WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |

Однако моторный выход машины ограничен часто только определенным набором ответов. Человек уже использует значительно большее количество вариантных ответных действий, которые заранее практически очень трудно, либо невозможно предусмотреть в машине.

5. Человек способен к высокой степени самоорганизации на различны уровнях. У ЭВМ эти способности к самоорганизации и использованию накапливаемого в памяти «опыта» пока небольшие. В случаях возникновения «трудностей» в работе технического звена машина либо прекращает работу, либо результат ее действия оказывается бессмысленным для системы.

Человек же в таких случаях изыскивает пути к сохранению нормальной работы системы и к достижению цели.

6. Воздействия, как внешние, так и внутренние на человека и машину принципиально различны.

Человек быстро устает, ему необходим периодический отдых. Человек не способен длительное время сосредоточить внимание на определенном объекте и может отвлекаться. Он чувствителен к различным стрессовым ситуациям, подвержен влиянию субъективных фактов и эмоциям.

Всех этих «недостатков» нет у машины. Однако машина чувствительна к магнитным и электрическим полям (помехам), к внешней температуре и т.д.

Человек способен противостоять большинству внутренних нарушений, возникающих в его организме, и сохранять при этом нормальное функционирование.

Внутренние нарушения в техническом устройстве ведут к нарушению работы всей системы.

На сегодняшнем уровне прогресса считается, что ЭВМ хорошо выполняет следующие функции:

- все виды математических расчетов;

- выполнение однообразных повторяющихся операций;

- хранение в памяти большого объема однородной информации, банка данных и знаний;

- решение задач, требующих дедуктивного мышления, т.е. получения на основе общих правил решений для частных случаев;

- выполнение действий, требующих быстрой реакции на команду: на очереди проблема научить ЭВМ выполнять следующие функции, характерные для человека:

- распознавание ситуации в целом по многим сложно связанным характеристикам, а также при неполной информации. Но заметим, что теории распознавания образов и искусственного интеллекта быстро развиваются;

- индуктивное мышление, т.е. осуществление обобщений по отдельным фактам, особенно при неполной информации;

- решение задач, для которых отсутствуют алгоритмы или нет четко выраженных правил переработки информации;

- решение задач, в которых требуется гибкость и приспосабливаемость (адаптация) к изменяющимся условиям, особенно задач, которые заранее трудно предвидеть;

- решение задач высокой ответственности (принятия решений), в которых велика цена ошибки.

Ввиду быстро развивающихся компьютерных и смежных с ними наук и роста возможностей ЭВМ, можно ожидать, что уже в сравнительно недалеком будущем некоторым из перечисленных выше функций человек научит и машину. Заметим, что наблюдается тенденция определенного сращивания человека с ЭВМ.

Многие разработчики руководствуются следующими принципами разделения функций между человеком и машиной :

- принцип оптимизации информационного обмена;

- принцип максимизации показателей системы человек-машина в целом;

- принцип преимущественных возможностей;

- принцип взаимного дополнения и резервирования;

- принцип ответственности;

- принцип активности и удовлетворенности человека-оператора;

- принцип легкости обучения оператора.

1.5 Взаимодействие человека с компьютером. Проблема общения.

Общение человека с компьютером, пожалуй, одна из самых сложных проблем. Для общения двух партнеров требуется язык, понятный обоим. Язык как средство общения человека с ПК зависит от тех задач, которые предстоит решать компьютеру. Чем сложнее задача, тем выразительнее должен быть язык на котором формулируется задание и описывается способ решения задачи.

Различаем два случая:

- ПК умеет решать ряд задач – в его памяти есть программы решения. Проблема общения состоит в том, чтобы дать ПК соответствующую команду;

- ПК не имеет такой программы и ее надо составить (это решать и как решать). В этом случае язык должен быть более сложным и выразительным.

В диалоге человек-ПК партнеры не равноправны. Человек всегда поймет ПК (для этого ему нужны знания и время). Научить компьютер понимать язык общения опять же должен человек.

