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文檔簡(jiǎn)介
1、第三章 人的信息處理系統(tǒng)主要內(nèi)容三、中樞信息處理四、人的信息輸出 二、感知系統(tǒng)的信息加工一、人的信息處理模型 人類的勞動(dòng)分為:體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)。在體力勞動(dòng)中人是作為動(dòng)力的提供者;而在腦力勞動(dòng)中人是作為信息的加工者。體力勞動(dòng)主要涉及人的生理能力,而腦力勞動(dòng)主要涉及人的心理特征即涉及人的信息處理能力。 了解人的心理特征,對(duì)設(shè)計(jì)適合于人的人機(jī)系統(tǒng)是非常有利的。一、人的信息處理模型Donders的減法模型由于這種方法的核心是用一項(xiàng)較復(fù)雜工作需要的時(shí)間減去較簡(jiǎn)單工作需要的時(shí)間,由此來判斷增加的工作內(nèi)容需要的時(shí)間,這種方法被稱為Donders的減法模型。 Welford的單通道模型Broadbent的過
2、濾模型Broadbent的過濾模型感覺過濾器信息處理中心人的信息處理過程就像是一個(gè)過濾器,隨著信息處理過程的延續(xù),不重要的信息都被過濾掉了,只有最重要的信息才進(jìn)入到人的大腦被繼續(xù)處理。 Kahneman的單資源模型。單資源模型假定人的信息處理系統(tǒng)的能力是一種資源,有一定的限度。在這個(gè)限度之內(nèi),人可以相當(dāng)自由地分配自己的注意力,也可以同時(shí)干一件以上的事情。不同的腦力活動(dòng)要求不同程度的注意力,容易的工作只占用很少的注意力,難的工作占用更多的注意力。當(dāng)注意力不能滿足工作的需要時(shí),人的行為結(jié)果就受到影響或根本無法完成。 Wickens的多資源模型人的信息處理系統(tǒng)是一個(gè)多資源的系統(tǒng),多資源理論認(rèn)為,人有
3、多個(gè)不同的資源,而不是一個(gè)中心資源,每一種資源有它自己的一些特性。當(dāng)不同的工作用需要不同的資源時(shí),它們之間的干擾就小些,如果它們所需要的資源相同或相近,它們之間的干擾就大些??刂婆c自動(dòng)過程理論Schneider 和 Shiffrin教授根據(jù)他們自己所做的一系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出人的信息處理系統(tǒng)實(shí)際上有兩種基本的處理過程,一種是控制過程,一種是自動(dòng)過程。自動(dòng)過程是一種快速的,平等的信息處理過程,不受人的工作記憶能力的限制,只需要很少的或根本不需要直接控制。這種信息處理過程需要大量的訓(xùn)練才能獲得。相反,控制過程則是一種較慢的信息處理過程,受人的工作記憶能力的限制,它需要人的大量的,直接的控制行為,因而
4、施加給人的腦力負(fù)荷較重。 通過對(duì)以上關(guān)于人的信息處理系統(tǒng)最有影響力的介紹,對(duì)人的信息處理系統(tǒng)有一個(gè)初步的了解,把以上的主要觀點(diǎn)綜合起來可得出關(guān)于人的信息處理系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)圖。人的信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)人的信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖(一)感知覺系統(tǒng):人的信息處理的第一個(gè)階段是感覺。在這一階段,人通過各種感覺器官接受外界的信息,然后把這些信息傳遞給中樞信息處理系統(tǒng)。(二)中樞信息處理系統(tǒng):人的認(rèn)知系統(tǒng)接收從感知系統(tǒng)傳入的經(jīng)過編碼后的信息,并將這些信息存入本系統(tǒng)的工作記憶中,同時(shí)從長(zhǎng)時(shí)記憶中提取以前存入的有關(guān)信息和加工規(guī)律,進(jìn)行綜合分析后做出如何反應(yīng)的決策,并將決策信息輸出到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 (三)反應(yīng)(運(yùn)動(dòng))系
5、統(tǒng):它執(zhí)行中樞信息系統(tǒng)發(fā)出的命令,產(chǎn)生人的信息處理系統(tǒng)的輸出 人的信息處理系統(tǒng)由感知覺系統(tǒng)、認(rèn)知決策系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)(反應(yīng))系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:信息、信息量與信息傳遞模式(1)信息。信息是能消除事先不能確定的情況的信號(hào)或知識(shí),它存在于一切事物中,是一種抽象量。 (2)信息計(jì)量。信息是可以嚴(yán)格定量的,也就是消息中所包含得信息量。信息量以計(jì)算機(jī)的“位”(bit)為基本單位,稱為比特。一個(gè)比特信息量的定義是:在兩個(gè)均等的可能事件中需要區(qū)別的信息量。信號(hào)所負(fù)載的信息量按下式求得:H=log22n H為信息量;n為某信號(hào)中所包含的二進(jìn)制碼的個(gè)數(shù)。信息量是人機(jī)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重要參數(shù)。 信息、信息量與信息傳遞
