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 |
Моделирование мыслительных процессовСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Изучение процессов мышления позволяет моделировать их с помощью ЭВМ. Моделирование процессов мышления, с одной стороны, открывает перспективы для создания машин, решающих различные задачи. С другой стороны, применение методов моделирования способствует более глубокому изучению психических процессов. Поэтому программа вычислительной машины, выступая в качестве модели некоторых сторон мыслительной деятельности, является как средством исследования, так и средством автоматизации умственного труда. Моделирование отдельных сторон мышления человека может быть реализовано на основе эвристических машинных программ (эвристическое программирование). В них с психологических позиций рассматривается поведение человека как сложной информационной системы. Цель состоит в том, чтобы построить систему-модель, поведение которой в выбранных ситуациях соответствовало бы поведению человека. Такая модель должна решать задачи, используя те же методы, способы и приемы переработки информации, которыми пользуется человек. На этом пути возникает проблема изучения алгоритмов переработки информации человеком, а также проблема изучения человеческих эвристик, т. е. способов решения задач человеком. Эвристические машинные модели создаются следующим образом. Путем экспериментального исследования поведения человека при решении задач выбранного типа выявляются наиболее характерные приемы и методы решения. На этой основе выдвигается гипотеза об алгоритмах, описывающих выбранный тип деятельности человека. Для проверки гипотезы строится ее модель (в виде программы ЭВМ) и сопоставляется поведение модели и человека при решении задач данного класса. Результаты сопоставления используются для коррекции гипотезы и самой модели. Для построения модели разработан также ряд способов, с помощью которых ЭВМ может решить поставленную задачу, если алгоритм ее заранее неизвестен. К этим эвристическим способам относятся: поиск правильного решения из некоторого множества путем перебора; ограничение перебора вариантов за счет опознания объектов исследования по некоторому набору их признаков; обучение машины стратегии поиска на основе закрепленного опыта; сокращение поиска путем предварительного планирования; нахождение закономерностей в исходных данных (индукция). Количество этих способов может быть увеличено, причем каждый из них включает свои подспособы. Таким образом, эвристическое программирование основывается на двух моментах: на воссоздании некоторых интеллектуальных человеческих действий и на анализе специфических свойств и особенностей объекта, в отношении которого осуществляется программирование. В области практического использования эвристических машинных программ получены интересные результаты. Созданные программы можно разделить на два класса. К первому классу относятся программы, в основе которых лежит гипотеза об общих механизмах процесса решения задач. Особенностью таких программ является их обобщенный характер, возможность решения на их основе широкого класса задач. К ним относится, например, программа «Общий решатель проблем» (ОРП). Общий характер программы обусловлен тем, что она состоит из отдельных частей, каждая из которых занимается учетом определенных факторов. Основой ОРП является ядро программы, которое состоит из исполнительного алгоритма и арсенала эвристических способов формулирования, оценки и решения определенных задач. Программа работает в следующих основных понятиях: объекты (геометрические фигуры, выражения символической логики и т. п.) и способы преобразования этих объектов (операторы), которые изменяют состояние объектов, их свойства и различия между ними. ОРП может действовать в любой среде, в которой можно определить совокупность объектов и в которой эти объекты могут быть преобразованы или скомбинированы в другие объекты путем применения распознающих «операторов» или правил преобразования [150]. Ко второму классу относятся программы, созданные на основе наблюдения и анализа какой-либо конкретной деятельности и способные решать задачи, возникающие именно в этой деятельности. Примером является программа для решения задачи оптимального распределения операций между рабочими на конвейере. Эта программа была создана на основе анализа мыслительной деятельности инженеров — организаторов производства [64]. Заканчивая общую характеристику эвристических машинных программ, следует подчеркнуть, что в них используется упрощенная модель задачи с ограниченным перебором вариантов, но без полной гарантии получения оптимального решения. Рассмотренные программы еще далеки от человеческих эвристик. По сути дела, в них решается не творческая мыслительная задача, а более простая