Дэвид Кэнфилд Смит

Дэвид Кэнфилд Смит
Рожденный	( 1945-03-29 ) 29 марта 1945 г. Роанок, Вирджиния , США
Альма-матер	Оберлинский колледж Стэнфордский университет
Известный	Значки компьютерного интерфейса , Графический интерфейс пользователя , Ксерокс Стар , Метафора рабочего стола , Программирование путем демонстрации
Супруг	Джанет Смит
Награды	Пожизненные достижения SIGCHI 2020 г.
Научная карьера
Поля	Информатика Взаимодействие человека и компьютера Дизайн пользовательского интерфейса
Учреждения	Стэнфордская лаборатория искусственного интеллекта Стэнфордский исследовательский институт Ксерокс ВизиКорп Системы назначения Познание Apple Компьютер Постановка ИБМ
Диссертация	Пигмалион, Творческая среда программирования   (1975)
Докторантура	Алан Кей

Дэвид Кэнфилд Смит — американский ученый-компьютерщик, наиболее известный благодаря изобретению компьютерных значков и технике программирования, известной как программирование путем демонстрации . Его основной акцент был сделан на области проектирования взаимодействия человека и компьютера (CHI). Его цель состояла в том, чтобы облегчить использование компьютеров обычным людям. Он является одним из пионеров современных графических пользовательских интерфейсов (GUI) для компьютеров, изобрел такие методы, как метафора рабочего стола , диалоговые окна и универсальные команды.

Личная жизнь и влияние

Смит родился в Роаноке, штат Вирджиния , 29 марта 1945 года. Смит окончил среднюю школу Чилликот (Огайо) в 1963 году и был введен в Зал славы выдающихся выпускников средней школы Чилликот в 2007 году.

Оберлинский колледж

Смит учился в Оберлин-колледже , где в 1967 году получил степень бакалавра наук с отличием по математике. На последнем курсе Смит понял, что не хочет продолжать карьеру профессора математики, что было его целью до этого. К счастью, область информатики только начиналась; Казалось, оно было специально создано для того, чтобы направить его интерес к математике на решение проблем реального мира. Первоначальный интерес к искусственному интеллекту (ИИ) у него появился после прочтения и Джулиана Фельдмана «Компьютеры и мысль» Эдварда А. Фейгенбаума . В этой вдохновляющей книге говорилось, что искусственный интеллект — это будущее вычислений, и Смит хотел принять в этом участие.

Стэнфордский университет

В 1967 году он начал защищать докторскую диссертацию. в области компьютерных наук в Стэнфордском университете . Он присоединился к Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта (SAIL). Вслед за Фейгенбаумом и Фельдманом Смит хотел создать компьютер, способный обучаться. Его мысль заключалась в том, что если компьютер сможет учиться, то он сможет применить эту способность к задаче самого обучения и, таким образом, научиться лучше учиться. После нескольких итераций он должен стать опытным учеником. Тогда люди смогут применить его к некоторым сложным проблемам человеческой цивилизации и добиться реального научного прогресса. Однако прогресс в области ИИ был медленным и останется медленным до конца столетия из-за недостаточной мощности компьютеров того времени. Лишь на рубеже веков компьютеры наконец стали достаточно мощными, чтобы искусственные нейронные сети (ИНС) смогли реализовать свой потенциал.

Тем временем Смит разочаровался в ИИ. За помощью он обратился к Алану Кею , доценту кафедры информатики в Стэнфорде, который также работал в лаборатории искусственного интеллекта. Однажды Кей произнес одно из самых важных заявлений в жизни Смита. Кей сказал: «Я не хочу создавать более умный компьютер; Я хочу использовать компьютеры, чтобы сделать людей умнее». Это было прозрением для Смита. «Я тоже так хочу!» подумал он. Он попросил Кея стать его научным руководителем, и Кей согласился. На их первой встрече для обсуждения тезиса (неформированного желания заниматься компьютерным программированием визуально) Кей вручил Смиту стопку книг по искусству и философии , в том числе «Визуальное мышление» Рудольфа Арнгейма , «Акт творения» Артура Кестлера , «Искусство и философия» . «Иллюзия» Эрнста Гомбриха и «Психология изобретений в математической области» Жака Адамара . Это очень удивило Смита, поскольку он ожидал книг по алгоритмам и структурам данных, проектированию языков программирования, методам построения компиляторов и т. д. Но Кей считал, что идеи, выходящие за рамки информатики, необходимы для развития этой области. Смита это сначала озадачило. Теперь он понимает, что эти книги были самыми важными в его карьере; он неоднократно ссылался на них, и с тех пор они направляли его мысли.

