İNSAN – BİLGİSAYAR ETKİLEŞİMİ

1. İNSAN – BİLGİSAYAR ETKİLEŞİMİ Bölüm 12: BilişselModeller(Cognitive Models) Ders Sorumlusu: Doç.Dr. Hakan TÜZÜN Hazırlayan: Yahya İLTÜZER 2013-2014 Güz Dönemi Hacettepe Üniversitesi

2. Bilişsel Model Nedir? • Bilişsel Modeller • Hedef ve Görev Hiyerarşisi Modeli • Dilbilimsel ve Dilbilgisel (grammatical) Modeller • Fiziksel ve Cihaz Modelleri • Bilişsel Mimariler İçerik

3. Bilişsel modeller bir şeylere açıklama getirme eğilimimiz • sonucu ortaya çıkan; • nesnelerin nasıl çalıştığı, • olayların nasıl ortaya çıktığı ya da • bireylerin davranış biçimlerine • ilişkin kavramsal modellerimizidir (Norman, 2002). Bilişsel Model Nedir ?

4. Bilişsel Modeller bireylerin; • Anlayışlarını, • Bilgilerini, • Niyetlerini, • Süreçlerini • modeller. • Bireye; • deneyimlerini anlamada, • eylemlerinin sonuçlarını tahmin etmede ve • beklenmeyen sonuçlarla başa çıkmada yardım eder. Bilişsel Model Nedir ?

5. Fare kullanımının algı ve bilişsel boyutunun nasıl anlaşılacağı, • kullanıcıların, ekranda sunulan bilgileri daha kolay hatırlayabilmesi • için nasıl organize edilmesi gerektiği veya • neden kullanıcıların bir uygulamayı kullanırken zorluk çekmekte • iken benzer başka bir uygulamayı kullanırken bu sorunu • yaşamadıkları gibi konulara açıklık kazandırabilmek için • etkileşimin bilişsel boyutu hakkında bilgi sahibi olmamız • gerekmektedir. Neden Bilişsel Model ?

6. Bireyin bir hedefi alt hedeflere bölerek süreci kontrol etmesindeki • zihinsel işlemlerini inceleyen modeldir. • GOMS (Hedef-İşlemci-Yöntem-Seçim) • CCT(Bilişsel Karmaşıklık Kuramı) Hedef ve Görev Hiyerarşileri (1)

7. Hedef ve Görev Hiyerarşileri (2) Granüllülük - Taneciklilik (Granularity) Nerede başlarız? - Nerede bitiririz? Hedefimizi - Görevimizi analiz etmeye farklı noktalardan başlayabiliriz ve nerede bitireceğimizi iyi tespit etmemiz gerekir. Problem çözmenin olmadığı, rutin öğrenilmiş davranışlar Hiyerarşiler genellikle daha rutin, öğrenilebilir davranışlar ile sınırlanmaktadır. Bu tür soyut görevler ‘görev birimi’ olarak adlandırılır. Karmaşa-Çatışma Hedefe ulaşmak için birden çok yol Hata Mükemmel kullanıcı olmadığını düşündüğümüzde hiyerarşiler kullanıcıya nasıl davranması gerektiğini iyi göstermelidir.

8. GOMS (Hedef-İşlemci-Yöntem-Seçim) Goals (Hedef): Kullanıcının başarmak istediği şey Operators (İşlemci): Sistemi kullanmak için gerekli en temel eylemler Methods (Yöntem): Hedefi alt hedeflere bölmedeki farklı yollar Select (Seçim): Yöntemdeki farklı yollardan birisinin tercih edilmesi

9. Örnek

10. CCT - Bilişsel Karmaşıklık Kuramı (1) Bilişsel Karmaşıklık Kuramı, GOMS modelindeki hedefi bölme ilkesine dayanır. Kestirim (tahmin) gücü artırılarak model zenginleştirilmiştir. Kullanıcı hedefi ve bilgisayar sistemi olmak üzere iki tanımlamaya sahiptir. Kullanıcı hedefi; GOMS gibi hedef hiyerarşisine dayanmaktadır ve ‘üretim kuralları’ olarak ifade edilir. Koşul sağlanırsa eylemi gerçekleştir --- ifconditionthenaction Bilgisayar sistemi (CCT’deki araçlar)

11. CCT - Bilişsel Karmaşıklık Kuramı (2) Bilişsel karmaşıklık kuramı, acemi kullanıcılar için durum ve hareketleri kısıtlandıracak şekilde farklı kurallar oluşturmuştur. Genel olarak acemiler; bütün kuralları kısa süreli belleklerinde sürekli test ederler ve her tuşa basış sonrası sistemden geribildirim beklerler. Bu nedenle acemi davranışları süreçlendirilmiş (proceduralized) bir şekilde işlemez.

