ПРЕДИСЛОВИЕ Создание новых компьютеров и программного

ПРЕДИСЛОВИЕ
Создание новых
компьютеров
и
программного обеспечения
является одной из наиболее динамичных
областей
современной
инженерии. Каждые 1-2 года на мировой рынок поступает новая, более
эффективно работающая модель персонального компьютера. Постоянно
совершенствуются модели средних и больших вычислительных машин, а
в области программного обеспечения наблюдается настоящий бум.
Компьютерным наукам постоянно требуются все новые специалисты
самого высокого уровня. Одним из основных требований к ним стала
не только глубокая специализация, но и интердисциплинарность.
Помимо традиционных знаний в
области
hardware
(аппаратных
компьютерных средств) и software (программных средств) такому
специалисту необходимы знания из многих областей: психологии
мышления и восприятия, социальной психологии, психодиагностики,
структурной и прикладной лингвистики, колористики, эргономики и
дизайна, когнитологии (инженерии знаний). Потребности компьютерных
наук придали новый импульс определенному синтезу естественных,
технических и гуманитарных дисциплин. Это не может не радовать,
т.к. появились предпосылки для преодоления
царившего
ранее
"идиотизма узкой специализации" и формирования у специалистов
панорамного видения проблем современной инженерии. Но одновременно
возникла проблема построения новых учебных предметов, которые
органично впитали бы в себя инженерную и гуманитарную традиции
размышления,
преодолели
бы
односторонность
в
подходе
к
исследуемому или проектируемому
техническому
объекту.
Идея
объединения знаний из разных дисциплин лежит в основании данного
учебного пособия. Это объединение возможно не одномоментно и может
быть реализовано лишь в пошаговом сближении и взаимопроникновении
технических и гуманитарных воззрений на такую сложную реальность,
каковой являются современные компьютерные науки.
Большое внимание в пособии уделено направлению, которое
традиционно
называется
проектированием
пользовательского
интерфейса.
Это
пограничная
область
исследований
и
проектирования как в буквальном, так и в фигуральном смысле.
Пользовательский интерфейс является границей между человеком и
компьютером и до сих пор он чаще разделяет, чем объединяет,
является источником трудностей для человека и причиной сбоев в
функционировании компьютерной системы. Проблема состоит в том,
чтобы сделать пользовательский интерфейс не столько границей,
сколько открытым окном.
В пособии излагаются некоторые направления, в которых может
вестись "просветление"
пользовательского
интерфейса.
Первое
направление - это анализ потребностей самих пользователей. Кто как
не сами пользователи лучше знает, какие осложнения и ошибки были
вызваны плохо спроектированными пользовательскими интерфейсами.
Разработчики интерфейсов
напрасно
думают,
что
анализ
пользовательских предпочтений не является их функцией. Разработка
и проведение интервьюирования пользователя может во многом помочь
разработчику. Во всяком случае, может стать источником преодоления
некоторых инженерных иллюзий и веры в собственную непогрешимость.
Вместе с тем технология проведения опросов обычно выносилась за
скобки компьютерных наук, приписывалась исключительно социологии и
была незнакома специалистам в
компьютерных
науках.
Пособие
пытается преодолеть этот недостаток технического образования.
Для достижения
этой
цели
основное внимание в главе,
посвященной аналитическим методам эргономики, уделено той
их
части, которая
родственна
гуманитарным
областям
знаний:
социологии, психологии, социальной психологии. В частности, один
из параграфов
посвящен совершенно непривычному для инженеров
методу самонаблюдения, а другой - групповому интервьюированию. Тех
же, кто хотел бы глубже ознакомиться с методами эргономики,
происходящими из инженерии, мы отсылаем к замечательному учебному
пособию Т.П.Зинченко и А.А.Фрумкина (см. список дополнительной
литературы).
Еще одной областью, практически закрытой для разработчиков
интерфейсов, но
хорошо
разработанной в психологии, является
проблематика естественного общения и его функций: коммуникативной,
перцептивной, интерактивной, эмотивной и креативной. Некоторое
время назад эта область попала в поле зрения
разработчиков
интерфейсов, прежде
всего
в
связи с попытками разработать
естественно-речевой интерфейс. Они попытались наделить интерфейс
процедурами, обогащающими диалог пользователя с компьютером новыми
функциями, имеющими некоторое сходство с естественным общением. До
настоящего времени эти попытки не увенчались грандиозным успехом.
Однако, был дан некий толчок еще одному синтезу технических и
гуманитарных представлений.
Мы
не вправе пройти мимо него.
Известно, что
функции
человеческого
общения
находят
выражение
в вербальной (речевой) и невербальной (неречевой)
сферах. Диалог с компьютером ориентирован прежде всего на первую
из этих сфер. Поэтому значительное внимание мы уделим изложению
психолингвистических представлений.
