Файл: Балыгин, И. Е. Электрические свойства твердых диэлектриков-1.pdf

Очевидно, для повышения эффективности выполнения простейших операций, составляющих содержание дея­ тельности оператора в режиме информационного поиска, достаточно обеспечить хорошую структуру информацион­ ной модели. Реализация же критерия оперативности при выполнении более сложных операций требует специаль­ ной организации обучения и тренировки оператора;

9) от продолжительности рабочего дня. Наиболее чув­ ствительным к влиянию утомления оказывается объем оперативной памяти: снижение эффективности выполне­ ния операций, сопровождающихся перегрузкой оператив­ ной памяти (например, задачи обнаружения изменений в информационном поле), наблюдается уже после 3 час. ра­ боты. Поэтому при длительной работе следует уменьшить объем информации, которую оператор должен удержи­ вать в оперативной памяти. На выполнение более простых действий, например неселективного поиска и выделения полезной информации, продолжительность работы оказы­ вает меньшее влияние.

Обнаружение сигналов

Одной из специальных задач, решаемых оператором на различных уровнях автоматизированных систем уп­ равления, является зрительное обнаружение сигналов. Такими сигналами могут быть разнообразные зрительные сигналы, начиная со световых вспышек и кончая сложны­ ми символическими изображениями управляемых объек­ тов. В зависимости от этого предметное содержание про­ цесса обнаружения может быть разным: в простейшем случае человек должен заметить световую вспышку, появ­ ляющуюся на темном фоне; в более сложном случае ему необходимо заметить символическое изображение, содер­ жащее известные признаки; наконец, самой сложной за­ дачей является обнаружение ситуации, состоящей из мно­ жества изображений.

Не менее разнообразным может быть и психологиче­ ское содержание процесса обнаружения. Как известно, это содержание определяется местом, занимаемым дан­ ным процессом в общей структуре деятельности субъек­ та К Обнаружение может выступать в виде: 1) ориентиро-1

1 См. Л е о н т ь е в А. Н. Проблема деятельности в психоло­ гии.— «Вопросы философии», 1972, № 9.

58

ночной реакции на новый сигнал; 2) операции, являющей­ ся необходимым промежуточным условием решения той или иной задачи (например, для опознания объекта не­ обходимо вначале обнаружить его); 3) действия, совер­ шаемого с помощью ряда операций (например, сличения изображений с образом искомого объекта).

Итак, предметное и психологическое содержание про­ цесса обнаружения довольно разнообразно. Соответствен­ но этому различны и факторы, оказывающие влияние на эффективность процесса обнаружения.

Данные психофизики позволяют определить нижнюю или верхнюю границу меняющихся свойств сигналов, а также выделить те свойства, которые являются сущест­ венными для исследуемой сенсорной функции. Так, можно выделить следующие основные факторы, влияющие на обнаружение:

1)яркость сигнала и уровень контраста;

2)площадь сигнала;

3)длительность экспозиции;

4)цвет сигнала;

5)локализация проекции сигнала на сетчатке;

6)форма сигнала;

7)уровень адаптации;

8)соотношение сигнала и шума;

9)движение глаз наблюдателя.

Винженерно-психологических справочниках и руко­ водствах имеется достаточная информация по большин­ ству перечисленных факторов. Следует, однако, отметить,

что при ее практическом использовании приходится стал­ киваться со значительными трудностями. Именно поэто­ му рекомендуемые разработчиками нормативы по психо­ физиологии зрения все чаще сопровождаются многочис­ ленными коррективами для каждого конкретного случая. В качестве примера можно рассмотреть понятие опера­ тивного порога, который в несколько раз выше психофи­ зического.

Сейчас данные об оперативных порогах, оперативном поле зрения, о зонах видимости также стали включаться

всправочную литературу по эргономике и инженерной психологии. Проблемы видимости отошли на второй план

всвязи с развитием и совершенствованием средств ото­ бражения информации. Повысилась их разрешающая способность, найдены средства для уменьшения эффектов

59

края, повышена яркость свечения, шире используются возможности регулирования светотехнических пара­ метров.

