GOMS Model

GOMS Model

1. GOMS Model ?

GOMS Model 은 사용자가 시스템이나 서비스를 사용하면서 어떻게 이해하고 배우며 사용하는지에 대해 예측함으로 이를 수행하기 위해 소요되는 시간이나 학습시간 등을 평가하기 위한 방법이다.

사용자 행위의 순서를 미리 알고 있을 경우, 사용자가 과업(Task)을 수행하는 각 단계마다 소요되는 시간을 미리 예측하여 알고 있거나 과업(Task)을 해결하기 위해 수행 해야 하는 순차적인 과정을 제공함으로써 전문가 수준으로 얼마나 신속하게 수행하는지 결과를 알고자 하는 경우에 사용된다.

GOMS Model 은 사용자에게 주어진 과업(Task)에 대한 실행 순서가 일정하거나 주어진 과제를 사용자가 얼마나 빨리 수행하는지를 알고자 하는 경우에 주로 사용되며, 인간의 행위를 Goal-목표, Operation-행위, Method-방법, Selection Rules-선택규칙의 4가지 요소로 구성된다.

l  Goal-목표

성취되어야 할 일의 상태를 정의하고 그것을 실행하기 위해 가능한 방법을 결정하는 상징적인 구성 요소. 

l  Operation-행위

사용자의 내적 상태의 어떤 면을 변화시키거나 작업환경에 영향을 주는 지각적, 인지적 혹은 운동적인 행위

l  Method-방법

한 목표를 실행하기 위한 과정으로서, 이 과정을 수행하기 위해 요구되는 목표와 행위를 이용하여 그 과정을 표현한다.

l  Selection Rules-선택규칙

사용자가 행위를 수행하기 위한 방법을 선택하기 위한 규칙을 말한다.

* 각 과제의 목표에 정확한 수행 단계가 정해져 있으며 사용자가 한번도 실수하지 않고 작업을 완료한다는 가정을 두고 있다.

* 사용자가 자신의 목표를 이성적으로 성취할 수 있는 존재이며, 어떤 문제에 직면했을 때, 자신이 취해야 하는 행동이 무엇인지 알고 있기 때문에 실수나 시행착오를 범하지 않는다는 전제하에 적용이 가능한 모형.

2 . GOMS Model 의 이점

l  가장 큰 장점은 실제 사용자를 포함 시키지 않고 모의 실험을 통하여 대안을 제시 할 수 있다.

l  사용자에 대한 별도의 피드백 없이 수행에 대한 관찰 결과를 알 수 있다.

l  실제로 사용자가 머리 속에서 어떠한 과정을 거쳐서 시스템을 이용하는지 자세히 알 수 있다.

l  사람들의 실제 사용 절차를 예측하고 얼마나 신속하게 그리고 어떤 경로를 통해서 사용할 수 있는지 측정할 수 있다.

l  사용자가 Task 에 대한 실행 순서를 가장 능률적이고 일관성 있게 실행하는데 있어서 각 단계에 대한 어려움이 있는지를 파악하는데 쉽게 알 수 있도록 해준다.

3 . GOMS Model 의 단점

l  단점은 이론에 근거한 모델인 만큼 실제적인 정황이 고려되지 않는 점.

l  설계 대안에 대한 결과는 Expert(전문가 또는 고급사용자)의 작업 형태에 초점을 맞추고 있기 때문에 Novice를 포함한 다양한 사용자 수준에 대한 고려와 새로운 시스템을 익히는 단계는 다루지 못하고 있다.

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4. GOMS Model 유사 인지 모델

l  KLM (Keystroke-Level Model)-GOMS

GOMS 방법 중 가장 간단한 방법으로, HIP(Human Information Processor)의 순차 모형에 기반을

두고 있는 기법으로 미리 정의된 행동양식의 예상시간을 비교하여 분석하는 방법이다. 즉, 수행 시

간을 Task 수행을 위해 요구되는 기본 적인 Keystroke Level 활동들을 위한 총합으로 예측할 수 있

는 방법. (키 입력 수준 모델)

CMN-GOMS의 간편화된 형태이며, 6가지의 가장 근본적인 조작들로 Goal, Method, Selection Rule들을 평가 한다.