В
частности,
рассмотрим
проблему выделения минимальной единицы диалоговой речи, которой
присущи все функции общения, упомянутые выше. Это так называемое
минимальное диалогическое единство, состоящее из коммуникативного
намерения, инициирующей и ответной реплик, а также координационной
связи между ними. Мы рассмотрим виды этих компонентов и условия,
позволяющие
с
их
помощью обогатить диалог пользователя с
компьютером.
Было бы неверно
утверждать,
что
приближение
свойств
компьютерного диалога
к
человеческому
общению
является
единственным направлением
его
совершенствования.
Работа
пользователя за
терминалом
обладает
рядом
характеристик,
совершенно непохожих на диалог людей, но сулящих дополнительные
преимущества в случае их совершенствования. Прежде всего речь идет
о развитии
компьютерной
графики,
полиэкранных
и
предметно-ориентированных интерфейсов. Один из разделов учебного
пособия мы посвятим способам
совершенствования
полиэкранного
интерфейса, разрабатываемым на основе закономерностей психологии
восприятия и дизайна. Для этого мы выделяем четыре уровня свойств
полиэкранного интерфейса,
начиная
со
свойств
отдельного
отображаемого на экране символа и заканчивая характеристиками
проведения процедуры
диалога.
Будет
показано,
что
нижним
актуальным уровнем анализа полиэкранного
интерфейса
является
анализ содержимого
отдельного
окна,
иначе говоря, свойства
моноэкранного интерфейса. Мы рассмотрим некоторые характеристики
моноэкранных интерфейсов, а также шесть имеющихся в настоящее
время режимов диалогового взаимодействия с компьютером. Кроме
этого будет показано, что важной характеристикой оптимальности
интерфейса является длина траектории осмотра человеком экрана
дисплея. На
этой
характеристике
разработан
метод
анализа
траектории с помощью теории графов. Помимо анализа траектории
осмотра, имеющего традицию
в
психологических
исследованиях
человеческого
восприятия,
имеется
ряд
критериев
оценки
интерфейсов, разработанных в теории и практике дизайна. Ведущими
среди
них
являются
критерии
централизации-децентрализации
группирования информации, единственности-множественности смысловых
центров на экране, симметричности-асимметричности отображаемой
информации, зависимости между числом и размерами окон. Опираясь на
эти критерии, можно значительно усилить выразительность экранного
отображения.
Известно, что важным основанием для вывода об оптимальности
интерфейса является его соответствие особенностям деятельности
пользователя, логике его работы с конкретной программой. Как
только понятие "деятельность пользователя" попадает в область
внимания
науки
о
"человеческих факторах", это приводит к
необходимости расширения контекста обсуждаемых проблем. В этом
расширении важно перейти от представлений о подобии пользователей
к представлениям об их значимых различиях. Эмпирически ясно, что
критериев такого различия может быть очень много. Это сложность
выполняемого
задания,
представленность
в
нем
когнитивных
(познавательных)
и
исполнительных
составляющих, различия в
функциональных состояниях пользователя, его характерологические и
личностные
особенности,
место
и
функции
пользователя
в
социотехнической системе, осведомленность в общих и частных целях
деятельности организации и многое другое. Тем не менее, каждый из
этих пользователей нуждается в своем модифицированном интерфейсе
или хотя бы в его адаптации под конкретные задачи. Проблема
разнообразия интерфейсов еще далека от своего решения, несмотря на
то, что уже существуют адаптивные интерфейсы, изменяющиеся в
зависимости от особенностей пользователя. Мы рассмотрим некоторые
примеры интерфейсов для пользователя высокого уровня, основанных
на новой технологии параллельного проектирования компьютерных
систем
и
программного обеспечения. Эта технология была бы
невозможна без привнесения социально-психологических представлений
о совместной деятельности группы разработчиков, особенностях их
информационного обмена. Многие из этих особенностей с тем или иным
успехом можно моделировать с помощью структуры и программного
обеспечения локальных компьютерных сетей. Однако для этого важно
различать по крайней мере микро- и макроуровни программного
обеспечения такого
рода.
Микроуровень
обеспечивает
работу
отдельного программиста, а макроуровень может быть представлен
аппаратными и программными средствами обеспечения деятельности
нескольких специалистов.
Этот уровень программного обеспечения в последнее время
плодотворно
разрабатывается
в
своеобразном
направлении
МАКРОЭРГОНОМИКЕ, синтезировавшей в себе отрасли консультирования
организационного развития
и
проекта
создания
программного
обеспечения GROUPWARE.
