It is a fundamental Human-Computer Interaction problem to design a tangible programming environment for use by multiple persons that can also be individualised. This problem has its origin in the phenomenon that the meaning an object holds can vary across individuals. The Semiotics Research Domain studies the meaning objects hold. This research investigated a solution based on the user designing aspects of the environment at a time after it has been made operational and when the development team is no longer available to implement the user’s design requirements. Also considered is how objects can be positioned so that the collection of objects is interpreted as a program. I therefore explored how some of the principles of relative positioning of objects, as researched in the domains of Psychology and Art, could be applied to tangible programming environments. This study applied the Gestalt principle of perceptual grouping by proximity to the design of tangible programming environments to determine if a tangible programming environment is possible in which the relative positions of personally meaningful objects define the program. I did this by applying the Design Science Research methodology with five iterations and evaluations involving children. The outcome is a model of a Tangible Programming Environment that includes Gestalt principles and Semiotic theory; Semiotic theory explains that the user can choose a physical representation of the program element that carries personal meaning whereas the Gestalt principle of grouping by proximity predicts that objects can be arranged to appear as if linked to each other. / School of Computing / Ph. D. (Computer Science)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The great advance in the semiconductor industry allowed a increase in the development and marketing of mobile electronic devices. With the expansion of this market, the need for new programming methods and a different view for the development of user interfaces increased. Interfaces that were used before only in desktops and relied on keyboard and mouse interaction are now used in a variety of devices, including cell phones, smartphones and tablets. Often making the use of touch screens as well as by voice commands. Taking into account these aspects of cross-platform and different usability, it becomes apparent the importance of interfaces that adapt "to the environment." With the advent of mobile devices, this particular area became of fundamental importance because this kind of devices has specifics characteristics that are essential to the composition of a satisfactory user interface. So, mobile devices are covering a large variety of features, which makes the interfaces development a very complex task. One way to develop and adapt user interfaces in order to facilitate handling and to reduce stress at the time of use of the device is through the use of user profiles and capabilities of devices. Therefore, that interface is adapted to the user needs and preferences, as well be able to fully adapt to the device features. Considering this assumption, this dissertation aims to present the architecture PIDIM. This architecture goal to assist in the customization and adaptation of user interfaces for mobile devices in pervasive environments. The user interfaces adapted for this process plans to facilitate the use of mobile devices. The proposed approach presents an architecture that uses concepts of Pervasive Computing enabling information access anytime, anyplace, and in any computing device. Besides, it represents data on the user s profile, so that adaptation of the interfaces is entirely focused on the end user. The knowledge representation about the user profile needed for PIDIM architecture modeling is done through ontologies due to the possibility of reuse of stored information. In order to validate and demonstrate the flow of operation of the proposed approach is presented a case study in the literature, which has as scenario the adaptation of user interfaces when it is in motion. / O grande avanço na indústria de semicondutores possibilitou um aumento no desenvolvimento e comercialização de dispositivos eletrônicos móveis. Juntamente com este mercado, cresceu a necessidade de novos métodos de programação e uma visão diferente para criação de interfaces. Interfaces que antes só eram utilizadas em desktops com base de interação teclado e mouse, hoje são utilizadas em diferentes tipos de dispositivos, como celulares, smartphones e tablets, seja utilizadas em telas sensíveis ao toque como também por comando de voz. Levando em conta estes aspectos de multiplataforma e diferentes usabilidades, torna-se visível a importância de interfaces que se adaptem "ao meio". Com o aparecimento dos dispositivos móveis, a área em questão passou a ser de fundamental importância, pois estes dispositivos possuem características particulares fundamentais para a composição de uma interface satisfatória ao usuário. Os dispositivos móveis estão abrangendo uma diversidade grande de características, o que torna o desenvolvimento de uma