книги из ГПНТБ / Сакман Г. Решение задач в системе человек - ЭВМ пер. с англ

будет показано, что результаты этого исследования дали значительное количество новой информации о характере взаимодействия человека с вычислительной машиной в режимах разделения времени и пакетной обработки; структуре факторов, определяющих индивидуальные раз­ личия, влияющие на эффективность работы систем че­ ловек— машина; систематических изменениях отношений и мотивов пользователя; вариабельности и оценках оши­ бок пользователя и, наконец, об особенностях динамики поведения человека в процессе решения задач, характер­ ных для выполнения заданий с множеством возможных ответов. Выводы, сделанные на основании результатов исследования, в общем подтверждают предположения, принятые в первых экспериментальных работах: пакет­ ная обработка более эффективна с точки зрения эконо­ мичности машинных операций, тогда как разделение времени более эффективно фактически на всех стадиях решения человеком экспериментальных задач.

5.1. Экспериментальная задача

В литературе, посвященной сравнительному исследо­ ванию разделения времени и пакетной обработки, не­ устанно подчеркивается первостепенная важность инди­ видуальных различий и приводятся некоторые соображе­ ния об источниках таких различий, проявляющихся в процессе решения задач и творчестве человека. Мы уже убедились в том, что различия в эффективности дея­ тельности отдельных пользователей перекрывают разли­ чия, вызванные типом используемой вычислительной си­ стемы, причем в большинстве случаев приблизительно на порядок.

Всесторонние и значительные индивидуальные раз­ личия заметно сказываются на росте и перспективах

в том, что администрация вычислительных центров мо­ жет добиться более существенного сокращения расходов за счет использования усовершенствованных методов оценки квалификации, отбора, подготовки и мотивации

Исследования работы человека С вычислительной системой 1:21

программистов и другого персонала, связанного с вычис­ лительными машинами. Технический аспект сводится к тому, что ускорение и улучшение качества решения задач обработки данных зависят главным образом от эффек­ тивности деятельности самих пользователей и лишь за­ тем от конкретных разновидностей вычислительной си­ стемы, языка и аппаратуры, находящихся в их распоря­ жении. Что касается образовательного аспекта этого влияния, то, принимая во внимание диапазон индивиду­ альных различий, необходимо разрабатывать и реализовывать системы программного обеспечения, дифференци­ рованные по сложности в зависимости от опыта и ква­ лификации пользователей. Учитывая психологические аспекты этого влияния, следует изучить индивидуальные особенности стилей и ритмов деятельности отдельных пользователей, чтобы информационная служба стала адекватной диапазону вариаций процессов решения за­ дач человеком. В отношении социальных проблем мы лишь начинаем осознавать грандиозность разнообразия навыков человека и его потребностей в информационном обслуживании, а также того, что все они в первую оче­ редь предполагают индивидуальное, а не массовое или групповое использование вычислительных систем.

Все предыдущие попытки экспериментально устано­ вить характер поведения человека в процессе решения задач в режиме взаимодействия с вычислительной си­ стемой давали лишь поверхностные сведения. Результа­ ты шести упоминавшихся экспериментальных работ, посвященных сравнению вычислительных систем, ис­ пользуемых в режиме открытого или закрытого досту­ па, принесли немного информации о таких этапах про­ цесса решения задачи, как подготовка, созревание ре­ шения, озарение и проверка. Очень мало известно о кор­ релятах и характере ошибок, совершаемых человеком в процессе общения с вычислительной машиной, а так­ же об отдельных пользователях, особенно склонных к совершению ошибок. Ирония судьбы состоит в том, что для всей области переработки информации этап отлад­ ки программ имеет первостепенное экономическое зна> чение.

творческую деятельность человека, работающего в си­ стеме человек — машина, не оценивалось эксперимен­ тально, несмотря на то что оно служило темой бесконеч­ ных дискуссий среди специалистов и дилетантов. В ли­ тературе крайне редко встречаются детально разобран­ ные примеры решения отдельных задач конкретным пользователем в режиме взаимодействия с вычислитель­ ной системой. Как можно рассчитывать довести инфор­ мационные системы до уровня коммунальных услуг, доступных индивидуальному потребителю, если мы все еще понятия не имеем об основах поведения человека, ведущего диалог с вычислительной системой?

