بن شنايدرمان

في مقالة عام 1973 بعنوان "تقنيات مخطط التدفق للبرمجة الهيكلية" التي عُرضت في اجتماع SIGPLAN عام 1973، جادل إسحاق ناسي وشنايدرمان بما يلي:

مع ظهور البرمجة الهيكلية والبرمجة بدون عبارة GOTO، تبرز الحاجة إلى طريقة لنمذجة العمليات الحسابية في هياكل مرتبة بسيطة، يُمثل كل منها فكرة كاملة، ربما مُعرّفة بدلالة أفكار أخرى لم تُعرّف بعد. يلزم نموذج يمنع عمليات نقل التحكم غير المقيدة، ويتميز ببنية تحكم أقرب إلى اللغات المُلائمة للبرمجة الهيكلية. نُقدم هنا محاولةً لوضع مثل هذا النموذج. ^{[ 11 ]}

أصبحت تقنية النموذج الجديدة للبرمجة الهيكلية التي قدموها تُعرف باسم مخطط ناسي-شنايدرمان ، وهو تمثيل بياني لتصميم البرمجيات الهيكلية. ^{[ 12 ]}

في سبعينيات القرن العشرين، واصل شنايدرمان دراسة المبرمجين واستخدام مخططات التدفق . وفي مقالة عام 1977 بعنوان "دراسات تجريبية حول جدوى مخططات التدفق التفصيلية في البرمجة"، لخص شنايدرمان وزملاؤه أصل مخططات التدفق ووضعها الراهن في برمجة الحاسوب .

أصبحت المخططات الانسيابية جزءًا لا يتجزأ من برمجة الحاسوب منذ ظهور الحواسيب في أربعينيات القرن العشرين. في عام ١٩٤٧، قدّم غولدشتاين وفون نيومان [٧] نظامًا لوصف العمليات باستخدام مربعات العمليات والتأكيدات والبدائل. وقد اعتبرا أن "البرمجة تبدأ برسم المخطط الانسيابي". قبل البدء بالبرمجة، يتم تحديد الخوارزمية وفهمها. يمثل المخطط الانسيابي تعريفًا عالي المستوى للحل المراد تنفيذه على الجهاز. على الرغم من أنهما كانا يعملان فقط مع الخوارزميات العددية، فقد اقترحا منهجية برمجة أصبحت منذ ذلك الحين ممارسة معيارية في مجال برمجة الحاسوب. ^{[ ١٣ ]}

علاوة على ذلك، أجرى شنايدرمان تجارب أشارت إلى أن المخططات الانسيابية غير مفيدة في كتابة برامج الحاسوب أو فهمها أو تعديلها. وفي نهاية بحثهم المنشور عام 1977، خلص شنايدرمان وزملاؤه إلى ما يلي:

على الرغم من أن هدفنا الأصلي كان تحديد الظروف التي تكون فيها المخططات الانسيابية التفصيلية أكثر فائدة، إلا أن نتائجنا السلبية المتكررة دفعتنا إلى التشكيك في جدوى هذه المخططات في ظل ظروف البرمجة الحديثة. لقد اخترنا مرارًا وتكرارًا مسائل وحاولنا تهيئة ظروف اختبار تُرجّح كفة مجموعات المخططات الانسيابية، لكننا لم نجد فروقًا ذات دلالة إحصائية بين المجموعتين. بل في بعض الحالات، تجاوزت متوسطات درجات المجموعات التي لم تستخدم المخططات الانسيابية متوسطات درجات المجموعات التي استخدمتها. نفترض أن المخططات الانسيابية التفصيلية ليست سوى عرض مُكرّر للمعلومات الواردة في عبارات لغة البرمجة. بل قد تكون المخططات الانسيابية في وضع غير مواتٍ لأنها ليست شاملة (إذ تُغفل التصريحات، وتسميات العبارات، وتنسيقات الإدخال/الإخراج) وتتطلب صفحات أكثر بكثير من عبارات لغة البرمجة الموجزة. ^{[ 14 ]}

