plik

W O J S K O W A A K A D E M I A T E C H N I C Z N A

im. Jarosława Dąbrowskiego

LABORATORIUM KOMUNIKACJI CZŁOWIEK-KOMPUTER

S P R A W O Z D A N I E

Z Ć W I C Z E N I A L A B O R A T O R Y J N E G O

nr 1

Temat ćwiczenia:

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania
informacji przez użytkownika

Prowadzący:

dr hab. inż. Antoni Donigiewicz

Grupa:
Sprawozdanie wykonał:

Data wykonania ćwiczenia: 20.04.2009 & 30.04.2009

1. Warunki badania:

2. Wykorzystane oznaczenia:

3. Sposób wyznaczania średniej przepustowości użytkownika:

Średnią liczbę znaków wprowadzanych w jednostce czasu (LZW) zdefiniowano jako

stosunek długości wprowadzanego łańcucha znaków (N) do średniego czasu wymaganego na
jego wprowadzenie (DST).

Średnią liczbę znaków naciśnięć klawiszy przez operatora zdefiniowano jako odwrotność

średniego czasu naciśnięcia klawisza w łańcuchu n-znakowym (TSR1ZN).

Wykonane obliczenia zostały zaprezentowane w tabelach zawierających wyniki

pomiarów, jak również na załączonych wykresach.

Warunki badania I
Nr badania

Tryb pracy ekranu [liczba znaków w wierszu]

Tło

NIE

Miejsce wyświetlania łańcuchów znaków

Rozmiar znaków

Małe

Migoczące znaki

NIE

Liczba znaków w łańcuchu

Liczba łańcuchów w badaniu

Następny łańcuch wyświetlany po wprowadzeniu poprzedniego

TAK

Warunki badania II
Nr badania

9**

Tryb pracy ekranu [liczba znaków w wierszu]

Tło

NIE

TAK

NIE

TAK

NIE

Miejsce wyświetlania łańcuchów znaków

Losowe Losowe Losowe

Rozmiar znaków

Małe

Migoczące znaki

NIE

TAK

NIE

TAK

NIE

Liczba znaków w łańcuchu

Liczba łańcuchów w badaniu

Następny łańcuch wyświetlany po wprowadzeniu poprzedniego

TAK

NIE*

TAK

* - Czas dt losowany (gd=0.8, gg=3.0)
** - Badanie z wykorzystaniem klawiatury ekranowej

Środek
Ekranu

Oznaczenia

Nazwa

Opis

DTS

Średni czas wprowadzania łańcucha n-znakowego [s]

TSR1ZN

Średni czas naciśnięcia klawisza w łańcuchu n-znakowym

Prawdopodobieństwo błędnego wprowadzenia jednego znaku łańcuchu n-znakowym

Prawdopodobieństwo błędnego wprowadzenia łańcucha n-znakowego

Wariancja S2

Wariancja czasu wprowadzenia łańcucha n-znakowego

Odchylenie S4

Odchylenie standardowe czasu wprowadzania łańcucha n-znakowego

WAR1ZN

Wariancja czasu wprowadzenia jednego znaku w łańcuchu

ODCH1ZN

Odchylenie standardowe czasu wprowadzenia jednego znaku w łańcuchu

DTSUFNL, DTSUFNLP

Przedział ufności dla średniego czasu wprowadzenia łańcucha n-znakowego

S1UFNL, S1UFNP

Przedział ufności dla wariancji czasu wprowadzenia łańcucha n-znakowego

PNUFNL, PNUFNP

Przedział ufności dla prawdopodobieństwa błędnego wprowadzenia łańcucha n-znakowego

ALFA

Współczynnik jednorodności przepustowości operatora

BETA

Względny rozmiar zadania

Czas, dla którego gęstość rozkładu jest maksymalna

TETA

Charakterystyczny, średni czas realizacji zadania [mediana]

LZW

Średnia liczba znaków wprowadzonych przez operatora w jednostce czasu

LNK

Średnia liczba naciśnięć klawiszy przez operatora w jednostce czasu

4. Wyniki przeprowadzonych badań:

BADANIE I
Nr badania

N – Długość łańcucha

M – liczba łańcuchów

DTS [s]

