Human Centered Software Engineering

Transkript

1 Human ed Software Hans-Georg Hopf Mobile Day

2 Software Integration Zusammenfassung Wachsende Bedeutung der von Anwendungen Verlagerung von Arbeit: Kunden übernehmen immer häufiger Aufgaben, die früher als Dienstleistung angeboten wurdensein. Wachsende Produkt-Komplexität: Aufgaben und damit auch die zur Lösung eingesetzten Produkte werden immer komplexer und der Benutzer soll in der Bedienung diese Komplexität beherrschen können.

3 Software Integration Zusammenfassung Traditionelle SW- Entwicklung Technologie-/Entwickler getrieben Komponenten fokusiert Individuelle Beiträge Architektur fokusiert Qualität definiert über Defekte und Performance Implementation vor Validation durch Benutzer Software- in der Kritik In der Praxis vernachlässigt das Software- insbesondere die Aspekte, die den eigentlichen Benutzer des Produktes betreffen. Der Software Entwicklungsprozess stellt das Produkt in den Mittelpunkt und der Benutzer ist eine Nebenerscheinung. Es ist gerade die Interaktion mit dem Benutzer, die vom Software nicht betrachtet wird. (Reeps, 2006) Lösungen sind durch funktionale Anforderungen bestimmt

4 Software Integration Zusammenfassung Inhaltsverzeichnis / Gebrachstauglichkeit Elemente von Elemente von Software Integration Zusammenfassung

5 Software Integration Zusammenfassung / Gebrauchstauglichkeit Gebrauchstauglichkeit ist das Ausmaß, in dem ein Produkt durch bestimmte Benutzer in einem bestimmten Nutzungskontext genutzt werden kann, um bestimmte Ziele effektiv, effizient und zufriedenstellend zu erreichen (ISO 9241)

6 Software Integration Zusammenfassung ISO 9241 Benutzer Arbeitsaufgabe Arbeitsmittel Umgebung Nutzungskontext Produkt Angestrebtes Ergebnis Ergebnis der Nutzung Ziele Gebrauchstauglichkeit: Grad mit dem Ziele mit Effek%vität, Effizienz und Zufriedenstellung erreicht werden Effek%vität Effizienz Zufriedenstellung Maß der Gebrauchstauglichkeit

7 Software Integration Zusammenfassung Ergonomische Anforderungen Qualitätskriterien ISO Dialoggestaltung Aufgabenangemessenheit Selbstbeschreibungsfähigkeit Steuerbarkeit Erwartungskonformität Fehlertoleranz Individualisierbarkeit Lernförderlichkeit (ISO , -11)

9 Software Integration Zusammenfassung befasst sich im Wesentlichen damit, wie die Benutzersicht systematisch in die Entwicklung einbezogen werden kann. Techniken des können helfen, systematisch nützliche und gut bedienbare Software- Produkte zu erstellen.

10 Software Integration Zusammenfassung Vorgehensmodelle und Methoden

11 Software Integration Zusammenfassung User centered design Benutzer-orientierte Gestaltung interaktiver Systeme ISO : 1999: Kennzeichen benutzerorientierten Vorgehensweise: 1. die aktive Beteiligung der Benutzer und ein klares Verständnis von Benutzer- und Aufgabenanforderungen 2. eine geeignete Funktionsaufteilung zwischen Benutzern und Technik 3. die Iteration von Gestaltungslösungen 4. die multidisziplinäre Gestaltung

12 Software Integration Zusammenfassung User centered design Die benutzerorientierte Gestaltung erfordert eine Vielzahl von Fertigkeiten. Eine Reihe von Personen ist erforderlich, um sich den menschlichen Aspekten der Gestaltung zu widmen. Das bedeutet, dass an einem benutzerorientierten Gestaltungsprozess multidisziplinäre Gruppen beteiligt sein sollten.