interface um processo complexo. Uma das formas de desenvolver e adaptar interfaces de usuário de forma a facilitar o manuseio e diminuir o estresse no momento da utilização do dispositivo é através do uso de perfis de usuários e capacidades de dispositivos, fazendo com que a interface se adapte às necessidades e preferências do usuário e consiga se adaptar totalmente às funcionalidades do dispositivo. Considerando isto, este trabalho tem como objetivo apresentar a arquitetura PIDIM, a fim de ajudar na personalização e adaptação de interfaces de usuário para dispositivos móveis em ambientes pervasivos. As interfaces de usuários adaptadas por este processo da arquitetura PIDIM visam facilitar a utilização de dispositivos móveis. A abordagem proposta apresenta uma arquitetura que utiliza conceitos de Computação Pervasiva possibilitando acesso à informação a qualquer hora, lugar, e dispositivo computacional, além de representar dados relativos ao perfil de usuários, para que a adaptação das interfaces seja totalmente focada no usuário final. A representação do conhecimento sobre o perfil do usuário necessário para a modelagem da arquitetura PIDIM é feita através de ontologias devido a possibilidade de reuso das informações armazenadas. A fim de validar e demonstrar o fluxo de funcionamento da abordagem proposta, é apresentado um estudo de caso, encontrado na literatura, o qual possui como cenário a adaptação de interfaces de usuários quando o mesmo se encontra em movimento.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-04-19T14:31:07Z No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-27T14:02:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-27T14:02:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-27T18:11:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseACMO.pdf: 3842026 bytes, checksum: 7081c677ee2f15ff2fd1eb1c4a5281da (MD5) Previous issue date: 2016-12-13 / Não recebi financiamento / Situation Awareness (SAW) is a cognitive process defined as the perception of elements and events within a time frame, the understanding of their situation and the projection of their status. SAW is a prerequisite for decision-making in dynamic and complex systems and errors in SAW are an acknowledged source of human errors and accidents. Its study is pivotal in many industries, such as aviation, military, oil, gas and rails, and it is being increasingly considered for maintenance, since this activity is deemed critical for every industry. New technologies to support maintenance, such as E-Maintenance, will provide easier access to the desired information to technicians, but the way new technologies lead to improved SAW is influenced by how information is presented in the User Interface (UI), and many UIs for maintenance technicians support their decision-making regarding procedural and technical criteria, but not economical, legal, ethical and political. Therefore, they only allow a partial development of the user SAW, but not the complete comprehension and projection of a situation. These UIs ignore information requirements such as: risks and conditions of the environment; automations; actions and decisions of team members; rules, regulations and policies of enterprises. Therefore, the design and development of UIs to improve SAW in maintenance is compromised by the few solutions in the state of the art for SAW supportive UI design, for model-based design process and for frameworks and reference architectures. Cognizant to this gap, this thesis proposes a solution for the design and development of Situation Awareness support User Interfaces (SASUI) for maintenance work. For that three contributions are proposed: a conceptual framework of Situation Awareness Aspects (FSA) that assists developers in structuring heterogeneous sources of data into a knowledge representation model, to obtain a state oriented view of SAW; a multiagent architecture that instantiates and controls UIs to improve their support of SAW, by using a blend of SAW and UI agents to express the situation (and its projection) of real world entities in the UI; a methodology to create Model-based SAW User Interfaces (MBSAW-UI), in which designers model agents that will assist users in acquiring the SAW necessary for their decision-making process. These contributions follow a Cognitive Engineering approach to guide software developers in the UI design process and also empower domain experts to model their UIs, enabling an End-User Development (EUD) paradigm that facilitate future updates to the system. A study case of a maintenance activity was developed to evaluate these solutions, with two interfaces: a UI designed using MBSAW-UI; a UI designed using solely a Hierarchical Task Analysis. An experiment was performed and showed a 78% increase in SAW with the UI designed to support SAW, which lead to enhanced efficacy (3,85x less errors) and safety (3,87x less errors regarding unsafe behavior). / Consciência Situacional (SAW) é um processo cognitivo definido como a percepção de elementos e eventos em um volume de tempo e espaço, o entendimento da situação atual