Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 117
Текст из файла (страница 117)
Проблема может считаться и культурной, брззовательной — роль оператора редко рассматривается в инженерных курсах, техвгг В заключение следует отметить, что функции операторов по управлению те ческой системой должны быть элементом системного проектирования, а не рас смдт риваться как отдельная задача, на которую можно обратить внимание только" осле зрз завершения проекта. Техническая система и интерфейс пользователя должны рач 1зтываться в соответствии с набором операций, выполняемых пользователем, а не и соответствии с внутренними свойствами технической системы. 11.2.
Психологические модели 11.2.1. Физиология и познание Психология — наука о человеческом поведении и опыте и о соответствующих кнслительных процессах. Многие результаты, полученные в ходе психологических „сследований, напрямую используются при разработке интерфейса пользователя. Особенно важны те из них, которые касаются познания и восприятия, т. е.
постижепвя чего-либо с помощью чувств, — запоминания и обработки информации. Используя эти возможности, человек приобретает знания, решает проблемы и планирует бупущее. Экспериментальным путем можно собрать информацию о психологических и познавательных процессах и построить соответствующие модели. Основы теории восприятия и запоминания уже разработаны и проверены экспериментально. Эта теприя предоставляет фундаллент для проектирования интерфейса пользователя и является предметом этого раздела.
При взаимодействии с Э ВМ и другим оборудованием восприятие является практически полностью зрительным или слуховым. Наиболее важным чувством является ~рение, слух важен лишь в случае звуковых сигналов. Важность осязательной инфорвпции проявляется только при использовании некоторых типов манипуляторов (мелпнические исполнительные механизмы, тормоза, ручка управления самолета), попкальку они создают своего рода обратную связь. С появлением управляемых ЭВМ силовых приводов этот тип ощущений исчезает или заменяется на зрительные образы, например комбинацию ламп или символов на экране.
Обьем информации, поступающий к человеку извне, оценивается в 10 бит/с, из 9 пол орых лишь около 100 бит/с обрабатываются сознанием. Мозг стремится к уменьплевию количества обрабатываемой информации, Если количество информации, поп'упавшей в единицу времени, возрастает, способность к обработке теряется и вникание концентрируется только на ее части. Восприятие цветов — один из важнейших факторов в организации интерфейса. Че ловеческий глаз лучше всего воспринимает зеленый цвет и хуже — цвета высоко- част стотного конца спектра, т. е.
голубой и фиолетовый. Глаз фокусируется на разные "'ета в зависимости от расстояния — если красный и голубой расположены рядом Др руг с другом, глазу будет казаться, что они находятся на разных расстояниях, и в ультате вся картинкабудет восприниматься неверно, Кроме этого, около 8 Ж мужчвв ого «и В.а .ь' женщин в Европе и Америке страдают разной степенью цветовой слепоты "ае е различают некоторых цветов или цветовых сочетаний. Как правило, более высокий Уровень внимания соответствует неожиданному Рпз дражителю и понижается, если раздражитель повторяется.
другие факторы, колер Рме повышают внимание, — это интенсивность, размер, контрастность и движепве. К1 Мозг прекрасно "отфильтровывает" образ или звук из набора цветов и шумов, ппример, когда человек см"грит 'л" к~ртину, глаз стремится сосредоточиться на аавб аболее важных деталях. "на и ~ффект существует и для звуков — чело- а.налогичпый э пе к может одновременно слы'л' ' ко голосов, но лишь один из них восприппать несколько "нчает сознательно. 472 Глава 11. Человеко-машинный интерф- Фейс 11.2. Психологические модели 473 11.2.2.
Модель человеческого поведения Модель поведения дает упрощенную основу лля описания взаимодействия м лу человеком и окружающей средой. Интересная, нашедшая широкое признание „, дель была предложена датским глсследователем Иенсом Расмуссеном л ~~,'евг Казшггззеп). Она относится к решению проблем в управлении инженерными си мами. В соответствии с этой моделью человеческие действия с точки зрения при„ тия решений н поведения можно разделить на три уровня (рис. 11.3). символы Поведение„основанное на знаниях цель идвнтифггкация (опознаванив) признаки Поведение, ос узнавание сигналы Поведение, осн формирование признаков чувственная информация (признаки) Рнс.
11.3. Упрошешшя иллюстрация уровней человеческого поведения — модель лей. ствня [Казншгжеп, 19831 Основанное на навыках поведение представляет собой автоматические сенс ° енсомо торные действия, легко выполняемые без сознательного контроля. Следуюш ий, более высокигй уровень — это поведенгие, основанное на правилах; обычно оно пр п оявля и авил нлн ется в знакомых ситуациях и управляется набором заранее известных пра процедур, сформированных на основании предыдущего опыта. Очевидно, что индивидуум сталкивается не только со знакомыми ситу ц ациями. В новых условиях, когда предыдущий опыт или правила отсутствуют, упр и авленне действиями должно происходить на еше более высоком уровне, на котором повеление является целенаправленным и основанным на знаниях.