Цель исследования Сакмана и Голда [46] заключа­ лась в более глубоком экспериментальном изучении об­ ласти решения задач человеком, ориентированного на использование вычислительных машин. Исходное иссле­ дование дало большое количество информации по реше­ нию задач человеком, однако она не анализировалась, поскольку основные усилия были направлены на разра­ ботку и проверку методологии оценки использования СРВ. Основными объектами изучения являлись различия в стоимости, использовании и эффективности между СРВ и СПО. Совместное исследование Сакмана и Голда в отличие от первоначального посвящено главным образом поведению пользователя и индивидуальным различиям, проявляющимся в процессе решения задач в открытом и закрытом режимах доступа к вычислительной системе. Эта работа содержит много новых сведений, а проведен­ ный анализ, насколько известно, по универсальности и широте охвата проблем не имеет равного среди преды­ дущих исследований, выполненных в этой области.

5.2. Экспериментальная процедура

Характеристики плана и порядка проведения экспе­ римента, составляющего содержание первоначального исследования, приводятся в табл. 5.1. Все подробности, полный перечень использовавшихся в эксперименте до­ кументов и значения отдельных оценок можно найти в

Исследования работы человека с вычислительной системой 123

диссертации Голда [19]. Каждая из позиций табл. 5.1 подвергается краткому обсуждению, позволяющему под­ черкнуть специфические особенности и ограничения.

Исходная выборка включает 33 испытуемых группы пакетной обработки и 33 испытуемых, составивших груп­ пу разделения времени. Некоторые студенты не закончи­ ли выполнения экспериментального задания, а часть испытуемых сообщила не все данные, которые от них требовались. Таким образом, 66 — это максимальное значение объема выборки, причем различным оценкам соответствуют разные значения объема выборки. При обсуждении других исследований, посвященных сопо­ ставлению открытого и закрытого режимовиспользо­ вания вычислительных систем, испытуемых-студентов следует рассматривать в сущности как группу стаже­ ров, поскольку большинство из них изучало курс про­ граммирования меньше года.

Задача была представлена машинной моделью строи­ тельной промышленности, учитывающей конъюнктуру этой отрасли. Задача студента заключалась в изучении модели, ее параметров и ограничений и приобретении рабочих навыков в соответствии с заданными прави­ лами и инструкциями. После первого безошибочного прогона программы испытуемому назначался исходный уровень прибыли в размере 1000 долл., что соответство­ вало отраслевой норме прибыли, гарантируемой процеду­ рой принятия решений. Испытуемый должен был найти более совершенные решающие правила, обеспечивающие прибыль выше отраслевой нормы, с тем, чтобы, действуя независимо в пределах этого смоделированного цикличе­ ского рынка в качестве мелкого предпринимателя, мак­ симизировать размер своего дохода. Разработав и вве­ дя в программу новое решающее правило и скорректи­ ровав значения регулируемых параметров модели, испы­ туемый должен был проиграть на машине новый вариант модели, В результате этого прогона программы система либо выводила сообщение о допущенных ошиб­ ках, если при модификации модели были сделаны струк­ турные или синтаксические ошибки, либо программа совершала полный цикл, и испытуемому сообщалось но­ вое значение уровня прибыли.

Исследования работы человека с вычислительной системой 125

Экспериментальная задача допускала множество ре­ шений в том смысле, что модифицированное решающее правило или более близкое к оптимальному значение параметра позволяло получить больший доход. Студент заканчивал работу над задачей тогда, когда чувствовал, что им достигнут вполне удовлетворительный уровень прибыли или уже израсходовано отведенное на решение время. Эта задача отличалась тем методологическим преимуществом, что позволяла оценивать, насколько успешны действия испытуемого на протяжении всего эксперимента. В этом отношении исследование до сих пор остается единственным, обладающим таким полез7 ным качеством.

