Bài giảng Tương tác người máy: Chương 5 - Mô hình GOM, Keytrock

Bài giảng Tương tác người máy: Chương 5 - Mô hình GOM, Keytrock bao gồm các nội dung chính sau: Tổng quan về mô hình GOM, Keytrock; Mô hình đặc tả yêu cầu người dùng; Mô hình OSTA/ mô hình thiết kế cộng tác; Mô hình phương pháp thiết kế phần mềm;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Chương V: Mô hình GOM, Keytrock

(GOM and Keytrock Models)

Nội dung

5.1 Tổng quan

5.2 Mô hình đặc tả yêu cầu người dùng

5.3 Mô hình OSTA/ mô hình thiết kế cộng tác

5.4 Mô hình phương pháp thiết kế phần

mềm

5.5 Mô hình đa cách nhìn (multiview)

5.6 Mô hình GOMS

5.7 Mô hình ngôn ngữ

Analysis Mô hình đa cách nhìn (multiview)

- Mô hình dự đoán: GOMS, KEYSTROKE

5.2 Mô hình đặc tả yêu cầu người

dùng

Việc thiết kế giao tiếp người dùng - máy tính thường được mô tả bằng tài liệu: văn bản, tranh, sơ đồ, ., nhằm giảm thiểu yêu cầu/ cơ hội cho cài đặt Những đặc tả có thể là đặc tả hình thức hay phi hình thức Những đặc tả phi hình thức có thể gồm triết lý thiết kế với các thành phần khác: đối tượng, hành động Có thể gồm cả những mô tả chi tiết về ngữ nghĩa các chức năng.

Việc đặc tả cung cấp đầu vào cho hệ thống quản

lý các giao tiếp người dùng- UIMS, trao đổi với các nhóm khác.

5.3 Mô hình kỹ thuật xã hội OSTA

• Cách thức làm việc với ND trong quá trình

thiết kế: thiết kế thành viên và thiết kễ xã hội.

• Thiết kế thành viên: người dùng tham gia

vào các công đoạn phân tích yêu cầu, lập kế hoạch

• Thiết kế xã hội: tập trung phát triển đầy đủ

và nhất quán hệ thống

5.3 Mô hình kỹ thuật xã hội OSTA

(tiếp)

✓ Nhiệm vụ chính: xác định nhiệm vụ cho từng

nhóm

✓ Đầu vào nhiệm vụ được xác định

✓ Môi trường bên ngoài

✓ Dịch chuyển giữa quá trình

5.4 Mô hình hệ thống phần mềm

1 Tình huống VĐ (The Prob Situation)

7 Hoàn chỉnh HT (Action to improve the situation)

2 Biểu diễn VĐ (The Prob Situation Expressed)

6 (Feasable and desirable changes

5 So sánh 1-4 (Comparation 1-4)

3 Định nghiă các HT

có liên quan (Root definition of Relevant System)

Tìm hiểu vấn đề

Định nghĩa c/x

Hệ thống

Các giai đoạn trong mô hình HTPM (Eason, 1992)

5.5 Mô hình đa cách nhìn

5 Thiết kế khía cạnh kỹ thuật

4 Thiết kế HCI

3 Phân tích và thiết kế ngữ cảnh xã hội

Là một cách tiếp cận tổ hợp nhiều cách tiếp cận

trong 1 giai đoạn, có phương pháp kiểm tra.

2 Phân tích thông tin

RS, PT, CTR Y/c kỹ thuật

1 Phân tích hoạt động NSD Phương pháp đa cách nhìn (Avison,W.Harrper, 1990)

PTM

FM Thực thể

Mô hình

5.5 Mô hình đa cách nhìn (tiếp)

PTM: Primary Task Model PT: People Task

FM: Functional Model RS: Role Set

CRT: Computer Task Requirements

➢Tiếp cận đa cách nhìn nhấn mạnh vào

thứ tự hoạt động => không thích hợp.

➢Thiết kế cấu trúc (Structured HCI

Design) dùng vòng đời hình sao: nhấn

mạnh vào mẫu thử và đánh giá

5.6 Mô hình GOMS

1) Một số khái niệm

GOMS là mô hình để miêu tả phản ứng, tạo ra tính tương thích với chủ thể con người GOMS cho phép mô hình hoá sự phản ứng ở nhiều cấp

độ trừu tượng, từ nhiệm vụ tới các hành động vật lý.