Смит защитил докторскую диссертацию. в 1975 году.

Пигмалион

«Пигмалион» — название диссертации Смита в Стэнфорде. Он содержал две новые инновации: концепции компьютерных значков и демонстрационное программирование . Смит назвал эту программу «Пигмалион» в честь известного скульптора Пигмалиона из римской мифологии. Программа была реализована на новом языке программирования Smalltalk на новом персональном компьютере Xerox Alto .

Разработка иконок

(нужно переписать) Смит и его однокурсники в Стэнфорде часто собирались вместе, чтобы найти решение проблем. Обычно для этого использовалась доска. Они набрасывали изображения и диаграммы, описывающие решение. Затем они садились и переводили эти диаграммы на язык программирования, понятный компьютеру. Вот тут и возникли проблемы. Расстояние перевода между изображениями и линейным кодом было большим. Попытка преодолеть это привело к множеству ошибок. Смиту пришло в голову, что если бы компьютер мог просто выполнять эскизы на доске напрямую, они были бы готовы. И целый класс ошибок ушёл бы. Поэтому он решил сделать это целью своей докторской диссертации. исследовать. Он создаст исполняемую электронную доску.

Создавая «Пигмалион», Смит хотел, чтобы в системе можно было напрямую манипулировать объектами. Смита вдохновляла вера некоторых религий в то, что изображения, изображающие святых, воплощают в себе часть святости этой фигуры. Смит рассматривал объекты «Пигмалиона» как имеющие как визуальные, так и механические схемы, которые они представляют. Он считал, что религиозная икона и объекты, которые он рисовал, имеют одно и то же двойное значение, поэтому он назвал эти объекты иконами.

График карьеры

1963–1967 : получил степень бакалавра математики в Оберлинском колледже.

1967–1975 : защитил докторскую диссертацию. по информатике в Стэнфордском университете. В это время Смит также работал в Xerox PARC , где он сотрудничал с исследовательской группой Алана Кея, которая разработала Smalltalk , один из первых объектно-ориентированных языков программирования . Дипломный проект Смита «Пигмалион» был написан на языке Smalltalk.

1975–1976 : Программист в (ARC) Дугласа Энгельбарта при Исследовательском центре аугментации Стэнфордском исследовательском институте (SRI). Смита привлекла ARC из-за множества перспективных статей, вышедших в результате этого проекта, а также из-за книги Энглбарта « Мать всех демонстраций» . Однако Смит не чувствовал, что Энглбарт идет в ногу с передовыми исследованиями, которые он только что видел в PARC. Самое главное, Энглбарт был приверженцем систем разделения времени, тогда как PARC был пионером в области персональных компьютеров.

1976–1983 : Дизайнер пользовательского интерфейса в Xerox в отделе разработки систем Xerox. Смит был одним из шести главных дизайнеров пользовательского интерфейса компьютера Xerox Star .

1983–1984 : Дизайнер пользовательского интерфейса в VisiCorp. В то время Смит присоединился к VisiCorp , она была крупнее Microsoft и выпустила четыре из десяти самых продаваемых приложений для персональных компьютеров, включая VisiCalc . Он присоединился к VisiCorp, потому что восхищался изобретателями VisiCalc Бобом Франкстоном и Дэном Бриклином . Подобно им, он хотел создать революционное приложение для ПК. Поэтому он создал прототип нового приложения, которое должно было делать с реляционными базами данных то же, что VisiCalc сделал для финансового моделирования. К сожалению, VisiCorp обанкротилась прежде, чем он смог превратить свой прототип в продукт. Смит описывает это как одно из самых больших разочарований в своей карьере.

1984–1985 : Соучредитель, системный архитектор и дизайнер пользовательского интерфейса в Dest Systems. Смит и другие бывшие сотрудники VisiCorp создали стартап под эгидой Dest Corporation, чтобы объединить считыватель оптического распознавания символов (OCR) Dest с запоминающим устройством. устройства, такие как оптические диски, для преобразования больших объемов бумажной документации в доступную для поиска и редактирования электронную форму. На команду повлияла такая статистика, как: документация на Боинг 747 весила больше, чем сам самолет. И снова Смит и его команда создали прототип продукта, но у Деста возникли финансовые трудности, прежде чем они смогли его полностью реализовать.

