ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ. Deliverable A2 do předmětu A4B39TUR

Transkript

1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ Deliverable A2 do předmětu A4B39TUR Jakub Begera begerjak@fel.cvut.cz 18. března 2015

2 Obsah Abstrakt... 3 Klíčová slova Úvod Popis testované aplikace Popis uživatelů Přehled testovaných případů užití Přidání zdrojů vstupních dat pomocí Measurement manager Výběr vstupních dat Výběr zdrojů kalibrace a její následné spuštění Zobrazení výsledků kalibrace kalibrační funkce Uložení výsledu kalibrace Popis použitých metod testování Kognitivní průchod Heuristická evaluace Testování bez uživatelů Testování use case - Přidání zdrojů vstupních dat pomocí Measurement manager Testování use case Výběr vstupních dat Testovaný use case Výběr jednotlivých měření a spuštění kalibrace Testovaný use case - Zobrazení výsledků kalibrace Testovaný use case Uložení výsledku kalibrace Přehled nálezů Kritické nálezy Středně závažné nálezy Lehké nálezy Závěr Seznam obrázků

3 Abstrakt Tato semestrální práce do předmětu A0B39TUR se zabývá testováním uživatelského rozhraní softwaru, vyvinutého za účelem zpracovávání dat k energetické kalibraci částicových pixelových detektorů. Bylo otestování několik netriviální případů užití. Této práci naleznete popis testovacích metod. Klíčová slova testování uživatelského rozhraní, heuristická evaluace, kognitivní průchod energetická kalibrace, pixelový detektor 3

4 1 Úvod 1.1 Popis testované aplikace Software je určen pro energetickou kalibraci částicových pixelových detektorů pracujících v Time-Over-Treshold (TOT) režimu. Z naměřených dat vyhodnotí software pro každý pixel detektoru průběh kalibrační funkce, která udává závislost mezi energií a časem (TOT). Vstupní data jsou reprezentována dvěma až deseti měřeními pro různé zdroje rentgenového záření, jejichž energie jsou předem známy. Software umožňuje vizualizaci celého procesu kalibrace a také vyhodnocení kvality kalibrace a detektoru. Software je možné použít samostatně nebo jako plugin do Softwarového balíku Pixelman. SW je napsán v jazyce Java. Obr. 1: Náhled UI aplikace 1.2 Popis uživatelů Cílovou skupinu uživatelů tvoří zejména vědečtí pracovníci, zabývající se fyzikou mikrosvěta a její vizualizací pixelovými částicovými detektory. Proces kalibrace je poměrně složitou úlohou. Nejprve je třeba kalibrovaným detektorem pořídit několik tisíc snímků (aby každý pixel zaznamenal dostateční počet událostí) a to pro různé zdroje rentgenového záření. Takže se od uživatelů očekává perfektní znalost celého kalibračního procesů. Jelikož uživatelé působí v mezinárodním prostředí, předpokládá se od nich dobrá znalost angličtiny. Do cílové skupiny patří uživatelé všech národností, věku a pohlaví. 4

