人机交互07 交互设计模型
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• 一个分析可能由一个目标和多个高层次操作符组成。 分析的结果必须在足够描述被探讨的任务的粒度级别上做 出。粒度级别是区分目标和操作符的关键因素
• 一种比较合理的做法是将粒度设置在“原子操作符”级别， 如按键和点击鼠标
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• 视觉通道的感知的衰减要比听觉通道的衰减要短 VIS：200[90-1000]us AIS: 1500[900-3500]us
• 感知处理器循环时间因刺激的不同而变化
wenku.baidu.com
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1-5
人类处理器模型(MHP)
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1-6
MHP – 工作记忆（WM） • 工作记忆WM 包含一组来自长期记忆LTM的
“激活的”元素
• 感官图像存储器（SISs）能编码刺激的物理 参数，但是这些物理参数没有符号意义
1-16
击键模型 (KLM)
• 设计KLM的目的是获得计算用户在特定界面上完 成
一项特定任务必须采取的行为。
• KLM可用来确定最有效的方法和该方法在特定上下文中的 适用性
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1-13
MHP – 处理器时间
• 认知—认知系统是感知系统和运动神经系统之间的 桥梁
• 认知系统可以仅仅是感知系统和运动神经系统之间 的通信机制，也可以是提供学习，事实检索和问题 求解等机制的复杂的处理器
• WM中的认知编码主要是视觉的和听觉的
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• 描述模型, 提供了一个 对用户交互进行思考的框 架，如状态网络和三态模型
– 可以帮助人民理解用户如何与动态系统进行交互
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1-3
人类处理器模型(MHP)
1-15
MHP – 处理器时间
• LTM中的认知消亡时间被认为是无限的
• 认知处理器循环时间因刺激的不同而变化：70[25--170]us
• 运动神经—运动神经将思维转换为行动
• 完成一项任务需要的时间等于这3种处理器循环时间 的总和
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1-11
MHP – 长期记忆（LTM）
• 认知处理器能够向WM中增加项，但是不能向LTM 增加项
• WM与LTM之间交互了相当长一段时间之后，某个 项才能被存储到LTM中
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1-2
预测模型/描述模型
• 预测模型 是先验模型，人类处理器模型(MHP)和击 键模型(KLM)都属于预测模型
– 能够在将用户引入测试环境之前给出对用户行为的估计
• 方 法 - 代表一种实现目标的特定方法以及组成 该方法的操作符
• 选择规则 – 用户选择哪一种方法由选择规则决定
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1-25
GOMS – CMN-GOMS
MHP模型是一种预测模型，它使用一组依照原则 （操作原则）运行的存储器和处理器来表现人类的 处理系统。
MHP模型的目的是提供一种描述人类信息处理系统 的方法，从而对“人类行为作出一般性的预测”。
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• 行动循环：SIS->WM《=》LTM
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1-7
MHP – 工作记忆（WM）
• 片语：来自长期记忆（LTM）的被激活的元 素
– 片语实际的内容依赖于用户和用户的任务，以 及用户的长期存储器中的内容
CMN-GOMS 可以预测用户行为并估计记忆需求
• CMN-GOMS (以 Card, Moran, and Newell命名) 是对普通 GOMS模型在细节上的扩展
– 包括详细的分析流程和符号描述
• 可以预测用户在给定的任务参数下的行为(通过目标结构的嵌 套深度估计执行任务过程中对记忆的需求)
• 为用户性能测量提供依据
1-4
人类处理器模型(MHP)—子系统
• 感知系统(感官图像存储器)
– 感觉器官
• 眼睛 • 耳朵
– 缓存
• 视觉记忆存储器 (VIS) • 听觉记忆存储器 (AIS)
• 认知系统
– 工作记忆（WM）——短暂记忆 – 长期记忆（LTM）
• 运动神经系统
– 臂-手-手指系统 – 头-眼系统
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1-18
击键模型 (KLM) • KLM模型组成部分:
– 操作符 – 编码方法 – 放置M操作符的启发规则
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1-19
KLM – 操作符
• 操作符
– K 按键盘键或点击鼠标 – P 将鼠标移动到屏幕上的一个目标 – H 将手放置在键盘或其他设备上 – D 画直线段 – M 心理准备 – R 系统响应
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1-23
GOMS
目标/任务模型可用于探索人们用来实现他们目标的方法。
• Card 等人认为用户的交互应该被定义为用户为完成一项任 务需要执行的动作序列。
• 该项以后被检索到的线索的数目就越多 • 一个项有越多的相关项，该项被检索到的可能性越
大
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1-12
MHP – 处理器时间
• 感知—感知系统通过视觉，听觉等感觉通道获得身 体的感觉
1-17
击键模型 (KLM)—约束
• 前提:
– 一项任务 (可能包含许多子任务) – 系统的命令语言 – 用户的运动技能参数 – 系统的响应时间参数
• 预测:专家用户使用给定的系统按照给定的方法无 差错地执行给定的任务需要的时间
– 限制条件：任务执行过程中不出现差错并且完成任务的方法事先已经确定
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1-14
MHP – 处理器时间
• LTM中的认知编码涉及相关项，而且主要是语义 的