Всех собеседников компьютера можно разделить на группы:

1. системные программисты (их мало) - создают программы, облегчающие труд других программистов.

2. Программирующие пользователи – пишут программы для себя, для решения своих задач.

3. Непрограммирующие пользователи (их большинство)- хотят решать свои задачи на ПК не желая подробно вникать в языки программирования: их называют – конечные пользователи, непрофессиональные пользователи, «чайники».

4. Хакеры Взаимодействие человека с ПК, так же как и ПК между собой в локальной сети и ПК с международной паутиной (Интернетом) осуществляется через интерфейсы – средство сопряжения оборудования, программ и т.д.. т.е. граница через которую осуществляется взаимодействие между двумя контактирующими подсистемами. Пример простейшего интерфейса для бытовых электрических приборов и электрической сети – это пара вилкарозетка. Вилка должна подходить к розетке. Информация, проходящая через интерфейс (человек-компьютер) должна передаваться в определенной форме.

Inter- префикс, имеющий значение взаимодействия, взаимонаправленности Face- лицо, грань, фасад Interface – совокупность средств и правил, обеспечивающих взаимодействие устройств ПК и программ.



Требования интерфейса аналогичны языковым требованиям при общении людей:

либо общий язык, либо через переводчика. Последняя функция часто превращает интерфейс в совершенно самостоятельную подсистему – спец. Процессор или интерфейсная ЭВМ.

Различаем интерактивный интерфейс и интеллектуальный интерфейс.

Термином “интерактивный” называют всякое общение человека с ПК, когда пользователь имеет возможность динамически управлять работой компьютера. Например “интерактивная графика”-пользователь имеет возможность динамически управлять содержанием изображения, его формой, размером, цветом и т.д. С помощью специального интерактивного интерфейса взаимодействия (клавиатура, мышь, графический планшет и ПО) Термином “интеллектуальный” (например, искусственный интеллект, интеллектуальный интерфейс) называют всякий результат работы компьютера который был бы сочтен разумным, если бы был произведен человеком.

Обратите внимание, что взаимодействие ПК с человеком либо с техническим устройством (робот, система управления стеком, производством и т.д.) интеллектуальный интерфейс обеспечивает в режиме оптимизации (приспособления, адаптации) работы ПК к изменяющимся характеристикам человека или технического устройства.

Примеры:

ПК управляет работой АЦП. Через который вводится в память ПК оцифровка аналогового сигнала. Интеллектуальный интерфейс (устройство и программа) автоматически адаптируются состоянию АЦП, калибруя (восстанавливая) точность его работы при уходе его параметров от температуры, напряжения питания, от времени т др.

- интеллектуальный интерфейс получая информацию от датчиков состояния автоводителя и датчиков заднего обзора дороги останавливает автомобиль, выключая зажигание и тормозя, если например водитель впал в аварийное психосостояние – заснул за рулем, заболел, выпил и т.д.

- аутентификация личности по голосу.

Простой формой общения человека (непрофессионального пользователя) с ПК является диалог. В БСЭ – диалог - греческое слово “разговор, беседа” употребляется для такого вида речи, для которого характерно:

1) ситуативность – зависимость от обстановки, в которой протекает диалог.

2) контекстуальность – обусловленность предыдущими высказываниями.

3) заранее не запланированный характер.

Психологи называют диалогом такое речевое общение двух партнеров-людей когда они попеременно говорят и слушают, и осмысливают как сказанное, так и услышанное.

Если один отказывается в свою очередь взять слово то диалог превращается в монолог.

Если отказываются оба сразу – разговор исчерпывается. Диалог имеет тактовую (ритмичную) структуру. Один такт - речь, другой – молчание. Ритмы диалога индивидуальны.

