一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法，包含以下順序的步驟：建模：首先建立認(rèn)知模型、任務(wù)模型和系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)模型，以IMPA進(jìn)程代數(shù)統(tǒng)一建立交互式系統(tǒng)的模型；規(guī)約：建立交互式系統(tǒng)的可用性規(guī)約，可用性包括安全性和可靠性；驗(yàn)證：采用IMC模型檢驗(yàn)器，進(jìn)行交互式系統(tǒng)的安全性和可靠性設(shè)計(jì)有效性驗(yàn)證。本發(fā)明的方法，能夠預(yù)測(cè)由閉合人為錯(cuò)誤引起的安全缺陷；評(píng)估post-WIMP界面的可靠性和認(rèn)知復(fù)雜度，量化比較WIMP界面和post-WIMP界面的效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及人機(jī)交互形式化方法，特別涉及一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性 驗(yàn)證方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 可用性是特定用戶在特定的場(chǎng)景下，使用某產(chǎn)品達(dá)到特定目標(biāo)的有效性、效率和 滿意度的大小[IS02011]。交互式系統(tǒng)由用戶、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及人機(jī)交互（human-computer interaction，HCI)過(guò)程組成，其關(guān)鍵特性是可用性（usability) [Dix2006]。交互式系統(tǒng)的 廣泛應(yīng)用，要求更加自然、高效而可信的人機(jī)交互。微小的可用性問(wèn)題可能引起很大的經(jīng)濟(jì) 和社會(huì)影響。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求交互式系統(tǒng)設(shè)計(jì)者不斷改善用戶界面的設(shè)計(jì)以提高用戶 體驗(yàn)，吸引用戶?？捎眯砸殉蔀橛?jì)算機(jī)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，在不同應(yīng)用領(lǐng)域的交互式系統(tǒng)中都 存在對(duì)可用性的強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)[Shneid erman2010]。但是，新型HCI設(shè)備、HCI范式和智能HCI 技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，使人機(jī)交互場(chǎng)景變得更復(fù)雜多變，使交互式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)成本 劇增。
[0003] 因此，如何以合理的成本實(shí)現(xiàn)最大化的交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)已成為軟件工程 領(lǐng)域最富有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題之一，并被列入ACM SIGCHI EICS專(zhuān)題討論會(huì)的目標(biāo)大綱中 [EICS2014]。
[0004] 交互式系統(tǒng)的正確運(yùn)行，不僅取決于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身，而且取決于與之交互的用 戶。由于一些人為錯(cuò)誤會(huì)引起普遍的交互式系統(tǒng)安全性問(wèn)題，因此交互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該 能盡量減少，乃至杜絕人為錯(cuò)誤（human error)并在錯(cuò)誤出現(xiàn)時(shí),使其不良影響最小化。此 夕卜，繼WIMP(window icon menu pointer)界面風(fēng)格之后，自由無(wú)中斷的人機(jī)交互特性，更自 然的人機(jī)交互，使P〇st-WMP界面風(fēng)格成為新的HCI范式[Daml997]。但是，post-WMP界 面風(fēng)格（例如筆交互用戶界面）的開(kāi)發(fā)和測(cè)試成本劇增，可靠性更低。這時(shí)，交互式系統(tǒng)設(shè) 計(jì)者需要提高對(duì)于交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)方案的洞察力。例如，在實(shí)現(xiàn)用戶界面前，能高效 評(píng)估post-WMP界面風(fēng)格的可靠性和認(rèn)知復(fù)雜度，量化比較WMP和post-WMP界面風(fēng)格的 效率，以經(jīng)濟(jì)地做出更有利于提高可用性的設(shè)計(jì)決策，避免無(wú)謂地浪費(fèi)大量的項(xiàng)目資源。