5 1.3 Přehled testovaných případů užití Všechny případy užití, popsané v této pod kapitole, tvoří lineární průchod kalibračním procesem Přidání zdrojů vstupních dat pomocí Measurement manager Measurement manager je komponenta aplikace, která slouží ke správě zdrojů rentgenového záření, používaných ke kalibraci jednotlivých měření. Ke každému měření se uchovává název, velikost spektra a jednotlivé kalibrační body, které jsou ve spektru obsaženy. Každý z těchto bodů je reprezentován jeho názvem, tabulkovou hodnotou energie záření v kev a oblasti spektra, kde se nachází. Tento use case je důležitý pro test, protože se jedná o základní funkcionalitu aplikace. Nejsou očekávány žádné problémy Výběr vstupních dat V rámci tohoto use case budou pro jednotlivá měření načteny vstupní data jednotlivé snímky. Jedná se o triviální use case a nejsou očekávány žádné problémy Výběr zdrojů kalibrace a její následné spuštění Jedná se o zcela klíčový use case, které spustí proces kalibrace. Jeho prerekvizitami jsou: načtení vstupních dat pro všechny použité zdroje kalibrace, vybrání jednotlivých měření v measurement manager. V tomto kroku dojde k povolení/zakázání jednotlivých měření a spuštění kalibrace Zobrazení výsledků kalibrace kalibrační funkce Prerekvizitou tohoto use case je dokončený proces kalibrace. Kalibrační funkce popisuje vztah mezi energií absorbovanou detektorem a její číselnou hodnotou v ToT (viz kapitola 1.1). Tato funkce je unikátní pro každý pixel detektoru (to má své důvody v použité polovodičové technologii). V rámci tohoto use case může uživatel maskovat jednotlivé kalibrační body a případně interpolovat celou kalibrační funkci pro zvolený pixel/skupinu pixelů. Tento use case je pro testování důležitý, protože vizualizuje výsledek kalibrace. Nejsou očekávány žádné problémy Uložení výsledu kalibrace Prerekvizitou tohoto use case je dokončený proces kalibrace. V rámci tohoto kroku bude uložen výsledek kalibrace kalibrační funkce pro každý pixel detektoru ve formě a b c t souborů pro každý pixel detektoru. V tomto kroku nejsou očekávány žádné problémy. 1.4 Popis použitých metod testování Kognitivní průchod Kognitivní průchod (z angl. Cognitive Walkthrough) je metoda testování uživatelského rozhraní aplikace bez uživatelů. Tato metoda staví na schopnosti vcítění se do role uživatele z cílové skupiny a to kladením následujících otázek při každém průchodu jednoho use case: - Otázky před průchodem o Q0: Čeho chce uživatel dosáhnout? - Otázky po průchodu o Q1: Bude uživateli zřejmé co udělat? o Q2: Spojí si uživatel to, co vidí, s tím, co chce udělat? o Q3: Dostane uživatel dostatečnou odezvu? 5

6 Použitím této metody je možné zjistit, zda-li uživatel z cílové skupiny je schopný provést daný scénář užití. Výstupem je odpověď na každou z těchto otázek ano/ne. V případě negativní odpovědi bude příčina vysvětlena Heuristická evaluace Heuristická evaluace je metoda založená na sadě heuristik (pravidel), které v roce 1994 prvně popsali Jakob Nielsen a Robert L. Mack ve své knize Usability Inspection Methods. Tyto heuristiky vznikly na základě obecných zvyklostí, který by se měli dodržovat při návrhu uživatelského rozraní. Jsou to: 1. Viditelnost stavu systému. 2. Shoda mezi systémem a reálným světem. 3. Ovladatelnost aplikace uživatelem. 4. Konzistentnost a dodržování standardů. 5. Předcházení chyb. 6. Rozpoznání problému před dotazováním. 7. Flexibilita a efektivnost použití. 8. Estetika a minimalistický design. 9. Pomoci uživateli rozpoznat, diagnostikovat a zotavit se z chyby 10. Nápověda a dokumentace Použití této metody je založeno na otestování aplikace, zda-li splňuje všechny body, uvedené výše. V případě nesplnění některého bodu je tento fakt důkladně popsán. 6

7 2 Testování bez uživatelů 2.1 Testování use case - Přidání zdrojů vstupních dat pomocí Measurement manager - Cíl use case: Pomocí measurement manager přidat měření pro americium s následujícími parametry: velikost spektra 180, k-alpha 59.5, left fit area <90,105>, right fit area <145,165>. - Výchozí stav: Levý postranní panel bez měření pro americium. - Cílový stav: Měření pro americium přidáno do levého postranního panelu. - Použitá metodika: Kognitivní průchod. - Q0: Ano, uživatel pomocí measurement manager přidá nové měření pro americium. - Popis průchodu: o Výběr measurement manager z menu viz obr. 2 o Označení Custom point 1 z measurement manager a kliknutí na tlačítko edit viz obr. 3 o Vyplnění parametrů a potvrzení ok viz obr. 4 o Povolení nově vytvořeného měření obr. 5 o Zkontrolování výsledku přidána nová položka do levého postranního panelu (obr. 6) - Q1: Ano, přidá do levého postranního panelu měření pro americium pomocí measurement manager - Q2: Ne. Nejprve musí v menu File najít Measurement manager a poté musí upravit custom point, místo toho, aby vytvářel nový. (Je to z důvodu, že v této verzi programu jsou jednotlivá měření implementována staticky.) - Q3: Ano, v levém postranním panelu se objeví nové měření. - Shrnutí výsledku: Bylo přidáno nové měření pro americium do levého postranního panelu viz obr. 6. Obr. 2: Výběr measurement manager z menu 7