في عام 1986، نشر الطبعة الأولى (التي صدرت منها الآن الطبعة السادسة) من كتابه "تصميم واجهة المستخدم: استراتيجيات للتفاعل الفعال بين الإنسان والحاسوب". ويتضمن هذا الكتاب قائمته الأكثر شهرة بعنوان "القواعد الذهبية الثمانية لتصميم الواجهات"، والتي تنص على ما يلي:

1. اسعَ إلى الاتساق. ينبغي اشتراط اتباع تسلسلات متسقة من الإجراءات في المواقف المتشابهة...
2. مكّن المستخدمين الدائمين من استخدام الاختصارات. فكلما زاد استخدامهم، زادت رغبتهم في تقليل عدد التفاعلات...
3. قدّم ملاحظات مفيدة. ينبغي أن يكون هناك نوع من التغذية الراجعة من النظام لكل إجراء يقوم به المشغل...
4. صمم حوارًا يؤدي إلى إغلاق الموضوع. يجب تنظيم تسلسل الإجراءات في مجموعات ذات بداية ووسط ونهاية...
5. وفّر معالجة بسيطة للأخطاء. قدر الإمكان، صمّم النظام بحيث لا يرتكب المستخدم خطأً جسيماً...
6. يُتيح هذا النظام إمكانية التراجع عن الإجراءات بسهولة. تُخفف هذه الميزة من القلق، لأن المستخدم يعلم أنه يُمكن تصحيح الأخطاء.
7. ادعم مركز التحكم الداخلي. يرغب المشغلون ذوو الخبرة بشدة في الشعور بأنهم مسؤولون عن النظام وأن النظام يستجيب لأفعالهم. صمم النظام بحيث يكون المستخدمون هم المبادرون بالأفعال بدلاً من كونهم متلقين لها.
8. تقليل عبء الذاكرة قصيرة المدى. تتطلب محدودية معالجة المعلومات البشرية في الذاكرة قصيرة المدى تبسيط العروض، ودمج عروض الصفحات المتعددة، وتقليل وتيرة حركة النوافذ، وتخصيص وقت تدريب كافٍ للرموز والوسائل المساعدة على التذكر وتسلسل الإجراءات. ^{[ 15 ]}

تُدرّس هذه الإرشادات بشكل متكرر في دورات التفاعل بين الإنسان والحاسوب.

في عام ٢٠٠٣، شارك بن بيدرسون وشنايدرمان في تأليف كتاب "فن تمثيل المعلومات بصريًا: قراءات وتأملات". يتضمن الفصل الثامن، بعنوان "نظريات لفهم تمثيل المعلومات بصريًا"، خمسة أهداف لنظريات موجهة لممارسي وباحثي تفاعل الإنسان مع الحاسوب، وهي:

تتمثل الأهداف النموذجية للنظريات في تمكين الممارسين والباحثين من:

1. صف الأشياء والأفعال بطريقة متسقة وواضحة لتمكين التعاون
2. شرح العمليات التي تدعم التعليم والتدريب
3. توقع الأداء في المواقف العادية والجديدة لزيادة فرص النجاح
4. تحديد الإرشادات، والتوصية بأفضل الممارسات، والتحذير من المخاطر
5. توليد أفكار جديدة لتحسين البحث والممارسة. ^{[ 16 ]}

يتم تدريس هذه الأهداف بشكل متكرر في دورات التفاعل بين الإنسان والحاسوب ويتم الاستشهاد بها في أعمال مؤلفين مثل إيفون روجرز وفيكتور كابتيلينين وبوني ناردي .