6、模式(3)信息傳遞模式。人機(jī)系統(tǒng)中,信息在信息源和信宿(信息接收者)之間傳遞過程通常有三種模式: 1)信息源發(fā)出的信息被信宿完全接收。 2)信源發(fā)出的信息在傳遞過程中消耗殆盡。 3)從信源發(fā)出的信息雖然有些損耗,信宿收到的信號(hào)也混有某些噪聲成分,但仍有部分信源發(fā)出的信息被有效地傳送到了信宿。信息、信息量與信息傳遞模式 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是要通過合理的設(shè)計(jì),努力減少信息的損耗,或通過提高信噪比,降低混淆度,提高信息傳遞的質(zhì)量。(一)感覺和知覺感覺定義:感覺是人腦對(duì)直接作用于感覺器官的事物個(gè)別屬性的反映,感覺是人們了解外部世界的渠道,也是一切復(fù)雜心理活動(dòng)的基礎(chǔ)和前提。感覺類型:視覺、聽覺、化學(xué)感
7、覺(嗅覺和味覺)、觸等。感覺的過程:人的感覺器官接受內(nèi)外環(huán)境的刺激,將其轉(zhuǎn)化為神經(jīng)沖動(dòng),通過傳入神經(jīng),將其傳至大腦皮質(zhì)感覺中樞,便產(chǎn)生了感覺。二、感知系統(tǒng)的信息加工 知覺的定義:人們通過感官得到了外部世界的信息,這些信息經(jīng)過頭腦的加工,產(chǎn)生的對(duì)事物的整體的認(rèn)識(shí),這就是知覺。知覺以感覺為基礎(chǔ),是現(xiàn)實(shí)刺激與已存儲(chǔ)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用的結(jié)果,是一種主動(dòng)的和富有選擇性的構(gòu)造過程。感覺和知覺的關(guān)系和區(qū)別 從知覺的過程得知,客觀事物是首先被感覺,然后才能進(jìn)一步被知覺,所以知覺是在感覺的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,感覺的事物個(gè)別屬性越豐富、越精確,對(duì)事物的知覺也就越完整、越正確。 感覺和知覺都是客觀事物直接作用于感覺器官
8、而在大腦中產(chǎn)生對(duì)事物的客觀反映。在生活和生產(chǎn)活動(dòng)中,人都是以知覺的形式直接反映事物,而感覺只作為知覺的組成部分而存在于知覺之中,很少有孤立的感覺存在,在心理學(xué)中稱為“感知覺”。感覺和知覺的關(guān)系和區(qū)別 感覺反映的是客觀事物的個(gè)別屬性,而知覺反映的是客觀事物的整體。感覺的性質(zhì)較多取決于刺激物的性質(zhì),而知覺過程帶有意志成分,人的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、需要、動(dòng)機(jī)、興趣等因素直接影響知覺的過程。知覺與感覺示意A 根據(jù)知覺時(shí)起主導(dǎo)作用的感官特性,可把知覺分為視知覺、聽知覺、觸知覺、味知覺和嗅知覺等。人的感覺與人的生理特征有關(guān),而人的知覺則與人的經(jīng)驗(yàn)和所受的教育有關(guān)。感覺的基本特征:1、感覺閾限 人是通過自己的感覺器
9、官來獲得各種信息的。在外界刺激物的作用下,人的感受器的神經(jīng)末梢發(fā)生興奮,產(chǎn)生電波,這種電波沿神經(jīng)通道傳送到大腦皮質(zhì)感覺區(qū)產(chǎn)生感覺。 感覺器官可接受外界刺激的范圍被稱為感覺閾限,感覺閾限有絕對(duì)閾限和差別感覺閾限兩個(gè)概念。絕對(duì)閾限外界刺激必須達(dá)到一定強(qiáng)度才能引起人的感覺。 剛剛能引起感覺的最小刺激量,叫絕對(duì)感覺閾限的下限,強(qiáng)度低于下限的刺激不能引起人的感覺。能產(chǎn)生正常感覺的最大刺激量,叫絕對(duì)感覺閾限的上限。作用于感覺器官的刺激強(qiáng)度若超過上限,就會(huì)引起痛覺,嚴(yán)重時(shí)甚至于造成感覺器官的損傷。在人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,為保證信息的有效傳遞,機(jī)器信源發(fā)出的信號(hào)能量應(yīng)在上下閾限之間。刺激閾限下限感覺絕對(duì)閾限舉例視覺
10、2.25.710-17J4.8km以外的燭光聽覺110-12J/m2安靜環(huán)境中60m以外的手表滴答聲味覺410-7(硫酸試劑摩爾濃度)9L水中的一匙白糖嗅覺210-7kg/m3彌散于30的房間中的一滴香水觸覺2.610-9J從一厘米距離落到你臉上一個(gè)蒼蠅的翅膀差別感覺閾限人的感覺器官不僅能夠確定刺激的有無,而且能覺察刺激的變化或差別。剛剛能引起差別感覺的最小刺激量,叫差別感覺閾限。每一種感覺器官的差別感覺閾限不是一個(gè)絕對(duì)數(shù)值,它隨最初的刺激強(qiáng)度而變化,并且兩者之比是一個(gè)常數(shù)。這一關(guān)系被稱為韋伯定律,可用下面的公式表示:I/I=K式中I是初始刺激強(qiáng)度,I為引起差別感覺的刺激強(qiáng)度的增量,K為常數(shù)。
11、 人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,常利用信號(hào)的能量差異進(jìn)行信息編碼。2、適應(yīng)性:感覺器官經(jīng)持續(xù)刺激一段時(shí)間后,感覺會(huì)逐漸減小乃至消失,這種現(xiàn)象稱為適應(yīng)。3、相互作用 在一定條件下,各種感覺器官對(duì)其適宜刺激的感受能力將受到其他刺激的干擾而降低,使感受性發(fā)生變化的現(xiàn)象。 A、 一個(gè)感覺器官同時(shí)受若干個(gè)同類刺激,會(huì)產(chǎn)生相互作用。 B、 若干個(gè)感覺器官各自感應(yīng)刺激時(shí),相互之間會(huì)產(chǎn)生相互作用4、對(duì)比 同一感受器官接受兩種同類但內(nèi)容不同的刺激時(shí),會(huì)使感受性發(fā)生變化的現(xiàn)象。5、余覺 刺激消失后,感覺還可以存在一個(gè)極短時(shí)間的現(xiàn)象。知覺的基本特性知覺的整體性知覺的理解性知覺的選擇性知覺的恒常性知覺的整體性:把知覺對(duì)象的各種屬性
