D’où je viens ? Formation: • Ingénieur en informatique, Alger, 1981 Nadir Belkhiter D’où je viens ? Formation: • Ingénieur en informatique, Alger, 1981 • DEA INSA, Lyon, 1982 • Doctorat en informatique, INSA, Lyon, 1985 Situation actuelle: Professeur au Département d’informatique et de génie logiciel (Université Laval) depuis 1989

Mes domaines d’intérêt en enseignement et en recherche Interaction humain-ordinateur Aspects cognitifs Bases de données (relationnelles, distribuées, orientées-objets) Data Mining (extraction de données)

Contenu abordé dans ce cours (inspiré du Curriculum de l’ACM) Introduction et historique Le processeur humain de traitement de l’information (psychologie cognitive) Les principes de conception Analyse hiérarchique de tâches (AHT) Conception par « Personnages »

Contenu abordé dans ce cours (inspiré du Curriculum de l’ACM) 6. Méthodologies de conception 7. Évaluation des interfaces Techniques et outils de visualisation d’information Tendances en matière d’interfaces du futur

Contexte Comment s’insère le module « interface utilisateur » en génie logiciel… Contexte Espace Interface utilisateur Espace logiciel (Tiré du module IHM de l’ESSI)

Contenu abordé dans ce cours Approches participatives Prototypage Psychologie cognitive Analyse de tâches Cueillette des besoins Conception ergonomique Modèle de l’utilisateur Modèle de la tâche Évaluation analytique Évaluation empirique Tests d’utilisabilité Analyse des besoins Évaluation ergonomique Tests d’acceptation Conception IHM Tests du système Conception Principes de conception Méthodologies de conception Conception par « personnages » Espace interface utilisateur (Tiré du module IHM de l’ESSI)

Contenu privilégié dans ce cours Approches classiques Approche cognitiviste modélisation de l’utilisateur Approche ergonomie modélisation des tâches évaluation de l’utilisabilité Approches moins classiques Approche ethnométhodologique observer les usagers conception participative

Ce qui ne sera pas abordé dans ce cours Spécifications formelles d’interfaces Les outils informatiques Environnements virtuels Styles d’interaction Documentation et aide en ligne Travail coopératif assisté par ordinateur Agents d’interfaces Interfaces multimédia

GLO-19407 Interface personne-machine Introduction au cours et historique N. Belkhiter

Postulats de base… 1/3 Dans tout ce qui sera abordé dans ce cours, veuillez prendre note que toute ressemblance avec la réalité n’est pas fortuite…

Postulats de base… 2/3 “ The old computing is about what computers can do, The New Computing is about what people can do…” Ben Shneiderman, 2004

Postulats de base 3/3 Ne faites jamais subir aux autres ce que vous trouvez insupportable vous-mêmes… Exemple…

Imaginez un instant que toutes les acétates du cours soient comme celle-ci…!!!!!!!!!!!!!!! Exemple à ne pas suivre ! Les problèmes posés par l’interaction personne-machine et nécessitant l’analyse et l’évaluation des facteurs humains sont bien antérieurs à l’avènement de l’informatique interactive (figure 1.1). Ce type de préoccupations a donné naissance à une nouvelle discipline définie comme étant l’étude des paramètres qui influent sur la convivialité de la communication personne-machine et qui sont représentés par des variables liées aux caractéris­tiques de l’homme, à celles de la machine ainsi qu’à leur interaction. Aux facteurs psychologiques traditionnels tels que la satisfaction au travail, la motiva­tion, la performance, les relations sociales, les différences individuelles, etc., se sont ajoutés de nouveaux facteurs mis en évidence par l’émergence des sciences cognitives (théories : sur la résolution de problèmes, sur les représentations mentales, sur l’ap­prentissage, théorie des langages, etc.). Il n’existe pas dans ce domaine de théorie explicative ou prédictive unique qui em­brasse tous les aspects du sujet humain. Les sciences cognitives ont eu, cependant, un effet déterminant dans l’orientation des sciences de l’informatique (notamment interactive). Plus généralement, la première réflexion sur l’apport bénéfique des concepts théo­riques de la psychologie appliqués au domaine particulier de l’informatique remonte au début des années 60 avec l’amorce du développement du Génie Logiciel pour don­ner naissance à la psychologie du logiciel. À cette époque, l’informatique était réser­vée aux seuls spécialistes du domaine. À la fin des années 60, cette tendance commençait à s’inverser progressivement avec l’émergence du concept de Base de Données et plus particulièrement du modèle rela­tionnel de Codd [Codd 1970] au début des années 70. C’est en effet l’interrogation des bases de données relationnelles qui a été la première situation d’interaction réellement étudiée par les ergonomes. Au début des années 80, certains chercheurs s’inspiraient des concepts issus du do­maine des bases de données pour introduire la notion de UIMS (pour User-Interface Management System) par analogie aux S.G.B.D. (pour Système de Gestion de Base de Données).

