Психофизилогическая характеристика процесса приема информации. Переработка и хранение информации. Индивидуальные особенности познавательной сферы личности. Когнитивные стили.

Основными психическими процессами, участвующими в приеме информации, являются ощущение, восприятие, представление и мышление.Анализ этих процессов, раскрытие их природы и закономерностей необходимы для решения задачи оптимального построения информационной модели реальной обстановки.

Прием информации человеком-оператором необходимо рассматривать как процесс формирования перцептивного (чувственного) образа. Под ним понимается субъективное отражение в сознании человека свойств действующего на него объекта.

Ощущение — психический процесс непосредственного, чувственного отражения элементарных (физических и химических) свойств действительности. Ощущение — чувствительность человека к сенсорным воздействиям среды. Вся сложная психическая деятельность человека базируется на ощущениях.

Ощущение является элементарным, но базовым психическим процессом. Это не пассивный отпечаток физических свойств действительности, а активный психический процесс взаимодействия человека с миром.

В ощущениях отражаются не только специфические свойства предметов и явлений, но и их интенсивность, продолжительность и пространственная локализация. Образы ощущений объективизируются.

Ощущения человека взаимосвязаны, ассоциированы, так же как связаны между собой и различные свойства действительности. Ощущение — это канал чувственной связи организма с действительностью.

Жизнедеятельность человека основана на непрерывном приеме и анализе информации о физико-химических характеристиках внешней среды и внутренних состояниях организма. Этот процесс осуществляется посредством функционирования специализированных нейрофизиологических механизмов — анализаторов, обеспечивающих прием и анализ сенсорных, чувственных воздействий. Информация, получаемая анализаторами, называется сенсорной (от лат. sensus — чувство), а процесс ее приема и первичной переработки — сенсорной деятельностью. Любой анализатор состоит из трех основных частей: рецептора, проводящих нервных путей, центра в коре больших полушарий головного мозга.

Основной функцией рецептора является превращение энергии действующего раздражителя в нервный процесс. Вход рецептора приспособлен к приему сигналов определенной модальности (вида) - световых, звуковых и др. Однако его выход посылает сигналы, по своей природе единые для любого входа нервной системы. Это позволяет рассматривать рецепторы как устройства кодирования информации.

Проводящие нервные пути осуществляют передачу нервных импульсов в кору головного мозга. Эти импульсы, достигнув коры головного мозга, подвергаются там определенной обработке и снова возвращаются в рецепторы. Только в этом процессе взаимодействия рецепторов и центров в коре больших полушарий происходит формирование перцептивного образа.

В зависимости от модальности поступающего сигнала различают виды анализаторов. Наибольшее значение для деятельности оператора имеет зрительный анализатор, за ним следуют слуховой и тактильный. Участие других анализаторов в деятельности оператора невелико.

Основными характеристиками любого анализатора являются пороги - абсолютный (верхний и нижний), дифференциальный и оперативный.

Минимальная величина раздражителя, вызывающая едва заметное ощущение, - нижний абсолютный порог чувствительности. Максимально допустимая величина - верхний порог чувствительности. Сигналы, величина которых меньше нижнего порога, человеком не воспринимается. Увеличение же интенсивности сигнала сверх верхнего порога вызывает у человека болевое ощущение (сверхгромкий звук, слепящая яркость и т.д.).

Интервал между нижним и верхним порогами носит название диапазона чувствительности анализатора.

Дифференциальный порог - минимальное различие между двумя раздражителями, вызывающее едва заметное различие ощущений.

Оперативный порог различения определяется той наименьшей величиной различия между сигналами, при которой точность и скорость различения достигает максимума. Обычно оперативный порог различения в 10-15 раз больше дифференциального.

Важнейшими свойствами анализаторов, имеющими большое значение для деятельности оператора, являются адаптивность и избирательность.

