人机交互技术复习题

一单项选择题

1 下述基本人机交互技术中，主要用于输入一个数值的人机交互技术是（C）。

A:定位B:笔划C:定值D:选择E:字符串输入

2 下述人机交互技术中，不属于图形人机交互技术的是（C ）。A:几何约束B:引力场C:语音识别D:橡皮筋技术

3 下列各种模型中，用于描述交互操作的人机交互界面行为模型的是（D）。

A:GOMS模型B:LOTOS模型C: UAN模型D：状态转换网络4 使用从行为模型到结构模型的转换算法得到的人机界面结构模型中，不可能包含的事件类型为（C）。

A:用户事件B:内部事件C:系统事件D:外部事件

5 在将人机界面的行为模型向结构模型转换时，只有在处理（C ）运算符时才会向模型中加入一个终止态。

A: ||| B: [] C: [> D: >>

二基本概念

// 1 简述人机交互的基本能概念和主要研究内容有哪些。

人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面的主要现象进行研究的科学。

人机交互的主要研究内容包括

人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology）

可用性分析与评估（Usability and Evaluation）。

多通道交互技术（Multi-Modal）

认知与智能用户界面（Intelligent User Interface，IUI）

群件（Groupware）

Web设计（Web-Interaction）

移动界面设计（Mobile and Ubicomp）

//2 简述人机交互技术经历了那几个主要阶段？各阶段的主要特点？

语言命令交互阶段：特点是用户以命令行的方式与计算机进行交互。这个阶段是最早期交互阶段。

图形用户界面（GUI）交互阶段：主要特点是桌面隐喻、WIMP 技术、直接操纵和“所见即所得”。

自然和谐的交互阶段：主要特点是使用基于语音、手写体、姿势、视线跟踪、表情等多种输入手段的多通道交互，其目的是使人能以声音、动作、表情等自然方式进行交互操作。// 3 简述人机交互技术有哪些应用领域？

人机交互技术的应用领域几乎涵盖的当前人类社会的所有领域，主要领域包括制造业、教育科研、军事、日常生活、文化娱乐和体育等多个领域。

// 4 简述Norman认知模式的概念，说明认知模式的划分对人机交互系统设计的指导意义。

Norman把认知模式划分为经验认知模式和思维认知模式。其中

经验认知模式是指人在认知活动中能够有效、轻松地观察、操作和响应周围的事件，它要求人应该具备某些专门知识并达到一定的熟练程度。而思维认知模式则指人在认知活动中，需要进行思考、比较和决策，这种认知模式是发明创造的来源，如设计创作等。而人的特点是更容易适应以经验认知模式进行认知的工作方式。

因此认知模式的划分对人机交互系统设计的指导意义主要在于好的人机交互系统应该能够给人提供比较丰富的信息，以帮助人能够以经验认知的模式进行工作。

// 5简述常见认知过程有哪些？

感知和识别：人使用感官从环境中获取信息，并把它转变为对物品、事件、声音和味觉的体验。

注意：是有选择的加工某些刺激而忽视其他刺激的倾向。

记忆：回忆各种知识以便采取适当的行动。

问题解决：一定的情景引起的，按照一定的目标，应用各种认知活动、技能等，经过一系列的思维操作，使问题得以解决的过程。语言处理：语言处理包括阅读、说话和聆听三种形式。不论哪一种形式，所表达的意思是相同的。但人们对阅读、说话和聆听这三种形式的体会是不同的。

/// 6 简述影响人的认知的因素有哪些？

影响认知的因素主要有情感和个性差异两个因素。

情感因素影响人的感知和认知能力。积极的情感使人的思考更有

创造性、解决复杂问题的能力更强，而消极的情感会使人的思考更加片面，还会影响其他方面的感知和认知能力。

人的个性差异分为长期的猜疑、短期的差异和水时间变化的差异。长期的差异包括性别、体力和智力水平；短期的差异包括如心理压力和情感因素对人的影响；随时间变化的差异，如人的年龄等。

这些差异都会对人的认知活动都有着各种各样的影响。

// 7 简述概念模型的概念，设计概念模型的应包括哪两个阶段？

概念模型指的是一种用户能够理解的系统描述，它使用一组集成的构思和概念，描述系统做什么、如何运作、外观如何等。设计概念模型的关键过程应包括如下两个阶段：

了解用户在执行日常任务时的行为；

选择合适的交互方式，并决定采用何种交互形式。

// 8简述人机交互输入模式有哪些？各有何特点？

人机交互输入模式可分为请求模式，采样模式和事件模式三种。

其中请求模式的特点是：在请求模式下，应用程序负责启动输入设备并提出输入请求。需要输入数据时，暂停程序的执行，直到从输入设备接受到请求的输入数据后，才继续执行程序。

