人因工程課件-第9章 人信息處理系統(tǒng)

1、第九章第九章 人的信息處理系統(tǒng)人的信息處理系統(tǒng) 為了解釋人的認知活動，認知工效學家將人模擬成一個與計為了解釋人的認知活動，認知工效學家將人模擬成一個與計算機類似的信息處理系統(tǒng)。人的信息處理系統(tǒng)的基本組成部分如算機類似的信息處理系統(tǒng)。人的信息處理系統(tǒng)的基本組成部分如圖圖9-19-1所示。所示。 ? ? 一、人的信息處理系統(tǒng)結構一、人的信息處理系統(tǒng)結構圖圖9-1 人的信息處理系統(tǒng)的結構圖人的信息處理系統(tǒng)的結構圖 1.大腦信息處理能力的界限大腦信息處理能力的界限 二、影響信息處理的因素二、影響信息處理的因素 （1）大腦皮質對連續(xù)接受的各種信息不可能全部確切地給以）大腦皮質對連續(xù)接受的各種信息不可能全

2、部確切地給以處理，其能力具有一定的限度。把從感覺器官得到的信息，在大處理，其能力具有一定的限度。把從感覺器官得到的信息，在大腦皮質進行判斷，決定采取什么樣的行動時，人不可能同時處理腦皮質進行判斷，決定采取什么樣的行動時，人不可能同時處理兩種以上的信息。兩種以上的信息。 （2）在處理各種信息過程中，當時間十分充裕時，人們可以）在處理各種信息過程中，當時間十分充裕時，人們可以正確地進行處理；當信息時間短觸信息又錯綜復雜時，就不能很正確地進行處理；當信息時間短觸信息又錯綜復雜時，就不能很好地處理，將出現(xiàn)以下各種情況：好地處理，將出現(xiàn)以下各種情況：漏掉了未處理的信息。漏掉了未處理的信息。作作了錯誤的處

3、理。了錯誤的處理。處理延遲。處理延遲。信息內容處理不全。信息內容處理不全。信息處理信息處理的質量降低。的質量降低。使用了規(guī)定以外的處理方法。使用了規(guī)定以外的處理方法。放棄處理。放棄處理。 （1）人的喚醒水平。）人的喚醒水平。喚醒水平指人的總體生理激活程度。它喚醒水平指人的總體生理激活程度。它對工作效率有很大影響。在適宜的范圍內，喚醒能維持大腦的興對工作效率有很大影響。在適宜的范圍內，喚醒能維持大腦的興奮性，有利于注意的保持和集中。但是超出此范圍過分激活，人奮性，有利于注意的保持和集中。但是超出此范圍過分激活，人將處于十分緊張狀態(tài)，無法實現(xiàn)有效行為。將處于十分緊張狀態(tài)，無法實現(xiàn)有效行為。 （2）

4、工作任務因素。）工作任務因素。認知加工器的加工周期通常為認知加工器的加工周期通常為10次次/s左左右，每次約右，每次約70(25170)ms。認知加工器的加工周期變動性較大，。認知加工器的加工周期變動性較大，不同的加工任務，其加工周期時間可在很大范圍內波動。教材表不同的加工任務，其加工周期時間可在很大范圍內波動。教材表9-5為不同認知系統(tǒng)的加工速度。為不同認知系統(tǒng)的加工速度。n 2.內部因素內部因素 （3）學習。）學習。從學習曲線規(guī)律可知，如果反復的練習同種作業(yè)，從學習曲線規(guī)律可知，如果反復的練習同種作業(yè)，隨著練習次數(shù)的增加，工作質量和效率都將在一定程度上有所改隨著練習次數(shù)的增加，工作質量和效