① pressing a key

② moving the pointing device to specific

③ pointer drag movements

④ mental preparation

⑤ moving hands to appropriate locations

⑥ waiting for the computer to execute a command

Keystroke 나 마우스의 움직임(예, 드래그, 더블 클릭, 클릭)을 통하여 직무수행에 대하여 검토할 수

있고 사용자가 인터페이스를 이용하여 작업을 할 때, 에러(error)가 없다는 가정하에 작업의 수행

시간을 예측함으로써, 여러 인터페이스를 정량적으로 평가할 수 있게 하는 기법. 컴퓨터 기반의 시

스템을 평가할 때 유용.

KLM- GOMS의 장점

① GOMS 방법 중 가장 간단한 방법이다.

② KLM 을 사용하는 주된 이유는 시스템을 평가하는데 있어서 다른 MODEL 들에 비해 매우 빠르다는 것.

③ 알고리즘의 성질이 보통 실행시간을 Underestimate(낮게 어림하여 진행)하기 때문에 절차가 매우 간단함으로 평가자가 전문적인 지식을 필요로 하지 않는다.

l  CMN-GOMS (Card, Moran, and Newell-GOMS)

프로그램 형태로 표현되며, 목표의 계층구조를 이루는 것을 특징으로 한다, 특정업무를 수행하는 조작자 순서 및 실행하는데 소요되는 시간으로 분석한다. CMN-GOMS 는 pseudo-code가 일반적인 형식이기 때문에 KLM-GOMS 보다는 좀 더 유연하다.

CMN-GOMS 는 Card, Moran, Newell 의 책에서 ‘vanilla flavored GOMS’ 라고 소개를 해 놓았는데, 이 모델은 Goal-Method-Operation-Selection Rules 구조를 정밀히 필요로 한다. 이 구조들은 평가자가 pseudo-code 형식의 작업을 표현하기에 충분하며, 또한 목표를 수행하는 방법의 가이드를 제공한다,

사용자의 작업 부담을 평가하는데 사용되기도 한다.

(예를 들어, Goal Branch 레벨의 숫자를 줄이는 시험은 사용자에게 요구되는 Memory를 평가하는데 사용될 수도 있다.)

Card, Moran, Newell 은 이 모델을 사용하여 90%의 정확한 예측들을 성취할 수 있었다.

CMN-GOMS의 장점

① CMN-GOMS 는 pseudo-code가 일반적인 형식이기 때문에 KLM-GOMS 보다는 좀 더 유연.

l  CPM-GOMS (Cognitive Perceptual Motor GOMS & Critical Path Method GOMS)

가장 복잡한 방법으로 지각, 인지, 운동시스템 수준의 연산자를 제공하여 인지과정의 모델을 구축하고 분석할 수 있는 방법을 제시하는 기법 사용자들의 지각적, 인지적, 운동의 과정 간에 순차적인 의존성들이 스케쥴 차트에 자세하게 기술되며, Critical Path 는 수행시간을 예측한다.

CPM-GOMS 는 Alan Newell의 학생인 Bonnie John에 의해서 적립 되었으며, CPM 이니셜은

Cognitive Perceptual Model과 Critical Path Method 두 가지로 쓸 수 있다.

CPM-GOMS 는 Critical Path Method 의 요소를 가져오기 때문에 이것은 유일하게 ‘사용자 상호작용이 ‘Serial Process’라는 가정을 하지 않는다. 이 모델은 또한 Human Processor 모델에 직접적으로 기초를 두고 있다.

평가자들은 CPM-GOMS를 CMN-GOMS와 동일한 방법으로 분석하기 시작한다. 그러나 작업이 여전히 지각적이거나 동력적인 수준까지 마비되었을 때 그 평가자는 Human Processor 모델로부터의 기술들을 적용한다. 우선 연속적으로 함께 결합하여야 하고 그 다음 포함되는 것을 확인하기 위해 실험되어 진다.