8 Obr. 3: Measurement manager Obr. 4: Úprava custom point Obr. 5: Upravené a povolené 4. Měření 8

9 Obr. 6: Měření pro americium přidáno do levého postranního panelu 9

10 2.2 Testování use case Výběr vstupních dat - Cíl use case: Pro měření Cuprum, Iodine, Americium + Indium, Zirconium načíst vstupní data pomocí tlačítka pro přidání souborů v levém postranním panelu. - Výchozí stav: Každá položka v levém postranním panelu má nulový počet souborů. (obr. 7) - Cílový stav: Každá položka v levém postranním panelu má nenulový počet souborů. - Použitá metodika: Kognitivní průchod. - Q0: Ano, načíst vstupní data pro měření Cuprum, Iodine, Americium + Indium, Zirconium pomocí levého postranního panelu - Popis průchodu pro jednu položku měření (pro ostatní stejně): o Kliknutí na tlačítko pro načtení souborů viz obr. 8. o Zobrazí se dialogové okno pro správu snímků pro načtení. Kliknutím na tlačítko Add files (obr. 9) se zobrazí systémové dialogové okno pro načtení souborů (obr. 10). o Tímto se vyberou vstupní soubory a dialogové okno pro načtení snímků se naplní obr 11. o Potvrzením dialogového okna dojde k uložením absolutních cest k jednotlivým souborům a levý postranní panel, resp. položka, ke které byly přidávání soubory se aktualizuje viz obr Q1: Ano, načíst vstupní data ke každému měření. - Q2: Ano. - Q3: Ano, po dokončení se v levém postranním panelu u položky, ke které byly přidávány soubory, zobrazí počet souborů pro zpracování. - Shrnutí výsledku: Při testování tohoto use case nebyly nalezeny žádné nedostatky. 10

11 Obr. 7: Levý postranní panel bez načtených dat Obr. 8: Výběr vstupních dat 11

12 Obr. 9: Přidání snímků 12

13 Obr. 10: Systémové okno pro výběr souborů Obr. 11: Dialogové okno pro načtení souborů naplněné Obr. 12: Zobrazení měření v levém postranním panelu s načtenými daty 13

14 2.3 Testovaný use case Výběr jednotlivých měření a spuštění kalibrace - Cíl use case: Zaškrtnou check box pro měření Cuprum, Iodine, Americium + Indium, Zirconium. Poté kliknutím na tlačítko Process spustit proces kalibrace a zkontrolovat zda-li byla úspěšně dokončena. - Výchozí stav: Levý panel vyplněn vstupními daty. - Cílový stav: Dokončená kalibrace. - Použitá metodika: Kognitivní průchod. - Q0: Ano, povolit všechna měření a spustit kalibraci. - Popis průchodu: o Zaškrtnutí check boxů pro všechna měření, která budou pro kalibraci použita. (viz obr. 13) o Spuštění kalibrace tlačítkem Process (viz obr. 14). o Čekání cca 15 min v závislosti na výkonu počítače. Průběh je zobrazen v levém postranním panelu v záložce Progress viz obr. 15. o Po dokončení kalibrace je uživatel informován viz obr Q1: Ano, zaškrtá jednotlivé check box u každého měření a klikne na Process. - Q2: Ano - Q3: Ano viz obr Shrnutí výsledku: V tomto use case byla vybrána jednotlivá měření a spuštěn a dokončen proces kalibrace. Nebyly nalezeny žádné nálezy. Obr. 13: Zaškrtnutí check box pro jedno měření Obr. 14: Tlačítko Process 14

