Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Воспроизведение информации в системе «чешек-машина»Содержание книги
Поиск на нашем сайте
Информационные процессы, протекающие в нервной системе оператора, существуют не изолированно сами по себе, а органически вплетаются в общий информационный процесс в системе «человек—машина». Процессы переработки информации происходят и в машинных звеньях системы, поэтому от степени их согласованности с процессами переработки информации человеком во многом зависит эффективность всей системы. Интегральным понятием, характеризующим информационный процесс в системе в целом является воспроизведение информации [74]. Под ним понимается процесс формирования информационной модели (изображения) текущей обстановки, ее восприятия человеком и принятия решения по поводу соответствия построенной модели ее эталону (кодовому эквиваленту). Основная проблема воспроизведения информации состоит в том, чтобы найти оптимальное соотношение между требованиями, обусловленными необходимостью согласования характеристик информационной модели, с характеристиками управляемого процесса (объекта), оператора и решаемых задач. В процессе воспроизведения информации решаются следующие задачи: 1. прием сообщений, поступающих от источника сообщений по каналу связи; 2. размещение информации в буферной памяти согласно адресам и ее хранение в течение требуемого времени; 3. преобразование принятых кодов в соответствующие коды изображений (кодовые эквиваленты информационной модели); 4. визуальное предъявление изображений (информационной модели) в течение требуемого времени; 5. зрительное восприятие информации и принятие решения о соответствии информационной модели эталонной; 6. формирование концептуальной модели (оперативного образца). Для решения этих задач создается тракт воспроизведения информации, представляющий собой человеко-машинную систему, в которой задачи 1 и 2 являются чисто техническими; задачи 3 и 4 хотя и являются техническими, но должны решаться с учетом возможностей и ограничений оператора; задачи 5 и 6 решаются оператором. Структурная схема тракта воспроизведения информации представлена на рис. 2.3. Пунктирными линиями на ней выделены средства отображения информации, на вход которых поступает входной ансамбль кодов FBX (t), а с выхода снимается преобразованная информация (комбинация выходных символов, образующих информационную модель) FBX (t+∆t). Особенностью информационной модели является то, что в ней изменяется физическая природа выходных сигналов по отношению к входным. При этом осуществляется промежуточное преобразование мно* жества входных кодов FBX (t) в некоторое множество кодов изображений Fвхp(t+∆t1). Множество FBX (t) составляет первичный кодовый эквивалент информационной модели, а множество преобразованных кодов FBX (t+∆t1) — вторичный кодовый эквивалент информационной модели FBUX (t+∆t). Множества Fвх(t) Fnp(t+∆t), FBUX(t+∆t) связаны между собой зависимостью функционального характера.
(2.11)
где ∆t>∆t1 — времена соответствующих преобразований, I — смысловое содержание информации, заключенное в выходных и входных сигналах.
Рис.2.3. Структурная схема тракта воспроизведения информации.
