软件设计中的可用性和可用性测试
什么是可用性
在创建软件的环境中,术语“可用性”表示一种方法,它将用户而不是系统摆在过程的中心。这一方法称作以用户为中心的设计,它从设计过程的一开始就将用户关心的问题和意见考虑在内,并提出在任何设计决策中用户的需要都应摆在首位。
这种方法最显著的特点就是可用性测试。在测试中,用户使用产品的界面进行工作,通过界面进行交互,就他们的观点和关心的问题与设计人员和开发人员进行交流。
二
可用性的特点
易于使用
可用性是衡量使用一种产品来执行指定任务的难易程度的尺度,它与实用性和受欢迎度等相关概念是有差异的。
可用性与实用性
决定产品可接受性的核心属性是其有用性,它用于评价实际使用产品时,是否能达到设计人员期望产品实现的目标。有用性的概念可以进一步划分为实用性和可用性。虽然这些术语间有联系,但它们却不能相互替代。
实用性指产品执行任务的能力。根据设计,产品执行的任务越多,其实用性就越高。
发现、学习与有效性
可用性包含很多方面,但通常这一术语特指发现、学习和有效性这三种属性。
发现表示针对某种特定的需要去寻找并找到产品的某一功能。可用性测试可用于确定用户找到某一功能所用的时间,以及在整个过程中用户犯了多少错误(关于定位的错误选择)。
学习表示用户弄清楚如何运用所发现的功能来完成现有任务的过程。可用性测试可以确定这个过程的长短,以及在学习该功能期间用户犯了多少错误。
有效性表示用户“掌握”了某项功能,不再需要进一步学习即可使用。可用性测试可以确定有经验的用户使用该功能时执行必要步骤所需的时间。
可用性的这三个基本方面在很大程度上受到当前任务性质和用户执行任务的频率的影响。有些功能的使用频率很低或者使用起来十分复杂,导致用户基本上每次使用时都要重新学习;对于这些功能,Microsoft 通常开发了使用向导,在整个使用过程中对用户予以指导。
三
可用性测试的方法
1、群体的使用数据(比如:A/B测试)
2、可用性测试实验室(任务设计、注重设计的问题)
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请用户去完成你的一些核心需求,观察是否和设计理念相同
3、用户反馈
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尽量把用户反馈的入口放在比较明显的地方
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如果有资源,做奖励性反馈
4、亲朋好友测试
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找亲朋好友使用自己的产品,成本较低
5、监测工具或软件
四
可用性测试的原则
Gould、Boies 和 Lewis (1991) 为以用户为中心的设计定义了 4 个重要的原则:
及早以用户为中心:设计人员应当在设计过程的早期就致力于了解用户的需要。
综合设计:设计的所有方面应当齐头并进的发展,而不是顺次发展。使产品的内部设计与用户界面的需要始终保持一致。
及早并持续性地进行测试:当前对软件测试的唯一可行的方法是根据经验总结出的方法,即若实际用户认为设计是可行的,它就是可行的。通过在开发的全过程引入可用性测试,可以使用户有机会在产品推出之前就设计提供反馈意见。
反复式设计:大问题往往会掩盖小问题的存在。设计人员和开发人员应当在整个测试过程中反复对设计进行修改。
准则在本质上是通用的。准则必须应用到各种各样不同的情况之中,因此它不能总是针对您正在设计的特定的应用程序制订最佳的行动方案。遵守一组合理编写的准则有助于您设计出风格一致的界面,但是您不能保证它是可用的,除非通过真正的用户对它进行了测试。所以在设计时应当使以用户为中心的设计理念成为设计决策的决定因素,而不是以用户界面准则为决定因素
五
是否需要创建可用性实验室?
