- •Раздел I
- •Предмет и задачи инженерной психологии
- •1.1. Предмет инженерной псннологни
- •1 .2. История развития инженерной и психологии
- •1.3. Задачи инженерной психологии
- •1.4. Методологические принципы и системный подход в инженерной психологии
- •1.5. Связь инженерной психологии с другими науками
- •Глава II инфо0рмационное взаимодействие между человеком и мишиной
- •1 2.1. Общие понятия об информации
- •2.2. Основные свойства и характеристики информации
- •2.3. Система переработки информации человеком
- •2.4. Обеспечение информационный процессов
- •2.5. Воспроизведение информации в системе «чешек-машина»
- •Система «человек - машина»
- •1 3.1. Особенности n классификация счм
- •Содержание инженерно-психологического обеспечения счм
- •3.2. Показатели качества систем «человек-машина»
- •3.3. Основные концепции анализа и проектирования систем «человек-машина»
- •3.4. Конфликты в системе «человек-машина» и способы их решения
- •Деятельность оператора в системе «человек - машина»
- •4.1. Понятие о профессии оператора
- •4.2.Оператор в системе «человек-машина»
- •Этапы деятельности человека-оператора
- •4.3. Психические явления в деятельности оператора
- •4.4. Психологическая характеристика деятельности оператора
- •4.5. Физиологическая характеристикадеятельности оператора
- •4.6. Деятельность оператора в особых условиях
- •4.7. Деятельность оператора в условиях потока сигналов
- •Общая характеристики методов
- •5.1. Классификация методов
- •5.2. Методы описания и анализа деятельности оператора
- •Многоуровневое описание операторской деятельности
- •1 5.3. Моделирование в инженерной психологии
- •Психологические методы
- •6.1. Опрос, наблюдение, эксперимент
- •6.2. Физическое моделирование деятельности оператора
- •6.3. Психологическое тестирование
- •6.4. Личностные методы
- •Объективные методы оценки свойств темперамента
- •6.5. Самонаблюдение, самооценка, самоотчет
- •Физиологические методы
- •7.1. Основные физиологические показатели оператора
- •7.2. Методы получения и обработки физиологической информации
- •Математические методы
- •8.1. Математическая обработка экспериментальных данных
- •8.2. Возможности формализации деятельности оператора
- •8.3. Математическое моделирование деятельности оператора: модели задачи
- •8.4. Математическое моделирование деятельности оператора: модели оператора
- •Имитационные методы
- •9.1. Физическая (психологическая) имитация деятельности оператора
- •9.2. Цифровая (статистическая) имитация деятельности оператора
- •Техническое обеспечение инженерно-психологических исследований
- •10.1. Приборы и аппаратура для инженерно психологических исследований
- •10.2. Применение эвм и автоматизация инженерно психологическим исследований
- •10.3. Теоретические основы психологических измерений
- •10.4. Методы регистрации и измерения показателей деятельности оператора
- •Прием информации оператором
- •11.1. Психофиологическая характеристика процесса приема информации
- •11.2. Энергетические и информационные карактеристики зрительного анализатора
- •Значения коэффициента отражения
- •Значения слепящей яркости для различных уровней адаптации
- •11.3. Пространственные и временные характеристики зрительного анализатора
- •11.4. Характеристики слухового анализатора
- •Нормы разборчивости речи
- •11.5. Характеристики кожного и других анализаторов
- •11.6. Взаимодействие анализаторов при приеме информации
- •Объем кратковременной памяти (количество запоминаемых символов) при мономодальном и полимодальном предъявлениях информации
- •Хранение и переработка информации оператором
- •12.1. Процессы памяти
- •Характеристика блоков хранения информации в трехкомпонентной модели памяти
- •12.2. Характеристики оперативной памяти
- •Зависимость продуктивности памяти от вероятности появления символов
- •12.3. Оперативное мышление
- •12.4. Моделирование мыслительных процессов
- •Принятие решения в деятельности оператора
- •13.1. Психологические аспекты проблемы принятия решения
- •13.2. Информационная подготовка решения
- •Характеристика процессов принятия решения
- •13.3. Принятие решения на перцептивно-опознавательном уровне
- •Вероятность опознавания фотоизображения объектов
- •13.4. Особенности принятия решения на речемыслительном уровне
- •13.5. Групповое принятие решений
- •Управляющие действия оператора
- •14.1. Рабочие движения человека-оператора
- •Скоростные характеристики движений рук
- •Размеры зон досягаемости человека, мм
- •Усилиякоторые могут развить руки человека, н
- •Рекомендуемые усилия на органы управления
- •14.2. Психомоторика оператора
- •Зависимость ошибочных реакций от вида движения
- •14.3 Антропометрические характеристики
- •Амплитуда движений различных частей тела
- •Антропометрические характеристики взрослого населения России, см
- •Исходные данные для выбора диапазона изменения антропометрических характеристик
- •Поправки на одежду и обувь для некоторых размеров тела
- •14.4. Физические качества, энерготраты и тяжесть труда оператора
- •14.5. Речевой ответ оператора
- •Функциональные состояния оператора
- •15.1. Общая характеристика функциональных состояний
- •Признаки функциональных состояний оператора
- •15.2. Эмоциональные состояния оператора
- •15.3. Утомление оператора
- •15.4. Контроль функционального состояния оператора
- •Возможности различных методов контроля
- •Требования к различным видам контроля
12.2. Характеристики оперативной памяти
Оперативная память, обеспечивая решение текущих задач оператором, играет важную роль в его деятельности. Установлено, что часть ошибок операторов связана с процессами памяти, большое влияние она оказывает и на пропускную способность оператора (см. главу II).
