Понятие информации и ее основные свойства

Міністерство освіти і науки України

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

Студента заочної форми навчання по спеціальності «Психологія»

з курсу «Інженерна психологія»

м. ДНІПРОПЕТРОВСЬК 2009 р.

Одной из самых актуальных проблем современной инженерной психологии является проблема точного теоретического анализа и критериев оценки информационных процессов в психике человека. Сложное системное, иерархическое строение процессов приема и переработки информации предъявляет высокие специфические требования к методам их теоретического анализа и уровню экспериментального исследования.

Математический аппарат описания психических явлений, используемый в большинстве современных инженерно-психологических концепций, опирается на математическую теорию структур, теорию отображения, теорию информации, теорию адаптивных систем и др. При этом отыскивается операциональная структура преобразований и соответствующие инварианты их результатов относительно определенных совокупностей преобразований.

Конкретные задачи прикладного анализа процессов приема и переработки информации затрагивают, как минимум, две важнейшие проблемы.

Это, во-первых, проблема описания внешней информации (стимульного материала) и производственной (экспериментальной) ситуации в форме, адекватной реальной структуре процессов. Здесь необходим детальный анализ сигнально-информационной структуры внешних воздействий, согласованный с особыми свойствами человека как приемника информации: выбор адекватной математической модели сигналов, оценка размерности, выбор геометрии сигнального пространства, учет информационной значимости и семантической структуры сообщений, особенности пространственно-временной динамики потока входной информации, оценка плотности потока и общего количества информации.

Во-вторых, это проблема исследования оценки и способов математического описания самих процессов приема информации человеком с точки зрения их системной, целостной природы, которая преследует, с одной стороны, цель анализа «мгновенных», квазистационарных свойств процесса, — общих свойств его внутренней организации, количества и качества элементов его структуры, характера и особенностей их взаимосвязей и отношений; а с другой — оценки динамики этого процесса.

Динамика процесса может рассматриваться, по меньшей мере, в двух различных масштабах времени: с точки зрения генезиса процесса, как специальная форма его развития в пределах человеческой жизни, и с точки зрения функционирования — в плане динамического развития в общей структуре определенной деятельности (в реальной или экспериментальной ситуации). При этом генезис чаще всего предполагает необратимые изменения процесса, а функционирование — обратимые изменения на фоне некоторого стационарного состояния.

Таким образом, системность исследуемых процессов дает возможность выделить три аспекта анализа процессов приема и переработки информации при исследовании их любыми доступными метолами:

1) анализ структуры и элементов процесса (квазистатический структурный анализ);

2) анализ особенностей процесса в различных реальных и экспериментальных условиях деятельности (анализ функционирования);

3) анализ происхождения и развития процесса в пределах человеческой жизни (генетический анализ).

Цель анализа первых двух аспектов — определение количественных характеристик информационной загрузки человека-оператора в системах контроля и управления на основе применения теоретико-информационных методов.

Однако, априорные теоретические предпосылки зачастую не просматриваются явно, теряются из виду на долгом пути от теоретического обоснования метода до конкретных применений. Так обстоит дело, например, с задачей отображения пространства входных воздействий оператора на пространство допустимых ответных реакций. Эта проблема не решается обычными средствами теории информации ввиду нестационарности свойств человека-оператора, что подтверждается многочисленными данными из области общей и экспериментальной психологии познавательных процессов и современными теоретическими представлениями о структуре сенсорно-перцептивных процессов.

Проблема, таким образом, состоит в том, чтобы наметить некоторые подходы к взаимному сближению интегрально-информационных оценок деятельности оператора и психологических закономерностей структуры и динамики изучаемых процессов, которые могут рассматриваться как отправные данные для дальнейшего анализа.

В современных автоматизированных системах управления человек-оператор все более и более удаляется от собственно объекта и осуществляет свои функции дистанционно. При этом оператор оказывается связан не с самим объектом, а с его информационной моделью.

Под информационной моделью понимается отображение параметров внешней среды и переменных систем управления, организованное с помощью специальных средств (индикаторных устройств) по определенным правилам. Таким образом, информационная модель является отображением действительности, и в тоже время сама она — непосредственный объект восприятия и действия для оператора.

Информационная модель обеспечивает трансформацию общих знаний о закономерностях процессов и явлений в конкретные знания управления системой.

