Nové trendy v organizaci dat

Transkript

1 Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informatiky a kvantitativních metod Nové trendy v organizaci dat Diplomová práce Autor: Bc. Jan Rubáček Informační technologie a management Vedoucí práce: Ing. Vladimír Beneš, Ph.D. Praha duben, 2014

2 Prohlášení: Prohlašuji, ţe jsem diplomovou práci zpracoval samostatně a s pouţitím uvedené literatury. Svým podpisem stvrzuji, ţe odevzdaná elektronická podoba práce je identická s její tištěnou verzí, a jsem seznámen se skutečností, ţe se práce bude archivovat v knihovně BIVŠ a dále bude zpřístupněna třetím osobám prostřednictvím interní databáze elektronických vysokoškolských prací. V Českých Budějovicích 25.dubna, 2014 Jan Rubáček

3 Poděkování Tímto bych rád poděkoval Ing. Vladimíru Benešovi, Ph.D. za vstřícný přístup a odborné vedení diplomové práce a rodině za podporu při studiu.

4 Anotace práce Cílem diplomové práce je zmapování současných metod vyuţívaných k organizaci dat, jak na stolních počítačích, tak i mobilních zařízeních. Další pozornost je pak zaměřena na metodu vyuţívající trojrozměrné zobrazení, konkrétně na návrh a kvantitativní testování. Klíčová slova organizace dat, 3D metoda, vizualizace dat Abstract This thesis aims to map current methods used for data organization on PCs and mobile devices. Further attention is given to method using 3D projection, specifically to a project and quantitative testing. Key words Data management, 3D method, data visualization

5 Obsah Obsah... 5 Úvod... 7 Zvolené metody zpracování Organizace dat Organizace počítačových systémů Obecný přehled Historie operačních systémů Systém Microsoft Windows 7 a Operační systém Mac Systémy pracující na bázi UNIXu Rozhraní GNOME Rozhraní KDE Rozhraní LXDE Organizace dat mobilních systémů Správa souborů pro Android Windows Phone ios BlackBerry OS Metody organizace Základy kognitivní psychologie

6 6. Metoda vyuţívající 3D zobrazení Cílová skupina Návrh testovací aplikace Vizuální stránka 3D aplikace Vizualizace komparativní 2D aplikace Průběh testování Popis Ovládání Návod k testování Dosaţené výsledky Závěr Seznam literatury Seznam Obrázků Seznam Grafů Seznam Tabulek

7 Úvod Předmětem zájmu této práce jsou trendy organizace dat vyuţívané v současné době. Část práce se tedy zabývá mapováním a popisem stávajících metod napříč celým spektrem zařízení a systémů vyuţívajících nástroje určené k organizaci dat. Další část práce je zaměřena na metodu vyuţívající trojrozměrné zobrazení, konkrétně návrh testovacího softwaru a následovné kvantitativní testování této nové metody. Práce se částečně opírá o poznatky z kognitivní psychologie, konkrétně funkce paměti. Metoda vyuţívající trojrozměrné zobrazení se jeví jako jedna z moţných cest, kterou by se mohla organizace dat dále ubírat. Tato metoda nevyuţívá standartních metod řazení dat pomocí seznamů, dvourozměrných ikonických náhledů a stromových struktur. Pracuje na principu vyuţívajícím paměťových vazeb, konkrétně tvorby asociací mezi objekty a jejich fyzickým umístěním v prostředí. Zpočátku je třeba ozřejmit, co je myšleno pojmem organizace dat. Označení data je pouţíváno v rámci této práci jako zastřešující pojem, který označuje veškeré: sloţky, soubory a jiné objekty, se kterými můţe uţivatel pracovat v operačním systému. Organizace dat se tedy zabývá daty, jejich vkládáním, vyhledáváním a manipulací s nimi z pohledu uţivatele. Práce se částečně opírá o kvalitativní výzkum alternativních metod organizace dat s akcentací na metodu trojrozměrného zobrazení, který jsem uskutečnil v rámci bakalářské práce. Tato metoda je zaloţena na poznatcích z kognitivní psychologie, konkrétně z funkce části mozku zvané hipokampus a s tím spojeného způsobu uchovávání informací. Výzkum je zaměřen na návrh aplikace vyuţívající trojrozměrné zobrazení, a dále vytvoření druhé aplikace reprezentující stávající metody. Tím se pokusí k této problematice přispět otestováním časové efektivity vyhledávání. Výsledky tohoto testovaní by mohli nabídnout alternativu ke stávajícím metodám, jakoţto k moţné budoucí cestě data managementu. 7

8 Zvolené metody zpracování Prvním z cílů, které si tato práce klade, je detailnější zmapování metod, které jsou v současnosti pouţívány u nejrozšířenějších operačních systémů jak u mobilních zařízení, tak u počítačů. Dalším cílem pak bude provedení návrhu dvou aplikací, jedné reprezentující stávající metody organizace dat a druhé vlastní aplikace vyuţívající trojrozměrné zobrazení. Následovně bude provedena jejich algoritmizace a samotná implementace. Návrh se bude opírat o výsledky zjištěné při kvalitativním testování trojrozměrné aplikace. Dále si tato práce klade za cíl provedení kvantitativního testování vytvořené aplikace. Rozhodujícím faktorem testování pak bude doba potřebná na dosaţení náhodně vybraného dokumentu. Jako referenční nástroj testované aplikace bude druhá testovací aplikace, kde byl zvolen za vzor zjednodušený model na bázi Windows File Exploreru. K Dosaţení cílů této práce byly stanoveny následující úkoly: 1) Zmapování metod, které jsou vyuţívány současnými systémy pro organizaci dat. 2) Vytvoření nového programu na základě informací vzniklých při testování bakalářské práce. 3) Návrh a vytvoření komparativního programu. 4) Provedení kvantitativního testování aplikace vyuţívající 3D zobrazení a určení časové efektivity v porovnání s dvojrozměrnými rozšířenými nástroji. Jako referenční nástroj k porovnání časové efektivity u testovací aplikace bude pouţita druhá testovací aplikace simulující běţně nabízené metody organizace. 8

9 1. Organizace dat Organizace dat se od počátku vizualizace v 70. letech příliš nezměnila. Stále se vyuţívá dvojrozměrných seznamů, které byly později opatřeny alternativou v podobě ikonických náhledů. Podobnost mezi nástroji jako je například MS DOS, Windows 8 nebo například File Manager, od konkurenční firmy Apple, je veliká a to i přes značný časový odstup. Potřeba zdokonalit časovou efektivitu při organizaci dat se stává v poslední době stále důleţitější. To vyplývá z neustálého nárůstu objemu dat, která uţivatelé potřebují ukládat a přehledně organizovat. Podle IBM nárůst dat přímo ovlivňuje následující: vzrůstající význam informací pro podporu rozhodování business procesů, nutnost shody s regulačními poţadavky na uchovávání a dostupnost dat, nárůst kapacit ukládaných data při narůstajícím objemu nestrukturovaných obsahu, zvyšující se náročnost správy datové infrastruktury, tlak na sniţování finanční náročnosti, nedostatek zdrojů lidských i technických. [13] V současnosti většina operačních systémů vyuţívá nástrojů zaloţených na dvojrozměrné vizualizaci pomocí různých seznamů, ať uţ se jedná o seznamy textové či vizualizované pomocí ikon či náhledů, nebo prohledávání dat za pomoci stromové struktury a různých kombinací těchto metod. [13] Jedna z nových metod organizace dat, která ještě není zcela probádána, je organizace dat s vyuţitím trojrozměrného zobrazení. Tato metoda se opírá o poznatky z kognitivních věd, a to především fungování paměti. Zástupcem vyuţívajícím této metody je například projekt Data Mountain, jehoţ tehdejší provedení je znázorněno na obrázku číslo 1. [29] Práce vychází z poznatků kognitivních věd a pracuje s přirozenou schopností člověka orientovat se v trojrozměrném prostředí. Dokumenty jsou zde znázorněny pomocí náhledů, které jsou vloţeny do prostoru. Pracovní plocha pak slouţí jako rozlišovací nástroj, do kterého jsou umístěny dokumenty a pomocí jejich pozice je moţno si zapamatovat, kde data leţí. Dokumenty jsou taţeny k povrchu prostředí, čímţ je docíleno výhod v oblasti 3D zobrazení a zároveň pracuje na principu daleko jednoduššího 2D zobrazení. Vyuţívá funkce lidského mozku vytvářet asociace mezi předměty (v případě data managementu daty) a místy v prostoru. Příkladem tohoto spojení můţe být: místo, kam si jednotlivec 9

10 odkládá např. klíče, oblíbené parkovací místo a podobně. Stejné asociace se pak vyuţívá u metody organizace dat pomocí 3D. Do rozmanitého customizovatelného prostředí si uţivatel dle svého subjektivního uváţení uspořádá sloţky s daty popřípadě samotná data. Při opakovaném pouţívání dochází k automatizaci vyhledávání, čímţ je u této metody docíleno úspory. Obrázek 1: Data Mountain zdroj: 10

11 2. Organizace počítačových systémů 2.1. Obecný přehled V současné době, kdy je nutné uchovávat stále větší mnoţství dat, se nabízí otázka, zda jsou nástroje, které jsou vyuţívány jiţ od nástupu operačního systému Windows, dostatečně efektivní z pohledu časové náročnosti. Operační systém vyvinutý společností Microsoft pro provoz osobních počítačů, který díky prvnímu grafickému uţivatelskému rozhraní (GUI 1 ) kompatibilnímu s počítači firmy IBM, Windows OS brzy ovládl trh s PC. Přibliţně 90 procent z PC vyuţívá nějakou verzi systému Windows. [38] První verze systému Windows, která vyšla v roce 1985, byla nabízena jako rozšíření stávajícího operačního systému o grafické rozhraní na disku od firmy Microsoft, nebo MS- DOS. Byla částečně zaloţena na licencovaných konceptech, které firma Apple vyuţívala pro svůj Macintosh System Software. Windows poprvé dovolil uţivatelům DOS vizuálně procházet virtuální plochu, nabídl moţnost otevírání grafických "oken", zobrazování obsahu elektronických sloţek a souborů pomocí jednoduchého kliknutí tlačítka myši, spíše neţ psaní příkazů a cest k adresářům v příkazovém řádku.(10) Stejný princip odvozený od těchto základů grafických prostředí se s drobnými úpravami pouţívá dodnes. Jedná se o metody vyuţívající jednorozměrné seznamy, dvojrozměrné seznamy a stromové struktury Historie operačních systémů Historie firmy Microsoft, která jako jedna z prvních vizualizovala uţivatelské prostředí, začíná roku 1975, kdy zakládají Bill Gates a Paul Allen partnerství nazvané Microsoft. 22. Po roce 80 vydávají překlenovací nástroj MS DOS, který má překlenout hranici mezi softwarem a hardwarem jinak neţ pomocí příkazové řádky. Mezi léty dochází k představení operačního systému Windows 1.0. Název Windows byl odvozen od vizualizace rámečků, které jsou základem nového systému. V květnu roku 1990 oznamuje 1 GUI (Graphical User Interface) grafické prostředí slouţící k ovládání počítače. 11

