Министерство науки и высшего образования РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» Институт автоматики и вычислительной ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки/специальность: 01.04.02 «Прикладная математика и информатика» Наименование образовательной программы: Математическое и программное обеспечение вычислительных машин и компьютерных сетей Уровень образования: магистратура Форма обучения: очная Рабочая программа дисциплины ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ Блок № дисциплины по учебному плану Блок 1 «Дисциплины (модули)» формируемая участниками образовательных отношений Б1.В.01 Трудоемкость в зачетных единицах 1 семестр – 3 Часов (всего) по учебному плану 108 Лекции 1 семестр – 16 часов Практические занятия Учебным планом не предусмотрены Лабораторные работы 1 семестр – 32 часов Консультации по курсовому проекту/ работе: Самостоятельная работа Учебным планом не предусмотрены Часть образовательной программы 1 семестр – 42 часа включая: РГР Промежуточная аттестация: зачет с оценкой Контроль: зачет с оценкой 1 семестр 22 часа 1 семестр 0,3 часа 1 семестр 17,7 часа Москва 2019 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Цель освоения дисциплины: изучение современных подходов к разработке программного обеспечения, соответствующих языковых и инструментальных средств. Задачи дисциплины: 1. Освоение системных принципов проектирования интерфейсов. 2. Приобретение навыка учета ограничений пользователя, возникающих при реализации ЧМИ. 3. Освоение современных технологий разработки и тестирования ЧМИ. Формируемые у обучающегося компетенции и запланированные результаты обучения по дисциплине, соотнесенные с индикаторами достижения компетенций: Код и наименование компетенции ПК-1 Способен участвовать в проектировании человеко-машинных интерфейсов Код и наименование индикатора достижения компетенции ИД-1ПК-1 Способен разрабатывать концептуальные модели пользователя Запланированные результаты обучения знать: – основы системного подхода при проектировании программного обеспечения; – основные ограничения когнитивных возможностей пользователя; – принципы проектирования концептуальных моделей систем; уметь: – проводить опрос пользователей для анализа требований к системе; – разрабатывать концептуальные модели программных систем; Код и наименование компетенции Код и наименование индикатора достижения компетенции ИД-2ПК-1 Способен разрабатывать перцептивные модели пользователя Запланированные результаты обучения знать: – основные принципы построения перцептивных моделей программных систем; – основные стандарты графических интерфейсов пользователя. уметь: – формировать структуру перцептивных моделей; – пользоваться современными средствами создания графических интерфейсов пользователя; 2. МЕСТО ПРОГРАММЫ ВО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ Дисциплина относится к вариативной части блока дисциплин основной профессиональной образовательной программы магистратуры «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин и компьютерных сетей» по направлению подготовки 01.04.02 «Прикладная математика и информатика». Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Современные компьютерные технологии» и «Теория систем и управления». Результаты образования, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении следующих дисциплин: «Мобильные и сетевые приложения», «Проектирование программного обеспечения автоматизированных систем» и «Программное обеспечение интеллектуальных систем». 3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 3.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов. 1 1 2 3 4 5 6 2 Системные принципы проектирования человекомашинных интерфейсов Когнитивные ограничения пользователя Принципы проектирования концептуальных моделей системы Режимы и монотонность Принципы проектирования и отладки перцептивных моделей пользователя Зачет Итого Семестр п/п Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам) Всего часов на раздел № Распределение трудоемкости раздела (в часах) по видам учебной работы 3 4 5 8 1 6 аудиторная лк пр лаб конс. 6 7 8 Иные виды конт. работ 9 Содержание самостоятельной работы (с указанием № источника по рабочей программе и страниц или § в нем) СРС 10 11 4 4 [1]: разделы 1.1-1.6 1 2 4 [2]: стр. 23, 25-28, 41-43, 94-96, 10107. 