12、、各個(gè)部分知覺成為一個(gè)同樣的有機(jī)整體,這種特性稱為知覺的整體性。知覺的整體性可使人們?cè)诟兄约菏煜さ膶?duì)象時(shí),只根據(jù)其主要特征可將其作為一個(gè)整體而被知覺。如,見到建筑群中的冷水塔,電力工程師立即會(huì)將該建筑群知覺為一個(gè)熱電廠。知覺的理解性:根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)去理解當(dāng)前的感知對(duì)象,這種特性稱為知覺的理解性。由于人們的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不同,所以對(duì)知覺對(duì)象的理解也會(huì)有不同,與知覺對(duì)象有關(guān)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)越豐富,對(duì)知覺對(duì)象的理解也就越深刻。在復(fù)雜的環(huán)境中,知覺對(duì)象隱蔽、外部標(biāo)志不鮮明、提供的信息不充分時(shí),語(yǔ)言的提示或思維的推論,可喚起過去的經(jīng)驗(yàn),幫助人們?nèi)チ⒓蠢斫猱?dāng)前的知覺對(duì)象,使之完整化。此外,人的情緒狀態(tài)也影響人對(duì)
13、知覺對(duì)象的理解。知覺的恒常性:人們總是根據(jù)已往的印象、知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)去知覺當(dāng)前的知覺對(duì)象,當(dāng)知覺的條件在一定范圍內(nèi)改變了的時(shí)候,知覺對(duì)象仍然保持相對(duì)不變,這種特性稱為知覺恒常性。大小恒常性:在天空中飛行的飛機(jī),在視網(wǎng)膜中的映象是近大遠(yuǎn)小,但在知覺中它的大小是不變的。顏色恒常性:形狀恒常性:知覺的恒常性保證了人在變化的環(huán)境中,仍然按事物的真實(shí)面貌去知覺,從而更好地適應(yīng)環(huán)境。知覺的選擇性 作用于感官的事物是很多的,但人不能同時(shí)知覺作用于感官的所有事物或清楚地知覺事物的全部。人們總是按照某種需要或目的主動(dòng)地有意識(shí)地選擇其中少數(shù)事物作為知覺對(duì)象,對(duì)它產(chǎn)生突出清晰的知覺映象。把某些對(duì)象從某背景中優(yōu)先地區(qū)分出
14、來,并予以清晰反映的特性稱為知覺的選擇性。 知覺對(duì)象和背景的關(guān)系是可以相互轉(zhuǎn)換的。錯(cuò) 覺 錯(cuò)覺是知覺的一種特殊形態(tài),即知覺的映象與事物的客觀情況不相符。其產(chǎn)生的原因目前還不清楚。長(zhǎng)短視錯(cuò)覺橫豎視錯(cuò)覺方位視錯(cuò)覺1這些真的是平行線呦誰(shuí)比較高下面的比較大? 圖中的圓確實(shí)是一個(gè)正圓形左邊的藍(lán)色比較深嗎左側(cè)中央的圓形比右邊大嗎會(huì)動(dòng)的圖片(二)、感知過程中的信息存儲(chǔ) (1)感覺儲(chǔ)存。感覺儲(chǔ)存又稱感覺記憶或瞬時(shí)記憶。它是外界輸入刺激后人對(duì)信息加工的第一個(gè)模塊,感覺記憶的儲(chǔ)存時(shí)間大約為0.25 s2 s。 感覺記憶是記憶的初始階段,它是外界刺激以極短的時(shí)間一次呈現(xiàn)后,一定數(shù)量的信息在感覺通道內(nèi)迅速被登記并保持
15、一瞬間的過程。 (2)感覺儲(chǔ)存的編碼。感覺儲(chǔ)存編碼形式主要依賴于信息的物理特征,因而具有鮮明的形象性。 視覺的感覺記憶叫圖像記憶,聽覺的感覺記憶編碼形式稱為聲像記憶。(3)感覺儲(chǔ)存和工作記憶的交互作用。工作記憶是感覺記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶的中間階段,即輸入信息經(jīng)過再編碼,使其容量擴(kuò)大。 保持時(shí)間大約為5s2min 感覺記憶圖像記憶,容量為17個(gè)字母,保留時(shí)間200ms聲像記憶,容量5個(gè)字母,保留時(shí)間1500ms。(4)感知映象的衰退和儲(chǔ)存容量。 感知記憶(包括視覺映象和聽覺映象)隨時(shí)間消逝而衰退。實(shí)驗(yàn)研究表明,感知記憶中殘存的信息數(shù)量隨時(shí)間的消逝而遵循指數(shù)曲線規(guī)律迅速下降。用半衰期參數(shù)來描述衰退過程。
16、A R J C 5 93 J 8 Y C 8H M D 7 S FQ 2 4 W 9 R1 5 9 2 3 6 5 3 7 5 8 2 9 7 1 4 8 5 3 9 2 9 3 5 2 6 3 8 1 4(三)感知系統(tǒng)的信息加工1、信息的加工方式:感知系統(tǒng)信息加工方式包括兩個(gè)過程,一個(gè)是自下而上的過程,也被稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)加工,一個(gè)是自上而下的過程,也被稱為概念驅(qū)動(dòng)過程。 一般認(rèn)為客觀對(duì)象作用于人時(shí),需要通過自上而下加工與自下而上加工的相互作用才能實(shí)現(xiàn)對(duì)象的整體形象反映。對(duì)比較熟悉的物體,采用自上而下的知覺過程較多;對(duì)不熟悉的物體,采用自下而上的知覺過程較多。 自下而上的加工:是指由外部刺激開始
17、加工,通常是指先對(duì)較小的知覺單元進(jìn)行分析,然后再轉(zhuǎn)向較大的知覺單元,經(jīng)過一系列連續(xù)階段的加工而達(dá)到對(duì)感覺刺激的解釋。 (舉例) 由于信息流程是從構(gòu)成知覺基礎(chǔ)的較小的知覺單元到較大的知覺單元,或說從較低水平的加工到較高水平的加工,這種類型的加工因而稱為自下而上加工。 自上而下的加工:是指由有關(guān)知覺對(duì)象的一般知識(shí)開始的加工。由此可以形成期望或?qū)χX對(duì)象的假設(shè)。這種期望或假設(shè)制約著加工的所有階段或水平,從調(diào)整特征覺察器直到引導(dǎo)對(duì)細(xì)節(jié)的注意等。(舉例) 由于是一般知識(shí)引導(dǎo)知覺加工,較高水平的加工制約較低水平的加工,這種類型的加工因而稱為自上而下的加工。 一般說來,在人的知覺活動(dòng)中,非感覺信息越多,他們