12 Microsoft uvedení systému Windows 3.0, který je krátce poté v roce 1992 následovaný systémem Windows 3.1. Tento operační systém přinesl značný rozvoj v rámci organizace dat. Byl zde zaveden v základním provedení správce programů, správce souborů a správce tisku. Od roku 1995, kdy byl představen Windows 95, se jiţ správa dat nikterak zásadně nezměnila aţ do současnosti. Jediné změny jsou pouze drobné designové úpravy v rámci aktuálnosti skinu operačního systému. [10] Oproti tomu operační systém UNIX, který stál u zrodu mnoha unix-like systémů, se začal formovat jiţ v roce 1965 v Bell Labs zaloţením projektu Multics. Roku 1969 byl vytvořen file systém. První oficiální prezentace Unixu proběhla října 1973 na The Symposium on Operating Systems Principles, IBM Thomas J. Watson Research Center, Yorktown Heights, New York. Jedná se však o textovou formu vizualizace. [40] V roce 1983 byl zaloţen projekt GNU, jehoţ cílem bylo vytvořit nový operační systém unixového typu, který by byl sloţen jen ze svobodného software. Na druhé straně světa v Helsinkách v roce 1991 začal finský student Linus Torvalds pracovat na vývoji vlastního unixového jádra. Vývoj Linuxu byl velmi rychlý, a tak došlo ke spojení těchto dvou konceptů. [16] Firma Apple Inc., dříve Apple Computer Inc., byla zaloţena roku 1976 v oblasti Silicon Valley, konkrétně ve městě Cupertinu v americké Kalifornii. Apple výrazně pomohl nástupu osobních počítačů v 70. letech 20. století. Firma nejprve zaujala počítačové nadšence stavebnicí počítače Apple I, který byl následován velmi úspěšným modelem Apple II. V 80. letech tuto řadu technologicky překonala nová řada Macintosh (později Mac). Těţištěm obchodu Applu je vývoj a výroba počítačů, u nichţ firma pracuje na vývoji softwaru i hardwaru. V pořadí třetí výtvor Apple Lisa byl revoluční osobní počítač, jehoţ návrh vznikl ve firmě Apple Computer v roce Celý projekt se přitom pomalu měnil v komplexní návrh velmi silného osobního počítače s revolučním grafický uţivatelský rozhraním.[3] 12

13 2.3. Systém Microsoft Windows 7 a 8 Dominantní firmou na trhu s počítačovým softwarem je firma Microsoft se svým většinovým zastoupením. Poslední dva nástroje: Windows 7 a Windows 8 pokračují v úspěšné řadě produktů této firmy a navazují na předchozí Windows Vista. Mezi základní nástroje vyuţívané v rámci organizace dat operačním systémem Windows patří: File Explorer (dříve nazývaný Windows Explorer) slouţící ke správě sloţek a dat na SkyDrive 2, stolních počítačích a počítačových sítích. Nástroj File Explorer pak má následující rozloţení pracovních ploch: Levý panel, Ribbon, Address bar, File list, Searching box a několik tlačítek a oken slouţící k řazení dat a zobrazování přehledových údajů. Levý panel slouţí jako základní vyhledávací okno, kde je moţné vidět data řazená pomocí jednorozměrného/rozkládacího zpracování stromové struktury. V tomto panelu jsou také zobrazeny veškeré periferie slouţící k ukládání a práci s daty. Ribbon je panel rychlých voleb pouţívaný firmou Microsoft. Nachází se defaultně v horní části pracovního okna a zabírá celou jeho šířku. Je customizovatelný a v základním rozvrţení nabízí funkce: uspořádat, otevřít, sdílet, tisk atd. [11] Address bar je umístěn nad Ribbonem a slouţí k zobrazení cesty k adresáři, s kterým se právě pracuje, a také umoţnuje pohyb na jednotlivých úrovních zanoření v datové struktuře. File list je hlavní místo v rámci nástroje Windows File Explorer, kde se zobrazuje obsah aktuálně otevřené sloţky. Tato pracovní plocha pak nabízí moţnost upravení zobrazovací metody pomocí tlačítka změnit zobrazení. Tím je umoţněno, uvnitř File listu dosáhnout následujících tipů zobrazení: největší ikony, velké ikony, střední ikony, malé ikony, seznam, podrobnosti, dlaţdice a varianta obsah. Všechny varianty ikonického zobrazení a zobrazení dlaţdice nám poskytují náhled na data pomocí dvojrozměrného pole prvků. Zobrazení pomocí seznamu, podrobností a obsahu pak vyuţívají jednorozměrného řazení dat do sloupce obohaceného o informace o souborech. Uvnitř File listu, jsou také zobrazeny výsledky hledání, uskutečněného pomocí vyhledávače Searching box. Ten se pak v základním provedení nachází v horní ovládací 2 SkyDrive je bezplatné online úloţiště poskytované firmou Microsoft. 13

14 liště vedle navigačního nástroje Address bar. Windows File Explorer je zobrazen na obrázku číslo 2. Otevírání dat je pak uskutečněno pomocí dvojkliku na data samotná. Soubor se obvykle otevře v aplikaci, která byla pouţita k vytvoření nebo jejich úpravě. Například bude textový soubor otevřen v aplikaci pro zpracování textu, pokud není zvolen implicitně jiný software. Otevírání souboru v jiné aplikaci neţ v té, v které je obvykle pouţíván, se provádí vybráním ze seznamu aplikací, ke kterému se dá přistoupit po kliknutí pravým tlačítkem na data samotná. Existuje celá škála alternativních programů slouţících k organizaci dat v operačních systémech Windows. Jedním z nich je například Total commander, dříve Windows commander, který byl by změněn z důvodu autorských práv firmy Microsoft na název Windows. Tento nástroj vyuţívá jednorozměrného seznamu a je obohacen jiţ od prvních verzí o některé funkce, oproti základnímu nástroji File Explorer. Například o nástroje slouţící ke komprimaci a dekomprimaci souborů. [11] Obrázek 2: Windows 7 file Explorer zdroj: vlastní screenshot 14

15 2.4. Operační systém Mac Z analýzy dat zveřejněné portálem Net Applications vyplývá, ţe druhým nejpouţívanějším operačním systémem na stolních a přenosných počítačích po produktech společnosti Microsoft je operační systém Mac firmy Apple. [20] Základním nástrojem slouţícím k organizaci dat u Mac OS je manager The Finder. Ten umoţňuje vizuální přístup prakticky ke všem datům, včetně aplikací, pevných disků, souborů, sloţek a disků DVD. The Finder umoţnuje organizování souborů a sloţek, s moţností uzpůsobení uţivateli, dále pak vyhledávání dat kdekoli na vašem počítači Mac a v neposlední řadě mazání dat, která nechcete. The Finder aplikace obsahuje postranní panel na levé straně. Poloţky v něm jsou rozděleny do kategorií: oblíbené snímky, sdílená zařízení, stejně jako v seznamu zdrojů v itunes. 3 Podkategorie tohoto postranního panelu zvaná Favorites obsahuje oblíbené odkazy na: plochu, dokumenty, filmy, hudbu, obrázky, AirDrop, a na sloţku aplikace. Další podkategorií pak je takzvaná Sdílená část, která obsahuje počítače a zařízení, které jsou připojeny k tomuto počítači pomocí sítě. Poslední částí se pak nazývá device a obsahuje připojené a přístupné svazky jako jsou pevný disk, USB flash paměť, síťový disk, DVD, a tak dále. Rozvrţení aplikace The Finder od firmy Apple tedy obsahuje postranní ovládací panel slouţící k prvotnímu určení pracovních dat a jejich umístění. Ta se dále podobně jako u systému Windows zobrazují v hlavním centrálně situovaném okně, jak je patrno na obrázku číslo 3. Nástroj pak obsahuje horní lištu s následujícími funkcemi: "akční nabídka" slouţící k rychlému přístup k funkcím The Finder, jako je například: získaní informací, přesun do koše a nabídka dalších sluţeb. poloţka "Uspořádání", která upravuje v kterémkoli zobrazení uspořádání dat. Stisknutím tlačítka uspořádání je zobrazena nabídka a výběrem jedné z moţností, jak seskupit poloţky. V pravé části horní lišty je pak funkce vyhledávácí pole, kde 3 itunes je aplikace určená pro nákup, organizaci a přehrávání multimediálních souborů. Program je také rozhraním pro správu mobilních zařízení ipod, iphone a ipad společnosti Apple. 15

16 po zadání celého nebo části vyhledávaného slova, prohledá Mac zařízení a zobrazí shodující se prvky. Pro zobrazení souboru je třeba kliknout na ikonu Finderu, a zvolit "All My Files" v postranní liště. Data v hlavním panelu mohou být uspořádána pomocí ikonických náhledů nebo pomocí seznamu řazeného do sloupce. Tím je docíleno zobrazení, které umoţňuje vizualizaci většího mnoţství obsahu v okně, neţ nabízí elementární zobrazení pomocí ikon. Seznam nabízí další informace o sloţce a datech, jako například: kdy byla poloţka změněna, jaká je velikost souboru a o jaký datový tip se jedná. [2] Obrázek 3: Mac OS File Manager zdroj: vlastní screenshot 2.5. Systémy pracující na bázi UNIXu U Operačních systémů na bázi Unix nelze říci, jaký nástroj je nejvíce vyuţíván. Kaţdá z distribucí vyuţívá jiné operační nástroje, proto je nutné nahlíţet na kaţdý z nich individuálně. Mezi hlavní grafická prostředí vyuţívající nástroje pro organizaci dat patří například KDE (K Desktop Environment). Jedná se o free software projekt, který si klade 16

17 za cíl, aby výkonný a stabilní systém zároveň mohl nabídnout příjemné uţivatelské prostředí. Cílem projektu KDE je propojení silných stránek z operačních systémů UNIX (např. Linux) s komfortem moderního uţivatelského rozhraní. Dalším z těchto nástrojů je GNOME, populární multiplatformní desktopové prostředí. GNOME se zaměřuje na snadnost pouţití, stabilitu, prvotřídní internacionalizaci a podporu zpřístupnění. Jedná se rovněţ o Free a Open Source software. GNOME poskytuje společné nástroje pro koncové uţivatele a přehledné počítačové prostředí, stejně jako flexibilní a výkonnou platformu pro vývojáře softwaru. [9] Oproti tomu projekt LXDE (Leightweight X11 Desktop Environment) je vytvořen za účelem přinést uţivateli rychlé a odlehčené uţivatelské prostředí. Není navrţen tak, aby byl komplexní a výkonný, ale tak, aby byl dostatečně praktický, malý a nenáročný na zdroj. Na rozdíl od většiny uţivatelských prostředí se nesnaţí o pevnou integraci kaţdého komponentu. Namísto toho se snaţí, aby kaţdý komponent byl nezávislý a mohl tak být uţit buď samostatně, nebo s co nejmenším počtem závislých. [1] Linuxové distribuce jsou aţ na výjimky zdarma, protoţe Linux patří mezi open source software, z toho plyne, ţe jsou k dispozici jeho zdrojové kódy, které lze za dodrţení jistých podmínek upravovat a vše dále šířit. [22] Tento princip umoţnil vznik desítek distribucí, které vyuţívají různá uţivatelská prostředí. Častým jevem pak je existence několika distribucí vycházejících ze stejných základů, které se liší především zvoleným nástrojem pro správu uţivatelského rozhraní. Distribuce Ubuntu, která vychází z distribuce Debian má také desítky verzí mezi které patří například: Kubuntu, Lubuntu nebo GNOME Ubuntu. Kubuntu je právě variací distribuce Ubuntu vyuţívající desktopové prostředí KDE, na rozdíl od Lubuntu, které vyuţívá projekt LXDE a GNOME Ubuntu vyuţívá prostředí GNOME. [35] 17