可用性测试不意味着创建昂贵的实验室,在天花板上安装摄像机,安装单向镜,以及采用其它以小组为中心的设陷技术。当然,如果需要进行大量的测试,建立专用的实验室十分方便。
如果没有建立可用性实验室的必要的话,一种方法只需要一个测试人员(该测试人员对有人参与的研究工作与数据收集十分精通),在用户工作时坐在用户后面观察用户如何执行任务,这在会议室或办公室里就可以轻而易举地办到。
随着可用性测试的进一步进行,您可以添加诸如摄像机、单向镜等设备,或其它帮助实时观察和记录用户显示器的工具。
设计人员应当认识到他们自己不是普通的用户。与一般的用户相比,他们对正在开发的系统有着更深入的了解。因此,软件设计人员可以在一定程度上代表普通用户,但他们绝对不能代替实际使用产品的真正用户。
用户的意见就显示除了它的重要性,这是设计或者开发人员所无法替代的,这就显示出了可用性测试的重要性。
通过在早期关注普通用户的需要,并根据用户测试结果经常改进设计,以用户为中心的软件设计人员会提出更好的设计,并生产出更好的产品。
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epoll简介及触发模式(accept、read、send)-epoll的简单介绍 epoll在LT和ET模式下的读写方式 一、epoll的接口非常简单,一共就三个函数:1. int epoll_create(int size);创建一个epoll的句柄,size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。这个参数不同于select中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,是能够看到这个fd的,所以在使用完epoll后,必须调用close关闭,否则可能导致fd被耗尽。2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);epoll的事件注册函数,它不同与select是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件,而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create的返回值,第二个参数表示动作,用三个宏来表示:EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中;EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件;EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下:struct epoll_event { __uint32_t events; /* Epoll events */ epoll_data_t data; /* User data variable */};events可以是以下几个宏的集合:EPOLLIN :表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭); EPOLLIN事件:EPOLLIN事件则只有当对端有数据写入时才会触发,所以触发一次后需要不断读取所有数据直到读完EAGAIN为止。否则剩下的数据只有在下次对端有写入时才能一起取出来了。现在明白为什么说epoll必须要求异步socket了吧?如果同步socket,而且要求读完所有数据,那么最终就会在堵死在阻塞里。 EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写; EPOLLOUT事件:EPOLLOUT事件只有在连接时触发一次,表示可写,其他时候想要触发,那要先准备好下面条件:1.某次write,写满了发送缓冲区,返回错误码为EAGAIN。2.对端读取了一些数据,又重新可写了,此时会触发EPOLLOUT。简单地说:EPOLLOUT事件只有在不可写到可写的转变时刻,才会触发一次,所以叫边缘触发,这叫法没错的!其实,如果真的想强制触发一次,也是有办法的,直接调用epoll_ctl重新设置一下event就可以了,event跟原来的设置一模一样都行(但必须包含EPOLLOUT),关键是重新设置,就会马上触发一次EPOLLOUT事件。1. 缓冲区由满变空.2.同时注册EPOLLIN | EPOLLOUT事件,也会触发一次EPOLLOUT事件这个两个也会触发EPOLLOUT事件 EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;EPOLLET: 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);等待事件的产生,类似于select调用。参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大,这个maxevents的值不能大于创建epoll_create时的size,参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有说法说是永久阻塞)。该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。