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

схема входа клиентов в парикмахерскую отсутствует. Преподава­ тель объяснит вам содержание частично завершенной блок-схемы.

Чтобы лучше понять блок-схему, можно использовать сле­ дующие замечания:

1. Д л я запуска стандартной подпрограммы RANDOM в качест­ ве третьего параметра задается однннадцатиразрядное нечетное целое число.

2.Модель может быть настроена на различные интервалы вре­ мени (в минутах) путем задания константы MINS.

3.Начальные значения длины очереди, времени, остающегося на обслуживание клиента, сидящего в кресле парикмахера, и максимального времени ожидания должны быть заданы равными нулю.

4.Вектор LW должен иметь начальное значение, равное нулю,

5. Каждый шаг итерации равен 1 мин. Считается, что клиент вошел в парикмахерскую, если получено случайное число, лежа­ щее между нулем и единицей.

6. Должна быть составлена логическая схема входа клиентов

впарикмахерскую.

вался курсантам. На фиг. 8.1 показана блок-схема программы, предлагавшейся студентам в качестве ис­ ходной формулировки и частичного решения их задачи. Табл. 8.2 и фиг. 8.1 по формату и уровню детализации соответствуют заданиям, принятым для студентов в ос­ новном эксперименте.

Курсанты, работавшие в режимах разделения вре­ мени и пакетной обработки, пользовались разными вы­ числительными машинами >и разными языками програм­ мирования, принятыми в Училище ВВС для этих двух режимов. Пакетную обработку, как и в основном экспе-

рименте, проводили на машине «Барроуз В 5500», ис­ пользуя АЛГОЛ. Режим разделения времени осущест­ влялся на базе машины GE-635, установленной в Центре исследования воздушного пространства в Риме и имев­ шей в Училище ВВС телетайпные терминалы. Абоненты пользовались языком BASIC (универсальный язык символического кодирования для начинающих), разра­ ботанным в Дортмуте (см. руководство Уокера [63]). Все студенты были ранее знакомы с пакетной обработ­ кой и АЛГОЛом, тогда как опыт работы с режимом раз­ деления времени и языком BASIC имели лишь очень немногие. Таким образом, учитывая, что используются разные вычислительные машины и языки программиро­ вания, а также неодинаковую подготовленность к режи­ мам, предварительное исследование нельзя рассматри­ вать как доказательный эксперимент, проводимый с целью сравнения режимов разделения времени и пакет­ ной обработки в одинаковых условиях. Как было отме­ чено выше, оно служило лишь для предварительного опробования и отработки основного эксперимента.

Эксперимент проводился в несколько основных эта­ пов: преподаватели и участвующие в исследовании сту­ денты предварительно инструктировались по методике обучения; студенты сдавали свои анкеты, заполняемые до эксперимента; они работали над заданием и заполня­ ли рабочий журнал задания; после выполнения задания заполнялась анкета задания; наконец, студенты сдава­ ли анкету, заполняемую после эксперимента; затем сле­ довали обработка и анализ данных; после окончания исследования в ходе широкого обсуждения совершенст­ вовались и модифицировались методики эксперимента.

8.2.2. Результаты предварительного исследования

Поскольку это исследование проводилось не с целью строгого сопоставления режимов разделения времени и пакетной обработки, а прежде всего для отработки ме­ тодик эксперимента, полученные результаты рассматри­ ваются главным образом с точки зрения их методологии,

Глава 8

рирования; переписи данных с перфокарт на ленту и, наконец, обработки на вычислительной машине по раз­ личным программам статистического анализа. Перепи­ сывание исходных данных вручную оказалось узким ме­ стом, замедляющим весь процесс их обработки. Решено было пересмотреть формы представления данных таким образом, чтобы перфорирование молено было произво­ дить непосредственно по исходному материалу после его сравнительно небольшого редактирования. Были разра­ ботаны схемы расположения данных на перфокартах и применены к формам данных основного эксперимента для упрощения прямого перфорирования (об окончатель­ ных формах представления данных см. приложение).

Побочным ггрЪявлением предварительного опыта бы­ ло то, что фамилия студента оказалась наиболее надеж­ ным и удобным средством идентификации каждого объ­ екта. Использование шифров студентами приводило к бесчисленным ошибкам и упущениям. Было решено, что проще преобразовать фамилии студентов в соответству­ ющие статистические коды для обработки данных, чем просить каждого пользоваться своим шифром. Никто не ошибается в своей собственной фамилии, а незнакомый безличный шифр легко спутать. Однако, чтобы сгладить неловкость, для всех форм данных было твердо установ­ лено, что в результатах эксперимента не будет обра­ щаться внимание ни на одну конкретную фамилию.

