《人的信息处理系统》PPT课件.ppt

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1、1,第三章 人的信息处理系统,2,3,第一节 信息的接收 第二节 信息的处理 第三节 信息的输出,4,一、感觉,1客观事物直接作用于人的感觉器官，人脑中产生了对这些事物个别属性的反映。这种反映叫做感觉。 感觉是一种直接反映 感觉反映的是事物的客观属性 感觉是客观事物的主观映像,5,适宜刺激和识别特征,6,2感觉的特性,7,（1）感觉阈限,感觉阈限,绝对感觉阈限,差别感觉阈限,绝对感觉阈限上限,绝对感觉阈限下限,绝对感觉阈值,8,韦伯定理,差别阈限与原有刺激量之间的比值在很大范围内是稳定的，即在中等刺激强度的范围内，对两个刺激物之间的差别感觉，不是由两个刺激物之间相差的绝对数量来决定的，而是由两

2、个刺激物之间相差的绝对数量与原有刺激量之间的比值来决定。,为最初刺激强度； 为引起差别感觉的刺激增量； 为常数，又称韦伯分数。,9,当刺激过强或过弱时，韦伯定理不成立，此时K值会有很大变化； 不同的感觉的韦伯分数不一样；,10,对于各种感觉器官都正常的人，由于生活环境和职业训练的不同，在某些感觉的感受性上，特别是差别感受性上，会表现出很大的不同。如：磨工的视觉感受性异常发达，他们能看到0.0005毫米的空隙，而普通人只能看到0.1毫米的空隙。染色专家可以区分出40-60种灰色，而没有受过训练的一般人根本辨别不出这许多等级。有经验的飞行员能觉察出发动机每分钟1300和1340转之间的差别，一般人

3、只能分辨出1300-1400间的差异。同样，音乐家的听觉高度精确、调味师的嗅觉味觉灵敏也是后天培养的。 对于某种感觉器官有缺陷的人，由于生活的需要和特殊的训练，他们的其他感觉会得到异常的发展，从而起到补偿的作用。众所周知，盲人的听觉和触觉比一般人发达，他们凭借这些高度发达的感觉，可以判断刺激物的位置、分辨物体的质地特性等。,11,（2）适应,感觉器官经持续刺激一段时间后，在刺激不变的情况下，感觉会逐渐减小以致消失，这种现象称为“适应”。 适应可以引起敏感度的提高，也可引起敏感度的降低； 不同感觉适应的难易程度和速度不同； 某些感觉的适应还受到注意力的影响；,12,视觉的适应可分为暗适应和明适应

4、。从光亮处进入暗室，开始会什么也看不清，在过一段时间以后，我们渐渐能够分辨出室内物体的轮廓，这种现象就叫做暗适应。暗适应是环境刺激由强向弱过渡时，由于弱光的持续作用，导致对弱光感受性的不断提高。实验表明，在最初的5-7分钟，感受性提高很慢，经过一个小时左右，相对感受性可提高20万倍。相反，由暗处走到阳光下时，最初感到耀眼发眩，什么都看不清楚，经过几秒钟后才能恢复正常。这种现象叫明适应。由于视觉适应（特别是其中的暗适应）需要较长的时间，在一些明暗交替的条件下工作人员会感到困难，采用红光照明可以收到较好的效果。,13,（）相互作用,各种感觉之间的相互影响、相互联系称之为感觉的相互作用。 同一感觉的

5、相互作用，指的是某一特定感觉器官受到不同的刺激而使敏感度发生变化的现象。两种刺激物同时作用于一种感受器官而发生的对比现象，叫做同时对比；两种刺激物相继作用于同一感觉器官时产生的对比，叫做相继对比。 不同感觉间的相互作用，指的是一种感觉的敏感度会由于其他感觉的影响而发生变化的现象。,14,二、知觉,1. 知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状态整体的反映。 知觉反映的是事物的整体属性； 知觉反映要借助于过去的经验；,知觉的过程：客观事物的各种属性分别作用于人的不同感觉器官，引起人的不同感觉，经大脑皮质联合区对来自于不同感觉器官的各种信息进行综合加工，于是在人的大脑中产生了对各种客观事物

6、的各种属性、各个部分及其相互关系的综合的整体的决策，这便是知觉。,15,知觉的特性,（）整体性 在知觉时，把由许多部分获多种属性组成的对象看作具有一定结构的统一整体，这一特性称为知觉的整体性。,16,影响知觉整体性的因素,17,（）选择性,在知觉时，把某些对象从背景中优先地区分出来，并予以清晰反映的特征，叫做知觉的选择性。 对象和背景的差别 对象的运动 主观因素,18,对象和背景的相互转换,19,20,（）理解性,在知觉时，用以往所获得的知识经验来理解当前的知觉对象的特征，称为知觉的理解性。 直接理解 间接理解,在通常情况下，直觉的对象往往只有一种适宜的解释。因而，当对象出现在我们面前时，不需

7、要任何中介，能迅速作出认知，并准确地叫出它的名称。这称之为知觉水平上的直接理解。,当遇到一些复杂的对象时，或对象的外部特征不够鲜明，提供的信息不充足，对象的各个部分不同时发生作用时，我们的知觉就会伴随着思维和语言的参与，从而达到对知觉对象的理解，这称之为知觉水平上的间接理解。,21,22,23,24,（）恒常性,知觉的条件在一定范围内发生变化，而知觉的印象却保持相对不变的特性，叫做知觉的恒常性。 大小的恒常性 形状的恒常性 明度的恒常性 颜色的恒常性,25,（）错觉,错觉是对外界事物不正确的知觉。这种对外界事物的歪曲带有固定的倾向，只要条件具备，它就必然产生，主观的努力是难以克服的。,26,2