目 前，傳統(tǒng)的用戶認(rèn)知模型和HCI形式化方法無(wú)法解決這兩個(gè)問(wèn)題。這兩個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)都是 可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證問(wèn)題（design validation)，即如何盡早判斷設(shè)計(jì)的可用性及其 程度。任何負(fù)責(zé)任的交互式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程都要求設(shè)計(jì)者高效經(jīng)濟(jì)地解決這個(gè)問(wèn)題。因此， 迫切需要新的HCI形式化方法以高效評(píng)估交互式系統(tǒng)的安全性和效率。形式化驗(yàn)證技術(shù)， 例如模型檢驗(yàn)技術(shù)（model checking)，在解決硬件設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證問(wèn)題中，取得了巨大 的成功[McMillanl993]。但是，模型檢驗(yàn)技術(shù)在軟件設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證中處于探索階段，而 在交互式系統(tǒng)的可用性設(shè)計(jì)中則處于起步階段。
[0005] 為此，本發(fā)明專(zhuān)利采用基于目標(biāo)的用戶認(rèn)知模型（goals, operators,methods and selection rules，G0MS)，交互式馬爾可夫鏈（interactive Markov chains，IMC)及其模型 檢驗(yàn)技術(shù)，提出一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)有效性驗(yàn)證的形式化方法（formal methods)。
[0006] 本發(fā)明專(zhuān)利隸屬于多學(xué)科交叉的智能人機(jī)交互研究領(lǐng)域，涉及用戶認(rèn)知心理學(xué)、 可用性工程、交互式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、人為錯(cuò)誤、人機(jī)交互與形式化方法、post-WMP界面風(fēng)格等多 方面內(nèi)容。這些領(lǐng)域的相關(guān)工作是本發(fā)明專(zhuān)利的基礎(chǔ)和動(dòng)機(jī)來(lái)源。
[0007] 交互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程含有三個(gè)關(guān)鍵特征：以用戶為中心，明確的可用性度量標(biāo) 準(zhǔn)和迭代[Sharp2007]。[Normanl988]提出的執(zhí)行-評(píng)估循環(huán)人機(jī)交互模型說(shuō)明了正確的 認(rèn)知模型是人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根基。G0MS認(rèn)知模型描述了用戶在完成具體任務(wù)時(shí)的目 標(biāo)、操作、方法和對(duì)方法的選擇規(guī)則等四個(gè)認(rèn)知處理方面[Cardl983]。它已成為許多認(rèn)知 模型研究的基礎(chǔ)。擊鍵水平模型（keystroke-level model, KLM)是一種基于人的運(yùn)動(dòng)神 經(jīng)系統(tǒng)的低層次G0MS認(rèn)知模型，可以比較用戶使用幾個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行主要任務(wù)的方法，并準(zhǔn)確 地量化預(yù)測(cè)用戶完成任務(wù)的時(shí)間，從而能量化比較用戶使用哪個(gè)系統(tǒng)完成任務(wù)的效率更高 [Cardl980]。G0MS認(rèn)知模型有許多變種，它們都是為了在質(zhì)上或量上對(duì)用戶使用目標(biāo)系統(tǒng) 完成任務(wù)的性能做出預(yù)測(cè)。只是不同的變種有不同的側(cè)重點(diǎn)。它們基于理想的用戶假設(shè)， 對(duì)于預(yù)測(cè)用戶錯(cuò)誤的作用都不明顯[01sonl990]?；贕0MS認(rèn)知模型目標(biāo)層次分解，認(rèn)知 復(fù)雜性理論（cognitive complexity theory,CCT)采用產(chǎn)生式規(guī)則和狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)分別形 式化規(guī)約用戶目標(biāo)和系統(tǒng)，建立了量化分析用戶認(rèn)知復(fù)雜性的框架。能通過(guò)不同的產(chǎn)生式 規(guī)則具體表達(dá)不同的用戶認(rèn)知心理假設(shè)（例如，熟手和生手）。能形式化分析用戶關(guān)于如何 使用系統(tǒng)完成任務(wù)的知識(shí)和系統(tǒng)如何完成任務(wù)的知識(shí)。用戶認(rèn)知復(fù)雜性即用戶關(guān)于系統(tǒng)的 易學(xué)習(xí)性和易用性，既取決于這兩種知識(shí)的數(shù)量、內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和關(guān)系，也取決于獲得知識(shí)的 難易程度[Kierasl985]。
