级任务。对于原子任务的形式化描述，上述模型没有给出清晰的描述。下面讨论的UAN模型主要用于描述原子目标。人机交互技术写作组，22，6.1.3元，元用户动作符号元是一种简单的符号语言，它主要描述用户的行为顺序和执行任务时使用的界面物理对象。虽然UAN是一个行为模型，但作为一种任务描述语言，它在一定程度上涉及到对系统行为的描述，因此它同时具有行为模型和结构模型的一些特点。人机交互技术写作组，23，UAN模型的基本思想，预定义了一些标识符：用户动作标识符条件标识符使用一个表结构来表示任务接口被分解成一些具有相似层次结构的异步任务，每个任务的实现都用一个表

11、来描述，用户动作的相关性和时序关系由表的行列对齐关系和从上到下、从左到右的读取顺序来确定。人机交互技术写作组，24，UAN预定义动作标记(部分)，用户动作标记：move_mouse(x，y)移动鼠标到(x，y) release_button(x，y)在(x，y)位置释放鼠标按钮；突出显示(图标)使图标突出显示；取消突出显示(图标)取消图标的突出显示。用户动作标识符：x，在图形对象上移动鼠标；按下鼠标；释放鼠标；突出显示对象；-！取消对象的高亮显示并显示图形对象；擦除，取消对象的显示。人机交互技术编写组，25，UAN预定义条件标识符(部分)，当(条件)任务条件为真时，循环执行任务；如果满足条件，

12、执行任务任务；迭代A*或A代表迭代运算；等待意味着等待，它可以等待一个条件被满足或者一个任务中的一个操作被执行。人机交互技术写作组，26，UAN实例-单通道交互，人机交互技术写作组，27，UAN实例-多通道交互，人机交互技术写作组，28，UAN摘要，UAN模型更接近实现，界面状态和界面反馈用通用编程语言描述，便于实现。当然，这种描述接近编程语言。因此，设计需要一定的编程基础。UAN模型仍然不足以准确描述组件之间的各种并行和串行时序关系。任务之间的时序关系没有明确表达。当所描述的界面使用各种输入设备并且具有几个可选的交互路径时，它是麻烦的。人机交互技术写作组，29，分层界面描述方法，人机交互技术

13、写作组，30，通用-通用-通用模型，GOMS，UAN和LOTOS的模型可以被认为是一个预测行为模型：通用-通用-通用-通用模型。G-U-L基于GOMS原理分解任务，建立基本行为模型，用UAN模型描述原子操作。在此基础上，LOTOS算子被用来表达任务目标之间的时序关系。G-U-L模型中没有规则，在表达目标之间的关系时不考虑同步。这主要是考虑到规则的转换涉及到推理、建立知识库等问题，而同步问题的描述和转换也非常复杂，在工作的初始阶段会造成很大的困难。人机交互技术写作组，31，6.2结构模型，产生式规则-产生式规则形式语言描述，这种结构方法可以从理论上指导界面设计者和界面工具设计者进行有效的设计。状态转移网络-状态转移网络用结构化方法描述了人机交互的一般过程，这是一种图形结构。人机交互技术编译组，32，6.2.1生成规则，也称为上下文无关语法，将人机交互对话视为一种语言，并使用基于语法的方法来描述交互对话。产生式规则是一种形式化语言，可以用来描述人机交互界面。产生式规则的一般形式是：如果条件那么动作这些规则可以用不同的形式来表达，比如条件动作条件：动作，人机交互技术写作组，33，产生式规则，所有的规则都是有效的，系统不断地用它来检测用户的输入是否与这些条件相匹配。如果匹配，激活相应的动作，可以是执行应用程序的过程