18 2.6. Rozhraní GNOME Uţivatelské rozhraní GNOME vyuţívá jako defaultní nástroj pro organizaci dat software Nautilus. Jedná se o open-source správce souborů a grafický shell, který usnadňuje správu souborů a zbytku systému. To umoţnuje nastavení počítače, konfiguraci systému, procházení sbírek fotografií, přístup k síťovým zdrojům, a mnoho dalších funkcí. To vše z jednoho integrovaného rozhraní. V podstatě lze říci, ţe Nautilus ovládá základní, unixový, textový shell a tím umoţnuje veškerou organizační práci. Rozvrţení pracovní plochy v tomto nástroji je pak velice podobné v základním stavu rozvrţení a metodám vyuţívaných u systémů Windows, viz obrázek 4. V horní časti je umístěno vyhledávací a adresní okénko. V levé části obrazovky se pak nachází adresářová struktura, pro jejíţ procházení je opět vyuţito prohledávání pomocí stromové struktury. Hlavní panel pak slouţí k zobrazení dat a sloţek. Mezi další funkce patří například: práce se záloţkami, emblémy, poznámky, addony na bázi skriptů a nabízí rovněţ volbu mezi zobrazením pomocí ikon a zobrazením seznamu. Udrţuje historii navštívených sloţek, podobně jako mnoho internetových prohlíţečů, které umoţňují snadný přístup k dříve navštíveným sloţkám a webovým stránkám. Podporuje náhledy souborů pomocí jejich ikon, ať uţ jde o textové soubory, obrázky, zvuk nebo video soubory přes thumbnailers 4, jako je například nástroj Totem. Podporuje rovněţ prohlíţení lokálních souborových systémů, stejně jako FTP serverů. Je zde rovněţ integrována volitelná podpora vyhledávacího nástroje Beagle. Nautilus sleduje změny lokálních souborů v reálném čase, coţ eliminuje potřebu aktualizovat zobrazení ručně. [19] 4 Utilita slouţící k vytváření miniaturních náhledů (například na fotografie). 18

19 Obrázek 4: Gnome, Nautilus zdroj: gnome_httpen.wikipedia.orgwikignome_files 2.7. Rozhraní KDE Dolphin je správce souborů se zaměřením na pouţitelnost. Nabízí základní funkce: procházet, vyhledávat, otevřít, kopírovat a přesouvat soubory. Dolphin je výchozím správcem souborů pro verzi KDE (KDE 4) a můţe být volitelně nainstalován na verzi KDE 3. Dolphin není určen jako přímý konkurent nástroji Konqueror, který byl pouţíván u předchozích výchozí KDE. Konqueror působí jako univerzální prohlíţeč, je schopen zobrazovat stránky HTML, textové dokumenty, adresáře a mnohem více, zatímco Dolphin je zacílen jako vysoce optimalizovaný souborový manaţer. [6] Dolphin nabízí následující funkce: Sidebar - postranní customizovatelný informační panel. Podporuje dokovatelné panely pro správu informací, sloţek a terminálu. 19

20 Breadcrumb - navigační lišta pro adresy URL, která umoţňuje uţivatelům procházet rychle přes hierarchii souborů. Dále pak nabízí tři reţimy pohledů (ikony, seznam a sloupce) s vlastností zapamatování individuálního nastavení pro kaţdou sloţku. Dělené zobrazení je pak určeno pro kopírování a snadné přesunutí souborů, jak je patrno z obrázku číslo 5. Mezi standardní patři také funkce Vpřed a Zpět. Rovněţ nabízí moţnost náhledů na data s popisem. Podporuje protokoly a různá rozšíření jako jsou: SMB / CIFS, WebDAV 5, NFS, FTP a SSH. Pracovní plocha má následující uspořádání: V horní liště se nacházejí standardně umísťované nástroje pro pohyb zpět a vpřed. Dále jsou zde tlačítka, která umoţňují změnu vizualizace mezi ikonickým, pomocí seznamu a pomocí řazení dat do sloupců. Posledním z funkčních tlačítek v horní liště pak je přepínání mezi módem s jednou a dvěma pracovními plochami. Pokud je aktivní pouze jedna plocha, po levé straně se nachází panel se záloţkami a rychlými odkazy. V pravé části je umístěna hlavní pracovní plocha. Pokud jsou aktivní dvě pracovní plochy, levý panel je skryt a pracovní plocha je svisle rozdělena na dvě části, přičemţ kaţdá z polovin nabízí individuální zobrazovací metodu. [26] 5 SMB (Server Message Block) známý také jako Common Internet File System (CIFS), WebDAV (Web-based Distributed Authoring and Versioning) je mnoţina rozšíření HTTP protokolu, který poskytuje moţnost kooperace a vzdálené správy souborů uloţených na webovém serveru. 20

21 Obrázek 5: Doplhin zdroj: Rozhraní LXDE Základním nástrojem pro správu dat v rozhraní LXDE je PCMan File Manager, správce souborů rozhraní vyuţívajícím tabulky. Screenshot tohoto nástroje je na obrázku číslo 6. Tato aplikace byla navrţena, aby byla rychlá a jednoduchá, nenabízí nijak sloţité pracovní funkce, na rozdíl od aplikací, které mohou slouţit jako náročnější alternativa. Jedná se například o nástroje Nautilus, Konqueror a Thunar. PCMan je extrémně rychlý a jednoduchý, můţe být spuštěn během jedné sekundy na standardním stroji. Nabízí moţnost prohlíţení záloţek podobně jako nástroj Firefox (Windows). Důsledkem rychlého a jednoduchého pojetí je moţnost vkládání velkých adresářů v přiměřené časové lhůtě. [25] 21

22 Jedním ze sloţitějších nástrojů vyuţívaných místo PCMan File Manager je aplikace Thunar. Tento nástroj umoţnuje stejné základní funkce jako je například: vytváření sloţek a dokumentů, jejich náhled a správa. Thunar implementuje různé standardy FreeDesktop.org a pomáhá je zavést do dnešního světa UNIX / Linux. Pouţití Thunar Extensions Framework je moţné snadno docílit rozšíření základních funkcí a integrace sloţitějších úkolů do správce souborů. Mezi pokročilé funkce patří: "Advanced Properties plugin" zobrazující další dvě stránky s vlastnostmi souboru včetně metainformací a jednoduchého editoru pro práci s daty. Archiv Plugin, nástroj pro extrakci archivovaných souborů. Media Tags Plugin, který poskytuje audio značky zaloţené na bázi aplikace Renamer 6. Bulk Renamer umoţňuje uţivatelům snadno přejmenovat více souborů najednou pomocí kritérií, která lze zadat pomocí dostupných Renamer pluginů. Další sluţbou je Tumbler, který umoţňuje ovládání vzdálených náhledů v nástroji Thunar. Grafické zobrazení se skládá podobně jako u předchozích nástrojů z horní lišty, obsahující základní funkce, vyhledávací okno a adresní lištu. Dále pak pravého panelu, který je rozdělen na správu zařízení a ve spodní části na správu dat, pomocí jednorozměrného seznamu. Hlavní pracovní plocha se nachází vpravo od bočního panelu. [34] 6 ReNamer je malý, ale výkonný a flexibilní nástroj k hromadnému přejmenování velkého počtu souborů. Umoţňuje kombinovat více akcí jako sadu pravidel v logické sekvenci 22

23 Obrázek 6: PCMan zdroj: 23

24 3. Organizace dat mobilních systémů Podobně jako tomu je u počítačových operačních systémů i trh s mobilními systémy je rozdělen mezi hlavní tři. Dominuje systém Android, který je zaloţen na bázi Linuxu, zabíral v lednu 2014 okolo 1,93% celého trhu, nejen mezi mobilními systémy. Jako druhý nejuţívanější systém vyšel podle portálu w3schools ios od firmy Apple s 1,23% trhu. [23] Dalším z operačních systémů pro mobilní zařízení snaţícím se expandovat na trh jsou telefony s operačním systémem Windows Phone. Jedná se o následovníka ne příliš úspěšného operačního systému Windows Mobile od firmy Microsoft. Posledním zmíněným mobilním operačním systémem je BlackBerry OS vyvinutý pro zařízení firmy RIM Správa souborů pro Android Nelze jednoduše říci, jakým způsobem probíhá organizace dat u mobilních zařízení vyuţívajících operační systém Android. Většina výrobců mobilních telefonů si systém Android drobně přizpůsobuje, ať uţ se jedná o moţnosti customizace nebo například volbu defaultních nástrojů. Jedním ze základních nástrojů pro správu dat v operačním systému Android je Správce souborů. Jedná se o jednoduchou aplikaci, která v nejnovějších verzích systému nabízí rozdělení dat podle datového typu: hudba, obrázek, video, dokument, Dropbox a všechny soubory. Pokud je zvolen jednotlivý typ, file manager se otevře, avšak nabízí pouze data příslušného typu. Při zvolení moţnosti všechny všechny soubory dojde ke spuštění správce obsahujícího veškerá data v mobilním zařízení. Rozvrţení pracovní plochy je pak následující: V horní části obrazovky se nachází lišta, která umoţnuje návrat na první obrazovku s výběrem datového typu. Dále pak moţnost převedení pracovní obrazovky do okna, čímţ je umoţněna práce s více aplikacemi najednou a poslední funkcí v této liště je funkce umístěná pod ikonu lupy, kde se nachází fulltextový vyhledávač. Přímo pod touto lištou se pak nachází další tentokrát informační 7 RIM zkratka názevu firmy vyrábějící zařízení BlackBerry v plném znění: Research in Motion. 24

25 lišta, která ukazuje strukturu zanoření a umoţnuje nám pohyb o řád výš. Hlavní část pracovní plochy je pak určena pro zobrazení dat pomocí jednorozměrného seznamu. Ve spodní části obrazovky se nachází lišta obsahující základní funkce, jako je například: vytvoření nové sloţky, kopírování, označení nebo koš. Další funkce jsou pak skryté pod tlačítkem nastaveni, kde se nachází řazeni podle poţadovaného mustru, zobrazení pomocí seznamu nebo mříţky, sdílení dat, odesílání nebo například práce s archivačním nástrojem Zip. Dalším rozšířeným nástrojem pro správu dokumentů v operačním systému Android je například aplikace Astro, organizační nástroj firmy Metago. Umoţnuje organizaci, prohlíţení a načítání všech obrázků, hudby, videí a dokumentů. Zároveň obsahuje vestavěné zálohování a správce úloh s moţností ukončit aplikace. Tento nástroj umoţnuje správu všech souborů bez ohledu na místo jejich uloţení. Nové verze podporují také cloudové 8 řešení. [4] Astro, podobně jako správce souborů pro Android, vyuţívá jednorozměrného seznamu v hlavním pracovním okně. Základní funkce jsou pak situovány do horní lišty, kde najdeme například funkci domů, vytvoření nové sloţky, návrat o jednu úroveň zanoření nebo fulltextové vyhledávání, které je patrné na ilustračním obrázku číslo 7. Nová verze tohoto správce přinesla následující funkce: Zcela přepracované uţivatelské rozhraní ve stylu Holo 9 UI, obsahující výsuvné panely s menu, úloţišti, nastavením a dalšími zkratkami. Dále nabízí rychlé procházení naposledy pouţitých nebo přidaných souborů, vyhledávání podle typu souboru a moţnost uloţit si vyhledávání pro pozdější pouţití, zároveň obsahuje podporu Dropboxu a Disku Google. Výhodou je vyšší rychlost a jednodušší pouţívání. [15] 8 9 Cloud je poskytování sluţeb či programů uloţených na serverech na Internetu s tím, ţe uţivatelé k nim mohou přistupovat například pomocí webového prohlíţeče nebo klienta dané aplikace a pouţívat je prakticky odkudkoliv. Holo, označuje tip designu pouţívaný firmou Google na zařízeních s OS Android od verze 3.0 Honeycomb. 25

26 Obrázek 7: Android Správce souborů zdroj: vlastní screenshot 3.2 Windows Phone Firma Microsoft se rozhodla jít vlastní cestou, co se týče organizace dat. Zařízení s operačním systémem Windows Phone nepodporují správce souborů ve stejném slova smyslu jako předchozí systémy. Tento operační systém rozřazuje data podle typu okamţitě při nahrání do zařízení. Uţivatel tudíţ nevidí fyzické umístění dat. Ta mu jsou zprostředkována několika alternativními metodami. Hned zprvu je zapotřebí ozřejmit, ţe data nejsou přístupná jako samostatná entita, ale je nutná instalace aplikace slouţící k jejich spuštění. Tyto aplikace se pak mohou dát do rychlé volby, takzvaných dlaţdic, na hlavní obrazovce nebo například do správce aplikací, který zde zastupuje správce dat. 26