[0008] 可用性工程（Usability Engineering)提出了一系列的測(cè)量準(zhǔn)則用于決定在特殊 的情況下，對(duì)特殊用戶行為進(jìn)行測(cè)量的方法[WhiteSidel988]?？墒牵谠O(shè)計(jì)初期階段，交 互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者往往并不確定會(huì)出現(xiàn)哪些情況或哪些用戶行為，因而無(wú)法進(jìn)行可用性度 量。
[0009] 在需求不完整和不明確的情況下，基于原型（prototype-based)的迭代設(shè)計(jì)是保 證交互式系統(tǒng)可用性的有效途徑。在一個(gè)具體的原型系統(tǒng)上，進(jìn)行受控環(huán)境下的模擬試驗(yàn)， 從而得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行可用性評(píng)估，然后改進(jìn)設(shè)計(jì)。這種方法雖然很直觀有效，但成本較 高，而且往往不能為系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)提供基本的方向和保障[Dix2006]。
[0010] 正確評(píng)估人為錯(cuò)誤所導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)和尋求降低人為錯(cuò)誤影響的方式是人的可靠性 評(píng)估（human reliability assessment, HRA)的主要目標(biāo)。HRA技術(shù)被廣泛用于安全關(guān)鍵 系統(tǒng)的分析，但是它在用戶界面的安全性評(píng)估方面收效不大[Kirwanl992]。人為錯(cuò)誤與 人在認(rèn)知上的先天局限性和具體的交互場(chǎng)景有關(guān)，是導(dǎo)致交互式系統(tǒng)安全問(wèn)題的重要原 因。大量人為錯(cuò)誤是系統(tǒng)地產(chǎn)生的，因此可以對(duì)其進(jìn)行建模和推理分析。[Fields2001]建 立了用戶行為的形式化模型，以理解人為錯(cuò)誤如何對(duì)用戶性能產(chǎn)生影響。[Rushby2002] 對(duì)健忘和非健忘兩類(lèi)用戶行為進(jìn)行建模以檢驗(yàn)?zāi)Ｊ交靵y錯(cuò)誤（mode confusion errors)。 [Curzon2004]對(duì)基于目標(biāo)的人機(jī)交互行為進(jìn)行建模以檢驗(yàn)閉合錯(cuò)誤（post-completion errors)〇
[0011] 基于模型的（model-based)方法按照適當(dāng)?shù)牧６葮?gòu)造用戶界面的抽象模型，以形 式化規(guī)約用戶界面某些值得關(guān)注的方面，并進(jìn)行自動(dòng)推理來(lái)分析人機(jī)交互的特征。有利于 將HCI理論結(jié)合到交互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，能為可用性設(shè)計(jì)提供基本的方向和保障。但是一 種形式化方法往往僅能提供系統(tǒng)某些方面的分析和推理能力，而對(duì)于另外一些方面卻無(wú)能 為力。[Dixl988]系統(tǒng)地研究了形式化方法與交互式系統(tǒng)的關(guān)系，并引入了一種非特定交互 式系統(tǒng)的抽象模型-PI模型，但僅限于形式化分析所見(jiàn)即所得的特性，包括可觀察性、可預(yù) 見(jiàn)性、可達(dá)到性和撤銷(xiāo)等，也沒(méi)有提供對(duì)這些屬性的形式化驗(yàn)證。Duke等人認(rèn)為除了形式化 方法要求的一般屬性（例如，正確性、一致性和無(wú)二義性等）外，HCI的形式化方法應(yīng)該滿 足幾項(xiàng)特別的要求[Dukel999]。我們的形式化方法將以此為基本要求。
