Aplicabilidade de Padr

1
Aplicabilidade de Padrões de Interação
Humano-Computador e de Engenharia de Software no
Processo de Desenvolvimento de Sistemas
Interativos

• André Constantino da Silva
• Orientadora Júnia Coutinho
  Anacleto Silva
• Co-orientadores Rosângela Aparecida
  Dellosso Penteado
• Sérgio
  Roberto Pereira da Silva (UEM)

Apoio
Maio de 2005
2
Agenda

1. Introdução
2. Integração ES e IHC
3. Padrões
4. Análise Crítica do modelo de processo
   Prototipação
5. O modelo de processo Prototipação Apoiado por
   Padrões
6. Validação do modelo de processo Prototipação
   Apoiado por Padrões
7. Trabalhos Relacionados
8. Resultados e Conclusões

3
Introdução
Desenvolvimento de Sistemas Interativos
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
4
Introdução
Tecnologia (questões gerenciais e técnicas)
Desenvolvimento de Sistemas Interativos
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
5
Introdução
Tecnologia (questões gerenciais e técnicas)
Desenvolvimento de Sistemas Interativos
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
propõe práticas
6
Práticas propostas pela Engenharia de Software
(ES)

• Modelos de Processo
• Cascata
• Prototipação
• Desenvolvimento Rápido
• de Aplicações
• Incremental
• Processo Unificado
• Extreme Programming
• Entre outros

7
Introdução
Aspectos da interação entre o homem e a máquina
Desenvolvimento de Sistemas Interativos
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
8
Introdução
Aspectos da interação entre o homem e a máquina
Desenvolvimento de Sistemas Interativos
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
propõe práticas
9
Práticas propostas pela Interação
Humano-Computador (IHC)

• Modelos de Processo
• Projeto Centrado no Usuário
• Design Participativo
• Engenharia Cognitiva
• Modelo Estrela
• Engenharia de Usabilidade
• Modelo Centrado na Avaliação
• Entre outros

10
Integração ES e IHC
Desenvolvimento de Sistemas Interativos
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
Preocupações em comum (confiabilidade,
consistência, etc)
11
Integração ES e IHC

• Desenvolver o sistema de forma mais abrangente
• Considerando aspectos relevantes das duas áreas
• Tarefa não trivial
• Focos diferentes
• Profissionais com formações diferentes

12
Padrões (Patterns)

• Prática adotada pela ES e pela IHC
• Expressam conhecimento
• Através de textos e esboços
• Formato estruturado
• Conhecimento apresenta
• uma solução de sucesso e comprovada
• para um problema freqüente
• em um determinado contexto
• Benefícios da aplicações de padrões
• Captura da experiência
• Fornecimento de um vocabulário comum

13
Padrões (Patterns)

• Prática adotada pela ES e pela IHC
• Expressam conhecimento
• Através de textos e esboços
• Formato estruturado
• Conhecimento apresenta
• uma solução de sucesso e comprovada
• para um problema freqüente
• em um determinado contexto
• Benefícios da aplicações de padrões
• Captura da experiência
• Fornecimento de um vocabulário comum

explorado mais enfaticamente pela ES
14
Padrões (Patterns)

• Prática adotada pela ES e pela IHC
• Expressam conhecimento
• Através de textos e esboços
• Formato estruturado
• Conhecimento apresenta
• uma solução de sucesso e comprovada
• para um problema freqüente
• em um determinado contexto
• Benefícios da aplicações de padrões
• Captura da experiência
• Fornecimento de um vocabulário comum

explorado mais enfaticamente pela IHC
15
Padrões (Patterns)

• Prática adotada pela ES e pela IHC
• Expressam conhecimento
• Através de textos e esboços
• Formato estruturado
• Conhecimento apresenta
• uma solução de sucesso e comprovada
• para um problema freqüente
• em um determinado contexto
• Benefícios da aplicações de padrões
• Captura da experiência
• Fornecimento de um vocabulário comum

Possuem grande potencial para facilitar a
integração da ES com a IHC
16
Categorias de Padrões de ES

