„Keystroke-Level-Model“ – Versionsunterschied

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Das Keystroke-Level-Model (KLM) erlaubt es, Aussagen darüber zu treffen, wie lange ein Experte für die fehlerfreie Bearbeitung einer Aufgabe mit einem interaktiven Computer-System benötigt.<ref name="klm-original">{{Literatur|Autor=Stuart K. Card, Thomas P. Moran, Newell Allen|Titel=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|Sammelwerk=Communications of the ACM|Jahr=1980|Band=Vol. 23|Nummer=7|DOI=10.1145/358886.358895}}</ref> Im Forschungsgebiet der [[Mensch-Computer-Interaktion]] zählt das KLM zu den meist verbreiteten Herangehensweisen und wird hauptsächlich auf Textverarbeitungsaufgaben angewandt.<ref>{{Literatur|Autor=Peter Haunold|Titel=Analyse manueller Digitalisierungsabläufe mit dem Keystroke-Level Modell|Sammelwerk=Angewandte geographische Informationsverarbeitung|Jahr=1997|Band=Vol. 26|Online=[http://www.agit.at/php_files/myAGIT/papers/1997/haunold.pdf PDF]}}</ref>
The Keystroke-Level Model (KLM) predicts how long it will take an expert user to accomplish a routine task without errors using an interactive computer system.<ref>{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Allen|first3=Newell|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|page=396|doi=10.1145/358886.358895|ref=1}}</ref> It was proposed by [[Stuart K. Card]], [[Thomas P. Moran]] and [[Allen Newell]] in 1980 in the [[Communications of the ACM]] and published in their book "The Psychology of Human-Computer Interaction" in 1983, which is considered as a classic in the HCI field.<ref>{{cite web|last1=Sauro|first1=Jeff|title=5 Classic Usability Books|url=http://www.measuringu.com/blog/usability-books.php|website=MeasuringU|accessdate=22 June 2015|ref=7}}</ref><ref>{{cite web|last1=Perlman|first1=Gary|title=Suggested Readings in Human-Computer Interaction (HCI), User Interface (UI) Development, & Human Factors (HF)|url=http://hcibib.org/readings.html|website=HCI Bibliography : Human-Computer Interaction Resources|accessdate=22 June 2015|ref=8}}</ref> The foundations were laid in 1974, when Card and Moran joined the [[PARC (company)|Palo Alto Research Center (PARC)]] and created a group named Applied Information-Processing Psychology Project (AIP) with Newell as a consultant aiming to create an applied psychology of human-computer interaction.<ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=ix-x|ref=4}}</ref> The KLM is still relevant today, which is shown by the recent research about mobile phones and touchscreens (see [[#Adaptions|Adaptions]]).
Um die benötigte Arbeitszeit vorherzusagen, wird eine Folge von Interaktionsschritten, eine sogenannte Methode, vorgegeben. Die Durchführungszeit ergibt sich dann aus der Summe der Operatoren der einzelnen Arbeitsschritte.<ref name="goms-comparison">{{Literatur|Autor=Bonnie E. John, David E. Kieras|Titel=The GOMS Family of User Interface Analysis Techniques:Comparison and Contrast|Sammelwerk=ACM Transactions on Computer-Human Interaction (TOCHI)|Jahr=1996|Band=Vol. 3|Nummer=4|DOI=10.1145/358886.358895}}</ref>
Durch Anpassung des Modells an mobile Endgeräte und Touchscreens gilt das KLM auch heute noch als relevant.


== Structure of the Keystroke-Level Model ==
== Struktur des Keystroke-Level-Models ==
Das Keystroke-Level-Model umfasst sechs Operatoren, von denen die ersten vier Operatoren als physisch-motorische Operatoren definiert werden. Hinzu kommen ein mentaler Operator und ein Operator, der die Antwortzeit des Systems repräsentiert.<ref name="klm-original"/>
The Keystroke-Level Model consists of six operators: the first four are physical motor operators followed by one mental operator and one system response operator:<ref>{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=398–400|doi=10.1145/358886.358895|ref=5}}</ref>
* '''K''' (Tastenanschlag oder Mausklick): Dies ist der häufigste Operator. Er beschreibt jedoch nicht nur Buchstaben, sondern jeden einzelnen Tastendruck (bspw. wird ein Tastendruck auf die Hochstelltaste (SHIFT) als einzelne K-Operation gewertet). Die benötigte Zeit hängt von den motorischen Fähigkeiten des Benutzers ab und wird mittels einminütiger Schreibtests bestimmt, wobei die Testzeit durch die Gesamtzahl fehlerfreier Tastenanschläge geteilt wird.
* '''K''' (keystroke or button press): it is the most frequent operator and means keys and not characters (so e.g. pressing SHIFT is a separate K operation). The time for this operator depends on the motor skills of the user and is determined by one minute typing tests, where the total test time is divided by the total number of non-error keystrokes.
* '''P''' (pointing to a target on a display with a mouse): this time differs depending on the distance to the target and the size of the target,<ref>{{cite journal|last1=Fitts|first1=Paul M|title=The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement|journal=Journal of Experimental Psychology: General|date=1992|volume=121|issue=3|doi=10.1037/h0055392|ref=3}}</ref> but is held constant. A mouse click is not contained and counts as a separate K operation.
* '''P''' (Zielerfassung auf einem Display mit Hilfe einer Maus): Diese Zeit ist abhängig von der Distanz zum Ziel und der Größe des Ziels.<ref>{{Literatur|Autor=Paul M. Fitts|Titel=The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement|Sammelwerk=Journal of Experimental Psychology: General|Jahr=1992|Band=Vol. 121|Nummer=3|DOI=10.1037/h0055392}}</ref> Ein Mausklick ist dabei nicht enthalten. Er zählt als separate K-Operation.
* '''H''' (Wechsel der Hand oder der Hände zwischen unterschiedlichen Eingabegeräten): Die Zeit für diesen Operator beinhaltet die Bewegung beim Wechsel von Eingabegeräten oder die Feinpositionierung der Hand.
* '''H''' (homing the hand(s) on the keyboard or other device): This includes movement between any two devices as well as the fine positioning of the hand.
* '''D''' (drawing (manually) n<sub>D</sub> straight-line segments with a total length of D(n<sub>D</sub>, l<sub>D</sub>) cm): where n<sub>D</sub> is the number of the line segments drawn and l<sub>D</sub> is the total length of the line segments. This operator is very specialized because it is restricted to the mouse and the drawing system has to constrain the cursor to a .56&nbsp;cm grid.
* '''D''' (Zeichnen (manuell): n<sub>D</sub> geradlinige Segmente, die eine Gesamtlänge von D(n<sub>D</sub>, l<sub>D</sub>) cm haben): Dabei stellt n<sub>D</sub> die Anzahl der Liniensegmente und l<sub>D</sub> die Gesamtlänge der Liniensegmente dar. Dieser Operator ist sehr restriktiv, denn es wird vorausgesetzt, dass mit einer Maus gezeichnet wird, wobei das Zeichensystem den Cursor auf ein 0.56 cm großes Rechteck begrenzt. Die ermittelte Zeit für diesen Operator ist ein Durchschnittswert.
* '''M''' (mentale Vorbereitung zur Ausführung physischer Aktionen): Beschreibt die Zeit, die ein Benutzer für Denkprozesse oder für die Entscheidungsfindung benötigt. Die Anzahl von M-Operatoren in einer Methode hängt vom Wissensstand und Können des Benutzers ab. Heuristiken geben Auskunft darüber, an welcher Stelle in einer Methode ein M-Operator gesetzt werden muss. Wird beispielsweise mit der Maus ein Ziel angesteuert, so wird gewöhnlich auch ein Mausklick vorausgesetzt, weshalb kein M-Operator zwischen diesen beiden Operatoren benötigt wird.<ref name="klm-original"/> Punkt 2 erklärt die Heuristiken für das Setzen eines M-Operators.
* '''M''' (mentally preparing for executing physical actions): denotes the time a user needs for thinking or decision making. The number of Ms in a method depends on the knowledge and skill of the user. Heuristics are given to help decide where an M should be placed in a method. For example, when pointing with the mouse a button press is usually fully anticipated and no M is needed between both operators.<ref>{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=400–401|doi=10.1145/358886.358895|ref=5}}</ref> The following table shows the heuristics for placing the M operator:<ref>{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=400|doi=10.1145/358886.358895|ref=5}}</ref>
*'''R''' (Antwortzeit des Systems): Die Antwortzeit hängt vom System, dem Kommando und dem Kontext des Kommandos ab. Es wird nur dann benötigt, wenn der Benutzer tatsächlich auf das System warten muss. Bereitet der Benutzer beispielsweise seine nächste physikalische Aktion vor (M), so wird nur der nicht-überlappende Teil der Antwortzeit für R benötigt, da der Benutzer die Antwortzeit für die M-Operation benötigt (zum Beispiel R von 2 Sekunden - M für 1.35 Sekunden = R von .65 Sekunden). Kieras<ref name="estimate-execution-times">{{cite web|author=David Kieras|title=Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times|url=http://www-personal.umich.edu/~itm/688/KierasKLMTutorial2001.pdf}}</ref> schlägt eine Namensänderung des Operators zu W (Wartezeit) vor, um Verwirrung zu vermeiden. Sauro<ref name="sauro-suggested-operators">{{Literatur|Autor=Jeff Sauro, Julie A. Jacko (Editor)|Titel=Estimating productivity: Composite operators for keystroke level modeling|Sammelwerk=Human-Computer Interaction. New Trends: Proceedings of the 13th International Conference (LNCS)|Jahr=2009|Band=Vol. 5610|DOI=10.1007/978-3-642-02574-7_40|Verlag=Springer-Verlag|Ort=Berlin Heidelberg}}</ref> hingegen bevorzugt einen Test, der die Antwortzeit des Systems vorab bestimmt.