[0012] 許多研究者[Paterno2003，Loer2003，Dwyerl997，Dwyer2004]在交互式系 統(tǒng)的可用性設(shè)計(jì)中引入了形式化驗(yàn)證技術(shù)，例如，模型檢驗(yàn)技術(shù)和定理證明器技術(shù)等。 [Dwy er2004]使用了模型檢驗(yàn)技術(shù)來(lái)分析用戶界面，但都沒(méi)有考慮認(rèn)知模型。這實(shí)質(zhì)上是 基于理想的用戶假設(shè)，即認(rèn)為用戶是完美無(wú)缺的，因此只需要考慮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，無(wú)須特別考 慮用戶的因素。[Chengl996]結(jié)合G0MS認(rèn)知模型面向任務(wù)的特點(diǎn)及用戶動(dòng)作標(biāo)記（user action notation, UAN)和 LOTOS (language of temporal ordering specification)進(jìn)程 代數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種層次化的多通道（multimodal)交互式系統(tǒng)的形式化規(guī)約模型。 [Zhul999]歸納了一個(gè)多通道用戶界面的通用模型，并利用LOTOS對(duì)該模型進(jìn)行了描述， 使用基于動(dòng)作的時(shí)序邏輯定義了模型的基本屬性，從而可以采用模型檢驗(yàn)技術(shù)給出其形 式化描述和屬性驗(yàn)證。但是，這種方法僅限于對(duì)多通道交互式系統(tǒng)的用戶界面對(duì)象的可 視性和可達(dá)性的定義與驗(yàn)證，缺少對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量屬性的量的方面的評(píng)價(jià)，也缺少認(rèn)知模型的 構(gòu)建和分析，對(duì)用戶界面缺少認(rèn)知心理方面的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。[Butterworth2000]指出在交 互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須建立認(rèn)知模型，以詳細(xì)規(guī)約用戶在人機(jī)交互過(guò)程中所有可能 發(fā)生的，在認(rèn)知上合理的行為（cognitively plausible behavior)。這種模型必須能規(guī) 約特定人機(jī)交互場(chǎng)景下，用戶目標(biāo)和用戶行為之間的關(guān)系。[Ruksenas2008]采用形式化 規(guī)約的方法，從用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān)與用戶對(duì)突顯標(biāo)記感知的關(guān)系角度，對(duì)認(rèn)知模型做了新的 研究。[Harrisonal2010]嘗試了普適計(jì)算（ubiquitous computing)風(fēng)格的交互式系統(tǒng) 可用性形式化規(guī)約，例如，可跟綜性、可視性和可恢復(fù)性等，并且初步探討了使用隨機(jī)模型 (stochastic model)進(jìn)行基于普適計(jì)算的交互式系統(tǒng)的功能、性能和用戶體驗(yàn)的建模。
[0013] [Camp0sl998]總結(jié)了形式化驗(yàn)證技術(shù)在交互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中所扮演的角色。強(qiáng) 調(diào)形式化驗(yàn)證在交互式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的作用，不僅僅體現(xiàn)在驗(yàn)證系統(tǒng)規(guī)約是否滿足了所有 必須的系統(tǒng)屬性。更重要的是，在交互式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)部分規(guī)約和部分系統(tǒng)關(guān)鍵 屬性進(jìn)行驗(yàn)證，以支持交互式系統(tǒng)迭代設(shè)計(jì)，從而能更好地發(fā)揮形式化驗(yàn)證的重要作用。 [Castelluccia2006]基于SMV模型檢驗(yàn)器驗(yàn)證web應(yīng)用設(shè)計(jì)，采用以用戶為中心的設(shè)計(jì)， 具體考慮了 web應(yīng)用系統(tǒng)的可用性模型檢驗(yàn)，但是沒(méi)有考慮認(rèn)知模型。[Cer0ne2007]基 于悲觀的用戶假設(shè)，對(duì)非專(zhuān)家級(jí)用戶的行為進(jìn)行建模，使用CWB-NC模型檢驗(yàn)器驅(qū)動(dòng)群件 系統(tǒng)（groupware)的迭代設(shè)計(jì)。[Papadopoulos2002]使用隨機(jī)化版本的分支時(shí)序邏輯 CSL(continuous stochastic logic)和連續(xù)時(shí)間馬爾可夫鏈（continuous time Markov chains，CTMC)模型及其模型檢驗(yàn)技術(shù)以支持群件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
