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05.11.2008
Human-Computer-Interaction (HCI)Human-Computer-Interaction (HCI)von Christian El Boustani
im Seminar: „Informationsfluss: Dokumentation
und Kommunikation im Unternehmen“
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 205.11.2008
InhaltInhalt● Einleitung und Motivation● Schnittstellen zwischen Mensch und Computer● Interaktion zwischen Mensch und Computer● HCI im Softwareentwicklungsprozess● Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW● Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 305.11.2008
InhaltInhalt● Einleitung und Motivation● Schnittstellen zwischen Mensch und Computer● Interaktion zwischen Mensch und Computer● HCI im Softwareentwicklungsprozess● Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW● Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 405.11.2008
Definition und Geschichte von HCI Definition und Geschichte von HCI
• Human-Computer-Interaction (HCI)– Definition: Disziplin, die sich mit dem Gestalten, Evaluieren und dem
Implementieren von interaktiven Computersystemen für den menschlichen Gebrauch und mit der Analyse von zentralen Phänomenen in deren Umfeld beschäftigt.
• HCI verwendet Erkenntnisse aus Wissenschaften wie z.B.– Psychologie – Wahrnehmungslehre– Design– Arbeitswissenschaften
Einleitung und Motivation
Quelle: www.as3.de
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 505.11.2008
Definition und Geschichte von HCI (2) Definition und Geschichte von HCI (2)
• Historische Wurzeln– Anfang des Industriezeitalters:
Verbesserte Bedienbarkeit von Maschinen → Human-Maschine-Interaction
– Zweiter Weltkrieg: Entwicklung von effektiveren Waffensystemen
Einleitung und Motivation
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 605.11.2008
Bedeutung von HCI Bedeutung von HCI
• Usability als Akzeptanzkriterium von Software
• Wirtschaftlicher Erfolg von Produkten, die Software verwenden, hängt u.a. von Bedienbarkeit ab
• Gute Bedienbarkeit → Wirtschaftlichkeit:– Zeitgewinn (mehr Nutzen durch Software)– Weniger Schulungen von neuen Mitarbeitern notwendig– Weniger Fehler bei der Arbeit
Einleitung und Motivation
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 705.11.2008
InhaltInhalt✔ Einleitung und Motivation● Schnittstellen zwischen Mensch und Computer● Interaktion zwischen Mensch und Computer● HCI im Softwareentwicklungsprozess● Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW● Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 805.11.2008
• Der Mensch verfügt über fünf Sinne:– Sehen– Hören– Tasten – Schmecken– Riechen
• Nur wenige Sinne werden bei HCI angesprochen– Keine Kompensation von Störungen möglich
(z.B. Schrift auf Bildschirm nicht lesbar → Kommunikation gestört)– Ein System spricht selten mehrere Sinne auf einmal an!
→ z.B. optische und akustische Ausgabe eines Feedbacks– Konsequenz: Informationsübermittlung über einen Sinneskanal muss
unbedingt störungsfrei ablaufen (→ auch Umgebungseinflüsse beachten)
Für HCI relevant
Ein- und Ausgabekanäle des MenschenEin- und Ausgabekanäle des MenschenSchnittstellen zwischen Mensch und Computer
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 905.11.2008
• Ausgabe von Informationen– Akustisch: z.B. über Kopfhörer, Lautsprecher– Optisch: Displays, Beamer, Drucker– Mechanisch: selten – z.B. Vibrationsalarm beim Handy
• Eingabe von Informationen– Häufig Mechanisch:
• Texteingabe z.B. über Tastatur• Positionseingaben: z.B. Maus, Touchscreen
– Optisch: Handschrifterkennung– Akustisch: Spracherkennung– Für spezielle Anwendungen: Sensoren (z.B. biometrische Systeme).
