Современные информационные технологии/ 1. Компьютерная инженерия

Гулина И.Г., Серневич К.О.

Национальный горный университет, г.Днепропетровск, Украина

Математическая модель адаптации в системе «пользователь – компьютерная система»

Постановка проблемы. В связи с развитием аппаратных и программных средств изменяется место и роль человеческого фактора в системах взаимодействия «пользователь-компьютерная система». Стремительный рост парка персональных компьютеров и массовое их использование, расширение рынка программных продуктов и сферы их применения, привели к появлению массового непрофессионального (в области ЭВМ) пользователя, названного конечным пользователем, что, в свою очередь, обусловило существенное повышение требований к адаптивности интерфейсов, как основополагающего фактора эффективного функционирования ЭВМ и компьютерных систем.

Анализ последних исследований. Рассмотрены, проанализированы и систематизированы методы и средства взаимной адаптации в системе «пользователь-компьютерная система».

Постановка задачи. Основную задачу настоящего исследования можно сформулировать как развитие и доработку конструктивной теории и проблемно-ориентированного инструментария формализации и моделирования процессов взаимодействия конечного пользователя и компьютерной системы. Элементы теории и инструментарий ориентированы на решение и оптимизацию задач взаимодействия посредством адаптивного интерфейса с встроенной моделью конечного пользователя, что и позволяет достичь повышения эффективности функционирования адаптивных интерфейсов, создания эффективных адаптивных систем.

Основная часть. Обобщенная модель системы «пользователь-компьютерная система».

В качестве обобщенной модели «пользователь – компьютерная система» может быть рассмотрен функционал вида

K_i=K_i(t, z_вх, z_вых, z_п, z_ф), (1)

где аргументы функции представляют суть элементов модели:

t – интервал времени; z_вх ={g_п, g_с, g_о, g_д, g_оп} – множества входных параметров, которые характеризуют требования пользователя; g_п, g_с – к процессу и среде функционирования модели; g_о – к техническим, программным, информационным, аналитическим и другим способами взаимодействия пользователя с ЭВМ; g_д, g_оп – к взаимодействию и обслуживанию пользователей в интеллектуальной диалоговой системе.

z_вых={b_i=z(t, D_п, D_у, D_а)} – множество выходных параметров; D_у – условия деятельности пользователя; D_п – процессы деятельности пользователей. D_а={D_ау, D_ао} – процессы системной адаптации к потребностям пользователей: те, что произошли – D_ау, а также те, что происходят касательно индивидуальных характеристик пользователя - D_ао.

z_п – характеристики личности класса пользователей;

z_ф – характеристики предметной области и поставленных задач.

Модель пользователя может быть представлена как модель знаний, где элементом есть пара, которая состоит из характеристики и ее значения:

Gn(t)={(G₀s-t, (pr(k), z pr(k)), …, (ps(q), z ps(q))}, (2)

где G₀s-t – наименование пользователя, принадлежащего определенной категории;

pr – наименование k-й профессиональной характеристики пользователя;

ps – наименование q-й психологической характеристики пользователя;

z – значение соответствующих показателей, характеризующих профессиональные или психологические параметры пользователя.

Множество показателей, описывающее пользователя представлено при помощи двух подмножеств: V={N₁, N₂, …, N_n; M₁, M₂, …,M_n},

где (N₁, N₂,…, N_n) – подмножество-набор информационных характеристик конечного пользователя; (М₁, М₂,…, М_n) – подмножество-набор информационных потоков в диалоговой системе. Каждая N_n-ая информационная характеристика может быть представлена функцией вида:

N_k=F(Z,S,W,O,A,K),

где Z – умения пользователя (физические, моторные, лингвистические) и его методы решения задачи; S – характеристики личности (творческие, внимательность, устойчивость к стрессам); W – уровень подготовки для работы с системой; O – причины взаимодействия с системой (цели, мотивации, планы);

A – знания про прикладные отрасли задачи; K – информационный поток по k-ой задаче;

М может задаваться функцией вида: М=f(M₁^{`</sup>, M<sub>2</sub><sup>`}, M₃^{`</sup>, M<sub>4</sub><sup>`}),

где M₁^{`</sup> - информационный поток к объектам, потребляющим информацию; M<sub>2</sub><sup>`} - информационный поток от объектов, поставляющих информацию; M₃^{`</sup> - информационный поток от объектов контроля и управления; M<sub>4</sub><sup>`} - информационный поток как результат решения задачи контроля и управления.

Рассмотрим факторы, влияющие на скорость усвоения информации конечными пользователями. Информация воспринимается пользователем последовательно. При восприятии информации происходит разбивка входного потока данных на отдельные порции. Каждому выделенному набору данных соответствует понятие, образ, что может быть представлено в виде

(G₁, G₂, G₃,…, G_n) ® (g₁, g₂, g₃,…, g_n), (3)

где G_i – набор данных; g_i – понятия (образы).

Информация подается в виде текста, аналитических выкладок, графиков, рисунков. Связи отдельных понятий с контекстом:

N_r ® M_a ® P_r, (4)

где N_r - ситуация до начала и функционированию высказывания;

P_r – ситуация после высказывания M_a.

Рассмотренная обобщенная модель пользователя позволяет сформировать и использовать необходимую математическую базу для проработки вопросов взаимной адаптации: пользователя к системе и системы к пользователю.

Выводы.

Предложена обобщенная модель «пользователь-компьютерная система». Модель пользователя представлена как модель знаний, где элементом есть пара, которая состоит из характеристики и ее значения. Показано, что адаптация пользователя к системе осуществляется в основном за счет методов изучения системы и обучения пользователя.

Список литературы

1.  Кузьмина К.И., Семик Т.М., Карпинка Е.С. Цвет – от средства воздействия к способу управления // Проблемы программирования, 2002, № 1-2, С 454-459.

2. Григорян Р.Д. Необходимость и проблемы построения адаптивного к пользователю компьютера // Проблемы программирования 2002, № 1-2, С 447-453.

3. Paiva A. and Self J. Tagus - a user and learner modeling workbench./, UM95. User Modeling and User-Adapted Interaction, 1995, 4(3), p, 197-226. http://www.informatik.uni-essen.de/UMUAI/home.html