лабиринтная задача с известными областями поиска, начальными условиями и конечной целью. Для выработки новых алгоритмов в ходе решения используется методика перебора вариантов (проб и ошибок), но с известным сокращением. Моделируются лишь отдельные стороны мыслительной деятельности человека. Основной путь оптимизации рассмотренных программ состоит в приближении их к человеческимчэвристикам, особенностям концептуальной модели, формируемой человеком. Более полно особенности человеческого мышления учтены при разработке метода ситуационного управления [151]. Метод предназначен для автоматизации процессов управления и основан на психологическом изучении мышления оператора. В результате исследований установлено, что процесс решения оперативной проблемы есть не столько выбор одного варианта, из нескольких возможных (как это принято в эвристических машинных программах), сколько формирование варианта, ведущего к решению. Этот принцип и использован в методе ситуационного управления. Суть его состоит в том, что ЭВМ строит внутри себя систему отношений или модель управляющего объекта, а дальнейшая стратегия управления формируется на основе динамики этой модели. Метод ситуационного управления, являясь итогом психологических исследований процесса решения задач, может выполнять двоякую функцию. С одной стороны, это путь построения программ, позволяющих автоматизировать такие управленческие процессы, которые до его создания не могли быть переданы ЭВМ или автоматизировались не лучшим образом. С другой стороны, такой метод может быть рассмотрен как математический инструмент описания реальной мыслительной деятельности оператора в процессе решения сложных задач по оперативному управлению. Все это позволяет по-новому подойти к решению проблемы распределения функций между человеком и ЭВМ в системе управления, поскольку применение метода позволяет передать машине решение многих задач, которые еще недавно были доступны лишь человеку. К настоящему времени метод ситуационного управления внедрен на ряде предприятий нашей страны. Причем везде, где он внедрялся, получен существенный экономический эффект [151]. Большой интерес представляют также машинные программы моделирования мыслительных процессов, в основу построения которых положено понятие логико-психологических координат (ЛПК). Эти программы базируются на так называемой операторно-гностической модели мышления. В ее основу положены две гипотезы: положение об «одноканальности» сознания и «многоканальное™» наглядно-содержательной интуиции и положение о несовместимости в осознаваемой части интеллекта операторного (связанного с выполнением операций) и логико-психологического (концептуального) компонентов мыслительного процесса. Центральным звеном операторно-гностической модели являются ЛПК, которые включают в себя как эвристические, так и логико-алгоритмические компоненты. Логико-психологические координаты — это одновременно и условие познания соответствующих мыслительных механизмов, и путь разработки «психологического» обеспечения ЭВМ и АСУ. На основе экспериментальных психологических исследований анализируется роль ЛПК, которыми человек, находясь в проблемной ситуации, руководствуется в своей деятельности. Выявленные ЛПК используются затем для оптимизации машинных программ [203]. Рассмотренные подходы к созданию машинных моделей мыслительной деятельности являются составной частью более широкого научного направления, известного под названием «искусственный интеллект» и занимающегося созданием машинных систем для решения сложных задач. При этом не выдвигается в качестве обязательного условия имитация естественного интеллекта. Главное — чтобы машинные программы выдавали результаты, аналогичные тем, которые получает человек. Поэтому в общем случае работы в области искусственного интеллекта направлены не столько на моделирование существа познавательных процессов, сколько на автоматизацию сложных форм деятельности — автоматизацию, для которой достаточно описания внешнего поведения человека. Как известно, в психологии и кибернетике различают три уровня сходства между мышлением человека и программами ЭВМ: ■ сходство результатов; ■ сходство общих методов и приемов; ■ сходство между последовательностями отдельных операций и деталей решения. Работы в области искусственного интеллекта ориентированы в основном лишь на сходство результатов. В психологических направлениях этих работ (эвристические машинные программы, методы ситуационного управления и др.) делаются, кроме того, попытки получения сходства методов, приемов и последовательности выполнения отдельных операций. Однако эти попытки крайне ограничены, поэтому между интеллектом человека и его машинными аналогами (искусственным интеллектом) остаются принципиальные различия. Они подробно проанализированы в работе [64].
ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА 13.1. Психологические аспекты проблемы
На основании принятой и проанализированной информации оператор принимает необходимое решение по управлению. Процедура принятия решения является центральной на всех уровнях приема и переработки информации. В этой процедуре наиболее полно реализуются как отражательные, так и регуляторные функции психики. В самом общем виде процедура принятия решения включает формирование последовательности целесообразных действий для достижения цели на основе преобразования некоторой исходной информации. К основным объективным и субъективным условиям, определяющим реализацию процессов решения в деятельности оператора, можно отнести: ■ наличие дефицита информации и времени, стимулирующих «борьбу» гипотез; ■ наличие некоторой «неопределенностной ситуации», определяющей борьбу мотивов у субъекта, принимающего решение; ■ осуществление волевого акта, обеспечивающего преодоление неопределенности, выбор гипотезы, принятие на себя той или иной ответственности. Условия принятия решения во многом зависят от степени неопределенности. В этой связи различают следующие виды неопределенности [86]: обусловленную большим числом объектов, включенных в ситуацию; вызванную недостатком информации в силу технических и иных причин; порожденную слишком высокой или недоступной платой за определенность, вносимую субъектом, принимающим решение. Очевидно, что процедура принятия решения и его качество в различных ситуациях неопределенности будет иметь разный характер. Поэтому в зависимости от состояния исходной информации могут быть три вида решения: детерминированное, вероятностное, предельное. Однако в любом случае в процессе принятия решения необходимо разумное снижение неопределенности. С системных позиций проблема выработки и принятия решения условно имеет следующие основные аспекты: логико-психологический, операциональный, функционально-динамический, формализованный. Отдельно можно выделить личностный аспект, связанный с влиянием мотивационно-установочной и эмоционально-волевой сфер на протекание информационных процессов у человека. С логико-психологической точки зрения процесс переработки информации и принятия решения (в рамках решения задачи) связан с формулированием задачи, поиском, накоплением и регулированием информации, необходимой для принятия решения; выявлением и оценкой проблемной ситуации; выделением (построением) системы гипотез; реализацией выдвинутой программы действий. С опердциональной точки зрения процедура принятия решения складывается из информационной подготовки и собственно принятия решения. В данном случае речь идет о системе преобразований с использованием определенных методов и приемов. Так, например, показано [157], что для деятельности оператора в системах контроля и управления информационная подготовка принятия решения складывается из «внешнего» и «внутреннего» информационного обеспечения. Основное содержание внешнего информационного обеспечения состоит из реализации двух проблем. Первая из них включает вопросы определения количества и качества информации, необходимой и достаточной для принятия решения в том или ином случае. Вторая проблема связана с вопросами оптимального представления этой информации оператору (см. главу XVI). Внутренняя подготовка принятия решения сводится к процедурам, объединенным в две группы: ■ поиска, выделения, классификации и обобщения информации о проблемной ситуации; ■ построения текущих образов, или оперативных концептуальных моделей. Процедура выработки самого решения условно может быть описана следующими операциями: предварительное выдвижение системы эталонных гипотез; сопоставление текущих образов (концептуальных моделей) с рядом эталонов и оценка сходства между ними; коррекция образов (моделей) и «сообразование» гипотез с достигнутыми результатами; выбор эталонной гипотезы или построение ее, принятие решения (принципа и программы действий). Из сказанного видно, что рассмотренные операции также могут быть объединены в две группы: структурного сопоставления текущих и эталонных образов (моделей) и их преобразования (построения). Функционально-динамические аспекты принятия решения связаны с реализацией комплекса внутренних психологических механизмов. Система этих механизмов до настоящего времени еще не ясна. По-видимому, организация процесса принятия решения весьма сложна и требует взаимодействия различных психологических механизмов. Что же касается самого акта принятия решения, то он одномоментен, подчиняется некоторому универсальному, видимо, простому, но еще не выявленному закону. В общем виде можно говорить, что подготовка решения связана с функционированием механизмов информационного и информационно-эвристического поиска. Несомненно, что поисковые программы опираются на структурный анализ воспринимаемой информации. Выработка решения связана с функционированием системы структурных, логических и вероятностных механизмов. Первые преобладают при реализации операций построения образов (моделей), их сопоставления, установления соотношения между ними. Среди них при переработке динамической информации особый интерес представляют механизмы, обеспечивающие сопоставление текущей информации с ранее запечатленной в кратковременной и долговременной памяти в целях ее оценки и