Nachfolgende Tabelle zeigt neben einem Überblick der Zeiten für die erwähnten Operatoren auch Zeiten für weitere von unterschiedlichen Autoren vorgeschlagene Operatoren.
{| class="wikitable collapsible" border="1"

|-
{| class="wikitable"
| colspan="2" | Begin with a method encoding that includes all physical operators and response operations.<br />
Use Rule 0 to place candidate Ms, and then cycle through Rules 1 to 4 for each M to see whether it should be deleted.
|-
|-
! width="50% | Operator !! Zeit (Sekunden)
| width="10%" align="center" | Rule 0 || Insert Ms in front of all Ks that are not part of argument strings proper (e.g., text strings or numbers).<br />
Place Ms in front of all Ps that select commands (not arguments).
|-
|-
| K || Gesamtzeit des Schreibtests geteilt durch die Gesamtzahl fehlerfreier Tastenanschläge<br />
| width="10%" align="center" | Rule 1 || If an operator following an M is fully anticipated in the operator just previous to M, then delete the M (e.g., PMK -> PK).
Richtlinien:<ref name="klm-original"></ref><ref name="klm-erweitert">{{Literatur|Autor=Stuart K. Card, Thomas P. Moran, Allen Newell|Titel=The Psychology of Human-Computer Interaction|Jahr=1983|Verlag=L. Erlbaum Associates Inc|Ort=Hillsdale|ISBN=0898592437}}</ref><br />
.08 (135 wpm: beste Schreibkraft)<br />
.12 (90 wpm: gute Schreibkraft)<br />
.20 (55 wpm: durchschnittliche Schreibkraft)<br />
.28 (40 wpm: durchschnittliche Schreibkraft (nicht Sekretär))<br />
.50 (typing zufällige Buchstaben)<br />
.75 (Schreiben eines komplexen Codes)<br />
1.20 (schlechteste Schreibkraft und nicht mit der Tastatur vertraut)
|-
|-
| P || 1.1<ref name="klm-original" /><ref name="klm-erweitert" />
| width="10%" align="center" | Rule 2 || If a string of MKs belong to a cognitive unit (e.g., the name of a command), then delete all Ms but the first.
|-
|-
| H || 0.4<ref name="klm-original" /><ref name="klm-erweitert" />
| width="10%" align="center" | Rule 3 || If a K is a redundant terminator (e.g., the terminator of a command immediately following the terminator of its argument), then delete the M in front of the K.
|-
|-
| D || .9n<sub>D</sub> +. 16 l<sub>D</sub><ref name="klm-original" /><ref name="klm-erweitert" />
| width="10%" align="center" | Rule 4 || If a K terminates a constant string (e.g., a command name), then delete the M in front of the K; but if the K terminates a variable string (e.g., an argument string) then keep the M.
|}

* '''R''' (response time of the system): the response time depends on the system, the command and the context of the command. It only used when the user actually has to wait for the system. For instance, when the user mentally prepares (M) for executing his next physical action only the non-overlapping part of the response time is needed for R because the user uses the response time for the M operation (e.g. R of 2 seconds – M of 1.35 seconds = R of .65 seconds). To make things clearer, Kieras <ref>{{cite web|last1=Kieras|first1=David|title=Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times|url=http://www-personal.umich.edu/~itm/688/KierasKLMTutorial2001.pdf|accessdate=22 June 2015|ref=9|page=3}}</ref> suggests the naming waiting time (W) instead of response time (R) to avoid confusion. Sauro suggests taking a sample of the system response time.<ref>{{cite journal|last1=Sauro|first1=Jeff|editor1-last=Jacko|editor1-first=Julie A|title=Estimating productivity: Composite operators for keystroke level modeling|journal=Human-Computer Interaction. New Trends: Proceedings of the 13th International Conference (LNCS)|date=2009|volume=5610|page=355|doi=10.1007/978-3-642-02574-7_40|ref=10|publisher=Springer-Verlag|location=Berlin Heidelberg}}</ref>

The following table shows an overview of the times for the mentioned operators as well as the times for suggested operators:

{| class="wikitable"
|-
|-
| M || 1.35<ref name="klm-original" /><ref name="klm-erweitert" />
! width="50% | operator !! time (sec)
|-
|-
| R || Systemabhängig <ref name="klm-original" /><ref name="klm-erweitert" />
| K || total typing test time/total number of non-error keystrokes<br />
Guidelines:<ref name="klm-paper-operators-table">{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=399|doi=10.1145/358886.358895|ref=5}}</ref><ref name="klm-book-operators-table">{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=264|ref=4}}</ref><br />
.08 (135 wpm: best typist)<br />
.12 (90 wpm: good typist)<br />
.20 (55 wpm: average skilled typist)<br />
.28 (40 wpm: average non-secretary typist)<br />
.50 (typing random letters)<br />
.75 (typing complex codes)<br />
1.20 (worst typist and unfamiliar with the keyboard)
|-
|-
| colspan="2" | Weitere vorgeschlagene Operatoren
| P || 1.1<ref name="klm-paper-operators-table" /><ref name="klm-book-operators-table" />
|-
|-
| B (Mausklick oder Loslassen der Maustaste) || 0.1<ref name="estimate-execution-times"/>
| H || 0.4<ref name="klm-paper-operators-table" /><ref name="klm-book-operators-table" />
|-
|-
| D || .9n<sub>D</sub> +. 16 l<sub>D</sub><ref name="klm-paper-operators-table" /><ref name="klm-book-operators-table" />
| Klick auf einen Button / Link || 3.73<ref name="sauro-suggested-operators"/>
|-
|-
| M || 1.35<ref name="klm-paper-operators-table" /><ref name="klm-book-operators-table" />
| Pull-Down-Liste (Ohne Laden der Seite) || 3.04<ref name="sauro-suggested-operators" />
|-
|-
| R || system dependent<ref name="klm-paper-operators-table" /><ref name="klm-book-operators-table" />
| Pull-Down-Liste (Mit Laden der Seite) || 3.96<ref name="sauro-suggested-operators" />
|-
|-
| colspan="2" | suggested operators
| Datumsauswahl || 6.81<ref name="sauro-suggested-operators" />
|-
|-
| Ausschneiden & Einfügen (Tastatur) || 4.51<ref name="sauro-suggested-operators" />
| B (mouse button press or release) || 0.1<ref>{{cite web|last1=Kieras|first1=David|title=Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times|url=http://www-personal.umich.edu/~itm/688/KierasKLMTutorial2001.pdf|accessdate=22 June 2015|ref=9|page=2}}</ref>
|-
|-
| Text in ein Textfeld schreiben || 2.32<ref name="sauro-suggested-operators" />
| Click a Link/ Button || 3.73<ref name="sauro-suggested-operators">{{cite journal|last1=Sauro|first1=Jeff|editor1-last=Jacko|editor1-first=Julie A|title=Estimating productivity: Composite operators for keystroke level modeling|journal=Human-Computer Interaction. New Trends: Proceedings of the 13th International Conference (LNCS)|date=2009|volume=5610|page=357|doi=10.1007/978-3-642-02574-7_40|ref=10|publisher=Springer-Verlag|location=Berlin Heidelberg}}</ref>
|-
|-
| Pull-Down List (No Page Load) || 3.04<ref name="sauro-suggested-operators" />
| Scrolling || 3.96<ref name="sauro-suggested-operators" />
|-
|-
|}
| Pull-Down List (Page Load) || 3.96<ref name="sauro-suggested-operators" />

== Methodik zum Setzen des M-Operators ==
Beim Setzen des M-Operators wird wie folgt vorgegangen:<ref name="klm-original" />
{| class="wikitable collapsible" border="1"
|-
| colspan="2" | Beginne mit einer Methode, die alle physischen Operatoren und Antwortoperationen umfasst.<br />
Benutze Regel 0, um ein M-Operatoren zu platzieren. Iteriere für jedes M durch Regel 1 bis 4, um zu sehen, ob es entfernt werden sollte.
|-
|-
| width="10%" align="center" | Regel 0 ||Setze Ms vor alle K-Operatoren, die nicht Teil einer durchgehenden Zeichenkette sind (zum Beispiel Texte oder Zahlen).<br />
| Date-Picker || 6.81<ref name="sauro-suggested-operators" />
Setze Ms vor alle P-Operatoren, die Befehle wählen (keine Argumente).
|-
|-
| width="10%" align="center" | Regel 1 || Wenn ein Operator nach einem M bereits im Operator vor dem M vorausgeahnt werden kann, dann entferne das M (zum Beispiel PMK -> PK).
| Cut & Paste (Keyboard) || 4.51<ref name="sauro-suggested-operators" />
|-
|-
| width="10%" align="center" | Regel 2 || Gehört eine Kette von MKs zu einer kognitiven Einheit, so lösche alle Ms bis auf das erste.
| Typing Text in a Text Field || 2.32<ref name="sauro-suggested-operators" />
|-
|-
| width="10%" align="center" | Regel 3 || Ist ein K ein redundanter Terminator (zum Beispiel das Ende eines Befehls direkt nach dem Ende eines Arguments), dann entferne das M davor.
| Scrolling || 3.96<ref name="sauro-suggested-operators" />
|-
|-
| width="10%" align="center" | Regel 4 || Wenn ein K eine konstante Zeichenkette (beispielsweise ein Befehlsname) beendet, so entferne das M davor. Beendet ein K jedoch ein einen variable Zeichenkette (zum Beispiel ein Argument), so muss das M stehen bleiben.
|}
|}


== Comparison with GOMS ==
== Vergleich zu GOMS ==
Das KLM ist die einfachste Version der [[GOMS]]-Technik. Einer der Hauptunterschiede zwischen dem KLM und anderen Modellen der GOMS-Familie ist, dass das KLM die Arbeitsschritte eines Nutzers nicht vorhersieht, sondern diese vorgibt. Daher enthält das KLM im Gegensatz zum GOMS-Modell keine Ziele und Auswahlregeln. Außerdem ist das KLM anders als übrige GOMS-Modelle auf Aufgaben beschränkt, bei denen es keine parallelen Arbeitsschritte, verschachtelte Ziele oder Unterbrechungen gibt.<ref name="goms-comparison"/>
The KLM is based on the keystroke level, which belongs to the family of [[GOMS]] models.<ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=161–166|ref=15}}</ref> The KLM and the GOMS models have in common that they only predict behaviour of experts without errors, but in contrast the KLM needs a specified method to predict the time because it does not predict the method like GOMS.<ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=260|ref=16}}</ref> Therefore, the KLM has no goals and method selection rules, which in turn makes it easier to use.<ref name="klm-book-goms">{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=269|ref=17}}</ref> The KLM resembles the model K1 from the family of GOMS models the most because both are at the keystroke level and possess a generic M operator. The difference is that the M operator of the KLM is more aggregated and thus larger (1.35 seconds vs. 0.62 seconds), which makes its mental operator more similar to the CHOOSE operations of the model K2.<ref name="klm-book-goms" /> All in all, the KLM represents the practical use of the GOMS keystroke level.<ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=264|ref=18}}</ref>


== Advantages ==
== Vorteile ==
Das KLM ist ein schnelles und einfaches Modell, das ohne tieferes Wissen über die menschliche Psychologie verwendet werden kann.<ref name="klm-original"/> Des Weiteren können Bearbeitungszeiten ohne die Anfertigung von Prototypen und das Testen mit tatsächlichen Nutzern vorausgesagt werden, was Zeit und Geld spart.<ref name="sauro-suggested-operators" />
The KLM was designed to be a quick and easy to use system design tool, which means that no deep knowledge about [[psychology]] is required for its usage.<ref name="klm-paper-advantages">{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=409|doi=10.1145/358886.358895|ref=19}}</ref> Also, task times can be predicted (given the [[#Limitations|limitations]]) without having to build a [[prototype]], recruit and test users, which saves time and money.<ref>{{cite journal|last1=Sauro|first1=Jeff|editor1-last=Jacko|editor1-first=Julie A|title=Estimating productivity: Composite operators for keystroke level modeling|journal=Human-Computer Interaction. New Trends: Proceedings of the 13th International Conference (LNCS)|date=2009|volume=5610|page=352|doi=10.1007/978-3-642-02574-7_40|ref=20|publisher=Springer-Verlag|location=Berlin Heidelberg}}</ref> See the [[#Example|example]] for a practical use of the KLM as a system design tool.


