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Software-Projekt
Prof. Dr. Rainer Koschke
Fachbereich Mathematik und InformatikArbeitsgruppe Softwaretechnik
Universitat Bremen
Wintersemester 2008/09
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
1 Entwurf von BenutzungsschnittstellenMotivationLernzieleErgonomiePsychologische und kognitive GrundlagenKommandosprachen versus GUIGeschichte graphischer BenutzungsschnittstellenInteraktionsmechanismenSoftware-ergonomische RichtlinienUsability messen und verbessernZusammenfassungWiederholungsfragen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 3 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Lernziele
Ergonomische Software erstellen konnen:
Bedienelemente graphischer Benutzungsschnittstellen kennen undeinsetzen konnen
Ergonomie bewerten konnen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 6 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Ergonomie
Definition
Ergonomie: (von ergon (Arbeit, Werk) und nomos (Gesetz, Regel)) ist dieWissenschaft der Arbeitsbedingungen und deren optimale Anpassung anden Anwender.
“Design for Use”
Anpassung von Maschinen, Computern und Systemen an menschliche(Denk- und Kommunikations-) Fahigkeiten und Bedurfnisse
zentral ist Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine(Mensch-Computer-Interaktion)
Auswirkungen auf zum Beispiel: Arbeitsablaufe, Menu-Hierarchien,Kommandosprachen, Farb- und Schriftwahl und dieFunktionsaufteilung zwischen Mensch und Computer
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 7 / 50
Ergonomie
Definition
Ergonomie: (von ergon (Arbeit, Werk) und nomos (Gesetz, Regel)) ist dieWissenschaft der Arbeitsbedingungen und deren optimale Anpassung anden Anwender.
“Design for Use”
Anpassung von Maschinen, Computern und Systemen an menschliche(Denk- und Kommunikations-) Fahigkeiten und Bedurfnisse
zentral ist Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine(Mensch-Computer-Interaktion)
Auswirkungen auf zum Beispiel: Arbeitsablaufe, Menu-Hierarchien,Kommandosprachen, Farb- und Schriftwahl und dieFunktionsaufteilung zwischen Mensch und Computer
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Software-Projekt
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Ergonomie
Ergonomie
Alternative Definition
”Der Software-Ergonomie geht es um eine Optimierung des Zusammenspiels aller Komponenten, die die
Arbeitssituation von Computerbenutzern bestimmen: Mensch, Aufgabe, Technik und organisatorischer Rahmen. Siebeschrankt sich ausdrucklich nicht - wie oft falschlich angenommen - auf die Behandlung der Prasentationsaspekteinteraktiver Software.“
– nach Susanne Maaß, Software-Ergonomie,”benutzer- und aufgabengerechte Systemgestaltung“,
Informatik-Spektrum, 16, 1993, 191-205
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Usability
Definition
Usability: eines Produktes ist das Ausmaß, in dem es von einembestimmten Benutzer verwendet werden kann, um bestimmte Ziele ineinem bestimmten Kontext effektiv, effizient und zufriedenstellend zuerreichen. — Part 11: “Guidance on Usability” (ISO 9241-11:1998 1998)
ubersetzt als”Benutzerfreundlichkeit” oder
”Benutzbarkeit”
Verbesserung ist Ziel der (Software-)Ergonomie
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 8 / 50
Usability
Definition
Usability: eines Produktes ist das Ausmaß, in dem es von einembestimmten Benutzer verwendet werden kann, um bestimmte Ziele ineinem bestimmten Kontext effektiv, effizient und zufriedenstellend zuerreichen. — Part 11: “Guidance on Usability” (ISO 9241-11:1998 1998)
ubersetzt als”Benutzerfreundlichkeit” oder
”Benutzbarkeit”
Verbesserung ist Ziel der (Software-)Ergonomie
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Software-Projekt
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Ergonomie
Usability
Wird auch als”Ein Maß fur die Qualitat, mit der ein Benutzer die Interaktion mit einer Maschine erlebt.“ definiert.