13 Software Integration Zusammenfassung User centered design Planen des benutzer-orientierte Gestaltungsprozesses Der Plan sollte enthalten: Aktivitäten des benutzer-orientierten Gestaltungsprozesses Verfahren für die Integration der Aktivitäten in weitere Aktivitäten der Systementwicklung Verantwortliche Personen und Organisation(en) Effektive Verfahren zur Durchführung einer Rückmeldung und zum Informationsaustausch Geeignete in den Gesamt-System-entwicklungsprozess integrierten Meilensteine für benutzerorientierte Aktivitäten Angemessene Zeitvorgaben

14 Software Integration Zusammenfassung User centered design Benutzer-orientierte Gestaltungsaktivitäten Analyse, Modellierung Evaluate Wechselseitige Abhängigkeiten benutzerorientierter Gestaltungsaktivitäten Build Design EN ISO : 1999

15 Software Integration Zusammenfassung Methoden & Techniken Contextual Inquiry Beobachtungen Interviews Methoden & Techniken Focus Groups Aufgabenanalysen Fragebögen Entwicklungsphase Analyse x x x x x x Modellieren x x x x Spezifikation x x x x Realisierung x x Evaluation x x x x x Personas Szenarien Storyboards UI-Prototypen Styleguides Guidelines Checklisten Testing Walkthroughs Experten-Reviews

16 Software Integration Zusammenfassung Scenario-Based Ein Szenario ist eine Erzählung oder eine Geschichte die die Aktivitäten einer oder mehrerer Personen beschreibt, einschließlich der Ziele, der Erwartungen, der Aktionen und Reaktionen. (Rosson, Carrol, 2002) Szenaios dienen zur Ermittlung von Anforderungen Szenarios befördern den iterativen Design-Prozess

17 Software Integration Zusammenfassung Scenario-Based Root concept: vision, rational, assumptions, stakeholders Field studies: workplace observations, recordings, interviews, artefacts Summaries: stakeholder, task and artefact analysis, general themes Problem scenario: illustrate and put into context the tasks and themes discovered in the field studies Claim analysis: find and incorporate features of practice that have key implications for use

18 Software Integration Zusammenfassung Scenario-Based Analysis of stakeholders, field studies Metaphors, information technology, HCI theory, guidelines Summative evaluation Analyze Problem scenarios Design Activity scenarios Information scenarios Interaction scenarios Prototype and Evaluate Specifications Claims about current practice Iterative analysis of usability claims and redesign formative evaluation

19 Software Integration Zusammenfassung life cycle Requirements Analysis Formative Evaluation Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Interaction Design erfordert spezielle Kenntnisse im Bereich, Ausbildung und Erfahrung in Bereichen wie Psychologie, Wahrnehmung, im Anwenden von Gestaltungskonzepten und in der Aufgabenanalyse. Die Interaction Design Spezifikation ist Grundlage für die Realisierung der interaktiven Komponente durch Software Ingenieure. Die Rolle des Experten ist die des Entwicklers, der für die Erstellung der Interaction Design Spezifikation verantwortlich ist. Software Implementation Summative Evaluation

21 Software Integration Zusammenfassung Software Die Software beschäftigt sich mit der Herstellung von Software, also der Entwicklung und dem Betrieb von Softwaresystemen und der Organisation und Modellierung der zugehörigen Datenstrukturen. Software Software Qualitätskriterien Funktionalität Zuverlässigkeit Benutzbarkeit Effizienz Änderbarkeit Übertragbarkeit

22 Software Integration Zusammenfassung SE Vorgehensmodelle: V-Modell - XT Hersteller-Sicht Struktur der Systemerstellung Kunden-Sicht

23 Software Integration Zusammenfassung SE Vorgehensmodelle: V-Modell - XT Struktur der Systemerstellung

24 Software Integration Zusammenfassung SE Vorgehensmodelle: agiles Verfahren SCRUM Das Inkrement-Arbeitspaket wird in kleinere Arbeitspakete (Tasks) unterteilt; eine Task wird jeweils einem Bearbeiter zugeteilt Präsentation der Umsetzung Feedback und neue Anforderungen gepflegte Anforderungsliste Arbeitszyklus, der Anforderungen in ein Produkt-Inkrement umsetzt.