e a projeção do seu estado futuro. SAW é um pré-requisito para a tomada de decisão em sistemas complexos e dinâmicos, e os problemas em SAW são uma fonte reconhecida de erros humanos e acidentes. O estudo de SAW não só é fundamental em muitos setores (como, por exemplo, aviação, forças armadas, óleo, gás e ferrovias), como vem sendo considerado, de forma crescente, em áreas como a manutenção, que é uma atividade crítica para todas as indústrias. Novas tecnologias para apoio a manutenção, como a E-Manutenção, vão prover melhor acesso a informações desejadas, porém a SAW de um trabalhador que lida com tecnologia está correlacionada a Interface do Usuário (IU) do sistema, e diversas IUs para manutenção apoiam a tomada de decisão considerando critérios procedurais e técnicos, mas não econômicos, legais, éticos e políticos. Portanto elas somente apoiam um desenvolvimento parcial da SAW de seu usuário, mas não a completa compreensão e projeção da situação. Estas interfaces ignoram requisitos de informação como: riscos e condições do ambiente; automações; ações e decisões de colegas de equipe; regras, regulamentos e políticas das empresas. Dessa forma, o design e desenvolvimento de IUs para aprimorar a SAW na manutenção são comprometidos pelas poucas soluções no estado da arte de design de IU para apoio a SAW, de processos de design baseado em modelos e de frameworks e arquiteturas de referência. Ciente desta lacuna, esta tese propõe uma solução para design e desenvolvimento de Interfaces do Usuário que apoiam o estabelecimento de SAW (SASUI) em trabalhos de manutenção. Três contribuições foram geradas: um framework conceitual de aspectos de SAW (FSA) que auxilia desenvolvedores a estruturar fontes de dados heterogêneas em um modelo de representação do conhecimento, para obter uma visão de SAW orientada a estado; uma arquitetura multiagente que instancia e controla IUs para aprimorar o apoio a SAW, usando uma combinação de agentes de SAW e IU que expressam a situação (e projeção) de entidades do mundo real; e, finalmente, uma metodologia para criar IUs para SAW baseada em modelos (MBSAW-UI), na qual designers modelam agentes que irão auxiliar usuários a adquirir a SAW necessária para seu processo de tomada de decisão. Estas contribuições seguem uma abordagem de Engenharia Cognitiva para guiar desenvolvedores de software no processo de design de IU e para permitir especialistas de domínio a modelar suas IUs, habilitando um paradigma de End-User Development (EUD) que facilita futuras atualizações ao sistema. Foi desenvolvido um estudo de caso de uma atividade de manutenção para avaliar as soluções propostas, usando duas interfaces: uma projetada usando a metodologia MBSAWUI; e outra usando somente análise hierárquica de tarefas. Experimentos realizados mostram que as interfaces geradas com a metodologia proposta neste trabalho proporcionaram um aumento de 78% na SAW, o que levou a uma melhor eficácia (3,85x menos erros) e segurança (3,87x menos erros relacionados a comportamentos arriscados).

A prática de reuso, apesar de ser universalmente e reconhecidamente aceita como uma boa prática, ainda não atingiu um estágio de maturidade satisfatório nas instituições. Em particular, a definição e a construção das interfaces com o usuário (IHC) ainda carecem de abordagens efetivas e sistemáticas de reuso, mesmo se comparadas com as práticas já existentes de reuso dos demais artefatos de software. O objetivo deste trabalho é duplo: investigar abordagens de reuso de interfaces do usuário (IHC), analisando-as do ponto de vista da sua aplicabilidade, adequação e integração em um processo de desenvolvimento de software baseado na UML e propor uma abordagem de reuso de artefatos de software interativo dirigida por casos de uso, integrando – por meio de alguns aspectos do ciclo de vida de casos de uso (da modelagem à implementação) – vários conceitos e técnicas de reuso bem conhecidos como padrões de casos de uso, padrões de interação e padrões de projeto. O foco principal é a definição de como promover o reuso de interface com o usuário baseado em padrões e de como usar e implementar esses padrões através do reuso de código e/ou de componentes. / Reuse practicing, although universally and recognizably accepted as good practice, hasn’t reached a fair maturity level in organizations. Specifically, the definition and construction of user interfaces (HCI) lack effective and systematic reuse approaches even when compared with other reuse practices used nowadays. This work has a dual-purpose: to make a survey of reuse approaches of user interfaces (HCI) and their applicability in a development process based on UML, and to present a use case driven software reuse approach for interactive systems, integrating – by means of some aspects of use case life cycle (from modeling to implementation) - several well-known reuse concepts and techniques like use case patterns, interaction patterns and design patterns. The approach focuses on how to promote user interface reuse based on patterns and how to use and implement them through code reuse and/or component reuse.