Естественно, что появление новых способов отображе­ ния информации требует проведения соответствующих психофизических исследований с целью составления их «эргономического паспорта».

Применительно к задаче обнаружения сигналов осо­ бенности информационной модели связаны прежде всего с наличием в поле зрения оператора множества различ­ ных сигналов. Важно учитывать, что движения глаз вли­ яют не только на чувствительность зрительной системы, определяемую через величину психофизического порога (см. последний из перечисленных выше факторов), но и на более сложные процессы обработки зрительной инфор­ мации. Об этом свидетельствуют теоретические исследо­ ван 1 и экспериментальные работы.

В частности, в исследовании Бейкера12 сравнивалась эффективность обнаружения целей на трех типах индика­ торов кругового обзора. Первый тип — это индикатор с движущейся по кругу радиальной разверткой; чтобы об­ наружить сигнал, оператор должен следить за движением луча развертки и непрерывно сканировать прилегающий к нему участок экрана. Второй тип — это индикатор с дви­ жущейся секторной разверткой; последняя имеет вид ок­ на, в котором виден луч развертки и небольшой (около 15°) примыкающий к нему участок экрана, остальная часть экрана остается невидимой для оператора. Третий тип противоположен первому: луч развертки неподвижен и расположен на горизонтальном радиусе, а обстановка, высвечиваемая на экране, движется относительно раз­ вертки. Нетрудно заметить, что наибольшее количество движений глаз приходится на первый тип индикатора, меньшее — на второй и наименьшее — на третий. Соот­ ветственно эффективность обнаружения в последнем слу­ чае оказалась на 30% выше, чем в первом.

Более подробное экспериментальное исследование ре­ гуляторных функций движения глаз во время обнаруже-

60

ния сигналов проводилось А. И. Назаровым и другими *. Из этого исследования можно сделать практический вывод о том, что при построении индикаторов с быстрой сменой информации период ее изменения должен быть в несколько раз больше времени переходного процесса, свя­ занного с саккадическими движениями глаз. При выборе размера индикатора следует исходить из требования мак­ симального ограничения амплитуды скачков при смене точек фиксации. Вместе с тем нужно избегать перцептив­ ной перегрузки в процессе обнаружения на фиксацион­ ной фазе, что часто наблюдается, когда сигналы распо­ лагаются на небольшом участке экрала слишком плотно, хотя и с учетом разрешающей способности зрения. Огра­ ничение движений глаз в этом случае может привести к затруднению последующей переработки зрительной

информации.

Идентификация и опознание

В процессе приема информации перед оператором мо­ гут стоять задачи как абсолютной оценки сигнала и сли­ чения его с четко определенным хранящимся в памяти эталоном (идентификация), так и отнесения сигнала к то­ му или иному классу объектов (опознание). Идентифи­ кация предполагает дихотомическое деление сигналов, т. е. деление всей совокупности сигналов на тождествен­ ные по всем признакам и нетождественные хотя бы по од­ ному признаку.

При значительном числе основных признаков в объек­ те процесс сличения осуществляется по элементам и длит­ ся тем дольше, чем больше таких признаков в объекте или его модели, созданной при ознакомлении с ним. Этому со­ ответствует детальное и как бы повторное рассматрива­ ние объекта. Но по мере усвоения данного алфавита объ­ ектов характер опознавательного процесса меняется. Про­ цесс сличения резко сокращается благодаря отсеву избыточной информации, выделению критических и опор­ ных признаков, преобразованию групп отдельных, част­ ных признаков в структурные, целостные.1

1 Н а з а р о в А. И. и др. Движения глаз и управление следами сенсорной памяти. — Эргономика. Труды. ВНИИТЭ, вып. 4, 1972.

