在第1章中，我们讨论了解释功效。能解释其行为的智能用户界面具有解释功效。此外，我们注意到解释功效包含有两个因素：系统透明性，它与为用户提供系统如何工作的理解有关；系统灵活性，它指的是用户界面的特征，使其易于使用，比如提供反馈信息的能力，系统抗干扰的能力，易于显示不同层级详细资料的能力以及处理不确定数据和信息的能力。

理解系统透明性和灵活性之间的不同在设计具有最大解释功率的用户界面时是很重要的。这是由于系统透明性，就其本身而言并不足以构造一个解释功效足够的系统。除此之外，我们希望根据所需要的内容，以及解决问题的环境，以不同方式获取所需的信息和情况。也就是说，有可能从系统中可以获得更多信息（即存在系统透明性）却没有灵活性，例如系统抗干扰的能力，又如系统可以轻易地改变输入而不至于从头开始的能力。用户可能不会费心去寻找已经存在的系统的透明性。事实上，僵化的用户界面会妨碍和阻止用户对于系统更深入地探究，也就是说，用户失去了系统透明性的支持。

究竟透明性和灵活性如何作用于解释功效？为什么两者如此重要？为了回答这两个问题，有必要将解释功效看成由两个部分组成：信息能力和计算能力。严格说来，信息能力只与内容相关，而计算能力评估有效性和使用性。信息能力较好的用户界面包含优良的信息内容，而计算能力较好的用户界面可以更为如实高效地调用和存取信息内容。根据这个定义，透明性可以提高信息能力，而灵活性可以提高计算能力。

Larkin和Simon通过对两种图形表示方法的比较，更精确的定义了相关概念。他们将两种表示定义为信息对等“若一个事件中所有信息可以通过另一个事件推知，反之亦成立^[1]”，并且两种表示也是计算等效的“若事件为信息等效此外可以从一个事件精确给定的信息出简单快捷得到的推论也能够从另一事件精确给定的信息中简单快捷的得到，反之亦成立^[2]”。根据他们的定义，就解释功效而言，若满足计算等效，则两种用户界面即为等效（根据定义可以看出，由于计算等效包含了信息等效，故而一定满足信息等效）。

下面例子将有助于说明信息能力和计算能力之间的区别。图9-7a是一个运输模式层级图表（参考第6章内容）。这张图表用来作为建议运输模式的专家系统的用户界面。图表将知识库划分为更易操作的知识块，并创建了一种层级表示方法，使得知识块之间的相互联系更为明确。另一方面，图9-7b给出了同一专家系统的平面界面。它是一个平面界面是因为所有节点之间的连接都被移除；本质上，也就是丢失了结构信息。另外，变量按字母表顺序列出（图形化表示方法的一个优点在于我们可以将相关变量放置在一个平面从而将其归类；为了避免对放置在平面位置上变量的索引工作，我们简单地将这些变量按照字母表顺序排列）。

上述层级界面和平面界面并不是信息等效的，这是因为平面界面缺乏有关变量如何相互连接的结构信息，因此其信息不如层级界面。为了使两者达到信息等效，就必须在平面界面中添加更多内容。比如，我们可以在每一个节点旁边附加一个文本解释，用以描述它与其他结点间的关系。用户可以通过点击平面界面上的任一节点获得其母节点的相关信息。例如点击货物重量，系统会告知用户：“货物重量的母节点为负荷类型”。这些解释，可以有效地将平面界面信息等效于层级界面。

但是，显而易见的是，这两个用户界面并不是计算等效的。就使用的有效性和简便性而言，层级界面要优于平面界面。在层级界面中，可以更加容易地看到信息是如何传播的，也就是说，改变一个节点如何在节点与节点间，层级上下层之间传播信息。相反地，平面界面的用户必须重建一系列受到影响的变量（事实上，层级结构可以从文本解释中得到重建），但这需要更多的认知时间，也需要投入更多的精力。因此，即便平面界面和层级界面是信息等效的，而在系统灵活性和计算能力方面，平面界面存在严重的缺陷。

一般说来，所谓图形化表示法的实际作用并不在于它包含更多的信息能力，而在于它可以大幅度提高计算能力。人类视觉信息系统本质上就是可以以很少甚至是没有成本消耗地构造图表上的全部感性推断（遗憾的是，这样的视觉辨识能力很难用人工智能程序仿真实现）。另一方面，在平面界面下，同样的人类用户不得不刻意地重构这些感性推断。尽管可以使用文本解释来重构层级关系，但是达到同样的认知结果需要极高的成本消耗。层级图表在构建这些元素时，可以有效地降低成本，这也就是其为什么如此强大且有效的原因。

为了更好地理解信息能力和计算能力，可以采用Larkin和Simon框架来比较和评估两种不同的用户界面。例如，图形化界面与非图形化界面。用苹果与苹果比较（而非苹果与橘子比较），首先要保证就信息能力而言，两个用户界面是等效的。然后构建一个受控的实验性研究，并要求参与者解决一系列问题。要求一组参与者使用第一种界面，即图形化界面；另一组参与者使用第二种界面，即非图形化界面（当然，参与者需要随机指派到两组之中）。我们预计使用图形化界面的一组在多方面会比非图形化界面组要好：

•正确解决问题的能力（解决问题的准确性）；

•正确解决问题所花的时间（解决问题的效率）；

•对新问题或者困难问题进行推断解决方案的能力；(www.daowen.com)

图 9-7

图9-7 （续）

•通过测量仪器评估用户对所使用界面的满意度。

实际上，正是通过这样的实验研究来评估运输模式层级提供的图形化界面的有效性^[3]。总计40名参与者使用了如图9-7a所示的层级界面，另外40名参与者使用了如图9-7b所示的信息等效平面界面。解决的问题之一就是当专家系统给出不正确的结论时，需要参与者识别两种用户界面中的错误规则：

由于铁道在运输易碎物品过程中的不良表现，因此当物品易碎程度高时就应当拒绝选择铁道运输方式。系统是否总能得出结论：极易碎物品[易碎程度=高]绝不选择铁道运输？若不能，是否能找出系统中导致错误结果的那一条错误规则或一系列错误规则，即运输方式=铁道运输？若存在这样的错误规则，请尽可能准确的将其指出。

表9-1中给出了试验研究的结果。很明显，层级界面减轻了解决问题的困难情况。使用层级界面的40名参与者中有34名（85%）至少找出了一条错误规则，而使用平面界面的40名参与者中只有23名（58%）做到了这一点^[1]。

表9-1 试验结果

就用户的满意度而言，选择层级界面的参与者占绝大多数，总计有77名参与者选择了层级系统，只有3名参与者选择了平面系统。同时，大多数参与者（57名）认为，层级界面在提高自身可视化以及理解系统中各变量间的关系方面有着极好的功效，这是不足为奇的。层级界面的其他重要优点包括：用户界面的逻辑性质可以提高系统的综合性（36名参与者）；操作简便（10名参与者）；便于解决问题（4名参与者）。当被问及有关层级界面可能存在的问题时，参与者也想出了一些回答。其中最主要的回复就是层级界面相对比较复杂，学习和使用需要更多的训练（28名参与者）。有趣的是，少数参与者（6名）认为层级界面会导致用户只使用这种特定的方法，而这是非常不好的。换句话说，平面系统的用户可以更为积极地去理解变量之间的关系，而层级系统的用户可能会更被动地接受系统的要求。但是，总的说来，很显然相比平面界面，层级界面更可取。