Käyttöliittymien varhainen kehitys

Riia Nurmi
Tietojenkäsittelytieteen historia seminaari kevät 2000
Tietojenkäsittelytieteen laitos
Helsingin yliopisto
riia.nurmi@helsinki.fi

Sisällysluettelo

1. Johdanto
2. Mitä tarkoitetaan käyttöliitymällä?
3. Tietokoneiden alkutaival ja käyttöliittymien kehitykseen vaikuttaneita syitä
4. Edistysaskeleita käyttöliittymien saralla
      4.1 Reikäkorttien aika
      4.2 Näppäimistö
      4.3 Komentorivipohjainen
      4.4 Menut
      4.5 Suora kuvakkeiden käsittely
      4.6 Graafiset käyttöliittymät
      4.7 Osoitinlaitteet
   
5. Douglas Engelbart
6. Alan Kay

• Lähteet
  

1. Johdanto

Käsittelen tässä esityksessä tietokoneiden käyttöliittymien varhaista historiaa. Aihe on hyvin laaja, joten olen joutunut tekemään joitain rajoituksia. Olen esityksessä keskittynyt ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutuksessa lähinnä siihen, miten kommunikointi toimii ihmiseltä koneen suuntaan. Eli erilaisiin syöttölaitteisiin. Aiheen kannalta tärkeistä ja mielenkiintoisista aiheista olen joutunut jättämään vähäisemmälle huomiolle muun muassa sotateollisuudessa käytetyt laitteet, koska niistä löytyvä materiaali on hyvin vähäistä.

Luvussa kaksi määrittelen lyhyesti mitä tarkoitetaan käyttöliittymällä ja mitä ongelmia käyttöliittymien suunnitteluun liittyy. Luvussa 3 erittelen käyttöliittymien kehitykseen vaikuttaneita syitä ja luvussa 4 tarkastelen käyttöliittymien kehitystä. Esittelen siinä muutamia merkittäviä edistysaskeleita lähtien reikäkorteista ja edeten komentopohjaisen käyttöliittymän kautta aina graafiseen käyttöliittymään asti. Olen rajannut esityksen niin, että se kattaa ajan 1940-luvun ensimmäisistä tietokoneista aina 1980-luvun puolelle eli esitys käsittelee todellakin vain käyttöliittymien varhaisinta historiaa. Monet merkittävät keksinnöt käyttöliittymien alalla ovat tulleet käyttöön tämän jälkeen, mutta ne pohjautuvat kuitenkin monelta osin juuri tämän ajan innovaatioihin.

Lopuksi luvuissa 5 ja 6 esittelen lyhyesti kaksi käyttöliittymien kehitykseen suuresti vaikuttanutta miestä, Douglas Engelbartin ja Alan Kayn. Henkilöiden esittelyssä en pyrikään kartoittamaan koko uraa, vaan keskityn uran alkuaikoihin, jotka liittyvät käyttöliittymien varhaiseen kehitykseen.

2 Mitä tarkoitetaan käyttöliittymällä?

"Käyttöliitymäksi kutsutaan kaikkia niitä teknisen järjestelmän piirteitä, joiden kautta ja joiden avulla ihmisten on mahdollista käyttää järjestelmää sen tarkoitusta vastaavalla tavalla" [Oul99]

Käyttöliittymän määritelmä on aika lavea ja se voidaankin jakaa kolmeen tasoon:

1. Teknis-fysiologis-ergonominen taso
2. Käsitteellis-havainnollinen taso
3. Toiminnallis-kontekstuaalinen taso

Käyttöliittymään kuuluvat siis niin fyysiset ominaisuudet kuin järjestelmän toiminta eli miten käsiteltävä asia ja siihen tehdyt muutokset havainnollistetaan käyttäjälle. Tavallisen käyttäjän kannalta käyttöjärjestelmä on koko laite.

