BİLİŞSEL MODELLER

S.Güzin MAZMAN

Bilişsel Modeller

 Bilişsel Model Nedir?

 Bilişsel Modeller     Hedef ve görev hiyerarşisi modeli Dil bilimsel ve dilbilgisel modeller Fiziksel ve araç seviyesi modeller Mimari modelleri 2 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Bilişsel Model

 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).

3 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Bilişsel Model

   Bireyler bilişsel modellerini gerçek ya da hayal, acemi ya da uzman kısacası düzeyi ve biçimi ne olursa olsun sahip olduğu bilgiye dayandırır.

 Bu modeller bireye deneyimlerini anlama, eylemlerinin sonuçlarını tahmin etme ve beklenmeyen sonuçlarla başa çıkmada yardım eder.

4 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Bilişsel Model

 Bilişsel Modeller bireylerin;  Anlayışlarını,  Bilgilerini,  Niyetlerini,  Süreçlerini modeller.

5 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Bilişsel Model

   Performans ve Yeterliliğe Göre Bilişsel Modeller Performans Modelleri Yeterlilik Modelleri    İşlemsel Niteliğe Göre Gruplandırma (Computional Flavour) Hedef ve Görev Hiyerarşisi Modeli Dil bilimsel ve Dilbilgisel Modeller   Fiziksel - Araç Modelleri Mimari Modelleri 6 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Hedef ve Görev Hiyerarşisi

 Bireyin bir hedefi alt hedeflere bölerek süreci kontrol etmesindeki zihinsel işlemlerini inceleyen modeldir.

 GOMS (Hedef-İşlemci-Yöntem-Seçim)  CCT(Bilişsel Karmaşıklık Kuramı) 7 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Hedef ve Görev Hiyerarşisi

   Granüllülük (Granularity) Nerede başlarız?

Nerede bitiririz?

  Problem çözmenin olmadığı, rutin öğrenilmiş davranışlar Birim görev   Karmaşa Bir hedefe ulaşmak için birden çok yol  Hata 8 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

GOMS (Hedef-İşlemci-Yöntem-Seçim)



GOAL

(Hedef)  başarmak istenilen şey, 

OPERATOR

(işlemci)  sistemi kullanmak için gerekli en temel eylemler, analizin en düşük seviyesi 

METHOD

farklı yollar (yöntem)  hedefi alt hedeflere bölmedeki 

SELECT

(seçim)  yöntemdeki farklı yollardan birisinin tercih edilerek seçimi 9 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

10 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

CCT (Bilişsel Karmaşıklık Kuramı)

 Bu kuramın temelinde GOMS modelindeki hedefleri ayrıştırma olup, bu modele daha kestirimci bir güç sağlar.

 CCT’nin iki paralel tanımı vardır; 1.

 Kullanıcının hedefleri, üretim kuralları.

Koşul sağlanırsa eylemi gerçekleştir.

if condition then action

2.

Bilgisayar sistemi (CCT’deki araçlar) 11 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

 CCT, acemiler kullanıcılar için durum ve hareketleri kısıtlandıracak şekilde farklı kurallar oluşturur.

 Genel olarak acemiler bütün kuralları çalışan belleklerinde test ederler ve her tuşa basıştan sonra sistemden geribildirim alırlar. Bu nedenle acemi davranışları prosedürleşmiş bir şekilde işlemez. 12 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

 CCT’deki kurallar hatasız performans ortaya koymak zorunda değildir.

 Bu kurallar hataları tahmin etmese de hata olgusunu açıklayabilirler.  CCT ile hedef yapısının derinliği, kuralların sayısı ve araç tanımı ile karşılaştırmaların ölçümü sağlanır.

13 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Hedef Hiyerarşisine İlişkin Problemler

 Hedef hiyerarşisi oluşturma bazen kullanıcı yerine bilgisayar diyalogu tarafından tanımlanma riski ortaya koyar.

 Kestirimler genellikle hata yapmayan uzmanlar için geçerlidir. Oysa uzmanlar da hata yapabilir. Diğer yandan GOMS, sistemi yeni öğrenen acemileri ve ara sıra hata yapan orta düzeydeki kullanıcıları ihmal etmektedir.

 İnsan bilgisayar etkileşiminin temel amaçlarından biri tüm kullanıcılar için maksimum kullanılabilirlik sağlamak olduğundan, bu modelin büyük bir eksikliği olarak görülmektedir. 14 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Hedef Hiyerarşisine İlişkin Problemler

 Tüm görevleri hedef yönelimli olarak modellerken, bazı görevlerdeki problem çözme gereksinimi 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.