GOMS sử dụng nguyên tắc về tính hợp lý của mô hình bộ xử lý con người như điểm bắt đầu: đóng góp cơ bản là một cấu trúc hình thức cho phép tổ chức quá trình quan niệm.

5.6 Mô hình GOMS (tiếp)

Phương thức quan niệm được đánh giá theo 2 hướng: phân tích nhiệm vụ và lượng giá trước phản

ứng của người dùng khi hoàn thành nhiệm vụ.

▪ Đích (Goal): cái mà ND mong muốn thực hiện

gồm nhiều đích con => phân cấp

▪ Phân cấp: Mức độ (bắt đầu, kết thúc, giải quyết

và nhiệm vụ cơ sở) Dễ dàng xung đột vì có nhiều cách để đạt mục đích

▪ Kỹ thuật: Mô hình GOMS, CCT (lý thuyết độ

phức tạp nhận thức), phân tích nhiệm vụ phân cấp (Hierachial Task Analysis – HTA)

2) Mô hình GOMS Selection)

(Goal-Operator-Methods-▪ Goal: mục đích mà người dùng muốn thực

hiện Là một cấu trúc ký pháp định nghĩa một trạng thái mong muốn, bao gồm nhiều đích con (mục tiêu cơ sở) Một mục tiêu cơ

sở đạt được khi tiến hành một chuỗi các hành động (Operators) Các mục tiêu được phân cấp tạo nên một cây mà các lá là các hành động.

5.6 Mô hình GOMS (tiếp)

▪ Operator: các thao tác cơ bản của ND như:

nhấn phím, rê chuột, suy nghĩ, ,nhằm thay đổi trạng thái (trạng thái tâm lý của ND hay trạng thái môi trường) Một hành động được đánh giá qua các toán hạng vào, ra và thời gian cần thiết để thực hiện Hành động

có thể là cơ chế tâm lý hay đặc thù của môi trường.

Nó được biểu diễn dưới dạng một chuỗi có điều kiện các mục tiêu vầhnhf động lấy từ

bộ nhớ ngắn hạn Nó không phải là kế hoach hành động để hoàn thành nhiệm vụ mà là kết quả của kinh nghiệm được tích luỹ.

▪ Selection: lựa chọn các phương pháp được

biểu diễn dưới dạng: “Nếu điều kiện thì chọn phương pháp M”

Người dùng có thể dùng chuột hay bàn phím Giả sử có 2 phương pháp M 1 và M 2 M 2 dùng khi khoảng cách lớn và thường dùng chuột, ngược lại khi khoảng cách nhỏ dùng M 1 với bàn phím.

4) Đánh giá (J.Coutaz)

▪ GOMS chỉ là mô hình hiệu năng theo nghĩa

liên quan đến khía cạnh phương thức của quan niệm và kỹ thuật đánh giá.

▪ GOMS đưa ra phương thức quan niệm giống

như các nhà tin học thực hiện Sự mô hình hoá một nhiệm vụ có thể được tinh chế hay biến đổi

từ các thành phần tạo ra

▪ Cung cấp cho các nhà thiết kế những hỗ trợ

hình thức để đánh giá trước hiệu năng.

5.6 Mô hình GOMS (tiếp)

Hạn chế của GOMS

▪ GOMS không hỗ trợ lý thuyết để cấu trúc hoá

nhiệm vụ

▪ Trong GOMS , các hiện tượng được quan sát là

sự hoàn thành nhiệm vụ với giả thiết là các thao tác không có lỗi Song lỗi lại là điều khó tránh.