采样模式的特点则是输入设备和应用程序独立地工作。输入设备连续不断地把信息输入进来，信息的输入和应用程序中的输入命令无关。应用程序与输入设备同时工作，新的输入数据不断替换以前输入的输入数据。当应用程序遇到取样命令时，读取当

前的输入设备数据。这种模式的优点是对连续的信息流输入比较方便，也可同时处理多个输入设备的输入信息。缺点是当应用程序的处理时间较长时，可能会失掉某些输入信息。

事件模式的特点是输入设备和程序并行工作。输入设备把数据保存到一个输入队列，也称为事件队列，所有的输入数据都保存起来，不会遗失。应用程序随时可以检查这个事件队列，处理队列中的事件，或删除队列中的事件。

// 9简述定位操作的概念和分类。

定位操作主要用来确定平面或空间的一个点的坐标，是交互中最基本的输入技术之一。

定位操作可分为直接定位和非直接定位两种。其中直接定位是指直接指定某个对象的位置，这是一种精确的定位方式。而间接定位是指通过定位设备的运动控制屏幕上的映射光标进行定位，是一种非精确的定位方式。它允许定位的点位于某一个坐标范围内，一般用鼠标等指点设备配合光标来实现。

// 10简述基本的人机交互技术有哪些？各有何特点？

基本的人机交互技术主要有定位、笔划、定值、选择和字符串输入等五项。

定位操作主要用来确定平面或空间的一个点的坐标，是交互中最基本的输入技术之一。

定位操作可分为直接定位和非直接定位两种。其中直接定位是指直接指定某个对象的位置，这是一种精确的定位方式。而间

接定位是指通过定位设备的运动控制屏幕上的映射光标进行定位，是一种非精确的定位方式。它允许定位的点位于某一个坐标范围内，一般用鼠标等指点设备配合光标来实现。

笔划输入用于输入一组顺序的坐标点。它相当于多次调用定位输入，输入的一组点常用于显示折线或作为曲线的控制点。

定值输入是指输入一个数值，可用于用于设置物体旋转角度、缩放比例因子等。

选择是在某个选择集中选出一个元素，通过注视、指点或接触一个对象，使对象成为后续行为的焦点，是操作对象时不可缺少的一部分。

字符串输入是指输入一个字符串，其最常用的输入方式是键盘输入，现在用写字板输入字符也已经很流行。

// 11 简述人机交互界面的分类，并简述图形用户界面的主要思想。

人机交互界面可分为命令行界面、图形用户界面和多通道用户界面三种。

命令行界面是第一代人机界面，其中人被看成操作员，机器只做出被动的反应，人用手操作键盘，输入数据和命令信息，通过视觉通道获取信息，界面输出只能为静态的文本字符。

图形用户界面是第二代人机界面，是一种基于图形方式的人机界面。由于引入了窗口、图标、菜单、按钮和滚动条等交互技术，减少了键盘输入，提高了交互效率。

多通道用户界面在图形用户界面的基础上进一步综合采用视觉、语音、手势等新的交互通道、设备和交互技术，使用户可以利用多个通道以自然、并行、协作的方式进行人机对话，通过整合来自多个通道的、精确的或不精确的输入来捕捉用户的交互意图，提高人机交互的自然性和高效性。

// 12简述图形用户界面的主要思想。

图形用户界面的主要思想包括桌面隐喻、所见即所得和直接操纵

桌面隐喻是指在用户界面中用人们熟悉的桌面上的图例清楚地表示计算机可以处理的能力。

在所见即所得交互界面中，其所显示的用户交互行为与应用程序最终产生的结果是一致的。

直接操纵是指可以把操作的对象、属性、关系显式地表示出来，用光笔、鼠标、触摸屏或数据手套等指点设备直接从屏幕上获取形象化命令与数据的过程。

// 13 图形用户界面设计的一般原则

界面要具有一致性

常用操作要有快捷方式

提供必要的错误处理功能

提供信息反馈

允许操作可逆

设计良好的联机帮助

合理划分并高效地使用显示屏幕

// 14 用于表示一个交互式产品的交互质量特性的属性有哪些？

有效性（Effectiveness）：值产品能否满足用户的功能需求。

效率（Efficiency）：指产品的工作效率。

用户主观满意度（Satisfaction）：用户对所使用产品的满意程度。。// 15 什么是用户体验？用户体验的构成要素有哪些？影响一个交互产品的用户体验的因素有哪些？