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Psychologische und kognitive Grundlagen
Kurzzeitgedachtnis
Information strukturieren und begrenzen: 7± 2
menschliche Gestaltwahrnehmung
→ bei Prasentation beachtenz.B. Superzeichenbildung: 0 4 2 1 2 1 8 2 4 2 1 versus 0421/218-2421
geteilte Aufmerksamkeit
→ Fortsetzung nach Unterbrechung unterstutzen
begrenzte Konzentrationsfahigkeit
→ nicht uberfordern, Sicherheiten einbauen
Unerfahrenheit verunsichert
→ Metaphern verwenden, z.B. Ikonen wie Mulleimer, Briefkasten→ explorative Untersuchung unterstutzen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 9 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Vergleich von GUI und Kommandosprachen
Kommandosprachen Graphical User Interface (GUI)komplexe Operationen einfache Operationen
intensive Nutzung, gelegentlicher Einsatz,Experten leichte Erlernbarkeit
funktionale Bedienung, ObjektorientierungBerechnungen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 12 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Wegweiser
Meilensteine in der Geschichte graphischerBenutzungsschnittstellen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 13 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Die ersten Ideen
Memex (Memory Extender) von Bush (1945)
Kompakt-Analog-Rechner zur Verwaltungverlinkter Informationen
beruhrungssensitive Bildschirme projizierenMikrofilme
Mikrofilme verknupft
Vor- und Zuruckblattern uber Hebel
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 14 / 50
Die ersten Ideen
Memex (Memory Extender) von Bush (1945)
Kompakt-Analog-Rechner zur Verwaltungverlinkter Informationen
beruhrungssensitive Bildschirme projizierenMikrofilme
Mikrofilme verknupft
Vor- und Zuruckblattern uber Hebel
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Software-Projekt
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Geschichte graphischer Benutzungsschnittstellen
Die ersten Ideen
Dank auch an Matthias Kirschner fur einige seiner Folien.
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Semi Automatic Ground Environment
Bedienung durch Laien
Lichtgriffel (Light-Pen)
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 15 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Sketchpad
von Ivan Sutherland (1963)
Objektorientierung stattBitmaps
Generische Operationen furverschiedene Objekte
Constraints zu den graphischenObjekten (z.B. Lange)
Copy & Paste
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 16 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Computermaus
von Douglas Engelbart und Bill English (1963)
relative Positionsveranderung
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 17 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Windows Icons Menus & Pointer
Fruhe Ideen: Xerox Palo Alto Research Center (1970)
Prinzipien:
abstrakte Datensicht, VisualisierungRaum und ObjekteMetaphorisierung: Schreibtisch (Desktop)“What you see is what you get” (Texteditor BRAVO, Vorlaufer vonMicrosoft Word)einheitliche Visualisierung und Interaktionwenige Modi, generische Kommandos
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 18 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Xerox Star GUI
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 19 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Marktreife
1984 X-Windows System, Apple Lisa
1985 Atari ST, Amiga, Windows 1.0
1987 farbige GUI, Apple II
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 20 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Wegweiser
Moglichkeiten graphischer Benutzungsschnittstellen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 21 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Direkte Manipulation
Direkte Manipulation:
Metaphern visualisiert in Form von Ikonen (Gegenstande)
physische Aktionen mittels Zeigegeraten
permanente visuelle Ruckkopplung
nutzt Intuition und Erfahrungen der Anwender in der metaphorisiertenWelt aus
Interaktionen:
Auswahl: “Point & Click”
Verschieben:
Unmittelbar: “Drag & Drop”Unterbrechbar: “Cut & Paste”
Vervielfaltigen: “Copy & Paste”
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 22 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Ruckkopplung an Nutzer
Metaphern der physischenWelt, z.B. Raumlichkeit,→ Wiedererkennungswert
Verbergen von Irrelevantem,Information auf Abruf,Kontextsensitivitat
Fortschrittsanzeige,Aktivitatsanzeige
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 23 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Fenster I
Fokus
Desktop, Hauptfenster
Handles, Scrollbars
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 24 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Fenster II
Reiter, Split-Fenster
Layout Manager
Dialogfenster
modal: Dialog muss abgeschlossen werden, bevor nachster Dialogbeginntnicht-modal: Dialoge konnen ko-existieren
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 25 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Menus und Schaltflachen I
”Pull-Down-Menu“
Paneele, Gruppen
Baumstruktur
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 26 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Menus und Schaltflachen II