В тракте воспроизведения информации (рис. 2.3) возможно появление ошибок (сбоев). Их источниками могут являться как технические звенья (при решении задач 1...4), так и оператор (при решении задач 5, 6). При этом следует иметь ввиду, что ошибки оператора зависят не только от его психофизических качеств, но в определенной степени и от результатов решения задач 3 и 4 техническими элементами тракта воспроизведения информации. Ошибки оператора оказывают отрицательное влияние на процесс воспроизведения информации, что может привести к неадекватному формированию оперативного образа. Эти ошибки можно сократить путем повышения квалификации оператора за счет профессионального отбора и обучения и совершенствования технических средств тракта воспроизведения информации путем учета инженерно-психологических требований при их проектировании и изготовлении. На последнем аспекте требуется остановиться особо. Дело в том, что при создании средств отображения информации (СОИ) обычно учитываются инженерно-психологические требования только к информаци онной модели, отображаемой с помощью лицевых частей СОИ. Однако только этого не достаточно для обеспечения надежной работы оператора и всего тракта воспроизведения информации. Качество информационной модели зависит также (при решении задач 3 и 4) и от выполнения инженерно-психологических требований к техническим элементам СОИ, обеспечивающих решение этих задач. Это объясняется тем, что на вход СОИ поступают данные в машинном коде (кодовые эквиваленты), а с выхода снимаются символы зрительного алфавита. При этом сигналы на входе СОИ определяются методом их кодирования, а на выходе — методом их формирования. Автономное использование этих методов позволяет производить только одностороннюю оценку СОИ как преобразователя машинного алфавита в зрительный. Из этого возникает естественная необходимость совместного изучения и исследования методов кодирования применительно к соответствующим им методам формирования отображаемых данных и, наоборот, методов формирования элементов отображения к соответствующим методам их кодирования. Органическое сочетание этих двух методов (а они составляют суть решения задач 3 и 4) удобно назвать принципом преобразования машинного алфавита в зрительный [30]. Эти принципы делятся на два основных вида: непосредственное и с промежуточным преобразованием кодовых эквивалентов, адекватных отдельным элементам информационной модели, подлежащим отображению. Иными словами, при создании технических средств, обеспечивающих преобразование машинного алфавита в зрительный, необходимо учитывать чисто технические требования (емкость запоминающих устройств, их количество, частоту выборки кодовых эквивалентов и т. д.) и требования, вытекающие из характеристик информационной модели (количество элементов отображения, требуемая частота воспроизведения данных, информационная емкость изображения и др.). Для учета степени реализации этих требований введено понятие коэффициента преобразования машинного алфавита в зрительный, получены формулы для его определения при различных методах преобразования, проведена сравнительная оценка этих методов при различных исходных данных, что позволяет в каждом конкретном случае выбрать наиболее эффективный метод преобразования [30]. Только при применении такого комплексного подхода, основанного на одновременном учете чисто технических и инженерно-психологических требований, возможно достижение качественного воспроизведения информации в СЧМ. Качество воспроизведения информации оценивается с помощью ряда показателей, основными из которых являются: быстродействие, информационная емкость, изобразительная возможность, точность, достоверность и надежность воспроизведения информации [74]. Быстродействие тракта воспроизведения информации характеризуется временем полного цикла Тц. Это есть минимальное время между последовательными моментами смены информации на информационной модели,равное (2.12) где tфс— время формирования сообщения, т. е. интервал времени, в течение которого в источнике сообщений (например, ЭВМ) подготавливается к передаче в СОИ требуемый массив информации (первичный кодовый эквивалент FBX); tвэ— время выдачи отображаемой информации на экран; ton — время восприятия информации оператором, т. е. интервал времени, в течение которого он осознал смысл предъявляемой информации и делает заключение о степени соответствия воспринятого изображения эталонному. Быстродействие может быть также охарактеризовано скоростью смены информации, которая равна (2.13) где I (А) — количество информации в одном цикле. Частным случаем формулы (2.13) является такой, когда ее числитель и знаменатель относятся к отрезку времени, обратному критической частоте слияния мельканий [30]. Информационная емкость тракта воспроизведения характеризует максимальное количество информации, которое может быть отображено на информационной модели. Значение информационной емкости зависит от структуры информационного поля, количества позиций в нем и числа символов в алфавите, закрепленном за позицией. Если в СОИ для любой из позиций информационного поля используются алфавиты с одинаковым числом символов, то информационная емкость равна (2.14) где n — количество позиций, которые могут занимать элементы отображения в пределах информационного поля; m — число состояний, в которых может находиться каждый элемент. Если же в СОИ информационные поля используют