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

30 Глава 1

Результаты нескольких работ, посвященных сравне­ нию использования вычислительной машины в режиме взаимодействия с более традиционным методом обуче­ ния, судя по всему, свидетельствуют в пользу этих вы­ водов. Байлузер и Исли [5] произвели оценку резуль­ татов использования вычислительной машины для обу­ чения студентов во время обычных аудиторных занятий. Они установили,. что студенты, работающие с вы­ числительной машиной, тратят значительно меньше вре­ мени на усвоение материала. Однако заметной разницы в окончательном уровне подготовки студентов обеих групп обнаружить не удалось. Портер [40] с помощью аналогичного экспериментального исследования пока­ зал, что учащиеся, использующие при изучении орфогра­ фии обучающие машины, достигают гораздо больших успехов, чем учащиеся, следующие обычной процедуре обучения в классе.

Было выполнено несколько исследований, свидетель­ ствующих о том, что студенты относятся к машинному обучению лучше, чем к общепринятой системе классных занятий. Так, Холланд [24] обследовал группу студен­ тов, прошедших семестровый курс психологии. В подав­ ляющем большинстве студенты высказались в пользу обучающих машин, заявляя при этом, что они извлекли бы из этого курса меньше, если бы не использовалась машина, и узнали с ее помощью больше, чем могли бы дать только занятия по учебнику при затрате тех же усилий и времени; при изучении очередного курса тако­ го типа они хотели бы использовать машину.

Пришла пора предостеречь от превращения машинно­ го обучения в «бандвагон». В отличие от вычислительной техники теория обучения имеет богатые традиции в об­ ласти экспериментальной проверки подготовленности человека. Появление обучения с использованием вычис­ лительных машин привело к тому, что многие задачи, традиционные для теории обучения, стали трактоваться в «машинной» постановке. Например, проводятся сопо­ ставление принудительного регулирования темпа рабо­ ты и саморегулирования; сопоставление обучения; осно­ ванного на использовании вычислительных машин, лек­ ционного метода и программированного обучения без

ние концентрированного и рассредоточенного во време­ ни обучения; сопоставление способов обучения с много­ вариантным выбором ответа и его самостоятельным формулированием; сравнение различных процедур про­ граммированного обучения, связанных с величиной ша­ га, последовательностью и ветвлением обучающей про­ граммы; сопоставление различных схем подкрепления и методов наводящих ориентиров; противопоставление устройств воспроизведения графической и символиче­ ской информации и сравнение различных видов звуко­ вого и зрительного предъявления информации. Список экспериментальных задач можно продолжать практиче­ ски бесконечно. Опубликовано огромное количество ра­ бот, посвященных экспериментальному изучению пове­ дения человека в процессе обучения. Большинство этих работ перекрещивается с растущей литературой по обу­ чению с помощью вычислительных машин и интерпре­ тирует его проблемы по мере все более широкого внед­ рения автоматизации в сферу обучения.

Несмотря на то что целый ряд экспериментов под­ тверждает преимущество некоторых форм обучения, ос­ нованных на использовании вычислительных машин, по сравнению с методами традиционного обучения, часто не принимается во внимание, что стоимость разработки, отладки и эксплуатации программного обеспечения для таких систем может сделать их реализацию недоступ­ ной. Эти данные часто преднамеренно относятся к ка­ тегории собственности разработчика и закрываются. Если же затрагиваются коммерческие интересы, то со­ общаются крайне заниженные цифры, что вводит в за­ блуждение. Хотя данные, относящиеся к эффективности систем, могут сообщаться точно, информации о затратах часто нельзя доверять, в связи с чем не может быть проведено объективное технико-экономическое сравне­ ние.

Следует отметить еще один фактор: экспериментато­ ры уделяют большую часть времени и внимания ново­ введениям, связанным с вычислительными машинами, а традиционными методами обучения занимаются по­ верхностно. В результате в машинных системах часто

наблюдается проявление эффекта Хоторна1 [42], а обыч­ ные методы страдают от предубеждения. Для объекти­ визации экспериментальных оценок эффективности дея­ тельности пользователя в условиях обучения с примене­ нием вычислительных машин требуются экономически эффективные варианты экспериментальных систем. Стандартизованные процедуры экономической оценки типа предложенных Вейнвурмом2 [65J следует приспо­ собить для обучающих систем с тем, чтобы обеспечить возможность проведения более продуктивного сравнения различных типов обучающих систем, содержащих вы­ числительные машины.

Переходя к проблеме совместного использования, можно отметить, что некоторые сведения о далеко иду­ щих социальных последствиях возникновения тесно спа­ янных сообществ пользователей вычислительных систем содержатся в статье Фано и Корбато3 [15]. Эти авторы обобщают опыт работы по проекту MAC, реализованно­ му в Массачусетском технологическом институте. Вместо случайно возникающей группы непостоянных и незави­ симых пользователей в качестве аналогии для своей системы они выбрали растущий организм, что обуслов­ лено в первую очередь все более распространяющейся среди пользователей тенденцией к обобществлению мас­ сивов данных, программ и методик. Пользователи «вста­ ли на вахту»—они сами разрабатывали и вводили в

действие машинные программы. Большая часть про-

1 Эффект Хоторна (Hawthorne effect) —повышение Производи­ тельности труда в результате проявления интереса к исполнителю независимо от характера поощрения. Назван так в связи с прове­ дением промышленных исследований в Хоторне (США) в 20-е годы —

Прим. перев.

2 Имеется перевод более ранней работы Вейнвурма «Анализ автоматических систем производственного управления, содержащих электронные вычислительные машины» (сб. «Электронное моделиро­ вание и машинное управление в экономике», М., «Мир», 1965).—

Прим. перев.