18、所需要的感覺信息就越少,因而自上而下的加工占優(yōu)勢(shì);相反,非感覺信息越少,就需要越多的感覺信息,因而自下而上的加工占優(yōu)勢(shì)。2、模式識(shí)別模式是指由若干元素或成分按一定關(guān)系形成的某種刺激結(jié)構(gòu),也可以說模式是刺激的組合。當(dāng)人能夠確認(rèn)他所知覺的某個(gè)模式是什么時(shí),將它與其他模式區(qū)分開來,這就是模式識(shí)別。模式識(shí)別是人的一種基本的認(rèn)知能力或智能,在人的各種活動(dòng)中都有重要的作用。 人的模式識(shí)別可看作一個(gè)典型的知覺過程,它依賴于人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。一般說來,模式識(shí)別過程是感覺信息與長(zhǎng)時(shí)記憶中的有關(guān)信息進(jìn)行比較,再?zèng)Q定它與哪個(gè)長(zhǎng)時(shí)記憶中的項(xiàng)目有著最佳匹配的過程。關(guān)于匹配過程的實(shí)現(xiàn)方式,有三種主要模型:(1)模板匹配模型
19、。(2)原型匹配模型。 (3)特征分析模型。 模式(板)匹配理論 :模式匹配理論認(rèn)為,在人的長(zhǎng)時(shí)記憶中,儲(chǔ)存著許多過去在生活中形成的外部模式的復(fù)本。這些復(fù)本稱為模板。當(dāng)一個(gè)刺激作用于人的感官時(shí),刺激信息得到編碼并與已儲(chǔ)存的各種模板進(jìn)行比較,看哪個(gè)模板與刺激有最佳的匹配,就把這個(gè)刺激確認(rèn)為與那個(gè)模板相同。這樣,模式就得到識(shí)別了 。原型匹配理論:這種理論認(rèn)為,人們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)記憶中存儲(chǔ)的并不是無數(shù)個(gè)模式,而是原型。原型被看著一類客體的內(nèi)部表征,反映一類客體具有的基本特征。在識(shí)別過程中,外部刺激只需同某一原型進(jìn)行比較有最近似的匹配,即可將該刺激納入此原型所代表的范疇,從而得到識(shí)別。特征分析模型 :特征模型
20、將構(gòu)成模式的元素或成分及其關(guān)系稱為特征。它認(rèn)為外部刺激在人的長(zhǎng)期記憶中,是以其各種特征來表征的。在模式識(shí)別過程中,首先要對(duì)刺激的特征進(jìn)行分析,即抽取刺激的有關(guān)特征,然后將這些抽取的特征加以合并,再與長(zhǎng)時(shí)記憶中的各種刺激的特征進(jìn)行比較,一旦獲得最佳的匹配,外部刺激就被識(shí)別。 (1)加工周期。知覺加工器的加工周期時(shí)間與刺激脈沖反應(yīng)的時(shí)間有關(guān);且視輸入信息的特征和作業(yè)任務(wù)的不同可在較大范圍內(nèi)變化。 (2)單位知覺。如果在一個(gè)知覺加工器的工作周期里,有多個(gè)相類似的刺激發(fā)生,那么知覺加工器就會(huì)將它們當(dāng)作一個(gè)刺激單位加以處理。 (3)感知加工的速率變化。在人類信息加工器模型中,知覺加工器的單位加工周期并非
21、一個(gè)固定的常數(shù)。根據(jù)不同的刺激條件,加工周期可在一定范圍內(nèi)變化。3、信息加工周期、單位知覺、感知加工的速率變化(四)、注意(1)注意的概念及分類 1)注意的概念 注意是依附和伴隨人的認(rèn)識(shí)、情感、意志等心理過程而存在的一種人的心理活動(dòng),是心理活動(dòng)對(duì)一定對(duì)象的指向和集中。由于感官通道容量有限,人不可能在同一時(shí)間內(nèi)接受周圍環(huán)境所提供的一切信息源,而只能從中選擇極少數(shù)作為心理活動(dòng)的對(duì)象,這種特性稱為指向性。人的意志對(duì)所選擇的對(duì)象給予關(guān)注和堅(jiān)持,這種特性稱為集中性。2)注意的功能 注意的功能包括選擇功能、保持功能和調(diào)節(jié)及監(jiān)督功能。注意選擇功能指注意對(duì)同一時(shí)間作用于人的種種信息源傳播的信息進(jìn)行過濾和篩選,
22、從而保證了少數(shù)進(jìn)入的信息能得到充分的加工。注意的保持功能使心理活動(dòng)的內(nèi)容得以在意識(shí)中保持,使心理過程得以持續(xù)進(jìn)行。注意的調(diào)節(jié)和監(jiān)督功能表現(xiàn)為排除和抑制來自內(nèi)部和外部的干擾,使人所從事的各項(xiàng)活動(dòng)能朝著預(yù)定的目標(biāo)和方向進(jìn)行。3)注意的分類無意注意:無意注意是一種初級(jí)被動(dòng)的注意,是一種既無預(yù)定目的也不需要付出任何意志努力的注意。它通常是由于周圍環(huán)境的變化而引起的一種不由自主的自然而然的注意,所以又稱為不隨意注意。有意注意:有意注意是一種積極主動(dòng)的較無意注意高一級(jí)的注意,是有預(yù)定目的的,同時(shí)還需要付出意志努力的注意。有意注意受意識(shí)的自覺調(diào)節(jié)和控制,是人類所獨(dú)有的一種心理現(xiàn)象,所以也稱為隨意注意。3)注
23、意的分類有意后注意。有意后注意是注意的一種特殊形式。從特征上講,它同時(shí)具有無意注意和有意注意的某些特征。它和自覺的目的、任務(wù)聯(lián)系在一起,類似于有意注意;但它不需要意志的努力,這方面又類似于無意注意。(2)注意的基本特征注意的選擇性在一定的時(shí)間內(nèi),人只能從眾多的信息源中選擇所需要的信息源進(jìn)行信息加工。既然有選擇,就必然有漏失,重要的是要選擇恰當(dāng),使取樣的信息正好是所需要的。做到注意對(duì)象的最佳選擇或最佳取樣,就是以最小的代價(jià)得到最大的價(jià)值。 由于人的能力資源是有限的,人在觀察某一信息源時(shí),能夠了解這個(gè)信息源的最新動(dòng)向,這是他的所得。但也有一個(gè)忽略其他信息源的代價(jià),稱為機(jī)會(huì)成本,人的注意的選擇就是從