1.46

2.08

3.48

5.24

7.11

7.90

10.58

12.67

13.86

16.47

16.93

19.86

21.73

TSR1ZN [s]

0.73

0.69

0.70

0.75

0.79

0.72

0.81

0.84

0.82

0.87

0.81

0.86

0.87

0.014

0.000

0.005

0.027

0.000

0.014

0.000

0.004

0.000

0.005

0.003

0.007

0.014

0.000

0.020

0.060

0.000

0.100

0.000

0.067

0.000

0.100

0.067

0.133

Wariancja S2 [s]

0.224

0.280

0.897

3.726

3.740

2.317

4.654

6.085

4.579

6.042

6.178

8.481

29.048

Odchylenie S4 [s]

0.473

0.529

0.947

1.930

1.934

1.522

2.157

2.467

2.140

2.458

2.486

2.912

5.390

WAR1ZN [s]

0.2239 0.0701 0.0561 0.1035 0.0584 0.0232

0.0323

0.0310

0.0179

0.0186

0.0154

0.0175

0.0504

ODCH1ZN [s]

0.4732 0.2647 0.2368 0.3217 0.2417 0.1522

0.1798

0.1762

0.1337

0.1366

0.1243

0.1324

0.2246

DTSUFNL [s]

1.3533 1.9537 3.2155 4.7012 6.5122 7.3557

9.8066

11.7833 13.0903 15.5871 16.0422 18.8172 19.8013

DTSUFNP [s]

1.5750 2.2017 3.7405 5.7821 7.7108 8.4450 11.3507 13.5487 14.6217 17.3462 17.8211 20.9015 23.6587

S1UFNL [s]

0.1648 0.2063 0.6271 2.5961 2.5161 1.4755

2.9644

3.8753

2.9162

3.8479

3.9347

5.4016

18.5011

S1UFNP [s]

0.3216 0.4026 1.3878 5.7924 6.1331 4.1521

8.3419

10.9050

8.2062

10.8279 11.0724 15.2002 52.0623

PNUFNL

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

0.0117

PNUFNP

0.0421 0.0000 0.0588 0.1258 0.0000 0.0000

0.2074

0.0000

0.1559

0.0000

0.2074

0.1559

0.2550

ALFA

4.02

4.93

5.61

4.60

5.14

6.67

7.80

6.86

8.60

9.29

8.62

9.26

7.55

BETA

5.86

12.55

24.95

28.49

46.14

65.73

113.32

110.76

156.54

208.43

189.73

249.01

224.93

1.311

2.366

4.194

5.696

8.384

9.445

14.078

15.519

17.733

21.950

21.440

26.281

28.807

TETA

1.457

2.547

4.445

6.191

8.977

9.852

14.526

16.153

18.200

22.448

22.002

26.880

29.785

LZW

0.68

0.96

1.15

1.13

1.27

1.13

1.10

1.15

1.09

1.18

1.11

1.10

LNK

1.37

1.45

1.43

1.33

1.27

1.39

1.23

1.19

1.22

1.15

1.23

1.16

1.15

BADANIE II
Nr badania

N – Długość łańcucha

M – liczba łańcuchów

DTS [s]

2.77

3.31

4.06

3.33

4.49

4.85

4.73

3.54

5.75

TSR1ZN [s]

0.55

0.66

0.81

0.67

0.90

0.97

0.95

0.71

1.15

0.005

0.025

0.030

0.020

0.205

0.350

0.250

0.180

0.015

0.020

0.060

0.260

0.460

0.320

0.240

0.040

Wariancja S2 [s]

0.656

0.999

1.813

0.810

0.900

0.816

2.341

0.684

1.655

Odchylenie S4 [s]

0.810

1.000

1.347

0.900

0.949

0.903

1.530

0.827

1.286

WAR1ZN [s]

0.0410 0.0625 0.1133 0.0506 0.0562 0.0510

0.1463

0.0428

0.1034

ODCH1ZN [s]

0.2025 0.2499 0.3366 0.2250 0.2371 0.2258

0.3825

0.2068

0.3216

DTSUFNL [s]