Основными характеристиками оперативной памяти являются объем, точность и длительность сохранения информации. Объем оперативной памяти определяется тем количеством сигналов (стимулов), которые оператор способен запомнить после одного кратковременного предъявления. Необходимо различать объем памяти на статические и динамические сигналы. В первом случае оператор должен запомнить и воспроизвести неизменяемую последовательность сигналов. Объем памяти составляет при этом в среднем 5—9 символов, причем чем меньше длина алфавита символов, тем больше объем памяти, и наоборот.
Ввиду индивидуальных различий людей объем памяти является случайной величиной. Исследования показывают, что она подчинена биноминальному закону распределения, который в общем виде выражается формулой
(12.1)
где случайная величина х принимает значения в диапазоне от 0 до п, а вероятность Р0 есть параметр закона распределения.
Особенностью применения биноминального закона в рассматриваемом случае является то, что объем памяти К принимает значения не от 0 до n, а в некотором интервале К0...Кn. Для перехода к этому интервалу необходимо воспользоваться соотношениями
(12.2)
Для нахождения параметра Pq воспользуемся равенством, справедливым для биноминального закона:
(12.3)
Из этого условия с учетом выражения (12.2) получим
(12.4)
Подставляя выражения (12.2) и (12.4) в (12.1), получим закон распределения объема оперативной памяти
(12.5)
где Рк — вероятность того, что у данного оператора объем памяти равен— соответственно среднее, минимальное и максимальное значения объема оперативной памяти, получаемые экспериментально для данных условий деятельности.
В качестве примера на рис. 12.3, а, показано изображение биноминального закона распределения объема памяти, полученное для значенийТочками здесь показаны значения Рк, полученные экспериментально, а сплошной линией — значения вероятности Рк, рассчитанные по формуле (12.5). Как видно из рис. 12.3, совпадение экспериментальных и расчетных данных вполне удовлетворительное [45, 167].
Рис. 12.3. Законы распределения характеристик памяти:
а — объема памяти;
б — длительности сохранения информации.
Значительно меньше изучен объем памяти на динамические последовательности сигналов. В этом случае оператор должен не только хранить в памяти предъявляемую последовательность сигналов, но и следить за ее изменениями в соответствии с изменениями обстановки. Это имеет место при работе с динамичной информационной моделью. Исследования показывают, что объем памяти не превышает в этом случае 3 — 4 сигналов.
Другой важной характеристикой оперативной памяти является длительность сохранения информации. Физиологической основой процесса сохранения является способность нервных клеток определенное время сохранять изменения, возникающие под влиянием внешних воздействий. Эти изменения называются «следом» памяти, они постепенно затухают во времени. Безошибочное воспроизведение информации возможно, пока затухание «следа» не достигнет некоторого критического значения. Соответствующий этому промежуток времени и определяет время сохранения информации.
Проведенные исследования показывают, что это время в ряде случаев является случайной величиной, подчиненной закону равномерной плотности в интервале от 0 до τmax- Ее среднее значение τxp0,5τ зависит от характера запоминаемой информации и условий деятельности и лежит в пределах от нескольких секунд до нескольких минут.
Графическое изображение закона распределения времени тхр приведено на рис. 12.3,6. Соответствующее ему математическое выражение имеет вид
(12.6)
Помимо объема памяти и длительности хранения информации важной характеристикой оперативной памяти является точность воспроизведения информации. Для ее количественной оценки используется вероятность безошибочного воспроизведения, которая по статистическим данным оценивается по формуле
(12.7)
где n и N — соответственно число правильно воспроизведенных и общее число предъявленных последовательностей.
Рассмотренные характеристики не являются строго постоянными величинами, они во многом зависят от характера запоминаемой информации и условий деятельности. Классификация объективных параметров, влияющих на продуктивность памяти, приведена на рис. 12.4. Все параметры объединены в четыре основные группы: информационные (0,48), структурно-пространственные (0,15), модальные (0,25), временные (0,12). В скобках указаны вероятностные оценки степени влияния параметров каждой группы на продуктивность памяти. Эти оценки получены на основании экспертного опроса [13].
Среди информационных параметров большое значение имеет количество и ценность информации. Количество информации (см. главу II) определяется степенью организации, упорядоченности, объема запоминаемого материала. В качестве численной меры для учета этих характеристик при изучении процессов памяти удобно использовать избыточность. Она позволяет сравнивать между собой сообщения, различные" по форме и содержанию. Опыты показали положительное влияние избыточности на память человека (в отличие от памяти ЭВМ). Избыточность в разной форме (вероятностная, логическая) не просто приводит к увеличению объема памяти, количества усвоенной информации, но и к увеличению скорости запоминания, пропускной способности памяти [119]. Вместе с тем следует отличать избыточную информацию от ирре-левантной (не относящейся к ситуации). Последняя ухудшает продуктивность памяти.
Рис. 12.4. Классификация объективных параметров, влияющих на продуктивность памяти.
Продуктивность памяти зависит также от информативности символов. Она (в статистическом смысле) определяется вероятностью их появления. Установлено [119], что лучше всего запоминаются символы, появляющиеся с наибольшей и наименьшей вероятностью (табл. 12.2). Это явление связано с общей способностью живых организмов более эффективно откликаться на более информативные (маловероятные, неожиданные) или хорошо известные (ожидаемые) раздражители.
К группе информационных параметров относится также и способ кодирования предъявляемой информации. Здесь большое значение имеет величина, структура и мерность алфавитов, из которых выбираются символы для кодирования информации. Эти вопросы специально рассмотрены в главе XVI.
Таблица 12.2