[0014] IMC模型是進(jìn)程代數(shù)操作語(yǔ)義模型一標(biāo)記轉(zhuǎn)移系統(tǒng)（labeled transition systems，LTS)和連續(xù)時(shí)間馬爾可夫鏈（continuous-time Markov chains，CTMC)的結(jié) 合[HermannS1998]。其目的是提供并發(fā)系統(tǒng)的可組合化的功能與性能評(píng)價(jià)模型。一方 面因其完美的正交特性，它既保留了并發(fā)系統(tǒng)的非確定性規(guī)約，同時(shí)在帶同步動(dòng)作的并發(fā) 執(zhí)行下，簡(jiǎn)潔地解決了同步動(dòng)作的隨機(jī)分布問(wèn)題；另一方面由于nc是一種完全基于行為 (action-based)的模型，能以組合層次化的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，為規(guī)避狀態(tài)空間爆炸問(wèn) 題提供了可能。因此，在理論計(jì)算機(jī)科學(xué)界被廣泛研究。[Wu2007]研究了 MC的基礎(chǔ)理論 方面，我們?cè)缙诘墓ぷ餮芯苛嘶跀?shù)值計(jì)算的MC的模型檢驗(yàn)[Xu2008]。[Zhang2010]從 不同的角度出發(fā)，也研究了基于符號(hào)計(jì)算的MC的模型檢驗(yàn)。
[0015] [Tian2003]從筆式和三維交互兩種交互方式出發(fā)，研究了 post-WMP界面風(fēng)格的 交互特征，以此來(lái)指導(dǎo)筆式和三維交互軟件的研究和開(kāi)發(fā)，為本發(fā)明專(zhuān)利提供了重要基礎(chǔ)。 [0016] 主要參考文獻(xiàn)及出處：
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0061] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì) 的有效性驗(yàn)證方法。
[0062] 本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0063] 一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法，包含以下順序的步驟：
[0064] S1.建模：首先建立認(rèn)知模型、任務(wù)模型和系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)模型，以頂PA進(jìn)程代數(shù) 統(tǒng)一建立交互式系統(tǒng)的模型；
[0065] S2.規(guī)約：建立交互式系統(tǒng)的可用性規(guī)約，可用性包括安全性和可靠性；
[0066] S3.驗(yàn)證：采用MC模型檢驗(yàn)器，進(jìn)行交互式系統(tǒng)的安全性和可靠性設(shè)計(jì)有效性驗(yàn) 證。
[0067] 所述的步驟S1，包含以下順序的步驟：
[0068] S11.基于G0MS認(rèn)知模型，分解人機(jī)交互過(guò)程中完成用戶任務(wù)相關(guān)的認(rèn)知處理方 面；
[0069] S12.基于UML用例圖，建立人機(jī)交互任務(wù)模型；
[0070] S13.基于MC模型，建立交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)模型；
[0071] S14.用形式化語(yǔ)言MPA分別建立上述模型的形式化規(guī)約，在此基礎(chǔ)上通過(guò)MPA 的同步并發(fā)組合操作，合并這些規(guī)約，建立系統(tǒng)的集成規(guī)約，建立交互式系統(tǒng)的統(tǒng)一模型。
[0072] 所述的步驟S2,包含以下順序的步驟：
[0073] S21.采用認(rèn)知心理學(xué)，分析閉合人為錯(cuò)誤的行為機(jī)制；
[0074] S22.分析閉合人為錯(cuò)誤引起的安全性行為，包括導(dǎo)致隱私信息泄露的動(dòng)作集合和 偽裝侵犯的動(dòng)作集合；
[0075] S23.采用aCSL邏輯規(guī)約人為錯(cuò)誤引起的安全性；
[0076] S24.采用aCSL時(shí)序邏輯路徑公式的概率算子量化規(guī)約該模型的可靠性。
[0077] 步驟S3中，所述的交互式系統(tǒng)的安全性驗(yàn)證具體為：在MC模型上進(jìn)行模型檢驗(yàn)， 分析交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的頂C抽象模型是否滿足系統(tǒng)安全性，標(biāo)識(shí)人機(jī)交互過(guò)程中的 閉合人為錯(cuò)誤，發(fā)現(xiàn)由人為錯(cuò)誤引起的安全漏洞，提交系統(tǒng)的安全性驗(yàn)證報(bào)告。
[0078] 步驟S3中，所述的交互式系統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證具體為：
[0079] 對(duì)同樣的人機(jī)交互典型任務(wù)，比較分析post-WMP和WMP兩種界面風(fēng)格完成的效 率；
[0080] 在post-WMP界面風(fēng)格的交互式系統(tǒng)可用設(shè)計(jì)模型上，根據(jù)普遍的用戶體驗(yàn)來(lái) 設(shè)定完成該任務(wù)的可靠性概率閥值，根據(jù)aCSL時(shí)序邏輯路徑公式的概率算子計(jì)算使用 post-WIMP界面風(fēng)格完成該任務(wù)所需的時(shí)間h ;