== Limitations ==
== Einschränkungen ==
Das KLM ist durch mehrere Faktoren eingeschränkt:
The Keystroke-Level Model has several restrictions:
* It measures only one aspect of performance: time,<ref>{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=400|doi=10.1145/358886.358895|ref=21}}</ref> which means execution time and not the time to acquire or learn a task <ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=260–261|ref=22}}</ref>
* It considers only expert users. Generally, users differ regarding their knowledge and experience of different systems and tasks, motor skills and technical ability <ref name="klm-paper-limitations-users">{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=397|doi=10.1145/358886.358895|ref=23}}</ref>
* It considers only routine unit tasks <ref name="klm-paper-limitations">{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=409|doi=10.1145/358886.358895|ref=24}}</ref>
* The method has to be specified step by step<ref name="klm-paper-limitations" />
* The execution of the method has to be error-free <ref name="klm-paper-limitations" />
* The mental operator aggregates different mental operations and therefore cannot model a deeper representation of the user’s mental operations. If this is crucial, a GOMS model has to be used (e.g. model K2)<ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=285–286|ref=25}}</ref>


* Es wird lediglich die Zeit gemessen<ref name="klm-original"/> und übrige Performancemaße werden nicht erhoben<ref name="klm-erweitert"/>.
Also, one should keep in mind when assessing a computer system that other aspects of performance (errors, learning, functionality, recall, concentration, fatigue, and acceptability),<ref>{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=396–397|doi=10.1145/358886.358895|ref=26}}</ref> types of users (novice, casual)<ref name="klm-paper-limitations-users" /> and non-routine tasks have to be considered as well.<ref name="klm-paper-limitations-users">{{cite journal|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The keystroke-level model for user performance time with interactive systems|journal=Communications of the ACM|date=1980|volume=23|issue=7|pages=397, 409|doi=10.1145/358886.358895|ref=27}}</ref>
* Es kann nur Zeiten für Experten voraussagen. Generell unterscheiden sich Nutzer durch ihr Vorwissen und ihre Erfahrungen bezüglich unterschiedlicher Systeme und Aufgaben, motorischer Fähigkeiten und technischem Können.<ref name="klm-original"/>
* Es werden nur bekannte und routinemäßige Aufgaben betrachtet.<ref name="klm-original"/>
* Die Methode muss schrittweise vorgegeben werden.<ref name="klm-original"/>
* Die Ausführung der Methode muss fehlerfrei sein.<ref name="klm-original"/>
* Der M-Operator umfasst unterschiedliche mentale Operationen und gibt keine genauere Auskunft über die mentalen Operationen des Nutzers. Ist dies erforderlich, muss auf ein GOMS-Modell zurückgegriffen werden.<ref name="klm-erweitert"/>


Allgemein sollte man sich darüber bewusst sein, dass beim Umgang mit Computer-Systemen auch andere Performancemaße (Fehler, Lernen, Funktionalität, Recall, Konzentration, Müdigkeit sowie Aufgabenangemessenheit), sowie andere Nutzertypen (Anfänger, gelegentliche Nutzer) und nicht routinemäßige Aufgaben eine Rolle spielen.<ref name="klm-original"/>
Furthermore, tasks which take more than a few minutes take several hours to model and a source of errors is forgetting operations.<ref>{{cite journal|last1=Sauro|first1=Jeff|editor1-last=Jacko|editor1-first=Julie A|title=Estimating productivity: Composite operators for keystroke level modeling|journal=Human-Computer Interaction. New Trends: Proceedings of the 13th International Conference (LNCS)|date=2009|volume=5610|page=353|doi=10.1007/978-3-642-02574-7_40|ref=28|publisher=Springer-Verlag|location=Berlin Heidelberg}}</ref> This implies that the KLM is best suited for short tasks with few operators.
Außerdem benötigt das Anfertigen einer Prognose für Aufgaben, die länger als ein paar Minuten dauern, meist mehrere Stunden. <ref name="sauro-suggested-operators"/> Auch dass Operationen vergessen werden, ist eine häufige Fehlerquelle. Das bedeutet, dass das KLM sich am besten für kurze Aufgaben mit einer nicht allzu hohen Anzahl an Operatoren eignet. Zudem kann das KLM keine wirklich präzise Vorhersage treffen und ist mit einer [[Mittlere quadratische Abweichung|mittleren quadratischen Abweichung]] von 21% oftmals nicht korrekt.<ref name="klm-erweitert"/>
In addition, the KLM can not make a perfect prediction and has a root-mean-square error of 21%.<ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=275|ref=29}}</ref>


== Example ==
== Beispiel ==
Das folgende Beispiel, eine Adaption einer Berechnung von Kieras, zeigt den praktischen Gebrauch des KLMs. Hierbei werden zwei Möglichkeiten eine Datei zu löschen verglichen, wobei der Auszuführende eine durchschnittliche Schreibkraft ist. Für den M-Operator werden 1.35 Sekunden, wie im KLM <ref name="klm-original"/><ref name="klm-erweitert"/> vorgegeben, anstatt der von Kieras verwendeten 1.2 Sekunden eingesetzt. Der zeitliche Unterscheid bleibt in diesem Falle jedoch unverändert.
The following example slightly modified to be more compact from Kieras shows the practical use of the KLM by comparing two different ways to delete a file for an average skilled typist. Note that M is 1.35 seconds as stated in the KLM<ref name="klm-paper-operators-table" /><ref name="klm-book-operators-table" /> instead of 1.2 seconds used by Kieras. The difference between the two designs would remain the same either way for this example.


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|-
|-
! Design A: Ziehen der Datei in den Papierkorb<ref name="estimate-execution-times"/> !!
! Design A: drag the file into the trash can<ref>{{cite web|last1=Kieras|first1=David|title=Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times|url=http://www-personal.umich.edu/~itm/688/KierasKLMTutorial2001.pdf|accessdate=22 June 2015|ref=31|page=3}}</ref> !! Design B: use the short cut “control + T”<ref>{{cite web|last1=Kieras|first1=David|title=Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times|url=http://www-personal.umich.edu/~itm/688/KierasKLMTutorial2001.pdf|accessdate=22 June 2015|ref=31|page=6}}</ref>
Design B: Verwenden des Shortcuts “control + T”<ref name="estimate-execution-times"/>
|-
|-
| Methoden Enkodierung: Befehlskette<ref name="estimate-execution-times/>|| Methoden Enkodierung: Befehlskette<ref name="estimate-execution-times/>
| method encoding (operator sequence)<ref>{{cite web|last1=Kieras|first1=David|title=Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times|url=http://www-personal.umich.edu/~itm/688/KierasKLMTutorial2001.pdf|accessdate=22 June 2015|ref=32|page=9}}</ref>|| method encoding (operator sequence)<ref>{{cite web|last1=Kieras|first1=David|title=Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times|url=http://www-personal.umich.edu/~itm/688/KierasKLMTutorial2001.pdf|accessdate=22 June 2015|ref=33|page=10}}</ref>
|-
|-
|
|
# initiate the deletion (M)
# Vorbereiten des Löschens (M)
# find the file icon (M)
# Auffinden des Datei Icons (M)
# point to file icon (P)
# Navigieren zum Datei Icon (P)
# press and hold mouse button (B)
# Drücken und Halten der Maustaste (B)
# drag file icon to trash can icon (P)
# Ziehen der Datei zum Papierkorb (P)
# release mouse button (B)
# Loslassen der Maustaste (B)
# point to original window (P)
# Zeigen auf das Ursprungsfenster (P)
||
||
# initiate the deletion (M)
# Vorbereiten des Löschens (M)
# Auffinden des Datei Icons (M)
# find the icon for the to-be-deleted file (M)
# point to file icon (P)
# Navigieren zum Datei Icon (P)
# Drücken und Halten der Maustaste (B)
# press mouse button (B)
# release mouse button (B)
# Loslassen der Maustaste (B)
# move hand to keyboard (H)
# Bewegen der Hand zur Tastatur (H)
# press control key (K)
# Drücken der Steuerungstaste (K)
# press T key (K)
# Drücken der T Taste (K)
# move hand back to mouse (H)
# Bewegen der Hand zur Maus (H)
|-
|-
| Total time || Total time
| Benötigte Zeit || Benötigte Zeit
|-
|-
| 3P + 2B + 2M = 3*1.1 sec + 2*.1 sec+ 2*1.35 sec = 6.2 sec || P + 2B + 2H + 2K + 2M = 1.1 sec + 2*.1 sec + 2*.4 sec + 2*.2 sec + 2*1.35 sec = 5.2 sec
| 3P + 2B + 2M = 3*1.1 sek + 2*.1 sek + 2*1.35 sek = 6.2 Sekunden || P + 2B + 2H + 2K + 2M = 1.1 sek + 2*.1 sek + 2*.4 sek + 2*.2 sek + 2*1.35 sek = 5.2 Sekunden
|-
|-
|}
|}