коррекции. Вероятностные механизмы преобладают при реализации априорных процедур, операций выбора и оценки гипотез р сложных условиях, в условиях риска. Однако резкой границы между сферами действия обеих групп механизмов нет; причем сами они нередко содержат эвристические компоненты. В целом же процессы принятия решений имеют детерминированно-стохастическую природу [157]. Формализованное описание процедур принятия решения складывается из двух частных проблем: ■ количественного описания входных и выходных данных, ■ формализованного описания самих процессов. Первая проблема решается более просто. Для ее решения используется различный математический аппарат. Так, для формального построения гипотез решений может быть использован факторный анализ, для количественной оценки истинности и эффективности гипотез — аппарат теории вероятностей и статистических решений, а также теории игр и массового обслуживания. Во многих случаях возможно применение методов теории информации. Вторая проблема реализуется значительно сложнее. Формальное описание (моделирование) процессов принятия решения возможно лишь на основе использования методов, обладающих определенными лингвистическими возможностями. К ним прежде всего можно отнести аппарат формальных грамматик. Хорошие результаты дает также применение концепции идеализированных и частных структур деятельности [26], аппарата теории нечетких множеств [195], представления алгоритма принятия решения оператором в виде нечеткого секвенционального автомата [27]. Здесь же для анализа возможностей автоматизации процессов принятия решения предлагается использовать представление этих процессов в виде абстрактного ориентированного графа. Общие требования к формальным моделям психических функций (в том числе и процессов принятия решений) сводятся к следующему. Модели должны вписываться в более общую модель и быть основой для детализации более частных моделей; выполнять определенные информационные функции, выявлять новую информацию о структуре моделируемых процессов, обеспечивать прогнозирование их функционирования; быть физически реализуемыми и обладать практической полезностью. Кроме того, они должны соответствовать содержательным психофизиологическим моделям. Одним из примеров таких моделей являются рассмотренные в предыдущей главе эвристические машинные программы. Личностные аспекты процессов принятия решений человеком связаны с определением влияния эмоционально-волевой и мотивационно-установочной сфер на протекание информационных процессов. Прежде всего необходимо подчеркнуть, что процесс принятия решения представляет собой особую стадию волевого действия, реализуемого в рамках сложного волевого акта. Это действие связано как с подготовительным этапом волевого акта, с постановкой и осознанием цели, так и с этапом исполнения и оценки принятого решения. При этом нужно учитывать, что волевые процессы всегда усложняются за счет действия эмоциональных факторов. Принятие решения весьма индивидуально. На основе выявления индивидуальных типологических различий предложена классификация типов решений [86]. При этом учитывалось соотношение процессов построения (А) и контроля выдвигаемых гипотез (К). В зависимости от этого различаются следующие типы решений: А>>К — импульсивные решения (процессы построения гипотез резко преобладают над контрольными процессами); А > К — решения с риском; А = К — уравновешенные решения; А < К — осторожные решения; А<<К — инертные решения (контрольные процессы резко преобладают над процессами построения гипотез, протекающими медленно и неуверенно). Наиболее эффективными при наличии необходимых знаний оказываются операторы, склонные к принятию решений с риском, но обладающие осмотрительностью. На процессы принятия решения большое влияние оказывает и «эмоциональный феномен», обеспечивающий снятие неопределенности на основе действия механизмов эмоций [86]. Экспериментально показано, что без эмоциональной активации невозможно решение субъективно сложной мыслительной задачи. Эта активация порождается как общей ситуацией, в которой протекает деятельность (ситуационные эмоции), так и результатом интеллектуального процесса (интеллектуальные эмоции). При решении простых задач роль ситуационных эмоций разного знака однозначна; при решении творческих задач отрицательные эмоции, как это ни парадоксально, могут играть положительную роль (при эмоциональном подкреплении «наводящей» задачи). Поэтому можно ставить вопрос об управлении процессами решений за счет искусственно создаваемой эмоциональной активации. Интересными являются также результаты исследований мотивационных основ решения задачи. Эксперименты проводились в группах с разной мотивационной установкой: сделать как можно лучше; сделать не хуже других; лишь бы сделать. Эффективность решения задачи в первой группе в 1,5 раза выше второй и в 2 раза выше третьей. В заключение необходимо подчеркнуть, что структура и механизмы процедуры принятия решения не являются стабильно-универсальными на разных уровнях психического отражения. Они изменяются при переходе от перцептивно-опознавательного уровня к речемыслительному, ибо каждый уровень представляет собой качественно новое структурно-системное образование. Главное здесь заключается в переходе от перебора и выбора гипотез к построению гипотез (концептуальных моделей).