30 1 4 14 12 П1 расчетного задания 18 1 2 4 12 П2 расчетного задания 28 1 4 14 10 П3 расчетного задания 18 1 0,3 17,7 Согласно экзаменационной программе 108 1 0,3 59,7 16 0 32 0 3.2 Краткое содержание разделов 1 семестр 1. Системные принципы проектирования человеко-машинных интерфейсов Базовая модель пользователя «человек в среде». Основные задачи человека в среде. Адаптация человека к среде. Методы адаптации. Агрессивные среды. Понятие дружественных сред. Программная система как среда. Основные задачи пользователя. Методы адаптации в программных системах. Обобщенная модель восприятия и анализа объектов среды. Когнитивная интерпретация понятия информации и модели. Понятие объекта и его функции. Функциональные критерии качества систем. Виды и схемы системной деятельности пользователя. Общая методика сбора информации в среде и ее учет при проектировании интерфейсов. Виды моделей системы. Понятие знака. Знаковые системы. Виды знаковых систем и их использование в программных системах. Сравнительные характеристики логических и графических интерфейсов пользователя. 2. Когнитивные ограничения пользователя Когнитивные ограничения на сложность моделей. Иерархия как метод усложнения структур систем. Сознательная и бессознательная деятельность человека. Учет сознательной и бессознательной деятельности пользователя при проектировании программных систем. Привычка и ее влияние на работу пользователя. Реакция пользователя на сообщения системы. Фокус внимания и его учет при проектировании программных систем. Проблемы при переключении фокуса внимания. Интерференция фокуса внимания. Эффективность, как критерий оценки программных систем и классификации пользователей. Дихотомия «профессионал-любитель». 3. Принципы проектирования концептуальных моделей системы. Назначение концептуальной модели системы и ее структура. Построение модели пользователя и его социальных задач. Структура объектов пользователя. Технологическая структура пользователя. Структура инструментов пользователя. Функциональные требования к концептуальной модели системы. Учет когнитивных ограничений при проектировании концептуальной модели пользователя. 4. Режимы и монотонность Жест и диапазон жеста. Режимы и их учет при проектировании программных систем. Квазирежимы. Выпадающие и циклические меню. Монотонность интерфейсов. Принцип унификации при проектировании интерфейсов. Проблемы адаптации интерфейсов под уровень квалификации пользователя. Пользовательские настройки и адаптивные меню как режимы. Команды в интерфейсах. Использование моделей «объект – действие» и «действие – объект» при проектировании интерфейсов. Базовые структуры данных и механизмы поиска информации в программных системах. 5. Принципы проектирования и отладки перцептивных моделей пользователя Принципы снижения агрессивности графической среды. Поиск объектов в пространстве системы. Понятия видимости и узнаваемости объектов. Средства повышения видимости объектов. Структурность и модульность интерфейсов. Учет эргономических ограничений пользователя при разработке графических интерфейсов. Законы Фитса и Хика и их использование при проектировании интерфейсов. Квантификация интерфейсов. Модель GOMS. Отладка интерфейсов. Прототипы. 3.3. Темы практических занятий / семинаров 1 семестр Практические занятия учебным планом не предусмотрены. 3.4. Темы лабораторных работ 1 семестр 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Разработка концептуальной модели браузера (4 часа). Разработка концептуальной модели текстового редактора (4 часа). Оценка когнитивных параметров модели браузера (4 часа). Оценка когнитивных параметров модели текстового редактора (4 часа). Разработка прототипа графической модели браузера (4 часа). Разработка прототипа графической модели текстового редактора (4 часа). Тестирование модели браузера (4 часа). Тестирование модели текстового редактора (4 часа). Защита расчетного задания (4 часа). 3.5. РГР Тип РГР: расчетное задание. Тематика расчетных заданий 1 семестр Разработать концептуальную модель программной системы общего назначения: 1. Антивирусная программа. 2. Блог-система. 3. Видео форум (аналог YouTube). 4. Любительская система для прослушивания аудиофайлов. 5. Любительская система для просмотра фильмов. 6. Любительская система для публикации и просмотра фото слайдов. 7. Новостная система. 8. Операционная система. 9. Органайзер. 10. Офисная библиотечная система. 11. Офисная система для подготовки и представления презентаций. 12. Офисная система оцифровки текста. 13. Офисная СУБД. 14. Офисный графический редактор. 15. Офисный текстовый редактор. 16. Почтовая система. 17. Система математического моделирования (аналоги MathCad или MathLab). 18. Система для перевода с одного языка на другой. 19. Система загрузки файлов из Интернета. 20. Системы социальных сетей (аналоги «В контакте», «Одноклассники», «Мой мир» и т.п.). 21. Табличный процессор. 22. Электронная энциклопедия. 23. Электронный словарь. 24. Модели сайтов различного назначения. 