CC BY
60
УДК 004.5
1 12
В.В. Диковицкии , М.Г. Шишаев '
1 Институт информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского НЦ РАН
2 Кольский филиал Петрозаводского государственного университета
ОБ ОПТИМАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СТРУКТУРЕ ИНТЕРФЕЙСОВ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ*
Аннотация
В работе выдвинуто предположение о существовании оптимальной структуры интерфейсов информационных систем. Рассмотрена зависимость количества действий пользователя от формы навигационной структуры интерфейса.
Ключевые слова:
навигационная структура, пользовательский интерфейс.
V.V. Dikovitsky, M.G. Shishaev
ON AN OPTIMAL NAVIGATION STRUCTURE OF INFORMATION SYSTEM'S USER INTERFACES
Abstract
The paper suggested the existence of the optimal structure of interfaces of information systems. The dependence of the number of user actions on the form of the navigation structure of the interface.
Keywords:
navigation structure, user interface.
Введение
С ростом масштабов информационных систем, в смысле объемов хранимой информации, все более актуальной становится задача оптимальной структуризации информационных элементов, имеющихся в системе. Информационный элемент - единица информации, подлежащая обработке, хранению и передаче пользователям системы или предназначенная для обеспечения ее работы [14]. Любая информационная система (ИС) содержит множество информационных элементов (документов, html-страниц), адресованных конечному пользователю. Современные информационные системы отличаются большим количеством информационных элементов. Вместе с тем данное множество не статично - практически любая ИС в настоящее время обладает динамикой своего содержания, что приводит к затруднениям пользователя в плане доступа к требуемой информации. Целью навигационного интерфейса является структуризация и обесепение доступа пользователю к информационным элементам. От вида навигационной структуры (логики организации, упорядоченности меню, количества разделов и их
* Работа выполнена в рамках проекта №2.8 программы фундаментальных исследований ОНИТ РАН «Интеллектуальные информационные технологии, системный анализ и автоматизация», при поддержке РФФИ (грант № 13-07-01016 «Методы динамического синтеза когнитивных интерфейсов мультипредметных информационных систем»).
95
иерархии) зависит количество вариантов перебора, необходимых для доступа к искомому информационному элементу.
Тенденции развития современных ИТ включают исследования, направленные на изучение сложности и удобства использования («usability») пользовательских интерфейсов, выдвигаются формальные критерии оценки сложности интерфейсов. В данной работе выдвигается предположение о наличии оптимальных значений количества уровней и количества разделов навигационной структуры.
Оценка сложности навигационной структуры
Существующие оценки пользовательских интерфейсов можно разделить на две группы - экспериментальные и формальные оценки. Среди методик оценки сложности интерфейсов первой группы следует отметить методы экспертных оценок [7], анкетирования пользователе^ 13, 8, 4, 5], оценки, базирующиеся на экспериментальных данных [3, 10], например, времени выполнения операции, количество совершенных ошибок. Однако, наибольший интерес представляют формальные методы оценки сложности интерфейса, так как позволяют проводить исследование еще на этапе проектирования, а так же позволяют проводить оценку адаптивных динамических пользовательских интерфейсов [16]. Среди формальных оценок, можно выделить оценку информационного поиска, информационную производительность модели KLM-GOMS, оценку сложности системы по количеству объектов и классов [4], оценку сложности визуального представления интерфейса XAOS - Actions [11], оценку на основе метаданных об интерфейсе (LOC-СС модель измерения сложности)
[1].
Следует отметить, что все перечисленные методики, за исключением [1] оценивают фактически представленный интерфейс, и не подразумевают возможности синтеза на их основе пользовательских интерфейсов с заданными качествами. Вместе с тем, целенаправленное формирование навигационной структуры интерфейса, адаптированной к ментальным стереотипам
пользователя, позволяет значительно повысить эффективность работы с информационной системой. В работе [15] проводилось исследование навигационной структуры интерфейсов нескольких популярных веб-ресурсов на предмет выявления превалирующих семантических связей навигационной структуры. Исследование показало, что даже в весьма популярных информационных системах вопросу соответствия структуры навигации ожиданиям пользователя не уделяется должного внимания.
Идеальная навигационная структура должна быть такова, чтобы пользователь мог с наивысшей уверенностью делать предположения о содержимом того или иного раздела (группы) информационных элементов. Это позволяет сократить предельное количество вариантов перебора в процессе поиска интересующего пользователя информационного элемента. Вместе с тем, это количество существенным образом зависит и от независимых от семантики характеристик навигационной структуры - количества разделов, их размеров, количества уровней в структуре.
Рассмотрим сложность интерфейса с точки зрения количества вариантов перебора для поиска пользователем требуемого информационного элемента, а именно зависимость количества вариантов перебора от количества групп
96
информационных элементов на одном уровне и глубины навигационной структуры. Обозначим N - количество информационных элементов, k -
количество равных по мощности групп nt на одном уровне навигационной структуры, l - количество уровней навигационной структуры.
Рис. 1. Навигационная структура
В случае, когда классифицирующие признаки однозначны и позволяют произвести разбиение информационных элементов на равные по мощности множества (группы), зависимость количества вариантов перебора от количества информационных элементов и можно выразить формулой:
f (N, l, К) = N + (К — l)l,
К
где N - количество информационных элементов, k - количество групп информационных элементов на одном уровне, l - количество уровней иерархии навигационной структуры.