25 Software Integration Zusammenfassung Scrum: Produkt/Sprint-Backlog - Zustände Unverstanden Im Verstehen unpriorisiert Priorisiert Releaseplanung Feature im Diskurs Feature bereit zur Umsetzung Feature in Umsetzung Feature abnahmebereit Zerlegung von Anforderungen Zunehmendes Verständnis Verstanden Feature fertig Release abnahmebereit Release fertig Oesterreich, Objektspektrum (6)2010

26 Software Integration Zusammenfassung Software life cycle Der Entwurf und die Entwicklung der eigentlichen Funktionskomponente erfordert spezielle Software Kompetenz, Ausbildung und Erfahrung in Bereichen wie Algorithmen, Datenstrukturen, Software- Architekturen, Aufrufstrukturen, Datenbanken, Die Rolle eines Software Experten ist die des Entwicklers, der für das Entstehen eines effizienten und zuverlässigen Software-Systems verantwortlich ist, das die funktionalen Anforderungen erfüllt und die spezifizierte Interaktions-Komponente implementiert und integriert. Software Implementation Requirements Analysis Preliminary Design Detailed Design Design Specification Review Integration & Testing

28 Software Integration Zusammenfassung & Software life cycle Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Die aktuelle Situation: Die UE und SE-Prozesse verlaufen ohne nennenswerte Kommunikation und Koordination Requirements Analysis Preliminary Design Detailed Design Design Specification Formative Evaluation Summative Evaluation Software Implementation Integration & Testing Review

29 Software Integration Zusammenfassung & Software life cycle Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Mangel an Koordination von Entwicklungsaktivitäten Synchronisation von Projektplanungen Kommunikation zwischen den beteiligten UE / SE - Entwicklern Abstimmung bzgl. Abhängigkeiten und Randbedingungen Austausch bzgl. Änderungen Austausch / Verständnis bzgl. Design- und Entwicklungsmethoden Requirements Analysis Preliminary Design Detailed Design Design Specification Formative Evaluation Summative Evaluation Software Implementation Integration & Testing Review

30 Software Integration Zusammenfassung & Software life cycle Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Vorgabe / Ziel: Integration der zwei Life Cycle Prozesse in einem Framework Beibehaltung der beiden Entwicklungsprozesse als eigenständige Strukturen, mit jeweils eigenen Ausprägungen bzgl. Entwicklungsmethoden und Techniken. Requirements Analysis Preliminary Design Detailed Design Design Specification Formative Evaluation Summative Evaluation Software Implementation Integration & Testing Review

31 Software Integration Zusammenfassung & Software life cycle Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Human ed Software. Requirements Analysis Preliminary Design Detailed Design Design Specification Formative Evaluation Summative Evaluation Software Implementation Integration & Testing Review

32 Software Integration Zusammenfassung Human ed Software Integrationsmodelle Integrationsmodelle

33 Software Integration Zusammenfassung Human ed Software Integrationsmodelle Aufgaben im in fünf wichtigen Entwicklungsphasen (nach Offergeld)

34 Software Integration Zusammenfassung Human ed Software Integrationsmodelle Softwareengineering Aktivitäten Mapping (nach Ferre, Juristo, Moreno)

35 Software Integration Zusammenfassung Activities Mapping Development Activities affected by Analysis Activities Specification of the Context of Use User Analysis Task Analysis Specifications Design Activities Develop Product Concept Prototyping Interaction Design Evaluation Activities Evaluation Expert Evaluation / Walkthroughs Testing Follow Up Studies of installed Systems Analysis (Requirements Eng.) Requirements Elicitation, Analysis and Negotiation User Analysis Task Analysis Develop Product Concept Prototyping Requirements Specification Requirements Validation Design Interaction Design Verification & Validation) Evaluation Expert Evaluation Testing Follow Up Studies of Installed Systems

36 Software Integration Zusammenfassung Human ed Software Integrationsmodelle Beispiel: Requirements

37 Software Integration Zusammenfassung Requirements umfasst Den Prozess der Anforderungs-" ermittlung durch Erfassen der Stakeholder- Bedürfnisse Den Prozess der systematischen Analyse und Verfeinerung dieser Anforderungsspezifikation

38 Software Integration Zusammenfassung Requirements Management and Analysis Scope Goals Stakeholder (SGS) Model Suzanne Robertson, 2004 Onion model

39 Software Integration Zusammenfassung Anforderungen.. - Benutzer Kontextdiagramm Leistungsumfang Umfang der Aufgabenstellung.. - Benutzer Arbeitsbereich (scope of the work) Dienstleistungsangebot