6І

Результаты экспериментального исследования показа­ ли, что предварительно выделенные наиболее информа­ тивные признаки объекта воспринимаются более отчетли­ во. Эти признаки лучше сохраняются в памяти испытуе­ мых, в то время как несущественные признаки быстро стираются из памяти или становятся неотчетливыми.

Следовательно, предварительное акцентирование вни­ мания наблюдателя на существенных признаках объекта усиливает восприятие этих признаков и приводит в дейст­ вие механизм избирательного стирания в памяти.

Редукция числа опознавательных признаков, опорных точек в объекте создает возможность одноактного опозна­ ния. При этом наблюдатель может оперировать одновре­ менно несколькими признаками объекта. Сравнение опе­ раций идентификации и опознания одновременных и мно­ гомерных визуальных сигналов свидетельствует о том, что и точность, и время реакции при работе с многомерными кодами приближаются к эффективности работы с одно­ мерными сигналами.

Таким образом, в процессе опознания наблюдатель не оперирует одними и теми же единицами. Возможен пере­ ход к оперированию другим алфавитом, смена оператив­ ных единиц восприятия. Этот вид кодирования, в резуль­ тате которого у наблюдателя образуются оперативные единицы восприятия или осуществляется переход от еди­ ниц низшего ранга к единицам более высокого ранга, на­ зывают естественным кодированием в отличие от кодиро­ вания информации, характерного для автоматизирован­ ных систем.

Возвращаясь к вопросу о критериях, которым должна соответствовать модель предмета или его оперативный образ, можно отметить (помимо обобщенности, пригод­ ности к мысленным преобразованиям) критерий обрати­ мости.

Обратимость оперативных единиц восприятия — это возможность возврата от оперативной единицы высокого ранга к оперативной единице низкого ранга, например от слова — к букве, от буквы — к составляющим ее линиям и т. п. Данное свойство обратимости оперативных единиц используется в случае неуверенного опознания. При на­ личии сомнения в правильности идентификации происхо­ дит возврат от оперативных единиц высокого ранга к опе­ ративным единицам низкого ранга.

62

Объединение сигналов или отдельных их элементов в структуры, в крупные оперативные единицы позволяет увеличить скорость переработки информации наблюдате­ лем, уменьшить время опознания. Поэтому вопрос о при­ знаках, которыми оперирует человек при выполнении раз­ личных задач по восприятию объектов, представляет не только теоретический, но и практический интерес. При проектировании устройств отображения следует иметь в виду, что алфавит наблюдателя может оказаться на уров­ не гораздо более крупных единиц по сравнению с теми, которые выделяет на основе рационального, логического расчленения инженер-проектировщик, и расчеты послед­ него могут не соответствовать характеру работы опытно­ го оператора. Поэтому при выборе элементов информаци­ онной модели нужно учитывать, что именно наблюдатель использует в качестве эталонов и в какой степени он вла­ деет системой этих эталонов.

Можно выделить ряд факторов, существенно влияю­ щих на успешность опознавательного действия:

1) длина ряда предъявляемых альтернативных объек­ тов, или количество элементов алфавита, из которых де­ лается выбор. По словам Дж. Миллера, наблюдатель уз­ нает объект, если последний является одним из двух воз­ можных, но далеко не очевидно, что человек узнает тот же объект, если последний является одним из тысячи воз­ можных. В большинстве случаев трудно или невозможно определить длину алфавита альтернативных объектов. В тех случаях, когда это можно сделать, установлена про­ порциональная зависимость между временем реакции вы­ бора и количеством информации на сигнал. Иначе гово­ ря, время реакции выбора пропорционально логарифму числа возможных альтернатив, из которых осуществляет­ ся выбор;

2) степень различия между объектами. Эффективность опознания зависит не только от числа, но и от характера используемых альтернатив. Когда различие между объек­ тами невелико, близко к пороговому, то его увеличение приводит к резкому возрастанию точности ответов и к со­ кращению времени реакции. Далее, чем больше это раз­ личие по сравнению с величиной дифференциального порога, тем более плавно и постепенно возрастает ско­ рость переработки информации. Дальнейшее увеличение различия между объектами уже не повышает скорости