Aivan ensimmäiset tietokoneet ja niiden käyttöliittymät olivat erittäin primitiivisiä ja kehittymättömiä. Käyttöliittymien varhainen kehitys liittyikin pitkälti laitteen fyysisten ominaisuuksien parantamiseen eli tasolle 1. Vasta myöhemmin päästiin käsiksi mentaalimallien parantamiseen ja siihen että ajateltaisiin asioita ihmisen eikä koneen kannalta.

Tietotekniikan historiassa ei aluksi kiinnitetty juurikaan huomiota käytettävyyteen. Tärkeintä oli, että koneilla saatiin ylipäätään tehtyä jotain. Lisäksi koneen osat olivat kalliita ja suoritusteho oli minimaalinen verrattuna nykyajan koneisiin. Tällä ei kuitenkaan ollut väliä niin kauan kuin tietotekniikka pysyi pienen ja asialle vihkiytyneen piirin harrastuksena. Koneiden kanssa toimivat ihmiset ymmärsivät niitä ja osasivat ajatella "koneen logiikalla".

Ongelmia alkoi tulla kun myös muiden ihmisten piti pystyä toimimaan koneiden kanssa. Tietokone on eräs monimutkaisimpia laitteita, jota tavallinen ihminen joutuu ohjaamaan. Se on yleiskäyttöinen, eikä sen toiminnasta ole olemassa luonnollista mentaalimallia, jonka käyttäjä voisi ymmärtää [Oul99]. Siksi pitää yrittää rakentaa jonkinlainen välitaso, jolloin käyttäjän ei tarvitsekaan tietää miten kone toteuttaa asiat, käyttäjälle näkyy vain lopputulos.

Hyvän käyttöliittymän suunnitteleminen on erittäin haastavaa. Ihminen ymmärtää asioita mentaalimallien avulla, niinpä hyvän käyttöliittymän tulisi luoda oikeanlainen mentaalimalli. Mentaalimalleihin vaikuttavia tekijöitä ovat käyttömahdollisuudet, kausaalisuus, rajoitukset, vastaavuudet, siirtovaikutus, stereotyypit, opetus ja ohjaus, vuorovaikutus ja kokemus [Oul99]. Käyttöliittymän tulisi siis fyysisesti, visuaalisesti ja antamansa palautteen kautta tukea käyttäjän mentaalimallia.

3 Tietokoneiden alkutaival ja käyttöliittymien kehitykseen vaikuttaneita syitä

Ensimmäiset tietokoneet rakennettiin 40-50 luvulla. Niiden kehittäjät olivat tutkijoita tai insinöörejä, jotka tunsivat koneensa läpikotaisin. He tekivät itse omat ohjelmansa ja myös itse käyttivät niitä. Aivan ensimmäisenä elektronisena tietokoneena pidetään Eniacia (kuva 1), jossa sähkömekaaniset releet korvattiin elektoniputkilla [Tie99]. Se pystyi jo suorittamaan jopa 5000 yhteenlaskua sekunnissa, mutta sen käyttöliittymä ei kuitenkaan ollut kovin käytännöllinen; Eniacilla voitiin tehdä vain yksi toiminta kerrallaan eli jokaisen tehtävän suorituksen jälkeen sille täytyi antaa uudet ohjeet.[Oul99]

Kuva 1ENIAC täytti koko huoneen. Kontrollit ovat vasemmalla ja oikealla näkyy pieni osa tulostuslaitetta.

Alussa tietokoneet olivat laboratoriokoneita eli niitä valmistettiin yksi tai korkeintaan pari kappaletta. Niitä käytettiin pääasiassa yliopistoissa matemaattisten ongelmien ratkaisuihin. Tietokoneita alettiin käyttää yliopistojen ulkopuolella 50-luvun alussa ja vähitellen siirryttiin sarjavalmistukseen. Ne säilyivät kuitenkin pitkään pienen piirin harrastuksena.