40 Software Integration Zusammenfassung.. - Anforderungen Kontextdiagramm Produkt Benutzer.. - System Benachbartes System Partner- Applikation.. - Benutzer Externes System Anwendungsbereich Dienstleistungsangebot

41 Software Integration Zusammenfassung Anforderungen mentale Modelle E SW (A) E SW (S(A)) E SW( (E U (S(A))) E SW (B(A)) E SW (B(S(A))) E SW( (E U (B(S(A)))) A B(A) B(S(A)) E U (B(A)) E U (B(S(A))) E U (E SW (B(S(A)))) Herczeg, Softwareergonomie,2005 E U (A) E U (S(A)) E U (E SW (S(A)))

42 Software Integration Zusammenfassung Anforderungen mentale Modelle E SW (A) E SW (S(A)) E SW( (E U (S(A))) E SW (B(A)) E SW (B(S(A))) E SW( (E U (B(S(A)))) A B(A) B(S(A)) S(A) E U (B(A)) E U (B(S(A))) E U (E SW (B(S(A)))) E U (A) E U (S(A)) E U (E SW (S(A)))

43 Software Integration Zusammenfassung Anforderungen mentale Modelle An der Entwicklung Beteiligte Experte Program mierer Produkt Gestalter Softwareentwickler Domainexperten Arbeitswissenschaftler

44 Software Integration Zusammenfassung Requirements Management and Analysis Ermittlung des Leistungsumfangs Aufteilen in Geschäftsvorfälle Festlegen von Use cases Festlegen von Anforderungen

45 Software Integration Zusammenfassung.. - Anforderungen Kontextdiagramm Produkt Benutzer.. - System Benachbartes System Partner- Applikation.. - Benutzer Externes System Anwendungsbereich Dienstleistungsangebot

46 Software Integration Zusammenfassung.. - Anforderungen Kontextdiagramm Produkt Benutzer.. - UC1 UC3 UC2 Benachbartes System Partner- Applikation Externes System UC4

47 Software Integration Zusammenfassung RE Ermittlungstechniken / SWE Ermittlungstechniken Kreativitätstechniken Brainstorming Brainstorming paradox Beobachtungstechniken Feldbeobachtung Apprenticing Befragungstechniken SOPHIST Regelwerk (NLP) Fragebogen Vergangenheitsorientierte Techniken Systemarchäologie Reuse Wiederverwendung Unterstützende Techniken Workshop Mind Mapping Methode Interview CRC-Karten Wechsel der Perspektive Selbstaufschreibung Snowcards Walt Disney Methode On-Site-Customer Audioaufzeichnungen Bionik/Bisoziation Experten Interviews Videoaufzeichnungen Osborn Checkliste Card Sorting Chris Rupp & Sophisten, 2007 Fokusgruppen Summative Evaluation Formative Evaluation Expertenevaluation Anwendungsfall Modellierung Essenzbildung Anforderungen erahnen

48 Software Integration Zusammenfassung Requirements Management and Analysis Scenarios UE-Methoden & Techniken Festlegen von Szenarien Erstellen von Prototypen SE-Methoden & Techniken Ermittlungstechniken Ermittlung des Leistungsumfangs Aufteilen in Geschäftsvorfälle Festlegen von Use cases Festlegen von Anforderungen Use Cases

49 Software Integration Zusammenfassung Application domain specification System artifacts Source material Develop basic and advanced models models Peer reviews Domain analysis Domain knowledge Stakeholder feedback Compile specification Develop prototypes and mock-ups Prototypes Mock-ups Scenario walk-throughs Hubert F. Hofmann, Franz Lehner, IEEE SOFTWARE July / August 2001

50 Software Integration Zusammenfassung Develop basic and advanced models Strukturdiagramme Klassendiagramm Kompositionsstrukturdiagramm Komponentendiagramm Verteilungsdiagramm Objektdiagramm Paketdiagramm Verhaltensdiagramme Aktivitätsdiagramm Anwendungsfalldiagramm Interaktionsübersichtsdiagramm Kommunikationsdiagramm Sequenzdiagramm Zeitverlaufsdiagramm Zustandsdiagramm