• Padrões de Processo
• Padrões Organizacionais
• Padrões de Análise
• Padrões Arquiteturais
• Padrões de Projeto
• Padrões de Persistência de Dados
• Padrões de Implementação (Idiomas)
• Padrões de Testes
• entre outros

17
Categorias de Padrões de IHC

• Padrões para Projeto de Interação
  Humano-Computador
• Padrões para Projeto da Interface com o Usuário
• Padrões de Tarefas
• Padrões de Usuários
• Padrões de Elementos da Interface com o Usuário
• Padrões de Sistemas Inteiros
• Padrões para Avaliações de Usabilidade
• entre outros

18
Padrões na Integração ES e IHC

• Captura da Experiência
• Práticas de sucesso já comprovadas
• Fornecimento de Vocabulário Comum
• Entre profissionais de mesma área
• Entre profissionais de ES e de IHC
• Entre profissionais e usuários

19
Metodologia do Trabalho

• Estudo de padrões propostos pela ES e pela IHC
• Estudo dos modelos de processo propostos pela ES
  e pela IHC
• Para o modelo de processo Prototipação
• Levantamento de problemas nas etapas
• Listar conjunto de padrões que potencialmente
  auxiliam a resolver os problemas levantados
• Realização de estudos de caso para verificar
  aplicabilidade de tais padrões nos pontos
  indicados e relacionamento entre os padrões
• Montar um conjunto de padrões para aplicação de
  tais padrões no desenvolvimento de sistemas
  interativos
• Baseando nas observações dos estudos de caso

20
Análise Crítica do Modelo de Processo Prototipação
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
21
Análise Crítica do Modelo de Processo Prototipação
Interação Humano-Computador
Engenharia de Software
22
Análise Crítica do Modelo de Processo Prototipação

• Desenvolvimento de Protótipo
• Descartável
• Evolucionário
• Incremental

Foco nos requisitos não estáveis, ambíguos ou
conflitantes
23
Análise Crítica do Modelo de Processo Prototipação

• Desenvolvimento de Protótipo
• Descartável
• Evolucionário
• Incremental

24
Análise Crítica do Modelo de Processo
Prototipação (1/3)
- Procurar por informações que auxiliam a
compreender o domínio do problema e os
requisitos - Obter os requisitos do sistema -
Delimitar os requisitos do sistema por completo,
que é uma das dificuldades do usuário
25
Análise Crítica do Modelo de Processo
Prototipação (2/3)
Etapa Considerações
Coleta e Refinamento de Requisitos - Procurar por informações que auxiliam a compreender o domínio do problema e os requisitos - Obter os requisitos do sistema - Delimitar os requisitos do sistema por completo, que é uma das dificuldades do usuário
Projeto Rápido - Elaborar um projeto da interface com o usuário que englobe os requisitos a serem refinados, representando os aspectos que são visíveis ao usuário e o nível de conhecimento do usuário - Considerar as melhores decisões relacionadas da funcionalidade no projeto rápido - Garantir que o processo não será oneroso (tempo e recursos)
Construção do Protótipo - Minimizar o tempo e recursos despendidos no desenvolvimento - Assegurar o correto funcionamento do protótipo para que uma avaliação consistente seja realizada na próxima etapa - Englobar somente funções necessárias, não há necessidade de as funções que irão compor o produto final
26
Análise Crítica do Modelo de Processo
Prototipação (3/3)
Etapa Considerações
Avaliação do Protótipo pelo Cliente - Guiar o usuário para um melhor refinamento dos requisitos desejados, engajando-o e cuidando para que se tenha uma comunicação efetiva com o usuário - Preocupações de como obter melhor as informações do usuário - Deve-se aproveitar ao máximo o tempo despendido com o usuário a avaliação, a fim de obter informações suficientes para detalhar os requisitos - Fazer um planejamento para permitir a participação dos clientes representativos (usuários finais do sistema), e que o processo de avaliação não seja muito oneroso
Refinamento do Protótipo - Coletar críticas e problemas resultantes da avaliação do protótipo, apresentando diretivas de solução para as considerações levantadas
Engenharia do Produto - Desenvolver o sistema seguindo práticas de ES e de IHC
27
O Modelo de Processo Prototipação Apoiado por
Padrões