Под СЧМ понимается система, включающая человека-оператора (группу операторов) и машины, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. Машиной в СЧМ называется совокупность технических средств, используемых человеком-оператором в процессе деятельности. СЧМ и является объектом инженерной психологии.

Система «человек — машина» представляет собой частный случай управляющих систем, в которых функционирование машины и деятельность человека связаны единым контуром регулирования. При организации взаимосвязи человека и машины в СЧМ основная роль принадлежит уже не столько анатомическим и физиологическим, сколько психологическим свойствам человека: восприятию, памяти, мышлению, вниманию и т. п. От психологических свойств человека во многом зависит его информационное взаимодействие с машиной.

Под системой в общей теории систем понимается комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, предназначенный для решения единой задачи. Системы могут быть классифицированы по различным признакам. Одним из них является степень участия человека в работе системы. С этой точки зрения различают автоматические, автоматизированные и неавтоматические системы. Работа автоматической системы осуществляется без участия человека. В неавтоматической системе работа выполняется человеком без применения технических устройств. В работе автоматизированной системы принимает участие как человек, так и технические устройства. Следовательно, такая система представляет собой систему «человек — машина» .

На практике применяются самые разнообразные виды систем «человек — машина». Основой их классификации могут явиться следующие четыре группы признаков: целевое назначение системы, характеристики человеческого звена, тип и структура машинного звена, тип взаимодействия компонентов системы.

Целевое назначение системы оказывает определяющее влияние на многие ее характеристики и поэтому является исходным признаком. По целевому назначению можно выделить следующие классы систем:

а) управляющие, в которых основной задачей человека является управление машиной (или комплексом);

б) обслуживающие, в которых человек контролирует состояние машинной системы, ищет неисправности, производит наладку, настройку, ремонт и т. п.;

в) обучающие, т. е. вырабатывающие у человека определенные навыки (технические средства обучения, тренажеры и т. п.);

г) информационные, обеспечивающие поиск, накопление или получение необходимой для человека информации (радиолокационные, телевизионные, документальные системы, системы радио и проводной связи и др.);

д) исследовательские, используемые при анализе тех или иных явлений, поиске новой информации, новых заданий (моделирующие установки, макеты, научно-исследовательские приборы и установки).

По признаку характеристики «человеческого звена» можно выделить два класса СЧМ: а) моносистемы, в состав которых входит один человек и одно или несколько технических устройств; б) полисистемы, в состав которых входит некоторый коллектив людей и взаимодействующие с ним одно или комплекс технических устройств.

Любая СЧМ призвана удовлетворять те или иные потребности человека и общества. Для этого она должна обладать определенными свойствами, которые закладываются при проектировании СЧМ и реализуются в процессе эксплуатации. Под свойством СЧМ понимается ее объективная способность, проявляющаяся в процессе эксплуатации. Количественная характеристика того или иного свойства системы, рассматриваемого применительно к определенным условиям ее создания или эксплуатации, носит название показателя качества СЧМ.

В нашей стране разработана определенная номенклатура показателей качества промышленной продукции. Она включает в себя 8 групп показателей, с помощью которых можно количественно оценивать различные свойства продукции. К ним относятся: показатели назначения, надежности и долговечности, технологичности, стандартизации и унификации, а также эргономический, эстетический, патентно-правовой и экономический показатели.

Не рассматривая подробно все показатели, остановимся лишь на тех из них, которые влияют на деятельность человека в СЧМ или зависят от результатов его деятельности.

Быстродействие (время цикла регулирования T_ц) определяется временем прохождения информации по замкнутому контуру «человек — машина».

Надежность характеризует безошибочность (правильность) решения стоящих перед СЧМ задач.

Важной характеристикой деятельности оператора является также точность его работы. На этой характеристике следует остановиться особо, ибо в ряде случаев происходит некоторое смешение ее с надежностью.

Деятельность оператора в системе «человек — машина» может носить самый разнообразный характер. Несмотря на это, в общем виде она может быть представлена в виде четырех основных этапов.

1. Прием информации. На этом этапе осуществляется восприятие поступающей информации об объектах управления и тех свойствах окружающей среды и СЧМ в целом, которые важны для решения задачи, поставленной перед системой «человек — машина». При этом осуществляются такие действия, как обнаружение сигналов, выделение из их совокупности наиболее значимых, их расшифровка и декодирование; в результате у оператора складывается предварительное представление о состоянии управляемого объекта: информация приводится к виду, пригодному для оценки и принятия решения.