Ammattikäyttäjät, jotka aluksi olivat tietokoneiden ainoita käyttäjiä, eivät olleet kovin vaativia käyttöliittymän suhteen. Kuitenkin jo hyvin aikaisessa vaiheessa oli yliopistoilla ja tutkimuslaboratorioissa (kuten Xerox PARCissa) tutkijoita, jotka yleensä valtion rahoittamina tekivät käyttöliittymiin liittyvää tutkimustyötä [Mye96]. Kuten esityksessä myöhemmin todetaankin, olivat monet ideat tulleet esille alan pioneerien toimesta jo 60-luvulla, mutta vasta 80-luvulla Applen johdolla alettiin niitä alettiin soveltamaan teolliseen tuotantoon.

Henkilökohtaisen tietokoneen käsite syntyi tammikuussa 1975, kun Popular Electronics-lehden kansikuvassa esiteltiin ensimmäinen kotikäyttäjälle suunnattu tietokone, Altair. Oikeastaan vasta siis 70-luvun lopulla alkoivat tavalliset ihmiset käyttää tietokonetta. Nyt törmättiin nopeasti käyttöliittymien vajavaisuuksiin. Esimerkiksi Altairia myytiin rakennussarjana 389 dollarin hinnalla ja se oli nykymittapuun mukaan todella alkeellinen. Muistia siinä oli 256 tavua ja "käyttöliittymänä" toimi joukko punaisia merkkivaloja ja mekaanisia kytkimiä [Jär97]. Tarvetta käyttöliittymien kehitykselle siis oli. Nyt käyttöliittymien kehittämisen motivaatioksi tuli raha. Paremmalla käyttöliittymällä varustettu laite yksinkertaisesti menestyi paremmin markkinoilla.

Toinen maailmansota edisti käyttöliittymien kehitystä ja käyttöliittymien kehityksen juurien voidaankin sanoa olevan juuri II maailmansodassa [Oul99]. Silloin tekniikan kehitys oli ylipäätään nopeaa, kun kaikki voimavarat keskitettiin siihen. Käyttöliittymien kehitykseen sota vaikutti siksi, että käyttö tapahtui ääriolosuhteissa, jolloin oli erityisen tärkeää, että käyttö oli helppoa; käyttäjän piti pystyä keskittymään muihin asioihin samanaikaisesti ja silti toimia erittäin nopeasti, tehokkaasti ja tarkasti. Sodassa käyttäjien vaihtuvuus oli myös nopeaa, joten uusia käyttäjiä piti pystyä kouluttamaan nopeasti.

4 Edistysaskeleita käyttöliittymien saralla

Aivan aluksi tietokoneet kertoivat tuloksistaan vilkkuvien valojen avulla ja käyttäjä pystyi kommunikoimaan tietokoneen kanssa vain mekaanisten kytkimien välityksellä. Vain korkeasti koulutetut erikoisosaajat pystyivät toiminnan monimutkaisuuden takia kommunikoimaan koneen kanssa. Vähitellen käyttöliittymien oli kuitenkin pakko kehittyä, jotta niistä saatiin enemmän irti ja jotta useammat ihmiset pystyivät käyttämään niitä.

4.1 Reikäkorttien aika

Reikäkortit olivat käytössä automaattisessa tietojenkäsittelyssä jo ennen kuin varsinaiset tietokoneet tulivat käyttöön. Reikäkorttien käytön katsotaan alkaneen vuonna 1890 kun Herman Hollerith kehitti Yhdysvaltojen väestölaskentaa varten esimmäiset reikäkorttikoneet. Hän oli saanut idean kutomakoneiden reikäkorttiohjauksesta. (Hollerith perusti koneidensa valmistamiseksi myöhemmin yrityksen, josta syntyi vähitellen International Business Machines IBM.) [Tie99]