• Visão para Desenvolvimento de Protótipo
  Descartável

28
O Modelo de Processo Prototipação Apoiado por
Padrões

• Visão para Desenvolvimento de Protótipo
  Evolucionário ou Incremental

29
Validação do Modelo de Processo Prototipação
Apoiado por Padrões

• Realização de 3 estudos de caso
• Parte 1
• Instanciação do modelo de processo Prototipação
• Sem aplicação de Padrões
• Parte 2
• Instanciação do modelo de processo Prototipação
  Apoiado por Padrões
• Aplicação de Padrões relacionados ao sistema a
  ser desenvolvido
• Coleta de informações sobre a aplicação dos
  padrões através de questionário

30
Validação do Modelo de Processo Prototipação
Apoiado por Padrões
Estudo de Caso Participantes Participantes Padrões Padrões
Estudo de Caso Fase 1 Fase 2 IHC ES
1 2 2 114 228
2 4 6 114 49
3 4 6 114 49
31
Estudo de Caso 1

• A gerência de uma lanchonete deseja um sistema
  para gerenciar os pedidos realizados pelos
  clientes através do telefone, considerando também
  o controle de itens que podem ser adicionados aos
  pedidos, tais como ingredientes, taxa de entrega,
  etc. O sistema deve ainda emitir diversos tipos
  de relatórios e consultas, possibilitando um
  melhor gerenciamento dos pedidos.

32
Estudo de Caso 1 Fase 1
33
Estudo de Caso 1 Fase 1
34
Estudo de Caso 1 Fase 1
35
Estudo de Caso 1 Fase 1
36
Estudo de Caso 1 Fase 1
37
Estudo de Caso 1 Fase 1
38
Estudo de Caso 1 Fase 1
39
Estudo de Caso 1 Fase 2

• Instanciação do Modelo de Prototipação com
  Padrões (Protótipo Descartável)

40
Estudo de Caso 1 Fase 2
41
Estudo de Caso 1 Fase 2
42
Estudo de Caso 1 Fase 2
43
Estudo de Caso 1 Fase 2
44
Estudo de Caso 1 Fase 2
45
Estudo de Caso 1 Fase 2
46
Coleta de Resultados

• Respostas do questionário
• Levantamento de critérios para cada aplicação
  proposta no modelo de processo Prototipação
  Apoiado por Padrões

47
Resultados
Etapa Critério Adotado Resultado Resultado
Etapa Critério Adotado Favorável Desfavorável
Coleta e Refinamento de Requisitos a. Opinião dos participantes X
Coleta e Refinamento de Requisitos b. Percentual de perguntas elaboradas com base em padrões X
Projeto Rápido c. Reação do usuário X
Projeto Rápido d. Melhoria na comunicação X X
Projeto Rápido e. Diminuição na tomada de decisões X
48
Resultados
Etapa Critério Adotado Resultado Resultado
Etapa Critério Adotado Favorável Desfavorável
Construção do Protótipo e. Diminuição na tomada de decisões X
Avaliação do Protótipo pelo Cliente f. Usuário expressando através de padrões X X
Refinamento do Protótipo g. Padrões aplicados para solucionar problemas levantados X
Engenharia do Produto h. Porcentagem de classes identificadas através de padrões de análise X
Engenharia do Produto i. Opinião dos participantes sobre a aplicação de padrões de análise X
Engenharia do Produto j. Opinião dos participantes sobre a aplicação de padrões arquiteturais X
49
Resultados
Opinião Aplicação de Padrões de Processo Aplicação de Padrões de Processo Aplicação de Padrões Organizacionais Aplicação de Padrões Organizacionais
Opinião Número de Participantes Percentual Número de Participantes Percentual
Acham útil 7 70,0 3 33,3
Não acham útil 0 0,0 4 44,5
Não participaram 3 30,0 2 22,2
Total 10 100,0 9 100,0
50
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
51
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
52
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
53
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
54
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)