A maturidade da área de Interação Humano-Computador (IHC) pode ser atestada pela grande quantidade de conjuntos formados por regras, diretrizes e normas (aqui designados como diretivas) que têm sido formulados por dezenas de autores como guias para o estudo, criação e melhoria de interfaces de usuário. No entanto, esses conjuntos apresentam diferenças significativas entre si: muitas dessas diretivas, incluindo algumas já consagradas no universo da IHC, não pertencem ao mesmo nível de abstração nem formam um conjunto homogêneo de enunciados. Essa falta de unidade, aliada à acelerada evolução das tecnologias digitais, tem contribuído para manter essas diretivas (e a própria disciplina de IHC, segundo alguns) em um estado constante de fragmentação e permanente modificação. Mesmo assim, podem ser encontrados princípios — ou leis essenciais, universais e imutáveis — que são subjacentes às diretivas e que podem delas ser extraídos através de uma metodologia adequada. Para contribuir com esse processo, a presente pesquisa apresenta uma revisão dos critérios utilizados para a compilação de conjuntos de diretivas de usabilidade, além de um método de três etapas para a redução progressiva de um número significativo de diretivas a uma lista simples de princípios de usabilidade. Os resultados deste trabalho incluem um modelo metodológico e um conjunto de sete princípios que podem ser utilizados para a pesquisa a e prática da Interação Humano-Computador. / The maturity of the Human-Computer Interaction (HCI) field can be attested by the large number of existing sets of rules, guidelines and standards (called directives herein) that have been formulated by dozens of authors as guidelines for the study, design and improvement of user interfaces. Still, these sets present significant differences among themselves: many of these directives, including some already established in the realm of HCI, do not belong to the same level of abstraction and do not constitute a homogeneous set of statements. This lack of unity, coupled with the rapid evolution of digital technologies, has contributed to maintain these directives (and, according to some, the very discipline of HCI) in a constant state of fragmentation and perpetual change. Even so, it is possible to find among them certain principles — i.e., essential laws that are universal and immutable — which underlie these directives and can be extracted from them using an appropriate methodology. To contribute to this process, this research presents a review of the criteria used to compile these sets of usability directives and a three-step method for the progressive reduction of a significant number of directives to a simple list of usability principles. The results include a methodological framework and seven principles that can be used for the research and practice of Human-Computer Interaction.

A prática de reuso, apesar de ser universalmente e reconhecidamente aceita como uma boa prática, ainda não atingiu um estágio de maturidade satisfatório nas instituições. Em particular, a definição e a construção das interfaces com o usuário (IHC) ainda carecem de abordagens efetivas e sistemáticas de reuso, mesmo se comparadas com as práticas já existentes de reuso dos demais artefatos de software. O objetivo deste trabalho é duplo: investigar abordagens de reuso de interfaces do usuário (IHC), analisando-as do ponto de vista da sua aplicabilidade, adequação e integração em um processo de desenvolvimento de software baseado na UML e propor uma abordagem de reuso de artefatos de software interativo dirigida por casos de uso, integrando – por meio de alguns aspectos do ciclo de vida de casos de uso (da modelagem à implementação) – vários conceitos e técnicas de reuso bem conhecidos como padrões de casos de uso, padrões de interação e padrões de projeto. O foco principal é a definição de como promover o reuso de interface com o usuário baseado em padrões e de como usar e implementar esses padrões através do reuso de código e/ou de componentes. / Reuse practicing, although universally and recognizably accepted as good practice, hasn’t reached a fair maturity level in organizations. Specifically, the definition and construction of user interfaces (HCI) lack effective and systematic reuse approaches even when compared with other reuse practices used nowadays. This work has a dual-purpose: to make a survey of reuse approaches of user interfaces (HCI) and their applicability in a development process based on UML, and to present a use case driven software reuse approach for interactive systems, integrating – by means of some aspects of use case life cycle (from modeling to implementation) - several well-known reuse concepts and techniques like use case patterns, interaction patterns and design patterns. The approach focuses on how to promote user interface reuse based on patterns and how to use and implement them through code reuse and/or component reuse.