用户体验（User Experience，UX）：通常是指用户在使用产品或系统时的全面体验和满意度。

用户体验主要由品牌（Branding）、使用性（Usability）、功能性（Functionality）和内容（Content）等四个方面的因素组成。影响一个交互产品的用户体验的主要因素如下包括：

现有的技术能力和技术水平限制，使得用户必须在现有的UI框架下进行。设计上的创新，但同时有用户接受的风险。开发进度，给带有艺术性的工作带来压力。设计人员对用户需要的理解。

// 16 以用户为中心的界面设计原则有哪些？

Gould、Boies和Lewis于1991年提出了以用户为中心设计的四个重要原则。

及早以用户为中心：设计人员应当在设计过程的早期就致力于了解用户的需要。

综合设计：设计的所有方面应当齐头并进发展，而不是顺次发展，

使产品的内部设计与用户界面的需要始终保持一致。

及早并持续性地进行测试：当前对软件测试的唯一可行的方法是根据经验总结出的方法，即若实际用户认为设计是可行的，它就是可行的。通过在开发的全过程引入可用性测试，可以使用户有机会在产品推出之前就设计提供反馈意见。

反复式设计：大问题往往会掩盖小问题的存在。设计人员和开发人员应当在整个测试过程中反复对设计进行修改。

// 17简述GOMS模型的概念，并简述GOMS模型的是个要素有哪些？

GOMS(Goal, Operator, Method, Selection) 目标操作方法和选择行为模型是交互系统中用来分析用户复杂性的建模技术，用于建立用户行为模型。它采用分治思想，将一个任务进行多层次的细化，通过目标(Goal)、操作(Operator)、方法(Method) 以及选择规则(Selection rule) 四个元素来描述用户行为。

GOMS模型的四个要素

目标：是用户执行任务最终想要得到的结果。

操作：任务分解到最底层时的行为，是用户为了完成任务所必须执行的基本动作。

方法：是描述如何完成目标的过程。用来确定子目标序列及完成目标所需要的操作。

选择规则：是用户要遵守的判定规则，以确定在特定环境下所使用的方法。当有多个方法可供选择时，GOMS中并不认为这

是一个随机选择，而是尽量预测可能会使用哪个方法。

// 18 简述LOTOS模型中定义了哪些基本算符，并简述这些算符的含义。

T1 ||| T2（交替Interleaving）：T1和T2两个任务相互独立执行，可按任意顺序执行，但永远不会同步。

T1 [] T2（选择Choice）:需要在T1，T2中选择一个执行，一旦选择某一个后，必须执行它直到结束，在这中间另一个再无执行机会。任务如何来选择，并没有给出一定的形式化描述。

T1 | [a1,...,an] | T2（同步Synchronization）：任务T1，T2必须在动作（a1,……，an）处保持同步。

T1 [> T2（禁止Deactivation）：一旦T2任务被执行，T1便无效（不活动）。

T1 >> T2（允许Enabling）：当T1成功结束后才允许T2执行。// 19状态转换网络模型中，使用了那些模型元素？

状态转换网络模型中定义了状态和状态之间的迁移两种元素，其中状态可从行为模型中的目标的初始状态得到，状态之间的迁移用来表示事件。模型中，这些事件可分为用户事件(user event)、内部事件和系统响应事件。

// 20 简述人机界面表现模型的概念和逻辑组织

表现模型(PM)描述了用户界面的表现形式，由层次性的交互对象组成。

/// 21 简述Web界面设计原则

以用户为中心

一致性

简洁与明确

体现特色

兼顾不同的浏览器

明确的导航设计

// 22 Web界面要素设计

Web界面规划

文化与语言

内容、风格与布局、色彩设计

文本设计

多媒体元素设计

// 23 Web界面基本设计技术有哪些？

HTML

JavaScript

JavaApplet

服务器端脚本语言

AJAX技术

VRML

Java3D

// 24移动互联网的数据接入方式是影响移动界面设计的另一重要因素，目前也是多种标准并存，主要形式包括

无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）

无线城域网（Wireless Metropolitan Area Network，WMAN）无线个域网（Wireless Personal Area Networks，WPAN）、

