Wojskowa Akademia Techniczna

im. Jarosława Dąbrowskiego

w Warszawie

Komunikacja człowiek – komputer

Badanie charakterystyk jakości wprowadzania informacji przez użytkownika

protokół sprawozdania

Prowadzący:

dr hab. inż. Antoni Donigiewicz

1 / 7

Warunki badania

Tryb pracy ekranu:

80 znaków w wierszu

Tło:

brak

Pozycja łańcucha:

na dole ekranu

Wielkość znaków:

duże, bez migotania

Liczba znaków w łańcuchu:

(1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) Analiza statystyczna

7

6

5

4

3

Ilość

2

1

0

1,25

1,75

2,25

2,75

3,25

3,75

4,25

4,75

5,25

5,75

6,25

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

(Wykres 1.) Histogram dla n = 4

Za pomocą testu zgodności 2 , sprawdzić czy czas wprowadzenia łańcucha 4 - znakowego ma rozkład normalny.

Określam hipotezę H 0 : czas wprowadzania łańcucha 4 – znakowego ma rozkład normalny.

Na podstawie histogramu tworzę przedziały klasowe Ai postaci: A

1

i

= < ai ; ai

), i = (1, 2, ..., r),

które przedstawiłem w Tabeli 1.

Do wykonania obliczeń testu wymagane jest posiadanie estymatorów nieznanych parametrów rozkładu normalnego: m oraz  .

Estymator wartości średniej m :

w⋅ n

x=∑ i i ,i=1, N 

N

gdzie:

wi - środek przedziału,

ni - liczność przedziału,

N - liczność próby.

Zatem x=2,41

2 / 7

Lp. Przedział Ai

Ilość ciągów Lp. Przedział Ai

Ilość ciągów

1

( −∞ ; 1,00)

0

23 <3,63 ; 3,75)

1

2

<1,00 ; 1,13)

0

24 <3,75 ; 3,88)

0

3

<1,13 ; 1,25)

0

25 <3,88 ; 4,00)

0

4

<1,25 ; 1,38)

0

26 <4,00; 4,13)

0

5

<1,38 ; 1,50)

4

27 <4,13 ; 4,25)

0

6

<1,50 ; 1,63)

0

28 <4,25 ; 4,38)

1

7

<1,63 ; 1,75)

3

29 <4,38 ; 4,50)

0

8

<1,75 ; 1,88)

6

30 <4,50 ; 4,63)

0

9

<1,88 ; 2,00)

5

31 <4,63 ; 4,75)

0

10 <2,00 ; 2,13)

3

32 <4,75 ; 4,88)

0

11 <2,13 ; 2,25)

2

33 <4,88 ; 5,00)

0

12 <2,25 ; 2,38)

6

34 <5,00 ; 5,13)

0

13 <2,38 ; 2,50)

2

35 <5,13 ; 5,25)

0

14 <2,50 ; 2,63)

1

36 <5,25 ; 5,38)

0

15 <2,63 ; 2,75)

3

37 <5,38 ; 5,50)

0

16 <2,75 ; 2,88)

3

38 <5,50 ; 5,63)

1

17 <2,88 ; 3,00)

2

39 <5,63 ; 5,75)

0

18 <3,00 ; 3,13)

2

40 <5,75 ; 5,88)

0

19 <3,13 ; 3,25)

3

41 <5,88 ; 6,00)

0

20 <3,25 ; 3,38)

0

42 <6,00 ; 6,13)

0

21 <3,38 ; 3,50)

1

43 <6,13 ; 6,25)

0

22 <3,50 ; 3,63)

1

44

<6,25 ; ∞ )

0

(Tabela 1.) Przedziały klasowe Ai

Estymator wariancji:

n ⋅ w − x 2

s 2=∑ i

i

N

gdzie:

wi - środek przedziału,

ni - liczność przedziału,

N - liczność próby.

x - estymator m

Zatem s 2=0,65

Estymator odchylenia standardowego:

s= s 2=0,81

3 / 7

Tworzę nowe przedziały i obliczam test 2 . Muszą istnieć co najmniej cztery klasy szeregu rozdzielczego, w tym pierwsza i ostatnia o postaciach A =∞ ;a 

1

2

oraz Ar = < ar ; ∞ ), z przynajmniej pięcioma elementami próby oraz z przynajmniej dziesięcioma w pozostałych klasach.

Lp. Przedział Ai

Ilość ciągów

1

( −∞ ; 1,75)

7

2

<1,75 ; 2,13)

14

3

<2,13 ; 2,63)

11

4

<2,63 ; 3,25)

13

5

<3,25 ; ∞ )

5

(Tabela 2.) Przedziały rozdzielcze dla testu 2

Zgodnie ze wzorem:

u =∑  ni− n⋅ pi2 ,i=1, r

k

n⋅ pi

gdzie:

pi - prawdopodobieństwo dla klasy rozdzielczej Ai ni - liczność klasy rozdzielczej Ai n - liczność próby

Zatem u = u =7,24

k

50

.