Анализатор является самонастраивающейся системой. Это его свойство проявляется в адаптации - изменении диапазона чувствительности в соответствии с условиями работы анализатора. Тактильный анализатор адаптируется наиболее быстро, зрительный - сравнительно медленно, однако диапазон изменения чувствительности у него очень большой.

Избирательность анализатора заключается в его способности из множества раздражителей, действующих на человека, выделять лишь определенные. Избирательность является условием формирования адекватных ощущений и обеспечивает высокую помехоустойчивость анализаторов.

Рассмотренные характеристики и устройство анализаторов позволяют сформулировать общие требования к сигналам-раздражителям, адресованным оператору:

1. Интенсивность сигналов должна соответствовать средним значениям диапазона чувствительности анализаторов, которая обеспечивает наиболее оптимальные условия для приема и переработки информации.

2. Для того чтобы оператор мог следить за изменением сигналов, сравнивать их между собой по интенсивности, длительности, пространственному положению, необходимо обеспечить различие между сигналами, превышающее оперативный порог различения.

3. Перепады между сигналами не должны значительно превышать оперативный порог, так как при больших перепадах возникает утомление; следовательно, существуют не только оптимальные пороги, но и оптимальные зоны, в которых различение сигналов осуществляется с наибольшей скоростью и точностью.

4. Наиболее важные и ответственные сигналы следует располагать в тех зонах сенсорного поля, которые соответствуют участкам рецепторной поверхности с наибольшей чувствительностью.

5. При конструировании индикаторных устройств необходимо правильно выбрать вид сигнала, следовательно, и модальность анализатора (зрительный, слуховой, тактильный и т.

Восприятие — непосредственное, чувственное отражение предметов и явлений в целостном виде в результате осознания их опознавательных признаков. Восприятие как основа процесса приема информации оператором характеризуется такими свойствами, как целостность, осмысленность, избирательность, константность.

Образы восприятия построены на основе различных ощущений. Однако они не сводятся к простой сумме этих ощущений. Восприятие связано с опознанием, пониманием, осмыслением предметов, явлений, с отнесением их к определенной категории по соответствующим признакам, основаниям.

Только включив предмет или явление в определенную систему, охватив его соответствующим понятием, мы можем правильно интерпретировать его.

Являясь чувственным этапом познания, восприятие неразрывно связано с мышлением, имеет мотивационную направленность, сопровождается эмоциональным откликом.

Важнейшей составной частью каждого вида восприятия являются двигательные процессы (движение глаза по контуру предмета, движение руки по поверхности предмета, движение гортани, воспроизводящее слышимый звук).

Познавая и преобразуя мир, человек выявляет устойчивые, закономерные связи между явлениями. Закономерности, внутренние связи явлений отражаются в нашем сознании опосредованно — во внешних признаках явлений человек распознает признаки внутренних, устойчивых взаимосвязей.

Замечая связи между явлениями, устанавливая всеобщий характер этих связей, человек деятельностно осваивает мир, рационально организует свое взаимодействие с ним. Обобщенная и опосредованная (знаковая) ориентация в чувственно воспринимаемой обстановке позволяет археологу и следователю восстанавливать реальный ход прошедших событий, а астроному — заглядывать не только в прошлое, но и в далекое будущее.

Во всей повседневной жизнедеятельности человек постоянно использует знания, понятия, общие представления, обобщенные схемы, выявляет объективное значение и личностный смысл окружающих его явлений, находит разумный выход из разнообразных проблемных ситуаций, решает возникающие перед ним задачи. Во всех этих случаях он осуществляет мыслительную деятельность — обобщенную ориентацию в мире.

Мышление — психический процесс обобщенного и опосредованного отражения устойчивых, закономерных свойств и отношений действительности, существенных для решения познавательных проблем, схематической ориентации в конкретных ситуациях.

Мышление формирует структуру индивидуального сознания, его семантическое (понятийное) поле, классификационно-оценочные эталоны индивида, его обобщенные оценки.