27 K samotnému nalezení nebo spuštění například textového dokumentu, je pak zapotřebí aplikace, která umí textový datový typ čist. Uţivatel samotný tedy nemá moţnost do umístění nebo samotné správy dat nikterak zasahovat, můţe tak učinit pouze v rámci jednotlivých aplikací, které přehrávají určitá data. V poslední době se objevily na Windows Phone Store aplikace, nesoucí v názvu File manager, nenabízejí však úplnou moţnost správy dat. Mohou nahlíţet jen do souborů, kde jsou uloţena data typů, která umí přehrávat. Jedná se tedy o integraci několika aplikaci obohacenou o prohlíţeč. Zástupci těchto aplikací jsou například: File manager nebo Pocket File Manager, který je vyobrazen na obrázku 8. [39] Obrázek 8: Pocket File Manager zdroj: 27

28 3.3. ios Společnost Apple se s novým operačním systémem ios7 rozhodla vydat cestou jednoduchosti a efektivity. Napříč celým systémem se uplatňuje nová struktura, která do celkové zkušenosti vnáší jasno. Rozhraní je záměrně nenápadné. Výrazné zdobení je odstraněno, stejně jako zbytečné pruhy a tlačítka. Pozornost byla soustředěna převáţně na obsah. [17] IOS funguje na podobném principu jako Windows Phone. Data jsou zpřístupněna pomocí aplikací, které jsou součástí operačního systému, nebo je moţné jejich dodatečné staţení. Jako jednou z volitelných cest se zdá být aplikace Files app, která je zachycena na obrázku číslo 9. Hned na úvodní obrazovce je návod jak do zařízení přenést dokumenty, fotografie, videa, tabulky a to vše ze široké škály různých zdrojů. Dále je moţno připojit Dropbox, Google Drive, a účty Box, stejně jako získat přístup k vašim souborům uloţeným v cloudu. Kliknutím na libovolný soubor, který se nachází v některém z těchto míst, okamţitě začne stahování do souboru "bin". Pokud uţivatel nechce pouţít sluţbu cloud, můţe pracovat s lokálními soubory. Lokální soubory se načtou z knihovny fotografií, nebo z téměř jakékoliv aplikace. Pouhým stisknutím a podrţením na většině souborů se objeví menu nabízející moţnost otevírat a ukládat soubory v App. Samotné prostředí je řešeno ve stylu ios. Horní lišta obsahuje tlačítko pro přidávání souborů do správce, v pravé časti této lišty je pak umístěno tlačítko edit, umoţňující úpravu dokumentů. Pracovní plocha nabízí ikonické náhledy na importovaná data. V rámci aplikace tak vzniká nová dvojrozměrná struktura dat. [2] 28

29 Obrázek 9: Files App zdroj: 29

30 3.4. BlackBerry OS U operačních systémů BlackBerry OS se jedná o proprietární mobilní platformu. Ta byla vyvinuta společností RIM, a to výhradně pro své smartphony BlackBerry a jiná mobilní zařízení. RIM pouţívá tento operační systém pro podporu specializovaných funkcí, zejména trackballu a trackpadu 10, které jsou opatřeny ochrannou známkou a dalších funkcí dotykového displeje. [37] Tento operační systém obsahuje nástroj pro správu dat umoţňující jak přístup k datům na interním uloţišti tak na paměťové kartě. Data jsou poté zobrazena pomocí seznamu. Ze speciálních funkcí nabízí například fulltextový vyhledávač nebo vyhledávání zadávané přes mikrofon hlasem. Cesta v datové hierarchii je zobrazena v panelu v horní časti displeje, jak je patrno na obrázku číslo 10. Vyhledávač se pak nachází přímo pod touto informační částí. Systém nabízí další funkce například: moţnost komprimování dat do formátu zip, hromadné výběry dat nebo zobrazení pomocí gridu (mříţky). Operační systém BlackBerry dále obsahuje všechny obvyklé funkce data managementu. 10 Trackball a Trackpad jsou hardwarová tlačítka slouţící k navigaci po pracovní ploše. 30

31 Obrázek 10: Blackbarry f.m. zdroj: 4. Metody organizace Z předchozího mapování vyplývá, ţe spektrum metod vyuţívané k organizaci není nikterak široké. Jedná se o několik metod vyuţívaných u všech zkoumaných operačních systémů. Konkrétně jde o zobrazení pomocí jednorozměrných seznamů, dvourozměrných seznamů a mechanismů vyuţívajících stromovou strukturu. Jednorozměrné seznamy (one-dimensional [linear] array). Kaţdý řádek tohoto seznamu reprezentuje jednu sloţku nebo soubor. Seznam můţe v řádku zároveň zobrazovat některá elementární Metadata, jako například velikost nebo datum změny. Data zde mohou být řazena podle některých základních vlastností (název, datum, apod.). [5] Dvourozměrné seznamy, nám nabízejí dvourozměrnou šachovnici, kde kaţdý prvek má z vývojářského hlediska dvě souřadnice. Tato metoda se pouţívá u ikonických náhledů. Stromová struktura, jedná se o aplikování algoritmu na zobrazování v grafickém uţivatelském prostředí. [14] Jde o metodu, kde kaţdý prvek můţe obsahovat podmoţinu prvků (dat). Vizualizace je pak aplikována pomocí rozklikávacích sloţek, kde je znázorněna 31

32 vazba na rodičovský adresář a potomky. Tato metoda nabízí jednoduchý pohyb v organizační struktuře. Metody organizace dat se tedy jeví dlouhodobě neměnné a nenabízejí ţádné zásadní odlišnosti napříč zařízeními a operačními systémy. 32

33 5. Základy kognitivní psychologie (funkce paměti) Následující část se opírá o poznatky z kognitivní psychologie. Ta se zabývá otázkou, jak lidé vnímají informace, učí se jim, pamatují si je a přemýšlejí o nich. Kognitivní psychologie zkoumá, jak lidé vnímají různé tvary, proč si některé informace pamatují a jiné ne, jak se učí jazyk, jak přemýšlejí nebo řeší kaţdodenní problémy. Samotným vněmem se zabývá percepce (vnímání). Dále je zde mnoţina procesů, jejichţ prostřednictvím proţitky (jejichţ zdrojem jsou podměty z prostředí) poznáváme, organizujeme je a dodáváme jim smysl. Do rámce percepce spadá řada psychologických jevů. V rámci této práce je pozornost zacílena na zrakovou percepci. Ta je nejlépe prozkoumanou a nejrozšířeněji studovanou percepční modalitou. Percepce proběhne, jakmile objekty prostředí ovlivňují strukturu informačního media, která nakonec stimuluje smyslové receptory, coţ vede k niterné identifikaci objektů.[33] Tato identifikace probíhá pomocí smyslových orgánů: zrak, sluch, čich, chuť. Zraková percepce vyuţívá vnímání prostorové hloubky. V pohybu prostředím se trvale díváme kolem sebe a přitom se zrakově orientujeme v trojrozměrném prostředí. Díváme-li se do dálky, sledujeme třetí prostorový rozměr, a to hloubku (vzdálenost od povrchu, referenční souřadnici pro pojem prostorové hloubky pak je povrch vlastního těla). Při jakémkoli pohybu těla, např. saháme-li po předmětu nebo jím manipulujeme, měníme svou polohu v trojrozměrném světě a musíme uţít informace o prostorové hloubce. Uţitím prostorové informace často přesahujeme oblast, kam jsme s to dosáhnout. V průběhu řízení uţíváme prostorovou hloubku například při vyhodnocování vzdálenosti protijedoucího automobilu. Nabízí se otázka, Jakým způsobem zvládáme percepci trojrozměrného světa, jsou-li proximální podněty na naší sítnici jen dvourozměrným zobrazením toho, co vidíme. Obecně řečeno jsou zrakové prostorové podněty buď monokulární, nebo binokulární. [33] Podle jiného označení se tato problematika vyskytuje pod označením monokulárních a binokulárních nápověd. [8] Jeden ze způsobů určení hloubky je vyuţitím monokulárních hloubkových podnětů reprezentovaných dvourozměrně, pozorovaných pouze jedním 33

34 okem. Mezi monokulární vodítka patří: gradienty povrchové struktury, relativní velikost, interpozice, lineární perspektiva, vzdušná perspektiva, umístění v rovině obrazu a pohybová paralaxa. [33] Dále pak textura, která nám nabízí o prostorovém uspořádání informaci nazývanou gradienty textury. Dalším vodítkem je stínování. Výskyt stínů je jednoznačným důkazem trojrozměrnosti objektu, neboť dvourozměrné objekty stíny nevrhají. Určitou informaci o trojrozměrnosti objektu nese i rozmazání. Mather (1997) tvrdí, ţe pokud je část obrazu na sítnici ostrá a část rozmazaná potom jsou rozdílné části vnímané v jiné hloubce. [8] Podstata binokulárních podnětů určujících hloubku je pak dána dostatečnou vzdáleností našich očí. Oči z toho důvodu předávají do mozku dva druhy informace: binokulární disparitu a binokulární konvergenci. Na podněty informující o prostorové hloubce prostřednictvím binokulární disparity spoléháme soustavně: jakmile se k pozorovateli blíţí předmět, vysílají pozorovatelovi oči do jeho mozku obrazy, jejichţ rozdíl (disparita) roste úměrně k přibliţování. Mozek interpretuje míru disparity předmětu jako indikátor jeho vzdálenosti od pozorovatele. Velký rozdíl je zde kladen také na obraz pozorovaný levým a pravým okem. U binokulární konvergence se jedná o stav, zda se očí stáčejí ke špičce nosu nebo kaţdé ke své straně. [33] Oči se tudíţ při pozorování blízkého předmětu stáčejí více neţ při pozorování předmětu vzdálenějšího. Důleţitou roli hraje akomodace, kde při sledování bliţších předmětů je čočka oka vyklenuta a při sledování vzdálenějších je naopak zploštělá. [8] Samotný přenos a zpracování obrazu je pak uskutečněn následovně: senzorické receptory nejprve vyšlou informaci do zrakových oblastí mozku, které mapují dvourozměrný prvotní přehled (2D primal sketch) toho co bylo pozorováno. Tento přehled shrnuje senzorická data týkající se proměny světelného toku, mapuje okraje, kontury a oblasti podobnosti čistě na základě pozorovatelových počitků plynoucích z daného úhlu pohledu. V dalším kroku mozek promění prvotní přehled do toho, čemu Marr říká dvouapůlrozměrný přehled (2,5D sketch), jenţ zmnoţuje informace předchozího náčrtu tím, ţe přidá pozorovatelův pohled na orientaci povrchu, informace o prostorové hloubce, o stínování i povrchových gradientech povrchového uspořádání, o pohybu a binokulárních podnětech. Třetí krok pak probíhá tak, ţe mozek dále propracuje dvouapůlrozměrný přehled a vytvoří trojrozměrný model, jenţ plně reprezentuje tvary předmětu i prostorové vztahy mezi vnímanými předměty ve třech rozměrech. Tento trojrozměrný model zahrnuje pozorovatelův prostorový vztah k předmětům, nicméně na pozorovatelově úhlu pohledu závislý není. Příkladem toho můţe 34