A maturidade da área de Interação Humano-Computador (IHC) pode ser atestada pela grande quantidade de conjuntos formados por regras, diretrizes e normas (aqui designados como diretivas) que têm sido formulados por dezenas de autores como guias para o estudo, criação e melhoria de interfaces de usuário. No entanto, esses conjuntos apresentam diferenças significativas entre si: muitas dessas diretivas, incluindo algumas já consagradas no universo da IHC, não pertencem ao mesmo nível de abstração nem formam um conjunto homogêneo de enunciados. Essa falta de unidade, aliada à acelerada evolução das tecnologias digitais, tem contribuído para manter essas diretivas (e a própria disciplina de IHC, segundo alguns) em um estado constante de fragmentação e permanente modificação. Mesmo assim, podem ser encontrados princípios — ou leis essenciais, universais e imutáveis — que são subjacentes às diretivas e que podem delas ser extraídos através de uma metodologia adequada. Para contribuir com esse processo, a presente pesquisa apresenta uma revisão dos critérios utilizados para a compilação de conjuntos de diretivas de usabilidade, além de um método de três etapas para a redução progressiva de um número significativo de diretivas a uma lista simples de princípios de usabilidade. Os resultados deste trabalho incluem um modelo metodológico e um conjunto de sete princípios que podem ser utilizados para a pesquisa a e prática da Interação Humano-Computador. / The maturity of the Human-Computer Interaction (HCI) field can be attested by the large number of existing sets of rules, guidelines and standards (called directives herein) that have been formulated by dozens of authors as guidelines for the study, design and improvement of user interfaces. Still, these sets present significant differences among themselves: many of these directives, including some already established in the realm of HCI, do not belong to the same level of abstraction and do not constitute a homogeneous set of statements. This lack of unity, coupled with the rapid evolution of digital technologies, has contributed to maintain these directives (and, according to some, the very discipline of HCI) in a constant state of fragmentation and perpetual change. Even so, it is possible to find among them certain principles — i.e., essential laws that are universal and immutable — which underlie these directives and can be extracted from them using an appropriate methodology. To contribute to this process, this research presents a review of the criteria used to compile these sets of usability directives and a three-step method for the progressive reduction of a significant number of directives to a simple list of usability principles. The results include a methodological framework and seven principles that can be used for the research and practice of Human-Computer Interaction.