1985–1988 : Соучредитель и вице-президент по человеческим интерфейсам в Cognition. Это был стартап из Массачусетса, который пытался сделать для инженеров-механиков то, что такие рабочие станции, как Daisy's и Mentor Graphics, сделали для инженеров-электриков. Архитектурно он был основан на Ивана Сазерленда блокноте ; он использовал геометрию , основанную на ограничениях, для изображения механических устройств, таких как механизм подъема-опускания лобового стекла в автомобилях. Размеры, углы и другие измерения на схемах были связаны с математическими формулами. Когда значения в формулах изменялись, диаграммы автоматически обновлялись, отражая изменения. Инженер всегда имел точное визуальное представление о своей математической модели. Смит разработал простой интерфейс по образцу записной книжки инженера. В нем были эскизы диаграмм, математические примечания к формулам, текстовые примечания для текстовых описаний и другие. Все это можно разместить на страницах блокнота. Это была модульная конструкция, которая позволяла легко добавлять новые типы заметок по мере их изобретения пользователями. Продукт был закончен и продан, но Cognition так и не стала прибыльной и обанкротилась. Когниция была реализована на специализированных мощных рабочих станциях, которые стали неконкурентоспособными из-за увеличения мощности недорогих персональных компьютеров, использующих чипы Intel. Однако интерфейс Cognition оказался успешным и выиграл конкурс General Motors на звание системы управления пользовательским интерфейсом (UIMS).

1988–1996 : Дизайнер пользовательского интерфейса в Apple . Смит работал в группе передовых технологий Apple , где он и Аллен Сайфер изобрели KidSim , при значительном вкладе Алана Кея. KidSim был основан на идее Смита о программировании путем демонстрации. Но проект придумал не менее мощную идею: визуальное программирование правил.

1996–2002 : Соучредитель и дизайнер пользовательского интерфейса Stagecast . После того, как Apple упразднила Advanced Technology Group, Смит и некоторые из его коллег из Apple создали стартап под названием Stagecast, чтобы превратить KidSim в продукт. Они переименовали KidSim в Creator . Creator был разработан, усовершенствован и расширен специальной командой инженеров Stagecast. Creator был завершен (версии 1.0 и 2.0) и продан в школы. Но на рубеже веков, до появления iPad, рынок был трудным, и в конечном итоге Stagecast обанкротилась из-за отсутствия финансирования.

2002–2003 : Дизайнер человеко-компьютерного интерфейса в IBM.

2004–2009 : На пенсии – Смит и его жена Джанет путешествовали по стране на фургоне. В настоящее время он пишет книгу о своих путешествиях.

2009 – настоящее время: Все еще на пенсии. Живет в Бенде, штат Орегон. Наслаждаюсь походами, кемпингом, катанием на лыжах, чтением и фотографией. Особенно ему нравится иметь время для реализации своих нетехнических интересов.

Ксерокс Стар

С 1976 по 1983 год Смит работал дизайнером пользовательского интерфейса в отделе разработки систем Xerox. Его роль в качестве одного из шести главных дизайнеров Xerox Star представляет собой его главный вклад в область взаимодействия человека и компьютера . Другими пятью дизайнерами были Ларри Кларк, Эрик Харслем, Чарльз Ирби , Ральф Кимбалл и Джим Рейли. Работая над Star, Смит помог разработать четыре основные функции: метафору рабочего стола, диалоговые окна, дизайн значков и универсальные команды.

Метафора рабочего стола

Метафора рабочего стола — это представление обычных офисных объектов в пользовательском интерфейсе компьютера. Смит и его коллеги пытались разработать компьютер для офиса. Предыдущие компьютеры не были приспособлены для офиса и тех, кого Смит называл « работниками умственного труда ». Он провел различие между тем, как эти работники умственного труда и секретари, которые в то время были обычными пользователями компьютеров, хотели использовать компьютер. Смит считал, что для создания компьютера, который работники умственного труда могли бы легко понимать и с которым можно было бы легко взаимодействовать, необходимо включить в него объекты и идеи, с которыми они уже были знакомы. Это побудило его изобразить обычные офисные предметы, такие как документы, папки, картотеки и корзины для мусора, в дизайне иконок для Star.