Dies zeigt, dass Design B schneller ist, obwohl es mehr Operationen beinhaltet.
This shows that Design B is 1 second faster than Design A, although it contains more operations.

== Anpassung ==
Die sechs Operatoren des KLM können weiter reduziert werden, was jedoch die Präzision des Models verringert. Für grobe Berechnungen ist das aber durchaus praktikabel.<ref name="klm-erweitert"/>


Da das bestehende KLM an Desktop Computer angepasst ist, trifft es nur beschränkt auf mobile Endgeräte zu.<ref name="li et al.">{{Literatur |Autor=Hui Li, Ying Liu, Jun Liu, Xia Wang, Yujiang Li, Pei-Luen Patrick Rau|Titel=Extended KLM for mobile phone interaction: a user study result|Sammelwerk=CHI EA '10 CHI '10 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems|Jahr=2010|Verlag=ACM|Ort=New York|ISBN=978-1-60558-930-5|DOI=10.1145/1753846.1754011}}</ref> So geben Dunlop und Cross <ref>{{Literatur|Autor= M.Dunlop, A. Croassan|Titel=Predictive Text Entry Methods for Mobile Phones|Sammelwerk=Personal Technologies|Jahr=2000|DOI=10.1007/BF01324120}}</ref> zu bedenken, dass das KLM für den mobilen Kontext nicht mehr korrekt ist. Es gibt einige Versuche das Model zu erweitern, sodass es auch für mobile Endgeräte und Touch-Oberflächen verwendet werden kann.
== Adaptions ==


Ein signifikanter Beitrag zu dieser Forschungsfrage stammt von Holleis et al.<ref name="holleis et al.">{{Literatur|Autor=P. Holleis, F. Otto, H. Hussmann, A. Schmidt|Titel=Keystroke-level model for advanced mobile phone interaction|Sammelwerk=CHI ’07: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems|Jahr=2007|DOI=10.1145/1240624.1240851}}</ref>, die die existierenden Operatoren beibehalten und nur die Zeitspannen dieser verändern. Des Weiteren führen sie weitere neue Operatoren ein: Ablenkung (X), Geste (G) und anfängliche Handlung (IA). Während sich Holleis et al.<ref name="holleis et al."/> und Li et al.<ref name="li et al."/> darüber einig sind, dass das KLM auch für mobile Geräte verwendet werden kann , schlagen Li et al. eine weitere Adaption des Modells vor. So stellen sie ein neues Konzept, die Operator-Blocks, vor. Dabei handelt es sich um „eine oft wiederkehrende Reihenfolge von Operatoren des erweiterten Models“. Darüber hinaus verwerfen Li et al. die ursprünglichen Operatoren und definieren fünf neue mentale und neun neue physische Operatoren, wobei vier der physischen Operatoren stiftbasiert sind.
The six operators of the KLM can be reduced, but this decreases the accuracy of the model. If this low of an accuracy makes sense (e.g. “back-of-the-envelope” calculations) such a simplification can be sufficient.<ref>{{cite book|last1=Card|first1=Stuart K|last2=Moran|first2=Thomas P|last3=Newell|first3=Allen|title=The Psychology of Human-Computer Interaction|date=1983|publisher=L. Erlbaum Associates Inc|location=Hillsdale|isbn=0898592437|pages=296|ref=34}}</ref>


Rice und Lartigue<ref>{{Literatur|Autor=A.D. Rice, J. W. Lartigue|Titel=Touch-Level Model ( TLM ): Evolving KLM-GOMS for Touchscreen and Mobile Devices Categories and Subject Descriptors|Sammelwerk=ACM SE '14 Proceedings of the 2014 ACM Southeast Regional Conference Article No. 53|Jahr=2014|DOI=10.1145/2638404.2638532}}</ref> entwerfen das Touch Level Model. Dafür passen sie nicht nur die bereits bestehenden Operatoren an, sondern schlagen auch mehrere Operatoren für Touchgeräte vor. Sie behalten die Operatoren Keystroke (K), Homing (H), Mental Act (M) sowie Response Time (R(t)) bei und schlagen neue auf den Berechnungen von Holleis et al.<ref name="holleis et al."/> basierende touch-spezifische Operatoren vor:
While the existing KLM applies to desktop applications, the model might not fulfill the range of mobile tasks,<ref>{{cite journal|last1=Li|first1=Hui|last2=Liu|first2=Ying|last3=Liu|first3=Jun|last4=Wang|first4=Xia|last5=Li|first5=Yujiang|last6=Rau|first6=Pei-Luen Patrick|title=Extended KLM for mobile phone interaction: a user study result|journal=CHI EA '10 CHI '10 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems|date=2010|publisher=ACM|location=New York|isbn=978-1-60558-930-5}}</ref> or as Dunlop and Cross <ref>{{cite journal|last1=Dunlop|first1=M.|last2=Crossan|first2=A.|title=Predictive Text Entry Methods for Mobile Phones|journal=Personal Technologies|date=2000|pages=134–143}}</ref> declaimed KLM is no longer precise for mobile devices. There are various efforts to extend the KLM regarding the use for mobile phones or touch devices. One of the significant contributions to this field is done by Holleis, who retained existing operators while revisiting the timing specifications. Furthermore, he introduced new operators: Distraction (X), Gesture (G), Initial Act (I).
While Li and Holleis <ref>{{cite journal|last1=Holleis|first1=P.|last2=Otto|first2=F.|last3=Hussmann|first3=H.|last4=Schmidt|first4=A.|title=Keystroke-level model for advanced mobile phone interaction|journal=CHI ’07: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems|date=2007|doi=10.1145/1240624.1240851}}</ref> both agree that the KLM model can be applied to predict task times on mobile devices, Li suggests further modifications to the model, by introducing a new concept called operator blocks. These are defined as "the sequence of operators that can be used with high repeatability by analyst of the extended KLM.”.<ref>{{cite journal|last1=Li|first1=Hui|last2=Liu|first2=Ying|last3=Liu|first3=Jun|last4=Wang|first4=Xia|last5=Li|first5=Yujiang|last6=Rau|first6=Pei-Luen Patrick|title=Extended KLM for mobile phone interaction: a user study result|journal=CHI EA '10 CHI '10 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems|date=2010|publisher=ACM|location=New York|isbn=978-1-60558-930-5|page=3521}}</ref> He also discards old operators and defines 5 new mental operators and 9 new physical operators, while 4 of the physical operators focus on pen-based operations.
Rice and Lartigue <ref>{{cite journal|last1=Rice|first1=A.D.|last2=Lartigue|first2=J. W.|title=Touch-Level Model ( TLM ): Evolving KLM-GOMS for Touchscreen and Mobile Devices Categories and Subject Descriptors|journal=ACM SE '14 Proceedings of the 2014 ACM Southeast Regional Conference Article No. 53|date=2014|doi=10.1145/2638404.2638532}}</ref> suggest numerous operators for touch devices together with updating existing operators naming the model TLM (Touch Level Model).
They retain the operators Keystroke (K/B), Homing (H), Mental (M) and Response Time (R(t)) and suggest new touch specific operators partly based on Holleis’ suggested operators:


* Distraction. A multiplicative operator that adds time to other operators.
* Distraction: Ein multiplikativer Operator, der Zeit zu anderen Operatoren hinzufügt.
* Pinch: Eine Geste zum heraus-zoomen, die mit zwei Fingern oder mehr ausgeführt wird.
* Pinch. A 2+ finger gesture commonly used to zoom out
* Zoom: Eine Geste zum hinein-zoomen, die mit zwei Fingern oder mehr ausgeführt wird.
* Zoom. A 2+ finger gesture commonly used to zoom in
* Initial Act: Die Schritte, die nötig sind das System auf die Benutzung vorzubereiten (zum Beispiel Entsperren des Geräts, Drücken eines Icons, Eingabe eines Passworts).
* Initial Act. The action or actions necessary to prepare the system for use (e.g. unlocking device, tapping an icon, entering a password).
* Tap: Antippen des Bildschirms, um eine Aktion zu beginnen oder eine Veränderung zu erreichen.
* Tap. Tapping some area of the screen to effect a change or initiate an action.
* Swipe: Eine Geste, bei denen ein oder mehrere Finger auf dem Bildschirm platziert und dann wiederholt für eine bestimmte Zeit in eine Richtung bewegt werden.
* Swipe. A 1+ finger gesture in which a finger or fingers are placed on the screen and subsequently moved in a single direction for a specified amount of time.
* Tilt: Neigen oder Rotieren des Endgeräts um d Grad.
* Tilt. The tilting — or full rotation of — the entire device d degrees (or radians).
* Rotate: Eine Geste, bei der zwei oder mehr Finger auf dem Bildschirm platziert und dann um d Grad um eine Achse rotiert werden.
* Rotate. A 2+ finger gesture in which fingers are placed on the screen and then rotated d degrees (or radians) about a central axis.
* Drag: Eine Geste, bei der ein oder mehr Finger auf dem Bildschirm platziert und dann, häufig ein einer geraden Linie, zu einem anderen Punkt bewegt werden.
* Drag. A 1+ finger gesture in which fingers are placed on the screen and then moved — usually in a straight line — to another location.


== See also ==
== Siehe Auch ==
* [[Human-Computer Interaction]]
* [[Mensch-Computer-Interaktion]]
* [[Usability]]
* [[Software-Ergonomie]]
* [[Usability Testing]]
* [[Interfacedesign]]
* [[Benutzerschnittstelle]]
* [[Human information processor model]]
* [[GOMS]]
* [[CMN-GOMS]]
* [[CPM-GOMS]]


==External links==
== Weblinks ==
*[http://www.cs.umd.edu/class/fall2002/cmsc838s/tichi/printer/goms.html GOMS-Artikel von Lorin Hochstein]
*Simple [http://courses.csail.mit.edu/6.831/2009/handouts/ac18-predictive-evaluation/klm.shtml KLM calculator] (free, web-based)
*[http://www.medien.ifi.lmu.de/fileadmin/mimuc/mmi_ws0506/essays/uebung2-erhardt.html KLM-Übung von Christoph Erhardt]
*Simple [http://www.syntagm.co.uk/design/klmcalc.shtml KLM calculator] (free, downloadable Windows app)
*Simple [http://www.syntagm.co.uk/design/klmcalc.shtml KLM calculator] (free, downloadable Windows app)
*The [http://klmformanalyzer.weebly.com/index.html KLM Form Analyzer (KLM-FA)], a program which automatically evaluates web form filling tasks (free, downloadable Windows app).
*The [http://www.cs.cmu.edu/~bej/cogtool/ CogTool] project at [[Carnegie Mellon University]] has developed an open-source tool to support KLM-GOMS analysis. See also their [http://cogtool.com/publications publications] about CogTool.
*[http://www.cs.umd.edu/class/fall2002/cmsc838s/tichi/goms.html GOMS by Lorin Hochstein]


== Einzelnachweise ==
==References==
<references/>
<references/>


[[Kategorie:Benutzerschnittstelle]]
[[Category:Human–computer interaction]]

Version vom 19. Oktober 2015, 16:08 Uhr

Das Keystroke-Level-Model (KLM) erlaubt es, Aussagen darüber zu treffen, wie lange ein Experte für die fehlerfreie Bearbeitung einer Aufgabe mit einem interaktiven Computer-System benötigt.[1] Im Forschungsgebiet der Mensch-Computer-Interaktion zählt das KLM zu den meist verbreiteten Herangehensweisen und wird hauptsächlich auf Textverarbeitungsaufgaben angewandt.[2] Um die benötigte Arbeitszeit vorherzusagen, wird eine Folge von Interaktionsschritten, eine sogenannte Methode, vorgegeben. Die Durchführungszeit ergibt sich dann aus der Summe der Operatoren der einzelnen Arbeitsschritte.[3] Durch Anpassung des Modells an mobile Endgeräte und Touchscreens gilt das KLM auch heute noch als relevant.

Struktur des Keystroke-Level-Models

Das Keystroke-Level-Model umfasst sechs Operatoren, von denen die ersten vier Operatoren als physisch-motorische Operatoren definiert werden. Hinzu kommen ein mentaler Operator und ein Operator, der die Antwortzeit des Systems repräsentiert.[1]

  • K (Tastenanschlag oder Mausklick): Dies ist der häufigste Operator. Er beschreibt jedoch nicht nur Buchstaben, sondern jeden einzelnen Tastendruck (bspw. wird ein Tastendruck auf die Hochstelltaste (SHIFT) als einzelne K-Operation gewertet). Die benötigte Zeit hängt von den motorischen Fähigkeiten des Benutzers ab und wird mittels einminütiger Schreibtests bestimmt, wobei die Testzeit durch die Gesamtzahl fehlerfreier Tastenanschläge geteilt wird.
  • P (Zielerfassung auf einem Display mit Hilfe einer Maus): Diese Zeit ist abhängig von der Distanz zum Ziel und der Größe des Ziels.[4] Ein Mausklick ist dabei nicht enthalten. Er zählt als separate K-Operation.
  • H (Wechsel der Hand oder der Hände zwischen unterschiedlichen Eingabegeräten): Die Zeit für diesen Operator beinhaltet die Bewegung beim Wechsel von Eingabegeräten oder die Feinpositionierung der Hand.
  • D (Zeichnen (manuell): nD geradlinige Segmente, die eine Gesamtlänge von D(nD, lD) cm haben): Dabei stellt nD die Anzahl der Liniensegmente und lD die Gesamtlänge der Liniensegmente dar. Dieser Operator ist sehr restriktiv, denn es wird vorausgesetzt, dass mit einer Maus gezeichnet wird, wobei das Zeichensystem den Cursor auf ein 0.56 cm großes Rechteck begrenzt. Die ermittelte Zeit für diesen Operator ist ein Durchschnittswert.
  • M (mentale Vorbereitung zur Ausführung physischer Aktionen): Beschreibt die Zeit, die ein Benutzer für Denkprozesse oder für die Entscheidungsfindung benötigt. Die Anzahl von M-Operatoren in einer Methode hängt vom Wissensstand und Können des Benutzers ab. Heuristiken geben Auskunft darüber, an welcher Stelle in einer Methode ein M-Operator gesetzt werden muss. Wird beispielsweise mit der Maus ein Ziel angesteuert, so wird gewöhnlich auch ein Mausklick vorausgesetzt, weshalb kein M-Operator zwischen diesen beiden Operatoren benötigt wird.[1] Punkt 2 erklärt die Heuristiken für das Setzen eines M-Operators.
  • R (Antwortzeit des Systems): Die Antwortzeit hängt vom System, dem Kommando und dem Kontext des Kommandos ab. Es wird nur dann benötigt, wenn der Benutzer tatsächlich auf das System warten muss. Bereitet der Benutzer beispielsweise seine nächste physikalische Aktion vor (M), so wird nur der nicht-überlappende Teil der Antwortzeit für R benötigt, da der Benutzer die Antwortzeit für die M-Operation benötigt (zum Beispiel R von 2 Sekunden - M für 1.35 Sekunden = R von .65 Sekunden). Kieras[5] schlägt eine Namensänderung des Operators zu W (Wartezeit) vor, um Verwirrung zu vermeiden. Sauro[6] hingegen bevorzugt einen Test, der die Antwortzeit des Systems vorab bestimmt.