35 být to, ţe pokud se díváme na stůl, který má čtvrtou nohu v zákrytu, na základě utvořeného modelu víme o její přítomnosti. [33] Navrhovaná metoda organizace dat pomocí trojrozměrného prostředí vychází z myšlenky zapojení visuální paměti. Centrum visuální paměti je umístěno v podkorové mozkové struktuře zvané hipokampus. [32] Z evolučního pohledu je výše zmíněná mozková struktura jako je hipokampus nebo kůra relativně vývojově mladá a jedná se o struktury v rámci deklarativní paměti (explicitní), kterou lze chápat jako nový jev. [33] Zde jsou uloţeny informace o vnímaných objektech a jejich poloze. Hipokampus a některé související struktury, s nimiţ je ve vztahu, jsou patrně významné pro explicitní paměť zkušeností a dalších deklarativních informací. Další paměťové struktury mohou být zároveň odpovědné za nedeklarativní podoby paměti (implicitní). Například bazální ganglia jsou pravděpodobně primárními strukturami kontrolujícími procedurální paměť 11. Mozeček pak zřejmě vykonává klíčovou roli v paměti pro klasickou podmíněnou odpověď. Z toho vyplývá, ţe různé druhy nedeklarativní paměti jsou zřejmě závislé na vzájemně odlišných strukturách mozku. Mezi druhy nedeklarativní paměti patří například: procedurální paměť, priming 12, klasické pavlovovské podmiňování, habituace a percepční efekty. [33] Paměť se tradičně dělí na senzorickou, krátkodobou a dlouhodobou. Senzorická paměť Vědci si jí představují jako počáteční uloţiště většiny informací, které nakonec vstupují do krátkodobé a dlouhodobé paměti. Většina z nás není schopna introspektivně zkoumat vlastní senzorickou paměť. [33] Senzorická paměť, která je také nazývána jako senzorické paměťové sklady. Z nichţ kaţdý obsahuje informaci jen o jedné senzorické modalitě a tuto poloţku uchovává po velice krátkou dobu. [8] Krátkodobá paměť Procedurální paměť - obsahuje dovednosti, postupy a návyky. Priming- druh paměti na nevědomé úrovní, který však jedince ovlivňuje a orientuje. 35

36 Tato paměť uchovává informace po dobu sekund příleţitostně pak i v řádech minut. Podle Atkinsonova-Shiffrinova modelu uchovává krátkodobá paměť nejen několik poloţek, ale i některé kontrolní procesy regulující obousměrný informační tok do dlouhodobé paměti, která údaje uchovává delší dobu. George Miller (1956) napsal ve své práci hodnotu kapacity krátkodobé paměti 7±2 prvky. Přičemţ jako prvek se chápe jak například znak tak i slovo. Na kapacitu krátkodobé paměti působí různé vlivy. Například počet slabik nebo počet poloţek, které si umíme vybavit. [33] Jedná se tedy o paměť s velmi limitovanou kapacitou. Jedná se však o místo, kde je zpočátku uloţena kaţdá specifická modalita. [8] Dlouhodobá paměť V průběhu běţné činnosti uţíváme krátkodobou paměť trvale, mluvíme-li však o paměti, máme na mysli paměť dlouhodobou. V té se uchovávají informace po dlouhá časová období. Zde jsou informace potřebné k tomu, abychom se vyrovnali s kaţdodenním ţivotem a problémy, které si musíme zapamatovat, jako jsou například: lidská jména, místa plánování činností a podobně. Otázku kapacity dlouhodobé paměti se zatím nepodařilo zjistit. Podobně je na tom otázka, jak dlouho informace v dlouhodobé paměti přetrvají. Atkinson a Shriffrin rozlišovali mezi strukturami, které nazývali doslovně sklady. V současné době kognitivní psychologie běţně tyto sklady nazývá senzorická paměť, krátkodobá paměť a dlouhodobá paměť. Atkinson a Shriffrin netvrdili, ţe uvedené tři sklady jsou rozličné fyziologické struktury, povazovali je spíše za hypotetické pojmy konstrukce, pojmy, které sice nejsou přímo měřitelné ani pozorovatelné, nicméně slouţí jako modely pro pochopení činností psychologického jevu, jako je paměť. Podle uloţení stop v paměti je dále moţné rozdělení na reprezentaci sémantickou, epizodickou, ikonickou, lexikální a konceptuální. [30] Epizodické paměť slouţí k uchování osobních proţitků, zatímco sémantická paměť uchovává obecné znalosti světa. Není však zcela jasné jestli se jedná o dva odlišné systémy, byť se zdá, ţe fungují odlišným 36

37 způsobem. Epizodická paměť tudíţ můţe být jen specifickou podobou sémantické paměti podle Tulvinga 13. Existují různé paměťové techniky, které se opírají o organizaci informace do smysluplných bloků, například uspořádání do kategorií, interaktivní představy, řetězce pomocných slov, zkratková slova neboli akronyma, akrostich coţ je technika vyuţívající počátečních písmen slov do verše, systém napovídajících slov a metoda míst. U poslední z metod se vyuţívá asociace předmětu s frekventovaně pouţívaným místem jeho výskytu. [33] Děje se tak pomocí vizualizace prostředí s dominantami, jeţ dobře známe, a následovné dojde ke spojení s poloţkami, které si máme zapamatovat. [8] Metoda vyuţívající trojrozměrné zobrazení pak pracuje s pamětí ikonickou. Ikonická paměť je vymezený zrakový registr, pojmenování plyne z představy některých autorů majících za to, ţe se informace ukládají v podobě ikon (zrakových představ), které něco reprezentují. Vizualizace dat pomocí ikon vyuţívaná v informačních technologiích je ověřenou metodou a souvisí s funkcí ikonické paměti. [33] Je třeba zdůraznit, ţe lidská paměť funguje na jiných principech neţ paměť počítače (adresní paměť), hlavním faktorem je zejména kontext: osvojená fakta jsou při opětovném poznávání zařazena do určitého kontextu. Rovněţ tak vybavování je závislé na specificky lidském kontextu. [30] 13 Endel Tulving (* 26. květen 1927) je estonsko-kanadský psycholog. Zaobíral se především pamětí. 37

38 6. Metoda využívající 3D zobrazení V rámci bakalářské práce, kde byl uskutečněn kvaziexperiment alternativní metody organizace dat pomocí trojrozměrného zobrazení v porovnání se standartním nástrojem, byl zjištěn statisticky významný rozdíl v časové náročnosti na vyhledávání. Jako komparativní nástroj byl pouţit File Explorer operačního systému Windows. Testovací aplikace metoda pracuje s ikonickou pamětí a snaţí se vytvořit asociace mezi předměty reprezentujícími data a trojrozměrným prostředím. Na základě výzkumu George Robertsona a jeho práce Data Mountain bylo za ideálně členité prostředí pro vytváření asociací zvolen pohled na horskou krajinu. [29] O tento poznatek se tudíţ tato práce opírá a dále s ním pracuje. Prostředí hory musí být dostatečně členité a mělo by nabízet celou škálu unikátních zákoutí, ke kterým se v paměti data sváţí. Jedná se o různé vrcholky, rozmanité textury, rozcestníky, města a podobně. Jednou z významných výhod pak byla míra customizace. Vytváření asociací a následovná organizace dat probíhá efektivněji při moţnosti upravovat si prostředí, byť jen o detaily na míru. Testovací aplikace nabízela rozšíření základního terénu o několik modelů jako například: dům, kostel, rozcestník a strom. Aplikace napsaná pro kvantitativní testování v rámci diplomové práce pak je rozšířena o další modely a nabízí i drobnou moţnost úpravy terénu pomocí modelu kopce. Zároveň v rámci zvýšení časové efektivity a pracovní pohodlnosti je ovládání aplikace z kombinace klávesnice a myši přesunuto převáţně na myš. Přidávání objektů a modelů, jejich odebírání a samotná organizace je realizována pomocí myši. Model terénu zaznamenal také velkých změn, jak z pohledu modelování a nabídky ještě strukturovanějšího prostředí, tak z pohledu textur, které usnadňují zapamatování. Byly pouţity textury: písku, sněhu, trávy, skály a zeminy čímţ bylo docíleno dostatečného členění povrchu. Dalším novým prvkem je otexturování modelů, které reprezentují sloţky. Tím bylo docíleno na první pohled vyšší jednoznačnosti. Textury na modely jsou generovány za pomocí jejich názvu, zatímco programy vyuţívají jejich vlastních ikon. 38

39 6.1. Cílová skupina Jiţ z předchozího testování metody vyuţívající trojrozměrné zobrazení je zřejmé, ţe aplikace nebude vhodná pro práci s velkým mnoţstvím dat. To je patrné jiţ z faktu, kterým je vyuţívání ikonické paměti a tedy vazeb na prostředí. Kapacita této paměti a schopnost uchování asociace je čistě individuální, někomu bude vyhovovat vice neţ jiným. Neočekává se proto, ţe by tato metoda mohla nějak změnit práci s velkým mnoţstvím dat ve firmách či zaměstnáních. Paměťová náročnost by byla příliš vysoká a hora by se stala zřejmě nepřehlednou. Při testování sta prvků se toto mnoţství jevilo jako nikterak náročné na zapamatování. Jako cílová skupina, která by mohla vyuţívat tuto metodu organizace dat, se jeví například: děti, starší lidé, kteří nemají zkušenosti s novými technologiemi, ale současně by tento nástroj mohl slouţit i k běţnému domácímu uţití. U dětí, stejně jako u seniorů, můţe být tato aplikace efektivní kvůli intuitivnímu vyhledávání bez znalosti adresářových struktur. Vzhledem k předchozí absenci uţívání stávajících metod se v 3D prostředí velice rychle zorientují. Aplikace jako nástroj pro organizaci dat na domácím PC: Na počítačích, které nejsou určené k práci, ale slouţí jako multimediální centrum umoţňující například: poslech hudby, prohlíţení fotografii a internetu. Tato aplikace by mohla běţet na pozadí operačního systému, a tím by nabídla rychlé a efektivní rozcestí jednoduše přístupné všem členům domácnosti. 39

40 7. Návrh testovací aplikace Jako nástroj slouţící k vývoji nové testovací aplikace byl vybrán software Unity. Jedná se o systém slouţící k vytváření her a aplikací, obsahuje výkonný renderovací engine 14 plně integrovaný s kompletní sadou intuitivních nástrojů a v kombinaci s rychlými pracovními postupy umoţnuje vytváření interaktivního 2D a 3D obsahu. Dále Unity nabízí snadné multiplatformní publikování a přistupování k enginu pomocí několika druhů skriptů. Tento nástroj byl zvolen oproti nástroji XNA studio, ve kterém byla vyvinuta testovací aplikace v rámci bakalářské práce, z důvodu nejisté budoucnosti ze strany podpory Microsoftu u systému Windows 8. Dalším aspektem výběru pak bezesporu byly pracovní nástroje softwaru Unity. Ten byl vyuţíván v omezené free verzi, ale i tak nabídl mnohem více funkcí a efektivnější tvorbu neţ nástroj XNA. Hned z počátku bylo zapotřebí vyhodnotit klady a zápory zjištěné u testovací aplikace vyuţité v předchozím kvaziexperimentu. Zde bylo zjištěno, ţe hora by měla být co nejvíce členitá, dále k zvýšení přehlednosti je zapotřebí navýšení počtu modelů slouţících k dodatečné kastomizaci prostředí a v neposlední řadě efektivnější metoda ovládání. Jako výchozí model prostředí byl opět na základě výzkumu George Robertsona pouţit model hory, který se jeví jako ideálně členitý. Toto prostředí bylo vymodelováno přímo v softwarovém nástroji Unity za pomoci předdefinovaných nástrojů. Jedná se o následující funkce: Raise/Lower Terrain Zde se umístěny nástroje zvané brush, slouţící k modelování terénu. Je zde dvacet rozdílných typů. U kaţdého z nich lze nastavit průhlednost a velikost nástroje brush. Dále je zde připojena komponenta slouţící pro detekci terénu. 14 Renderovací engine jedná se o vykreslovací jádro programu, slouţí k tvorbě reálného obrazu na základě počítačového modelu, nejčastěji 3D. 40