Мы далеки от мысли о том, что в изменении и обогащении
нуждаются
только компьютерные науки. Под воздействием новых
фактов, полученных
в
процессе
разработки
и
эксплуатации
компьютерных систем, развиваются и представления о "человеческих
факторах". Они вбирают в себя понятийный аппарат, который в
наибольшей степени
может помочь человеку в особом качестве,
человеку-пользователю. Очень перспективно использование знаний о
"человеческих факторах" для создания интеллектуальных систем. В
результате
взаимодействия
этих
направлений
были
уточнены
представления
об
активности
живых
систем,
понятиях
психофизиологической доминанты, общения, деятельности. Эти области
в наибольшей степени носят проблемно-ориентированный характер,
т.е. являются открытыми для различных обобщений и их реализации в
разрабатываемых системах. Очень интересным полем приложения новых
знаний стала разработка компьютерных средств для гуманитариев и, в
частности, для психологов. Здесь наблюдается своего рода двойное
обобщение. Для того, чтобы разработать такую систему, программист
должен предметно ознакомиться со структурой деятельности психолога
и некоторыми психологическими закономерностями. В то же время, для
того, чтобы создать программу психодиагностики, психолог также
должен кое-что почерпнуть из области компьютерных наук. При
разработке и использовании таких систем два совершенно различных
специалиста должны найти общий язык. Поэтому происходит более
плодотворное и активное освоение разных областей знания. Нами была
выбрана эта проблематика для изложения методов эргономического
проектирования программного обеспечения.
В проектах создания компьютеров пятого и шестого поколений
одним из ведущих направлений стали работы над интеллектуальным
интерфейсом.
В
его
рамках
происходит
глобальный
синтез
компьютерных
наук
с
психологией,
психофизиологией,
материаловедением и эргономикой. Мы не стали обходить вниманием
эту область, понимая тем не менее, что она может представлять для
студентов наибольшую трудность. Чтобы как-то облегчить знакомство
с этой главой, мы разделили ее изложение на мелкие части, каждая
из которых сопровождается выводами. В других частях учебного
пособия
выводами и вопросами для самопроверки, позволяющими
структурировать учебный материал, заканчивается каждая глава.
Надеемся, что это поможет лучше понять и запомнить основные идеи
учебного пособия. Этой же цели служат включенные в пособия "Тексты
в тексте", содержащие интересные сведения, которые не
имеют
прямого отношения к эргономике, но задают более широкий контекст
эргономическим исследованиям.
Все излагаемые в настоящем пособии проблемы и
решения
относятся к двум учебным дисциплинам: "Эргономика" и "Инженерная
психология", в той или иной мере преподающимся почти во всех
технических вузах, готовящих специалистов в области компьютерных
наук. В приложении к пособию содержатся практические задания,
выполнить которые можно как в рамках "лабораторного практикума",
так и в качестве домашних расчетных заданий. Существенно дополнить
знания студентов могут следующие книги:
1. Человеческий фактор. В 6-ти т.т. Под ред. Г.Салвенди. М.,
Мир, 1991-1992.
2. Коутс Р. Влейминк И. Интерфейс "человек-компьютер". М.,
Мир, 1990, -501с.
3. Уаттс
Р.
ЭВМ
и
непрофессиональные
пользователи.
Организация взаимодействия. М., Радио и связь, 1984.
4. Шнейдерман Б. Психология программирования. Человеческие
факторы в вычислительных и информационных системах. М., Радио и
связь, 1984.
5. Зинченко В.П., Мунипов В.М. Основы эргономики. М., МГУ,
1979.
6. Зинченко
Т.П.,
Фрумкин А.А. Методы эргономического
обеспечения проектирования. С.-П., 1991, -204с.
*
ВВЕДЕНИЕ
Благодаря развитию вычислительной техники многие решающие, в
том числе интеллектуальные функции стали уходить от человека.
Наметились
такие
тенденции
развития техники, когда машина
перестает быть средством деятельности в системах человек-машина, а
сам человек превращается в такое средство деятельности. История
техники знает периоды, когда человек выступал в роли придатка к
машине.
Сейчас уже на другом витке развития техники вновь
возникает эта ситуация, когда не сам человек, а машина будет
задавать направление и темп его деятельности. Нередкими становятся
случаи, когда несмотря на удобство и формальную правильность
проекта, человек оказывается не в системе деятельности, а вне ее,
он теряет место и роль субъекта деятельности. Человек не совершает
исполнительные действия с объектами управления, а манипулирует
органами управления. В этих, к сожалению, не столь уж редких
случаях человек находится при технологическом процессе, до конца
не понимая его тонкостей и часто не видя конечного продукта.