Nachfolgende Tabelle zeigt neben einem Überblick der Zeiten für die erwähnten Operatoren auch Zeiten für weitere von unterschiedlichen Autoren vorgeschlagene Operatoren.

Operator Zeit (Sekunden)
K Gesamtzeit des Schreibtests geteilt durch die Gesamtzahl fehlerfreier Tastenanschläge

Richtlinien:[1][7]
.08 (135 wpm: beste Schreibkraft)
.12 (90 wpm: gute Schreibkraft)
.20 (55 wpm: durchschnittliche Schreibkraft)
.28 (40 wpm: durchschnittliche Schreibkraft (nicht Sekretär))
.50 (typing zufällige Buchstaben)
.75 (Schreiben eines komplexen Codes)
1.20 (schlechteste Schreibkraft und nicht mit der Tastatur vertraut)

P 1.1[1][7]
H 0.4[1][7]
D .9nD +. 16 lD[1][7]
M 1.35[1][7]
R Systemabhängig [1][7]
Weitere vorgeschlagene Operatoren
B (Mausklick oder Loslassen der Maustaste) 0.1[5]
Klick auf einen Button / Link 3.73[6]
Pull-Down-Liste (Ohne Laden der Seite) 3.04[6]
Pull-Down-Liste (Mit Laden der Seite) 3.96[6]
Datumsauswahl 6.81[6]
Ausschneiden & Einfügen (Tastatur) 4.51[6]
Text in ein Textfeld schreiben 2.32[6]
Scrolling 3.96[6]

Methodik zum Setzen des M-Operators

Beim Setzen des M-Operators wird wie folgt vorgegangen:[1]

Beginne mit einer Methode, die alle physischen Operatoren und Antwortoperationen umfasst.

Benutze Regel 0, um ein M-Operatoren zu platzieren. Iteriere für jedes M durch Regel 1 bis 4, um zu sehen, ob es entfernt werden sollte.

Regel 0 Setze Ms vor alle K-Operatoren, die nicht Teil einer durchgehenden Zeichenkette sind (zum Beispiel Texte oder Zahlen).

Setze Ms vor alle P-Operatoren, die Befehle wählen (keine Argumente).

Regel 1 Wenn ein Operator nach einem M bereits im Operator vor dem M vorausgeahnt werden kann, dann entferne das M (zum Beispiel PMK -> PK).
Regel 2 Gehört eine Kette von MKs zu einer kognitiven Einheit, so lösche alle Ms bis auf das erste.
Regel 3 Ist ein K ein redundanter Terminator (zum Beispiel das Ende eines Befehls direkt nach dem Ende eines Arguments), dann entferne das M davor.
Regel 4 Wenn ein K eine konstante Zeichenkette (beispielsweise ein Befehlsname) beendet, so entferne das M davor. Beendet ein K jedoch ein einen variable Zeichenkette (zum Beispiel ein Argument), so muss das M stehen bleiben.

Vergleich zu GOMS

Das KLM ist die einfachste Version der GOMS-Technik. Einer der Hauptunterschiede zwischen dem KLM und anderen Modellen der GOMS-Familie ist, dass das KLM die Arbeitsschritte eines Nutzers nicht vorhersieht, sondern diese vorgibt. Daher enthält das KLM im Gegensatz zum GOMS-Modell keine Ziele und Auswahlregeln. Außerdem ist das KLM anders als übrige GOMS-Modelle auf Aufgaben beschränkt, bei denen es keine parallelen Arbeitsschritte, verschachtelte Ziele oder Unterbrechungen gibt.[3]

Vorteile

Das KLM ist ein schnelles und einfaches Modell, das ohne tieferes Wissen über die menschliche Psychologie verwendet werden kann.[1] Des Weiteren können Bearbeitungszeiten ohne die Anfertigung von Prototypen und das Testen mit tatsächlichen Nutzern vorausgesagt werden, was Zeit und Geld spart.[6]

Einschränkungen

Das KLM ist durch mehrere Faktoren eingeschränkt:

  • Es wird lediglich die Zeit gemessen[1] und übrige Performancemaße werden nicht erhoben[7].
  • Es kann nur Zeiten für Experten voraussagen. Generell unterscheiden sich Nutzer durch ihr Vorwissen und ihre Erfahrungen bezüglich unterschiedlicher Systeme und Aufgaben, motorischer Fähigkeiten und technischem Können.[1]
  • Es werden nur bekannte und routinemäßige Aufgaben betrachtet.[1]
  • Die Methode muss schrittweise vorgegeben werden.[1]
  • Die Ausführung der Methode muss fehlerfrei sein.[1]
  • Der M-Operator umfasst unterschiedliche mentale Operationen und gibt keine genauere Auskunft über die mentalen Operationen des Nutzers. Ist dies erforderlich, muss auf ein GOMS-Modell zurückgegriffen werden.[7]

Allgemein sollte man sich darüber bewusst sein, dass beim Umgang mit Computer-Systemen auch andere Performancemaße (Fehler, Lernen, Funktionalität, Recall, Konzentration, Müdigkeit sowie Aufgabenangemessenheit), sowie andere Nutzertypen (Anfänger, gelegentliche Nutzer) und nicht routinemäßige Aufgaben eine Rolle spielen.[1] Außerdem benötigt das Anfertigen einer Prognose für Aufgaben, die länger als ein paar Minuten dauern, meist mehrere Stunden. [6] Auch dass Operationen vergessen werden, ist eine häufige Fehlerquelle. Das bedeutet, dass das KLM sich am besten für kurze Aufgaben mit einer nicht allzu hohen Anzahl an Operatoren eignet. Zudem kann das KLM keine wirklich präzise Vorhersage treffen und ist mit einer mittleren quadratischen Abweichung von 21% oftmals nicht korrekt.[7]

Beispiel

Das folgende Beispiel, eine Adaption einer Berechnung von Kieras, zeigt den praktischen Gebrauch des KLMs. Hierbei werden zwei Möglichkeiten eine Datei zu löschen verglichen, wobei der Auszuführende eine durchschnittliche Schreibkraft ist. Für den M-Operator werden 1.35 Sekunden, wie im KLM [1][7] vorgegeben, anstatt der von Kieras verwendeten 1.2 Sekunden eingesetzt. Der zeitliche Unterscheid bleibt in diesem Falle jedoch unverändert.