This thesis was conducted in collaboration with Signal Processing (SP) Devices Sweden AB. SP Devices provides digital signal processing solutions for the enhancement of analogue to digital conversion (ADC). Their ADCs facilitate the development of products for Communications, Radio base stations, Radar, Signals intelligence and Test & Measurement. The ADQ series digitizers, from SP Devices, are portable high performance digitizers which incorporate one or more analog inputs, an on-board double data rate (DDR2) memory and USB or PXI Express interface. DDR2 refers to the ability of a computer bus to transfer data on both the rising and falling edges of a clock signal. The ADCaptureLab software is a graphical user interface used to control this digitizer. ADCaptureLab, designed in the C/C++ programming language, is an easy-to-use standalone program which allows for configuration and operation of all ADQ series digitizers from SP Devices. The use of the LabView program from National Instruments forms the backbone of this thesis. LabVIEW (short for Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) is a platform and development environment for a visual programming language from National Instruments. The topic of this thesis was to reproduce the ADCaptureLab user interface using LabView instead of C/C++. The graphical user interface (GUI) developed in LabView should be able to communicate with and control the processing of the ADQ214 digitizer (the digitizer model provided to us) in the same way as the ADCaptureLab. This would involve not only the data capturing and visualization but also digitizer configurations, monitoring of the device and ADQ functions and the analyses of acquired signal and FFT. In order to implement the configuration settings we developed functions for trigger settings (conditions at which a trigger will occur), Analogue Front End settings (AC/DC coupling), clock settings (sets the clock source), data type settings (set sample format), gain and offset setting (sets amplitude gain and mean value), pre-trigger settings (size of pre-trigger buffer), trigger hold off settings ( number of samples to wait for acquiring data after trigger), data acquisition length settings (Length of the acquired signal), continuous and single batch data acquisition, FFT transformation, save, load , and “clear plots” control (resets graph indicators). The functioning of our device may be monitored through the “Status window” (displays connection status of the ADQ device), “Devices window” (displays product information about the ADQ device), “Device monitor window” (returns the status of ADQ-API functions used) and the “Device information window” (returns information related to the revision of the ADQ device). Analyzing the acquired data and its corresponding FFT is made simple with the “Signal Properties” window (displays analyzed data), “Mark Harmonics” control (marks harmonics in the FFT) and the “Mark Signal Props” control (marks the fundamental tone and highest distortion in the FFT). Our LabVIEW GUI efficiently incorporates the features described above. In addition to being able to communicate instructions to the ADQ214 device we are able to monitor its condition and analyze any output. This result serves to show that it is possible to develop a program such as ADCaptureLab in LabVIEW. / HASSAN GILANI # : +46736742637 RAISUL BHUIYAN # :+46762596979

Den här rapporten behandlar frågeställningen om hur man kan anpassa systemutvecklingav ett informationssystem enligt livscykelmodellen till att inkludera användbarhetstester. Frågeställningen grundar sig i att god användbarhet inte är ett explicit uttryckt mål i Andersens beskrivning av livscykelmodellen. För att besvara frågeställningen har vi utvecklat och testat ett bokningssystem åt en mindre verksamhet. Utvecklingsarbetet har bedrivits enligt en egen anpassning av livscykelmodellen. Testerna har utförts enligt metoden cooperativ evaluation. Frågeställningen besvaras genom att vi presenterar hur vi har gått tillväga för att inbegripa testerna i utvecklingsprocessen. De delar av informationssystemet som vi utvärderat beskrivs i rapporten. Testerna hjälpte till att identifiera problem i systemets gränssnitt som annars troligen inte skulle ha upptäckts förrän slutanvändarna fått tillgång till systemet. Slutsatserna är att det är möjligt, och dessutom önskvärt ur användbarhetssynpunkt, att innefatta användbarhetstester i utveckling av informationssystem. / This reports regards the question of how one can adjust system development according to the Systems Development Life Cycle (SDLC) to include usability testing. The question is based on the fact that usability isn’t an explicit goal in Andersen description of the SDLC. To answer this question we have developed and tested an information system for a small business. The development has been carried on according to an own adaptation of the SDLC. The testings have been performed in accordance with the Cooperativ evaluation method. The question is answered by the presentation of our adaptation to include the tests in the development process. The parts of the information system we have evaluated are described in the report. The tests helped to identify problems in the user interface which otherwise probably would not have been discovered until the end user gotten access to the system. The conclusions are that it is possible, and furthermore desirable from a usability point of view, to include usability testing duringthe development of information systems.

The purpouse of this study is to find out how and if a Content Managment System (CMS) can benefit from applied User Experience Design (UX). A work project has been executed where a client wanted the students to create a user friendly CMS for adding content to a global hotel review site. A prototype of a CMS was created based on literature studies about UX and CMS. The prototype of the user friendly CMS was then tested through user tests and interviews with key users. After input from the key users the prototype was changed until the users were satisfied with it.