63

переработки информации. Эту пограничную зону называ­ ют оперативным порогом и определяют как наименьшую величину дивергенции (различия между сигналами), при достижении которой скорость и точность различения объ­ ектов достигают максимального значения;

3) характер установки испытуемого. Эксперименталь­ но доказано, что с помощью установки можно изменять пороги опознания. Поскольку процесс опознания включа­ ет категоризацию объекта, отнесение его к определенно­ му классу, постольку наличие установки, облегчающей классификацию объекта, способствует большей эффектив­ ности опознания.

Информационная подготовка решения

Деятельность, называемая информационной подготов­ кой решения, занимает промежуточное место между ин­ формационным поиском и процессом решения в собствен­ ном смысле этого слова. В информационную подготовку решения входят следующие действия: поиск проблемной ситуации; построение образно-концептуальной модели (ОКМ) этой ситуации; выбор оценочных критериев и мер, которые определяют характер и направление преобразо­ ваний исходной информации; преобразования ОКМ, на­ правленные на приведение ее к виду, пригодному для принятия решения.

На основании исследований деятельности операторов с графическими, знаковыми и символическими информа­ ционными моделями можно заключить, что большой удельный вес в процессе информационной подготовки решения занимают зрительно-пространственные транс­ формации и манипуляции элементами исходной ситуации или ситуацией в целом, изменение формы объектов, груп­ пировки, извлечение и придание смысла, перекодирование и т. д. Такого рода оперирование исходными данными осу­ ществляется либо в виде целенаправленных действий, ли­ бо в виде неосознаваемых операций, выполняемых как бы автоматически, и далеко не всегда сопровождается рече­ выми реакциями. Его результатом может быть порожде­ ние новых образов, создание новых визуальных форм, не­ сущих определенную смысловую нагрузку и делающих значение видимым. Подобный тип деятельности в послед­ ние годы называют визуальным мышлением.

64

Попытки воспользоваться характеристиками движе­ ний глаз для прогноза затрат времени оператора, работа­ ющего в режиме информационной подготовки решения, потерпели неудачу. В этом виде деятельности нарушается регулярность саккадических движений, и длительность зрительных фиксаций варьируется в очень широких пре­ делах: от 200 м/сек до многих секунд. Причина этого со­ стоит в том, что в данном виде деятельности начинают принимать участие другие действия, по-видимому, изме­ няется и состав операций. Поэтому, прежде чем ставить метрические задачи, необходимо выявить состав действий, участвующих в информационной подготовке решения, и в частности в формировании ОКМ.

При изучении процессов формирования и функциони­ рования ОКМ наиболее продуктивными оказались микро­ генетический и микроструктурный методы анализа иерар­ хической системы преобразования информации на участ­ ке от входа зрительной системы до двигательного или речевого ответа. Суть микроструктурного анализа психи­ ческой деятельности заключается в выделении быстроте­ кущих компонентов целостных психических актов и в анализе их взаимодействия. При исследовании с помощью такого метода используются вычислительные устройства, обеспечивающие автоматическое управление эксперимен­ том в реальном времени '. Экспериментальные исследова­ ния, выполненные на основе указанных методов, позволи­ ли выделить ряд функциональных блоков или уровней пе­ реработки информации, которые потенциально могут участвовать и в формировании, и в преобразовании ОКМ.

Анализ микроструктуры преобразований информации дает основания предположить, что в ОКМ может посту­ пать информация в терминах как первичного отображе­ ния реальности, так и вторичного или Лиричного отобра­ жения. Одна и та же ситуация может последовательно (или одновременно) отображаться посредством раз­ личных оперативных единиц восприятия и памяти в ОКМ. Иными словами, ОКМ представляет собой многомерное отображение реальности, отображение, описанное языком образов, символов или слов. Соответственно в определен­ ный функциональный блок переработки информации мо-1