April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
1
Design of UserFriendly Systems
Joel Clawson
Genevieve Hudak
Brock LaMeres
Kitty Turner
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
2
Introduction
Topic:
Design
Objective:
To understand good and bad design practices aspertained to the psychology of users
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
3
Agenda
The dysfunction of everyday things
The psychology of everyday actions
Knowledge in the head and in the world
Knowing what to do
To err is human
User-centered design
Overview of Things That Make Us Smart
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
4
Characteristics of Objects
Easy to understand
Easy to interpret
Contain visible cluesto operation
Difficult to Use
Frustrating
No clues/False clues
Get in the way ofnormal thoughtprocesses on operation
Well Designed
Poorly Designed
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
5
Frustrations of Everyday Life
Poor Visibility
Lack of Natural Signals
Poor Mappings
Poor Instructions
Poor Relations between old, knownfunctions and similarly named new ones
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
6
Psychology of Everyday Things
Affordances
Plates → Pushing
Knobs → Turning
Slots → Inserting
False Causality
Conceptual Models
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
7
Principles of Design for Understanding and Usability
Provide a good Conceptual Model
Make things Visible
Provide good mappings
Provide natural relationships
Don’t overload a control
Provide Feedback
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
8
The Psychology of Everyday Actions
“Humans will try to figure it out”A user sits down at an interface with a goal. The user…1) Observes what functionality is available.2) Forms a conceptual model of how the system works.3) Takes an action to achieve the goal.4) Observes the outcome of the action, was it right or wrong? 5) Either Reinforces or Discredits his conceptual model.6) Continues until the goal is accomplished.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
9
The Psychology of Everyday Actions
This is good if ???- The interface understands how the user approaches the system.- Allows the user to explore the system risk free.- Provides only necessary functionality at the top level.- Handles Errors.
This is bad if ???- Inappropriate actions result in no or incorrect feedback.- There is no forgiveness for mistakes.- The model of the system varies from the conceptual model of the user.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
10
The Psychology of Everyday Actions
A good system understands how users get lost….- Can the user build a conceptual model of the system from the interface?  (false models, misconceptions)- Does the feedback of actions discredit the model?  (Falsely Blaming yourself, Blaming the wrong cause)- Does the system reinforce misconceptions? (Learned Helplessness, Taught Helplessness)
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
11
The Psychology of Everyday Actions
A good example:Delete Confirmation - Confirmation that an action was taken. - A correlation of the action and observation. - A way out of a dangerous situation.
A bad example:MS Word Auto Format - no relationship between action and outcome. - no consistency between the outcomes. - not always possible to reverse action and get back to where we started.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
12
The Psychology of Everyday Actions
-Design Aids to Compliment the User’s Thought Process…
1) VisibilityThe user will see what is available and act accordingly.2) A Good Conceptual Model The user will form a simple model, does the system allow models to be formed?3) Good MappingIs there a correlation between the action and the outcome?4) Feedback
Users reinforce/discredit their model according to the reaction they get from anaction.  If there is no action, the user is lost.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
13
Knowledge in the Head and In the World
“Digital Media Offers Overwhelming Information”
1)There is too much information for the user to remember.
2)Designers must Decide which information will bememorized and which will be stored in the system.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
14
Knowledge in the Head and In the World
What are the Tradeoff ???
Knowledge in the WorldKnowledge in the Head
Retrievability:Available when visible/audibleRequires Memory Search
Learning:Not RequiredRequired
Efficiency:SlowFast once Retrieved
First Encounter:EasyDifficult
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
15
Knowledge in the Head and In the World
What do we do ???
 - Exploit the Nature of Human Thought - Humans want to form a “conceptual model” of all things.
- Information without a model is difficult to remember.
- Try to communicate Concepts instead of Raw Information
Ex)1) Where do you find the information vs. What is the information?
2) How Features Alter the System vs. What Specifically do the features do?
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
16
Knowledge in the Head and In the World
Mappings Can Help “Knowledge in the World”
“Stove Control Example”No Mapping    Natural Mapping
 This exploits the human need for a conceptual model through “mappings”
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
17
Knowledge in the Head and In the World
Understanding Memory Can Help “Knowledge in the Head”
1) Memory for Arbitrary Things
(difficult, standardization helps)2) Memory for Meaningful Relationships(efficient)
3) Memory through Explanation
(conceptual models)
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
18
Physical and Logical constraints
Physically constrain possible operations
Rely upon properties of the physical world
Examples:
Large peg cannot fit into small hole
Keys can have only one of two orientations when inserted into avertical slot
Logical constraints take advantage of natural mappings andrelationships
Location and operation should follow these naturalmappings:
Two switches to controls two lights: left switch should control leftlight and right switch should control right light
Last piece of a jigsaw puzzle, naturally constrained to go in theempty hole
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
19
Cultural and Semantic constraints
Cultural constraints: Knowing how to act incultural situations such as at a restaurant
Culturally acceptable behavior frames
Notice these when they are violated, such as standing inan elevator facing the rear
Differ from culture to culture
Semantic constraints rely on
the meaning of the situation
the user’s knowledge of the situation and the world
Example:
How to sit in a chair with arms, sit with legs over openedge
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
20
Visibility and Feedback
Visibility: “Making relevant parts [or the correct action] visible”– easiersaid than done
Doors
Unclear design of many doors as to which side of the door opens
Switches
Many switches controlling different things
Natural mapping of switches often not exploited; which direction of theswitch is on/off
Feedback: “Give each action an immediate and obvious effect.”