Диалоговые окна

Диалоговое окно — это небольшое окно, содержащее интерактивные параметры, позволяющие пользователям передавать команды компьютеру. Предоставляя список опций в этих полях, пользователям не нужно их запоминать.

Иконки

Смит разработал первоначальные иконки офисных иконок для Xerox Star. По мере того, как разработка Star продвигалась и приближалась к завершению, он и другие дизайнеры решили, что значкам нужен более профессиональный вид. Шестеро из них начали брать интервью у художников-графиков, которые могли бы отшлифовать его первоначальные наброски. Вскоре они встретили Норма Кокса — художника, уже работавшего в Xerox в Далласе, штат Техас. После того, как Кокс создал несколько новых наборов значков, они провели пользовательские тесты, чтобы окончательно определить, какой набор будет более подходящим для системы Star. Эти тесты использовались для определения того, какие из различных наборов были наиболее эстетически приятными, идентифицируемыми с объектом реального мира, который они представляли, например принтером или почтовым ящиком, и насколько быстро пользователи могли найти значок определенного типа на экране, полном их.

Универсальные команды

Универсальная команда — это команда, которая работает во всех приложениях системы. По словам самого Смита: «Это упрощает систему в целом, не уменьшая ее мощности. Некоторые из универсальных команд для Star были: «Снова», «Копировать», «Копировать свойства», «Удалить», «Переместить», «Показать свойства» и «Отменить».

Яблоко

КидСим

В течение восьми лет Алан Кей, Аллен Сайфер и Смит тесно сотрудничали в группе передовых технологий Apple , чтобы найти способ научить детей программированию. В ходе реализации проекта они столкнулись с двумя основными проблемами. Первая проблема заключалась в том, как вводить программы, не утомляя и не утомляя учащихся, а вторая заключалась в том, как понять, как работает программа после ее написания. Их усилия в конечном итоге увенчались успехом, и они разработали систему под названием KidSim (для детских симуляций). Система позволяла детям даже дошкольного возраста программировать видеоигры, в которые могли играть другие дети.

Программное обеспечение компонентов

Одним из побочных проектов Смита в Apple было компонентное программное обеспечение . В аппаратном обеспечении разработчик не опускается до уровня отдельных транзисторов и резисторов, а обращается к каталогу компонентов, выбирает набор интегральных схем и собирает их вместе. Однако в программном обеспечении разработчик имеет дело с элементами самого низкого уровня: условными операторами, переменными и вызовами процедур. Иногда библиотека предоставляет предопределенные процедуры, которые можно вызывать, тем самым избавляя дизайнера от работы по их реализации. Однако эти библиотеки часто не делают того, что необходимо, или их невозможно использовать должным образом. Программное обеспечение компонентов пыталось обеспечить возможность использования программных компонентов аналогично аппаратным компонентам. Как и многие другие проекты Смита, он не прошел дальше стадии прототипа.

OpenDoc

Еще одним из побочных проектов Смита был OpenDoc . Apple хотела реализовать новую архитектуру документов. В OpenDoc пользователь мог писать документы, используя открытую коллекцию мультимедийных компонентов. Архитектура была достаточно гибкой, чтобы позволить включать новые типы компонентов по мере того, как люди о них думали. В этом проекте Смит выступил консультантом по пользовательскому интерфейсу и предложил новую универсальную команду: Link. Позже ссылка будет добавлена ​​в список универсальных команд, таких как вырезание, копирование, вставка и отмена , которые работали со всеми компонентами. Link установил динамическую связь между компонентами. Например, между компонентом электронной таблицы и компонентом базы данных, когда изменение было внесено в один из этих компонентов, такое же изменение было внесено и в другой. Эта команда сократила количество ручных обновлений, необходимых для изменения материалов, и обеспечила значительное увеличение функциональности практически без увеличения сложности. К сожалению, OpenDoc был быстро прекращен.