-------------------------------------------------------------------------------------------- 从man手册中,得到ET和LT的具体描述如下EPOLL事件有两种模型:Edge Triggered (ET)Level Triggered (LT)假如有这样一个例子:1. 我们已经把一个用来从管道中读取数据的文件句柄(RFD)添加到epoll描述符2. 这个时候从管道的另一端被写入了2KB的数据3. 调用epoll_wait(2),并且它会返回RFD,说明它已经准备好读取操作4. 然后我们读取了1KB的数据5. 调用epoll_wait(2)......Edge Triggered 工作模式:如果我们在第1步将RFD添加到epoll描述符的时候使用了EPOLLET标志,那么在第5步调用epoll_wait(2)之后将有可能会挂起,因为剩余的数据还存在于文件的输入缓冲区内,而且数据发出端还在等待一个针对已经发出数据的反馈信息。只有在监视的文件句柄上发生了某个事件的时候 ET 工作模式才会汇报事件。因此在第5步的时候,调用者可能会放弃等待仍在存在于文件输入缓冲区内的剩余数据。在上面的例子中,会有一个事件产生在RFD句柄上,因为在第2步执行了一个写操作,然后,事件将会在第3步被销毁。因为第4步的读取操作没有读空文件输入缓冲区内的数据,因此我们在第5步调用 epoll_wait(2)完成后,是否挂起是不确定的。epoll工作在ET模式的时候,必须使用非阻塞套接口,以避免由于一个文件句柄的阻塞读/阻塞写操作把处理多个文件描述符的任务饿死。最好以下面的方式调用ET模式的epoll接口,在后面会介绍避免可能的缺陷。 i 基于非阻塞文件句柄 ii 只有当read(2)或者write(2)返回EAGAIN时才需要挂起,等待。但这并不是说每次read时都需要循环读,直到读到产生一个EAGAIN才认为此次事件处理完成,当read返回的读到的数据长度小于请求的数据长度时,就可以确定此时缓冲中已没有数据了,也就可以认为此事读事件已处理完成。Level Triggered 工作模式相反的,以LT方式调用epoll接口的时候,它就相当于一个速度比较快的poll(2),并且无论后面的数据是否被使用,因此他们具有同样的职能。因为即使使用ET模式的epoll,在收到多个chunk的数据的时候仍然会产生多个事件。调用者可以设定EPOLLONESHOT标志,在 epoll_wait(2)收到事件后epoll会与事件关联的文件句柄从epoll描述符中禁止掉。因此当EPOLLONESHOT设定后,使用带有 EPOLL_CTL_MOD标志的epoll_ctl(2)处理文件句柄就成为调用者必须作的事情。然后详细解释ET, LT:LT(level triggered)是缺省的工作方式,并且同时支持block和no-block socket.在这种做法中,内核告诉你一个文件描述符是否就绪了,然后你可以对这个就绪的fd进行IO操作。如果你不作任何操作,内核还是会继续通知你的,所以,这种模式编程出错误可能性要小一点。传统的select/poll都是这种模型的代表.ET(edge-triggered)是高速工作方式,只支持no-block socket。在这种模式下,当描述符从未就绪变为就绪时,内核通过epoll告诉你。然后它会假设你知道文件描述符已经就绪,并且不会再为那个文件描述符发送更多的就绪通知,直到你做了某些操作导致那个文件描述符不再为就绪状态了(比如,你在发送,接收或者接收请求,或者发送接收的数据少于一定量时导致了一个EWOULDBLOCK 错误)。但是请注意,如果一直不对这个fd作IO操作(从而导致它再次变成未就绪),内核不会发送更多的通知(only once),不过在TCP协议中,ET模式的加速效用仍需要更多的benchmark确认(这句话不理解)。在许多测试中我们会看到如果没有大量的idle -connection或者dead-connection,epoll的效率并不会比select/poll高很多,但是当我们遇到大量的idle- connection(例如WAN环境中存在大量的慢速连接),就会发现epoll的效率大大高于select/poll。(未测试)另外,当使用epoll的ET模型来工作时,当产生了一个EPOLLIN事件后,读数据的时候需要考虑的是当recv返回的大小如果等于请求的大小,那么很有可能是缓冲区还有数据未读完,也意味着该次事件还没有处理完,所以还需要再次读取: 这里只是说明思路(参考《UNIX网络编程》) while(rs) {buflen = recv(activeevents[i].data.fd, buf, sizeof(buf), 0);if(buflen < 0){// 由于是非阻塞的模式,所以当errno为EAGAIN时,表示当前缓冲区已无数据可读// 在这里就当作是该次事件已处理处.if(errno == EAGAIN)break; else return; }else if(buflen == 0) { // 这里表示对端的socket已正常关闭. } if(buflen == sizeof(buf) rs = 1; // 需要再次读取 else rs = 0; } 还有,假如发送端流量大于接收端的流量(意思是epoll所在的程序读比转发的socket要快),由于是非阻塞的socket,那么send函数虽然返回,但实际缓冲区的数据并未真正发给接收端,这样不断的读和发,当缓冲区满后会产生EAGAIN错误(参考man send),同时,不理会这次请求发送的数据.