41 Paint height Funkce Paint heigh vyuţívá stejně jako Raise/Lower Terrain dvaceti nástrojů brush. Je zde však rozšíření o nastavení pevné výšky. Smooth height Pomocí brushe slouţí k vyhlazování nerovností terénu. Lze zde rovněţ nastavit velikost nástroje a průhlednost. Paint texture Funkce pracující s nanášením textur na model. Načítají se zde textury z externích galerií do jedné interní, slouţící k aplikaci. Place trees Pomocí této funkce lze vkládat elementární modely flory. Je zde moţnost práce s implementovanými modely nebo moţnost nahrání vlastních. Nastavit zde lze velikost nástroje brush, hustotu vloţených modelů, barevné varianty, výšku modelů, variaci modelů, šířku modelů, a šířkovou variaci, čímţ je docíleno různorodosti. Paint details Funguje na podobném principu jako Place trees s tím rozdílem, ţe slouţí ke generování a nanášení drobných modelů, jako jsou například tráva nebo květiny. Terrain setting Komplexní sada funkcí umoţňujících veškeré nastavené terénu, jsou zde například: vrhání stínů, nastavení povolené chybovosti pixelů, vloţení materiálu a fyziky s tím související, dále ovládání rozlišení a všeobecné nastavení správy nanesených modelů. Poslední z funkcí je moţnost importování generovaného povrchu takzvané Heightmap. Jedná se o rastrový obrázek slouţící k uchování výškových nerovností pomocí barevného odlišení. Tyto obrázky jsou ukládány ve formátu row. 41

42 Model obsahuje pohoří stávající se ze dvou vysokých vrcholků a jednoho menšího. Dále byl model opatřen texturami prostředí, které zvyšují rozmanitost povrchů v rámci prostředí a vytvářejí unikátní scénická zákoutí. Tyto textury byly vytvořeny pomocí nástroje Photofiltre studio nebo převzaty ze základní volně šiřitelné nabídky textur přímo ve vývojářském prostředí. Modely, které umoţnují dodatečnou úpravu prostředí a nabízejí moţnost individuálního přizpůsobení, pak byly vytvořeny ve studentské verzi nástroje Autodesk 3Ds max 2011 a Tento nástroj (dříve "3D Studio MAX" a "3D Studio") je světově nejrozšířenějším animačním a vizualizačním programem. Je určen pro tvorbu trojrozměrných objektů, vizuálních efektů a animaci postav, jeho verze 3ds Max Design pak pro architektonické a designerské vizualizace a animace. Nabízí interaktivní prostředí, rychlý rendering. Plně přizpůsobitelná a otevřená architektura poskytuje absolutní tvůrčí svobodu. Pro 3ds Max je k dispozici rozsáhlá knihovna doplňkových plug-in aplikací dalších vývojářů. Rovněţ pak 3ds max nabízí komplexní řešení pro 3D modelování a kompozice pro umělce z oboru her, filmů a pohybové grafiky. 3ds Max 2014 obsahuje nové nástroje pro generování davu, animaci částic a spojování perspektivy včetně podpory stínovačů Microsoft DirectX 11. Pomocí tohoto nástroje byly vytvořeny modely metodou polygonálního (mnohoúhelníkového) modelování. Tento způsob modelování objektů je zaloţený na aproximování jejich povrchu pomocí mnohoúhelníků. Modely následovně byly otexturovány pomocí funkce materiál editoru. Textury pak byly vloţeny jako multi/sub object, kde je moţné načíst všechny textury, které se na modelu budou vyskytovat najednou, přiřadit jim jednotlivá ID a pojmenování. Textury jsou načteny jako difuzní mapy, coţ je jedna z metod, která umísťuje bitmapové textury přímo na 3D objekt. Následovně se pak částem modelů přiřadí odpovídající ID na základě označených polygonů, vymezujících, kde má textura být a dojde k přiřazení odpovídající textury. Jelikoţ jsou mapy textur rozdílně veliké a nemají stejný rozměr jako část modelu, na který jsou umístěny, nebo je za potřebí dodatečné pootočení textury, byl pouţit modifikátor Unwrap UVW 15, který se pouţívá k přiřazení rovinné mapy na sub-objekty a umoţnuje upravení UVW souřadnic těchto výběrů. Stávající UVW souřadnic na objektu jsou rozbaleny na 2D plochu a je moţné je nastavit přesně na texturu zobrazenou na pozadí. 15 UVW slouţí k označení souřadnicového systému u modelu. 42

43 Tato metoda umoţnuje nastavit mapy do správné pozice na Mesh, Patch, Polygon, HSDS, nebo NURBS modelu. [36] Mesh Editable Mesh, nebo Edit Mesh modifikátor, poskytuje ovládací prvky pro manipulaci objekty sloţenými z mříţky, skládající se z trojúhelníkových bloků. Pomocí Editable Mesh lze objekty upravovat na následujících úrovních: vrcholy, hran a plochy. Můţete převést většinu objektů v 3ds Max do Editable Mesh. [7] Patch Díky Patch modelování je moţno vytvořit objekty, které vypadají jako Mesh objekty, ale jejichţ povrchové zakřivení lze ovládat s drţadly, jako u modelů spline. Dále je moţné vytvořit Patch model s vestavěnými sítěmi, nebo můţe převést většinu objektů do patch formátu. [24] Polygon Kaţdá uzavřená křivka se skládá ze sady úseček (stran) spojených tak, ţe se ţádné dva segmenty nekříţí. Nejjednodušší polygony jsou trojúhelníky (tři strany), čtyřúhelníky (čtyři strany), a pětiúhelníků (pěti stran). Pokud ţádná ze stran při roztaţení neprotíná polygon, je polygon konvexní, jinak je konkávní. Pokud má polygon všechny strany stejné, jedná se o rovnostranný. Polygon, který má všechny vnitřní úhly stejné se nazývá rovnoúhlý. Kaţdý polygon, který je jak rovnostranný tak rovnoúhlý, je pravidelný polygon (např. rovnostranný trojúhelník, čtverec). [28] HSDS (Hierarchical SubDivision Surfaces) HSDS je určena především jako nástroj slouţící k závěrečnému dokončovaní, spíše neţ jako modelovací nástroj. Obvykle se pouţívá v kombinaci s metodou lowpolygon, na kterou je následovně pouţít HSDS přidat detail, a adaptivně zpřesnění modelu. [12] NURBS (Non-uniform rational basis spline) 43

44 je matematický model běţně pouţívaný v počítačové grafice pro generování a reprezentování křivek a ploch, které nabízejí velkou flexibilitu a přesnost při manipulaci jak s analytickými tak s volnými tvary. NURBS umoţňuje reprezentaci geometrických tvarů v kompaktní formě. Mohou být efektivně ovládány počítačovými programy a přitom umoţňují snadnou lidskou interakci. NURBS povrchy jsou funkce dvou parametrů mapovaných na povrch v třírozměrném prostoru. Tvar povrchu je dán kontrolními body. [21] Takto vytvořené a otexturováné modely je pak zapotřebí vyexportovat z nástroje Autodesk 3Ds Max do formátu FBX 16, který je dále podporován většinou nástrojů pro práci s modely včetně Unity. Pro testovací aplikaci byly vytvořeny následující modely slouţící ke kastomizaci prostředí: Strom zelený, strom podzim, strom jehličnan, rozcestník, kostel, dům bílý, dům červený, dům zelený, dům ţlutý, kopec zelený, kopec bílý, 16 FBX (Filmbox) je proprietární formát souboru (.Fbx), který vlastní společnost Autodesk. 44

45 kopec kombinovaný. Menší modely, jako jsou stromy, rozcestníky, kostely a domy, slouţí ke zpestření zákoutí a vytvoření unikátních míst. Tím je umoţněno jednodušší vytvoření vazeb mezi místy a objekty. Větší modely kopců pak slouţí k drobným úpravám terénu. Unity nabízí celou řadu funkcí integrovaných v uţivatelském prostředí a jako metodu přístupu skrze kód byla zvolena metoda skriptu v jazyce C#. Modely se následovně nahrají a v rámci Unity a je moţné s nimi ještě dále pracovat pomocí editoru, který nabízí moţnost transformace objektu pomocí integrovaného ovládacího panelu. Dále je moţný dodatečný scaling na potřebnou velikost modelu vůči prostředí, manipulace se souřadnicovým systémem umístění objektu na osách nebo například práce s vrţeným stínem. V Unity bylo zapotřebí vytvořit následující prvky: Tvorba modelu prostředí, nastavení kamery, umístění světla, vytvoření skriptu pracujícího s kamerou a ovládáním, vytvoření skriptu GUI, nahrání modelů a textur, vytvoření dalších skriptů pro práci s modely a moţnost testování. V rámci testování bylo zapotřebí vytvořit ještě druhou aplikaci, která reprezentuje standardně uţívané metody, viz strana 18. Tato aplikace byla napsána jako webová aplikace pomocí jazyka html a php. Ve 3D aplikaci byly vytvořeny následující skripty: GUI, view, 45

46 hledejtext, deletemodel, text. Tyto skripty jsou vytvořeny v nástroji MonoDevelop. Jedná se o nástroj integrovaný do Unity, který umoţnuje tvorbu a úpravu skriptů různých jazycích například: C# a Java. MonoDevelop je IDE cross-platforma určená především pro C# a další.net 17 jazyky. Umoţňuje vývojářům rychle psát desktopové a webové aplikace ASP.NET pro Linux, Windows a Mac OSX. MonoDevelop usnadňuje vývojářům převedení.net aplikací vytvořených ve Visual Studiu pro ostatní platformy jako je Linux a Mac OSX a zároveň zachování jednotného kódu pro všechny platformy. [18] Skripty byly napsané v jazyce C#. Skript GUI obsahuje kód vytvářející 2D menu, které slouţí k upravování terénu a testování aplikace. Zároveň exportuje výsledky testování do druhé testovací aplikace, kde jsou výsledky spárovány a uloţeny. Je zde umístěn kód, řešící detekci kliku myši do prostoru. V rámci této problematiky bylo zapotřebí získání trojrozměrné souřadnice, která se vypočítává z dvourozměrné souřadnice myši, současného umístění kamery a hledá místo kam ukazuje kurzor na model. K dosaţení toho výpočtu byla vyuţita implementovaná funkce pracující s fyzikou v enginu Unity nazvaná Physics.Raycast. Ta vytvoří paprsek, který protne model a vypočítá jejich průsečík. 17. NET je zastřešující název pro soubor technologií v softwarových produktech, které tvoří celou platformu, která je dostupná nejen pro Web, Windows i Pocket PC. 46

47 Obrázek 11: Ukázka Raycastu zdroj: vlastní screenshot Obrázek číslo jedenáct, který se skládá ze dvou částí, kde na levé polovině je vyobrazena spuštěná aplikace a na pravé straně ve vývojářském zobrazení je pro názornost vykreslen ţlutý paprsek, slouţící k tomuto výpočtu. Samotný kód realizující Raycast vypadá následovně: Ray ray = Camera.main.ScreenPointToRay(Input.mousePosition); Physics.Raycast(ray, out hit, raycastlength); Debug.DrawRay(ray.origin, ray.direction*raycastlength, Color.yellow); Tímto způsobem jsou získány trojrozměrné souřadnice v prostoru. Je zde vytvořeno pole obsahující sto řetězců reprezentujících jednotlivé prvky. Pomocí tohoto pole je naprogramováno náhodné vyhledávání hledaného prvku přes metodu random. Ta je pouţita na součet všech prvků pole a zmenšeného o jeden, čímţ je docíleno sta prvků kvůli indexování od nuly. Vybraný prvek je pak odeslán do objektu GUI a jeho proměnné text, čímţ dojde k vypsání hledaného prvku na monitor. Exportování dat je realizováno veřejnou třídou nazvanou vybraný prvek. Ta změní booleovskou proměnou na hodnotu false a přidá do seznamu text a část. 47

48 Skript View slouţí k nastavení kamery, pohybu v prostoru po soustředných kruţnicích a zoomování. Veškeré ovládání je z důvodu pohodlného ovládání nastaveno na tlačítka myši. Otáčení kamery bylo napsáno pomocí metody transform.rotatearound, která pracuje se třemi parametry: Výchozí bod Osa Úhel Výchozí bod společně s osou jsou definovány pomocí Vector3. Úhel je dopočítán a výsledná hodnota má datový typ float, jak je patrno v následující ukázce kódu: now = Input.mousePosition; float distance = Vector3.Distance(now,click); if(distance>10 && (now.x > click.x)){ transform.rotatearound(origin, Vector3.up, distance*0.01f); }else{ transform.rotatearound(origin, Vector3.up, -distance*0.01f); } Levé tlačítko slouţí k přesouvání modelů a spouštění, prostřední tlačítko k pohybu kamery. HledejText je skript, který zobrazuje v levém horním rohu obrazovky nápis hledej:. Ten je zobrazen pomocí metody Start, která nastaví hodnotu proměnné text v objektu GUI a zároveň určí pozici tohoto nápisu pomocí Vector2. 48