В этой ситуации шая задача формулируется на основе анализа окружающей срелы и конечной ц ели. На этом уровне структура окружающей среды прелставляется мысленной моделью от которой зависит избранный способ действия. Эту концепцию можно подтвердить рядом практических примеров. При обуче„ни сложным функциям, например управлению автомобилем или игре на рояле, вначале включается уровень знаний. Переключение скоростей автомобиля или лвиже„не руки по клавиатуре требует значительной концентрации. На этой стадии ребуется повышенное внимание, а эффективность и результаты довольно скромные, По мере накопления опыта действия обучаемого становятся все более и более автоматическими — вначале на уровне правил, например ученик сразу и без анализа лонимает, когда нужно переключить передачу, и затем выходят на сенсомоторный уровень, когда выполняются практически без усилий сознания.
Для опытного води- геля совсем несложно оценивать дорожную обстановку, переключать передачи и одновременно поддерживать разговор, поскольку первые Лва действия выполняются на сенсомоторном уровне и не требуют специального внимания. Опытный музыкант ве считывает ноту за нотой, а сразу распознает более сложные объекты — фразы, интервалы, гаммы, арпеджио — и исполняет их соответствующим образом. Действия на самом нижнем уровне являются наиболее эффективными, поскольку не требуют обдумывания в явном виде и реакция следует сразу за раздражителем.
Действия на уровне правил выбираются из нескольких хранящихся в памяти образцов н, следовательно, выполняются с некоторой задержкой. Для того чтобы определить новое действие в необычной ситуации, необходимо аналитическое мышление и сравнение с имеющимися знаниями и опытом, что обычно требует больцгего времени в значительных умственных усилий. Модели повеления могут оказать заметную помощь при создании интерфейса процесса.
Разделение поведения на три категории — основанное на навыках, правилах и знаниях — облегчает классификацию задач и определяет, какой тип поддержки пользователя лолжен обеспечивать интерфейс на каждом уровне. 11 2.3. Теория двухуровневой памяти Психологи длительное время исследовали функции памяти и механизм запоминания информации и опыта. Современная психология различает несколько познавательных Фикций, т. е, способов восприятия мозгом информации об обьектах, получаемой от органогг чувств. Эти функции суть (рис. 11.4); — накопление и хранение чувственной информации (ввпвогу згогайв); кратковременная или оперативная память (з)гогг-гвпп твтогу); долговременная память ((опд-Гвпп пгвтогг)), тренировка восприя зрение, ванвигвннап (забытав) тгфорлгация Рнс.
11.4. Модель лвухуровнсвой памяти 475 474 Глава 11. Человеко-машинный инте„, Рч ейс 1 2 Психологические модели Этапы обработки информации мозгом — это восприятие, запоминание в кра ткоа ременной и затем в долговременной памяти. Информация, накопленная органами чувств, попадает в кратковременпу1 память, где мозг может сознательно обратить на нее внимание. Из кратковреь, „„.
ннан памяти информация передается в долговременную, причем в большинстве сл ч чаев сознательным усилием воли. Кратковременная память представляет собой то , что мы называем сознанием (солзслоизлезз). Ее содержание это то, о чем человек размы ляет в данный момент и на ем ос овываются его действия.
Емкость кратковремеп. ной памяти ограничена. Исследования показали, что в кратковременной памяти име. ется место приблизительно для 7+2 элементов информации, которые назьща, брусками (с)лил)л). Бруски не похожи на биты информации — брусок может быть очень сложным и содержательным. Поступающая новая информацлля стирает или замещае, сушествуюшие бруски. Информация, которая не обдумывается, быстро "размывается" и исчезает из сознания.
Образы в кратковременной памяти имеют приблизительпе один уровень абстракции или, по крайней мере, более или менее однородны. Информа ция из кратковременной памяти быстро извлекается и так же быстро забывается, ева легко обозрима, и на ее основе вырабатываются быстрые реакции. Долговременная память обладает практически неисчерпаемой емкостью, но запоминание н воспроизведение информации занимает больше времени. Информация в долговременной памяти определяет полное знание индивидуума и содержит все от языковых навыков до детских воспоминаний, от таблицы умножения до имени короля Руританиил.
Время хранения информации в кратковременной памяти обычно составляет секунды, а в долговременной памяти она может сохраняться в течение всей жизни. Различие межлу кратковременной и долговременной памятью имеет и психологическое объяснение. В мозге нет анатомического разделения на области памяти— в работе обоих видов памяти участвует весь мозг, Разница заключается в типе пРо цесса. Механизм кратковременной памяти можно описать с позиций распределеннн электрического поля, а долговременная память основана на взаимодействии нейРо нов и связях, имеющих более постоянную, химическую природу.
Человеческая память не работает на основе прямой адресации ячеек, как к ОЗУ ЭВМ (в каком состоянии пребывает ваш нейрон )з(н 2 023 965?), а наоборот — ра — ботает на базе аналогий и ассоциаций. В этом отношении кодирование запоминае наемой нн зывают по формации играет очень важную роль. Современные исследования показыв щ Д угнмн запоминаются не формы или шаблоны, а, скорее, понятия и ассоциации Дру или символов' словами, то, что запоминается, — это смысл, а не форма сообщения ил например, после прочтения текста запоминается содержание, а не досло , овно предло. в олговремен жения или 1прифт, которым текст напечатан. Передача информации в д Р ную память осуществляется не просто усилием воли, как хорошо знают ают готовяшнес~ к экзаменам студенты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