Логично предположить, что разбиение на равные группы информационных элементов по некому классификационному признаку, позволяет сократить количество вариантов перебора, однако при большом значении Жданная зависимость малозначительна (рис. 2).
Рис. 2. Зависимость количества вариантов перебора от количества информационных элементов
Ограничим количество вариантов перебора, тогда N = (F — К1 + 1)К, где F - количество вариантов перебора. Тогда при различных трудозатратах
97
пользователя, выраженных F, в навигационную структуру можно «уместить» N информационных элементов.
а)
б)
в)
Рис. 3. Зависимость количества информационных элементов от количества уровней иерархии навигационной структуры при фиксированном значении количества вариантов перебора: а) F=10), б) F=30, в) F=40
Таким образом, можно предположить, что при наличии навигационной структуры с параметрами k,l, пользователь, осуществив F действий, способен
98
осуществить навигацию среди N информационных элементах, связанных навигационной структурой.
Если известно количество информационных элементов, то зависимость вариантов перебора от формы навигационной структуры следующая:
Рис. 4. Зависимость количества вариантов перебора от количества уровней иерархии и количества групп на одном уровне навигационной структуры при фиксированном N=1000.
Т.е. можно утверждать, что в навигационной структуре, содержащей N информационных элементов, существуют близкие к оптимальным значения k и l, позволяющие получить доступ к требуемому информационному элементу за минимальное количество действий пользователя.
Заключение
Рост объемов информации, обрабатываемой современными информационными системами, обусловливает необходимость развития технологий оперативного доступа к ней. Одним из путей решения данной проблемы является построения пользовательских интерфейсов, способных предоставить пользователю необходимый функционал для оперирования большими массивами данных. В данной работе рассмотрена зависимость количества действия пользователя от формы навигационной структуры в задаче доступа к требуемому информационному элементу. Результаты позволяют сделать вывод о существовании оптимальных значений количества групп информационных элементов на одном уровне, и количества уровней иерархии навигационной структуры.
Литература
1. Alsmadi I., Al-Kabi M. GUI Structural Metrics // The International Arab Journal of Information Technology, vol. 8, No.2, April 2011. - P.124-129.
2. Bevan N. International Standards for HCI and Usability // International Journal of Human-Computer Studies. - 2001.- 55 (4). - P.533-552.
3. Bevan N., Measuring usability as quality of use // Journal of Software Quality Issue. - 1995. - Р.115-140.
99
4. Bonsiepe, G.A., A Method of Quantifying Order in Typographic Design, Journal of Typographic Research, Vol. 2, 1968. -Р.203-220.
5. Brooke, J., Jordan, P. W., Thomas, B., Weerdmeester, B. A., & McClelland, I. L. SUS: A ‘quick and dirty’ usability scale. Usability evaluation in industry.-London, UK: Taylor & Francis, 1996. -P.189-194.
6. Lewis, James. Evaluation of Procedures for Adjusting Problm-Discovery Rates Estimated from Small Samples. - The International Journal of Human-Computer Interaction 13(4). -2001. -Р.445-479.
7. Molich, R., and Nielsen, J. Improving a human-computer dialogue, Communications of the ACM 33, 3 (March). -1990. -Р.338-348.
8. Nielsen J., Landauer T.K. A mathematical model of the finding of usability problems.- CHI ‘93 Proceedings of the INTERACT ‘93 and CHI ‘93 Conference on Human Factors in Computing Systems, 1993. -Р.206-213.
9. Paul M. Fitts (1954). The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement. Journal of Experimental Psychology, volume 47, number 6, June 1954. -Р.381-391.
10.Sauro J. Benchmarks For User Experience Metrics. - Режим доступа: www.measuringusability.com/blog/ux-benchmarks.
11.Stickel С., Ebner M., Holzinger A. The XAOS Metric - Understanding Visual Complexityas measure of usability. - Work &Learning, Life & Leisure, Springer, 2010. -Р.278-290.
12. Turner, C. W., Lewis, J. R., and Nielsen, J. Determining usability test sample size. In W. Karwowski (Ed.), International Encyclopedia of Ergonomics and Human Factors Boca Raton, FL: CRC Press, 2006. -Р.3084-3088.
13. Virzi R. Refining the test phase of usability evaluation: how many subjects is enough?- Human Factors - Special issue: measurement in human factors archive, Volume 34, Issue 4, August 1992. -Р.457-468.
14. Воройский Ф.С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). - 3-е изд., перераб. и доп. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 760 с. ISBN 5-9221-0426-8.
15. Коробейников, П.А. Исследование семантической структуры навигационных интерфейсов типовых веб - ресурсов / П.А. Коробейников, М.Г. Шишаев // Труды Кольсконо научного центра РАН. Информационные технологии. -Вып. 4. - 5/2013. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2013. -С.98-102.
16. Диковицкий, В.В. Формализация задачи построения когнитивных пользовательских интерфейсов мультипредметных информационных ресурсов /В.В. Диковицкий, П.А. Ломов, М.Г. Шишаев // Труды Кольского научного центра РАН. Информационные технологии. -Вып. 4.- 5/2013. -Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2013. -С.90-98.
Сведения об авторах
Шишаев Максим Геннадьевич - д.т.н., заведующий лабораторией,
е-mail: [email protected]
Maksim G. Shishaev - Dr. of Sci (Tech), head of laboratory
Диковицкий Владимир Витальевич - младший научный сотрудник,
е-mail: dikovitsky @iimm. ru
Vladimir V. Dikovitsky - junior researcher
100