이 모델은 가장 어려운 도구여서 그 것은 평가자들 사이의 모순을 가지기도 한다. 지각, 인지, 운동시스템 수준의 연산자를 제공하여 인지과정의 모델을 구축하고 분석할 수 있는 방법을 제시한다.

CPM-GOMS의 장점

① CPM-GOMS는 오버 랩핑과 피 실험자의 행동 특성을 매우 효율적인 ‘Chunk’를 쉽게 설명.

② 작동자들의 ‘준비된 행동’에 많은 시간을 할애하지 않아서 CPM-GOMS에 의한 예측시간은 일

반적으로 빠르다.

5. ACT MODEL

l  GOMS 모델과 유사하며, 추가적으로 Learning과 Problem Solving을 포함한 모델기반 평가 방법. 사용자가 Task 에 대한 실행 순서를 가장 능률적이고 일관성 있게 실행하는데 있어서 각 단계에 대한 어려움이 있는지를 파악하는데 상대적으로 쉽게 알 수 있도록 해준다.

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GOMS Model Process

1. GOMS Model 준비

1) Participant (User) Recruiting

2) Schedule & Testing-Room

2. GOMS Model Process

Step 1. Task 분석을 위한 대표적 사용자 행동 정리 및 예상 시간 산출

Task 분석과 실험에 활용될 대표적인 사용자 행동을 정리한다. 이를 통해 예상시간을 산출한다.

Step 2. 실험 진행을 위한 Task 선별

      대표적인 행동표현에 의거하여 실험에 사용될 적절한 Task 를 선별한다.

    

Step 3. Expert(전문가, 고급사용자)의 수행 단계를 통한 Task 수행

전문가나 고급사용자가 준비된 서비스나 시스템을 활용하여 준비된 수행 단계를 통해 Task를 수행한다. (관찰자가 사용자의 동작 단계를 기술하는 방식도 사용할 수 있다.)

Step 4. 수행 결과 비교 분석

Task 를 전문가나 고급사용자의 정확한 절차만을 산출하여, Task 를 완수하는데 걸리는 총 단계와 총

시간 및 판단시간(Mental Operation Time)을 측정하여 결과를 비교 분석한다.

용어정리

l  Pseudo-code(슈도코드)? 프로그램을 작성할 때 각 모듈이 작동하는 논리를 표현하기 위하여 사용하는 언어. 다른 프로그램 개발자나 이용자에게 모듈이 하는 일과 작동 원리 따위를 설명하는 데에 쓴다.

[다음 국어 사전-http://krdic.daum.net/dickr/search_result_total.do?type=kr&q=pseudo-code]

 

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Reference

-  Book

l  Human Computer Interaction 개론/ 김진우

l  Designing web sites that work USABILITY FOR THE WEB

/ Darren Gergle, Tom Brinck, Scott d. Wood

-  Thesis

l  IFD 에 기반한 사용성 문제 유형화와 인지적 워크스루 평가/ 김은영 (2002)

l  PDA 용 웹사이트의 사용성 개선에 관한 연구(사용자 행동 분석을 중심으로)/ 이현정 (2005)

l  한국기술교육대학교 논문집 제 12권 제 1호/ 웹인터페이스 평가 기법에 관한 연구/ 윤정식 (2006)

l  시스템 통제용 소형 컨트롤 패널의 사용자 인터페이스 특성 평가/ 김인상 (2005)

 

Appendix

PC 웹 사용자의 GOMS 구성 요소 사례

구성 요소	사례
Goal (목표)	인터넷 쇼핑몰에서 MP3 Player를 구입한다.
Operation (행위)	마우스를 클릭한다.
Method (방법)	검색엔진이나 상품검색 디렉토리를 이용한다.
Selection Rules (선택 규칙)	MP3 Player 의 제품명이나 상표는 검색엔진을 이용하고, 반면 제품명이나 상표를 모르는 경우는 상품 검색 디렉토리를 사용한다.