所以,需要封装socket_send的函数用来处理这种情况,该函数会尽量将数据写完再返回,返回-1表示出错。在socket_send内部,当写缓冲已满(send返回-1,且errno为EAGAIN),那么会等待后再重试.这种方式并不很完美,在理论上可能会长时间的阻塞在socket_send内部,但暂没有更好的办法. ssize_t socket_send(int sockfd, const char* buffer, size_t buflen) { ssize_t tmp; size_t total = buflen; const char *p = buffer; while(1) { tmp = send(sockfd, p, total, 0); if(tmp < 0) { // 当send收到信号时,可以继续写,但这里返回-1. if(errno == EINTR) return -1; // 当socket是非阻塞时,如返回此错误,表示写缓冲队列已满, // 在这里做延时后再重试. if(errno == EAGAIN) { usleep(1000); continue; } return -1; } if((size_t)tmp == total) return buflen; total -= tmp; p += tmp; } return tmp; } 二、epoll在LT和ET模式下的读写方式 在一个非阻塞的socket上调用read/write函数, 返回EAGAIN或者EWOULDBLOCK(注: EAGAIN就是EWOULDBLOCK) 从字面上看, 意思是: * EAGAIN: 再试一次 * EWOULDBLOCK: 如果这是一个阻塞socket, 操作将被block * perror输出: Resource temporarily unavailable 总结: 这个错误表示资源暂时不够, 可能read时, 读缓冲区没有数据, 或者, write时,写缓冲区满了 。 遇到这种情况, 如果是阻塞socket, read/write就要阻塞掉。 而如果是非阻塞socket, read/write立即返回-1, 同 时errno设置为EAGAIN. 所以, 对于阻塞socket, read/write返回-1代表网络出错了. 但对于非阻塞socket, read/write返回-1不一定网络真的出错了. 可能是Resource temporarily unavailable. 这时你应该再试, 直到Resource available. 综上, 对于non-blocking的socket, 正确的读写操作为: 读: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续读 写: 忽略掉errno = EAGAIN的错误, 下次继续写 对于select和epoll的LT模式, 这种读写方式是没有问题的. 但对于epoll的ET模式, 这种方式还有漏洞. epoll的两种模式 LT 和 ET
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5.1.3 边界值法--二元基本边界值分析 边界值测试的另一个关键假设是,故障很少是由两个(或两个以上)缺陷同时出现造成的,这在可靠性理论中称为 "单一缺陷 "假设。基于 "单一缺陷 "假设的边界值测试称为基本边界值分析。 在边界值测试中,我们通常使用两值边界,然后辅助以正常值来设计输入变量的值。 对于只有 x 和 y 两个输入变量的软件,输入域在二维坐标系中呈阴影状。使用基本边界值分析法得到的测试用例就是黑点所在的位置,总共有九个测试用例。 如果有一个 n 变量的软件输入域,则选择其中一个变量略小于最小值、最小值、正常值、最大值和略大于最大值这五个值,其余全部取正常值。对这个 n 个变量的软件输入域进行边界值分析,可产生 4n+1 个测试用例。 三值基本边界值分析
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什么是可用性测试?有效性(Effectiveness)-- 用户完成特定任务和实现特定目标的正确性和完整性程度;效率(Efficiency)-- 用户完成任务的正确性和完整性程度与所用资源(如时间)之比;满意度(Satisfaction)-- 用户在使用产品时的主观满意度和接受程度。 2.如何获得可用性? 可以参考以下原则:Gould、Boies 和 Lewis(1991 年)为以用户为中心的设计定义了 4 个重要原则: 早期以用户为中心:设计者应在设计过程的早期就努力了解用户的需求。 综合设计:设计的所有方面都应同步发展,而不是按顺序进行。使产品的内部设计始终与用户界面的需求保持一致。 早期和持续测试:当今唯一可行的软件测试方法是经验主义方法,即如果实际用户认为设计可行,该设计就是可行的。通过在整个开发过程中引入可用性测试,用户就有机会在产品推出之前对设计提出反馈意见。 迭代设计:大问题往往掩盖了小问题的存在。设计人员和开发人员应在整个测试过程中对设计进行迭代。 3...什么是可用性测试? 可用性测试是根据可用性标准对图形用户界面进行的系统评估。 可用性测试是衡量用户与系统(网站、软件应用程序、移动技术或任何用户操作设备)交互时的体验质量。4.如何进行可用性测试? l 实验室实验
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