Расширяемый язык программирования

Наконец, Смит разработал новый расширяемый язык программирования для использования в группе передовых технологий. В этом языке использовалась технология PLisp, ранее разработанная Ларри Теслером , Горацием Энеа и Смитом в Стэнфорде. В язык можно было не только добавлять новые программные конструкции, позволяющие программисту использовать эти конструкции в программе, но и делать такие расширения во время компиляции. То есть программист может включить предисловие в начало программы, которое будет динамически добавлять функции только для следующей программы. Однако этот язык так и не был реализован.

Создатель постановок

Stagecast Creator — это визуальный язык программирования , основанный на концепции программирования на примерах. Он был предназначен для обучения детей программированию. Смит считал, что программирование не является сложным по своей сути, но настоящая проблема заключается в том, что ученые-компьютерщики не смогли создать более простой способ обучения и выполнения этого задания. Creator стал решением этой проблемы. С помощью групп пользовательского тестирования, состоящих из учащихся 4, 5 и 6 классов, Смит и его команда обнаружили, что язык программирования наиболее успешен в группах 5-го класса. Он считал, что пятиклассники были «примерно в том возрасте, когда система образования еще не лишила их творческих способностей и энтузиазма, но при этом достаточно взрослых, чтобы проявлять изобретательность». Смит хотел найти новый способ привлечь детей и научить их думать, а не запоминать факты. Хотя дети воспринимали создание симуляций с помощью Creator как создание видеоигр, Смит считал, что он косвенно обучает их научному методу. Используя Creator, дети создавали теории и гипотезы, а также проводили эксперименты для их проверки, проводили эти эксперименты, а затем наблюдали за результатами, чтобы подтвердить или опровергнуть свои гипотезы.

Creator является продолжением проекта Смита KidSim в Apple. В 1997 году Стив Джобс ликвидировал группу передовых технологий, в которой работал Смит. Это означало, что KidSim больше не будет получать финансирование. Однако Apple дала Смиту и еще примерно 12 сотрудникам бывшей Advanced Technology Group разрешение продолжить проект самостоятельно. В 1997 году Смит и его коллеги создали стартап Stagecast, Inc., чтобы продолжить работу с KidSim. Целью этой фирмы было завершить реализацию KidSim на Java и продать ее как коммерческий продукт. Вскоре после основания компании KidSim была переименована в Creator. Первая версия была завершена в 2000 году, вторая — в 2001 году. По состоянию на 2012 год. , его по-прежнему можно приобрести на официальном сайте Stagecast www.stagecast.com. Однако Stagecast, Inc. прекратила свою деятельность в 2002 году из-за отсутствия финансирования со стороны венчурных капиталистов Кремниевой долины . По его собственным словам, Смит сказал, что несколько венчурных капиталистов сказали его компании: «Нам нравится ваше программное обеспечение, и не могли бы мы получить копию для наших детей? Но мы не собираемся финансировать вас, потому что мы никогда не зарабатывали деньги на образовательном программном обеспечении». ." Смит назвал расформирование Stagecast, Inc. вторым величайшим разочарованием в своей карьере.

Выход на пенсию

Смит и его жена Джанет вышли на пенсию в начале 2004 года, продали дом и купили дом на колесах. В течение следующих пяти лет они путешествовали по стране, посещая живописные места, фотографируя исторические места и встречаясь с разными людьми. В конечном итоге они посетили все национальные парки на прилегающей территории Соединенных Штатов, а также многие национальные памятники, зоны отдыха, исторические места, а также государственные и местные парки как в США, так и в Канаде. В настоящее время Смит пишет книгу о тех годах под названием « Путешествия с Джанет» . вдохновлен книгой Джона Стейнбека « Путешествие с Чарли: в поисках Америки» .

Вернувшись на твердую почву, Смит и его жена купили дом в Бенде, штат Орегон, где они живут тихо (по сравнению с районом залива), спокойно (по сравнению со стартапами Кремниевой долины) и некоторые могут сказать скучно (кроме тех случаев, когда внуки участвуют) существование. Джанет продолжает преподавать игру на фортепиано в сокращенной студии просто потому, что ей это нравится. Смит продолжает много читать, но в основном нетехнические материалы для разнообразия. Недавно он сотрудничал с доктором Генри Либерманом из Массачусетского технологического института, вдохновленный его творческой книгой «Почему мы все не можем ужиться?» Идея состоит в том, чтобы исследовать радикально новые пользовательские интерфейсы. Как и Джанет, я делаю это просто потому, что мне это нравится.