W
OJSKOWA
A
KADEMIA
T
ECHNICZNA
Warszawa 21.4.2009
K
OMUNIKACJA CZŁOWIEK
-
KOMPUTER
S
PRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR
1:
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji przez uŜytkownika.
Autor:
***
Prowadzący:
Lesław Mrowca
W
OJSKOWA
A
KADEMIA
T
ECHNICZNA
Warszawa 21.4.2009
K
OMUNIKACJA CZŁOWIEK
-
KOMPUTER
S
PRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR
1:
Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji przez uŜytkownika.
Autor:
***
Prowadzący:
Lesław Mrowca
2
1 Warunki badania
1.1 Badanie I
Warunki badania pierwszego:
− tryb pracy ekranu: 80 znaków w wierszu,
− badanie bez tła,
− łańcuchy znaków wyświetlane na dole ekranu,
− duŜe znaki – niemigoczące,
− czas – nieograniczony,
− liczba znaków w łańcuchu N – zmienna,
− liczba łańcuchów M – zmienna, w zaleŜności od liczby znaków N.
1.2 Badanie II
Warunki badania były zmienne, podzielone na dziewięć etapów; kaŜdy z nich bazował na
warunkach z badania pierwszego. Wprowadzone zmiany w stosunku do badania pierwszego to N=4
znaków dla kaŜdego etapu, oraz odpowiednio:
1. Brak innych zmian zmian.
2. Brak tła, łańcuchy w róŜnych miejscach.
3. Tło, łańcuchy w róŜnych miejscach.
4. Tło, łańcuchy w róŜnych miejscach, znaki migoczące.
5. Brak tła, czas dt losowany gd=0.8, gg=3.0.
6. Brak tła, łańcuchy w róŜnych miejscach, czas dt losowany gd=0.8, gg=3.0.
7. Tło, łańcuchy w róŜnych miejscach, czas dt losowany gd=0.8, gg=3.0.
8. Tło, łańcuchy w róŜnych miejscach, znaki migoczące, czas dt losowany gd=0.8, gg=3.0.
9. Wprowadzanie danych przy uŜyciu klawiatury ekranowej.
3
2 Zestawienie wyników
2.1 Badanie I
Dł. łańcucha N
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Liczba łańc. M
70
70
50
50
40
30
30
30
30
30
30
30
30
DTS [s]
1,32
1,79
3,03
4,57
6,77
7,96
9,46
11,78 13,96
15,24
16,26
17,92
20,3
TSR1ZN [s]
0,66
0,6
0,61
0,65
0,75
0,72
0,73
0,79
0,82
0,8
0,77
0,78
0,81
P1
0
0,014
0,02
0,01
0,003
0,02
0,011
0,014 0,008
0,017
0,017
0,018
0,011
PN
0
0,014
0,08
0,06
0,025
0,167
0,1
0,167 0,133
0,2
0,3
0,3
0,233
Wariancja S2 [s]
0,057
0,186 0,651
1,154
2,458
3,449
3,325
13,69 5,771
5,064
8,582
8,476
13,52
Odchylenie S4 [s] 0,238
0,432 0,807
1,074
1,568
1,857
1,824
3,7
2,402
2,25
2,929
2,911
3,677
WAR1ZN [s]
0,0568 0,0466 0,0407 0,032 0,0384 0,0345 0,0231 0,0698 0,0225 0,0156 0,0215 0,0175 0,0235
ODCH1ZN [s]
0,2382 0,2159 0,2017 0,179
0,196 0,1857 0,152 0,2643 0,1501 0,125 0,1465 0,1323 0,1532
DTSUFNL [s]
1,2663 1,6845 2,8093 4,2687 6,2796 7,2941 8,8038 10,458 13,091 14,431 15,213 16,88 18,981
DTSUFNP [s]
1,378 1,8882 3,2567 4,8641 7,2514 8,6232 10,109 13,106 14,839 16,042 17,31 18,964 21,612
S1UFNL [s]
0,0418 0,1369 0,4551 0,8064 1,6538 2,1964 2,1179 8,7194 3,6501 3,2251 5,4657 5,3984 8,6108
S1UFNP [s]
0,0815 0,2685 1,0071 1,7845 4,0313 6,1806 5,9599 24,537 10,463 9,0755 15,381 15,191 24,231
PNUFNL
0
0
0,0048
0
0
0,0333
0
0,0333 0,0117 0,0569 0,136
0,136
0,082
PNUFNP
0
0,0421 0,1552 0,1258 0,0734
0,3
0,2074
0,3
0,255 0,3431 0,464
0,464 0,3847
ALFA
6,49
6,35
4,86
5,69
7,49
6,51
7,37
8,19
9,32
11,05
12,77
9,53
11,22
BETA
8,84
14,59 17,01
31,54
65,98
67,6
91,82 126,58 173,79 235,75 282,56 237,85 314,54
TM
1,303
2,192 3,243
5,238
8,52
9,93
12,027 15,018 18,229 21,003 21,857 24,424 27,592
TETA
1,362
2,296 3,498
5,543
8,814 10,378 12,455 15,453 18,639 21,342 22,121 24,951 28,023
2.2 Badanie II
Nr ćwiczenia
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Dł. łańcucha N
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Liczba łańc. M