Сточки зрения смены состояния имеем четыре формы:

1) оба партнера говорят 2) оба молчат 3) первый говорит, второй молчит 4) первый молчит, второй говорит Инженер рассматривает диалог иначе. Для него основной категорией является информация, процессы ее возникновения и переработки. Инженер строит формальную модель диалога – обмен информацией между двумя системами в режиме реального времени и относительно строго определенного предмета (объекта). При этом оба собеседника (или хотя бы один) преследуют относительно предмета беседы определенные цели. Предметом диалога могут быть лишь такие объекты, о которых каждый собеседник хоть что-нибудь знает и с другой стороны знания собеседников не совпадают полностью, иначе обмен информацией теряет смысл.

Типы диалога между пользователем непрофессиональным и ПК:

- вопрос из меню;

- вопрос-ответ (инструкция-отклик);

- ответы с указанием (и заполнение бланков);

- язык команд;

- естественный язык;

- запрос по образцу с использованием позиционного выбора.

2. Математическое моделирование переработки информации человеком -оператором. Информационные процессы в деятельности человека Начнем рассмотрение этой темы с простых информационных моделей для человека-оператора.

2.1 Информационная модель восприятия человеком показаний одного стрелочного прибора Подсчитаем информацию, которую получает пилот самолета при считывании показания угла крена самолета со стрелочного прибора шкалы авиагоризонта, рис 2.1.

Рис. 2.Пусть для данного типа самолета углы крена по соображениям безопасности не допускаются больше ± 30 и поэтому находятся в пределах угла =60. Примем, что различные углы возникают с равной вероятностью P1. За меру дискретности I измерения угла крена примем величину угла - разрешающей способности прибора. Её определим из Гауссовой кривой плотности распределения случайных отклонений стрелки i ± 2/ прибора от истинного значения, приняв, за величину такой интервал, I вероятность попадания в который случайной величины равна 0,95.

Определения разрешающей Квантование шкалы способности прибора m = / = /1 mP = / Рис. 2.Т.к. выше мы предположили, что различные углы возникают с равной вероятностью, то вероятность этого появления каждого из дискретных состояний будет:

Pi = / Следовательно, энтропия прибора, авиагоризонта как источника равновероятных сообщений будет, формула для Pi = const :

m log1/ Pi == m / mlog m = logm PiH i= Pi = const = /1 m Т.к. у нас Pi = P то: = log1/ PH 1 = /, 1 = log / Пилот в свою очередь отсчитывает визуально угол крена с ограниченной точностью - разрешающей способностью отсчета. Пусть в пределах участка шкалы прибора заключено дискретных отрезков разрешающей способности прибора. Например, если визуальный угол разрешения = 2°, а мера дискретности прибора = 1°, то на участке будет =2 дискретных значений прибора. Заметим, что практически, как правило, всегда <.





Если считать, что это значения появляются с равной вероятностью, (А) то вероятность появления каждого из них будет P = /.

Назовем это предположение условием (А ).

Тогда после выполнения пилотом визуального отсчета энтропия системы будет )( (1) после = log( / ) Следовательно, полученная при этом информация равная разности энтропий источника до отсчета и после отсчета будет:

= )( (2) до - )( после = log( / ) - log( / ) = log( / ) 1 случай.

Величину определили из массового эксперимента с пилотами в лаборатории.

Найдено, что визуальная погрешность отсчетов распределяется относительно заданных по нормальному закону распределения случайной величины.

У 95% исследуемых пилотов погрешности отсчетов не превышают ± 1,3 при доверительной вероятности =,0 95.

Следовательно, у пилотов визуальная разрешающая способность отсчетов угла крена будет: = 6,2 °.

Таким образом среднее количество информации получаемой пилотами при отсчетах углов крена:

= log( / ) = log(60 / 2 6, ) = ln(60 / 2,6) / ln 2 = 4,52бита 2 случай.