Évolution historique… Génie de l’interface usager

Évolution historique… Années 1950 Tableaux de connexion sur lesquels on enfichait des câbles reliant deux opérateurs pour programmer des opérations mathématiques sur des tabulatrices électromécaniques Années 1960 Systèmes capables d’interpréter une ligne de commandes. Apparition du clavier et de l’écran; en 1964 Douglas C. Engelbart avait conçu les principes de l’interface graphique moderne (écran, clavier, souris) Années 1970 1979 : visite au PARC de Steve Jobs (patron d’Apple) qui a répandu cette invention dans le commerce Années 1980 1984 : lancement du premier Macintosh à interface graphique avec souris

Évolution historique… Avant (1950 à 1980) Utilisateurs sont des informaticiens, ingénieurs Traitement en lot L’ordinateur est réservé à une clientèle élitiste Utilisateurs esclaves du système IBM, 1948

Évolution historique… Après (1980 à aujourd’hui) Utilisateurs sont des novices en informatique Systèmes hautement interactifs L’ordinateur est partout Utilisateurs sont maîtres du système

Évolution historique… Aperçu général Évolution historique… Interface graphique de Windows 95… Basée sur l’interface du Macintosh Basée sur les travaux à Xerox PARC Basée sur des recherches à Stanford (aujourd’hui SRI) et au MIT

Évolution historique… Styles d’interaction… Évolution historique… Écran Clavier Souris Manipulation directe Douglas C. Engelbart, 1964, ÉCS Premiers produits commerciaux: Xerox Star (1981), Apple Lisa (1982), Macintosh (1984, Steve Jobs) Ben Shneiderman (terme « manipulation directe », définition et motivations psychologiques)

Évolution historique… Styles d’interaction… Évolution historique… Systèmes de fenêtres Principaux produits commerciaux: Xerox Star (1981) Apple Lisa (1982) Apple Macintosh (1984) (Steve Jobs) X Window System, Standard Int., MIT,1985 World-Wide Web (CERN, 1990) Pour en savoir plus: Myers, B.A. A Taxonomy of user interfaces for window managers. IEEE Computer Graphics and Applications 4, 12 (1984), pp. 13-23.

Évolution historique… Discussion Évolution historique… Innovations en IHM dues en grande partie à des recherches universitaires La plupart des styles d’interfaces ont été influencés par la recherche universitaire financée par les pouvoirs publics Les étudiants en informatique doivent être sensibilisés à l’importance des IPMs

Évolution historique… Synthèse Évolution historique…

Première souris, 1964 (Douglas C. Engelbart)

Synthèse Évolution historique Vanevar Bush 1945

Interfaces contemporaines Années 2000... L'interface personne-machine n'a guère bougé depuis, mises à part bien entendu des améliorations ergonomiques (couleurs, définition, etc.); et cela malgré les avancées des interfaces vocales.