50
50
50
50
50
50
50
50
50
DTS [s]
3,34
3,43
3,93
3,66
4,43
4,65
4,28
3,53
4,61
TSR1ZN [s]
0,67
0,69
0,79
0,73
0,89
0,93
0,86
0,71
0,92
P1
0
0,005
0,065
0,005
0,345
0,365
0,355
0,145
0
PN
0
0,02
0,1
0,02
0,4
0,36
0,46
0,18
0
Wariancja S2 [s]
0,611
0,772
0,974
0,678
1,48
0,85
1,78
0,796
1,126
Odchylenie S4 [s]
0,782
0,879
0,987
0,824
1,217
0,922
1,334
0,892
1,061
WAR1ZN [s]
0,0382
0,0483
0,0609
0,0424
0,0925
0,0531
0,1112
0,0498
0,0704
ODCH1ZN [s]
0,1955
0,2197
0,2468
0,2059
0,3042
0,2304
0,3335
0,2231
0,2653
DTSUFNL [s]
3,1239
3,1848
3,6454
3,4363
4,0258
4,3398
3,8272
3,2627
4,3131
DTSUFNP [s]
3,5573
3,672
4,2222
3,8929
4,832
4,9687
4,724
3,79
4,9013
S1UFNL [s]
0,4273
0,5398
0,6692
0,4743
0,9718
0,5514
1,1618
0,5447
0,7872
S1UFNP [s]
0,9456
1,1944
1,5478
1,0496
2,5248
1,4758
3,0626
1,2721
1,7419
PNUFNL
0
0
0,0168
0
0,2642
0,227
0,3219
0,0735
0
PNUFNP
0
0,0588
0,1832
0,0588
0,5358
0,493
0,5981
0,2865
0
ALFA
6,19
5,99
5,34
6,49
5,14
5,17
4,18
4,93
6,29
BETA
26,76
26,29
28,45
30,33
31,61
29,11
21,68
19,65
35,53
TM
4,117
4,171
4,998
4,471
5,747
5,264
4,695
3,7
5,392
TETA
4,321
4,393
5,327
4,675
6,154
5,632
5,181
3,983
5,652
4
3 Analiza statystyczna
3.1 Test zgodności
2
χ
Hipotezy, podstawowa:
0
H (czas wprowadzania łańcucha ma rozkład normalny)
i alternatywna:
1
H (czas wprowadzania łańcucha nie ma rozkładu normalnego)
Przyjmujemy poziom istosności
0, 05
α
=
.
Liczba k odczytana z tablicy rozkładu
2
χ
dla 2 stopni swobody wynosi 5,991. Wobec tego zbiór
krytyczny przyjmuje postać:
5,991;
)
K = 〈
+∞
Obliczenie wartości krytycznej:
Nr klasy i Przedział Ilość ciągów n
a
a+1 (a-x) / s (a+1 -x) /s
F
F + 1
p
N
(n - N)^2/ N
1
do 3,4
5
3,4
-0,24284
0
0,404065 0,404065 20,20325 11,44067
2
do 4,2
11
3,4
4,2 -0,24284 -0,1494 0,404065 0,44062 0,036555 1,827747 46,02946
3
do 4,6
13
4,2
4,6 -0,1494 -0,10268 0,44062 0,45911 0,01849 0,924489 157,7282
4
do 5,8
16
4,6
5,8 -0,10268 0,037485 0,45911 0,514951 0,055841 2,792066 62,48045
5
> 5,8
5
5,8
0,037485
0,514951
1
0,485049 24,25245 15,28328
Suma
50
1
50
292,962
Wartość krytyczna zawiera się w zbiorze krytycznym więc przyjmujemy hipotezę alternatywną.
3.2 Średnia przepustowość uŜytkownika
Średnią przepustowość uŜytkownika wyznaczono przez obliczenie współczynników:
A – liczba znaków wprowadzona na sekundę,
N
A
DTS
=
B – liczba naciśnięć klawiszy na sekundę,
1
TSR1ZN
B =
Obliczenia zostały wykonane dla kaŜdego N:
Dł. łańcucha N
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
B – klaw. na sek. 1,5152 1,6667 1,6393 1,5385 1,3333 1,3889 1,3699 1,2658 1,2195 1,25 1,2987 1,2821 1,2346
A – znak. na sek. 0,7576 1,1173 1,3201 1,3129 1,1817 1,2563 1,2685 1,1885 1,1461 1,1811 1,23 1,2277 1,1823
5
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Dł. łańcucha N
B - klaw na sek
A - znak na sek
3.3 Porównanie DTS
Sprawdzwian wyliczany jest z zaleŜności:
2
2
1
2
1
2
X
Y
S
S
n
n
−
+
i przyjmuje wartości:
Nr ćwiczenia
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Dł. łańcucha N
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Sprawdzian
-17,9869 -17,2955 -18,7669
-19,409 -18,4217 -23,8049 -16,3813
-17,721 -21,4238
Zbiór krytyczny po przyjęciu poziomu istotności
0, 05
α
=
po wykonaniu obliczeń:
( ) 1
2
k
α
Φ
= −
( )
0,975
k
Φ
=
i pod odczytaniu wartości z tablic przyjmuje postać:
(
; 1,96
1,96;
)
−∞ −
〉 ∪ 〈
+∞
Na podstawie czego moŜna wysnuć wniosek, iŜ parametr DTS z badania I nie jest równy na
określonym poziomie ufności dla Ŝadnego ćwiczenia z badania II.
