WOJSKOWA AKADEMIA TECHICZNA

KOMUNIKACJA CZŁOWIEK-KOMPUTER

Temat: Badanie charakterystyk jakości wprowadzania

informacji przez użytkownika.

Autor: Adrian Myśliwiec

Grupa: I8G1S1

1.Warunki badania

Ćwiczenie 1:

1.Tryb pracy ekranu	40 znaków
2. Badanie	Bez tła
3. Miejsce wyświetlania łańcuchów:	Ustalone na dole ekranu
4.Znaki	Bez migotania
5.Wielkość znaków:	Znaki duże
6.Czas dt:	Nie może być losowany
7. Liczba znaków:	N=1,2,4…12

Ćwiczenie 2:

Numer badania	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Tło	Nie	Nie	Tak	Tak	Nie	Nie	Tak	Tak	Nie
Migotanie znaków	Nie	Nie	Tak	Nie	Nie	Nie	Nie	Tak	Nie
Wielkość znaków	Znaki duże
Czas dt	Po poprzednim	losowany gd=0.8 gg=3.0	Po porzednim
Tryb pracy ekranu	40 znaków
Liczba znaków	4
Miejsce wyświetlania znaków	Dół	Różne	Różne	Różne	Dół	Różne	Różne	Różne	Dół

2.Zestawienie wyników

Ćwiczenie pierwsze:

Nr BADANIA	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
N	1	2	4	5	6	7	8	9	10	11	12
M	70	70	50	50	50	40	40	40	30	30	30
DTS	0,94	1,23	3,11	4,01	3,26	3,52	4,05	4,3	5,55	5,71	6,29
TSR1ZN	0,47	0,41	0,62	0,67	0,47	0,44	0,45	0,43	0,5	0,48	0,48
P1	0	0,014	0,1	0,004	0,007	0,057	0,009	0,003	0,047	0,033	0,806
PN	0	0,029	0,04	0,02	0,04	0,2	0,125	0,025	0,133	0,133	1
WARIANCJA.S4	0,035	0,112	0,368	0,728	0,477	1,011	0,746	0,676	3,848	0,81	3,131
ODCHYL.S4	0,186	0,334	0,607	0,853	0,69	1,005	0,864	0,822	1,962	0,9	1,769
WAR1ZN	0,0345	0,0279	0,023	0,0291	0,0132	0,,0206	0,0117	0,0083	0,0385	0,0067	0,0217
ODCH1ZN	0,1857	0,1672	0,1516	0,1707	0,1151	0,1436	0,108	0,0913	0,1962	0,0818	0,1474
DTSUFNL	0,8965	1,1552	2,9407	3,772	3,0666	3,2053	3,7753	4,0405	4,806	5,3806	5,6049
DTSUFNP	0,9835	1,3119	3,2769	4,2452	3,4494	3,8447	4,3247	4,55	6,2858	6,0359	6,9651
S1UFNL	0,0254	0,0823	0,2572	0,5092	0,3333	0,6737	0,4976	0,4546	2,3979	0,5125	1,9356
S1UFNP	0,0496	0,1606	0,5691	1,1269	0,7375	1,682	1,2423	1,108	7,1558	1,4692	5,9041
PNUFNL	0	0	0	0	0	0,076	0,0225	0	0,0117	0,0117	1
PNUFNP	0	0,0676	0,0943	0,0588	0,0943	0,324	0,2275	0,0734	0,255	0,255	1
ALFA	6,58	5,04	5,9	5,35	6,81	6,31	6,61	6.94	5,59	9,03	6,32
BETA	6,32	6,26	21,33	24,08	28,99	29,24	33,42	36,85	39,46	69,66	52,3
TM	0,92	1,158	3,428	4,226	4,089	4,421	4,846	5,103	6,653	7,533	7,903
TETA	0,961	1,243	3,615	4,503	4,259	4,633	5,058	5,307	7,054	7,713	8,281
Średnia liczba znaków	1,06383	1,626016	0,96463	0,997506	1,533742	1,704545	1,728395	1,860465	1,621622	1,751313	1,748808
Średnia liczba naciśnięć	2,12766	2,439024	1,612903	1,492537	2,12766	2,272727	2,222222	2,325581	2	2,083333	2,083333

Średnią liczbę znaków wprowadzanych w jednostce czasu zdefiniowałem jako

stosunek długości wprowadzanego łańcucha znaków (N) do średniego czasu wymaganego na

jego wprowadzenie (DST).

Średnią liczbę znaków naciśnięć klawiszy przez operatora zdefiniowałem jako odwrotność

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

Wykonane obliczenia zostały zaprezentowane w tabelach zawierających wyniki pomiarów.

