Software-Projekt. Prof. Dr. Rainer Koschke. Fachbereich Mathematik und Informatik Arbeitsgruppe Softwaretechnik Universität Bremen

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1 Software-Projekt Prof. Dr. Rainer Koschke Fachbereich Mathematik und Informatik Arbeitsgruppe Softwaretechnik Universität Bremen Wintersemester 2008/09

2 Überblick I 1 Entwurf von Benutzungsschnittstellen

3 Entwurf von Benutzungsschnittstellen 1 Entwurf von Benutzungsschnittstellen Motivation Lernziele Ergonomie Psychologische und kognitive Grundlagen Kommandosprachen versus GUI Geschichte graphischer Benutzungsschnittstellen Interaktionsmechanismen Software-ergonomische Richtlinien Usability messen und verbessern Zusammenfassung Wiederholungsfragen Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 3 / 50

4 Lernziele Ergonomische Software erstellen können: Bedienelemente graphischer Benutzungsschnittstellen kennen und einsetzen können Ergonomie bewerten können Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 6 / 50

5 Ergonomie Definition Ergonomie: (von ergon (Arbeit, Werk) und nomos (Gesetz, Regel)) ist die Wissenschaft der Arbeitsbedingungen und deren optimale Anpassung an den Anwender. Design for Use Anpassung von Maschinen, Computern und Systemen an menschliche (Denk- und Kommunikations-) Fähigkeiten und Bedürfnisse zentral ist Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine (Mensch-Computer-Interaktion) Auswirkungen auf zum Beispiel: Arbeitsabläufe, Menü-Hierarchien, Kommandosprachen, Farb- und Schriftwahl und die Funktionsaufteilung zwischen Mensch und Computer Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 7 / 50

6 Software-Projekt Entwurf von Benutzungsschnittstellen Ergonomie Ergonomie Ergonomie Definition Ergonomie: (von ergon (Arbeit, Werk) und nomos (Gesetz, Regel)) ist die Wissenschaft der Arbeitsbedingungen und deren optimale Anpassung an den Anwender. Design for Use Anpassung von Maschinen, Computern und Systemen an menschliche (Denk- und Kommunikations-) Fähigkeiten und Bedürfnisse zentral ist Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine (Mensch-Computer-Interaktion) Auswirkungen auf zum Beispiel: Arbeitsabläufe, Menü-Hierarchien, Kommandosprachen, Farb- und Schriftwahl und die Funktionsaufteilung zwischen Mensch und Computer 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. Sie beschränkt sich ausdrücklich nicht - wie oft fälschlich angenommen - auf die Behandlung der Präsentationsaspekte interaktiver Software. nach Susanne Maaß, Software-Ergonomie, benutzer- und aufgabengerechte Systemgestaltung, Informatik-Spektrum, 16, 1993,

7 Usability Definition Usability: eines Produktes ist das Ausmaß, in dem es von einem bestimmten Benutzer verwendet werden kann, um bestimmte Ziele in einem bestimmten Kontext effektiv, effizient und zufriedenstellend zu erreichen. Part 11: Guidance on Usability (ISO : ) übersetzt als Benutzerfreundlichkeit oder Benutzbarkeit Verbesserung ist Ziel der (Software-)Ergonomie Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 8 / 50

8 Software-Projekt Entwurf von Benutzungsschnittstellen Ergonomie Usability Usability Definition Usability: eines Produktes ist das Ausmaß, in dem es von einem bestimmten Benutzer verwendet werden kann, um bestimmte Ziele in einem bestimmten Kontext effektiv, effizient und zufriedenstellend zu erreichen. Part 11: Guidance on Usability (ISO : ) übersetzt als Benutzerfreundlichkeit oder Benutzbarkeit Verbesserung ist Ziel der (Software-)Ergonomie Wird auch als Ein Maß für die Qualität, mit der ein Benutzer die Interaktion mit einer Maschine erlebt. definiert.