Reikäkorttikoneiden käyttäjät olivat erikoisosaamisensa takia hyvin korkealle arvostettuja henkilöitä. Operaattoreina (kuva 2) toimi tuohon aikaan yleensä vain miehiä. Reikäkorttikoneilla suoritettiin monia kaupallishallinnollisia tietojenkäsittelytehtäviä, joista monet olivat aivan vastaavanlaisia tehtäviä kuin nykyäänkin suoritettavat kaupallishallinnolliset tehtävät ovat. Koneiden käyttäminen eli niiden käyttöliittymä oli kuitenkin paljon hankalampaa kuin nykyisten tietokoneiden. Yhdellä reikäkorttikoneella voitiin suorittaa vain yksi työvaihe (monistus, laskenta, tulkkaus, lajittelu, tulostus) ja sen jälkeen operaattorin oli siirryttävä korttien kanssa seuraavalle koneelle, jossa suoritettiin seuraava vaihe. Näin jatkettiin kunnes koko tehtävä oli suoritettu.

Kuva 2Valkoisissa työtakeissaan operaattorit työskentelivät yleensä erityisessä reikäkorttikonesalissa [Tie00].

Reikäkorttikoneiden "ohjelmointi" suoritettiin kytkentälaattojen avulla. Laattojen ja johtojen avulla ohjattiin koneen toimintaa. Esimerkiksi kuvassa 3 olevalla kytkennällä on suoritettu veron ja sairaskassamaksun pidätyslaskelmat. Kytkentöjen tekijöissä oli erityisiä virtuooseja, jotka omalla kytkentätekniikallaan pysyivät tekemään reikäkorttikoneilla huimia suorituksia.

Kuva 3 Kytkentälaatta [Tie00]

Varsinaiset tietokoneet syrjäyttivät reikäkorttikoneet 1960-luvulla. Reikäkortit pysyivät kuitenkin käytössä pitkään tietokoneiden rinnalla. Niitä oli käytössä vielä 1980-luvulla [Tie00].

4.2 Näppäimistö

Vuonna 1872 Charles Sholes esitteli qwerty-näppäimistön kirjoituskoneisiin [Tie99]. Remington Arms yhtiö alkoi markkinoimaan sitä vuonna 1873. Siinä englanninkielisessä tekstissä eniten esiintyvät kirjaimet oli jaettu eri puolille näppämistöä, jotta kirjasinvarret eivät jumiutuisi helposti. Sholes ei pystynyt kuvittelemaankaan että koneella kirjoittaminen olisi ikinä käsin kirjoittamista nopeampaa.

Myöhemmin kirjasinvarsien jumiutumisongelmista päästiin eroon ja Sholes itse patentoi parannellun kirjaisinten sijoittelumallin 1896.

Qwerty-näppäimistön kilpailijaksi nousi August Dvorak kehittelemä Dvorak näppäimistö (Kuvassa 4). Dvorakin näppäimistö perustuu siihen että usein käytetyt yhdistelmät (englannin kielessä) sijaitsevat lähekkäin ja käytetään paljon vahvoja sormia kuten etusormia.

Kuva 4 Dvorak näppäimistö

Toisen maailmansodan aikana tehtiin tutkimusta saavutettaisiinko Dvorakin näppäimistöllä parempia tuloksia kuin qwerty-näppäimistöllä. Tutkimustulokset olivat hämmästyttäviä. Siinä missä qwerty näppäimistöllä kesti kolme vuotta päästä 47 sanaan minuutissa, Dvorakilla samaan päästiin 52 tunnin koulutuksella! Lisäksi virheiden määrä putosi huomattavasti. Kirjoittajien uudelleenkoulutuksen uskottiin kuitenkin maksavan liikaa ja vielä tänäkin päivänä qwerty-näppäimistö on teollisuusstandardina [Big99].

4.3 Komentorivipohjainen käyttöliittymä

Komentorivipohjainen käyttöliittymä oli valtava editysaskel, sallihan se antaa komentoja suoraan koneelle ilman monimutkaista reikäkorttisysteemiä. Komentorivipohjainen käyttöliittymä on monessa paikassa käytössä nykyäänkin. Se on erinomaisen nopea tapa saada annettua monimutkaisiakin komentoja koneelle. Ongelmana siinä on se, että käyttäjän on tiedettävä tasan tarkkaan mitä tapahtuu milläkin komennolla ja käyttäjän on muistettava ulkoa useita eri käskyjä. Tämä sopii hyvin tietokoneisiin erikoistuneelle ihmiselle, joka hallitsee termistön ja tapahtumat eikä ihmettele miksi kone ei toimi, vaikka vain yksi kirjain on väärin koko rivin pituisessa komennossa.