15 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Dilsel ve Dilbilgisel Modeller

 İnsanların bilgisayar ile etkileşimleri sırasındaki kullanıcı davranışları ve bilişsel zorluklar genellikle dil bakımından incelenmektedir. Dil kavramı çerçevesinde geliştirilmiş farklı modeller bulunmaktadır.

  BNF (Backus-Naur Form) Task–Action Grammar (TAG) 16 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

BNF (Backus-Naur Form)

 Formal dillerin yazım kurallarını tanımlamak için kullanılan bir yazım kuralları kümesidir.

 Genellikle bilgisayar programlama dillerinin sözdizimsel yapısını belirlemek için kullanılmaktadır. Bir çok sistem diyalogları BNF kuralları ile kolayca açıklanabilir.

17 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi



BNF (Backus-Naur Form)

BNF’de tanımlamalar iki çeşittir; 1.

2.

Terminal Sembolleri, Terminal Olmayan Semboller.

18 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

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.

19 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

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.

20 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

BNF (Backus-Naur Form)

  Basit syntax nonterminal ::= expression    An expression contains terminals and nonterminals combined in sequence (+) or as alternatives (|)       draw line select line ::= select line + choose points + last point ::= pos mouse + CLICK MOUSE choose points ::= choose one | choose one + choose points choose one ::= pos mouse + CLICK MOUSE last point pos mouse ::= pos mouse + DBL CLICK MOUSE ::= NULL | MOVE MOUSE+ pos mouse 21 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

BNF Ölçümleri

 Kuralların sayısı  + ve | operatörlerinin sayısı     Zorlukları Farklı anlamlar için aynı sözdizimi Kullanıcı algısının yansımaması Minimal tutarlılık kontrolü 22 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Task Action Grammar (TAG)

 Tutarlılığı daha fazla ortaya çıkarma.

 Kullanıcının gerçek dünya bilgilerinin kodlanması.

 Gramer kurallarının parametrelerle açıklanması.

 Anlamsal (semantic) özellikler eklemek için uygundur.

23 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

TAG’lardaki Tutarlılık

 BNF’de UNIX komutları şu şekilde tanımlanmıştır: copy move ::= cp + filename + filename | cp + filenames + directory ::= mv + filename + filename | mv + filenames + directory link ::= ln + filename + filename | ln + filenames + directory  No BNF measure could distinguish between this and a less consistent grammar in which link ::= ln + filename + filename | ln + directory + filenames 24 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

TAG’ların Diğer Kullanımları

 Kullanıcının var olan bilgisi.

 Komutlar ve özellikler arasındaki benzerlikler.

 Bunlar yürütülen kurallar olarak modellenmişlerdir.

25 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Fiziksel ve Cihaz Modelleri

 The Keystroke Level Model (KLM)  Buxton's 3-state model    Bireyin hareket sistemine ait deneysel bilgiyi temel alırlar.

Kullanıcının görevleri: arama ve gerçekleştirme.

 Bu modeller sadece gerçekleştirmeyi içermektedir.

Amaçların hiyerarşisiyle bütünleyicidir.

26 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Keystroke Level Model (KLM)

 GOMS’un en düşük seviyesi.

  6 yürütme durum operatörü Fiziksel motor: K - keystroking P - pointing H - homing D - drawing  Zihinsel  Sistem M - mental preparation R - response  Deneysel olarak belirlenen zamanlar.

T execute = TK + TP + TH + TD + TM + TR 27 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

KLM 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 • USE-CLOSE-METHOD vs.

 assume hand starts on mouse

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]

Total

0.1

3.75 s

28 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Mimari Modeller

 Hiyerarşik modeller, dilsel modeller ve fiziksel cihaz modelleri daha çok insan zihni hakkında tahminlerde bulunmaktadırlar. Kullanıcı için etkili ve hatasız bir diyalog sağlamayı amaçlamaktadırlar.  Mimari modellerde ise odak noktası hataların tahmin edilmesi ve anlaşılabilmesidir.

29 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

Mimari Modeller

 Problem Alanı Modeli (Problem Space Model)  Bilişsel Alt Sistemlerle Etkileşim 30 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi

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

34 BTO - 611 İnsan - Bilgisayar Etkileşimi Teşekkürler… 