5、率都將在一定程度上有所改善。并能減輕人的疲勞。善。并能減輕人的疲勞。 （4）疲勞。）疲勞。對信息處理過程來說，疲勞將帶來與學習相反的對信息處理過程來說，疲勞將帶來與學習相反的效果。在疲勞使信息處理能力降低的狀態(tài)下，就會發(fā)生不能很好效果。在疲勞使信息處理能力降低的狀態(tài)下，就會發(fā)生不能很好地處理刺激的反應模式。地處理刺激的反應模式。 （5）動力。）動力。人因具有動機才能對所給的刺激產生一定的行動，人因具有動機才能對所給的刺激產生一定的行動，這種現(xiàn)象稱為動力。人對作業(yè)形成動力是人處理信息時的基礎條這種現(xiàn)象稱為動力。人對作業(yè)形成動力是人處理信息時的基礎條件之一，特別是在重新學習掌握信息處理方法時，動力

6、具有更加件之一，特別是在重新學習掌握信息處理方法時，動力具有更加重要的作用。重要的作用。3.外部條件外部條件 處理信息者的知識、技能處理信息者的知識、技能 作業(yè)時間、時機作業(yè)時間、時機 作業(yè)條件作業(yè)條件 例如，作業(yè)環(huán)境對作業(yè)者的生理和心理有直接和間接影響。在這例如，作業(yè)環(huán)境對作業(yè)者的生理和心理有直接和間接影響。在這些因素的影響下，信息的處理能力或者是增大或者是減少。些因素的影響下，信息的處理能力或者是增大或者是減少。第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出 操作者在接收來自系統(tǒng)的信息并對其進行中樞加操作者在接收來自系統(tǒng)的信息并對其進行中樞加工以后，便根據(jù)加工的結果對系統(tǒng)做出反應。這后一工以后，便

7、根據(jù)加工的結果對系統(tǒng)做出反應。這后一個過程即稱為操作者的信息輸出個過程即稱為操作者的信息輸出。信息輸出是對系統(tǒng)。信息輸出是對系統(tǒng)進行有效控制并使其正常運轉的必要環(huán)節(jié)。例如，汽進行有效控制并使其正常運轉的必要環(huán)節(jié)。例如，汽車駕駛員為避免撞上前方突然出現(xiàn)的行人而剎住汽車，車駕駛員為避免撞上前方突然出現(xiàn)的行人而剎住汽車，飛行員將瞄準器對準欲攻擊的目標，等等。此類行為飛行員將瞄準器對準欲攻擊的目標，等等。此類行為都是信息輸出的表現(xiàn)。信息輸出的實際形式是多種多都是信息輸出的表現(xiàn)。信息輸出的實際形式是多種多樣的。樣的。各類信息輸出的質量取決于反應時間、運動時各類信息輸出的質量取決于反應時間、運動時間和準確

8、性等因素。間和準確性等因素。本節(jié)主要介紹人的信息輸出的形本節(jié)主要介紹人的信息輸出的形式、反應時間和運動時間。式、反應時間和運動時間。第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出 在實際情境中，操作者的信息輸出形式多種多樣。在實際情境中，操作者的信息輸出形式多種多樣。1、言語、言語2、運動（最重要的方式）根據(jù)操作活動的形式，人體操作活動可分、運動（最重要的方式）根據(jù)操作活動的形式，人體操作活動可分為以下六種：為以下六種：? （1）定位運動）定位運動 （2）重復運動）重復運動 （3）連續(xù)運動）連續(xù)運動 （ ）操作運動）操作運動 （4）序列運動）序列運動 （5）靜態(tài)調節(jié)運動）靜態(tài)調節(jié)運動 上述各種運動形式

9、，經常按一定的關系并行或連續(xù)出現(xiàn)，例上述各種運動形式，經常按一定的關系并行或連續(xù)出現(xiàn)，例如，靜態(tài)調節(jié)運動與其他各種運動同時存在；連續(xù)運動與操作運如，靜態(tài)調節(jié)運動與其他各種運動同時存在；連續(xù)運動與操作運動穿插進行，重復運動往往在序列運動中出現(xiàn)等。動穿插進行，重復運動往往在序列運動中出現(xiàn)等。一、信息輸出形式一、信息輸出形式第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出（一）反應時的概念（一）反應時的概念 外界刺激出現(xiàn)到操作者根據(jù)刺激信息完成反應之間外界刺激出現(xiàn)到操作者根據(jù)刺激信息完成反應之間的時間間隔稱為反應時。反應時又稱反應潛伏期，反的時間間隔稱為反應時。反應時又稱反應潛伏期，反應不能在給予刺激的同時立