2.5447 3.0258 3.6801 3.0751 4.2000 4.5370

4.2396

3.2934

5.3985

DTSUFNP [s]

2.9937 3.5856 4.4420 3.5792 4.7880 5.1630

5.2258

3.7937

6.1115

S1UFNL [s]

0.4588 0.6964 1.2592 0.5646 0.6054 0.5265

1.5531

0.4643

1.1567

S1UFNP [s]

1.0152 1.5538 2.8336 1.2598 1.4756 1.4317

3.9271

1.1069

2.5595

PNUFNL

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.1384 0.3219

0.1907

0.1216

0.0000

PNUFNP

0.0588 0.1258 0.1258 0.1258 0.3816 0.5981

0.4493

0.3584

0.0943

ALFA

4.04

4.22

4.17

4.68

5.34

2.68

2.43

6.15

6.68

BETA

12.86

15.83

20.68

17.74

29.56

13.16

11.41

28.11

47.92

2.867

3.405

4.493

3.495

5.195

4.006

3.700

4.352

6.881

TETA

3.184

3.752

4.961

3.789

5.537

4.916

4.686

4.572

7.177

LZW

1.44

1.21

0.99

1.20

0.89

0.82

0.85

1.13

0.70

LNK

1.82

1.52

1.23

1.49

1.11

1.03

1.05

1.41

0.87

5. Analiza statystyczna otrzymanych wyników:

5.1. Za pomocą testu zgodności χ

sprawdzić czy czas wprowadzenia łańcucha n-

znakowego ma rozkład normalny.

Test zgodności χ

został przeprowadzony zgodnie z podręcznikiem „Metody probabilistyczne

w ujęciu praktycznym” autorstwa Panów Marka Cieciury i Janusza Zacharskiego. Przyjęto
następujące hipotezy:

Hipoteza zerowa H

Czas wprowadzania łańcucha czteroznakowego ma
rozkład normalny.

Hipoteza alternatywna H

Czas wprowadzania łańcucha czteroznakowego nie ma
rozkładu normalnego.

Weryfikacja powyższych hipotez w oparciu o test χ

przebiega następująco:

1. Pobraną próbę (liczną,

n≥80

) prezentujemy w r-klasowym szeregu rozdzielczym:

Pierwsza i ostatnia klasa szeregu rozdzielczego powinny mieć postać

=  −∞

, a



= 

, ∞ 

i do każdej z nich powinno należeć

co najmniej 5 elementów próby. Do pozostałych klas powinno należeć
co najmniej 10 elementów próby. Klas nie może być mniej niż cztery.

Utworzono 5 klas spełniających powyższe ograniczenia:

2. Przyjmujemy, że hipoteza H

jest prawdziwa, obliczamy

prawdopodobieństwa przynależności elementu badanej próby do

poszczególnych klas i wartość sprawdzianu

∑

i=1



−



3. Wyznaczamy zbiór krytyczny prawostronny K = < k ;

∞

) , k

wyznaczamy z tablicy rozkładu χ

z r-3 stopniami swobody i dla

prawdopodobieństwa



równego obranemu poziomowi istotności.

Na podstawie uzyskanych wyników,w nioskujemy o przyjęciu
lub odrzuceniu hipotezy H

Histogram

LP.

Ilość

0.00

2.00

2.13

2.25

2.38

2.50

2.63

2.75

2.88

3.00

3.13

3.25

3.38

3.50

3.63

3.75

3.88

4.00

4.13

4.25

4.38

4.50

4.63

4.75

4.88

5.00

5.13

5.25

5.38

5.50

5.63

5.75

5.88

6.00

6.13

6.25

6.38

6.50

6.63

6.75

6.88

7.00

7.13

7.25

7.38

Test Chi Kwadrat

Klasa

- Inf

2.63

- Inf

-0.92

0.18

2.63

3.13

-0.92

-0.38

0.18

0.35

3.13

3.5

-0.38

0.02

0.35

0.51

3.5

4.63

0.02

1.23

0.51

0.89

4.63

Inf

1.23

Inf

0.89

< a

, a

i+1

< a

, a

i+1

Znormalizowane

< Φ(a

Φ(a

i+1

) >

0.18

8.99

0.44

0.17

8.63

2.21

0.16

7.75

2.33

0.38

19.18

3.49

0.11

5.44

0.45

- np

)