24、這兩方面入手找出最優(yōu)。注意的分配注意分配是指人在同一時(shí)候能把注意分配到一個(gè)以上的對(duì)象上,即所謂一心二用或一心多用。 注意的分配是完成復(fù)雜工作任務(wù)的重要條件。注意分配基本條件就是同時(shí)進(jìn)行的幾種活動(dòng)的熟練程度或自動(dòng)化程度。注意分配與同時(shí)進(jìn)行的幾種活動(dòng)的性質(zhì)有關(guān)。注意的廣度 注意的廣度也稱注意的范圍,是在很短時(shí)間內(nèi),意識(shí)所能注意到的對(duì)象的數(shù)量。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為,注意的廣度是注視點(diǎn)來不及移動(dòng)的一瞬間(0.1秒),人所能接收的同時(shí)輸入的信息量。認(rèn)知心理學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究表明,注意是一種有序的心理資源,當(dāng)容納了某些信息時(shí)就不能再容納其他信息。正常人的注意范圍通常為72個(gè)組塊,與工作記憶的容量相同。注意的廣度 注意
25、對(duì)象越集中、排列越有規(guī)律、相互間的聯(lián)系越趨向于有意義,注意的廣度就越大,反之則越小。知覺任務(wù)難度小,注意廣度相對(duì)大些;人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)越豐富,注意廣度也越大,即隨著知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的積累,注意的范圍有所擴(kuò)大。但注意廣度的擴(kuò)大是相對(duì)的,也是有限的。注意的穩(wěn)定性 注意的穩(wěn)定性亦稱注意的持久性,是注意較長(zhǎng)時(shí)間地保持在某些特定事物上的能力,是注意在時(shí)間上的特征,是衡量注意品質(zhì)的重要指標(biāo)。 注意的穩(wěn)定性不僅包括注意某一具體對(duì)象所能持續(xù)的時(shí)間,而且包括在注意總?cè)蝿?wù)的支配下,指向和集中于注意對(duì)象的各個(gè)方面。 與注意的穩(wěn)定性相反的是注意的分散性,也稱分心。分心是由無關(guān)刺激物的干擾或單調(diào)刺激物的持續(xù)作用而引起的離開當(dāng)前應(yīng)該
26、指向和集中的對(duì)象的一種心理活動(dòng),是一種應(yīng)該用意志去努力克服的狀態(tài)。三、中樞信息處理 外界刺激通過感覺系統(tǒng)傳入大腦之后,就進(jìn)入到人的信息處理系統(tǒng)的第二個(gè)結(jié)段,即中樞信息處理階段,它的功能包括知覺、記憶、思維、決策等,了解這些功能對(duì)掌握人的中樞信息處理特征、設(shè)計(jì)更符合人的人機(jī)系統(tǒng)是非常重要的。 1、記 憶 人的大腦能夠把輸入或經(jīng)過加工的信息儲(chǔ)存起來,在需要時(shí)再把這些儲(chǔ)存的信息取出,這一過程稱為記憶。它包括存儲(chǔ)和提取兩個(gè)階段。根據(jù)信息的輸入、加工、儲(chǔ)存、提取方式的不同以及信息儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)短的不同,人的記憶分為:感覺記憶、工作記憶、長(zhǎng)時(shí)記憶。中樞系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存(1)工作記憶(短時(shí)記憶)工作記憶的含義:工
27、作記憶也叫短時(shí)記憶和操作記憶,是感覺記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶的中間階段。由于持續(xù)時(shí)間很短,相對(duì)容量有限的記憶被稱為短時(shí)記憶。 人類所有的智力活動(dòng)都必須從工作記憶中取得所需要的加工材料,操作的結(jié)果也必須經(jīng)過工作記憶以進(jìn)一步加工或輸出,因而工作記憶在認(rèn)知系統(tǒng)中的功能類似于計(jì)算機(jī)的通用寄存器。工作記憶中的元素不是以基本物理形式存在的,而是以有意義的最小單元存在。有意義的最小單元被稱為“組塊” 。工作記憶的特點(diǎn)信息保持時(shí)間很短。在無復(fù)述的情況下,一般保持5-20s,最長(zhǎng)不超過1分鐘。記憶容量小。信息一次呈現(xiàn)后立即正確記憶的最大量一般為5-9個(gè)互不關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目。若在記憶過程中重新編碼、組塊,減少信息中獨(dú)立成分的數(shù)量
28、,可提高工作記憶。對(duì)中斷的高度敏感。工作記憶極易受到干擾,受干擾的程度取決于工作記憶中存儲(chǔ)信息的多少。工作記憶中的信息可被意識(shí)。也就是說,只有短時(shí)記憶中的信息才能被保持在人們當(dāng)前的意識(shí)之中。工作記憶的編碼及影響因素聽覺編碼和視覺編碼是工作記憶的主要編碼方式。研究表明,工作記憶的編碼通常是以聽覺的聲音符號(hào)方式進(jìn)行的,但在工作記憶的最初階段存在視覺形式編碼,之后逐漸向聽覺形式過渡。工作記憶編碼效果的影響因素:(1)覺醒水平;即大腦皮層的興奮水平;(2)工作記憶的組塊;(3)認(rèn)知加工深度。工作記憶信息的存儲(chǔ)與遺忘 復(fù)述:是工作記憶信息存儲(chǔ)的有效方法。它可以防止工作記憶中的信息受到無關(guān)刺激的干擾而發(fā)生
29、遺忘。遺忘:記憶的內(nèi)容不能保持或者提取有困難就是遺忘。工作記憶的內(nèi)容有限,儲(chǔ)存的時(shí)間也很短,無復(fù)述的情況下,保持1530s。造成遺忘的最大原因主要是工作記憶中的信息受到其他無關(guān)信息的干擾。阻止復(fù)述的情況下,保持時(shí)間間隔越長(zhǎng),正確的回憶率越低。(2)長(zhǎng)時(shí)記憶長(zhǎng)時(shí)記憶的含義:是指存儲(chǔ)時(shí)間在一分鐘以上、數(shù)月、數(shù)年乃至終身不忘的信息。長(zhǎng)時(shí)記憶中儲(chǔ)存著過去所有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),這些信息是有組織的知識(shí)系統(tǒng) ,對(duì)人的學(xué)習(xí)和行為決策有重要的意義 。長(zhǎng)時(shí)記憶容量沒有限制。信息的來源大部分是對(duì)工作記憶內(nèi)容的加工,也有由于印象深刻而一次獲得的。長(zhǎng)時(shí)記憶 人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),就是保持在長(zhǎng)時(shí)記憶中的信息。長(zhǎng)時(shí)記憶的內(nèi)容是以往信息