49 DeleteModel vyuţívá komunikace se skriptem GUI a po kliknutí tlačítka menu se zaktivuje metoda umoţňující mazání dekorativních modelů. V podmínce je zde nastavena funkce destroy na objekt, který byl právě kliknut. Skript s názvem Text je vyuţíván v komponentě GuiText, ten podobně jako skript HledejText vykresluje název pomocí Vektoru2 na pozici, která je dopočítána pomocí šířky displeje dělené dvěma. Porovnávací aplikace reprezentující dnes uţívané formy organizace je vytvořena v trialové verzi nástroje Phpstorm společnosti Jetbrains. Jedná se o Editor, který podporuje PHP 5.3, 5.4 & 5.5 pro práci s moderními i staršími projekty. Poskytuje propracované automatické doplňování kódu, refaktorování, on-the-fly prevenci chyb a podporuje práci s různými jazyky. Jedná se o HTML5, CSS, Sass, SCSS, Less, Stylus, Compass, CoffeeScript, Typescript, ECMAScript Harmony, Jade, Emmet, a samozřejmě JavaScript, s moţností refaktorování, ladění a jednotkového testování. K dispozici je také moţnost ţivé úpravy, která umoţnuje kontrolovat změny v kódu okamţitě v prohlíţeči. [27] Zde byla vytvořena elementární stránka vyuţívaná pro podání informací a návod pro probandy jak aplikace otestovat a odkaz na první z aplikací. Tou je 3D aplikace která byla z programu Unity vyexportována jako webová aplikace fungující na bázi Javy. Po ukončení testování první aplikace dojde k přesměrování na druhou aplikaci, která byla napsána v jazyce PHP. Druhá aplikace, která slouţí jako komparativní nástroj reprezentující stávajících metod, byla vzhledem k formě testování pomocí webu rovnou vytvořena v jazyce určeném k vytváření webu. Jedná se o kombinaci PHP a javaskriptu pro docílení všech poţadovaných funkcí. Hlavní část kódu leţí v souboru explorer.php, kde je obstarána většina manipulace s daty a vizualizace samotného manaţeru. Bylo zapotřebí vytvoření sta testovacích prvků, které byly nahrány na server, jeţ simulují uţivatelská data. Následovně jsou pomocnými funkcemi načteny do pole a rozděleny pomocí interpunkčního znaménka. Sloţky jediné jsou vloţeny do tohoto pole manuálně. Následně jsou pomocí metody concat všechna pole sloučena do jednoho. To bylo zapotřebí z důvodu testování, které vyţaduje náhodný výběr jednadvaceti prvků bez opakování z celé mnoţiny. Dále bylo vytvořeno postranní menu slouţící k rychlému pohybu mezi sloţkami, podobně jako je tomu ve většině standartních operačních systémů. To bylo vykresleno jako seznam pomocí standartních Html tagů. Kaţdému prvku pak byla 49

50 přiřazena funkce onclick, která kontroluje, zda byla sloţka stisknuta v rámci testování. Vedle postranního menu se nachází hlavní pracovní plocha, která vykresluje adresářovou strukturu pomocí jednoduchého seznamu. Celá porovnávací aplikace byla navrţena tak, aby fungovala maximálně efektivně z časového hlediska. Výběr vyhledávaných dat je naprogramován pomocí javascriptu main.js a to konkrétně metody nazvané choose. Zde dochází k vynulování a opětovnému spuštění časovače, vytvoření proměnné s náhodnou hodnotou pomocí funkce Math.random. Tato náhodná proměnná je vyuţívána k vybrání testovacího prvku a po úspěšném nalezení dochází k odstranění hledaného prvku z pole obsahujícího všechna hledaná data. Tím je zabráněno opakovanému výběru totoţného prvku. function choose(){ time = 0; var cislo= Math.floor((Math.random()* (fortesting.length-1))); hledane = fortesting[cislo]; $("#vyhledat").val(hledane); fortesting.splice(cislo,1); casovac = setinterval("pricist()", 10); } Pomocí funkce uploadcontent je řešeno vypsání sloţek v levém panelu a zobrazování jejich obsahu v pravém hlavním panelu. Jednou z nejdůleţitějších funkcí v tomto javascripu je checker, coţ je metoda zajištující porovnání hledaného prvku potřebného k otestování. Po pozitivním vyhodnocení se uloţí název a čas, trvající k nalezení hledaného prvku a opětovně je volána jiţ zmíněná metoda choose. Obě tyto metody se podílejí na testování, zápisu a odeslání výsledků společně s interaktivními prvky slouţícími ke komunikaci s probandy. function checker(id){ if(hledane == id){ exporttext += hledane+","; exporttime += time+","; cleartimeout(casovac); 50

51 } } if(fortesting.length > 79){ alert("nalezeno vygeneruje se další text."); choose(); } else{ alert("děkuji za váš čas."); window.open("/explorer/export.php?name="+ exporttext+"&time="+exporttime+"&user="+user); } Další metodou je starttest, který je volán při stisknutí tlačítka spustit test, tím se uvedou všechny zmíněné skripty do chodu. Výsledkem je vygenerování jednadvaceti náhodných prvků z celkové mnoţiny 100, změření času potřebného k nalezení s přesností na setiny vteřiny, následovné uloţení času, vynulování počítadla a vygenerování dalšího prvku. Pokud testující najde všech jednadvacet prvků, je zavolána metoda, která sjednocuje data z obou testovacích aplikací. Vytvoří CSV soubor s náhodně generovaným identifikátorem, do kterého uloţí tato data a otevře novou webovou stránku s poděkováním. CSV je jednoduchý souborový formát určený pro výměnu tabulkových dat. Soubor ve formátu CSV se skládá z řádků, ve kterých jsou jednotlivé poloţky odděleny, v tomto případě znakem středníku. 18 [31] Tento formát byl zvolen díky jeho snadné spolupráci s nástrojem Microsoft Excel a moţnosti snadné úpravy dat, která jsou přepravována mezi webovými aplikacemi ve formě řetězců znaků rozdělených čárkou Vizuální stránka 3D aplikace Grafický návrh se opíral o dříve nabyté poznatky. Kamera je v trojrozměrném prostředí umístěna pod úhlem přibliţně čtyřiceti stupňů, coţ se jeví jako ideální pozorovací úhel. Kamera je omezena na maximální vzdálenost šedesáti bodů, čímţ je umoţněno při maximálním oddálení nahlédnout na celou scenérii a minimální přiblíţení je nastaveno na 18 CSV - Comma-separated values, hodnoty oddělené interpunkcí. 51

52 10 bodů, přičemţ při kaţdém otočení tlačítka dochází k přiblíţení respektive oddálení o krok o velikosti 5. Pohyb po prostředí byl v rámci maximálního zjednodušení a efektivnosti nastaven pouze na myš. Kombinací stisknutého prostředního tlačítka a pohybu myši dochází k otáčení po soustředných kruţnicích, tím je docíleno moţnosti rychlého pohybu s permanentním pohledem na krajinu. Ovládací menu slouţící ke správě dekorací slouţících ke kastomizaci prostředí je umístěno v pravém horním rohu obrazovky, kde má minimální clonící efekt. Celá pracovní plocha pak nabízí pohled na členitou fiktivní vymodelovanou krajinu s masivním pohořím, viz obrázek číslo 12. Je zde vystřídáno mnoho textur povrchů, aby aplikace nabízela maximální pohodlí a moţnost individualizace s cílem najít unikátní místa pro umístění dat. Veškeré ovládání je umístěno na tlačítka myši, z důvodu zvýšení uţivatelské pohodlnosti a umoţnění uţivatelům pohyb a ovládání aplikace pouze jednou rukou. Testovaná data jsou vizuálně rozdělena na soubory a sloţky, přičemţ soubory mají podobu kostek, které mají všechny stěny otexturovány příslušnou ikonou náleţící danému formátu a zároveň jsou popsány textově. Odlišně jsou řešeny obrázky, které jsou otexturovány přímo pomocí obsahu, tedy obrázku uloţeného uvnitř. Sloţky pak mají design jakéhosi trojbokého billboardového banneru, aby bylo ze všech stran patrno, o jakou sloţku se jedná. Tyto bannery jsou stejně jako soubory otexturovány pojmenováním sloţky, jak je zobrazeno na obrázku 12. Vyskytl se zde malý problém, který bylo zapotřebí vyřešit. Při maximálním oddálení se stávají textury nečitelné, coţ při delším uţívání aplikace sice není příliš důleţité, protoţe paměťové pomůcky nám pomohou najít data, aniţ bychom je hledali pomocí jména. Testování však probíhalo krátkodobě, tudíţ bylo zapotřebí tuto věc vyřešit. Nakonec bylo nastaveno zobrazování dat, která se nacházejí pod kurzorem myši, jenţ se rovněţ vypíší textově ve 2D v horním středu obrazovky. 52

53 Obrázek 12: 3D testovací aplikace zdroj: vlastní screenshot Testovací část aplikace byla umístěna jak do menu v pravé straně tak do levého horního rohu, kde se pomocí předdefinované komponenty GUI Text zobrazuje vyhledávaný prvek a časovač Vizualizace komparativní 2D aplikace Zde je standartní rozvrţení vyuţívající stromovou strukturu umístěno v levé části pracovní plochy. Tam se zobrazuje struktura sloţek. Po rozkliknutí některé sloţky dochází k zobrazení jejich obsahu v levé části obrazovky, takzvané primární pracovní ploše. Zde jsou data zobrazena pomocí jednorozměrného seznamu. Vzhledem k nízkému počtu dat zde nebyl zavedený fultextový vyhledávač. I tak aplikace funguje velmi rychle a intuitivně. Testovací část je umístěna do horní části, kde je tlačítko pro spuštění textu, texbox, který stejně jako v 3D aplikaci ukazuje hledaný prvek a časovač viz obrázek číslo

54 Obrázek 13: Porovnávací aplikace zdroj: vlastní screenshot 54

55 8. Průběh testování Po naprogramování a důkladném otestování funkčnosti obou testovacích aplikací se přistoupilo k samotnému testování. Byla zvolena metoda otestování obou aplikací pomocí webu, přes který se jevilo rozšíření aplikací mezi co největší mnoţství probandů s dostupnými moţnostmi jako nejreálnější. Pro toto testování byla vytvořena Webová stránka rubacekdiplomka.cekuj.net na bezplatném webhostingu Endora. Zde byla umístěna následující sdělení pro testující: 8.1. Popis V rámci výzkumu časové efektivity organizace dat byly vytvořeny dvě testovací aplikace. První reprezentuje standartní metody organizace dat a druhá nabízí alternativní metodu vyuţívající 3D zobrazení. Měřena je časová efektivita vyhledávání Ovládání Testovací aplikace se ovládá pomocí myši. Levé tlačítko slouţí k manipulaci s daty a dekoracemi. Prostřední tlačítko pak slouţí k pohybu kamery a rolováním kolečka dochází k přibliţování a oddalování kamery. Porovnávací aplikace pak má za úkol simulovat standartní formy organizace dat Návod k testování Samotné testování probíhá následovně: Stisknutím tlačítka "Spustit test" dojde ke spuštění nejprve testovací 3D aplikace. Ta se načte aţ po povolení spuštění unity plugin playeru v horní části obrazovky (nebo instalaci Javy). V obou aplikacích je připravena skupina 100 prvků. Jedná se o pět následujících druhů: obrázky, dokumenty, filmy, songy a sloţky, kaţdý po dvaceti prvcích. Prvky určené k vyhledávání můţete dle vlastního uváţení přemístit a vytvořit tak vlastní organizaci a skladbu prostředí. Pokud si myslíte, ţe si pamatujete umístění jednotlivých prvků, zvolíte moţnost otestovat. Aplikace náhodně vybere 21 prvků, které budete postupně vyhledávat. Název právě hledaných dat je zobrazen v levém horním roku. Data jsou označena za nalezená po prokliknutí levým 55