10、即發(fā)生，而是有一個反應應不能在給予刺激的同時立即發(fā)生，而是有一個反應過程。過程。 二、反應時與運動速度二、反應時與運動速度第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出 根據(jù)刺激根據(jù)刺激反應情境的不同，可分為簡單、選擇反應情境的不同，可分為簡單、選擇反應時反應時 （二）簡單反應時與選擇反應時間（二）簡單反應時與選擇反應時間 1 1、簡單反應時。呈現(xiàn)的刺激只有一個，被試只在刺激、簡單反應時。呈現(xiàn)的刺激只有一個，被試只在刺激出現(xiàn)時做出特定的反應，這時獲得的反應時間稱為簡出現(xiàn)時做出特定的反應，這時獲得的反應時間稱為簡單反應時?？衫梅磻獣r測定儀進行實驗測定。單反應時?？衫梅磻獣r測定儀進行實驗測定。 2 2

11、、選擇反應時。、選擇反應時。有多種不同的刺激信號，刺激與反應有多種不同的刺激信號，刺激與反應之間表現(xiàn)為一一對應的前提下，呈現(xiàn)不同刺激時，要之間表現(xiàn)為一一對應的前提下，呈現(xiàn)不同刺激時，要求做出不同的反應，這時獲得的反應時稱為選擇反應求做出不同的反應，這時獲得的反應時稱為選擇反應時。利用選擇反應時測定儀進行實驗測試。時。利用選擇反應時測定儀進行實驗測試。 二、反應時與運動速度二、反應時與運動速度第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出（三）各種感覺通道的反應時（三）各種感覺通道的反應時n感覺通道不同，反應時不同感覺通道不同，反應時不同n同一個感覺通道，刺激部位不同，刺激不同，反應時也不同同一個感覺通

12、道，刺激部位不同，刺激不同，反應時也不同二、反應時與運動速度二、反應時與運動速度感覺通道感覺通道反應時反應時/ms感覺通道感覺通道反應時反應時/ms觸覺觸覺 117182溫覺溫覺180240聽覺聽覺120182 嗅覺嗅覺210390視覺視覺 150225痛覺痛覺4001000 冷覺冷覺 150230 味覺味覺3081082 第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出（四）影響簡單反應時的因素（四）影響簡單反應時的因素 1.刺激信號性質的影響：刺激信號性質的影響： 1)刺激的強度刺激的強度 (圖例）。圖例）。 2)刺激的空間特性刺激的空間特性 ?？臻g累計效應：強度和面積互相代替。空間累計效應：強度和

13、面積互相代替 3)刺激的持續(xù)時間。時間累計效應刺激的持續(xù)時間。時間累計效應 4)刺激的清晰度。應注意信號的清晰與背景環(huán)境有關刺激的清晰度。應注意信號的清晰與背景環(huán)境有關 2.人的機體狀態(tài)的影響：人的機體狀態(tài)的影響： 1)機體對環(huán)境條件的適應狀態(tài)。機體對環(huán)境條件的適應狀態(tài)。 2)精神準備程度。精神準備程度。 3)年齡因素。年齡因素。 二、反應時與運動速度二、反應時與運動速度第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出二、反應時與運動速度二、反應時與運動速度（五）影響選擇反應時的因素（五）影響選擇反應時的因素 影響選擇反應時的因素，除上述討論的各種因素影響選擇反應時的因素，除上述討論的各種因素外，還有如