Система личностных смыслов взаимодействует в мышлении индивида с объективным значением явлений, с пониманием сущности конкретных явлений как разновидности определенного класса явлений. В элементарной форме понимание проявляется уже при узнавании объектов, отнесении их к определенной категории. Понять что-либо - значит включить новое в систему имеющихся связей.

Оперативное мышление (ОМ)–решение оператором практических задач, в результате которого формируется субъективная модель, предполагаемой совокупности действий, то есть план действий.

Специфика оперативного мышления:

1. Процесс преимущественно интуитивный (а не дискурсивный).

2. Большое количество операций декодирования.

3. Принятие решения слито с его исполнением.

4. ОМ относится к так называемым «горячим когнитивным процессам», так как мало времени на принятие решения, велика роль стрессоустойчивости и ответственности, присутствует страх наказания.

5. Осуществляется в ситуации неопределенности. Неопределенность может быть связана со следующими факторами:

· Большим количеством объектов, включенных в ситуацию.

· Недостатком информации.

· Высокой платой за определенность.

6. Сочетание жесткой регламентации действий и необходимости эвристичного мышления (в сложных уникальных ситуациях).

7. Мышление связано с восприятием и осмыслением быстро меняющейся информации.

8. В основе ОМ наглядно-образное мышление, перцептивной единицей которого является оперативный образ ( образная информация об объекте, отраженная в сознании и активно взаимодействующая с сигнальной информацией (Ошанин Д.А)).

Специфика оперативных образов:

- оперативные образы прагматичны, то есть формируются в процессе действия с объектами, по ходу выполнения конкретных практических задач и применительно к этим зада­чам.

- оперативные образы адекватны, то есть соответствуют конкретнымзадачам действия.

— Оперативные образы упорядочены. Информация в них структурно организована в единый информационный комплекс, в котором отдельные составляющие поставлены в определенную взаимосвязь.

— Оперативные образы специфичны. Они отражают только ту информацию, которая необходима для решения данной конкретной задачи. В.

Неадекватность оперативных образов может быть вызвана и факторами внутреннего порядка: ложной информацией от интерорецепторов (например, появлением у лет­чиков иллюзий о пространственном положении самолета), типо­логическими, функциональными особенностями оператора и его мышления.

Этапы оперативного мышления:

1. Выявление проблемной ситуации и трансформация ее в задачу.

2. Выдвижение гипотез.

3. Контроль гипотез.

4. Принятие решения.

5. Преобразование проблемной ситуации (мысленное и практическое).

Воображение - образно-информационное моделирование действительности на основе рекомбинации образов памяти. Благодаря воображению человек предвидит будущее и регулирует свое поведение, творчески преобразует действительность.

Воображение позволяет человеку принимать решения при дефиците исходной информации, формировать высоковероятностные предположения в проблемных ситуациях. Воображение- пособность человека реконструировать действительность, генерировать аутообразы - создавать образы от себя.

Оно обеспечивает формирование образных представлений по описаниям, творческое конструирование и фантазирование. Все это свидетельствует об интегративной сущности процесса воображения: в нем объединяются чувственная, рациональная и мнемическая сферы психики человека.

Образы, возникающие в процессе воображения, активизируют эмоциональную сферу человека, мобилизуют его энергию на достижение будущих результатов. Посредством воображения будущее детерминирует поведение человека. Каждый акт мышления включает в себя воображение. Только благодаря ему становится возможной абстракция, такие методы познания, как экстраполяция и интерполяция, мысленный эксперимент. Глубокое проникновение в действительность требует свободного отношения сознания к элементам действительности.

Воображение обеспечивает целостность и константность восприятия. Оно ориентирует человека в бескрайних пространствах будущего и позволяет реконструировать картины далекого прошлого.

Способность человека предвидеть и глубоко переживать воображаемые этические ситуации — основа его нравственного поведения.

Окружающая среда является для человека многослойным проблемным миром, осознание которого невозможно без достаточно развитого воображения. Оно обеспечивает человеку знаковое овладение миром и лежит в основе идеального отражения действительности.

