人机交互软件工程视角笔记

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前言

学习人机交互时的笔记整理

一、人机交互基础知识

（一）交互框架

1.执行、评估活动周期EEC

Donald Norman 在《设计心理学》中提出的执行、评估活动周期框架在交互设计领域最有影响力。

（1）活动的四个基本组成部分

• 目标：想做什么
• 执行：实现目标必须进行的操作
• 客观因素：执行活动时必须考虑的客观条件
• 评估：衡量活动执行的结果和目标之间的差距

注：这里不需要对活动进行详细说明，目标与意图也不是一对一（意图可以是通过不同的一系列操作达成目标的方法）

（2）Norman的交互模型EEC

        执行：

• 建立目标：用任务语言根据领域来制定
• 形成操作意图：由目标转化，以及为达目标所需执行的实际动作
• 明确动作序列
• 执行操作

        评估：

• 感知系统状态
• 解释系统状态
• 对照目标评估系统状态

注：循环可以从任何一个地方开始。

        （1）数据驱动的循环：当某个事件环境确定后循环开始

        （2）目标驱动的循环：当某个目标确定后循环才开始

（3）执行隔阂和评估隔阂（重点）

Norman 模型用于解释为什么有些界面会给用户使用带来问题。在理解交互方面清晰直观，但是不能描述人与系统通过界面进行的通信。

• 执行隔阂：指用户为达到目标而制定的动作和系统允许的动作之间的差别。（就是有没有和我的目标动作相匹配的操作，如果本身就没有定义那个可以完成我目标的操作，就造成了偏差）
• 评估隔阂：指系统状态的实际表现与用户预期之间的差别。用户评估系统表现越容易，则评分隔阂越小；反之，若用户解释系统表现时比较费力，则交互的效率也越低。（即不能出现千人千意）

2.扩展EEC框架

Abowd和Beale改进了Norman模型，并进行了扩展，添加了界面部分。

（1）交互式系统的四个人部分

• 系统（ S ）：使用系统内核语言，关系到系统状态的计算属性。
• 用户（ U ）：使用用户的任务语言，主要关系到用户状态的心理属性。
• 输入（ I ）：输入语言。
• 输出（ O ）：输出语言。

（二）交互形式

1.命令行交互

优点：

• 专家用户使用命令行能更加快速地完成任务。
• 较图形用户界面更加节约系统资源。
• 对用户而言是开放的，不存在图形用户界面中不能动态配置用户可操作选项的问题。
• 键盘操作方式较鼠标操作更加精确，对应用的掌控力更强。

缺点：

• 命令语言的掌握对用户的长时记忆和短时记忆提出了较高要求。
• 界面使用基于回忆的方式，没有图形用户界面基于识别的方式容易使用。
• 要求使用者对键盘布局较为熟悉，出错频率较高。
• 命令编写贴近计算机的执行方式，与可用性理论所强调的不应要求用户了解计算机底层的实现细节相违背。

2.菜单驱动的页面

优点：

• 基于识别机制，对记忆的需求较低。
• 具有解释性。
• 容易纠错。相比较而言，命令行方式需要对用户输入的命令进行解析。
• 适合新手用户。若提供了较好的快捷键功能，则对专家用户同样适用。

缺点：

• 导航方式不够灵活。
• 当菜单规模较大时，导航效率不高。
• 占用屏幕空间，不适合小型显示设备。为节省空间，通常组织为下拉菜单或弹出式菜单。
• 对专家用户而言使用效率不高。

3.基于表格的页面

优点：

• 简化了数据输入。
• 由于待填写区域已经预先定义，因而只需要识别而无需学习。
• 通过预定义格式来指导用户完成数据输入。
• 特别适合于日常文书处理等需要大量数据的工作。

缺点：

• 会占用大量屏幕时间。
• 可能导致业务流程较形式化的情况。

4.直接操纵

优点：

• 将任务概念可视化，用户可以非常方便地辨别它们。
• 容易学习，适合新手学习。
• 操纵基于识别，对记忆要求不高，可有效避免错误发生。
• 支持空间线索，鼓励用户对界面进行搜索。
• 可实现对用户操作的快速反馈，具有较高的用户主观满意度。

缺点：

• 实现起来比较困难。
• 对专家用户而言效率不高。
• 不适合小屏幕显示设备。
• 对图形显示性能的需求较高。
• 不具备自解释性，可能误导用户。

5.问答界面

优点：

• 对记忆要求较低。
• 每个界面具有自解释性。
• 将任务流程以简单的线性表示。
• 适合新手用户。

缺点：

• 要求从用户端获得有效输入。
• 要求用户熟悉界面控制。
• 纠错过程可能比较乏味。

6.隐喻界面

优点：

• 直观生动，无需学习。

缺点：

• 不具有可扩展性。
• 隐喻依赖于设计师和用户之间相似的联想方式。

7.自然语言交互

（三）理解用户

1.信息处理模型

2.认知心理学

格式塔心理学主要原则：

• 相近性原则：空间上比较靠近的物体容易被视为整体。
• 相似性原则：人们习惯将看上去相似的物体看成一个整体。
• 连续性原则：人们会将共线或具有相同方向的物体组合在一起。
• 完整性和闭合性原则：感知过程中人们倾向于忽视轮廓的间隙而将其视作一个完整的整体。
• 对称性原则：人们习惯将互相对称且能够组合为有意义单元的物体组合在一起。

3.人的认知特性

二、交互设计目标与原则

（一）交互设计目标（重点）

1.可用性目标

• 易学性：系统应当容易学习。

• 使用效率：用户学会使用系统后的效率。

• 易记性：容易记忆。位置、分组、惯例、冗余。

• 低出错率：降低系统的出错率，并且保证能够在错误发生后迅速恢复到正常状态。

• 主管满意度：用户对系统的喜爱程度。

2.用户体验目标

（二）简易可用性工程

可用性工程是一种以提高产品的可用性为目标的先进的产品开发方法论。

1.可用性度量

（1）易学性度量

• 度量方法：找一些从未使用过系统的用户，然后统计他们学习使用系统直至达到某种熟练程度的时间。通常特定熟练程度以用户能够完成某个特定任务的方式来进行描述，或者当用户能够在特定的时间内完成一组特定任务时，称他们达到了一定的熟练程度。
• 通过把某个特定绩效水平定义为用户已经学会系统并能够达到某个熟练水平的标志，并以度量用户达到这个水平所用的时间作为易学性的度量标准。

（2）使用效率度量

• 首先确定关于技能水平的某种定义，随后寻找一批符合该技能水平的有代表性的用户样本，最后度量这些用户执行某些典型测试任务所用的时间。

（3）易记性度量

（4）错误率度量

（5）主观满意度度良

（三）四种主要技术

1.完整的可用性工程过程

• 了解用户
• 竞争性分析
• 设计可用性目标
• 用户参与的设计
• 迭代设计
• 产品发布后的工作

2.简化和概括后的可用性工程过程

代码如下（示例）：

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')
import  ssl
ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context

2.读入数据

代码如下（示例）：

data = pd.read_csv('https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1283/adult.data.csv')
print(data.head())

该处使用的url网络请求的数据。

总结

提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。