Komentorivipohjainen käyttöliittymä on nopea ja erittäin tehokas työkalu ammattikäyttäjälle. Tavalliselle käyttäjälle se ei sovellu niin hyvin, koska se edellyttää käytön alkaessa valtavaa panostusta, kun käyttäjän on opeteltava kaikki tarvittavat komennot [Coo95].

4.4 Menut

Kun ohjelmat tulivat yhä monimutkaisemmiksi ja isommiksi, komentoja alkoi olla valtavan paljon ja niiden muistaminen kävi aina vain vaikeammaksi. 70-luvun lopulla keksittiin, että käyttäjälle voitaisiin antaa lista eri komennoista, joista käyttäjä voisi sitten valita haluamansa komennon. Komennot saatiin menujen avulla jaettua hierarkisiin kokonaisuuksiin, jolloin muistettavat kokonaisuudet voitiin pilkkoa osiin [Coo95]. Mitenkään kovin nopeaa tai tehokasta menujen käyttö ei ollut, mutta helpotti tavallisen käyttäjän toimintaa muistettavien asioiden vähentyessä.

Komentojen paljoudesta johtuen komennot täytyi jakaa hierarkiseksi puuksi. Yhdessä tyypillisessä menussa oli kuusi numeroitua vaihtoehtoa. Käyttäjän tarvitsi vain syöttää haluamansa numero ja ohjelma eteni seuraavaan valikkoon. Ongelmana olivat käyttäjien tekemät virheet. Aluksi ei ollut mitään mahdollisuutta peruuttaa väärää komentoa. Myöhemmin keksittiin kysyä jokaisen valinnan jälkeen varmistuskysymys, mikä mahdollisti takaisinpaluun, mutta toisaalta hidasti käyttöä entisestään kun jokainen käsky piti vielä varmistaa oikeaksi.[Coo95]

Menujen kehityksen huippua edusti Lotus 1-2-3, jonka Lotus julkaisi vuonna 1983. Lotus menestyi 1980-luvun alussa kunnes jäi graafisen käyttöliittymän jalkoihin.

4.5 Suora kuvakkeiden käsittely

Mahdollisuuden käsitellä näytöllä olevia kohteita suoraan jollain osoitinlaitteella (direct manipulation of graphical objects) esitteli ensimmäisen kerran Ivan Sutherland 1963 kehittelemässään SketchPad-ohjelmassa. SketchPad oli Sutherlandin väitöskirjan aiheena ja sen rakensi Lincoln Lab USA:n ilmavoimien rahoittamana [Mye96]. SketchPad tuki kohteiden käsittelemistä valokynän avulla. Sillä pystyi tarttumaan kohteisiin kiinni ja liikuttamaan niitä sekä vaihtamaan kohteen kokoa.

Suoran manipuloinnin keksiminen oli yksi tekijöistä, jotka edesauttivat graafisen käyttöliittymä syntyä. Muista tekijöistä mainitsemisen arvoinen on ikkunoiden keksiminen. Douglas Engelbart esitteli vuonna 1968 ikkunat (tiled windows) ja Alan Kay idean päällekkäin menevistä ikkunoista (overlapping windows) väitöskirjassaan 1969. [Mye96] Yksittäisen ikkunan käsite oli tuttu jo aiemminkin, mutta Engelbartin ja Kayn kohdalla puhuttiin siis useista ikkunoista. Xerox PARC:ssa tutkittiin monia suorakäsittelyyn liittyviä tekniikoita 1970-luvulla ja kehitettiin niitä edelleen.