[PC 웹 사용자의 GOMS 구성 요소 사례]

  

GOMS Model 의 4가지 구성 요소

n  Goal(목표) : 사용자가 시스템을 이용하여 달성하고자 하는 목적을 의미한다. 예를 들어 음악 콘텐츠를 제공하는 시스템에서 음악 파일을 감상하는 것이 사이트의 이용 목적이라면, 이때 GOMS 의 목표는 :음악을 감상한다”로 표현할 수 있다. 대개 목표들끼리는 계층구조를 이루고 있어서, 상위 목표는 하나 이상의 하위 목표로 구성되며, 하위 목표들이 먼저 성취됨으로써 상위 목표가 완성될 수 있다.

n  Operator(연산자) : 사용자가 목표를 달성하기 위하여 시스템에 직접적으로 취합 할 수 있는 가장 작은 단위의 행위를 뜻한다. 예를 들어 “ 마우스로 클릭한다”거나 “화면 상의 메뉴를 선택한다” 또는 “키보드를 누른다” 등의 단위 작업을 조작자라고 할 수 있다. 사용자는 이러한 조작자들을 실행시킴으로써, 하위 목표를 성취할 수 있다.

n  Method(방법) : 사용자가 목표 달성을 위하여 수행해야 하는 실행 단계의 순차적인 차례를 의미하며, 앞선 예의 경우에“검색 엔진이나 분류별 디렉토리를 이용한다” 등이 될 수 있다. 방법들은 일반적으로 조작자들로 구성되며, 하위 목표를 위해서는 하위 방법이 필요함으로 목표에 따라서 계층 구조를 이루게 된다.

n  Selection Rules(선택규칙) : 특정 환경에서 목표 달성을 위한 방법이 여러 개 존재하는 경우 그 중 적합한 방법을 선택하는 규칙을 말하며, 일반적으로 “만약~하다면,~이 된다(IF-THEN)”라는 식의 규칙 형태를 갖는다. 예를 들어, “가수 또는 연주자 이름이나 곡명을 정확히 아는 경우 검색 엔진을 이용하고, 반면에 정확히 모르는 경우에는 분류별 디렉토리를 이용하여 탐색한다”와 같은 선택 규칙이 있을 수 있다.

 [Human Computer Interaction 개론/ 김진우]

사용자의 Keystroke-Level GOMS Model

Operator	Description and Remarks	Time(s)
K	PRESS KEY OR BUTTON Press the SHIFT or CONTROL key counts as s separate K operation. Time varies the typing skill for the user, the following slows the range of values :     Best typist (135wpm5))       Good typist (90wpm)     Average skilled typist (90wpm)     Typing random letters Typing complex codes Worst typist (unfamiliar with keyboard)	0.08 0.12 0.20 0.50 0.75 1.20
P	POINT WITH MOUSE TO TARGET ON A DISPLAY	1.10
H	HOMEHAND ON KEYBOARD OR OTHER DEVICE	0.40
M	MENTALLY PREPARE	1.35
R(t)	RESPONSE BY SYSTEM Different command require different response times. The response time is counted only cause the user to wait	t

    [Card, S. K, The Psychology of Human-Computer Interaction, Lawrence Erlbaum Associates, New Jersey, 1983]

[한국기술교육대학교 논문집 제 12권 제 1호/ 웹 인터페이스 평가 기법에 관한 연구/ 윤정식 (2006)]

유사 인지 모델의 요약 비교(Architectural Activity 적용)

KLM (Keystroke-Level Model)-GOMS

가장 기본적인 Cognitive Architecture → 다른 모델에 비해 적용이 쉽고 실행 시간만을 예측한다.

↓

CMN-GOMS (Card, Moran, and Newell-GOMS)

좀 더 복잡한 Cognitive Architecture → 모든 일반적인 Task 사례에 적용하며, 실행 시간을 예측한다..

↓

CPM-GOMS (Cognitive Perceptual Motor GOMS & Critical Path Method GOMS)

가장 Powerful 하지만 비교적 특별히 지시되지 않는 Multiple Parallel Processor Architecture→ 실행 시간을 예측이 정교