2. Оценка и переработка информации. На этом этапе производится сопоставление заданных и текущих (реальных) режимов работы СЧМ, производится анализ и обобщение информации, выделяются критичные объекты и ситуации и на основании заранее известных критериев важности и срочности определяется очередность обработки информации. Качество выполнения этого этапа во многом зависит от принятых способов кодирования информации и возможностей оператора по ее декодированию. На данном этапе оператором могут выполняться такие действия, как запоминание информации, извлечение ее из памяти, декодирование и т. п.

3. Принятие решения. Решение о необходимых действиях принимается на основе проведенного анализа и оценки информации, а также на основе других известных сведений о целях и условиях работы системы, возможных способах действия, последствиях правильных и ошибочных решений и т. д. Время принятия решения существенным образом зависит от энтропии множества решений. Если же каждому состоянию объекта могут быть поставлены в соответствие несколько решений, то при расчете энтропии нужно учесть еще и сложность выбора из множества возможных решений необходимого.

4. Реализация принятого решения. На этом этапе осуществляется приведение принятого решения в исполнение путем выполнения определенных действий или отдачи соответствующих распоряжений. Отдельными действиями на этом этапе являются: перекодирование принятого решения в машинный код, поиск нужного органа управления, движение руки к органу управления и манипуляция с ним (нажатие кнопки, включение тумблера, поворот рычага и т. п.). На каждом из этапов оператор совершает самоконтроль собственных действий. Этот самоконтроль может быть инструментальным или неинструментальным. В первом случае оператор проводит контроль своих действий с помощью специальных технических средств (например, с помощью специальных индикаторов контролирует правильность набора информации). Во втором случае контроль ведется без применения технических средств. Он осуществляется путем визуального осмотра, повторения отдельных действий и т. п. Проведение любого вида самоконтроля способствует повышению надежности работы оператора.

Инженерная психология — научная дисциплина, изучающая закономерности информационного взаимодействия человека и техники для проектирования, создания и эксплуатации СЧМ. Инженерная психология исследует процессы приема, хранения, переработки и реализации информации человеком. На основании закономерностей психических, психофизиологических процессов и свойств человека она определяет требования к техническим устройствам и построению СЧМ, а также требования к свойствам человека-оператора.

Инженерная психология, является практически составной частью эргономики, решающая задачи организации СЧМ путем:

распределения функций между человеком и машиной;

анализа функций, выполняемых человеком в СЧМ;

проектирования системы информации, выбора чувствительного канала;

конструирования средств управления;

проектирования рабочих мест;

обеспечение удобства технического обслуживания машин;

подбора кадров и их профессиональной подготовки.

Инженерная психология, являющаяся особой научной дисциплиной, пограничной для технических и психологических наук, возникла как ответ на нужды научно-технического прогресса. Ее объектом являются системы «человек — машина», а предметом — процессы информационного взаимодействия человека и техники.

Создание новых образцов техники и новых технологических процессов неизбежно сопровождается изменениями требований к человеку как субъекту труда; изменяются орудия и условия труда, формируются новые виды трудовой деятельности. Каждый новый шаг в развитии техники и технологии порождает и новые проблемы, требующие инженерно-психологического исследования. Это значит, что инженерная психология есть наука непрестанно развивающаяся. Ее развитие органически связано с научно-техническим прогрессом. С ходом научно-технического прогресса роль инженерной психологии возрастает.

В современном обществе инженерная психология, как и все другие науки, поставлена на службу человеку труда. Главная задача инженерной психологии — это разработка оптимальных методов и средств разрешения противоречий между технологическими процессами и техникой, с одной стороны, и трудовой деятельностью человека — с другой, возникающих в процессе развития производства. Ее цель — повышение производительности труда путем гуманизации техники и технологии.

1. Бодров В. А., Инженерная психология,-Москва, 1999 г.

2. Ложкин Г. В., Повякель Н. И., Практическая психология в системах «человек-машина», Киев- 2003 г.

3. Ломов Б. Ф., Инженерная психология,-М., 1997 г.

4. Харченко М. А. Использование информационных методов в ИП., — М., 2007 г.