В табл. 5.1 указано, что задача относится к катего­ рии «средней сложности». Во-первых, для того чтобы студенты могли добиться полного безошибочного про­ хождения программы и получить прибыль в размере 1000 долл. (отраслевая норма), они должны предвари­ тельно овладеть языком моделирования DYNAMO и изу­

будет равна нулю. Из 66 испытуемых, входивших в со­ став исходной выборки, 21 испытуемый не справился с предложенной для решения задачей. Кроме того, сту­ денты должны научиться модифицировать решающее правило и соответствующие параметры и использовать это умение таким образом, чтобы получаемая прибыль превышала среднюю отраслевую норму. Трем студентам так и не удалось добиться прибыли больше 1000 долл. Остальные 42 испытуемых получили более высокую при­ быль, однако распределение оценок их доходов характе­ ризуется положительной асимметрией (наблюдается тенденция к группировке оценок в области низких зна­ чений). Таким образом, окончательные результаты сви­ детельствуют о том, что модель была средней сложности для большинства, очень сложной для некоторых и лег­ кой лишь для очень немногих участников эксперимента.

Как видно из табл. 5.1, при работе в открытом и закрытом режимах использовались одни и те же вычис­ лительная машина, язык моделирования и модель. При среднем' времени обращения в режиме пакетной обра,-

126 Глава 5

ботки 6 ч студент имел возможность осуществлять в этом режиме два прогона программы в день при условии, что первую работу он подавал рано утром, а вторую — позд­ но вечером. При желании с целью проверки альтернатив­ ных вариантов решения он мог вводить в один пакет несколько программ.

Студентов отбирали, исходя из их опыта, подготовки и отношений, выяснявшихся по ответам на вопросы ан­ кеты. После этого испытуемых произвольно разделяли на две экспериментальные группы. В первоначальном исследовании основной план эксперимента предусматри­ вал непосредственное сравнение непараметрических распределений различных оценок, характеризовавших эффективность деятельности обеих групп в режимах па­ кетной обработки и разделения времени.

Студентам было сообщено, что отметки будут вы­ ставляться в соответствии с максимальным размером прибыли, достигнутой ими при работе с моделью, а так­ же на основании письменного отчета о решении пред­ ложенной задачи, который они должны представить по окончании эксперимента. Обе отметки, считавшиеся рав­ ноценными, играли роль фактора, стимулирующего дея­ тельность испытуемых. В письменных инструкциях было совершенно ясно, сказано, что ответы на вопросы анке­ ты и продолжительность полного решения задачи не повлияют на отметки. Однако студенты имели ограни­ ченный срок работы — к концу десятого дня они должны были дать полное решение задачи. В то время как с точ­ ки зрения максимального размера прибыли допустимым действительно было множество решений, максимальная продолжительность выполнения задания фиксировалась. Таким образом, в этом смысле экспериментальная зада­ ча фактически не была ни тестом с вопросами возра­

Исследования работы человека с вычислительной системой 127

тельности, полученных в исходном исследовании, а так­ же определение признаков, отличающих поведение поль­ зователей в открытом и закрытом режимах доступа к вычислительной системе, на основании этих данных с по­ мощью процедуры многомерного анализа. План анализа данных включает пять этапов.

1.Определение для каждой экспериментальной груп­ пы и комбинированной выборки таких описательных ста­ тистик, как плотности распределения, средние значения, среднеквадратичные отклонения и парная корреляция. Этот предварительный этап позволяет установить сте­ пень индивидуальных различий и подготовить почву для их дальнейшего анализа.

2.Анализ различий в средних значениях и дисперсии оценок в группах, работавших в открытом и закрытом режимах; отделение групповых различий от индивиду­ альных различий; установление предварительных харак­ теристик типичных форм поведения пользователя в про­ цессе решения задач для двух групп, работающих в про­ тивоположных условиях.

3.Анализ парных корреляционных связей между различными оценками эффективности деятельности поль­ зователя (по полной выборке), позволяющий изучить

эмпирические зависимости. Изучение аналогичных элег ментов поведения пользователей двух групп, наблюдае­ мых в процессе решения задач в обоих режимах. Подго­

товка основы для последующего факторного анализа. 4. Применение факторного анализа отдельно к дан-

.ным, характеризующим каждую группу, и к данным, представляющим объединенную группу. Установление наличия или отсутствия генерального фактора, опреде­ ляющего процесс решения задач. Исследование группо­ вых факторов, соответствующих обоим режимам.

5. Применение процедур многомерного анализа к от­ дельным подмножествам полного множества эксперимен­ тальных данных, сформированным на основании резуль­ татов предыдущих этапов анализа.

Этот план подчеркивает определяющую роль методи­ ки исследования. Особенность приведенного анализа за­ ключается в итеративном использовании эклектической процедуры исследования и оценки гипотез, выведенных