4.6 Graafiset käyttöliittymät

Jo vuonna 1973 valmistettiin Xerox PARC:ssa ensimmäinen toimiva Alto (kuvassa 5) tietokone. Alto oli ensimmäinen järjestelmä, jossa yhdistyivät modernin graafisen käyttöliittymän vaatimat ominaisuudet (hiiri, bit-mapped näyttö ja graafisten ikkunoiden käyttö) [Gra00].

Kuva 5 Xerox Alto [Gra00]

Vuonna 1980 Three Rivers Computer Corporation esitteli oman graafisen työasemansa, Perqin. Se ei kuitenkaan saavuttanut suurta mainetta. Enemmän huomiota sai seuraavana vuonna ilmestynyt parannettu painos Altosta, Xerox Star (kuvassa 6), jota monet pitävät ensimmäisenä graafisella käyttöliittymällä varustettuna tietokoneena. Yhtiö itse ei oivaltanut kehitystyönsä merkittävyyttä, mutta yhtiön laboratoriossa vieraileva Applen Steve Jobs ymmärsi, että graafinen käyttöliittymä ikkunoineen ja kuvakkeineen helpottaa huomattavasti tietokoneiden käyttöä [Tie99]. Applen vuonna 1984 julkaisema Macintosh olikin graafisten käyttöliittymien ja hiiren lopullinen läpilyönti.

Kuva 6 Xerox Star [Gra00]

Graafisten käyttöliittymien tultua markkinoille osoittautuivat ne nopeasti erittäin helppokäyttöisiksi. Monet pitivät helppouden syynä kuvien käyttöä, mutta se on vain osa totuutta. Käytön helppouden kannalta oli huomattavaa se, että graafiset käyttöliittymät rajoittivat käyttäjän antamien syötteiden määrää. Komentorivipohjaisessa käyttöliittymässä käyttäjän pitää itse kirjoittaa komentonsa. Hänellä on käytössään lukematon määrä erilaisia merkkijonoja, joista täytyy tietää täsmälleen oikea, jotta tietokone tekisi sen mitä käyttäjä haluaa. Graafisessa käyttöliittymässä käyttäjä voi suoraan hiiren kursorilla osoittaa kuvaa tai sanaa näytöllä ja klikata sitä. [Coo95]

Jo ennen graafisia käyttöliittymiä oli olemassa menut, jotka myös rajoittivat käyttäjän antamien syötteiden määrää, mutta niissä ei taas ollut useita ikkunoita samaan aikaan eikä kuvakkeita.

4.7 Osoitinlaitteet

Aikojen saatossa on ollut useita tapoja osoittaa kertoa järjestelmälle mitä pitää tehdä. Näppäinkomennot ovat edelleen ehkä yksi yleisin tapa ammattikäyttäjien kohdalla, mutta tärkeitä ovat myös olleet erilaiset osoitinlaitteet, joilla käyttäjä voi osoittamalla tiettyyn kohtaan näyttöä kertoa mitä pitää tehdä.

Ohjaussauva (joystick), valokynä (light pen) ja ohjauspallo (trackball) ovat olleet käytössä pisimpään. Valokynä ainakin vuodesta 1954 [Mye96]. Niiden käyttäminen vaati kuitenkin suhteellisen paljon käden liikuttelua eivätkä ne ole kovin tarkkoja. Esimerkiksi valokynällä piti aina viedä kynä näytölle ja osoittaa sillä oikeaan kohtaan. Vuonna 1964 Douglas Engelbart kehitteli hiiren, joka testeissä osoittautui tarkemmaksi ja helpommaksi käyttää kuin ohjaussauva tai ohjauspallo [Rus98]. Seuraavassa kappaleessa hiirestä enemmän sen keksijän Douglas Engelbartin ohessa.