алфавиты с различным числом символов, закрепленных за определенными группами позиций, то информационная емкость равна (2.15) где М — число различных алфавитов, используемое в данном информационном поле; ni — число позиций, занимаемых символами i-ro алфавита; mi— длина i-гo алфавита. Информационная емкость определяет максимальные информационные возможности СОИ. Реальное же количество отображаемой информации обычно меньше информационной емкости. Равенство возможно лишь в том случае, если для каждой позиции информационного поля равновероятно появление любого из символов алфавита, относящегося к ней. Если появление символов алфавита длиной m равновероятно для любой из n позиций, то количество отображаемой информации равно (2.16) где Pj — вероятность появления j-того символа. В случае, когда алфавиты различны для разных групп позиций, то предыдущее соотношение принимает вид (2.17) Приведенные формулы не учитывают статистические связи между появлением различных символов алфавита. В ряде случаев пользуются понятием удельной информационной емкости, под которой понимается максимальное значение количества информации приходящейся на единицу площади экрана, т. е. отношение 1и к площади экрана. Изобразительная возможность тракта характеризуется набором воспроизводимых символов и операций над ними на экране СОИ. Оптимальный набор символов составляет информационную модель для данного класса решаемых задач. Символы набора должны удовлетворять легкости запоминания, скорости и безошибочности опознания. Это во многом зависит от степени различия отдельных символов алфавита. Мерой оценки степени различимости двух символов является коэффициент декорреляции (2.18) где n0 — число элементов, входящих в оба символа, п1 и п2 — количество элементов, составляющих символы. Интегральная оценка всего алфавита определяется соотношением (2.19) где N — длина алфавита символов. Изобразительные возможности во многом зависят также от сложности обобщенной фигуры знакоместа. Они характеризуются величиной 8 (2.20) где nф — число элементов структуры знакоместа. На рис. 2.4 показаны зависимости значений ρ∑ и δ от величины nф для цифро-буквенных изображений с кусочно-линейной аппроксимацией. Примеры возможных структур знакомест для этих изображений приведены на рис. 2.5. Из рис. 2.4 следует, что изобразительная возможность существенно улучшится при увеличении nф до 8 — 9 элементов, при дальнейшем увеличении nф величины ρ∑и δ изменяются незначительно, а при nф>20 они практически не зависят от nф. Изобразительные возможности существенно улучшаются, если имеются возможности стирания, изменения, дополнения отдельных знаков, возможность изменять масштаб, ориентацию, обозначать линии, заштриховывать отдельные части символов, если имеется возможность использования различных цветов и полутонов [73]. Достоверность формирования изображений есть степень соответствия сформированного изображения эталонному, т. е. сформированному в соответствии с первичным кодовым эквивалентом. Количественно она может быть определена через вероятность безошибочного формирования изображения Рф при отсутствии наложения изображений. В более сложных случаях необходимо учитывать и возможность появления наложений. В ряде случаев для оценки достоверности формирования изображений можно использовать формулы (2.8)...(2.10). Точность воспроизведения информации характеризуется смещением информации при ее отображении относительно системы координат. Различают абсолютную и относительную точность воспроизведения информации. Абсолютная точность принимается во внимание при анализе измерений на воспроизводимом изображении с экрана. Относительная точность принимается во внимание при анализе общего изображения с помощью экранов (точность наложения или совмещения).
Рис. 2.4. Зависимость коэффициента декорреляции и сложности обобщенной фигуры от числа элементов знакоместа.
Рис. 2.5. Пример обобщенных структур для формирования цифро-буквенной информации.
Особо высокие требования предъявляются к точности устройств индивидуального пользования, используемых для количественной оценки информации, точных расчетов, точных графических построений и т. д. Так как точность воспроизведения в значительной степени зависит от оператора, то требования к точности СОИ, должны согласовываться с конкретными задачами, решаемыми системой, и возможностями оператора. При этом суммарная ошибка воспроизведения информации определяется как (2.21) где σоп и σсои — соответственно среднеквадратические ошибки восприятия информации оператором и отображения информации. Надежность воспроизведения информации характеризует способность тракта воспроизведения выполнять в полном объеме возложенные на него функции при заданных условиях работы. В процессе функционирования тракта воспроизведения информации отказ может производиться как по вине человека-оператора, так и по причине выхода из строя технических средств. В случае последовательного соединения элементов (например, как показано на рис. 2.3) вероятность безотказной работы тракта равна произведению вероятностей безотказной работы каждого элемента (2.22) Формула (2.22) показывает лишь принцип определения надежности системы, включающей в себя n последовательно соединенных технических звеньев и человека.
СИСТЕМА «ЧЕЛОВЕК - МАШИНА»
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 254; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.152.168 (0.008 с.) |