Kontextmenu
Schaltflache, Button
Toolbars
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 27 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Textelemente
Mnemonics, Tooltips
Formularfelder
Listen, Tabellen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 28 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Ikone, Metaphern
Dateisymbole
Programmverknupfungen
Thumbnails
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 29 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Manipulatoren und Attribute
Checkbox(Boolean)
Radio-Button(Alternativen)
Slider(Zahlenwerte)
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 30 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Listen
Teilmenge,Permutation
statisch vs.erweiterbar
Combo-Box
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 31 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Wegweiser
Eigenschaften guter graphischerBenutzungsschnittstellen
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 32 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Aufgabenangemessenheit: Benutzer wird unterstutzt, Arbeitsaufgabeeffektiv und effizient zu erledigen
Dialoge sollten nur sachdienliche Informationen enthaltenVermeidung von Ablenkungen
weniger ist mehr (Funktionen)den Bildschirm nicht uberfullenvermeide es, Befehle redundant anzubietenkeine unnotigen Dialoge und Popups
Optimieren von haufigen Aufgabenkleine Anzahl von benotigten Schritten; Anzahl
”Klicks“ klein halten
große Knopfe fur Hauptbefehle, Tastaturkurzeldie haufigsten Funktionen auf dem ersten Bildschirmwichtige Befehle → hervorstehende Stelleweniger haufig benutzte Befehle → weniger hervorstehende Stelle(Untermenu, Einstellungsdialog)
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 33 / 50
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Aufgabenangemessenheit: Benutzer wird unterstutzt, Arbeitsaufgabeeffektiv und effizient zu erledigen
Dialoge sollten nur sachdienliche Informationen enthaltenVermeidung von Ablenkungen
weniger ist mehr (Funktionen)den Bildschirm nicht uberfullenvermeide es, Befehle redundant anzubietenkeine unnotigen Dialoge und Popups
Optimieren von haufigen Aufgabenkleine Anzahl von benotigten Schritten; Anzahl
”Klicks“ klein halten
große Knopfe fur Hauptbefehle, Tastaturkurzeldie haufigsten Funktionen auf dem ersten Bildschirmwichtige Befehle → hervorstehende Stelleweniger haufig benutzte Befehle → weniger hervorstehende Stelle(Untermenu, Einstellungsdialog)
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Software-Projekt
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Software-ergonomische Richtlinien
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Weitere Qualitatsaspekte
• Fehler verringern
• Sicherheit erhohen
• Zuverlassigkeit erhohen
• Lernanforderungen verringern
• Wartbarkeit verbessern
• Wirksamkeit erhohen
• Produktivitat erhohen
• Arbeitsumgebung verbessern
• Ermudung verringern
• Langeweile und Eintonigkeit verringern
• Zugang zur Anwendung erleichtern
• Akzeptanz verbessern
• Arbeitszufriedenheit steigern
• Tatigkeitserweiterung ermoglichen
• Lebensqualitat verbessern
• . . .
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Selbstbeschreibungsfahigkeit: jeder einzelne Dialogschritt ist durchRuckmeldung unmittelbar verstandlich bzw. eine Erklarung ist auf Anfrageverfugbar
verstandliche Benennung von Feldern
Online-Hilfe
Erlauterung der Konsequenzen des nachsten Schritts
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 34 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Erwartungskonformitat: Dialog ist konsistent und entspricht denMerkmalen des Benutzers (z.B. Kenntnisse aus dem Arbeitsgebiet,Ausbildung u. Erfahrung sowie allgemeinen Konventionen)
vorhersagbares Verhalten
passende Ruckmeldung in angemessener Zeit
Konsistenz von Benutzeraktionen, Prasentation, Anordnung vonElementen, Text
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 35 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Steuerbarkeit: Benutzer ist in der Lage, den Dialogablauf zu starten sowieseine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis Ziel erreicht ist
erlaube es dem Benutzer, jederzeit die Anwendung zu verlassen oderzur Startseite zuruckzukommen
benutze modale Formulare sparsam
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 36 / 50
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Steuerbarkeit: Benutzer ist in der Lage, den Dialogablauf zu starten sowieseine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis Ziel erreicht ist
erlaube es dem Benutzer, jederzeit die Anwendung zu verlassen oderzur Startseite zuruckzukommen
benutze modale Formulare sparsam
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Software-Projekt
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Software-ergonomische Richtlinien
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Modaler Dialog: ein Dialog, der geschlossen werden muss, bevor weitere Aktionen anderer Dialoge durchgefuhrtwerden konnen. Beispiel: Datei-Offnen-Dialog.