Впечатления, которые человек получает об окружающем мире, оставляют определенный след, сохраняются, закрепляются, а при необходимости и возможности — воспроизводятся. Этипроцессы называются памятью.

Память лежит в основе способностей человека, является условием научения, приобретения знаний, формирования умений и навыков. Без памяти невозможно нормальное функционирование ни личности, ни общества.

Память можно определить как способность к получению, хранению и воспроизведению жизненного опыта. У человека есть три вида памяти, гораздо более мощных и продуктивных, чем у животных: произвольная, логическая и опосредствованная. Первая связана с широким волевым контролем запоминания, вторая—с употреблением логики, третья — с использованием разнообразных средств запоминания, большей частью представленных в виде предметов материальной и духовной культуры. Более точно и строго, чем это сделано выше, память человека можно определить как психофизиологический и культурный процессы, выполняющие в жизни функции запоминания, сохранения и воспроизведения информации. Эти функции являются для памяти основными. Они различны не только по своей структуре, исходным данным и результатам, но и по тому, что у разных людей развиты неодинаково. Есть люди, которые, например, с трудом запоминают, но зато неплохо воспроизводят и довольно долго хранят в памяти запомненный ими материал. Это индивиды с развитой долговременной памятью. Есть такие люди, которые, напротив, быстро запоминают, но зато и быстро забывают то, что когда-то запомнили. У них более сильны кратковременный и оперативный виды памяти.

Классификация видов памяти по характеру психологической активности включает в себя: двигательную, эмоциональную, образную и словесно-логическую.

В процессе восприятия информации можно выделить три основных этапа: обнаружение, идентификация и интерпретация информации.

В зависимости от характера деятельности оператора, процесс обнаружения информации имеет в ней различный удельный вес. В некоторых видах операторского труда обнаружение информации является основной целью деятельности.

Оператору должны быть известны возникающие в процессе обнаружения типовые задачи (объекты, события, состояния, параметры), которые обычно обнаруживаются по комплексу сигналов на информационной модели. Оператор концентрирует свое внимание на тех сигналах, по которым задача может быть обнаружена наиболее вероятно и быстро.

Обнаружению сигналов препятствуют помехи различного вида. В условиях помех наблюдатель, в зависимости от поставленной цели, выбирает одну из двух стратегий поведения: либо во что бы то ни стало не пропустить полезный сигнал, несмотря на ложные обнаружения, либо не допустить ложного обнаружения, хотя в этом случае снижается вероятность обнаружения полезного сигнала.

Процесс идентификации информации представляет собой акт отождествления обнаруженных сигналов с некоторыми образами, хранимыми в памяти. Оператор получает информацию в закодированной форме, в виде сигналов, предоставляемых средствами отображения информации. Поэтому возможна идентификация обнаруженной информации либо с образом сигнала на индикаторе (например, с отметкой на экране прибора), либо с образом самого источника, который порождает этот сигнал. Чаще в деятельности оператора используется второй вариант идентификации, т.е. узнавание по приборной информации признаков объекта наблюдения.

Таким образом, в сознании оператора совершается процесс декодирования информации, заключающийся в преобразовании полученных при чувственном восприятии сигналов в представление об объекте. Такое преобразование осуществляется обычно посредством процесса ассоциации - сравнения признаков, присущих полученному сигналу, с определенными эталонными признаками, хранящимися в памяти оператора. Важно отметить, что ассоциативное опознание объекта происходит не по полному совпадению сигнала с эталонным образом, а по любому из существенных признаков, этому образу присущих.

Процесс интерпретации информации направлен на уточнение и дополнение полученных ранее сведений, на их осмысление. Это особенно необходимо в операторской деятельности, где узнавание задачи осуществляется обычно при неполной информации о ней, так как сам процесс кодирования информации неизбежно связан с ее потерями. Помехи при передаче и восприятии информации также вносят дополнительную неопределенность в полученные данные.