Interaction homme-machine: un domaine multidisciplinaire Triangularisation

Ordinateur = collaborateur (Joëlle Coutaz, 1990)

Le principe du KISS beauté, et vérité sont indissociables. Simplicité, It is easy to make things hard. It is hard to make things easy. - A. Chapanis, 1982 La simplicité est la sophistication suprême. - Léonard de Vinci - Albert Einstein, 1809 Illustration…

Une bonne illustration du principe du KISS (Illustration tirée de IEEE Software, mars 1992)

Le principe du KISS (suite et fin) Une interface utilisateur adhère au concept du KISS (« Keep It Simple and Stupid ») lorsqu’il ne reste plus rien d’utile à enlever. Enseignement Recherche Emploi Enseignement Recherche Emploi Ceci est un exemple simplifié de page Web sur laquelle il existe de l’information inutile et redondante qu’il est possible d’enlever sans nuire à la qualité du site et à l’ergonomie de la navigation. Exemple de page Web avec de l’information inutile qu’il est possible d’enlever

Acceptabilité d’un système

Problématique de l’informatique interactive… Utilisateur à la merci de l’informatique Méthodes d’analyse et de développement inadéquates (voire préhistoriques) Utilisateurs considérés égaux

Problématique de l’informatique interactive… • Utilisation de solutions préconçues ou dupliquées • Manque de créativité des informaticiens

Problématique de l’informatique interactive… Absence d’évolution des informaticiens (pas tous, Dieu merci !) Emphase sur les données, les traitements et l’optimisation du code Aucune considération de l’utilisateur (Socrate)

Problématique de l’informatique interactive… Communication difficile entre utilisateurs et informaticiens.

Communication informaticien-utilisateur mauvaise communication. D’après un sondage mené par Info-Tech Research Group auprès de 1 400 preneurs de décisions.

Problématique de l’informatique interactive Perception négative de l’informatique (frustration) Les informaticiens sont très différents des utilisateurs “HIT ANY KEY TO CONTINUE”

Mythes… La qualité de l’interface importe peu Concepteurs familiers Préoccupations tardives Convivialité subjective (car non mesurable) Interface correcte dès la première conception

Mythes Inutile de planifier la conception de l’IPM Inutile de consulter les utilisateurs Perte de temps « Universalisme » de l’informaticien Un prototype sur papier ne sert à rien

Conséquences Saviez-vous que… Inadéquation du produit fini (Socrate) Coûts de développement et d’entretien exorbitants Sous-utilisation, voire même abandon, du système ! Rejet de l’informatique ! Saviez-vous que…

Conséquences Saviez-vous que… La principale motivation des investissements en TI chez les grandes entreprises québécoises est l’amélioration de la productivité de leurs employés. (http://www.lapresseaffaires.com/visiteur/ , édition du 27 juillet 2005)

Conséquences Exemple… Risques encourus pour les systèmes critiques (Drame de Polytechnique, Système 9.1.1) Exemple…

Quelques tristes exemples… Tireur fou à l’École Polytechnique de Montréal - décembre 1989 - Système 9.1.1 - Saisie de l’adresse du lieu - Bâtiments publics - 14 étudiantes tuées

Quelques tristes exemples… Ecrasement à l’atterrissage de l’Airbus A320 d’Air France - 20 janvier 1992 - Mont St-Odile (France) - 87 morts - Même bouton pour deux fonctions distinctes (vitesse et angle de descente)

Quelques tristes exemples… Missiles Patriot (Guerre du Golf, 1991) Tests insuffisants en grandeur réelle Problème d’horloge après un certains temps d’utilisation

Quelques tristes exemples… Tracts déversés (Guerre contre l’Irak, 2003) - conçus avec la collaboration d’irakiens

Quelques tristes exemples… Enfant en bas âge oublié sur le siège d’auto (Juillet 2003) Dispositif sonore à déclenchement automatique (Juillet 2004)