9 Psychologische und kognitive Grundlagen Kurzzeitgedächtnis Information strukturieren und begrenzen: 7 ± 2 menschliche Gestaltwahrnehmung bei Präsentation beachten z.b. Superzeichenbildung: versus 0421/ geteilte Aufmerksamkeit Fortsetzung nach Unterbrechung unterstützen begrenzte Konzentrationsfähigkeit nicht überfordern, Sicherheiten einbauen Unerfahrenheit verunsichert Metaphern verwenden, z.b. Ikonen wie Mülleimer, Briefkasten explorative Untersuchung unterstützen Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 9 / 50

10 Vergleich von GUI und Kommandosprachen Kommandosprachen Graphical User Interface (GUI) komplexe Operationen einfache Operationen intensive Nutzung, gelegentlicher Einsatz, Experten leichte Erlernbarkeit funktionale Bedienung, Objektorientierung Berechnungen Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 12 / 50

11 Wegweiser Meilensteine in der Geschichte graphischer Benutzungsschnittstellen Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 13 / 50

12 Die ersten Ideen Memex (Memory Extender) von Bush (1945) Kompakt-Analog-Rechner zur Verwaltung verlinkter Informationen berührungssensitive Bildschirme projizieren Mikrofilme Mikrofilme verknüpft Vor- und Zurückblättern über Hebel Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 14 / 50

13 Software-Projekt Entwurf von Benutzungsschnittstellen Geschichte graphischer Benutzungsschnittstellen Die ersten Ideen Die ersten Ideen Memex (Memory Extender) von Bush (1945) Kompakt-Analog-Rechner zur Verwaltung verlinkter Informationen berührungssensitive Bildschirme projizieren Mikrofilme Mikrofilme verknüpft Vor- und Zurückblättern über Hebel Dank auch an Matthias Kirschner für einige seiner Folien.

14 Semi Automatic Ground Environment Bedienung durch Laien Lichtgriffel (Light-Pen) Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 15 / 50

15 Sketchpad von Ivan Sutherland (1963) Objektorientierung statt Bitmaps Generische Operationen für verschiedene Objekte Constraints zu den graphischen Objekten (z.b. Länge) Copy & Paste Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 16 / 50

16 Computermaus von Douglas Engelbart und Bill English (1963) relative Positionsveränderung Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 17 / 50

17 Windows Icons Menus & Pointer Frühe Ideen: Xerox Palo Alto Research Center (1970) Prinzipien: abstrakte Datensicht, Visualisierung Raum und Objekte Metaphorisierung: Schreibtisch (Desktop) What you see is what you get (Texteditor BRAVO, Vorläufer von Microsoft Word) einheitliche Visualisierung und Interaktion wenige Modi, generische Kommandos Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 18 / 50

18 Xerox Star GUI Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 19 / 50

19 Marktreife 1984 X-Windows System, Apple Lisa 1985 Atari ST, Amiga, Windows farbige GUI, Apple II Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 20 / 50

20 Wegweiser Möglichkeiten graphischer Benutzungsschnittstellen Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 21 / 50

21 Direkte Manipulation Direkte Manipulation: Metaphern visualisiert in Form von Ikonen (Gegenstände) physische Aktionen mittels Zeigegeräten permanente visuelle Rückkopplung nützt Intuition und Erfahrungen der Anwender in der metaphorisierten Welt aus Interaktionen: Auswahl: Point & Click Verschieben: Unmittelbar: Drag & Drop Unterbrechbar: Cut & Paste Vervielfältigen: Copy & Paste Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 22 / 50

22 Rückkopplung an Nutzer Metaphern der physischen Welt, z.b. Räumlichkeit, Wiedererkennungswert Verbergen von Irrelevantem, Information auf Abruf, Kontextsensitivität Fortschrittsanzeige, Aktivitätsanzeige Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 23 / 50

23 Fenster I Fokus Desktop, Hauptfenster Handles, Scrollbars Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 24 / 50

24 Fenster II Reiter, Split-Fenster Layout Manager Dialogfenster modal: Dialog muss abgeschlossen werden, bevor nächster Dialog beginnt nicht-modal: Dialoge können ko-existieren Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 25 / 50

25 Menüs und Schaltflächen I Pull-Down-Menü Paneele, Gruppen Baumstruktur Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 26 / 50

26 Menüs und Schaltflächen II Kontextmenü Schaltfläche, Button Toolbars Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 27 / 50

27 Textelemente Mnemonics, Tooltips Formularfelder Listen, Tabellen Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 28 / 50

28 Ikone, Metaphern Dateisymbole Programmverknüpfungen Thumbnails Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 29 / 50

29 Manipulatoren und Attribute Checkbox (Boolean) Radio-Button (Alternativen) Slider (Zahlenwerte) Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 30 / 50