高速无线广域网（Wireless Wide Area Networks，WWAN）

卫星通讯。

// 25 简述系统可用性的定义,可用性包含了哪五个方面的特性? 可用性是指特定的用户在特定环境下使用产品并达到特定目标的效力、效率和满意的程度。

可用性并不仅仅与用户界面相关，而是蕴含更广泛的内涵，可以从五个方面去理解可用性，这五个方面集中反映了用户对产品的需求。

有效性（Effective）、效率（Efficient）、吸引力（Engaging）、容错能力（Error Tolerant）和易学习性（Easy to Learn）。

// 26 简述可用性工程的概念，可用性工程的生命周期的有哪些主要阶段？

所谓可用性工程就是改善系统可用性的迭代过程。其目的就是保证最终产品具有完善的用户界面。一个可用性工程的生命周期大体上分为下面几个阶段：

1.了解用户

2.竞争性分析

3.设定可用目标

4.用户参与的设计

5.迭代设计

6.产品发布后工作

// 27简述支持可用性的设计原则有哪些？

1）可学习性

可学习性是指交互系统能否让新手学会如何使用系统，以及如何达到最佳交互效能。支持可学习性的原则包括：可预见性、同步性、熟悉性、通用性、一致性。

2 )灵活性

灵活性体现了用户与系统交流信息方式的多样性，有下列几种原则：可定制性、对话主动性、.多线程、可互换性、可替换性。3）鲁棒性

用户使用计算机的目的是达到某种目标。能不能成功地达到目标和能不能对到达的目标进行评估就体现为交互的鲁棒性。

.可观察性、可恢复性、响应性、任务规范性。

// 28 简述软件可用性评估应该遵循的原则有哪些。

软件可用性评估应该遵循的原则如下：

1）最具有权威性的可用性测试和评估不应该针对专业技术人员，而应该针对产品的用户。对软件可用性的测试和评估，应主要由用户来完成。

2）软件的可用性测试和评估是一个过程，这个过程在产品开发的初期阶段就应该开始。

3）软件的可用性测试必须是在用户的实际工作任务和操作环境下进行。

4）要选择有广泛代表性的用户。

// 29简述软件可用性评估的方法有哪些。

// 1 用户模型法（User Model）

用户模型法是用数学模型来模拟人机交互的过程。这种方法把人机交互的过程看做是解决问题的过程。模型可以预测用户完成任务的时间。这个方法特别适合于无法进行用户测试的情形。在人机交互领域中最著名的预测模型是GOMS模型。

// 2 启发式评估（Heuristic Evaluation）

启发式评估法就是使用一套相对简单、通用、有启发性的可用性原则（即“启发”）来进行可用性评估。

这些启发式可用性原则共有十条：

（1）.系统状态可见性（2.系统与用户现实世界相互匹配（3.用户控制与自由（4）.一致性与标准

（5.错误预防（6.）识别而不是回忆

（7.使用的灵活性与效率（8）.美观而精炼的设计

（9.）帮助用户认识、诊断和修正错误10.帮助和文档

// 3 认知性遍历

认知性遍历认为用户完成一个任务的过程有三步:

1)用户在交互界面上寻找能帮助完成任务的行动方案；

2)用户选择并采用看起来最能帮助完成任务的行动；

3)用户评估系统作出的反馈，判断在任务上的进展情况

// 4用户测试

就是让用户真正去使用软件系统，由试验人员对实验过程进行观察、记录和测量。这种方法可以准确地反馈用户的使用表现，

反映用户的需求，是一种非常有效的方法。

以实验室测试为例，一次用户测试要包括前期准备、测试阶段和测试评价三个部分。

// 5 问卷调查(Questionnaire)

问卷调查的执行过程

1）用户需求分析

2）问卷设计

3）问卷实施及结果分析

// 6 放声思考法(Thinking Aloud )

放声思考法也被称为边做边说法，是一种非常有价值的可用性工程方法。在进行这种测试时用户一边执行任务一边大声地说出自己的想法，采用这种方法能够发现其他测试方法不能发现的问题。实验人员在测试过程中一边观察用户一边记录用户的言行举止，使得实验人员能够发现用户的真实想法。但是这也要求实验人员在进行测试之前明确测试目的，对于不同的测试目的，实验人员在测试过程中扮演的角色是不同的。

// 三应用题

// 1 请绘制出WIMP界面的概念模型，并指出模型的主要元素和各个元素之间的关系。

// 2为一个GOMS模型加入适当的Lotos运算符，使之被扩充为G-U-L模型。P105---P106（表6—6）

// 3 为一个过程建立一个UAN模型。P104---P105（表6-4表6-5）

// 4 已知一人机交互系统人机界面的图形结构，绘制出该系统用户界面的数据结构。P122图6--21

// 5 行为模型向结构模型转换.P118--122