Selten (geringe Zuverlässigkeit)
Ein- und Ausgabekanäle des ComputersEin- und Ausgabekanäle des ComputersSchnittstellen zwischen Mensch und Computer
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1005.11.2008
InhaltInhalt✔ Einleitung und Motivation✔ Schnittstellen zwischen Mensch und Computer● Interaktion zwischen Mensch und Computer● HCI im Softwareentwicklungsprozess● Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW● Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1105.11.2008
InteraktionsstileInteraktionsstile
• Interaktionsstile – Kommandozeile
• Schneller und direkter Zugriff auf Funktionalität des Systems• Flexibilität durch Änderung der Eingabeparameter• Erlernen der relevanten Befehle notwendig• Keine Übersicht über mögliche Befehle und Optionen verfügbar (falls kein
Hilfefunktion verfügbar ist)
Interaktion zwischen Mensch und Computer
Konsolenkommando „ping“ in Microsoft Windows Vista
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1205.11.2008
Interaktionsstile (2)Interaktionsstile (2)
• Interaktionsstile (Fortsetzung)– Menüs
• Bieten dem Benutzer eine Auswahl an Optionen an• Mögliche Befehle müssen zur Bedienung nicht bekannt sein• Menüs nicht zwangsläufig graphisch (auch Textmenüs möglich)
– Natürliche Sprache• Für den Benutzer sehr einfach• Korrekte Transformation von sprachlichen Kommandos in konkrete
Handlungsanweisungen schwierig (Mehrdeutigkeit von Sprache)• Möglich: Systeme, die begrenzte Anzahl von Kommandos verstehen
Interaktion zwischen Mensch und Computer
Menü in OpenOffice Writer
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1305.11.2008
Interaktionsstile (3)Interaktionsstile (3)
• Interaktionsstile (Fortsetzung)– Frage / Antwort und Anfrage Dialoge
• Dem Benutzer werden Fragen mit einer Auswahl von möglichen Antworten präsentiert (z.B. Online-Fragebogen)
• Einfach zu erlernen, Funktionalität jedoch eingeschränkt• Für Bedienung von Anfrage Dialogen muss die Syntax der Anfragesprache
bekannt sein (z.B. bei einer Suchmaschine)
– Formulare• Überwiegend zur Eingabe von Daten verwendet• Plausibilitätsüberprüfungen und Korrekturmöglichkeiten wichtig
– WIMP-Oberflächen• WIMP = „Windows, icons, menus and pointer“ (pointer = Mauszeiger)• Heute der übliche Oberflächenstil bei graphischen Benutzeroberflächen• ACHTUNG! WIMP (alleine) noch keine Garantie für gute Bedienbarkeit!
Interaktion zwischen Mensch und Computer
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1405.11.2008
InhaltInhalt✔ Einleitung und Motivation✔ Schnittstellen zwischen Mensch und Computer✔ Interaktion zwischen Mensch und Computer● HCI im Softwareentwicklungsprozess● Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW● Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1505.11.2008
Einführung von HCI in SoftwareprojektenEinführung von HCI in Softwareprojekten
• Einführung von HCI-Aspekten bereits in Anforderungsphaseeines Projekts
• Explizite Festlegung von Ergonomie und Usability als Qualitätsziele– Stufenweise Verfeinerung bis hin zu messbaren Eigenschaften
(→ Qualitätsmodell)– Verifizierbare Kriterien bzlg. Ergonomie und Usability nennen und diese
als Abnahmekriterien für das Projekt definieren• Zukünftige Endbenutzer des Systems frühzeitig in
Entwicklungsprozess mit einbeziehen– Erstellung von Benutzerprofilen– Einsatz von Mock-ups – Planung der Benutzerführung
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1605.11.2008
Design-RegelnDesign-Regeln
• Design-Regeln– Allgemeine Regeln, um die Usability zu verbessern
• Erlernbarkeit– Wie einfach ist es für Benutzer mit System effizient zu interagieren und
seine Effizienz zu maximieren?
• Flexibilität– Wie vielfältig sind die Möglichkeiten für den Benutzer um mit dem
System Informationen auszutauschen?
• Robustheit– Beinhaltet Features, die ein erfolgreiches Erreichen der Ziele des
Benutzers ermöglichen
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1705.11.2008
Design-Regeln (2)Design-Regeln (2)
• Beispiel für die Anwendung von Design-Regeln:– Erlernbarkeit
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Vorhersehbarkeit(Benutzer kann Auswirkungenvon zukünftigen Handlungen
einschätzen)
Synthetisierbarkeit(Benutzer kann Auswirkungen
vergangener Handlungenauf aktuellen Systemzustand
nachvollziehen)Vertrautheit
(Metapher: Radiobuttons)
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1805.11.2008
Design-Regeln (3)Design-Regeln (3)
• Beispiel für die Anwendung von Design-Regeln:– Robustheit
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Wiederherstellbarkeit(Benutzer kann nach Erkennung
eines Fehler trotzdem seinZiel erreichen)
Beobachtbarkeit(Benutzer kann den internen
Systemzustand anhandder Oberfläche erkennen)
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 1905.11.2008
Goldene Regeln und HeuristikenGoldene Regeln und Heuristiken
• Goldene Regeln und Heuristiken– Konkretere Handlungsanweisungen als Design-Regeln
• Shneidermans Acht Regeln– Strebe nach Konsistenz– Biete dem Benutzer Individualisierbarkeit
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Anpassbare Symbolleistenin Mozilla Thunderbird
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2005.11.2008
Goldene Regeln und Heuristiken (2)Goldene Regeln und Heuristiken (2)
• Shneidermans Acht Regeln (Fortsetzung)– Biete dem Benutzer Feedback– Gestalte Dialoge derart, dass der Benutzer weiß, wann er eine Aufgabe
abgeschlossen hat• Negativbeispiel:
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Defragmentierung einesDatenträgers unter Microsoft Windows Vista
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2105.11.2008
Goldene Regeln und Heuristiken (3)Goldene Regeln und Heuristiken (3)
• Shneidermans Acht Regeln (Fortsetzung)– Biete dem Benutzer Mechanismen zur Fehlervermeidung und
Fehlerbehandlung an– Erlaube dem Benutzer Handlungen rückgängig zu machen– Vermeide unerwartete Reaktionen des Systems– Entlaste das Kurzzeitgedächtnis des Benutzers
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Wegweiser beim Bestellvorgang bei Amazon.de
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2205.11.2008
Goldene Regeln und Heuristiken (4)Goldene Regeln und Heuristiken (4)
• Beispiel: Anwendung von Shneidermans Regeln
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Wann hat Benutzerseine Aufgabe
abgeschlossen?