• Padrão de IHC

Disabled Irrelevant Things Context 
Information or actions that are normally useful
become temporarily irrelevant sometimes.  This is
a common situation in almost all of the primary
patterns that use visuals, such as Control Panel,
Status Display, Form, and WYSIWYG
Editor. Problem  How can the artifact steer the
user away from actions that cannot or should not
be taken, while still maintaining visual calm and
stability? Forces ... Solution  Disable the
things which have become irrelevant.  Hide them
entirely if the user shouldn't even be aware of
them, or "gray them out" (with their main
features barely visible) if the user should know
they're there but that they just aren't useful
right now.   If the thing is a manipulable
control, don't allow the user to use it.
55
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)

• Padrão de ES

• Observer
  Object
  Behavioral
• Intent
• Define a one-to-many dependency between objects
  so that when one object changes state, all its
  dependents are notified and updated
  automatically.
• ...
• Motivation
• This kind of interaction is also known as
  publish-subscribe. The subject is the publisher
  of notifications. It sends out these
  notifications without having to know who its
  observers are. Any number of observers can
  subscribe to receive notifications.
• Applicability
• Use the Observer pattern in any of the following
  situations
• When an abstraction has two aspects, one
  dependent on the other. Encapsulating these
  aspects in separate objects lets you vary and
  reuse them independently.
• When a change to one object requires changing
  others, and you don't know how many objects need
  to be changed.
• When an object should be able to notify other
  objects without making assumptions about who
  these objects are. In other words, you don't want
  these objects tightly coupled.
• ...

56
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)

• Padrão de ES

Observer
Object
Behavioral Structure
57
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)

• Determinando o Relacionamento
• 1) Um determinado objeto que pode se tornar
  irrelevante está relacionado ao contexto que
  define se ele é irrelevante ou não.
• 2) Esse contexto pode ser formado por outros
  objetos.
• 3) O padrão Observer pode ser aplicado para
  informar ao objeto que houve mudanças em seu
  contexto.
• 4) Quando o objeto é informado sobre a mudança do
  seu contexto, ele é capaz de determinar se é
  irrelevante ou não nesse novo contexto

58
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
Padrão Observer
59
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
60
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
61
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
62
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
63
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
64
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
65
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
66
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
67
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
68
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
O contexto do botão (instância de ConcreteThing)
é formado pelo pedido que está sendo cadastrado
(ConcreteSubject)
69
Relacionamentos entre Padrões de ES e de IHC
Exemplo (X/Y)
70
Trabalhos Relacionados

• Na ES
• Larman (2001)
• Yacoub e Ammar (2003)
• Entre outros
• Na IHC
• Borchers (2000)
• Dearden et al. (2002)
• Entre outros
• Na Integração ES e IHC
• UPi (Sousa e Furtado, 2003)
• Mazzorani (2003)
• Ferré et al. (2003)
• Entre outros

71
Trabalhos Relacionados

• Na ES
• Larman (2001)
• Yacoub e Ammar (2003)
• Entre outros
• Na IHC
• Borchers (2000)
• Dearden et al. (2002)
• Entre outros
• Na Integração ES e IHC
• UPi (Sousa e Furtado, 2003)
• Mazzorani (2003)
• Ferré et al. (2003)
• Entre outros

Aplicação de poucos padrões
72
Principais Resultados (1/2)

• Apresentação de uma classificação de padrões mais
  ampla que considera padrões de IHC e de ES
  conjuntamente
• Análise crítica das visões de ES e de IHC no
  modelo de processo Prototipação e a integração
  dessas visões nesse modelo
• Estudo da aplicação de padrões no modelo de
  processo Prototipação, resultado no modelo de
  processo Prototipação Apoiado por Padrões
• Aplicação de padrões em alguns dos artefatos
  elaborados durante o desenvolvimento de um
  sistema interativo