Предварительные результаты рассматриваются крат­ ко с трех основных точек зрения: контроля за экспери­ ментом, эффективности работы человека на вычисли­ тельной машине и отношения курсантов к режимам об­ работки. Отсутствие соответствующего контроля за

обработка проводилась на машине «Барроуз В 5500» на языке АЛГОЛ. Таким образом, к различию в режимах присоединились различия в вычислительных машинах и языках программирования. Кроме того, у студентов фактически не было никаких навыков работы с языком BASIC и системой разделения времени, тогда как в отношении пакетной обработки и языка АЛГОЛ имелся

опыт работы в течение нескольких месяцев. Студенты, работавшие в режиме разделения времени, столкнулись с трудностью изучения нового языка.

Что касается результатов по основным показателям работы, то студентам, имевшим дело с пакетной обра­ боткой, понадобилось в среднем меньше человеко-часов на выполнение тестового задания, чем студентам, рабо­ тавшим в режиме разделения времени: 6,6 против 8,1 чел-ч соответственно. Это среднее различие не было ста­ тистически значимым (t = 1,25). Если тенденция имеет какой-то смысл, то 23% выигрыша в человеко-часах для пакетной обработки, видимо, можно отнести за счет зна­ комства студентов с вычислительной системой и языком

казали преимущество в затратах человеко-часов у сту­ дентов, больше знакомых с пакетной обработкой, чем с режимом разделения времени.

Разброс затрат человеко-часов имел положительное смещение — большинство курсантов затратило на реше­ ние тестовой задачи всего несколько человеко-часов и лишь незначительное меньшинство •— много, до 32 чел-ч. Как и в предыдущих исследованиях, индивидуальные различия за счет порядка величины затемняли различия между вычислительными системами. Например, отноше­ ние самого длительного времени решения к самому ко­ роткому (в человеко-часах) составляло 32:2, или 16:1.

По первым литературным данным, связанным с рас­ смотрением условий открытого и закрытого доступа при обработке информации, можно видеть, что при работе в режиме разделения времени расходуется больше ма­ шинного времени. Хотя при предварительном исследова­ нии время работы студента на карточном перфораторе непосредственно не измерялось, регистрировалось число

нов программы при работе в режиме разделения време­ ни было равно 13,2, т. е. почти вдвое больше соответст­ вующего значения для режима пакетной обработки, рав­ ного 7,5. Это среднее различие было статистически зна­ чимым на уровне 5% (t=2,27). Здесь также индивиду-

214 Глава 8

альные различия за счет своей величины затемняли раз­ личия между вычислительными системами. Отношение наибольшего числа прогонов программы к наименьшему по всей выборке составляло 59:2, т. е. примерно 30: 1.

Результаты по классным оценкам в среднем оказа­ лись почти одинаковыми для групп, работающих в усло­ виях открытого и закрытого доступа к системе. Однако различия между отделениями и преподавателями для классных оценок оказались существенными. Они были связаны частично с различными преподавателями, а ча­ стично с «расслоением» студентов при распределении их по отделениям в соответствии со средним уровнем по всему училищу. Подобный фактор может проявиться, если не меньше двух отделений одновременно должны слушать один и тот же курс. Например, если один и тот же курс в одно и то же время слушают два отделения, то с целью повышения эффективности обучения курсан­ ты разбиваются на две одинаковые по численности груп­ пы в соответствии со средним общим уровнем так, чтобы в каждом отделении был более однородный по уровню состав. В ходе исследования более подготовлен­ ное отделение получило значительно более высокую оценку, чем другое отделение. В результате распреде­ ление студентов по режимам работы на вычислительной машине для основного эксперимента было переработано таким образом, чтобы в условиях и открытого и закры­ того доступа обеспечивался одинаковый процент ото­ бранных и неотобранных студентов всех уровней знаний. Такой контроль применим только к «постоянной» схеме эксперимента, так как он связан со сравнением отделе­ ний менаду собой. Схема «качелей» сама включает конт­ роль внутри отделения, подгруппы которого подобраны по общему среднему уровню.

Форма распределений частот оценок по заданиям бы­ ла близка к прямоугольной. Максимальная оценка за синтаксически и логически правильную программу была равна 300. Примерно одна.треть всей выборки получила оценки от 200 до 300, одна треть — от 100 до 200 и одна треть от 0 до 100 соответственно за правильное или по­ чти правильное, частичное и неправильное решения. Это означает, что примерно одна треть выборки с заданием

не справилась. Результаты относятся как к обычным оценкам, получаемым курсантами, так и к скорректиро­ ванным оценкам, в которых учитывается взыскание за задержку сдачи задания преподавателю. (За каждый день задержки студентов наказывали снижением оценки на 20%; задерживать отчеты разрешалось максимум на три дня).

Распределение оценок отражает дополнительный не­ контролируемый фактор, который входит в интерпрета­ цию результатов как описываемого, так и основного экс­ перимента и связан с характером экспериментального задания. Все студенты не доводили свои задачи до од­ ной и той же стадии их выполнения (синтаксически и логически правильного решения), поэтому такие показа­ тели, как человеко-часы, нельзя было точно сопоставить. Одинаковое число человеко-часов для одних студентов указывало время до полного успешного решения задачи, для других — только время до частичного решения, а са­ мые слабые за это время вообще еще не успевали при­ ступить к работе. Трудность интерпретации заключается в сочетании человеко-часов с оценкой, получаемой за задачу.