30、處理的結(jié)果,比較穩(wěn)定,具有備用的作用,對(duì)人的活動(dòng)不會(huì)增加過多的負(fù)擔(dān)。人的長(zhǎng)時(shí)記憶的容量很大,幾乎無限。 長(zhǎng)時(shí)記憶是最重要也是最復(fù)雜的記憶系統(tǒng)。一切后天獲得的經(jīng)驗(yàn),包括語(yǔ)言規(guī)則在內(nèi),都必然是長(zhǎng)時(shí)記憶的組成部分。長(zhǎng)時(shí)記憶的信息儲(chǔ)存 長(zhǎng)時(shí)記憶中信息的儲(chǔ)存是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。從量的方面,存儲(chǔ)信息的數(shù)量隨時(shí)間的遷移而逐漸下降;從質(zhì)的方面,存儲(chǔ)的信息會(huì)出現(xiàn)不同形式的變化。 長(zhǎng)時(shí)記憶中信息的儲(chǔ)存首先依賴于組織有效的復(fù)習(xí),刺激物的重復(fù)出現(xiàn)是工作記憶向長(zhǎng)時(shí)記憶轉(zhuǎn)化的條件,沒有復(fù)述的信息是不可能進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶的。其次利用外部記憶手段,如記筆記等,最后,要注意腦的健康和用腦衛(wèi)生,保持良好的記憶。長(zhǎng)時(shí)記憶的信息提取 長(zhǎng)時(shí)記
31、憶的信息提取有兩種基本形式,即再認(rèn)和回憶。 再認(rèn)是指人們對(duì)感知過、思考過或體驗(yàn)過的事物,當(dāng)它再度呈現(xiàn)時(shí),仍能認(rèn)識(shí)的心理過程。 回憶是人們過去經(jīng)歷過的事物以形象或概念的形式在頭腦中重新出現(xiàn)的過程。回憶通常以聯(lián)想為基礎(chǔ)。再認(rèn)的效果隨再認(rèn)的時(shí)間間隔而變化從學(xué)習(xí)到再認(rèn)的間隔時(shí)間越長(zhǎng),效果越差 長(zhǎng)時(shí)記憶的內(nèi)容是不能抹掉的,然而要在長(zhǎng)時(shí)記憶中隨意提取一組塊卻并不是成功的。提取失敗的原因有兩個(gè): 一、找不到提取的線索; 二、許多相似的提取線索和許多相似的組塊混在一起,互相干擾,以致阻礙了目標(biāo)組塊的提取。當(dāng)提取的線索要依賴聯(lián)想時(shí),這種干擾的影響就更大。遺 忘 保持在頭腦中的信息,隨著時(shí)間的推移和后來經(jīng)驗(yàn)的影響
32、,不論在時(shí)間上還是在數(shù)量上,都將發(fā)生一定的變化。在數(shù)量上變化的一個(gè)重要表現(xiàn)是識(shí)記的保持量逐漸減少,致使識(shí)記過的信息不能再認(rèn)和回憶,或者發(fā)生錯(cuò)誤的再認(rèn)和回憶,這就是遺忘。 人們進(jìn)行了大量的研究發(fā)現(xiàn)遺忘的規(guī)律,遺忘發(fā)展的進(jìn)程是均衡的,在識(shí)記后的短時(shí)間內(nèi),遺忘速度很快,以后逐漸緩慢,一定時(shí)間后,則處于停滯狀態(tài)幾乎不再忘記。遺忘的發(fā)展進(jìn)程還受識(shí)記材料的性質(zhì)、數(shù)量、學(xué)習(xí)程度以及識(shí)記時(shí)的主觀狀態(tài)等因素的制約。 德國(guó)心理學(xué)家艾賓浩斯對(duì)記憶和遺忘進(jìn)行了大量的、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,得出了著名的艾賓浩斯遺忘曲線: 同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,動(dòng)作記憶最易于長(zhǎng)久保持,一項(xiàng)技能一年后只遺忘29%。其次是形象材料和有意義的材料,如能
33、引起興趣的、符合需要的、在生活工作中占有重要地位的材料比抽象的材料、無意義的材料易于記憶。識(shí)記的材料數(shù)量越多,識(shí)記后保持量越少。遺忘的原因:干擾是遺忘的重要原因。遺忘是因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)和回憶之間受到其他刺激的干擾所致。對(duì)信息保持的干擾有兩種類型:一類稱為前攝干擾,即先前學(xué)習(xí)的材料對(duì)識(shí)記和回憶后學(xué)材料的干擾作用;另一類稱為倒攝干擾,即后面學(xué)習(xí)的材料對(duì)保持和回憶先學(xué)材料的干擾作用。3、思維與決策 思維與決策是人的信息處理過程中最復(fù)雜、最富有創(chuàng)造性的工作,也是人的信息處理系統(tǒng)的瓶頸。正是它極大地限制了人的信息處理能力。人的中樞信息處理系統(tǒng)是單通道的,在某一時(shí)刻只能做一件事。 (一)思維過程 思維是借助語(yǔ)言
34、、表象或動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的、對(duì)客觀事物概括的和見解的認(rèn)識(shí),是認(rèn)識(shí)的高級(jí)形式。感知覺是外界刺激直接輸入并進(jìn)行初級(jí)加工,記憶是對(duì)輸入的刺激進(jìn)行編碼、儲(chǔ)存、提取的過程。思維是對(duì)輸入的信息進(jìn)行更深層次的加工,主要表現(xiàn)在概念的形成和問題解決的活動(dòng)中。 思維過程具體包括以下四個(gè)階段: 1)認(rèn)識(shí)和明確地提出問題2)分析所提出問題的特點(diǎn)和條件3)提出假設(shè)和考慮解決方法4)檢驗(yàn)假設(shè)2)決策系統(tǒng)主要特征與局限 決策是人為達(dá)到一定目標(biāo)選擇行動(dòng)方案的過程。在決策時(shí),首先要確定目標(biāo),找出可達(dá)到這個(gè)目標(biāo)的各種方案,比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn),然后選擇出一個(gè)最優(yōu)的方案。決策系統(tǒng)有以下一些特征與局限:人是一個(gè)受到限制的理性決策系統(tǒng)人的計(jì)算