Ćwiczenie drugie:

Nr BADANIA	1	2	3	4	5	6	7	8
N	4	4	4	4	4	4	4	4
M	50	50	50	50	50	50	50	50
DTS	1,93	2,11	2,03	4,83	4,88	6,16	5,18	4,04
TSR1ZN	0,39	0,42	0,41	0,97	0,98	1,23	1,04	0,81
P1	0,005	0,32	0,01	0,17	0,17	0,425	0,28	0,005
PN	0,04	0,42	0,04	0,24	0,24	0,5	0,36	0,02
WARIANCJA.S4	0,111	0,253	0,209	1,41	0,824	2,579	1,119	0,58
ODCHYL.S4	0,334	0,503	0,458	1,187	0,908	1,606	1,058	0,762
WAR1ZN	0,007	0,0158	0,0131	0,0881	0,0515	0,1612	0,07	0,0362
ODCH1ZN	0,0834	0,1258	0,1144	0,2969	0,2269	0,4015	0,2645	0,1904
DTSUFNL	1,8403	1,9458	1,9075	4,4545	4,6097	5,5392	4,8264	3,8221
DTSUFNP	2,0271	2,2793	2,1613	5,1999	5,1522	6,7739	5,5377	4,2485
S1UFNL	0,0775	0,1663	0,1464	0,9444	0,5613	1,5947	0,7308	0,4041
S1UFNP	0,1729	0,432	0,324	2,3291	1,3242	4,8642	1,9264	0,9017
PNUFNL	0	0,2832	0	0,1216	0,1216	0,3614	0,227	0
PNUFNP	0,0943	0,5568	0,0943	0,3584	0,3584	0,6386	0,493	0,0588
ALFA	0,75	4,51	6,19	5,24	6,63	2,76	5,11	8,27
BETA	18,32	12,62	15,73	29,88	43,18	16,17	34,65	42,11
TM	2,361	2,569	2,42	5,342	6,245	4,823	6,326	4,949
TETA	2,442	2,801	2,54	5,707	6,518	5,868	6,777	5,09
Średnia liczba znaków	2,072539	1,895735	1,970443	0,828157	0,819672	0,649351	0,772201	0,990099
Średnia liczba naciśnięć	2,564103	2,380952	2,439024	1,030928	1,020408	0,813008	0,961538	1,234568

Opis użytych skrótów:

DTS Średni czas wprowadzania łańcucha n-znakowego [s]

TSR1ZN Średni czas naciśnięcia klawisza w łańcuchu n-znakowym

P1 Prawdopod. błędnego wprowadzenia jednego znaku łańcuchu n-znakowym

PN 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 prawdopod. błędnego wprowadzenia łańcucha n- znakowego

ALFA Współczynnik jednorodności przepustowości operatora

BETA Względny rozmiar zadania

TM 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
Średnia liczba znaków liczba znakow(n) wprowadzanych w jednostce czasu(DST)
Średnia liczba naciśnięć liczbę „naciśnięć” klawiszy w jednostce czasu(1/ TSR1ZN)

3. Analiza statystyczna otrzymanych wyników:

3.1 Za pomocą testu zgodności χ2 sprawdzić czy czas wprowadzenia łańcucha n - znakowego

ma rozkład normalny.

Przyjęto następujące hipotezy:

Hipoteza zerowa H0: Czas wprowadzania łańcucha czteroznakowego ma

rozkład normalny.

Hipoteza alternatywna H1: Czas wprowadzania łańcucha czteroznakowego nie ma

rozkładu normalnego.

Weryfikacja powyższych hipotez w oparciu o test χ2 przebiega następująco:

Klasa	<	>	Oi	Ei
1	1,8	2,3	6	10
2	2,3	2,8	7	10
3	2,8	3,3	20	10
4	3,3	3,8	11	10
5	3,8	4,5	6	10

1. Pobraną próbę (liczną, n≥40 ) przedstawioną w tabeli poniżej w uporządkowanych w klasach. Każda klasa powinna mieć co najmniej 5 elementów próby.

Utworzono 5 klas:

Lp.	<	>	ilość
1	0	1	0
2	1	1,1	0
3	1,1	1,2	0
4	1,2	1,3	0
5	1,3	1,4	0
6	1,4	1,5	0
7	1,5	1,6	0
8	1,6	1,7	0
9	1,7	1,8	0
10	1,8	1,9	1
11	1,9	2	0
12	2	2,1	1
13	2,1	2,2	2
14	2,2	2,3	2
15	2,3	2,4	1
16	2,4	2,5	1
17	2,5	2,6	3
18	2,6	2,7	2
19	2,7	2,8	0
20	2,8	2,9	3
21	2,9	3	3
22	3	3,1	5
23	3,1	3,2	6
24	3,2	3,3	3
25	3,3	3,4	2
26	3,4	3,5	2
27	3,5	3,6	2
28	3,6	3,7	3
29	3,7	3,8	2
30	3,8	3,9	1
31	3,9	4	1
32	4	4,1	1
33	4,1	4,2	0
34	4,2	4,3	2
35	4,3	4,4	0
36	4,4	4,5	1
37	4,5	4,6	0
38	4,6	4,7	0
39	4,7	4,8	0
40	4,8	4,9	0
41	4,9	5	0
42	5	5,1	0
43	5,1	5,2	0
44	5,2	5,3	0