Design A: Ziehen der Datei in den Papierkorb[5]

Design B: Verwenden des Shortcuts “control + T”[5]

Methoden Enkodierung: Befehlskette[5] Methoden Enkodierung: Befehlskette[5]
  1. Vorbereiten des Löschens (M)
  2. Auffinden des Datei Icons (M)
  3. Navigieren zum Datei Icon (P)
  4. Drücken und Halten der Maustaste (B)
  5. Ziehen der Datei zum Papierkorb (P)
  6. Loslassen der Maustaste (B)
  7. Zeigen auf das Ursprungsfenster (P)
  1. Vorbereiten des Löschens (M)
  2. Auffinden des Datei Icons (M)
  3. Navigieren zum Datei Icon (P)
  4. Drücken und Halten der Maustaste (B)
  5. Loslassen der Maustaste (B)
  6. Bewegen der Hand zur Tastatur (H)
  7. Drücken der Steuerungstaste (K)
  8. Drücken der T Taste (K)
  9. Bewegen der Hand zur Maus (H)
Benötigte Zeit Benötigte Zeit
3P + 2B + 2M = 3*1.1 sek + 2*.1 sek + 2*1.35 sek = 6.2 Sekunden P + 2B + 2H + 2K + 2M = 1.1 sek + 2*.1 sek + 2*.4 sek + 2*.2 sek + 2*1.35 sek = 5.2 Sekunden

Dies zeigt, dass Design B schneller ist, obwohl es mehr Operationen beinhaltet.

Anpassung

Die sechs Operatoren des KLM können weiter reduziert werden, was jedoch die Präzision des Models verringert. Für grobe Berechnungen ist das aber durchaus praktikabel.[7]

Da das bestehende KLM an Desktop Computer angepasst ist, trifft es nur beschränkt auf mobile Endgeräte zu.[8] So geben Dunlop und Cross [9] zu bedenken, dass das KLM für den mobilen Kontext nicht mehr korrekt ist. Es gibt einige Versuche das Model zu erweitern, sodass es auch für mobile Endgeräte und Touch-Oberflächen verwendet werden kann.

Ein signifikanter Beitrag zu dieser Forschungsfrage stammt von Holleis et al.[10], die die existierenden Operatoren beibehalten und nur die Zeitspannen dieser verändern. Des Weiteren führen sie weitere neue Operatoren ein: Ablenkung (X), Geste (G) und anfängliche Handlung (IA). Während sich Holleis et al.[10] und Li et al.[8] darüber einig sind, dass das KLM auch für mobile Geräte verwendet werden kann , schlagen Li et al. eine weitere Adaption des Modells vor. So stellen sie ein neues Konzept, die Operator-Blocks, vor. Dabei handelt es sich um „eine oft wiederkehrende Reihenfolge von Operatoren des erweiterten Models“. Darüber hinaus verwerfen Li et al. die ursprünglichen Operatoren und definieren fünf neue mentale und neun neue physische Operatoren, wobei vier der physischen Operatoren stiftbasiert sind.

Rice und Lartigue[11] entwerfen das Touch Level Model. Dafür passen sie nicht nur die bereits bestehenden Operatoren an, sondern schlagen auch mehrere Operatoren für Touchgeräte vor. Sie behalten die Operatoren Keystroke (K), Homing (H), Mental Act (M) sowie Response Time (R(t)) bei und schlagen neue auf den Berechnungen von Holleis et al.[10] basierende touch-spezifische Operatoren vor:

  • Distraction: Ein multiplikativer Operator, der Zeit zu anderen Operatoren hinzufügt.
  • Pinch: Eine Geste zum heraus-zoomen, die mit zwei Fingern oder mehr ausgeführt wird.
  • Zoom: Eine Geste zum hinein-zoomen, die mit zwei Fingern oder mehr ausgeführt wird.
  • Initial Act: Die Schritte, die nötig sind das System auf die Benutzung vorzubereiten (zum Beispiel Entsperren des Geräts, Drücken eines Icons, Eingabe eines Passworts).
  • Tap: Antippen des Bildschirms, um eine Aktion zu beginnen oder eine Veränderung zu erreichen.
  • Swipe: Eine Geste, bei denen ein oder mehrere Finger auf dem Bildschirm platziert und dann wiederholt für eine bestimmte Zeit in eine Richtung bewegt werden.
  • Tilt: Neigen oder Rotieren des Endgeräts um d Grad.
  • Rotate: Eine Geste, bei der zwei oder mehr Finger auf dem Bildschirm platziert und dann um d Grad um eine Achse rotiert werden.
  • Drag: Eine Geste, bei der ein oder mehr Finger auf dem Bildschirm platziert und dann, häufig ein einer geraden Linie, zu einem anderen Punkt bewegt werden.

Siehe Auch

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r Stuart K. Card, Thomas P. Moran, Newell Allen: The keystroke-level model for user performance time with interactive systems. In: Communications of the ACM. Vol. 23, Nr. 7, 1980, doi:10.1145/358886.358895.
  2. ↑ Peter Haunold: Analyse manueller Digitalisierungsabläufe mit dem Keystroke-Level Modell. In: Angewandte geographische Informationsverarbeitung. Vol. 26, 1997 (PDF).
  3. ↑ a b Bonnie E. John, David E. Kieras: The GOMS Family of User Interface Analysis Techniques:Comparison and Contrast. In: ACM Transactions on Computer-Human Interaction (TOCHI). Vol. 3, Nr. 4, 1996, doi:10.1145/358886.358895.
  4. ↑ Paul M. Fitts: The information capacity of the human motor system in controlling the amplitude of movement. In: Journal of Experimental Psychology: General. Vol. 121, Nr. 3, 1992, doi:10.1037/h0055392.
  5. ↑ a b c d e f David Kieras: Using the Keystroke-Level Model to Estimate Execution Times.
  6. ↑ a b c d e f g h i j Jeff Sauro, Julie A. Jacko (Editor): Estimating productivity: Composite operators for keystroke level modeling. In: Human-Computer Interaction. New Trends: Proceedings of the 13th International Conference (LNCS). Vol. 5610. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2009, doi:10.1007/978-3-642-02574-7_40.
  7. ↑ a b c d e f g h i j k Stuart K. Card, Thomas P. Moran, Allen Newell: The Psychology of Human-Computer Interaction. L. Erlbaum Associates Inc, Hillsdale 1983, ISBN 0-89859-243-7.
  8. ↑ a b Hui Li, Ying Liu, Jun Liu, Xia Wang, Yujiang Li, Pei-Luen Patrick Rau: Extended KLM for mobile phone interaction: a user study result. In: CHI EA '10 CHI '10 Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems. ACM, New York 2010, ISBN 978-1-60558-930-5, doi:10.1145/1753846.1754011.
  9. ↑ M.Dunlop, A. Croassan: Predictive Text Entry Methods for Mobile Phones. In: Personal Technologies. 2000, doi:10.1007/BF01324120.
  10. ↑ a b c P. Holleis, F. Otto, H. Hussmann, A. Schmidt: Keystroke-level model for advanced mobile phone interaction. In: CHI ’07: Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. 2007, doi:10.1145/1240624.1240851.
  11. ↑ A.D. Rice, J. W. Lartigue: Touch-Level Model ( TLM ): Evolving KLM-GOMS for Touchscreen and Mobile Devices Categories and Subject Descriptors. In: ACM SE '14 Proceedings of the 2014 ACM Southeast Regional Conference Article No. 53. 2014, doi:10.1145/2638404.2638532.
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