Fehlervermeidung(Deaktivierte Schaltfläche) Handlungen rückgängig machen
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2305.11.2008
Goldene Regeln und Heuristiken (3)Goldene Regeln und Heuristiken (3)
• Normans sieben Prinzipien um Aufgaben zu vereinfachen– Verwende globales Wissen und das Wissen des Benutzers– Vereinfache die Struktur der Aufgaben– Mache die Dinge sichtbar– Klare Beschriftungen der Steuerelemente– Verwende Constraints um Fehlern vorzubeugen– Fehlertoleranz– Wenn alles andere versagt, dann standardisiere
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2405.11.2008
Evaluations-TechnikenEvaluations-Techniken
• Evaluations-Techniken– Dienen zum Überprüfen, ob Usability Ziele erreicht worden sind
• Cognitive Walkthrough– Experten-basiertes Verfahren– Experte simuliert Handlungsabfolge, die ein Benutzer zum Erreichen
eines Ziels durchführen muss– Prüfung auf Usability-Schwächen in jedem Schritt– Vor allem Lernförderlichkeit und Erwartungskonformität werden geprüft– Nachteil: Prototyp oder detaillierte Spezifikation des Systems muss
vorliegen.
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2505.11.2008
Evaluations-Techniken (2)Evaluations-Techniken (2)
• Heuristische Evaluation– Experten-basiertes Verfahren– Mehrere Prüfer bewerten Bedienbarkeit des Systems– Einstufung der Befunde (mögliche Schwachpunkte in der Bedienung)
auf Skala von 0 (unkritisch) bis 4 (katastrophal)– Bewertung basiert auf einer Menge von heuristischen Regeln wie z.B.
„Ist der Status des Systems erkennbar?“
• Evaluation durch Einbeziehen der Benutzer– Beobachtung der Benutzer bei Bedienung des Systems– Häufig verwendete Technik: „Think aloud“ (Benutzer beschreibt laut,
was er wahrnimmt, denkt und tut)– Experte kann Zwischenfragen stellen– Häufig angewendetes Verfahren in Usability-Laboren– Zu Beachten: Unnatürliches Umfeld → Ergebnisse u.U. nur bedingt
aussagekräftig
HCI im Softwareentwicklungsprozess
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2605.11.2008
InhaltInhalt✔ Einleitung und Motivation✔ Schnittstellen zwischen Mensch und Computer✔ Interaktion zwischen Mensch und Computer✔ HCI im Softwareentwicklungsprozess● Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW● Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2705.11.2008
FLOW-DiagrammFLOW-Diagramm
• HCI → Kommunikationsfluss nur zwischen Mensch und Computer
• Naiver Ansatz:
Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW
ComputerBenutzer
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2805.11.2008
FLOW-Diagramm (2)FLOW-Diagramm (2)
• Idee: Computer als flüssiger Speicher– Informationen als flüssig solange nur im Arbeitsspeicher vorhanden– Erst Speicherung auf Datenträger erzeugt feste Informationen
Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW
ComputerBenutzer Datenträger
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 2905.11.2008
HCI und FLOWHCI und FLOW
• HCI-Aspekte in FLOW schwierig zu modellieren
– Ziel von HCI: Bestimmte kognitive Prozesse auf Benutzerseite auslösen
– Kommunikationsstörungen zwischen Mensch und Computer mit FLOW-Notation nicht (differenziert) darstellbar
Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 3005.11.2008
✔ Einleitung und Motivation✔ Schnittstellen zwischen Mensch und Computer✔ Interaktion zwischen Mensch und Computer✔ HCI im Softwareentwicklungsprozess✔ Modellierung von HCI-Aspekten in FLOW● Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
InhaltInhalt
Christian El Boustani: Human-Computer-Interaction (HCI) 3105.11.2008
ZusammenfassungZusammenfassung
• Usability als Akzeptanzkriterium von Software und technischen Geräten
• Schnittstellen zwischen Mensch und Computer sind begrenzt • Wahl des Interaktionsstils hängt von Einsatzgebiet der
Software und von Benutzerprofil ab• Frühzeitige Integration von HCI-Aspekten in den
Entwicklungsprozess sinnvoll• Design-Regeln und Heuristiken helfen bessere Bedienbarkeit
zu erreichen• Evaluationstechniken können Schwächen in der Bedienbarkeit
einer Software aufdecken• HCI-Aspekte nur sehr begrenzt in FLOW modellierbar
(Kognitive Prozesse auf Benutzerseite nicht darstellbar).
Zusammenfassung, Fragen und Diskussion
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