51 Software Integration Zusammenfassung Develop prototypes and mock-ups Interfaceprototypen Skizzen wireframes Interaktionsstoryboards Interaktive Prototypen Funktionsprototypen Hubert F. Hofmann, Franz Lehner, IEEE SOFTWARE July / August 2001

52 Software Integration Zusammenfassung Anforderung requirements shell snow card UC2 The requirements shell is a guide to writing each atomic requirement. (S. & J. Robertson, 2009)

53 Software Integration Zusammenfassung Analysis Model Architecture Model Metrics Constraints Hruschka, CONQUEST 1999 HCI-Models

54 Software Integration Zusammenfassung Anforderungen Constraints beeinflussen Systemarchitektur Benutzbar für Ochsenkarren Benutzbar für Fussgänger und Boote Benutzbar für Ochsenkarren und Schiffe

55 Software Integration Zusammenfassung Design, & SW- life cycle Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Die aktuelle Situation: Die UE und SE-Prozesse verlaufen oft ohne nennenswerte Kommunikation und Koordination Es gibt viele aber methodische Berührungspunkte Requirements Analysis Preliminary Design Detailed Design Design Specification Formative Evaluation Summative Evaluation Software Implementation Integration & Testing Review

56 Software Integration Zusammenfassung Design, & SW- life cycle Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Human ed Software Aufgabe: Organisation der Multidisziplinäre Kooperation. Requirements Analysis Preliminary Design Detailed Design Design Specification Formative Evaluation Summative Evaluation Software Implementation Integration & Testing Review

57 Software Integration Zusammenfassung Requirements Analysis Work space experte SW-Entw Kunde Interaction Design Interaction Prototype Requirements Analysis Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification

58 Software Integration Zusammenfassung Work space experte SW-Entw Kunde Analyse Entwurf Analyse Entwurf Test Implementierung Test Implementierung Software

59 Software Integration Zusammenfassung Requirements Analysis Work space experte SW-Entw Kunde Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Im Verstehen / Diskurs Requirements Analysis Interaction Design Interaction Prototype User Interface Specification Im Verstehen / Umsetzung

60 Software Integration Zusammenfassung Work space experte SW-Entw Kunde Analyse Entwurf unverstanden Feature Im Diskurs Test Implementierung verstanden Feature in Umsetzung Software

61 Software Integration Zusammenfassung Traditionelle SW-Entwicklung versus Human-ed SW-Entwicklung Technologie-/Entwickler getrieben Benutzer-getrieben Komponenten fokusiert Lösungs fokusiert Individuelle Beiträge Multidisziplinäres Teamwork Architektur fokusiert Auf externe Attribute (look & feel, Interaktion) fokusiert Qualität definiert über Defekte und Performance Implementation vor Validation durch Benutzer Lösungen sind durch funktionale Anforderungen bestimmt Ahmed Seffah, 2002 Qualität definiert über Benutzerzufriedenheit Implementation von Benutzer validierten Lösungen Lösungen sind durch Benutzer- Kontext bestimmt

63 Software Integration Zusammenfassung Die Anwendung des Wissens über menschliche Faktoren und Ergonomie bei der Gestaltung interaktiver Systeme erhöht die Effektivität und Effizienz, verbessert die Arbeitsbedingungen des Menschen und wirkt möglichen nachteiligen Auswirkungen beim Gebrauch auf die menschliche Gesundheit, Sicherheit und Leistung entgegen. EN ISO 13407: 1999 Zusammenfassung Human ed Software Ist mehr als Kooperation Ist Kollaboration der verschiedenen fachlichen Disziplinen Kollaboration ist mehr als der Austausch von Entwicklungsergebnissen Ist der Aufbau eines gemeinsamen Aufgaben-, Produkt- und Methodenverständnisses

64 Software Integration Zusammenfassung Human ed Software : Designing for and with Humans!

65 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

66 Software Integration Zusammenfassung Prof. Dr. Hans- Georg Hopf Georg- Simon- Ohm Hochschule für angewandte WissenschaIen Nürnberg, Wassertorstraße 10 E- Mail: hans- hochschule.de Tel.: 0911/ Mobil: 0151/