Явный недостаток контроля в доведении задач до разных стадий их выполнения не означает, что экспери­ мент не имеет смысла. Это свидетельствует лишь о том, что задание отчасти не имело фиксированной конечной ситуации, по крайней мере в том смысле, что для боль­ шинства студентов увеличение затраченного на решение времени привело к повышению оценок. С другой сторо­ ны, задание имело фиксированную конечную ситуацию, или было замкнутым, для курсантов, которые добились успешного решения и получили наивысшие оценки. Та­ ким образом, имеет место сложный континуум от одной конечной ситуации, где сравнительно ограниченная зада­ ча легко решается большинством, до другой, в которой задача оказывается очень трудной и практически не

в зависимости от уровня сложности попадают в различ­ ные точки континуума.

216 глава 8

При оценке отношения к режимам работы в группах летчиков обнаружились результаты, отличающиеся от тех, которые были опубликованы в более ранних рабо­ тах, посвященных изучению открытого и закрытого до­ ступа при обработке информации. Основное отличие со­ стоит в том, что режим разделения времени не одер­ жал верха над пакетной обработкой. Оценки по различ­ ным показателям сравнения этих двух режимов оказа­ лись средними, причем в обоих случаях они располага­ лись вблизи середины шкалы. Изменения средних раз­ личий по анкетам до и послеэксперимента, как правило, не были статистически значимыми. Это явилось следст­ вием того, что курсанты приступали к эксперименту ча­ ще всего с нейтральных позиций относительно своих прежних навыков и предпочитали оценивать разделение

Преимущества пакетной обработки заключались в том, что это более привычный режим работы, а эксплуа­ тация СПО лучше налажена. Кроме того, АЛГОЛ обла­ дал преимуществом более мощного и знакомого языка программирования. Преимущества пакетной обработки компенсировались такими преимуществами разделения времени, как открытый доступ и связь человека с маши­ ной; результат для этой выборки выпадал по жребию. Например, всей группой было отдано предпочтение па­ кетной обработке при решении сложных задач, в отно­ шении возможности индивидуального творчества и при­ менительно к более опытным пользователям. Такие от­ зывы, очевидно, несколько ухудшаются связью пакетной обработки с АЛГОЛом. С другой стороны, всей группе летчиков больше понравился режим разделения време­ ни применительно к начинающим, для самообучения и для отладки программ. Эти отзывы в равной мере ухуд­ шаются связью режима разделения времени с языком BASIC Наблюдалась заметная тенденция к улучше­ нию опенок по мере накопления опыта работы на протя­ жении всего времени между периодом до начала экспе­ римента и после эксперимента. В согласии с более ран­ ней работой Сакмана и Голда [47], представляется оче-

видным, что по мере освоения вычислительных систем возникает скорее положительное, чем отрицательное от­ ношение к конкретному режиму. Оценки режима разде­ ления времени после эксперимента возросли несколько больше, чем оценки режима пакетной обработки. План основного эксперимента позволил определить, сохраня­ ются ли эти и связанные с ними другие тенденции в те­ чение почти всего семестра при выполнении четырех по­ следовательных заданий, и провести продольную, в про­ тивовес поперечной, проверку этих гипотез.

.Из ответов на свободные пункты анкеты задания сложилась достаточно полная картина теста. По обще­ му мнению, это была трудная задача, характеризующая­ ся почти всеобщей недооценкой времени и усилий, необ­ ходимых для ее решения; бесчисленными ограничения­ ми, обусловленными слабым обслуживанием вычисли­ тельных систем (особенно разделения времени); труд­ ностями обращения с языками программирования и преобладающей тенденцией студентов как-нибудь дове­ сти задачу до правильного решения.

Хотя отзывы оказались преимущественно отрицатель­ ными, общая картина не кажется безнадежной. Тех, кто успешно справился с задачей, поразила способность вы­ числительной машины сжать очень большую моделируе­ мую выборку (30 ООО) до короткого выполнения про­ граммы; на многих произвели благоприятное впечатле­ ние простота языка BASIC и легкость отладки про­ граммы в условиях открытого доступа; многие узнали цену тщательной подготовке перед выходом на машину. Были даны многочисленные рекомендации — от широ­ ких философских рассуждений до форматов, учитываю­ щих особенности пользователей, направленные на улуч­ шение эксплуатации вычислительных машин к увеличе­ ние ценности курса вычислительной техники.

Были сделаны интересные наблюдения, связанные с характером проблемы инсайта, временем и местом его проявления. В частности, наиболее «критические» мо­ менты чаще проявлялись не во время общения с маши­ ной, а в моменты полного одиночества; интуитивные сдвиги были тесно связаны с ответами преподавателя на вопросы студента. Оценка того, какой тип интуиции наи-