Wyznaczam zbiór krytyczny prawostronny K = <k, ∞ ), gdzie k jest wartością odczytaną z tablicy rozkładu 2 dla trzech stopni swobody i poziomem istotności =0,05 . Zatem k =7,815 , a u 50 nie należy do K i przyjmujemy hipotezę H 0 . Czas wprowadzania łańcucha 4 – znakowego ma rozkład normalny.

Wyznaczyć średnią przepustowość użytkownika (liczbę znaków wprowadzanych w jednostce czasu i liczbę „naciśnięć” klawiszy w jednostce czasu) dla każdego n.

Przepustowość użytkownika definiowana jako liczba zadań wykonywanych przez użytkownika w jednostce czasu: 1

B= ti

gdzie:

ti - czas wykonania zadania

4 / 7

W badaniu t = TETA

i

, zatem:

N

M

B

B [%]

1

70

1,0060

100,6

2

70

0,8511

85,1

4

50

0,3447

34,5

6

50

0,1928

19,3

8

40

0,1481

14,8

10

30

0,1155

11,6

12

30

0,1000

10,0

14

30

0,0812

8,1

16

30

0,0779

7,8

18

30

0,0692

6,9

20

30

0,0585

5,9

22

30

0,0495

5,0

24

30

0,0515

5,2

(Tabela 3.) Średnia przepustowość użytkownika Testem dla dwóch średnich porównać DTS w ćwiczeniach I i II dla tych samych wartości n.

Obie zmienne posiadają rozkład normalny ze znanym parametrem odchylenia standardowego otrzymanym podczas badania i wynoszącym S4. Stawiam zatem hipotezę H 0 , że wartości oczekiwane prób losowych są równe: H  m = m 

0

1

2

Hipoteza przeciwna jest następująca:

H  m ≠ m 

1

1

2

oraz:

X

U

− Y

=  2 2

1  1

n 1

n 1

gdzie:

X , Y - estymatory wartości m Zbiór krytyczny ma postać:

(



−∞ ; -k> ∪ <k ; ∞ ),  k =1− 2

gdzie:

 - poziom istotności

Otrzymane U =−1,59 , a zbiór krytyczny:( −∞ ; -1,96> ∪ <1,96 ; ∞ ) U nie na leży do zbioru zatem H 1 jest prawdziwa, a H 0 odrzucamy.

5 / 7

Wykresy

2,5

2

1,5

][s

TSR1ZN

1

Odchylenie S4

0,5

0

0

5

10

15

20

25

30

[ilość]

(Wykres 2.) Zależności TSR1ZN = f(n) oraz S4 = f(n) 0,25

0,2

0,15

][s

WAR1ZN

0,1

ODCH1ZN

0,05

0

0

5

10

15

20

25

30

[ilość]

(Wykres 3.) Zależności WAR1ZN = f(n) oraz ODCH1ZN = f(n) 16

14

12

10

]

8

DTS

[s

DTSUFNL

6

DTSUFNP

4

2

0

0

5

10

15

20

25

30

[ilość]

(Wykres 4.) Zależności DTS = f(n), DTSUFNL = f(n) oraz DTSUFNP = f(n) 6 / 7

10

9

8

7

6

]

5

Wariancja S2

[s

4

S2UFNL

S2UFNP

3

2

1

0

0

5

10

15

20

25

30

[ilość]

(Wykres 5.) Zależności S2 = f(n), S2UFNL = f(n) oraz S2UFNP = f(n) 1,2

1

0,8

0,6

PN

PNUFNL

PNUFNP

0,4

0,2

0

0

5

10

15

20

25

30

(Wykres 6.) Zależności PN = f(n), PNUFNL = f(n) oraz PNUFNP = f(n) Wnioski

Celem ćwiczenia było zapoznanie studentów z podstawowymi charakterystykami jakości wprowadzania informacji przez użytkownika (operatora) oraz wpływem warunków wprowadzania informacji na wartości tych charakterystyk.

Zgodnie z przewidywaniami zauważyłem dzięki ćwiczeniu, że czas wprowadzania pojedynczego znaku nie zależy od długości łańcucha (Wykres 2.), jak również czas wprowadzania łańcucha rośnie liniowo wraz ze wzrostem jego długości (Wykres 4.)

Zmiana warunków przeprowadzania badania (tło, migotanie, pozycja znaków) w nieznaczny sposób wpływa na jakość pracy użytkownika, natomiast wprowadzenie ograniczenia czasowego w znaczny sposób skutkuje wzrostem błędów podczas działań operatora.

7 / 7