Соответственно
социотехническая или человеко-машинная системы
теряют свойства "социо" и "человеко" и оказываются техническими
системами. Причина этого состоит в том, что информационные модели,
реализуемые на экране дисплея, утрачивают для человека роль "окон"
или "дверей" в технологический процесс, в мир, в котором человек
вынужден существовать и осуществлять себя. Сквозь информационные
модели перестает "просвечивать" реальная предметная ситуация,
теряется ее предметное восприятие человеком, затрудняется ее
осмысление и понимание, а сквозь органы управления перестают
"просвечивать" реальные средства, которыми управляет оператор
системы
человек-машина,
и
непосредственные
результаты его
действий.
Можно представить
себе
ситуацию,
в
которой человек,
наделенный
решающими
функциями
и
не
обладающий
высокой
компьютерной
грамотностью,
но
зато
успешно
преодолевший
психологический барьер между собой и компьютером,
принимает
ответственное решение с помощью его программных средств. Видимо,
без должного понимания человеком всех аспектов ситуации управления
ничего хорошего из этого не выйдет.
Для того, чтобы снизить потенциальную
опасность
таких
действий, необходимо найти пути, способы, средства сохранения
бытийности,
предметности,
осмысленности
деятельности,
осуществляемой человеком посредством компьютеров с моделями и
символами.
Подобную работу следует проделать и для того, чтобы найти
верную стратегию компьютеризации.
Наполнение
мира
человека
компьютерами не должно осуществляться за счет обеднения содержания
его предметной деятельности, за счет "выхолащивания" предметно
ориентированного мышления. Ведь оно представляет собой основу
формирования способностей понимания знаковых и
символических
структур. Овладение компьютерами не должно происходить за счет
снижения гуманитарной культуры, урезания гуманитарных дисциплин в
высших
учебных
заведениях
(См. В.П.Зинченко. Эргономика и
информатика. Вопросы философии, 1986, N 7; В.П. Зинченко. Проблемы
гуманитаризации высшего технического образования. Вестник высшей
школы, 1986, N 10).
Для описания процесса работы человека за компьютером часто
используется концепция общения (диалога), взятая из социальной
психологии. В статьях часто встречаются такие словосочетания как
"язык общения
с
компьютером",
"диалог
пользователя
с
компьютерами", "диалоговая
система" и т.п. Однако при таком
словоупотреблении остается незамеченным, что
содержание
этих
понятий значительно отличаются от аналогичных, используемых в
психологии. Языки общения человека со средствами
информатики
намного беднее, а требования к правильному пониманию во многих
случаях могут быть значительно выше, чем в
непосредственном
общении людей друг с другом. Важный аспект человеческого общения это понимание смысла, который нередко находится не в тексте, т.е.
не в значениях, а в подтексте. В человеческом общении мы к этому
привыкли. Смысл ищется не только в словах, но и в поступках, в
выражении лица, в оговорках, обмолвках, в непроизвольной позе и
жестах. Человеческое общение многоязычно. В нем используются языки
жестов, действий, образов, знаков, слов, символов, используются
тексты, подтексты,
смыслы,
значения,
интонации,
логические
ударения, фигуры умолчания. При таком разнообразии далеко не
всегда есть уверенность в правильности понимания и разночтения в
понимании смысла часто ведут к рождению новых контекстов. Но дело
не только в мере понимания, а еще и в том, что слово (сказанное и
несказанное) в человеческом общении выступает в роли социального
действия (отсюда: "слово - не воробей..."). Поэтому нужно отдавать
себе отчет в том, что длительное общение человека с компьютером
может вести к разрушению естественного общения, к отчуждению и
асоциализации
самого
человека.
Этому
едва
ли
могут
воспрепятствовать усилия специалистов (при всей их полезности) в
области информатики, направленные на то, чтобы партнера в общении
- компьютер - сделать "дружественным" (user friendly).
Человеку не может отводиться разработчиками роль пассивного
лица, перекладывающего на компьютер тяжесть трудных решений. Он не
должен уступать компьютеру роли, требующей профессионального и
творческого владение предметом.
Но творческое владение предметом основывается не только на
профессиональных знаниях. Оно также задается извне, из более
широкого контекста ценностей, знаний и умений. Ученые, добившиеся
мировой известности, - И.М.Сеченов, А.А.Ухтомский, А.Эйнштейн,
В.И.Вернадский, П.А.Флоренский, - работая в излюбленных областях
науки, всегда опирались на глубокие знания о большом круге научных
предметов.
Они
находили
решения
профессиональных проблем,
используя эти знания, преобразуя опыт из других областей.
Говорят, теперь иное время - время узких специалистов. Нам
же кажется, что время узких специалистов прошло, по крайней мере,
для отдельных областей знания. Такой областью стали компьютерные
науки в их современном понимании. Они нуждаются
теперь
в
"синтетических" знаниях. Хочется верить, что нам удасться это
продемонстрировать в данном учебном пособии.
#