Quelques tristes exemples Pour en savoir plus: Computer related risks, Peter G. Neumann, Addison-Wesley, 1995

Quelques autres exemples à incidence moins critique… Élections présidentielles américaines 2000 Bulletin de vote électronique de la Floride Quelques possibilités d’erreurs: Lecture de haut en bas => ensemble de candidats associé au second trou Lignes horizontales alignées sur les trous Espacement réduit entre les trous Gauchers (droitiers) ne distinguent pas correctement les noms au moment de voter

Quelques autres exemples à incidence moins critique… Commentaires d’électeurs: "When I went to push the one for president, I pushed one and it seemed to be just below the office of vice president. It seemed like I had to push one for vice president, too. Then I saw I had accidentally voted twice." "It was so hard to tell who and what you were voting for. I couldn't figure it out, and I have a doctorate." Selon le directeur des élections de Floride: "I don't think they are confused. I think they left the polling place and became confused. The ballot is very straightforward. You follow the arrow, you punch the location. Then you have voted for who you intend to elect," Roberts assigné par le Gov. Jeb Bush, (frère de George W.'s)

Quelques autres exemples à incidence moins critique Système d’inscription à l’Université Laval (nombre de caractères du titre de cours) Bouton reset sur le PowerMac et le Pentium « Trash » et éjection de disquette sur le Mac  Feedback inutile sur Windows lors de la recopie de fichiers (feuille volante animée)

Solution… Intégrer les facteurs humains dans l’analyse et le développement de logiciels interactifs, c’est-à-dire…

Éléments de solution Changer l’attitude des informaticiens (sensibilisation) Se familiariser avec les facteurs humains et les techniques d’interfaçage Intégrer les facteurs humains dans les méthodes de développement traditionnelles Considérer la tâche de l’utilisateur comme la pierre angulaire de tout système Évaluer continuellement

Objectif principal d’un tel cours Sensibiliser les professionnels de l’informatique à l’importance d’ouvrir les applications aux concepts de l’ergonomie cognitive

En résumé L’interaction humain-machine est un domaine multidisciplinaire Tendance vers les utilisateurs et les tâches Sérieux problèmes liés à l’informatique traditionnelle des années 1970 Pas de méthode scientifique universelle mais plutôt des techniques empiriques, subjectives et arbitraires (le G.B.S.)

Charte des droits de l’utilisateur [tiré et traduit de C-M. Karat, CACM V.41, N.12, Dec. 1998] 1. L’utilisateur a toujours raison; s’il y a un problème dans l’utilisation du système, c’est le système le problème, pas l’utilisateur; 2. L’utilisateur a le droit d’installer et de désinstaller un logiciel sans aucune conséquence négative; 3. L’utilisateur a droit à un système qui est conforme à ses besoins;

Charte des droits de l’utilisateur [suite…] 4. L’utilisateur a droit à des instructions faciles à utiliser pour réaliser ses tâches; 5. L’utilisateur a le droit d’être maître dans l’utilisation du système; 6. L’utilisateur a droit à un système qui fournit de l’information claire, compréhensible et précise en regard de la tâche qu’il est en train de réaliser;

Charte des droits de l’utilisateur [suite et fin] 7. L’utilisateur a droit d’être clairement informé de tous les besoins du système permettant de l’utiliser avec succès; 8. L’utilisateur a le droit de connaître les limites du système; 9. L’utilisateur devrait être maître de la technologie et non l’inverse; les produits devraient être naturels et intuitifs à utiliser.

Références Joëlle Coutaz (1990). Interfaces homme-machine. Dunod informatique. Brad A. Myers (1998). A Brief History of Human-Computer Interaction Technology. Interactions, march+april, vol. 2, 44-54. Peter G. Neumann (1995). Computer related risks. Addison-Wesley. Ben Shneiderman (1998). Designing the user interface: Strategies for Effective Human-Computer Interaction. 3e édition, Addison-Wesley. (voir aussi la Bibliographie)