12. CCT - Bilişsel Karmaşıklık Kuramı (3) BKK’daki kurallar hatasız performans ortaya koymak zorunda değildir. Bu kurallar hataları tahmin etmese de hata olgusunu açıklayabilirler. Bilişsel Karmaşıklık Kuramı ile; hedef yapısının derinliği, kuralların sayısı ve araç tanımı ile karşılaştırmaların ölçümü sağlanır.

13. Hedef Hiyerarşileri ile İlgili Problemler Kestirimler, genellikle hata yapmayan uzmanlar için geçerlidir. Sistemi yeni öğrenen acemileri ve ara sıra hata yapan orta düzeydeki kullanıcıları ihmal etmektedir. GOMS, tüm kullanıcılar için maksimum kullanılabilirlik sağlamamaktadır. Tüm görevleri hedef yönelimli olarak modellerken, bazı görevlerdeki problem çözme gereksinimini ihmal etmektedir. GOMS ürünün sosyal ve kurumsal etkilerini göz önünde bulundurmamaktadır. Ayrıca GOMS modeli insan bilişine ilişkin kuramları desteklemediği için eleştirilmektedir. İnsan bilişini seri işleme modeli olarak görmekte ve herhangi bir etkinliğin görev bitene kadar devam edeceğini varsaymaktadır.

14. Dilbilimsel ve Dilbilgisel (grammatical) modeller • Bilgisayar ile etkileşim sırasında kullanıcı davranışları ve bilişsel zorluklar genellikle dil bakımından incelenmektedir. • Dil kavramı çerçevesinde geliştirilmiş farklı modeller bulunmaktadır. • Backus-Naur Form (BNF) • Task–Action Grammar (TAG)

15. BNF (Backus-Naur Form) • Anlamsal olmayan sadece sözdizimsel diyaloglardır. • Bilgisayar programlama dillerinin sözdizimsel yapısını belirlemektedir. • BNF’de tanımlamalar iki çeşittir; • Terminal Semboller • Terminal Olmayan (Non-Terminal) Semboller

16. Terminal Semboller • Bir dilde geçerli olan yapıları oluşturmak için birleştirilen daha alt parçalara ayrılamayan (atomik) sembollerdir (+,*,‐,% vb...) • Kullanıcı bazında ise en düşük seviyedeki temel davranışlara işaret eder. • Örneğin; tuşa basmak, fareyi tıklatmak ya da hareket etmek.

17. Terminal Olmayan Semboller • Bu semboller, dilin kendisinde var olmayan ancak kurallar ile tanımlanan ara tanımları göstermek için kullanılan sembollerdir (‘<‘ ve ‘>’ ). Kullanıcı bazında ise yüksek seviyede soyutlamalardır. • Örneğin menüyü seçmek, menüden uygun konuma tıklamak.

18. BNF Örneği • Basit sözdizimi • nonterminal ::= expression • An expression • contains terminals and nonterminals • combined in sequence (+) or as alternatives (|) • draw line::= select line + choose points + last point • select line::= pos mouse + CLICK MOUSE • choose points ::= choose one | choose one + choose points • choose one ::= pos mouse + CLICK MOUSE • last point::= pos mouse + DBL CLICK MOUSE • pos mouse::= NULL | MOVE MOUSE+ pos mouse

19. BNF Ölçümleri • Kuralların sayısı • + ve | operatörlerinin sayısı • Zorlukları • Farklı anlamlar için aynı sözdizimi • Kullanıcı algısının yansımaması • Minimal tutarlılık kontrolü

20. Task Action Gramer (TAG) • BNF’yi yeteri kadar tutarlı - bilişsel olmamakla eleştirir. • Tutarlılığı sağlamak amacıyla dil yapısının (harfler, isimler v.b) komut olarak kullanılması gereklidir. • Kullanıcının gerçek dünya bilgisi ile gramer yapısı tutarlı olmalıdır. • cpcopyingfiles • mv  movingfiles • Anlamsal (semantic) özellikler eklemek için uygundur.