3.6. Темы курсовых проектов или курсовых работ 1 семестр Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен. 3.7. Соответствие разделов дисциплины и формируемых в них компетенций (1 семестр) Номер и наименование результатов образования по дисциплине (в соответствии с разделом 1) Знать: основы системного подхода при проектировании программного обеспечения основные ограничения когнитивных возможностей пользователя принципы проектирования концептуальных моделей систем основные принципы построения перцептивных моделей программных систем; основные стандарты графических интерфейсов пользователя. Уметь: проводить опрос пользователей для анализа требований к системе; разрабатывать концептуальные модели программных систем; формировать структуру перцептивных моделей; пользоваться современными средствами создания графических интерфейсов пользователя; Коды индикаторов ИД-1ПК-1 Номер раздела дисциплины (в соответствии с п. 3.1) 1 2 3 4 Устный опрос Устный опрос Х ИД-1ПК-1 Х ИД-2ПК-1 Х ИД-1ПК-1 Х ИД-1ПК-1 Х ИД-2ПК-1 П2 расчетного задания Х ИД-2ПК-1 Х П3 расчетного задания Х Устный опрос Устный опрос Х Х ИД-2ПК-1 Всего часов на раздел дисциплины (в соответствии с п.4.1) 5 Х ИД-1ПК-1 Х 8 Формы контроля 6 30 18 28 П2 расчетного задания П3 расчетного задания Защита расчетного задания, зачет. 4. КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБРАЗОВАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (ТЕКУЩИЙ КОНТРОЛЬ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНАЯ АТТЕСТАЦИЯ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ) 4.1. Текущий контроль успеваемости по дисциплине: Контроль результатов образования проводится в виде защит лабораторных работ и этапов расчетного задания. Балльно-рейтинговая структура дисциплины приведена в приложении А. 4.2. Промежуточная аттестация по дисциплине: 1 семестр Зачет с оценкой. В приложение к диплому выносится оценка за 1 семестр. Оценка определяется по совокупности результатов текущего контроля успеваемости в соответствии с Положением о балльно-рейтинговой системе для студентов НИУ «МЭИ». 5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 5.1 Печатные и электронные издания: 1. Раскин Дж., Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем, –М.: Символ-Плюс, 2005. – 272 с. 2. Солсо Р., Когнитивная психология, –6-е изд. – СПб.: Питер, 2011, 592 с. 3. Купер А., Рейман Р., Кронин Д., Алан Купер об интерфейсе. Основы проектирования взаимодействия. Символ-Плюс, 2009, 688 с. 4. Тидвелл Дж. Разработка пользовательских интерфейсов. Питер, 2008, 416 с. 5. Норман Д., Дизайн привычных вещей, –М.: Вильямс, 2006, 284 с. 6. Торрес Р., Практическое руководство по проектированию и разработке пользовательского интерфейса. –М.: Вильямс, 2002, 400 с. 7. Алфимцев А., 25 упражнений по юзабилити, LAP Lambert Academic Publishing, 2014, 108 с. 5.2 Лицензионное и свободно распространяемое программное обеспечение: Microsoft Windows 10; Microsoft Office 365; Microsoft Visio 2013 (и выше). 5.3 Интернет-ресурсы, включая профессиональные базы данных и информационносправочные системы: 1. В.В Головач, Дизайн пользовательского интерфейса: искусство мыть слона.http://uibook2.usethics.ru/; 2. Usability. http://www.usability.ru/, сайт по эргономике пользовательских интерфейсов http://usethics.ru/lib. 3. Хабрахабр. http://habrahabr.ru/blogs/ui/, библиотека статей по интерфейсам. 4. Документация по организации интерфейса пользователя фирмы Apple. http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/UserExperience/Conceptual/AppleHIGuide lines/XHIGIntro/XHIGIntro.html 5. Документация по организации интерфейса http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa511258.aspx пользователя фирмы Microsoft. 6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для материально-технического обеспечения дисциплины используются учебные аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов, а также компьютерные классы, оснащенные современной компьютерной техникой для выполнения лабораторных работ. ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: Ст. преподаватель, к.т.н., доцент (должность, ученая степень, ученое звание) С.И. Кружилов (подпись) (расшифровка подписи) (подпись) (расшифровка подписи) (подпись) (расшифровка подписи) (подпись) (расшифровка подписи) Заведующий кафедрой ПМИИ, д.т.н., профессор (название кафедры) А.П. Еремеев Руководитель образовательной программы доцент, к.т.н., доцент (должность, ученая степень, ученое звание) М.М. Маран СОГЛАСОВАНО: Заведующий кафедрой ПМИИ, д.т.н., профессор (название кафедры) А.П. Еремеев Приложение А БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ Проектирование человеко-машинных интерфейсов (название дисциплины) 5 семестр Перечень контрольных мероприятий текущего контроля успеваемости по дисциплине: КМ-1 КМ-2 КМ-3 КМ-4 Определение целевой группы системы и сценариев ее деятельности Разработка концептуальной модели системы Разработка перцептивной модели системы Оформление и защита расчетного задания Вид промежуточной аттестации – зачет с оценкой