/np

8.92

Poziom istotności :

0.05

Krytyczny poziom istotności :

5.99

ZBIÓR KRYTYCZNY :

5.99

Inf

Odrzucamy hipotezę H0
Czas wprowadzania łancucha znakowego o długości n=4 nie ma rozkładu normalnego

5.2. Testem dla dwóch średnich porównać DTS w badaniach I i II dla tych samych

wartości n.

Jako hipotezę zerową H0 przyjęto, że wartości oczekiwane badanych charakterystyk są
sobie równe. Hipoteza alternatywna głosi, że wartości oczekiwane badanych
charakterystym są różne od siebie.

Porównanie DTS zrealizowano wykorzystując następujący test:

Wyniki analizy przedstawiono w następującej tabeli:

6. Wykresy:

Test dla dwóch średnich
Porównanie DTS

4.03

0.87

-2.49

0.81

-5.33

-7.4

-4.91

-0.34

-10.05

Poziom istotności :

0.05

Liczba k (Test 18) :

0.84

Przyjmujemy hipotezę H0?

TAK

NIE

TAK

NIE

TAK

ZBIÓR KRYTYCZNY :

< -Inf ;

-0.84

> U <

0.84

Inf >

Histogram dla N=4

Czas [s]

Ilo

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50

TSR1ZN i odchylenie S4

TSR1ZN [s]

Odchylenie S4 [s]

Dł. łańcucha N

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

0.4000

0.4500

0.5000

WAR1ZN i ODCH1ZN

WAR1ZN [s]

ODCH1ZN [s]

Dł. łańcucha N

0.0000

2.0000

4.0000

6.0000

8.0000

10.0000

12.0000

14.0000

16.0000

18.0000

20.0000

22.0000

24.0000

DTS i przedziały ufności [DTSUFNL, DTSUFNP]

DTS [s]

DTSUFNL [s]

DTSUFNP [s]

Dł. łańcucha N

0.0000

8.0000

16.0000

24.0000

32.0000

40.0000

48.0000

56.0000

Wariancja S2 i przedziały ufności [S1UFNL, S1UFNP]

Wariancja S2 [s]

S1UFNL [s]

S1UFNP [s]

Dł. łańcucha N

0.0000

0.0200

0.0400

0.0600

0.0800

0.1000

0.1200

0.1400

0.1600

0.1800

0.2000

0.2200

0.2400

0.2600

PN i przedziały ufności [PNUFNL, PNUFNP]

PNUFNL

PNUFNP

Dł. łańcucha N

0.00

0.15

0.30

0.45

0.60

0.75

0.90

1.05

1.20

1.35

1.50

LZW i LNK dla Badania I

LZW

LNK

Dł. łańcucha N

7. Wnioski:

Z testu zgodności χ

wynika, że czas wprowadzania łańcucha n-znakowego nie ma

rozkładu normalnego, jednak test był przeprowadzony na próbie mniejszej niż zalecana. W
celu uzyskania bardziej wiarygodnych wyników zaleca się powtorzenie testu dla większej
próby, lub zastosowanie innego testu, np. testu Saphiro-Wilka.

Należy wspomnieć, że w trakcie wykonywania badania nie wystąpiło zjawisko

migotania znaków na ekranie, co odbiło się na otrzymanych wynikach. Wynika to
najprawdopodobniej z charakterystyki dostępnego w pracowni sprzętu komputerowego oraz
faktu, że jest on obsługiwany przez wirtualne maszyny. Wymienione okoliczności mogły się
również odbić na losowości podawanych ciągów jak i umiejscowieniu ciągów znakowych na
ekranie w trybie ich losowania oraz długości losowanego czasu przeznaczonego na ich
wpisanie.

9**

0.00

0.15

0.30

0.45

0.60

0.75

0.90

1.05

1.20

1.35

1.50

1.65

1.80

LZW i LNK dla Badania II

LZW

LNK

Nr badania