Процесс интерпретации базируется не только на содержании предъявленной информации и форме ее представления, но и на субъективных факторах - знаниях и опыте оператора, приобретенных в практической деятельности.

В результате процесса интерпретации завершается формирование концептуальной модели, включающей в себя не только представление о сложившейся ситуации, но и прогноз, предвосхищение ее развития, вероятность разрешения или неразрешения возникшей в ней задачи, а также возможных последствий в том и другом случае.

Длительность этих стадий зависит от сложности воспринимаемого сигнала.

Большую роль при построении перцептивного образа играют представления, сформированные у человека в процессе развития. Процесс восприятия есть вместе с тем и соотнесение формирующегося образа с некоторым хранящимся в памяти эталоном. Система представлений, хранящихся в памяти человека, образует своеобразную "субъективную шкалу", с которой соотносятся те или иные перцептивные образы. Это значительно ускоряет процесс восприятия, но вместе с тем иногда может служить источником ошибок опознания.

Процесс опознания происходит путем последовательного "разворачивания" сложных признаков. Когда в поле зрения находится несколько объектов, их опознание начинается почти одновременно. Однако пока один из них не будет опознан с вероятностью порядка 70 %, опознание остальных задерживается.

Как только стимулы опознаны, должно быть принято решение о том, какое действие предпринять. Ответ может быть выбран сразу, или же информация может в течение какого-то периода времени удерживаться в оперативной памяти. Если выбирается вариант, связанный с удержанием информации, то накопленная информация может либо храниться в долговременной памяти, т.е. становится заученной, либо быть утраченной, забытой, либо использоваться для выработки ответа. Выбранный ответ реализуется в форме ответной реакции путем координированного управления мышцами.

Последствия ответного действия обычно снова доступны для восприятия в виде сигналов обратной связи. Обратная связь может быть внутренней (ощущение в пальцах, звук от нажима клавиши), либо внешней (световой сигнал, появляющийся на дисплее и означающий, что команда получена). Обратная связь помогает деятельности оператора, особенно когда она является немедленной.

Переработка информации протекает под влиянием ограничений, отражающих пропускную способность различных умственных операций. Каждая операция имеет ограничения по скорости формирования и количеству информации, перерабатываемой в единицу времени. Имеются также ограничения по ресурсам внимания, которыми обладает система обработки информации.

Характеристики зрительного анализатора.

Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором - глаз. Человек - оператор около 90% всей информации получает через зрительный анализатор. Зрение позволяет воспринимать форму, цвет, яркость и движение предметов.

Возможность зрительного восприятия определяется энергетическими, пространственными, временными и информационными характеристиками сигналов, поступающих к оператору.

Совокупность этих характеристик и их численные значения определяют видимость объекта для глаза.

Энергетические характеристики зрительного анализатора определяются мощностью (интенсивностью) световых сигналов, воспринимаемых глазом. К ним относятся: диапазон яркостей, контраст, цветоощущение.

Основной информационной характеристикой зрительного анализатора является пропускная способность, т.е. то количество информации, которое анализатор способен воспринять в единицу времени.

Зрительное ощущение будет тем сильнее, чем больше плотность светового потока, излучаемого по направлению к глазу. Яркость является основной характеристикой света. Величиной яркости определяется величина нервных импульсов, возникающих в сетчатке глаза.

Яркость предмета определяется двумя составляющими - яркостью излучения (определяется мощностью источника света и его светоотдачей) и яркостью за счет внешней засветки (определяется уровнем освещенности данной поверхности и ее отражающими свойствами).

В поле зрения оператора могут попасть предметы с различной яркостью, в инженерной психологии вводится понятие адаптирующей яркости - яркость, на которую адаптирован в данный момент времени зрительный анализатор. Для изображений с прямым контрастом (предмет темнее фона) адаптирующая яркость равна яркости фона, а для изображений с обратным контрастом (предмет ярче фона) - яркости предмета. Работа при прямом контрасте является более благоприятной, чем работа при обратном контрасте.