в 60-е годы, унаследовали и за прошедшие десять лет собрали воедино проблемы пользователей; при этом вы­ явилась перспектива создания в 70-е годы систем ин­ формации, предназначенных для «рядового» населения. Все это заставляет считать пользователей «обделенны­ ми судьбой» и прийти к выводу о том, что в течение длительного времени будет ощущаться недостаток в экс­ периментальных исследованиях информационной служ­ бы, ориентированных на человека.

2.1. Статистические данные, относящиеся к работе

пользователя в режиме разделения времени

Приведенные ниже данные в основном взяты из ра­ бот, выполненных Шерром [51] и Рейно [41] в Масса­ чусетсом технологическом институте (МТИ) с системой CTSS (Compatible Time-Sharing System — совместимая система с разделением времени), Точеком [61] и Макайзеком [33] с системой TSS фирмы «Систем девелопмент корп.» (Time-Sharing System — система с распре­ делением времени), а также Шоу [55] и Брайаном [6] с системой JOSS (Johnniac Open-Shop System — вычисли­ тельная система, используемая в реальном масштабе времени). Поскольку мы не будем вдаваться в детали этих систем, читатель в случае необходимости может обратиться к обширной литературе, в том числе и к ци­ тируемым здесь работам. В качестве источника интерес­ ных данных можно воспользоваться монографией Паркхилла [36] по вычислительной технике, содержащей сравнительное описание указанных и других ранних коммерческих систем с разделением времени.

вой выборке, представляющей рабочую неделю с при­ сутственными часами от 10 до 18 ч. Таблица представ­ ляет собой простейший описательный подход к деятель­ ности пользователя в системах с разделением времени; тем не менее из нее можно легко извлечь несколько ос­ новных характеристик пользователя систем с разделе­

в течение 4% всего времени работы системы кто-нибудь из поль­ зователей стоял в очереди, ожидая обслуживания.

ставляла 3,9 строки в 1 мин на одного пользователя. Это означает, что на одного пользователя каждые 10 с приходилась одна строка входной или выходной информации.

Медиана времени, затрачиваемого пользователем на один сеанс работы за пультом, равна примерно получа­ су, причем большинство пользователей при общении с системой JOSS ограничивается одним таким сеансом. Поскольку средняя продолжительность сеанса пользова­ теля составляет около 1 ч, график плотности вероятно­

диалога с машиной; средняя скорость вывода вдвое пре­ вышала среднюю скорость ввода. Остальные цифры в большей или меньшей степени специфичны для возмож­ ностей и рабочих характеристик системы JOSS.

В более позднем исследовании системы JOSS Брайа­ на [6] были подтверждены приведенные выше статисти­ ческие данные и выявлены новые интересные данные. Так, например, средний размер программы, с которой

порождаемой небольшим количеством очень продолжи­ тельных циклов. Медиана частоты ввода у типичного пользователя системы JOSS составляет одну новую команду каждые 11 с (для системы на основе вычисли­ тельной машины типа PDP-6, находившейся в эксплуа­ тации в 1966 г.). После того как пользователь заканчи­

та. Затем управление снова переходит к пользователю, который на обдумывание новой команды и печать затра­ чивает около 9 с. По окончании ввода этого сообщения, когда пользователь нажимает клавишу «возврат карет­ ки», начинается новый цикл. Средняя продолжительность цикла, равная 34 с, слагается из 10 с, в течение кото­ рых машина «воспринимает» сообщение пользователя и печатает ответ, и около 24 с, затрачиваемых пользовате­ лем на размышления и печатание нового сообщения.

Прежде чем перейти к следующей работе, целесооб­ разно остановиться на одном важном моменте, отличаю­ щем характер работы человека-оператора в известных системах, действующих в реальном масштабе времени, от поведения пользователя систем с разделением време­ ни. В военных системах управления типа SAGE опера­ торы-военнослужащие, как правило, постоянно находят­ ся за пультом управления. Они наблюдают за воздушной обстановкой в зоне ПВО и принимают при ее изменении необходимые меры. В оперативных системах заказа би­ летов, подобных системе SABRE авиакомпании «Америкэн эрлайнс», и в системах, предназначенных для ве­ дения банковских счетов клиентов и выдачи соответст­ вующих документов, клерки и кассиры общаются с цен­ тральной вычислительной машиной на протяжении всего рабочего дня. В отличие от такого «постоянного» кон­ такта, специфичного для систем, работающих в реаль­ ном масштабе времени, пользователь системы с разде­ лением времени обращается к пульту управления только по мере необходимости. Программисты, которые, повидимому, чаще и интенсивнее всех остальных использу­ ют возможности, заключенные в разделении времени, не проводят за своим терминальным пультом весь рабочий день, а прибегают к его помощи лишь на сравнительно короткие промежутки времени, когда испытывают по­ требность в диалоге с машиной. Это различие в характере поведения пользователей специализированных систем,, действующих в реальном времени, и пользователей си­ стем с разделением времени более общего назначения можно кратко сформулировать следующим образом: об­ щее «время и движение» пользователя при решении за­ дач в режиме разделения времени характеризуются тем,

что большую часть времени он работает «вручную» и лишь в течение сравнительно небольшого периода об­

приходится на долю штатных программистов, все же остальное связано с деятельностью исследователей, за­ нятых в целом ряде проектов самой различной темати­ ки (все эти проекты выполнялись в университете и об­

систему, а не на оценку проекта с точки зрения поль­ зователя.

в эту таблицу переменные требуют некоторых поясне­ ний, поскольку терминология, связанная с режимами

теля» раскрывается следующим образом: время, затра­ ченное на обдумывание, печатание ввода и ожидание полного ответа, выдаваемого вычислительной системой.