O sucesso de uma aplicação interactiva depende, em última análise, da facilidade com que o utilizador consegue aprendê-la e utilizá-la. Quando alguém utiliza um computador, pretende, através dele, realizar uma, ou mais, tarefas: levantar dinheiro numa máquina ATM, ou escrever uma dissertação de mestrado, por exemplo. A facilidade com que utilizará o sistema, dependerá da relação que existir entre as acções que ele mentalmente considera necessárias para realizar essa tarefa e as interacções com o sistema necessárias para o conseguir. Por outro lado, o utilizador pode não saber exactamente qual a tarefa que pretende realizar (ou como realizá-la) e, nesse caso, o seu desempenho será grandemente afectado pela qualidade da informação que lhe for proporcionada pela interface.
Os Modelos Cognitivos são utilizados, exactamente, para análise e descrição das tarefas que o utilizador tem para realizar e preocupam-se com o conhecimento que o utilizador tem sobre uma determinada tarefa e o modo de a executar. A noção de tarefa varia conforme o nível de abstracção que o modelo descreve, podendo ir de algo tão abstracto como "abrir um ficheiro", até algo tão concreto como os toques nas teclas da máquina ATM.
Dois exemplos de Modelos Cognitivos são a Teoria GOMS [FN85] e as Gramáticas Formais propostas por Reisner [Rei81]. Tanto um como outro se baseiam em notações do tipo BNF (Backus Naur Form).
A teoria GOMS divide o comportamento cognitivo humano em quatro componentes:
Estes quatro componentes são utilizados para descrever a interacção Homem-Máquina e, experimentalmente, fazer previsões de tempo e de sequências de comandos utilizadas, de modo a prever o desempenho e o comportamento humanos. Na fig. 1, é apresentado um extracto de um Modelo GOMS para a tarefa de posicionar o cursor numa linha de texto [FN85]. Ao Objectivo em questão estão associados três métodos: use Line-feed Method, use Quote-String Method e use Scroll-Method. Cada um deles por sua vez é composto por outros subobjectivos. O utilizador terá que, iterativamente, escolher o método a utilizar até que o cursor esteja na linha pretendida. Em [FN85] é mostrado que a notação utilizada para a descrição da interacção é equivalente a uma Gramática Livre do Contexto.
Reisner utiliza Gramáticas Formais Livres de Contexto para descrever interfaces e comparar analiticamente desenhos alternativos. A metalinguagem proposta por Reisner é composta pelos metasímbolos "::=" (é composto por), "|" (ou), "+" (concatenação) e "-" (em simultâneo). Na fig. 2 são apresentadas algumas produções da definição de uma aplicação de desenho interactiva (ROBOART1) apresentada em [Rei81]. Os terminais são apresentados em maiúsculas e os não terminais em minúsculas. A tónica é posta nas acções que o utilizador terá de recordar durante a execução de uma tarefa para, deste modo, analisar a facilidade com que ele consegue utilizar a interface. Neste exemplo podemos verificar que, para fazer uma figura colorida, o utilizador pode optar por fazer primeiro a figura e seleccionar a cor depois, ou ao contrário. Para seleccionar uma nova cor ele terá que colocar o cursor sobre ela (as cores são apresentadas no écran), ou, caso pretenda utilizar a cor anterior ou a cor inicial por defeito, não fazer nada (símbolo "NULL").
A facilidade de utilização é definida em termos do tamanho do conjunto de símbolos terminais (cada não terminal corresponde a uma acção do utilizador pelo que, quantos mais não terminais, mais acções o utilizador terá de recordar), do comprimento das sequências de terminais necessárias para realizar as tarefas (quantas acções são necessárias para realizar uma dada tarefa) e da consistência estrutural sintáctica (acções similares devem ter estrutura sintáctica semelhante). No fundo está a definir-se a facilidade de utilização em termos da estrutura sintáctica da interface, deixando de lado os conceitos semânticos envolvidos. Esta definição é discutível na medida em que uma tarefa sintacticamente simples pode ser semanticamente complexa e vice-versa. Por exemplo, nos teclados portugueses dos computadores pessoais, a tarefa semanticamente simples de escrever o caracter "{", complica-se sintacticamente com a necessidade de premir três teclas em simultâneo (sendo que uma delas só pode ser premida depois de as outras duas já o terem sido). Numa fase posterior foram ainda incluídas no modelo previsões sobre o comportamento humano, nomeadamente em termos de tempos de resposta do utilizador.
É pertinente questionarmo-nos sobre a validade da utilização de Gramáticas Livres de Contexto para a descrição das Interfaces. Como tais gramáticas apenas admitem um não terminal no lado esquerdo de cada produção, tal utilização equivale a assumirmos que o processo cognitivo é sequencial e monotónico (já que apenas uma tarefa pode ser realizada em cada instante, o que deixa de fora os diálogos assíncronos) e também que a capacidade humana de atingir um determinado objectivo é independente do contexto actual do utilizador e da sua história. Tais pressupostos dificilmente serão verdadeiros e é a própria Reisner a concluir que, embora sendo um bom ponto de partida, as Gramáticas Formais não são a resposta definitiva, sendo necessário encontrar novos formalismos.
Comparando as características dos dois modelos podemos ver que, sendo os dois baseados em Gramáticas Livres do Contexto, o seu poder descritivo é necessariamente o mesmo. O seu poder analítico é no entanto diferente. Enquanto o modelo GOMS possibilita uma análise experimental, quantitativa, da interacção, abordando o problema da selecção de métodos para a realização de uma dada tarefa, as gramáticas propostas por Reisner estão mais vocacionadas para uma análise qualitativa das interfaces, de forma analítica, mas sem abordar o problema de selecção do método a utilizar [FN85].
Embora a perspectiva de factores humanos seja importante e deva ser, tanto quanto possível, englobada no processo de desenho e desenvolvimento da interface, neste trabalho dá-se particular ênfase aos aspectos de Engenharia de Software do desenho das interfaces. O problema é abordado mais ao nível de como construir interfaces e, embora exista a preocupação de incluir mecanismos e características que possibilitem o desenho e implementação de interfaces de qualidade, o problema da determinação do que é uma tal interface não será abordado.