35、能力是十分有限的工作記憶的限制長(zhǎng)時(shí)記憶的限制速度很慢人機(jī)系統(tǒng)中要提高決策水平: 通過選拔和訓(xùn)練提高操作者的素質(zhì),培養(yǎng)決策能力。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)上充分考慮人的決策行為的特點(diǎn)和決策能力的局限性,提供決策所需的條件和決策輔助工具。如用計(jì)算機(jī)輔助決策。 1.大腦信息處理能力的界限 三、影響信息處理的因素 (1)大腦皮質(zhì)對(duì)連續(xù)接受的各種信息不可能全部確切地給以處理,其能力具有一定的限度。把從感覺器官得到的信息,在大腦皮質(zhì)進(jìn)行判斷,決定采取什么樣的行動(dòng)時(shí),人不可能同時(shí)處理兩種以上的信息。 三、影響信息處理的因素 在處理各種信息過程中,當(dāng)時(shí)間十分充裕時(shí),人們可以正確地進(jìn)行處理;當(dāng)信息時(shí)間短觸信息又錯(cuò)綜復(fù)雜時(shí),就不
36、能很好地處理,將出現(xiàn)以下各種情況:漏掉了未處理的信息。作了錯(cuò)誤的處理。處理延遲。信息內(nèi)容處理不全。信息處理的質(zhì)量降低。使用了規(guī)定以外的處理方法。放棄處理。 2.內(nèi)部因素 影響信息處理能力的內(nèi)部因素主要有:覺醒水平,動(dòng)力,學(xué)習(xí) (練習(xí))和疲勞。(1)人的喚醒水平。喚醒水平指人的總體生理激活程度。它對(duì)工作效率有很大影響。在適宜的范圍內(nèi),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,人將處于十分緊張狀態(tài),無法實(shí)現(xiàn)有效行為。(2)工作任務(wù)因素。 認(rèn)知加工器的不同的加工任務(wù),其加工周期時(shí)間可在很大范圍內(nèi)波動(dòng)。教材表9-5為不同認(rèn)知系統(tǒng)的加工速度。 (3)學(xué)習(xí)。從學(xué)習(xí)曲線規(guī)律可知
37、,如果反復(fù)的練習(xí)同種作業(yè),隨著練習(xí)次數(shù)的增加,工作質(zhì)量和效率都將在一定程度上有所改善。并能減輕人的疲勞。 (4)疲勞。對(duì)信息處理過程來說,疲勞將帶來與學(xué)習(xí)相反的效果。在疲勞使信息處理能力降低的狀態(tài)下,就會(huì)發(fā)生不能很好地處理刺激的反應(yīng)模式。 (5)動(dòng)力。人因具有動(dòng)機(jī)才能對(duì)所給的刺激產(chǎn)生一定的行動(dòng),這種現(xiàn)象稱為動(dòng)力。人對(duì)作業(yè)形成動(dòng)力是人處理信息時(shí)的基礎(chǔ)條件之一,特別是在重新學(xué)習(xí)掌握信息處理方法時(shí),動(dòng)力具有更加重要的作用。四、人的信息輸出 信息從人的中樞處理向運(yùn)動(dòng)器官傳送的過程,稱為人的信息輸出系統(tǒng),信息輸出表現(xiàn)為人的各種反應(yīng)活動(dòng)。由于人的信息輸出是人機(jī)系統(tǒng)的輸入,因此了解人的信息輸出特征直接關(guān)系到
38、人機(jī)系統(tǒng)的效率和可靠性。 在實(shí)際情境中,操作者的信息輸出形式多種多樣。信息輸出最重要的方式是運(yùn)動(dòng)輸出。根據(jù)操作活動(dòng)的形式,人體操作活動(dòng)可分為以下六種:(1)定位運(yùn)動(dòng) (2)重復(fù)運(yùn)動(dòng) (3)連續(xù)運(yùn)動(dòng)(4)逐次運(yùn)動(dòng) (5)序列運(yùn)動(dòng)(6)靜態(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng) 上述各種運(yùn)動(dòng)形式,經(jīng)常按一定的關(guān)系鏈并行或連續(xù)出現(xiàn),例如,靜態(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)與其他各種運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在;連續(xù)運(yùn)動(dòng)與操作運(yùn)動(dòng)穿插進(jìn)行,重復(fù)運(yùn)動(dòng)往往在序列運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)等。1、操作運(yùn)動(dòng)類型2、操作運(yùn)動(dòng)的速度反應(yīng)時(shí)的概念:一般將外界刺激出現(xiàn)到操作者根據(jù)刺激信息完成反應(yīng)之間的時(shí)間間隔稱為反應(yīng)時(shí)。這個(gè)時(shí)間包括兩部分:第一部分是從刺激開始到反應(yīng)開始之間的時(shí)間,稱之為反應(yīng)潛伏期;