6
4 Wykresy
Histogram dla N=4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
2
2,
4
2,
8
3,
2
3,
6
4
4,
4
4,
8
5,
2
5,
6
6
6,
4
6,
8
7,
2
7,
6
8
8,
4
8,
8
9,
2
9,
6
10
10
,4
Czas [s]
Il
o
ś
ć
Wykres 1 – rozkład ilości ciągów wpisanych w określonym czasie.
TSR1ZN i odchylenie S4
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Dł. łańcucha N
TSR1ZN [s]
Odchylenie S4 [s]
Wykres 2 – średnie czasy naciśnięcia klawisza oraz odchylenia standardowe dla określonych
długości łańcucha.
7
WAR1ZN i ODCH1ZN
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Dł. łańcucha N
WAR1ZN [s]
ODCH1ZN [s]
Wykres 3 – wariancje oraz odchylenia standardowe czasu wprowadzania jednego znaku
w łancuchu.
DTS i przedziały ufności [DTSUFNL, DTSUFNP]
0
5
10
15
20
25
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Dł. łańcucha N
DTS [s]
DTSUFNL [s]
DTSUFNP [s]
Wykres 4 – średnie czasy wprowadzania łancucha wraz z przedziałami ufności.
8
Wariancja S2 i przedziały ufności [S1UFNL, S1UFNP]
0
5
10
15
20
25
30
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Dł. łańcucha N
Wariancja S2 [s]
S1UFNL [s]
S1UFNP [s]
Wykres 5 – wariancje czasu wprowadzania łańcucha wraz z przedziałami ufności.
PN i przedziały ufności [PNUFNL, PNUFNP]
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Dł. łańcucha N
PN
PNUFNL
PNUFNP
Wykres 6 – prawdopodobieństwa błędnego wprowadzenia łańcucha wraz z przedziałami
ufności.
9
5 Wnioski
Test zgodności średnich przeprowadzony w punkcie 3.3 nie wykazał zgodności wartości DTS
między wprowadzaniem ciągów o tej samej długości i przy tych samych warunkach, ale
wykonywanych po dluŜszej przerwie – być moŜe zadecydowało o tym samopoczucie uŜytkownika
podczas wprowadzania danych które mogło się róŜnić.
Zgodnie z oczekiwaniami wraz ze wzrostem długości wprowadzanych ciągów rośnie zarówno
prawdopodobieństwo popełnienia błedów (wykres 6) jak i średni czas wprowadzania (wykres 4).
Charakterystyka zaleŜności DTS od N widoczna na wykresie 4 jest niemal liniowa.
Zgodne z intuicją są takŜe wnioski płynące z wykresu 2 – czas naciśnięcia klawisza rośnie wraz z
długościa ciągów co spowodowane jest trudnością w rozpoznawianiu poszczególnych znaków w
długich napisach. Fakt, Ŝe znaki alfanumeryczne było losowe (nie tworzyły sensownych dla
człowieka wyrazów) powodował konieczność spoglądania co jakiś czas na ekran w celu odczytania
kolejnej serii znaków powodując irytujące dla uŜytkownika „gubienie” tekstu.
Wykres 3 pokazuje niewielką zmianę wariancji i odchylenia czasu wprowadzania jednego znaku
przy zwiększaniu długości ciągów – jest to spowodowane stałą prędkościa wpisywania znaków przez
uzytkownika, zmiana wynika ze stabilizacji wyników przy dłuŜszych ciągach.
Na wykresie 5 widać wzrost wariancji czasu wprowadzania łańcucha wraz ze wzrostem ilości
znaków, wykres ten moŜe jednak być mylący poniewaŜ pokazuje wartości bezwzględne w
sekundach. W celu okreslenia wpływu ilości znaków na tę wartość naleŜałoby wyliczyć wartości
względne.
W przypadku badań z ustawionym limitem czasu zauwaŜalny jest duŜy stopień błędów;
spowodowane jest to niewystarczającą ilością czasu co powodowało pomyłki przy wprowadzaniu
danych – czasami uŜytkownik podczas kończenia wprowadzania danego ciągu nie zdawal sobie
sprawy Ŝe nastąpiła zmiana łańcucha przeznaczonego do wpisywania i naciskał klawisz ENTER.