В реальных полетах углы крена на шкале авиагоризонта появляются с разной вероятностью. Пусть вероятность отсутствия крена = 0( ) будет =,0 4. Вероятность P правого или левого крена < 4( °) будет =,0 05. Вероятность наиболее типичного P правого или левого крена < 15( °) пусть =,0 1. Вероятность остальных P дискретных значений =,0 0167. Ибо всего дискретных значений отсчетов равно P = 60/ / 2 6, = 23, а сумма = 1.

Pi i В этом случае количество информации:

= )( - ( - (PP log1/ P0 + P1 log2 1/ P1 + )после = log1/ до *2 log1/ PP 18P3 *log1/ P3) =+ 3,6ит т.е. меньше, чем при опытах в лаборатории.

3 случай.

Пилот делает отсчеты в полете в условиях турбулентной атмосферы – при “болтанке”. Эту болтанку рассматриваем как появление помех считыванию. Теперь надо в условиях болтанки (например, моделируя ее в лаборатории, посадили пилота в качающееся кресло) провести исследования по измерению визуальной разрешающей способности пилота. Оказывается в этих условиях у 95% пилотов визуальная разрешающая способность к отсчету угла крена получилась =,7 8°. Следовательно, находим: = log( / ) = ln(60 / 7,8) / ln 2 = 2,94бит при равновероятных углах крена.

При не равновероятных углах крена, следует применить методику расчета изложенную для 2-го случая.

В заключение заметим, что выражение (1) и, следовательно, и выражение (2) являются приближенными, ибо основаны на применении условия (А), которое равносильно равномерному распределению отрезков на интервале. Т.к. визуальная погрешность отсчетов имеет нормальное распределение, то для более точных расчетов следует сначала вычислить вероятность, как показано на рис. 2.3, а затем взять P i формулу 3.2.2 для разных.

P i )( = после Pi log1/ Pi i=Рис. 2.(на рисунках 2.2 и 2.3 ось ординат есть плотность распределения вероятностей).

2.2 Информационная модель наблюдения человеком показаний нескольких приборов В качестве наглядного примера применения теории информации для оценки информационной производительности человека рассмотрим эксперименты Р. Конрада (1951г.).

Наблюдатели отслеживали от 1 до 4-х циферблатов, стрелки которых вращались с несколькими различными от заданного среднего, но с постоянными угловыми скоростями.

Когда стрелка на циферблате совпадала с одной, указанной из 6-ти меток, наблюдатель должен был реагировать нажатием кнопки, соответствующей этому циферблату.

Подсчитывались правильные и ошибочные реакции. Результаты Р. Конрад опубликовал в виде таблиц и графиков зависимостей числа правильных решений в секунду от средней скорости вращения стрелок и числа правильных реакций в секунду от числа наблюдаемых циферблатов, как показано на рис. 2.Рис.2. При таком представлении данных опытов совершенно не ясно, какую физическую сущность работы человека-оператора они представляют. Уол (1967г.) применил для обработки данных Конрада следующую информационную модель оператора, рис. 2.Рис. 2. Количество информации на входе Уол определил на основе следующего предположения. Т.к. стрелки вращаются не синхронно с непрерывной разбежкой фаз, то наблюдателю настолько трудно, предсказать к какому из циферблатов будет относиться следующая реакция, что по отношению к наблюдателю порядок реакций можно считать случайным. Относительная частота сигналов i-го из m циферблатов равна:

m / NN ji j=где N - скорость (количество оборотов в секунду) вращения стрелки.

j Но при N достаточно большой это выражение стремится к вероятности i того, что следующий сигнал будет с i-го циферблата. Следовательно, энтропия (среднее количество информации на один сигнал) будет:

m j m Бит / сигнал i j == log* m i=N i j j = Т.к. на каждом циферблате 6 делений, то число сигналов в секунду равно m * j j= Следовательно, скорость предъявления информации на входе информационной модели человека равна:

m 6* * бит/ с j j= А число правильных реакций умноженное на H будет скоростью воспроизведения (переработки, передачи) информации человеком.

Если в этой системе координат представить данные Р. Конрада, рис. 2.Рис. 2.то увидим следующее.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.