39、第二部分是從反應(yīng)開始到反應(yīng)完成的時(shí)間,稱為運(yùn)動(dòng)時(shí)間。反應(yīng)不能在給予刺激的同時(shí)立即發(fā)生,而是有一個(gè)反應(yīng)過程。 (1)反應(yīng)時(shí)人的信息輸出速度一般用反應(yīng)時(shí)間來測(cè)量。反應(yīng)過程包括刺激使感覺器官產(chǎn)生活動(dòng),經(jīng)由神經(jīng)傳遞至大腦,經(jīng)過加工處理,再?gòu)拇竽X傳給肌肉,肌肉收縮后作用于外界的某種客體。反應(yīng)時(shí) 心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)時(shí)即為感官接收信息到發(fā)生反應(yīng)的各信息處理階段所耗費(fèi)的時(shí)間的總和,其中包括:感受器將刺激轉(zhuǎn)化為神經(jīng)沖動(dòng)需要138毫秒,將神經(jīng)沖動(dòng)傳至大腦等神經(jīng)中樞需要2100毫秒,神經(jīng)中樞進(jìn)行信息處理需要70300毫秒,傳出神經(jīng)將沖動(dòng)傳導(dǎo)至肌肉需要1020毫秒,肌肉潛伏期和激發(fā)肌肉收縮需要3070毫秒。上述各段
40、時(shí)間的總和113528毫秒即為反應(yīng)時(shí)間。顯然,神經(jīng)中樞的加工過程所耗費(fèi)的時(shí)間為反應(yīng)時(shí)的主要組成部分。反應(yīng)時(shí) 反應(yīng)時(shí)是人因工程學(xué)在研究和應(yīng)用中經(jīng)常使用的一種重要的心理特征指標(biāo)。人的信息處理過程大部分活動(dòng)是在體內(nèi)潛伏進(jìn)行的,難以對(duì)信息接受、加工和傳遞各個(gè)階段精確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。因此,在實(shí)踐中往往利用反應(yīng)時(shí)指標(biāo)來近似說明人對(duì)信息處理過程的效率及影響因素。簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)與選擇反應(yīng)時(shí)間簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí):如果呈現(xiàn)的刺激只有一個(gè),被試只在刺激出現(xiàn)時(shí)做出特定的反應(yīng),這時(shí)獲得的反應(yīng)時(shí)間稱為簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)。 選擇反應(yīng)時(shí):有多種不同的刺激信號(hào),刺激與反應(yīng)之間表現(xiàn)為一一對(duì)應(yīng)的前提下,呈現(xiàn)不同刺激時(shí),要求做出不同的反應(yīng),這時(shí)獲得的反
41、應(yīng)時(shí)稱為選擇反應(yīng)時(shí)。 各種感覺通道的反應(yīng)時(shí) 不同的感覺通道受刺激的反應(yīng)時(shí)明顯不同。各種感覺通道的簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí). 各種感覺通道的簡(jiǎn)單反應(yīng)時(shí)感覺通道反應(yīng)時(shí)/ms感覺通道反應(yīng)時(shí)/ms觸覺 117182溫覺180240聽覺120182 嗅覺210390視覺 150225痛覺4001000 冷覺 150230 味覺3081082 影響反應(yīng)時(shí)的因素1.刺激信號(hào)性質(zhì)的影響:1)刺激的強(qiáng)度 。2)刺激的空間特性 。3)刺激的持續(xù)時(shí)間。4)刺激的清晰度。 2.人的機(jī)體狀態(tài)的影響:1)機(jī)體對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)狀態(tài)。 2)精神準(zhǔn)備程度。 3)年齡因素。 影響選擇反應(yīng)時(shí)的因素 影響選擇反應(yīng)時(shí)的因素,除上述討論的各種因素外,
42、還有如下一些因素有特別重要意義。 (1)刺激物數(shù)量的影響。 (2)刺激物間差別的影響。 (3)作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)短的影響。 (4)信號(hào)間隔與發(fā)生頻度的影響。 運(yùn)動(dòng)時(shí)間為運(yùn)動(dòng)開始至運(yùn)動(dòng)結(jié)束所耗費(fèi)的時(shí)間,即完成反應(yīng)動(dòng)作的時(shí)間。運(yùn)動(dòng)時(shí)間隨運(yùn)動(dòng)的距離與方式而改變。一般完成控制操作最少需要300ms,因此,從刺激呈現(xiàn)到反應(yīng)動(dòng)作完成最少需300ms,加上反應(yīng)時(shí)間200ms共計(jì)500ms。在沒有任何預(yù)先警告的情況下,反應(yīng)時(shí)間加運(yùn)動(dòng)時(shí)間一般為0.7-1秒,人對(duì)特別例外的事件的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)時(shí)間甚至可高達(dá)數(shù)秒。(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間(3)定位運(yùn)動(dòng)的速度運(yùn)動(dòng)速度可用完成運(yùn)動(dòng)時(shí)間表示。美國(guó)人因工程專家費(fèi)茲(Fitts)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)人的手定位速度與目標(biāo)距離以及目標(biāo)的寬度相關(guān),并有一定的規(guī)律,可用下式表示:MT=a+blog2(2D/W)式中,MT代表運(yùn)動(dòng)時(shí)間;D代表定位運(yùn)動(dòng)距離;W代表定位目標(biāo)寬度;a , b 是兩個(gè)系數(shù)。這就是人因工程中非常著名的Fitts定律,它表明定位運(yùn)動(dòng)時(shí)間隨目標(biāo)距離的增加而增加;隨目標(biāo)寬度的增加而縮短。 Fitts定律它不僅適用于手的定位運(yùn)動(dòng),也適用于腳的定位運(yùn)動(dòng)。
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