İNSAN – BİLGİSAYAR ETKİLEŞİMİ

Ders Sorumlusu: Doç.Dr. Hakan TÜZÜN

Hazırlayan:Yahya İLTÜZER

2013-2014 Güz DönemiHacettepe Üniversitesi

Bölüm 12: Bilişsel Modeller

(Cognitive Models)

Bilişsel Model Nedir?

Bilişsel Modeller

Hedef ve Görev Hiyerarşisi Modeli Dilbilimsel ve Dilbilgisel (grammatical) Modeller Fiziksel ve Cihaz Modelleri Bilişsel Mimariler

İçerik

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 ?

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 ?

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 ?

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)

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.

Hedef ve Görev Hiyerarşileri (2)

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

Örnek

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 --- if condition then action

Bilgisayar sistemi (CCT’deki araçlar)

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.

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.

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.

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)

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

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.

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.

BNF Örneği

Basit sözdizimi

nonterminal ::= expression

An expressioncontains terminals and nonterminalscombined in sequence (+) or as alternatives (|)

draw line ::= select line + choose points + last pointselect line ::= pos mouse + CLICK MOUSEchoose points ::= choose one | choose one + choose pointschoose one ::= pos mouse + CLICK MOUSElast point ::= pos mouse + DBL CLICK MOUSEpos mouse ::= NULL | MOVE MOUSE+ pos mouse

BNF Ölçümleri

Kuralların sayısı

+ ve | operatörlerinin sayısı

Zorlukları Farklı anlamlar için aynı sözdizimi Kullanıcı algısının yansımaması Minimal tutarlılık kontrolü

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 copying filesmv moving files

Anlamsal (semantic) özellikler eklemek için uygundur.

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 copying filesmv moving files

Anlamsal (semantic) özellikler eklemek için uygundur.

Fiziksel ve Cihaz Modelleri

The Keystroke Level Model (KLM)

Buxton's 3-State Model

Bu modeller bireyin hareket sistemine ait deneysel bilgiyi temel alırlar.

Hedef hiyerarşisiyle birbirini tamamlarlar.

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 - keystrokingP - pointingH - homingD – drawing

Zihinsel M - mental preparation

Sistem R - response

Texecute = TK + TP + TH + TD + TM + TR

Keystroke Level Model Örneği GOAL: ICONISE-WINDOW [selecto GOAL: USE-CLOSE-METHODo MOVE-MOUSE-TO- FILE-MENUo PULL-DOWN-FILE-MENUo CLICK-OVER-CLOSE-OPTIONo GOAL: USE-CTRL-W-METHODo PRESS-CONTROL-W-KEY]

Alternatifleri karşılaştırma:•USE-CTRL-W-METHOD vs.•USE-CLOSE-METHOD

assume hand starts on mouse

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

USE-CTRL-W-METHOD

H[to kbd] 0.40

M 1.35

K[ctrlW key] 0.28

Total 2.03 s

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.

Light Pen için;State 0 Ekrana dokunulmazsa sistem izleme olayını gerçekleştiremezState 1 Dokunma işleminde sistem izlemeye başlar.

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.

Mimari Modeller (2)

İki model söz konusudur.

Problem Alanı Modeli (Problem Space Model) Bilişsel Alt Sistemlerle Etkileşim Modeli

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

Problem Alanı Modeli (Problem Space Model)

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

Teşekkürler…