73
Principais Resultados (2/2)

• Utilização de padrões de ES e de IHC para
  aumentar a comunicação entre o usuário final e os
  profissionais envolvidos no processo de
  desenvolvimento
• Aplicação de padrões de análise para elaboração
  de questões a serem realizadas durante o
  levantamento de requisitos
• Validação da proposta de padrões de ES e a IHC se
  complementando para desenvolver sistemas
  interativos

74
Publicações (1/2)

• DA SILVA, A. C. SILVA, J. C. A PENTEADO, R. A.
  D. DA SILVA, S. R. P. Aplicabilidade de Padrões
  de Engenharia de Software e de IHC no
  Desenvolvimento de Sistemas Interativos. In
  CBCOMP 2004 - IV CONGRESSO BRASILEIRO DE
  COMPUTAÇÃO. 4., 2004. /Artigo Completo/
• DA SILVA, A. C. SILVA, J. C. A. PENTEADO, R. A.
  D. DA SILVA, S. R. P. Integrando a Visão da ES e
  da IHC através da Aplicação de Padrões sobre o
  Modelo de Prototipação. In IHC2004 VI
  WORKSHOP SOBRE FATORES HUMANOS EM SISTEMAS
  COMPUTACIONAIS, 6., 2004. /Artigo Resumido/
• DA SILVA, A. C. SILVA, J. C. A PENTEADO, R. A.
  D DA SILVA, S. R. P. Investigando a
  Aplicabilidade de Padrões de IHC e de Engenharia
  de Software no Processo de Desenvolvimento de
  Sistemas Interativos. In WTDES2004 IX
  WORKSHOP DE TESES E DISSERTAÇÕES EM ENGENHARIA DE
  SOFTWARE, XVIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE ENGENHARIA
  DE SOFTWARE, 9., 2004. /Artigo Completo/
• TALARICO NETTO, A. DA SILVA, A. C. SILVA, J. C.
  A. PENTEADO, R. A. D. Padrões de Interação para
  Projetos WEB Uma Visão Geral. In TÓPICOS EM
  TECNOLOGIAS WEB MULTIMÍDIA. Editores Teixeira,
  C. A. C. Goularte, R. p. 197-222. Ribeirão
  Preto-SP SBC, 2004. ISBN 85-7669-011-X.
  /Capítulo de livro/

75
Publicações (2/2)

• TALARICO NETTO, A. DA SILVA, A. C. SILVA, J. C.
  A PENTEADO, R. A. D. Padrões de Interação - O
  Contexto WEB. In IHC2004 VI WORKSHOP SOBRE
  FATORES HUMANOS EM SISTEMAS COMPUTACIONAIS, 6.,
  2004. /Tutorial/
• TALARICO NETTO, A. DA SILVA, A. C. SILVA, J. C.
  A. PENTEADO, R. A. D. Padrões de Interação para
  Projetos WEB Uma Visão Geral. In WEBMIDIA LA
  2004 WEB - II LATIN AMERICAN WEB CONGRESS AND X
  BRAZILIAN SYMPOSIUM ON MULTIMEDIA AND THE WEB,
  10., 2004. /Mini-curso/

76
Trabalhos Futuros

• Integração das visões de ES e de IHC nos demais
  modelos de processo
• Agregação de mais padrões no conjunto elaborado
• Padrões de Tarefas
• Padrões Arquiteturais de Usabilidade
• Padrões de Avaliação de Usabilidade
• Padrões de Testes
• Idiomas
• Identificação de padrões que considerem aspectos
  de ES e de IHC conjuntamente
• Identificação de padrões de processo e
  organizacionais para definir e apresentar as
  responsabilidades do especialista em IHC
• Elaboração de uma abordagem para adoção gradativa
  de padrões
• Entre outros

77
Aplicabilidade de Padrões de Interação
Humano-Computador e de Engenharia de Software no
Processo de Desenvolvimento de Sistemas
Interativos

• André Constantino da Silva
• Orientadora Júnia Coutinho
  Anacleto Silva
• Co-orientadores Rosângela Aparecida
  Dellosso Penteado
• Sérgio
  Roberto Pereira da Silva (UEM)

Apoio
Maio de 2005