30 Listen Teilmenge, Permutation statisch vs. erweiterbar Combo-Box Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 31 / 50

31 Wegweiser Eigenschaften guter graphischer Benutzungsschnittstellen Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 32 / 50

32 Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Aufgabenangemessenheit: Benutzer wird unterstützt, Arbeitsaufgabe effektiv und effizient zu erledigen Dialoge sollten nur sachdienliche Informationen enthalten Vermeidung von Ablenkungen weniger ist mehr (Funktionen) den Bildschirm nicht überfüllen vermeide es, Befehle redundant anzubieten keine unnötigen Dialoge und Popups Optimieren von häufigen Aufgaben kleine Anzahl von benötigten Schritten; Anzahl Klicks klein halten große Knöpfe für Hauptbefehle, Tastaturkürzel die häufigsten Funktionen auf dem ersten Bildschirm wichtige Befehle hervorstehende Stelle weniger häufig benutzte Befehle weniger hervorstehende Stelle (Untermenü, Einstellungsdialog) Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 33 / 50

33 Software-Projekt Entwurf von Benutzungsschnittstellen Software-ergonomische Richtlinien Qualitätskriterien (EN ISO : ) Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Aufgabenangemessenheit: Benutzer wird unterstützt, Arbeitsaufgabe effektiv und effizient zu erledigen Dialoge sollten nur sachdienliche Informationen enthalten Vermeidung von Ablenkungen weniger ist mehr (Funktionen) den Bildschirm nicht überfüllen vermeide es, Befehle redundant anzubieten keine unnötigen Dialoge und Popups Optimieren von häufigen Aufgaben kleine Anzahl von benötigten Schritten; Anzahl Klicks klein halten große Knöpfe für Hauptbefehle, Tastaturkürzel die häufigsten Funktionen auf dem ersten Bildschirm wichtige Befehle hervorstehende Stelle weniger häufig benutzte Befehle weniger hervorstehende Stelle (Untermenü, Einstellungsdialog) Weitere Qualitätsaspekte Fehler verringern Sicherheit erhöhen Zuverlässigkeit erhöhen Lernanforderungen verringern Wartbarkeit verbessern Wirksamkeit erhöhen Produktivität erhöhen Arbeitsumgebung verbessern Ermüdung verringern Langeweile und Eintönigkeit verringern Zugang zur Anwendung erleichtern Akzeptanz verbessern Arbeitszufriedenheit steigern Tätigkeitserweiterung ermöglichen Lebensqualität verbessern...

34 Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Selbstbeschreibungsfähigkeit: jeder einzelne Dialogschritt ist durch Rückmeldung unmittelbar verständlich bzw. eine Erklärung ist auf Anfrage verfügbar verständliche Benennung von Feldern Online-Hilfe Erläuterung der Konsequenzen des nächsten Schritts Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 34 / 50

35 Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Erwartungskonformität: Dialog ist konsistent und entspricht den Merkmalen des Benutzers (z.b. Kenntnisse aus dem Arbeitsgebiet, Ausbildung u. Erfahrung sowie allgemeinen Konventionen) vorhersagbares Verhalten passende Rückmeldung in angemessener Zeit Konsistenz von Benutzeraktionen, Präsentation, Anordnung von Elementen, Text Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 35 / 50

36 Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Steuerbarkeit: Benutzer ist in der Lage, den Dialogablauf zu starten sowie seine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis Ziel erreicht ist erlaube es dem Benutzer, jederzeit die Anwendung zu verlassen oder zur Startseite zurückzukommen benutze modale Formulare sparsam Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 36 / 50

37 Software-Projekt Entwurf von Benutzungsschnittstellen Software-ergonomische Richtlinien Qualitätskriterien (EN ISO : ) Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Steuerbarkeit: Benutzer ist in der Lage, den Dialogablauf zu starten sowie seine Richtung und Geschwindigkeit zu beeinflussen, bis Ziel erreicht ist erlaube es dem Benutzer, jederzeit die Anwendung zu verlassen oder zur Startseite zurückzukommen benutze modale Formulare sparsam Modaler Dialog: ein Dialog, der geschlossen werden muss, bevor weitere Aktionen anderer Dialoge durchgeführt werden können. Beispiel: Datei-Öffnen-Dialog.