Обеспечение требуемой величины контраста еще недостаточное условие нормальной видимости предметов. Нужно знать, как этот контраст воспринимается в данных условиях. Для его оценки вводится понятие порогового контраста - минимальная разность яркости предмета и фона, впервые обнаруживаемая глазом. Для нормальной видимости величина контраста должна быть больше порогового контраста в 10-15 раз.

Величина порогового контраста зависит от яркости и размеров предметов. Предметы с большими размерами видны при меньших контрастах, и с увеличением яркости уменьшается значение порогового контраста.

Основной информационной характеристикой зрительного анализатора является пропускная способность, т.е. то количество информации, которое способен анализатор принять в единицу времени.

Наибольшая пропускная способность имеет место на уровне фоторецепторов (сетчатки). По мере продвижения к более высоким уровням приема информации пропускная способность уменьшается.

Зрительный анализатор можно представить в виде информационной "воронки", широкая часть которой соответствует сетчатке, а узкая - зрительной области коры головного мозга. Зрительная "воронка" повышает надежность линии передачи и резко сокращает вероятность посылки в мозг ошибочного сигнала.

Пространственные характеристики зрительного анализатора определяются воспринимаемыми глазом размерами предметов и их расположением в пространстве. К ним относятся: острота зрения, поле зрения и объем зрительного восприятия.

Остротой зрения называется способность глаза различать мелкие детали предметов. Она определяется величиной, обратной тому минимальному размеру предмета, при котором он различим глазом. Острота зрения зависит от уровня освещенности, расстояния до рассматриваемого предмета и его положения относительно наблюдателя, возраста. Так, например, острота зрения под углом 10 градусов в 10 раз меньше, а под углом 30 градусов - в 23 раза меньше, чем прямо перед собой.

Важной характеристикой зрительного восприятия является его объем: число объектов, которые может охватить человек в течение одной зрительной фиксации. Обнаружено, что при предъявлении не связанных между собой объектов объем восприятия составляет 4-8 элементов. Последние исследования показывают, что объем воспроизведенного материала определяется не столько объемом восприятия, сколько объемом памяти.

Условно все поле зрения можно разбить на три зоны: центрального зрения (4 градуса), где возможно наиболее четкое различение деталей; ясного видения (30-35 градусов), где при неподвижном глазе можно опознать предмет без различных мелких деталей; периферического зрения (75-90 градусов), где предметы обнаруживаются, но не опознаются. Зона периферического зрения играет большую роль при ориентации во внешней обстановке.

Большую роль в процессе зрительного восприятия играют движения глаз. Они делятся на два больших класса: поисковые (установочные) и гностические (познавательные).

С помощью поисковых движений осуществляется поиск заданного объекта, установка глаза в исходную позицию и корректировка этой позиции. Длительность поисковых движений определяется углом, на который перемещается взор.

К гностическим относятся движения, участвующие в обследовании объекта, его опознавании и различении его деталей. Основную информацию глаз получает во время фиксации, т.е. во время относительно неподвижного положения глаз, когда взор пристально устремлен на объект. Во время скачка глаз почти не получает никакой информации. Результаты исследований показывают, что общее время фиксаций составляет 90-95% от времени зрительного восприятия.

Фиксации неотделимы от микродвижений глаз. В ряде опытов при помощи специального устройства изображение объекта стабилизировалось относительно сетчатки глаза, т.е. изображение не перемещалось по сетчатке. Уже через 2-3- секунды после стабилизации человек переставал видеть объект. Следовательно, движения глаз являются необходимым условием зрительного восприятия.

Временные характеристики зрительного анализатора определяются временем, необходимым для возникновения зрительного ощущения при тех или иных условиях работы оператора. К ним относятся: латентный (скрытый) период зрительной реакции, длительность инерции ощущения, критическая частота мельканий, время адаптации, длительность информационного поиска.