5 Douglas Engelbart

Douglas Engelbart on vaikuttanut käyttöliittymien kehitykseen erittäin voimakkaasti. Hänen keksintönsä olivat paljon edellä aikaansa, mutta ne ovat tulleet jokapäiväiseen käyttöön tekniikan kehittyessä. Omana aikanaan Engelbart oli väärinymmärretty ja häntä kuvattiin muun muassa seuraavilla ilmauksilla: "naurettava", "täysin väärässä (dead wrong)" ja "yksinkertaisesti tietämätön" [Boo96].

Hyvä esimerkki Engelbartin keksinnöistä on hiiri. Engelbart kehitti sen jo vuonna 1964 ja vasta 1984 Apple Macintoshin myötä se tuli yleiseen käyttöön, mutta nykyään on vaikea kuvitella yhtään tietokonetta ilman hiirtä. Alunperin tietokonetta ei ole suunniteltu hiirtä silmälläpitäen. Näin ollen hiiren käyttöarvo kasvoi vasta graafisten käyttöliittymien yleistymisen myötä 80-luvulta eteenpäin.

Sodan vaikutus on ollut monella tapaa suuri myös käyttöliittymien kehityksessä. Engelbart toimi sodan aikana tutkateknikkona ja myöhemmin opiskellessaan US Berkleyn yliopistossa sähköinsinööriksi käytti hän sodasta saamiaan ideoita. Hän alkoi kehitellä ideoita tavoista, joilla kaikenlaista informaatiota voitaisiin esittää katodisädenäytöillä kuten hän oli sodassa tutkateknikkona tehnyt [Boo96].

Vuodesta 1959 eteenpäin Engelbart sai mahdollisuuden alkaa toteuttaa ideoitaan SRI:ssä (Stanford Research Institute) Menlo Parkissa muiden tutkijoiden kanssa. Engelbart uskoi, että ihmisten kyky ratkaista ongelmia kehittyy liian hitaasti verrattuna ihmisten kohtaamien ongelmien lisääntymiseen ja monimutkaistumiseen. Hänen tavoitteenaan oli löytää keino älykkyyden laajentamiseen [Mai96].

Älykkyyden parissa toimiminen oli Engelbartin suuri elämäntehtävä. Eräs osa sitä oli SRI:n NLS-projekti (lyhenne sanoista oNLine System), jonka rahoittajina toimivat ARPA, NASA ja Rome ADC [Mye96]. Engelbart ryhmineen esitteli NLS-projektin tuloksia 1968 Fall Joint Computer konferenssissa. Esitys, joka joidenkin mielestä oli "kaikkien demojen äiti", käsitteli sitä, miten tietokonetta voidaan käyttää jokapäiväisten tehtävien hoitamiseen.

Hiiren keksiminen oli vain pieni osa NLS-projektia. Engelbart ryhmineen tarvitsi tutkimuksiaan varten jonkin laitteen, jonka avulla kursoria voisi liikuttaa ruudulla. Olemassa oli jo muun muassa valokyniä ja ohjaussauvoja, mutta he halusivat parhaan mahdollisen laitteen. Engelbart analysoi parhaita puolia jo olemassaolevista osoitinlaitteista. Näin saatu uudelta laitteelta vaadittavien ominaisuuksien lista johti ensimmäisen hiiren prototyypin kehittämiseen vuonna 1964. Ensimmäinen hiiri on kuvassa 7.

Kuva 7 Ensimmäinen tietokonehiiri [Mou00]

Hiiri on menestynyt siksi että sitä on helppo käsitellä ja se on myös tarkempi kuin edeltäjänsä ja se on myös helppo ja halpa rakentaa [Rus98].