Przyjmujemy, że hipoteza H0 jest prawdziwa, obliczamy

prawdopodobieństwa przynależności elementu badanej proby do

poszczególnych klas i wartość sprawdzianu
Suma kliknięć:50

Obliczenie wartości sprawdzianu na podstawie wzoru na test zgodności chi-kwadrat:

U₅₀=14,2
Wyznaczam zbiór krytyczny prawostronny K = < k ; ∞ ). k wyznaczam z
tablicy rozkładu x2 z r-2 stopniami swobody i dla prawdopodobieństwa α
równego obranemu poziomowi.

Poziom istotności: 0,05

Krytyczny poziom istotności: 5,99
Zbiór krytyczny: <5,99 ; +∞)

Odrzucam hipotezę H₀

Czas wprowadzania łańcucha znakowego o długości n=4 nie ma rozkładu normalnego.

3.2

Testem dla dwóch średnich porównać DTS w ćwiczeniach Cz I i Cz 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 charakterystyk są rożne od siebie. Porównanie DTS zrealizowano wykorzystując poniższy test:

Wyniki analizy przedstawiono w następującej tabeli:

Zbiór krytyczny wynosi:

Φ(k) = 1- α

α =0,05

k=0,84

Wynik porównań:

Porównanie DTS	4,54	3,84	4,09	-1,12	-1,40	-2,36	-1,72	-0,05	1,72
Przyjęcie hipotezy H0	TAK	TAK	TAK	TAK	TAK	TAK	TAK	NIE	TAK

Zbiór krytyczny: < -∞ ; -0,84> u <0,84 ; +∞>

Wykresy:

Histogram dla n=4

Na wykresie przedstawiona jest średnia czasu naciśnięcia klawisza w łańcuchu n-znakowym oraz odchylenie standardowe tej wartości . Po wykresie można zauważyć że średnie czasy posiadają mały rozrzut.

Wykres TSR1ZN I ODCHYLENIE S4

Na powyższym wykresie przedstawiona jest wariancja czasu wprowadzenia znaku w łańcuchu znaków oraz odchylenie standardowe czasu wprowadzania jednego znaku w łańcuchu zależności od długości łańcucha. Wartości te są zależne od siebie ponieważ odchylenie standardowe to pierwiastek wariancji.

Wykres WAR1ZN I ODCH1ZN

Na powyższym wykresie widać wartość średniego czasu prowadzania łańcucha n-znakowego oraz przedziały ufności. Jak można zauważyć wartości te mają zbliżony przebieg co jest wynikiem powiązania tych wartości.

Wykres DTS, DTSUFNL DTSUFNP

Wykres powyższy prezentuje wariancje czasy wprowadzania łańcucha n-znakowego z przedziałami ufności. Jak widać na wykresie wraz ze wzrostem długości znaków rośnie również wariancja oraz jej przedziały ufności.

Wykres wariancji S2. S1UFNL, S1UFNP

Powyższy wykres przedstawia prawdopodobieństwo błędnego wprowadzenia łańcucha n- znakowego. Jak można zauważyć tylko dla łańcucha 1-znakowego nie stwierdzono żadnego błędu. Dla wartości większych od 9 ilość błędów szybko wzrosło co jest skutkiem zmęczenia.

Wykres PN, PNUFNLM, PNUFNP

Wnioski:

Test zgodności chi kwadrat zakończył się przyjęciem hipotezy alternatywnej

stanowiącej, że rozkład czasu wprowadzania łańcucha 4-znakowego nie ma rozkładu

normalnego.

Test porównywania średnich wykazał, że należy odrzucić hipotezę o równości

średnich czasów wprowadzania łańcucha dla badania 8, pomimo iż przeprowadzone one

były na podobnych stanowiskach pomiarowych. Wpływ na taki wynik mógł mieć stan

zmęczenia psychofizycznego osoby poddawanej badaniu, który powinien negatywnie

wpływać na jej wydajność.

Zależność czasu wprowadzania łańcucha jest proporcjonalna do jego długości.

Charakterystyka czasu ma przebieg liniowy ze specyficznymi powtarzającymi się

zaburzeniami. Wynikać to może z przyjętej techniki wprowadzania informacji. Użytkownik

wprowadzał dane dokonując zapamiętania segmentu ciągu o długości ok. 4 znaków, po czym

dokonywał jego wprowadzenia zerkając na klawiaturę. Im liczba segmentów mniejsza a

długość segmentu większa tym mniejsze łączne opóźnienie na przesunięcie wzroku z ekranu

na klawiaturę. Sposób segmentacji ciągu mógł wpłynąć na powstanie owych zaburzeń.

.