21. Task Action Gramer (TAG) • BNF’yi yeteri kadar tutarlı - bilişsel olmamakla eleştirir. • Tutarlılığı sağlamak amacıyla dil yapısının (harfler, isimler v.b) komut olarak kullanılması gereklidir. • Kullanıcının gerçek dünya bilgisi ile gramer yapısı tutarlı olmalıdır. • cpcopyingfiles • mv  movingfiles • Anlamsal (semantic) özellikler eklemek için uygundur.

22. Fiziksel ve Cihaz Modelleri • The Keystroke Level Model (KLM) • Buxton's 3-StateModel • Bu modeller bireyin hareket sistemine ait deneysel bilgiyi temel alırlar. • Hedef hiyerarşisiyle birbirini tamamlarlar.

23. Keystroke Level Model (KLM) • 20 sn den fazla zaman almayacak sıralı ve basit komutların çalıştırılması ile ilgilenmektedir. • GOMS’un en düşük seviyesidir. • 6 yürütme durum operatörü vardır. • Fiziksel motor K - keystroking P - pointing H - homing D – drawing • Zihinsel M - mentalpreparation • Sistem R - response • Texecute = TK + TP + TH + TD + TM + TR

24. USE-CTRL-W-METHOD H[to kbd] 0.40 M 1.35 K[ctrlW key] 0.28 Total 2.03 s USE-CLOSE-METHOD P[to menu] 1.1 B[LEFT down] 0.1 M 1.35 P[to option] 1.1 B[LEFT up] 0.1 Total 3.75 s Keystroke Level Model Örneği GOAL: ICONISE-WINDOW [select GOAL: USE-CLOSE-METHOD MOVE-MOUSE-TO- FILE-MENU PULL-DOWN-FILE-MENU CLICK-OVER-CLOSE-OPTION GOAL: USE-CTRL-W-METHOD PRESS-CONTROL-W-KEY] Alternatifleri karşılaştırma: USE-CTRL-W-METHOD vs. USE-CLOSE-METHOD assume hand starts on mouse

25. Buxton’s Three-Stage Model Sistemleri kullanmak için fare, trackball, lightpen gibi giriş birimleri kullanılır. Fare için; State 1  Herhangi bir butona basmadan hareket ettirme durumunda sadece fare kursörü hareket eder. State 2  Butona basarak hareket ettirmede ise bir nesnenin sürüklenmesi gerçekleşir. LightPen için; State 0 Ekrana dokunulmazsa sistem izleme olayını gerçekleştiremez State 1 Dokunma işleminde sistem izlemeye başlar.

26. Mimari Modeller (1) Hiyerarşik modeller, dilsel modeller ve fiziksel cihaz modelleri; insan zihni hakkında tahminlerde bulunur, kullanıcı için etkili ve hatasız bir diyalog sağlamayı amaçlar. Mimari modeller ise hataların tahmin edilmesi ve hataların anlaşılabilmesine odaklanır.

27. Mimari Modeller (2) İki model söz konusudur. Problem Alanı Modeli (Problem Space Model) Bilişsel Alt Sistemlerle Etkileşim Modeli

28. Problem Alanı Modeli (Problem Space Model) Problem alanı modelinde problemlerin belirli bir alanda oluştuğu varsayılır. Problem alanı belirli evreler ve bir dizi işlemleri içerir. Problem alanındaki davranış; Mevcut evreye dayalı geçerli işlemi seçme Yeni evreyi gerçekleştirmek için mevcut evreye uygulanması Problem alanı içindeki işlemler; Hedef biçimlendirme İşlem seçimi İşlemin uygulanması Hedefi tamamlama

29. Problem Alanı Modeli (Problem Space Model)

30. Bilişsel Alt sistemlerle Etkileşim • Biliş, algı ve eyleme ilişkin modeldir. • Bireyi bir bilgi işleme cihazı olarak görmeye bütüncül bir bakış açısı getirir. • Eylemlerin kullanıcı tarafından otomatikleştirildiğinde belirli prosedürlerin nasıl kolaylaştığı ile ilgilenir. • Farklı iki psikolojik geleneği bir bilişsel mimaride birleştirir. • Kısa süreli bellek araştırmalarının mimari ve genel amaçlı bilgiyi işleme yaklaşımı • Psiko-dilsel araştırmalar ve yapay zeka problem çözme literatürünün işlemsel ve gösterimsel yaklaşımı

31. Teşekkürler…