أدى تحليل شنايدرمان المعرفي لاحتياجات المستخدمين إلى وضع مبادئ تصميم واجهات التفاعل المباشر عام 1982، وهي: (1) التمثيل المستمر للأشياء والإجراءات، (2) الإجراءات السريعة والتدريجية والقابلة للعكس، (3) الإجراءات والإيماءات المادية كبديل للأوامر المكتوبة، مما مكّن المصممين من ابتكار واجهات مستخدم رسومية أكثر فعالية. وقد طبّق شنايدرمان هذه المبادئ لتصميم واجهات مستخدم مبتكرة، مثل العبارات القابلة للتحديد والمُظللة في النصوص، والتي استُخدمت في برنامج Hyperties الناجح تجاريًا. ^{[ 17 ]} استُخدم برنامج Hyperties لإصدار أول عدد من مجلة علمية إلكترونية في العالم، وهو عدد يوليو 1988 من مجلة Communications of the ACM ^{[ 18 ]} ، والذي ضمّ سبع أوراق بحثية من مؤتمر النص التشعبي لعام 1987. وقد أُتيح هذا العدد على قرص مرن مُرفق بالمجلة المطبوعة. وقد استشهد تيم بيرنرز لي بهذا القرص كمصدر لمفهوم "النقاط الساخنة" في بيانه الصادر في ربيع عام 1989 ^{[ 19 ]} حول شبكة الويب العالمية . كما تم استخدام Hyperties لإنشاء أول كتاب إلكتروني تجاري في العالم، وهو Hypertext Hands-On! في عام 1988.

أدت مفاهيم التفاعل المباشر إلى ظهور واجهات شاشة اللمس للتحكم المنزلي، والرسم بالأصابع، ولوحات المفاتيح الصغيرة التي تعمل باللمس والمنتشرة الآن في كل مكان. وقد مكّن تطوير "استراتيجية الرفع" ^{[ 20 ]} من قِبل باحثي مختبر التفاعل بين الإنسان والحاسوب بجامعة ميريلاند المستخدمين من لمس الشاشة، والحصول على معلومات حول ما سيتم تحديده، وتعديل موضع إصبعهم، وإتمام عملية التحديد برفع إصبعهم عن الشاشة.

طبّق فريق HCIL مبادئ التفاعل المباشر لأنظمة التشغيل الآلي للمنازل التي تعمل باللمس ، وبرامج الرسم بالأصابع، ^{[ 21 ]} وأشرطة التمرير ذات المربع المزدوج ^{[ 22 ]} التي اكتسبت شهرةً واسعةً بفضل تضمينها في برنامج Spotfire . وقد أبرز العرض المرئي المتأصل في التفاعل المباشر إمكانية عرض المعلومات بصريًا.

في عام ١٩٩٧، أجرت باتي مايس وشنايدرمان مناظرة عامة حول التلاعب المباشر مقابل وكلاء الواجهة في مؤتمر CHI'97 ^{[ ٢٣ ]} ومؤتمر IUI 1997 (حيث تضمنت وقائع مؤتمر IUI ورقتين بحثيتين منفصلتين ^{[ ٢٤ ] [ ٢٥ ]} ، ولكن لم يُعثر على أي أثر لهذه المناظرة على الإنترنت). ساهمت هذه الأحداث في تحديد الموضوعين الرئيسيين الحاليين في مجال التفاعل بين الإنسان والحاسوب: ^{[ ٢٦ ]} التحكم البشري المباشر في عمليات الحاسوب عبر واجهات المستخدم المرئية، مقابل تفويض التحكم إلى وكلاء واجهة يعرفون رغبات المستخدمين ويتصرفون نيابةً عنهم، مما يقلل الحاجة إلى التدخل البشري. ولا تزال مناظرتهما تحظى باهتمام كبير (حيث بلغ عدد الاستشهادات بها ٤٧٩ استشهادًا في يناير ٢٠٢٢ للمناظرة الأصلية في مؤتمر CHI ^{[ ٢٧ ]} )، لا سيما في أوساط تصميم واجهات المستخدم، حيث عُقدت مناظرات مماثلة في مؤتمري ACM CHI 2017 ^{[ ٢٨ ]} و ACM CHI 2021 ^{[ ٢٩ ]} .