6 Alan Kay

Kuva 8Alan Kay [Gas96]

Alan Kay on toinen visionääri, joka on vaikuttanut myönteisesti käyttöliittymien kehitykseen. Myös Kayn ura tietojenkäsittelytieteen parissa juontaa juurensa sota-aikaan. Hän ansaitsi elantonsa antamalla kitaratunteja Denverissä ja olisi voinut jäädä ammattimuusikoksi. Kay kuitenkin värväytyi vapaaehtoisena 60-luvun alussa ja pärjäsi hyvin ohjelmoinnin testissä päästen näin ilmavoimien palvelukseen. Palvelusaikana Kay lahjat ohjelmoinnissa huomattiin ja palveluksen loputtua National Center of Athmospheric Research maksoi Kayn opiskelun Coloradon yliopistossa päästäkseen myöhemmin käyttämään hyväkseen tämän ohjelmointitaitoja. [Rhe85]

Vuonna 1966 Kay valmistui Coloradon yliopistosta opiskeltuaan matematiikkaa ja molekyylibiologiaa. Hän ei kuitenkaan jättänyt opintojaan tähän vaan jatkoi Utahin yliopistoon sähköinsinööripuolelle. Siellä opiskellessaan hän tutustui Ivan Sutherlandin SketchPad -ohjelmaan ja oppi käyttämään sitä. Hän ohjelmoi myös uudella Norjassa kehitetyllä Simula -ohjelmointikielellä. Osin näihin ja muihin sen ajan ohjelmiin sekä biologitaustaansa pohjautuen Kay ideoi millainen tietokoneen tulisi olla. Hänen mielestään täydellinen tietokone toimisi kuten elävä organismi, se koostuisi "soluista" jotka muodostaisivat kokonaisuuden mutta toimisivat myös erillään.

Vuosi 1968 oli merkittävä vuosi Kayn uran kannalta. Kay oli yksi katsojista kun Engelbart piti 1968 kuuluisan NLS projektiaan esittelevän media shownsa. Kay oli innoissaan siitä mitä kaikkea tietokoneella voikaan tehdä. Lähempänä hänen omia ajatuksiaan oli kuitenkin Seymour Papertin, johon Kay myös tutustui vuonna 1968. Papert oli kehittämässä uutta ohjelmointikieltä nimeltään LOGO, jonka avulla hän opetti lapsia ohjelmoimaan.

Valmistuttuaan Kay opetti kaksi vuotta Stanford Artificial Intelligence Laboratoryssa ja tänä aikana hän alkoi miettiä muuan muassa Smalltalk -kielen kehittämistä. Kehitystyö pääsi kunnolla käyntiin kun Alan siirtyi 1972 Xerox's Palo Alto Research Centeriin töihin. Siellä hän alkoi käyttää Smalltalkia opetustarkoituksessa. Eräs tärkeimmistä opetuksista minkä Kay sai analysoidessaan lasten toimintaa tietokoneiden parissa oli se, että lapset oppivat paremmin kuvien ja äänien avulla kuin pelkkään tekstiin pohjautuen.[Gas96]

Kay Smalltalk projekti oli erittäin tärkeä osa ensimmäisen Alton käyttöliittymän kehittelyä [Rhe85]. Kay oli mukana myös monessa muussa projektissa Xeroxilla, mutta aina ei Xeroxin johto ollut aivan yhtä innoissaan keksinnöistä kuin Kay, eikä heiltä herunut rahaa niiden kehittämiseen. Kayn ideat saivat kyllä tunnustusta muualta. Vuonna 1979 Steven Jobs ja joitakuita muita Applen pioneereja vieraili Palo Altossa ja he panivat merkille Kayn ideat. Ikkunointi käyttöliittymä ja Smalltalkin joustavuus tekivät heihin suuren vaikutuksen. Applen Macintosh saakin kiittää Kayta monesta ideasta. Vuonna 1984 Kay siirtyi Applen palvelukseen. [Gas96]

Alan Kay on ollut yksi niistä ihmisitä jotka ovat muuttaneet suuresti ihmisten käsityksiä tietokoneita kohtaan. Ennen Kayta ajateltiin että ihmisen pitää opetella "puhumaan tietokoneen kieltä", jotta voisi kommunikoida koneen kanssa. Kay taas huomasi, että ihmiset voivat ja että heidän pitäisikin kommunikoida tietokoneen kanssa monilla eri tavoilla eikä vain tekstin kautta. [Gas96]

Lähteet