15 Obr. 15: Zobrazení průběhu kalibrace Obr. 16: Zobrazení výsledku kalibrace 15

16 2.4 Testovaný use case - Zobrazení výsledků kalibrace - Cíl use case: Využití grafové komponenty sloužící k vizualizace výsledku kalibračního procesu kalibrační funkci pro jednotlivé pixely detektoru. Cílem bude zobrazit kalibrační funkci (i s numerickými parametry) pro několik náhodně vybraných pixelů detektoru. - Výchozí stav: Dokončená kalibrace. - Cílový stav: Dokončená kalibrace, zobrazena kalibrační funkce. - Použitá metodika: Kognitivní průchod. - Q0: Ano, zobrazit graf - Popis průchodu: o Výběr záložky Calibration graphs viz obr. 17. o Otevření nemodálního dialogového okna pro zobrazení parametrů Menu bar > View > Show calib curve params viz obr. 18 o Zobrazení kalibračních funkcí pro několik náhodných pixelů viz obr Q1: Ano, zobrazí kalibrační funkci i jejími parametry pro několik náhodně vybraných pixelů. - Q2: Ano - Q3: Ano - Shrnutí výsledku: Při testování tohoto use case nebyly nalezeny žádné nálezy. Obr. 17: Výběr záložky Calibration graphs 16

17 Obr. 18: Zobrazení parametrů kalibrační funkce Obr. 19: Zobrazení kalibrační funkce pro další náhodný pixel 17

18 2.5 Testovaný use case Uložení výsledku kalibrace - Cíl use case: Uložit výsledek kalibrace ve formě a b c t souborů ve formě matice 256 x Výchozí stav: Dokončená kalibrace. - Cílový stav: Dokončená kalibrace, uložený výsledek kalibrace. - Použitá metodika: Kognitivní průchod. - Q0: Ano, uložit výsledek kalibrace. - Popis průchodu: o Vyvolání dialogového okna pro uložení výsledku kalibrace pomocí menu bar > File > Save calib files (viz obr. 20) o V dialogovém okně zaškrtnutí přepínače pro formát matice 256 x 512 viz obr. 21 o Výběr výstupního adresáře a zadání názvu výstupních souborů viz obr. 21 o Potvrzení výsledku uložení kalibrace tlačítkem OK viz obr. 21 o Kontrola stavu uložení kalibračních souborů pomocí panelu Progress viz obr Q1: Ano, uložit výsledek kalibrace. - Q2: Ano - Q3: Ano, po dokončení ukládání se v panelu Progress zobrazí zpráva o úspěšném uložení. (viz obr. 22) - Shrnutí výsledku: Obr. 20: Vyvolání dialogového okna pro uložení výsledku kalibrace 18

19 Obr. 21: Dialogové okno pro uložení výsledku kalibrace Obr. 22: Zobrazení výsledku uložení kalibrace 19

20 3 Přehled nálezů 3.1 Kritické nálezy Žádné. 3.2 Středně závažné nálezy Žádné. 3.3 Lehké nálezy 1. Nález v kapitole 2.1: Nedoimplementovaný measurement manager. Při přidávání nového měření uživatel musí editovat již existující. 20

21 4 Závěr V rámci této práce byly shrnuty základní techniky testování uživatelského rozhraní bez uživatelů. Pomocí těchto technik bylo otestování pět netriviálních případů užití (viz kapitola 2) softwaru pro energetickou kalibraci částicových pixelových detektorů, vyvinutým v ÚTEF ČVUT v Praze. Výsledky tohoto testu byly shrnuty přehledu nálezů (kapitola 3), až jich nebylo mnoho. 21

22 5 Seznam obrázků Obr. 1: Náhled UI aplikace... 4 Obr. 2: Výběr measurement manager z menu... 7 Obr. 3: Measurement manager... 8 Obr. 4: Úprava custom point... 8 Obr. 5: Upravené a povolené 4. Měření... 8 Obr. 6: Měření pro americium přidáno do levého postranního panelu... 9 Obr. 7: Levý postranní panel bez načtených dat Obr. 8: Výběr vstupních dat Obr. 9: Přidání snímků Obr. 10: Systémové okno pro výběr souborů Obr. 11: Dialogové okno pro načtení souborů naplněné Obr. 12: Zobrazení měření v levém postranním panelu s načtenými daty Obr. 13: Zaškrtnutí check box pro jedno měření Obr. 14: Tlačítko Process Obr. 15: Zobrazení průběhu kalibrace Obr. 16: Zobrazení výsledku kalibrace Obr. 17: Výběr záložky Calibration graphs Obr. 18: Zobrazení parametrů kalibrační funkce Obr. 19: Zobrazení kalibrační funkce pro další náhodný pixel Obr. 20: Vyvolání dialogového okna pro uložení výsledku kalibrace Obr. 21: Dialogové okno pro uložení výsledku kalibrace Obr. 22: Zobrazení výsledku uložení kalibrace