56 tlačítkem myši na správný prvek a zároveň aplikace určí další prvek. Po ukončení testování 3D metody se spustí druhá (standartní) aplikace. Testování probíhá, dokud nedojde k přesměrování na další stránku. Návod byl zakončen poděkováním: Předem děkuji za pomoc a účast při testování. Samotná aplikace vyuţívající 3D zobrazení obsahující 100 prvků je zobrazena na obrázku č. 14. Jsou zde rovněţ vyobrazeny různé metody řazení dokumentů. Na spodní části této webové stránky se pak nacházelo tlačítko, které přesměrovalo probandy na stránku s první 3D aplikací. Dle návodu následovala přípravná část testování, kde si testující přizpůsobovali krajinu a předdefinované prvky a seznamovali se s ovládáním a prostředím. Ve chvíli, kdy byly probandi připraveni, spustili samotné testování. Obrázek 14: 3D aplikace obsahující 100 prvků (různé metody řazení) zdroj: vlastní screenshot Data byla sbírána 10 dní od umístění obou aplikací na internet. Jako distribuční kanály byly pouţity sociální sítě. Po vypršení lhůty vymezené ke sběru dat bylo zapotřebí data zpracovat, jelikoţ přicházela od kaţdého probanda na server, kde se ukládala individuálně. 56

57 Bylo tudíţ zapotřebí data projít, umístit je do jedné tabulky, aby byla umoţněna následující práce a vyhodnocování změřených výsledků. V rámci předchozího testování, které probíhalo odlišnou formou na malém mnoţství testujících, byly naměřeny velice positivní výsledky, jak je patrné z obrázku číslo 12. Obrázek 15: Dříve dosažené výsledky Zdroj: prce_jan_rubek.pdf Z tohoto výzkumu, který měl poslouţit jako prvotní sonda do problematiky 3D je patrné, ţe časy dosahované pomocí testovací aplikace, jak byla nazvána 3D aplikace, jsou výrazně rychlejší neţ pomocí nástroje Windows File Explorer. Forma testování však byla odlišná. Kvalitativní test prováděla skupina sedmi testujících, kteří měli za úkol s testovací aplikací po dobu čtrnácti dnů pracovat. Na závěr testovací lhůty byla empiricky ověřena časová efektivita při vyhledávání v mnoţině 20 a 100 prvků. Kvantitativní test byl z důvodu zapojení většího mnoţství probandů postaven jinak. Testující se adaptují na 3D prostředí jen krátce před samotným testováním, coţ lehce zvýhodňuje aplikaci reprezentující standartní formy organizace dat. Na druhou stranu celá testovací aplikace je výrazněji přehlednější, graficky propracovanější a nabízí komfortnější manipulaci, coţ by mohlo pozitivně ovlivnit dobu vyhledávání i při absenci dlouhodobé přípravy. 57

58 Po deseti dnech bylo testování ukončeno a bylo zapotřebí přejít ke zpracování výsledků. Kaţdé otestování přišlo ve formátu CSV na server, kde byly testovací aplikace umístěny. Bylo tedy zapotřebí odtud data stáhnout a připravit k vyhodnocování výsledků. Za tímto účelem byl vytvořen jeden dokument ve formátu xlsx. Jedná se o běţný formát pro tvorbu tabulek v nástroji Excel. Tam byla data z jednotlivých testování převedena zkontrolována a připravena k podrobení několika statistickým testováním. Konkrétně byly zpracovány výsledky od 73 probandů a od kaţdého přišlo ve dvou sloupcích 42 řádků dat. V levém řádku se nacházejí názvy náhodně vybraných prvků určených k hledání a pravém řádku pak čas vynaloţený na vyhledávání daného prvku. Přelom první a druhé aplikace je označený tak, ţe druhá aplikace přidávala za data jejich formát na rozdíl od první, která exportuje samotné názvy. 58

59 9. Dosažené výsledky Hlavním cílem kladeným na tuto práci bylo otestování obou vytvořených aplikací, za účelem ověření časové efektivity nové metody, vyuţívající 3D zobrazení oproti standardně uţívaným metodám. Podle zpětných reakcí testující je moţné se domnívat, ţe se jednalo o dostatečně rozmanitou skupinu testujících skládající se z muţů, dětí a několika seniorů. Jejich reakce byly vesměs pozitivní. Jedním ze zachycených postřehů byla ţádost o větší moţnost pohybu po pracovní ploše. Na získaná data byly pouţity následující statistické funkce a metody: Průměry jednotlivých testujících Průměr jednotlivých aplikací Nalezení mediánu jednotlivých aplikací Modus Vypočítání rozptylu Vytvoření histogramu a tabulky Aplikace dvouvýběrového Z-testu na střední hodnotu Na základě těchto metod a výpočtů byla posouzena získaná data. Pomocí aritmetického průměru byly vyčísleny jak průměrné časy jednotlivých probandů, tak časy jednotlivých aplikací. Matematické vyjádření výpočtu aritmetického průměru, který se vypočítá jako suma všech hodnot x 1 aţ x n dělená jejich počtem značeným písmenem n, jak je patrné na následujícím vzorci: 59

60 Naměřené čísla vypadala následovně: Testovací aplikace měla průměrnou hodnotu odpovídající průměrnému reakčnímu času 3, Oproti tomu aplikace reprezentující standardní formy měla průměrné časy vynaloţené na vyhledávání o něco málo kratší a to 3, coţ je patrné na následujícím grafu č 1. Graf 1: Průměrné hodnoty obou aplikací zdroj: autor Zajímavější data jsou patrná na grafu číslo 2, kde jsou vyobrazeny průměrné hodnoty jednotlivých probandů. Na svislé ose jsou zobrazeny časy a na vodorovné jednotlivý probandi. Z tohoto grafu je patrné, ţe jedinci, kteří měli velké problémy s novou metodou, dosahovali jedněch z nejlepších časů v aplikaci porovnávací. 60

61 Graf 2: Průměry jednotlivých probandů zdroj: autor Zajmavější hodnotou však byl medián, ten jsme získali seřazením všech ziskaných časů od nejniţšího po nejvyšší pro kaţdou aplikaci. Následovným nalezení středního prvku v dané mnoţině byl určen medián. Jednalo se o sudý počet hodnot konkrétně 1533 polí. Medián v testovací aplikaci vyuţívající 3D měl hodnotu 2,75. Porovnávací testovací aplikace měla střední hodnotu rovnou 3,18. Další hledanou hodnotou byla hodnota rozptylu. Rozptyl, někdy také nazývaný variace, nám udává, jak moc jsou hodnoty v našem statistickém souboru rozptýleny od nejniţší po nejvyšší. Roztyl se spočítá, pokud mají všechny prvky výběru stejnou pravděpodobnost na výskyt, následovně: N značí počet hodnot, x 1 aţ x n jsou měřené hodoty a E(x) je střední hodnota veličiny x. V tomto případě měl rozptyl 3D aplikace hodnotu 7, , a rozptyl porovnávací aplikace hodnotu 1, Tento výsledek se dal předpokládat s ohledem na porovnávání nové metody s metodou standardně pouţívanou. Z tohoto faktu se dalo 61

62 očekávat, ţe druhá aplikace bude mít ucelenější výsledky bez dramaticky odlišného lokálního maxima. Další pozorovanou hodnotou je Modus. Jedná se o hodnotu znaků s nejčastějším výskytem. Pomocí statistické funkce v nástroji MS Excel, konkrétně funkce MODE.SINGL, byl vypočítán modus testovací 3D aplikace jeţ měl hodnotu 2.25 s přesností na setiny vteřiny. Coţ se dá povaţovat za relativně dobrý výsledek. Druhá testovací aplikace měla hodnotu 3,28. Následovalo vytvoření histogramů. Jedná se o tabulku a grafické znázornění dat pomocí grafu, jehoţ sloupce jsou stejně široké a vyjadřují šířku intervalu, přičemţ výška grafu vyjadřuje četnost. Nejprve výsledky 3D aplikace: Graf 3: Histogram znázorňující výsledky 3D aplikace zdroj: autor 62

63 Tabulka 1: Tabulka četností k histogramu 3D aplikace Třídy Četnost Další 37 zdroj: autor Třídy histogramu byly zvoleny po jedné vteřině od jedné do jedenácti, čímţ by mělo být obsaţeno celé spektrum výsledků. Porovnávací aplikace: Graf 4: Histogram znázorňující výsledky porovnávací aplikace zdroj: autor 63

64 Tabulka 2: Tabulka četností k histogramu porovnávací aplikace Třídy Četnost Další 2 zdroj: autor Z výše zobrazených tabulek a grafů je patrné, ţe aţ na drobné odchylky hodnoty změřené v porovnávací aplikaci byly v úzkém rozmezí hodnot převáţně mezi 2 a 5 respektive šesti vteřinami. Oproti tomu 3D aplikace sice nejčetnější hodnoty má mezi 2 aţ 5, ale ostatní intervaly jsou zde také ve velké míře zahrnuty. S časovou prodlevou dochází k pomalému úbytku četností. To je zřejmě opět ovlivněno faktorem testování nové metody postavené proti standardně uţívané. Z naměřených hodnot je patrné to, ţe čím byly probandi hlouběji v testu, tím aţ na drobné výjimky dosahovali lepších času v 3D aplikaci neţli u prvních prvků. Jako Poslední byla na získaná data aplikována statistická analytická metoda zvaná Dvouvýběrový z-test na střední hodnotu. Z-test byl zvolen z důvodu známé hodnoty rozptylů. 64

65 Tabulka 3: Výsledky dvouvýběrového z-testu na střední hodnotu Soubor 1 Soubor 2 Stř. hodnota 3, , Známý rozptyl 7, , Pozorování Hyp. rozdíl stř. hodnot 0 z 0, P(Z<=z) (1) 0, z krit (1) 1, P(Z<=z) (2) 0, z krit (2) 1, zdroj: autor P je pravděpodobnost výskytu extrémnější testovací statistiky, neţ té, která byla empiricky vypočítána. Celý výpočet byl proveden na hladině významnosti =0,05. Z výsledků je patrné, ţe jak pravděpodobnost P(Z<=z) (1), tak P(Z<=z) (2) nepřekračují své kritické hodnoty. Nulová hypotéza H 0 tedy není zamítnuta. Nulová hypotéza tvrdí, ţe není statistický rozdíl mezi testovanými soubory dat. Na základě výpočtu tedy zamítáme alternativní hypotézu H 1 a přijímáme nulovou hypotézu H 0. Další zajímavá hodnota byla získána vymezením intervalu pro pozitivní výsledek. Pokud budeme uvaţovat, ţe prvek byl nalezen v přijatelném čase, zjistíme kolik, bylo úspěšných pokusů. Dále je moţné jak procentuálně tak vizuálně zobrazit pozitivní nálezy. Jako hladina úspěšnosti byla zvolena hranice 5 vteřin. 3D aplikace pak zaznamenala 1134 úspěšných vyhledávání z celkového počtu Coţ je přibliţně 74% úspěšnost. Porovnávací aplikace měla hodnoty velmi podobné. Jednalo se o 1154 pozitivních výsledků, coţ jen drobně překračuje 75%. Dá se tedy říci, ţe ve zvoleném intervalu byla velice obdobná úspěšnost, jak je patrné na grafu číslo 5. 65

66 Graf 5: Vizualizace úspěšných hledání zdroj: autor 66