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Fehlertoleranz: Ziel kann trotz erkennbarer fehlerhafter Eingabe mitminimalem Korrekturaufwand durch den Benutzer erreicht werden
Hinweise sind sichtbar oder einfach erreichbar
aussagekraftige Fehlermeldungen mit Hinweisen
einfaches Wiederaufsetzen nach Fehlern, z.B. fehlerhafte Eingabe inTextfeld wird nicht einfach geloscht,
Fehler werden vor Eintreten verhindert
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 37 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Individualisierbarkeit: Anpassungen an Erfordernisse der Arbeitsaufgabe,individuelle Vorlieben des Benuters und Benutzerfahigkeiten sind moglich
Sprache ist einstellbar
Zeichensatze/-große sind einstellbar
Farben sind einstellbar
eigene Tastaturbefehle fur erfahrene Benutzer
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 38 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Qualitatskriterien (EN ISO 9241-10:1995 1995)
Definition
Lernforderlichkeit: Benutzer wird beim Erlernen des Dialogsystemsunterstutzt und angeleitet
Guided Tour
Undo erlaubt gefahrlose Exploration
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 39 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Wegweiser
Usability messen und verbessern
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 40 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Usability-Engineering
Iterative Verbesserung der Usability
1 Festlegen der Parameter
2 Bewerten des Systems
3 Verbessern des Systems
4 Wiederhole ab 2 solange, bis Qualitat akzeptabel
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 41 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Parameter fur Bestimmung der Usability
Beispiel Textverarbeitung:
Ziel: Erstellen eines Textdokuments nach einer Papiervorlage
Aufgaben: Eingeben des TextesFormatierenEinfugen eines BildesRechtschreibung uberprufen. . .
Benutzer: wenig Vorkenntnisse uber Computerbenutzung imAllgemeinen und Textverarbeitung im Speziellen
Umgebung: Buroumgebung mit erheblichem Zeitdruck
Meßgroßen: Zeitaufwand, Unterschiede im Text (mit Gewichtung) undUnterschiede im Layout und Stil (auch mit Gewichtung)
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 42 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Evaluationsverfahren
Wie kann man Usability messen?
objektiv versus subjektiv
Fakten versus Grunde
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 43 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Subjektive Messungen
Benutzerbefragung (Fragebogen oder Interviews)
subjektivbreit anwendbar und statistisch auswertbarStandardfragebogen existieren (z.B. ErgoNorm, SUMI, QUIS, PUTQ)
Experten-Reviews
Checklisten fur NormkonformitatHeuristiken
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 44 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Objektive Messungen
Evaluation eines Modells
direkte Beobachtung der Benutzer
Labor oder echte ArbeitsumgebungAufzeichnung: Video, Audio (Think-Aloud), Eye-Tracking
indirekte Beobachtung: Mitschnitte von Aktionen (z.B. Web-Logs)
breiter anwendbarviel Fakten, wenig Hinweise auf Grunde
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 45 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
A-Posteriori Messungen
Messungen nach Auslieferung im Einsatz:
Anzahl der Hotline-Anrufe
Verkaufsrate
siehe oben
Speziell furs Web:
Traffic / Netzaufkommen
Besucherzahl
Anteil der Besucher, die zum Kauf eines Produkts animiert werdenkonnten
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 46 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Zusammenfassung
entwickle fur den Benutzer
entwickle mit dem Benutzer
Usability ist entscheidend fur den Erfolg des Produktes
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 48 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
Wiederholungsfragen
Wie kann Usability verbessert werden?
Wie lasst sich Usability messen?
Was sind die Qualitatskriterien von Benutzungsschnittstellen nach ENISO 9241-10:1995 (1995)? Erlautern Sie die Aspekte anhand eineskonkreten Szenarios.
Wie haben Sie diese konkret in Ihrem Projekt umgesetzt?
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 49 / 50
Entwurf von Benutzungsschnittstellen
1 Bush 1945 Bush, Vannevar: As We May Think. In: Atlantic Monthly(1945), Juli, S. 101 ff
2 EN ISO 9241-10:1995 1995 : Ergonomische Anforderungen furBurotatigkeiten mit Bildschirmgeraten – Teil 10: Grundsatze derDialoggestaltung. Europaische Norm, ISO-Standard. 1995
3 ISO 9241-11:1998 1998 : Ergonomic requirements for office work withvisual display terminals (VDTs) – Part 11: Guidance on usability.ISO-Standard. 1998
Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 50 / 50
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