انصبّ جلّ اهتمامه في السنوات الأخيرة على تمثيل البيانات بصريًا ، حيث ابتكر مفهوم خريطة الشجرة للبيانات الهرمية. ^{[ 30 ]} تُستخدم خرائط الشجرة في معظم أدوات تمثيل البيانات بصريًا، بما في ذلك Spotfire و Tableau Software و QlikView و SAS و JMP و Microsoft Excel . كما تُستخدم في أدوات استكشاف محركات الأقراص الصلبة، وتحليل بيانات سوق الأسهم، وأنظمة التعداد السكاني، وبيانات الانتخابات، وبيانات التعبير الجيني، والصحافة البيانية. ويُمكن الاطلاع على الجانب الفني لخرائط الشجرة في مشروع Treemap Art Project.

كما قام بتطوير أشرطة تمرير الاستعلام الديناميكية مع شاشات عرض متعددة ومنسقة، وهو عنصر أساسي في برنامج Spotfire الذي استحوذت عليه شركة TIBCO في عام 2007. واستمر عمله على أدوات التحليل المرئي لبيانات السلاسل الزمنية، مثل TimeSearcher ، والبيانات عالية الأبعاد، مثل Hierarchical Clustering Explorer ، وبيانات الشبكات الاجتماعية، مثل SocialAction. ^{[ 31 ]} وساهم شنايدرمان في أداة تحليل وتصور الشبكات الاجتماعية واسعة الانتشار NodeXL .

تتناول الأعمال الحالية تصوير تسلسلات الأحداث الزمنية، كما هو الحال في السجلات الصحية الإلكترونية، في أنظمة مثل LifeLines2 ^{[ 32 ]} و EventFlow ^{[ 33 ]} . تُصوّر هذه الأدوات البيانات الفئوية التي تُشكّل تاريخًا طبيًا لمريض واحد، وتقدم عرضًا مُجمّعًا يمكّن المحللين من اكتشاف الأنماط في قواعد بيانات التاريخ الطبي للمرضى الكبيرة.

في عام ٢٠١٢، شارك جيفري هير وشنايدرمان في تأليف مقال بعنوان "الديناميكيات التفاعلية للتحليل البصري" نُشر في مجلة "ACCUP MMACE " (ACCUP MMACE)، المجلد ١٠، العدد ٢. يتضمن هذا المقال تصنيفًا للديناميكيات التفاعلية لمساعدة الباحثين والمصممين والمحللين والمعلمين والطلاب في تقييم أدوات التحليل البصري وإنشائها. يتكون هذا التصنيف من ١٢ نوعًا من المهام، مُجمّعة في ثلاث فئات رئيسية، كما هو موضح أدناه.

^{[ 34 ]}

كما حدد مجال البحث الخاص بسهولة الاستخدام الشاملة لتشجيع إيلاء المزيد من الاهتمام للمستخدمين المتنوعين واللغات والثقافات وأحجام الشاشات وسرعات الشبكة والمنصات التكنولوجية.

في مراحل لاحقة من مسيرته المهنية، ركز شنايدرمان على الذكاء الاصطناعي المتمحور حول الإنسان. ^{[ 3 ] [ 35 ]} وقدّم شنايدرمان رؤية بديلة للذكاء الاصطناعي تُشدد على ضرورة وجود أنظمة موثوقة وآمنة وجديرة بالثقة تُمكّن الناس من الاستفادة من قوة الذكاء الاصطناعي مع الحفاظ على سيطرتهم. وأكد شنايدرمان على الحاجة إلى تقنيات "تُعزز وتُقوّي وتُمكّن وتُحسّن قدرات البشر بدلاً من استبدالهم". ^{[ 36 ]}