Use sound to make things visible
Whistle of tea kettle when water boils
Click when toast pops up
Change in pitch when vacuum is clogged
Having a good display – visual feedback
Lets the user know what effect their actions have
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
21
Capture and Data-Driven Errors
Capture error: When “a frequently done activity suddenlytakes charge instead of (captures) the one intended.”
Occurs when two different action sequences have initialstages in common, where one is well practiced and theother unfamiliar
Examples:
Going to change your clothes for dinner and findingyourself in bed
Get in your car on Sunday to go to the store and end upgoing to work instead
Data-driven error: Occurs when sensory data interferes withthe current action sequence.
Automatic actions are data-driven.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
22
Description and Mode Errors
Description error: When the intended action has a lot incommon with other actions that are possible.
Comes from imprecise internal descriptions.
Occurs when the wrong and right objects are physically neareach other.
Example:
Flipping the wrong switch in a long row of switches
Mode error: When controls must perform more than oneaction, depending on the mode
Errors occur when the mode is not made visible
Especially prevalent on computer systems and digitalwatches
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
23
Associative activation and Loss-of-activation Errors
Associative activation errorWhen internal thoughtsand associations trigger actions.
Examples:
Thinking something you shouldn’t say and thensaying it.
Answering your telephone ‘come in’
Loss-of-activation error: Plainly, forgetting.
Can happen in the middle of doing something,such as walking into a room and forgetting whyyou went there.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
24
To Err is Human
Types of errors
Visibility of Errors
Conceptual models that lead to error
Structure of tasks:
Wide and deep
Shallow
Narrow
Explaining away errors
Social Pressures
Forcing Functions
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
25
More Info
Flanders, Vincent.  “Web Pages that Suck”.http://www.webpagesthatsuck.com/dailysucker/
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
26
User-Centered Design
Good design
The user says “Yes, I see” or “Of course”.A simple explanation is sufficient.
Bad design
The user says “How am I going toremember that?” after the explanation.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
27
7 principles of good designOR7 principles for transforming difficult tasks into simple ones
1. Use both knowledge in the world and knowledge in thehead.
2.Simplify the structure of the tasks.
3. Make things visible:  bridge the gulfs of Execution andEvaluation.
4.  Get the mappings right.
5.  Exploit the power of constraints, both natural andartificial.
6.  Design for error.
7.  When all else fails, standardize.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
28
Use knowledge in the world and knowledge in the head
Users are more comfortable and learn better when theknowledge they need to perform a task is readily available inthe world or through constraints.
Users perform faster and more efficiently when they cansynthesize the knowledge needed for their task.
So it should be easy to go back and forth – to combineknowledge in the head with knowledge in the world.
The designer must develop a conceptual model for the userthat captures the important parts of the device and that isunderstandable by the user.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
29
Simplify the structures of tasks
The amount of planning and problem solving for a taskshould be minimized.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
30
Make things visible
On the execution side of an action:
So that users know what actions are possible and how theactions can be done.
On the evaluation side of an action:
So that users know what the results of the actions are andthe current state of the system.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
31
Get the mappings right
Make sure the user can understand the relationshipbetween intentions and possible actions,
actions and their effects on the system,
the actual system state and what is reflected in theinterface,
and the perceived system state and the needs, intentionsand expectations of the users.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
32
Exploit the power of constraints, both natural and artificial
Use natural and artificial constraints to make users feel thatthere is only one possible action.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
33
Design for error
Assume that any error is possible and plan for it.
Allow users to recognize errors and recover from them.
Make it easy to reverse operations and hard to doirreversible actions.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
34
When all else fails, standardize
When the above principles cannot be put into place,standardize the actions, layout, display, and results.
With standardization, users only have to learn it once butthey must be trained to the new standard.
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
35
Knowing what to do
Constraints
Physical and Logical:
Cultural and Semantic:
Good:http://www.denver.org/index.asp
Bad: http://www.aiwa.com/flash.html
Visibility and Feedback
Visibility:
Bad: http://www.chapcap.com/main.htm
Feedback:
Good: http://www.newgrounds.com/
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
36
Human Centered Technology
Aimed at aiding cognition
Often interferes and confuses
Should be aimed at the needs of people
Two Kinds of Cognition
Experiential
Reflective
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
37
Kinds of Learning
Accretion
Accumulation of Facts
Tuning
Practice to make reflective tasks becomeexperiential
Restructuring
Acquiring new concepts
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
38
Representation
Cognitive Artifacts
What make us smart
Provide abstract representations
Represent the important ideas
Match the Artifact to the Task
Naturalness Principle:
Experiential cognition is aided when theproperties of the representation match theproperties of the object/idea being represented
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
39
Fitting the Artifact to the Person
People are better at Perception thanAbstraction and Symbolism
Appropriateness Principle:
The representation used by the artifact shouldprovide exactly the information acceptable tothe task: neither more nor less.
People seek understandings, causes,purpose
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
40
The Human Mind
Machines use different principles thanpeople
They complement each other
Details vs. Representation
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
41
Distributed Cognition
Distributed Intelligence
Knowledge is in the world
Impossible means Impossible
Properties of the world
Accuracy is not always important
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
42
Organizing Knowledge
Hierarchical
Spatial
Temporal
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
43
Conclusion
User-centered design
About the USER
Thinking
Interaction with world
April 19, 2004
“Design of User-Friendly Systems”
DLC, 2004
44
Questions ?