▪ GOMS quá giản lược

5.6 Mô hình GOMS - đánh giá (tiếp)

5.7 Mô hình ngôn ngữ

1 Tương tác ND-máy tính thường được xem xét

theo thuật ngữ của ngôn ngữ, do vậy nhiều mô hình hình thức được phát triển xung quanh khái niệm này Trong số này văn phạm BNF thường được dùng để đặc tả đối thoại Nó giúp chúng ta hiểu được hành vi của ND và phân tích các khó khăn về nhận thức của tương tác Tập trung vào 2 mô hình:

2 Ký pháp BNF

3 Văn phạm nhiệm vụ hành động (TAG)

5.7 Mô hình ngôn ngữ (tiếp)

1) Ký pháp BNF

- BNF là viết tắt của Backus Naus Form, các luật

để mô tả văn phạm đối thoại Nó chỉ liên quan đến cú pháp mà bỏ qua ngữ nghĩa của ngôn ngữ.

- BNF được sử dụng khá rộng rãi để đặc tả cú pháp của các ngôn ngữ LTMT.

- Thí dụ: xét một hệ thống đồ hoạ có chức năng

chọn mục “vẽ đường”

5.7 Mô hình ngôn ngữ (tiếp)

Chức năng vẽ đường cho phép ND vẽ nhiều đoạn

thẳng (polyline) nối giữa 2 điểm ND chọn một điểm bằng cách nhấn chuột trong vùng vẽ và chỉ ra điểm cuối cùng bằng cách nhấn kép.

vẽ đường ::= <chọn đường><chọn điểm><chọn điểm cuối>

chọn đường ::= <định vị con trỏ><Nhấn phím đơn>

chọn điểm ::= <chọn 1điểm>/<chọn điểm><chọn 1điểm> chọn 1điểm ::= <định vị con trỏ><Nhấn phím Đơn>

chọn điểm cuối ::= <định vị con trỏ ><Nhấn phím kép>

5.7 Mô hình ngôn ngữ (tiếp)

<định vị con trỏ ::= <rỗng ><di chuyển><định vị con trỏ>

=> 2 loại ký hiệu: ký hiệu kết thúc và ký hiệu không

kết thúc

- Ký hiệu kết thúc viết bằng chữ in hoa

- Ký hiệu không kết thúc viết bằng chữ thường

- cách diễn tả tổng quát: tên ::= <biểu thức>; dấu

::= hiểu là “được định nghĩa”

- Mô hình này chỉ biểu diễn hành động ND mà

không đề cập đến cảm nhận của ND vè sự đáp

5.7 Mô hình ngôn ngữ (tiếp)

2) Văn phạm nhiệm vụ hành động (Task Action

Grammar- TAG)

- BNF bị chỉ trích là không đủ nhận thức Mô

hình TAG thử xử lý một số vấn đề bằng việc đưa vào một số phần tử như luật văn phạm tham số để nhấn mạnh tính nhất quán và mã hoá tri thức ND.

- Để minh hoạ, xét một số lệnh của UNIX:

“cp”: sao, “mv”: chuyển và “lk”: liên kết

5.7 Mô hình ngôn ngữ (tiếp)

5.7 Mô hình ngôn ngữ (tiếp)

Biện pháp dựa vào BNF rõ ràng là không thể phân biệt tính nhất quán của lệnh và một biến thể không nhất quán nếu “lk” nhận thư mục là đối số thứ nhất TAG được thiết kế nhằm phát hiện kiểu đó của tính nhất quán.

- Mô tả lệnh trong TAG :

Fileop [op] := command[op] +filename + filename/

command[op] +filename + directory command[op=copy] := ‘cp’

command[op=move] := ‘mv’

5.8 Mô hình Keystroke

1) Giới thiệu mô hình

• Keystroke là mô hình con của GOMS, liên quan

tới các mặt cú pháp, từ vựng của tương tác Những thành phần của nó là các hành động ở mức vật lý mà người dùng phải thực hiện

• Giả thiết: bài toán phát biểu Keystroke với giả

thiết sau:

- Một nhiệm vụ có thể phân tích thành các nhiệm

vụ con

- Ngôn ngữ để điều khiển hành động

- Các thông số về khả năng vận động của người

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

- Thông số về thời gian trả lời của hệ thống

- Phương thức để thực hiện nhiệm vụ

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

2) Nguyên tắc tính thời gian thực hiện

Thời gian thực hiện một nhiệm vụ là tổng thời gian thực hiện mỗi loại thao tác:

Texec = TK + TP + TH + TD + TM + TR với:

▪ Thao tác K biểu diễn hành động gõ phím hay

nhắp chuột Việc tính TK là khá phức tạp vì

nó phụ thuộc vào nút bấm, bàn phím và thói quen của ND Có thể tính một cách xấp xỉ như sau:

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

▪ Thao tác P biểu diễn việc di chuyển con trỏ

tới đích TP được tính theo luật Fitt:

TP = (K 0 - TK) + Ilog2(D/L)+0.5 Thay K 0 - TK bởi 0.2 s, ta có TP tối thiểu là 0.8s, tối

đa là 1.5s (với D/L=128) => trung bình là 1.1s

▪ Thao tác H biểu diễn việc thay đổi công cụ

vật lý TH là thời gian để bàn tay với tới công

cụ và nắm chắc công cụ đó Theo kinh nghiệm TH = 0.4s.

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

▪ Thao tác D biểu diễn việc dùng chuột vẽ lên

màn hình TD phụ thuộc tuyến tính vào số lượng nét vẽ và độ dài nét vẽ TD được tính :

TD = 0.9n + 0.161

▪ Thao tác M biểu diễn hoạt động tâm lý ND

cần có khi thực hiện thao tác vật lý K, P, H hay D Theo kinh nghiệm, TM = 1.35.

▪ Thao tác R là thời gian xử lý trả lời của hệ

thống.

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

• Thí dụ: tính thời gian thực hiện lệnh “ls” của

Unix

- Bàn phím: M K(l) K(s) K(enter)

- Chuột: H(chuột) M (chuột) K (nútchuột) H(bàn phím)

3) Một số luật heuristic (Card, Moran và Newell)

M phụ thuộc vào các thao tác vật lý và khả năng của ND, nó là tham số với mỗi người dùng.

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

• Luật 0: đặt M trước tất cả các K không phải vị

trí bắt đầu của chuỗi Đặt M trước một P nếu tương đương với việc chỉ ra một tên điều khiển.

• Luật 1: Lược bỏ M nếu thao tác tiếp theo có thể

tính trước khi đang thực hiện thao tác trước M Thí dụ, chuỗi PMK, với K biểu diễn hành động nhấn nút chuột thì loại bỏ M vì hành động tâm

lý cho K có thể tính trong khi đang ở trong P.

• Luật 2: Nếu một chuỗi có dạng MKMK…MK,

ta loại bỏ tất cả các M trừ M đầu tiên

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

• Luật 3: Nếu K là một ký tự kết thúc rườm rà,

loại bỏ M đứng trước K (một ký tự kết thúc

rườm rà nếu nó theo sau một ký tự kết thúc

• Luật 4: Nếu K xác định một hằng số, loại bỏ M

đứng trước K; nếu K xác định một biến thì bảo lưu M.

Những luật này xác định cách tính xấp xỉ số các hoạt động của một phương thức Nó tạo nên một cơ sở để thêm vào các heuristic cụ thể hơn

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

trang văn bản sẽ nhanh hơn theo dòng, chọn từ bằng chuột nhanh hơn băng bàn phím.

- Tính đơn giản hệ thống thuật ngữ và kỹ thuật

mô hình hoá dễ hiểu với người không chuyên tâm

lý nhận thức.

• Hạn chế

- Việc thay thế thao tác M là khá rắc rối, nó như khoảng nghỉ giữa 2 thao tác => không cụ thể

- Không cụ thể trong lượng giá

- Thời gian trả lời của HT

- Keystroke không phân biệt phím bấm Tuy nhiên có sự khác biệt giữa các phím thông thường

5.8 Mô hình Keystroke (tiếp)

- Không quan tâm đến vấn đề thông thông thường của ND

- Keystroke chỉ đánh giá thời gian thực hiện chứ không đánh giá tổng thời gian hoàn thành nhiệm

vụ (thời gian hoàn thành nhiệm vụ là tổng thời gian thu thập và thời gian thực hiện) Keystroke chỉ quan tâm ở mức từ vựng và phương thức giải quyết nhiệm vụ.

trackball Discuss how the analysis would differ for

various positions of the trackball relative to the keyboard and for other pointing devices.