Латентным периодом называется промежуток времени от момента подачи сигнала до момента возникновения ощущения. Это время зависит от интенсивности сигнала (так называемый закон силы: чем сильнее раздражитель, тем реакция на него короче), его значимости (реакция на значимый для оператора сигнал короче, чем сигналы, не имеющие значения для оператора), сложности работы оператора (чем сложнее выбор нужного сигнала среди остальных, тем реакция на него будет больше), возраста и других индивидуальных особенностей человека.

Рассмотренные особенности работы зрительного анализатора следует учитывать при организации деятельности оператора. Прежде всего, время действия сигнала не должно быть меньше времени инерции зрения, которое зависит от яркости и угловых размеров предметов. В противном случае воспринимаемый контраст и интенсивность сигнала будут во столько раз меньше действительных значений, во сколько время сигнала меньше времени инерции.

Если же возникает необходимость в последовательном реагировании оператора на появляющиеся сигналы, то период их следования должен быть не меньше времени сохранения ощущения, равного 0,2 - 0,5 сек.

В противном случае будет замедляться точность и скорость реагирования, поскольку время перехода нового сигнала в зрительной системе оператора еще будет оставаться в образе предыдущего сигнала.

Частота мелькания зависит от яркости, размеров и конфигурации знаков.

Вопрос о частоте мельканий имеет большое значение при решении двух видов инженерных задач. В тех случаях, когда необходимо, чтобы мелькания не замечались (например, при проектировании изображения на экран, в технике кино и телевидения), частота смены информации должна составлять не менее 40 Гц. При необходимости использовать мерцание для кодирования информации (например, для привлечения внимания оператора) следует иметь в виду, что наименьшее зрительное утомление будет при частоте мельканий 3-8 Гц.

К временным характеристикам зрительного анализатора относится и время адаптации. Различают две формы адаптации: темновую (при переходе от света к темноте) и светловую (при обратном переходе).

Время адаптации зависит от ее вида и составляет десятки минут при темновой адаптации и единицы, и даже доли минут, при cветловой.

Для некоторых видов операторской деятельности процесс восприятия сводится к информационному поиску - нахождению на устройстве отображения объекта с заданными признаками. Такими признаками может быть проблесковое свечение, особая форма или цвет объекта, отклонение стрелки прибора за допустимое значение и т.д. Задача оператора заключается в нахождении такого объекта и характеризуется временем, затраченным на поиск.

Основные требования к организации информационного поля с точки зрения минимизации поиска:

1. Элементы поля следует располагать так, чтобы в объем фиксации, ограниченной зоной 10 градусов, попадало не более чем 4-8 объектов.

2. Следует по возможности уменьшать объем поля, не допуская нахождения в нем ненужных элементов.

3. Искомые элементы следует выделять таким образом: чтобы обеспечить наименьшее время фиксации, наилучшим является выделение искомого элемента другим цветом или с помощью светового маркера; более плохие результаты получаются при его выделении проблесковым свечением или изменением размера и яркости (хотя эти способы более просты с точки зрения их технической реализации).

Характеристики слухового анализатора.

В системах управления значительная часть информации поступает к человеку в форме звуковых сигналов. Отражающие эти сигналы ощущения вызываются действием звуковой энергии на слуховой анализатор. Он состоит из уха, слухового нерва и сложной системы нервных связей и центров мозга. Ухо воспринимает определенные частоты звуков благодаря функциональной способности волокон его мембраны к резонансу. Физиологическое значение наружного и среднего уха заключается в проведении и усилении звуков. Слуховой анализатор позволяет дифференцировать звуковые раздражения и определять направление звука, а также удаленность его источника. Слуховой аппарат человека воспринимает как слышимый звук колебания с частотой 16 Гц-20 кГц; ухо наиболее чувствительно к колебаниям в области средних частот - от 1000 до 4000 Гц. Звуки частот ниже 16 Гц называются инфразвуками, а выше 20 кГц - ультразвуками.