13.2. Информационная подготовка решения
Принятию решения оператором предшествует определенная информационная подготовка. Она связана с отбором информации об управляемом объекте и среде, которая позволяет достичь максимальной эффективности решения. Опыт эксплуатации СЧМ различного назначения показывает, что информационная подготовка может занимать от 30 до 60% времени, затрачиваемого для принятия решения. Информационная подготовка решения (ИПР) представляет совокупность действий по приему и обработке информации о внешней среде, состоянии системы управления, ходе управляемого процесса, а также вспомогательной и служебной информации. В ходе осуществления этих действий и операций оператор анализирует обстановку, представляемую на средствах отображения информации, сопоставляет условия задачи и строит концептуальную модель ситуации. На этом заканчивается первая стадия ИПР. Информация на этой стадии переводится оператором на язык образов, схем, оперативных единиц информации и т. д., которым он хорошо владеет. Дальнейшая обработка информации осуществляется уже на этом языке. На второй стадии оператор анализирует и сопоставляет ситуацию с имеющейся у него или специально выработанной для этого случая системой оценочных критериев и мер, которые определяют характер и направленность необходимых преобразований ситуации. Основная задача этой стадии состоит в трансформации концептуальной модели в модель проблемной ситуации. Эта новая модель, адекватная объективно сложившейся ситуации, является сферой кристаллизации проблемы, подлежащей решению. На третьей стадии идет напряженная работа над решением проблемы оперирования исходными и преобразованными данными. Протекает она в виде целенаправленных действий, либо не осознаваемых, либо автоматизированных, которые далеко не всегда имеют вербальный характер. На этой стадии большой удельный вес занимают зрительно-пространственные трансформации и манипуляции элементами проблемной ситуации или ситуации в целом. Основное внимание при этом уделяется определению взаимоотношений между вступившими в противоречие и породившими конфликтную ситуацию элементами или их комплексами. По мере такого оперирования создается более полное представление о предметном содержании ситуации, возможных направлениях ее развития, структурируется значение вступивших в противоречие элементов, комплексов и свойств ситуации. Результатом такой работы могут быть новые образы, новые визуальные формы, несущие определенную смысловую нагрузку. Подобный тип деятельности называют визуальным мышлением [148]. На этом ИПР переходит в процесс собственно принятия решения. Процессы ИПР не являются беспристрастными. На них влияют субъективные факторы, личностно-смысловые образования, к числу которых относятся мотивы, субъективные цели, установки, воля и т. п. Эти влияния сказываются на способах интерпретации и преобразования условий и предметного содержания задачи, на точности полученного результата, на стиле его реализации. Личностно-смысловые образования влияют на процессы ИПР значительно сильнее, чем на более элементарные исполнительные и когнитивые акты. Это объясняется тем, что оценочные критерии в сложных ситуациях, характеризующихся в том числе и недостаточностью информации о среде, вырабатываются субъектом деятельности. Процесс их разработки, упорядоченности, реорганизации осуществляется непрерывно в ходе мыслительной деятельности. Именно он и влечет за собой изменение целей, формирование и постановку новых. На основе микроструктурного анализа (см. главу III) преобразований информации в зрительной и слуховой системах можно сделать вывод о том, что перцептивные, опознавательные и мнемические действия не только участвуют в подготовке решения, но и вносят существенный вклад в его реализацию. А процесс решения задачи на одном шаге информационного поиска может развернуться в достаточно широкий диапазон преобразований информации — от сканирования до невербальных семантических преобразований. В зависимости от сложности решаемой задачи число и тип преобразований меняются, что находит свое выражение, в частности, в длительности зрительных фиксаций. Это значит, что оператор, решающий задачу, обладает способностью настраиваться на перцептивную или семантическую сложность информационного поля. Поэтому в работе оператора скорость обработки информации, как правило, не постоянна. Это связано с тем, что от режима поиска он переходит к построению концептуальной модели и собственно к решению [55, 56]. Любое решение, как следует из сказанного, является результатом приема и переработки информации. Однако в зависимости от назначения СЧМ и ее конечной задачи психологические механизмы, обеспечивающие выработку решения, методы и уровни решений существенно различаются (табл. 13.1). В общем случае, как уже отмечалось, различают две группы уровней решений: перцептивно-опознавательные и речемыслительные.
Таблица 13.1
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 423; 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 - 3.145.162.114 (0.01 с.) |