14、下一些因素有特別重要意義。外，還有如下一些因素有特別重要意義。 (1)刺激物數(shù)量刺激物數(shù)量 (2)刺激物間差別刺激物間差別 (3)作業(yè)時間長短作業(yè)時間長短 (4)信號間隔與發(fā)生頻度：信號間隔與發(fā)生頻度：0.5s第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出二、反應時與運動速度二、反應時與運動速度（六）降低反應時應注意的問題（六）降低反應時應注意的問題 (1)合理選擇感覺通道合理選擇感覺通道 (2)確定刺激信號特點確定刺激信號特點 (3)合理設計顯示裝置合理設計顯示裝置 (4)進行職業(yè)選擇和適應性訓練進行職業(yè)選擇和適應性訓練第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出三、運動時間三、運動時間 （完成反應動作的

15、時間）1.定位速度定位速度 （1）早期進行的研究表明，定位運動時間依賴于）早期進行的研究表明，定位運動時間依賴于運動距離運動距離和和運動精度運動精度兩個因素。兩個因素。 （2）關于定位運動時間和運動方向的關系，施密特克）關于定位運動時間和運動方向的關系，施密特克(HSchmidtke)對此做了實驗研究。對此做了實驗研究。 實驗結果見教材圖實驗結果見教材圖9-9 。 （3）定位運動時間與空間介質有關。）定位運動時間與空間介質有關。 （4）定位運動時間還受操作者年齡的影響。）定位運動時間還受操作者年齡的影響。 （5）1964年費茲的進一步研究結果表明，定位運動的反應年費茲的進一步研究結果表明，定位

16、運動的反應時間和運動時間是相互獨立的。時間和運動時間是相互獨立的。 運動時間隨距離與方式而改變運動時間隨距離與方式而改變（一）運動速度（一）運動速度第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出三、運動時間三、運動時間 2.重復運動的速度重復運動的速度 許多操作都包含一組效應器許多操作都包含一組效應器(如手指如手指)的重復運動，例如打字、的重復運動，例如打字、鍵盤輸入、手書寫等。各效應器的重復運動速度大小，對諸如打鍵盤輸入、手書寫等。各效應器的重復運動速度大小，對諸如打字等操作的速度有明顯影響。字等操作的速度有明顯影響。 （1）手指敲擊速度。教材中表）手指敲擊速度。教材中表9-14列出了被試在列出了被

17、試在15 s內各手內各手指的最大敲擊速度。指的最大敲擊速度。 （2）不同效應器的敲擊速度。教材表）不同效應器的敲擊速度。教材表9-15列出了列出了2545歲歲被試不同效應器的平均敲擊速度。被試不同效應器的平均敲擊速度。 （3）不同效應器的重復運動速度之間的相關。研究發(fā)現(xiàn)，各）不同效應器的重復運動速度之間的相關。研究發(fā)現(xiàn)，各效應器的重復敲擊速度之間存在很高的相關效應器的重復敲擊速度之間存在很高的相關(見教材表見教材表9-16)。第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出三、運動時間三、運動時間 1.盲目定位運動的準確度盲目定位運動的準確度。盲目定位運動主要借助于對運動軌。盲目定位運動主要借助于對運動

18、軌跡的記憶及動覺反饋來完成。費茲對盲目定位運動的準確性進行跡的記憶及動覺反饋來完成。費茲對盲目定位運動的準確性進行過研究。如圖過研究。如圖9-9 所示：所示：（二）操作運動的準確度（二）操作運動的準確度圖圖9-9 盲目定位運動的準確度盲目定位運動的準確度a)研究情境研究情境 b)研究結果研究結果第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出三、運動時間三、運動時間 1.連續(xù)運動的準確度。連續(xù)運動的準確度。 2、操作運動的速度和準確度關系、操作運動的速度和準確度關系（二）操作運動的準確度（二）操作運動的準確度準確度低最佳工作點第四節(jié)第四節(jié) 人的信息輸出人的信息輸出四、反應時的應用示例四、反應時的應用示例 1.對產品和設備的檢查作業(yè)，可以采用物理的或化學的測定對產品和設備的檢查作業(yè)，可以采用物理的或化學的測定方法，但是目前還特別重視感官檢查。方法，但是目前還特別重視感官檢查。 2.在工業(yè)及其他許多領