[0081] 在WMP界面風(fēng)格的交互式系統(tǒng)可用設(shè)計(jì)模型上，采用KLM方法計(jì)算完成同一任務(wù) 所需的時(shí)間t 2 ;
[0082] 比較&和t2，可以量化比較這兩種用戶界面風(fēng)格的效率。
[0083] 所述的aCSL時(shí)序邏輯路徑公式的概率算子為

【權(quán)利要求】
1. 一種交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法，其特征在于，包含以下順序的步 驟：
51. 建模：首先建立認(rèn)知模型、任務(wù)模型和系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)模型，以IMPA進(jìn)程代數(shù)統(tǒng)一 建立交互式系統(tǒng)的模型；
52. 規(guī)約：建立交互式系統(tǒng)的可用性規(guī)約，可用性包括安全性和可靠性；
53. 驗(yàn)證：采用MC模型檢驗(yàn)器，進(jìn)行交互式系統(tǒng)的安全性和可靠性設(shè)計(jì)有效性驗(yàn)證。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法，其特征在于，所 述的步驟Sl，包含以下順序的步驟： SlL基于GOMS認(rèn)知模型，分解人機(jī)交互過(guò)程中完成用戶任務(wù)相關(guān)的認(rèn)知處理方面；
512. 基于UML用例圖，建立人機(jī)交互任務(wù)模型；
513. 基于MC模型，建立交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)模型；
514. 用形式化語(yǔ)言MPA分別建立上述模型的形式化規(guī)約，在此基礎(chǔ)上通過(guò)MPA的同 步并發(fā)組合操作，合并這些規(guī)約，建立系統(tǒng)的集成規(guī)約，建立交互式系統(tǒng)的統(tǒng)一模型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法，其特征在于，所 述的步驟S2,包含以下順序的步驟：
521. 采用認(rèn)知心理學(xué)，分析閉合人為錯(cuò)誤的行為機(jī)制；
522. 分析閉合人為錯(cuò)誤引起的安全性行為，包括導(dǎo)致隱私信息泄露的動(dòng)作集合和偽裝 侵犯的動(dòng)作集合；
523. 采用aCSL邏輯規(guī)約人為錯(cuò)誤引起的安全性；
524. 采用aCSL時(shí)序邏輯路徑公式的概率算子量化規(guī)約該模型的可靠性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法，其特征在于，步 驟S3中，所述的交互式系統(tǒng)的安全性驗(yàn)證具體為：在MC模型上進(jìn)行模型檢驗(yàn)，分析交互式 系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的MC抽象模型是否滿足系統(tǒng)安全性，標(biāo)識(shí)人機(jī)交互過(guò)程中的閉合人為錯(cuò) 誤，發(fā)現(xiàn)由人為錯(cuò)誤引起的安全漏洞，提交系統(tǒng)的安全性驗(yàn)證報(bào)告。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方法，其特征在于，步 驟S3中，所述的交互式系統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證具體為： 對(duì)同樣的人機(jī)交互典型任務(wù)，比較分析post-WMP和WMP兩種界面風(fēng)格完成的效率； 在post-WMP界面風(fēng)格的交互式系統(tǒng)可用設(shè)計(jì)模型上，根據(jù)普遍的用戶體驗(yàn)來(lái)設(shè)定完 成該任務(wù)的可靠性概率閥值，根據(jù)aCSL時(shí)序邏輯路徑公式的概率算子計(jì)算使用post-WIMP 界面風(fēng)格完成該任務(wù)所需的時(shí)間h; 在WMP界面風(fēng)格的交互式系統(tǒng)可用設(shè)計(jì)模型上，采用KLM方法計(jì)算完成同一任務(wù)所需 的時(shí)間t2 ; 比較h和t2，可以量化比較這兩種用戶界面風(fēng)格的效率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的交互式系統(tǒng)可用性設(shè)計(jì)的有效性驗(yàn)證方 法，其特征在于，所述的aCSL時(shí)序邏輯路徑公式的概率算子為PMp(tp)，其中 Pe丨0,1丨，[>〇6 {幺<,乏,>}_tp::= 巾?tGR+，R+為正實(shí)數(shù)， A,BEA〇
【文檔編號(hào)】G06F9/44GK104267942SQ201410479716
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】林連南 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)