38 Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Fehlertoleranz: Ziel kann trotz erkennbarer fehlerhafter Eingabe mit minimalem Korrekturaufwand durch den Benutzer erreicht werden Hinweise sind sichtbar oder einfach erreichbar aussagekräftige Fehlermeldungen mit Hinweisen einfaches Wiederaufsetzen nach Fehlern, z.b. fehlerhafte Eingabe in Textfeld wird nicht einfach gelöscht, Fehler werden vor Eintreten verhindert Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 37 / 50

39 Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Individualisierbarkeit: Anpassungen an Erfordernisse der Arbeitsaufgabe, individuelle Vorlieben des Benuters und Benutzerfähigkeiten sind möglich Sprache ist einstellbar Zeichensätze/-größe sind einstellbar Farben sind einstellbar eigene Tastaturbefehle für erfahrene Benutzer Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 38 / 50

40 Qualitätskriterien (EN ISO : ) Definition Lernförderlichkeit: Benutzer wird beim Erlernen des Dialogsystems unterstützt und angeleitet Guided Tour Undo erlaubt gefahrlose Exploration Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 39 / 50

41 Wegweiser Usability messen und verbessern Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 40 / 50

42 Usability-Engineering Iterative Verbesserung der Usability 1 Festlegen der Parameter 2 Bewerten des Systems 3 Verbessern des Systems 4 Wiederhole ab 2 solange, bis Qualität akzeptabel Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 41 / 50

43 Parameter für Bestimmung der Usability Beispiel Textverarbeitung: Ziel: Aufgaben: Benutzer: Umgebung: Meßgrößen: Erstellen eines Textdokuments nach einer Papiervorlage Eingeben des Textes Formatieren Einfügen eines Bildes Rechtschreibung überprüfen... wenig Vorkenntnisse über Computerbenutzung im Allgemeinen und Textverarbeitung im Speziellen Büroumgebung mit erheblichem Zeitdruck Zeitaufwand, Unterschiede im Text (mit Gewichtung) und Unterschiede im Layout und Stil (auch mit Gewichtung) Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 42 / 50

44 Evaluationsverfahren Wie kann man Usability messen? objektiv versus subjektiv Fakten versus Gründe Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 43 / 50

45 Subjektive Messungen Benutzerbefragung (Fragebögen oder Interviews) subjektiv breit anwendbar und statistisch auswertbar Standardfragebögen existieren (z.b. ErgoNorm, SUMI, QUIS, PUTQ) Experten-Reviews Checklisten für Normkonformität Heuristiken Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 44 / 50

46 Objektive Messungen Evaluation eines Modells direkte Beobachtung der Benutzer Labor oder echte Arbeitsumgebung Aufzeichnung: Video, Audio (Think-Aloud), Eye-Tracking indirekte Beobachtung: Mitschnitte von Aktionen (z.b. Web-Logs) breiter anwendbar viel Fakten, wenig Hinweise auf Gründe Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 45 / 50

47 A-Posteriori Messungen Messungen nach Auslieferung im Einsatz: Anzahl der Hotline-Anrufe Verkaufsrate siehe oben Speziell fürs Web: Traffic / Netzaufkommen Besucherzahl Anteil der Besucher, die zum Kauf eines Produkts animiert werden konnten Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 46 / 50

48 Zusammenfassung entwickle für den Benutzer entwickle mit dem Benutzer Usability ist entscheidend für den Erfolg des Produktes Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 48 / 50

49 Wiederholungsfragen Wie kann Usability verbessert werden? Wie lässt sich Usability messen? Was sind die Qualitätskriterien von Benutzungsschnittstellen nach EN ISO :1995 (1995)? Erläutern Sie die Aspekte anhand eines konkreten Szenarios. Wie haben Sie diese konkret in Ihrem Projekt umgesetzt? Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 49 / 50

50 Bush 1945 Bush, Vannevar: As We May Think. In: Atlantic Monthly (1945), Juli, S. 101 ff EN ISO : : Ergonomische Anforderungen für Bürotätigkeiten mit Bildschirmgeräten Teil 10: Grundsätze der Dialoggestaltung. Europäische Norm, ISO-Standard ISO : : Ergonomic requirements for office work with visual display terminals (VDTs) Part 11: Guidance on usability. ISO-Standard Rainer Koschke (Uni Bremen) Software-Projekt Wintersemester 2008/09 50 / 50