Физически звук характеризуется амплитудой (интенсивностью), частотой и формой звуковой волны.

Основными количественными характеристиками слухового анализатора являются абсолютный и дифференциальный пороги. Нижний абсолютный порог соответствует интенсивности звука в децибелах, обнаруживаемого испытуемым с вероятностью 0,5; верхний порог - интенсивность, при которой возникают различные болевые ощущения (щекотание, покалывание, головокружение и т.д.). Между ними расположена область восприятия речи.

Человек оценивает звуки, различные по интенсивности, как равные по громкости, если частоты их также различны. Субъективное ощущение интенсивности звука называется громкостью и измеряется в фонах.

Величина едва различимой прибавки к исходному звуковому раздражителю зависит не только от его интенсивности, но и от частоты.

Временной порог чувствительности акустического анализатора, т.е. длительность звукового раздражителя, необходимая для возникновения ощущения, так же, как пороги по громкости и высоте, не является постоянной величиной; с увеличением как интенсивности, так и частоты он сокращается.

Оценка громкости и высоты очень коротких звуков затруднена. Любой звук оценивается только как "щелчок". С увеличением длительности звука слуховое ощущение постепенно проясняется: человек начинает различать высоту и громкость.

Дифференцировка двух звуков по частоте и интенсивности также зависит от отношения их по длительности и от интервала между ними. Как правило, звуки, равные по длительности, различаются точнее, чем неравные.

Акустический анализатор обеспечивает отражение и положения источника звука в пространстве: его расстояние и направление относительно субъекта.

Короткие дистанции порядка 1-2 м оцениваются довольно грубо, с точностью до десятков сантиметров. С увеличением дистанции до 3 м точность оценки возрастает примерно вдвое, однако на дистанции 4 м она вновь снижается, правда, все еще оставаясь более высокой, чем на дистанции 2м. Расстояние до движущегося объекта определяется на слух точнее, чем до неподвижного объекта.

Важную роль в оценке изменений расстояния до источника звука играет различение изменений громкости. Звук, громкость которого увеличивается, воспринимается как приближающийся, и наоборот.

При приближении звучащего тела к слушателю частота звуковых колебаний увеличивается, а при его удалении уменьшается (эффект Доплера). Это отражается в слуховых ощущениях в форме изменения высоты звука. Значительное влияние на оценку расстояния оказывает тембр. Более тембрированный звук (более сложная форма звуковой волны) обычно оценивается как более удаленный, а менее тембрированный - как более близкий.

Наиболее точно дифференцируются направления звука в горизонтальной плоскости. При этом на первом месте по точности оказывается правое направление, затем левое. Достаточно хорошо дифференцируется переднее направление. Но с ним часто смешиваются верхнее и заднее направление. Точность оценки верхнего и заднего направлений в два с лишним раза меньше по сравнению с левым и правым.

Решающую роль в восприятии направлений звука играет взаимодействие сторон акустического анализатора (бинауральный эффект). Если источник звука находится прямо перед человеком, то звуковые волны достигают обоих ушей одновременно. Если же он отклоняется вправо или влево, то время прихода звука к одному уху будет короче, чем к другому. Этой разностью и определяется оценка направления источника звука.

Восприятие речевых сообщений.

Одним из наиболее эффективных средств передачи информации человеку является речь. Вопрос о характеристиках речевых сигналов прежде всего возникает при разработке аппаратуры, предназначенной для передачи информации от человека к человеку, а также при обмене информацией между человеком и машиной.

Важным условием восприятия речи является различение длительности произнесения отдельных звуков и их комбинаций. Среднее время длительности произнесения гласного равно примерно 0, 35 сек. Длительность согласных колеблется от 0,02 до 0,30 секунд. При восприятии потока речи особенно важно различение интервалов между словами и группами сло