• WM中的认知消亡时间变化范围很大：7[5--226]s
• WM中的认知衰减对回想起的项中的片语的数目非 常敏感 1个片语：73[73--226]us 3个片语：7[5--34]us
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• GOMS模型包括4个组成部分:
– G：目标 – O：操作符 – M: 方法 – S ： 选择规则
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1-24
GOMS
• 目 标 – 任务被分解为一组目标和子目标 • 操作符 - 只有执行指定的动作才能完成任务
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1-8
MHP – 工作记忆（WM）
院中科信大
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法， 如点击图标或输入命令字符串 • 认知操作符是由一系列的启发规则管理的
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1-22
KLM模型不能建模的部分
• KLM模型:
– 错误 – 学习性 – 功能性 – 回忆 – 专注程度 – 疲劳 – 可接受性
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1-20
KLM – 编码方法
• 编码方法是用来定义如何书写包含在任务中的操作符
MK[i] K[p] K[c] K[o] K[n] K[f] K[i] K[g] K[RETURN]
1-9
MHP – 工作记忆（WM）
院中科信大 中大信科院
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1-10
MHP – 工作记忆（WM）
片语之间是相关的
用户中心设计
星期一 熊晨晖
单车 帅
干扰：由于相关性具有不断蔓延的特性，所以早期相关的片 语会因为工作存储器的有限资源而消失
1-27
GOMS-——CMN-GOMS分析
• 剪切和粘贴任务的GOMS分析 目标：移动段落 目标：编辑单元任务 目标：定位到段落 目标：执行单元任务 目标：编辑单元任务 目标：选择段落 选择：使用鼠标点击和拖拽 使用方向键 目标： 剪切段落 选择：使用鼠标弹出菜单 使用键盘组合命令 验证单元操作
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1-26
GOMS-——CMN-GOMS分析
• GOMS分析从整个目标层次开始，然后目标被分解为子目 标，直到达到要求的分析粒度。
• 一个目标包括多种方法，同时，一种方法包括多个操作符
第七章: 交互设计模型 和谐界面
-- 交互设计基础
Steven Heim
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第7章 交互设计模型
• 人类处理器模型(MHP) • 击键模型(KLM) • GOMS • 建模结构 • 动态特性建模 • 物理模型
使用简略表达版本的编码为：
M 8K [ipconfig RETURN]
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1-21
KLM –放置M操作符的启发规则 • KLM操作符可以分为两类：物理的和认知的 • 物理操作符被定义为完成操作所选择的方
• 一种比较合理的做法是将粒度设置在“原子操作符”级别， 如按键和点击鼠标
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• 视觉通道的感知的衰减要比听觉通道的衰减要短 VIS：200[90-1000]us AIS: 1500[900-3500]us
• 感知处理器循环时间因刺激的不同而变化
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人类处理器模型(MHP)
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MHP – 工作记忆（WM） • 工作记忆WM 包含一组来自长期记忆LTM的
“激活的”元素
• 感官图像存储器（SISs）能编码刺激的物理 参数，但是这些物理参数没有符号意义
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击键模型 (KLM)
• 设计KLM的目的是获得计算用户在特定界面上完 成
一项特定任务必须采取的行为。
• KLM可用来确定最有效的方法和该方法在特定上下文中的 适用性
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MHP – 处理器时间
• 认知—认知系统是感知系统和运动神经系统之间的 桥梁
• 认知系统可以仅仅是感知系统和运动神经系统之间 的通信机制，也可以是提供学习，事实检索和问题 求解等机制的复杂的处理器
• WM中的认知编码主要是视觉的和听觉的
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• 描述模型, 提供了一个 对用户交互进行思考的框 架，如状态网络和三态模型
– 可以帮助人民理解用户如何与动态系统进行交互
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人类处理器模型(MHP)
1-15
MHP – 处理器时间
• LTM中的认知消亡时间被认为是无限的
• 认知处理器循环时间因刺激的不同而变化：70[25--170]us
• 运动神经—运动神经将思维转换为行动
• 完成一项任务需要的时间等于这3种处理器循环时间 的总和
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MHP – 长期记忆（LTM）
• 认知处理器能够向WM中增加项，但是不能向LTM 增加项
• WM与LTM之间交互了相当长一段时间之后，某个 项才能被存储到LTM中
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预测模型/描述模型
• 预测模型 是先验模型，人类处理器模型(MHP)和击 键模型(KLM)都属于预测模型
– 能够在将用户引入测试环境之前给出对用户行为的估计
• 方 法 - 代表一种实现目标的特定方法以及组成 该方法的操作符
• 选择规则 – 用户选择哪一种方法由选择规则决定
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GOMS – CMN-GOMS
MHP模型是一种预测模型，它使用一组依照原则 （操作原则）运行的存储器和处理器来表现人类的 处理系统。
MHP模型的目的是提供一种描述人类信息处理系统 的方法，从而对“人类行为作出一般性的预测”。
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• 行动循环：SIS->WM《=》LTM
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MHP – 工作记忆（WM）
• 片语：来自长期记忆（LTM）的被激活的元 素
– 片语实际的内容依赖于用户和用户的任务，以 及用户的长期存储器中的内容
CMN-GOMS 可以预测用户行为并估计记忆需求
• CMN-GOMS (以 Card, Moran, and Newell命名) 是对普通 GOMS模型在细节上的扩展
– 包括详细的分析流程和符号描述
• 可以预测用户在给定的任务参数下的行为(通过目标结构的嵌 套深度估计执行任务过程中对记忆的需求)
• 为用户性能测量提供依据
1-4
人类处理器模型(MHP)—子系统
• 感知系统(感官图像存储器)
– 感觉器官
• 眼睛 • 耳朵
– 缓存
• 视觉记忆存储器 (VIS) • 听觉记忆存储器 (AIS)
• 认知系统
– 工作记忆（WM）——短暂记忆 – 长期记忆（LTM）
• 运动神经系统
– 臂-手-手指系统 – 头-眼系统
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击键模型 (KLM) • KLM模型组成部分:
– 操作符 – 编码方法 – 放置M操作符的启发规则
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1-19
KLM – 操作符
• 操作符
– K 按键盘键或点击鼠标 – P 将鼠标移动到屏幕上的一个目标 – H 将手放置在键盘或其他设备上 – D 画直线段 – M 心理准备 – R 系统响应
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1-23
GOMS
目标/任务模型可用于探索人们用来实现他们目标的方法。
• Card 等人认为用户的交互应该被定义为用户为完成一项任 务需要执行的动作序列。
• 该项以后被检索到的线索的数目就越多 • 一个项有越多的相关项，该项被检索到的可能性越
大
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1-12
MHP – 处理器时间
• 感知—感知系统通过视觉，听觉等感觉通道获得身 体的感觉
1-17
击键模型 (KLM)—约束
• 前提:
– 一项任务 (可能包含许多子任务) – 系统的命令语言 – 用户的运动技能参数 – 系统的响应时间参数
• 预测:专家用户使用给定的系统按照给定的方法无 差错地执行给定的任务需要的时间
– 限制条件：任务执行过程中不出现差错并且完成任务的方法事先已经确定
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1-14
MHP – 处理器时间
• LTM中的认知编码涉及相关项，而且主要是语义 的
• WM中的认知消亡时间变化范围很大：7[5--226]s
• WM中的认知衰减对回想起的项中的片语的数目非 常敏感 1个片语：73[73--226]us 3个片语：7[5--34]us
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• GOMS模型包括4个组成部分:
– G：目标 – O：操作符 – M: 方法 – S ： 选择规则
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1-24
GOMS
• 目 标 – 任务被分解为一组目标和子目标 • 操作符 - 只有执行指定的动作才能完成任务
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1-8
MHP – 工作记忆（WM）
院中科信大
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法， 如点击图标或输入命令字符串 • 认知操作符是由一系列的启发规则管理的
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KLM模型不能建模的部分
• KLM模型:
– 错误 – 学习性 – 功能性 – 回忆 – 专注程度 – 疲劳 – 可接受性
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1-20
KLM – 编码方法
• 编码方法是用来定义如何书写包含在任务中的操作符
MK[i] K[p] K[c] K[o] K[n] K[f] K[i] K[g] K[RETURN]
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MHP – 工作记忆（WM）
院中科信大 中大信科院
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1-10
MHP – 工作记忆（WM）
片语之间是相关的
用户中心设计
星期一 熊晨晖
单车 帅
干扰：由于相关性具有不断蔓延的特性，所以早期相关的片 语会因为工作存储器的有限资源而消失
1-27
GOMS-——CMN-GOMS分析
• 剪切和粘贴任务的GOMS分析 目标：移动段落 目标：编辑单元任务 目标：定位到段落 目标：执行单元任务 目标：编辑单元任务 目标：选择段落 选择：使用鼠标点击和拖拽 使用方向键 目标： 剪切段落 选择：使用鼠标弹出菜单 使用键盘组合命令 验证单元操作
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1-26
GOMS-——CMN-GOMS分析
• GOMS分析从整个目标层次开始，然后目标被分解为子目 标，直到达到要求的分析粒度。
• 一个目标包括多种方法，同时，一种方法包括多个操作符
第七章: 交互设计模型 和谐界面
-- 交互设计基础
Steven Heim
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第7章 交互设计模型
• 人类处理器模型(MHP) • 击键模型(KLM) • GOMS • 建模结构 • 动态特性建模 • 物理模型
使用简略表达版本的编码为：
M 8K [ipconfig RETURN]
Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley
1-21
KLM –放置M操作符的启发规则 • KLM操作符可以分为两类：物理的和认知的 • 物理操作符被定义为完成操作所选择的方