8、7,28,29,30,日本三叶咖啡店的老板发现不同颜色会使人产生不同的感觉，但选用什么颜色的咖啡杯最好呢？于是他做了一个有趣的实验：邀请了30多人，每人各喝四杯浓度相同的咖啡，但四个咖啡杯分别是红色、咖啡色、黄色和青色。最后得出结论：几乎所有的人认为使用红色杯子的咖啡调的太浓了；使用咖啡色杯子认为太浓的人数约有三分之二；使用黄色杯子的感觉是浓度正好；而使用青色的杯子的都觉得太淡了。从此以后，三叶咖啡店一律改用红色杯子盛咖啡，既节约了成本，又使顾客对咖啡质量和口味感到满意。,31,在很多商场里我们都能听到音乐声，但大多数商场却不知道音乐到底该怎样播放才好。音乐对人的情绪的影响是很大的，乐曲的节奏

9、、音量的大小，都会影响到顾客和营业员的心情。心情好，主顾之间就会避免很多不必要的矛盾和冲突，就会出现很多的商机，就会取得更高的社会效益和经济效益。如果在顾客数量较少时播放一些音量适中、节奏较舒缓的音乐，不仅能使主、顾心情更加舒畅，而且还能放慢顾客行动的节奏，延长在商场的停留时间，增加较多的随机购买几率，也使销售人员的服务更加到位。如果在顾客人数较多时播放一些音量较大、节奏较快的音乐，就会使主、顾的行动节奏随着音乐的节奏而加快，就会提高购买和服务的效率，避免由于人多效率低而引起的心情不好，矛盾冲突增多的情况的出现。,32,课堂讨论,感觉与知觉的区别和联系？,33,从知觉的过程可知，客观事物首先是

10、被感觉，然后才能进一步产生知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越是完整、丰富、精确，对事物的知觉也就越完整、准确。 感觉反映的是客观事物的个别属性，而知觉反映的是客观事物的整体。感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程。 从严格意义上讲，感觉是先天的反应。刺激一旦作用于感觉器官，感觉立即产生。但对刺激的认识却非学不可。儿童不用学就能听，所要学的是光、色、声、味的意义。这已属于知觉范畴了。,34,扩展阅读：疼痛,35,36,37,一、感觉的信息处理,RT为反应时间； a、b为常数； HT为传输的信息量。

11、,38,信息传输速度,信息传输率是指信息通道中单位时间内所能传输的信息量，即： C=H/T C为信息传输速率； H为传输的信息量； T为传输的时间。,人的信息传输速度是有限的； 人体不存在一个固定的信息传输速率数据，它随刺激物的不同性质、维数和不同工作类型而变化。,39,编码,人的信息处理系统获得的信息，需要从感觉系统的外周部分传至中枢。在通讯系统通道中实现信息传递需要对信息进行编码。,40,二、中枢信息处理,从人体各感觉通道传入的大量信息，是在大脑中枢进行复杂的处理。大脑中枢信息处理过程中，记忆机制具有特殊的意义。记忆是各种信息处理活动的基础，因此，记忆机制的研究是人机系统效率研究的一个重要

12、课题。,41,瞬时记忆,当刺激物的作用停止后，对输入的信息保持几秒钟的记忆，称为瞬时记忆。 信息保持的时间很短，视觉的感觉储存不超过1秒钟，听觉的感觉储存也只有4秒钟左右； 信息的编码，完全依据信息的物理特征，具有鲜明的形象性； 信息的容量，取决于感官的解剖生理特点，即限于感官所能接受的信息量。,42,嗅觉与记忆,新鲜锯屑的味道总是让我想起孩提时父亲工作的那个锯木厂。只是看见锯屑不能勾起我对童年的记忆，当时只要一闻见锯屑的气味，我就会想起那栩栩如生的画面，再次回到从前。如果我通过有意识的思维唤起关于那个锯木厂的记忆，虽说也可以，但这样的做法所重建的记忆缺乏生命力，其表象模糊不清。而新鲜锯屑的味

13、道，往事就会历历在目，活灵活现。,43,“闪光灯记忆”,父亲和我骑着马去梅因州某个地方采购我毕业所需的“行头”。当我们从一座陡峭的山上下到市区时，觉得有什么不对劲，一路上行人个个神情哀伤。父亲拽住缰绳，问一个路人：“朋友，出什么事了？”那人神情慌张，穿一件用松散的毛线织成的毛衣，“你没听说吗？林肯被刺杀了。”缰绳从我父亲手中滑落，他的眼泪夺眶而出，他坐在那里，一动不动。这时我们已经离家很远，有很多事要办。我们在沉重的心情下办完了事回家。,44,1986年1月，美国“挑战者号”升空爆炸24小时内，向100名学生发放了问卷调查表。学生们要回答“从哪里得到的消息”“当时身在何处，在做什么”等问题。3

14、2个月后，这些学生又做了相同的问卷，结果和第一次的大相径庭，甚至一些基本问题的答案都与第一次有很大出入。 显然，有关“挑战者号”失事这一事件在事发后曾被多次提起，对闪光灯记忆造成了干扰。,45,2短时记忆,短时记忆是指对信息保持在一分钟以内的记忆。 短时记忆具有明显的听觉性质。 信息的容量很有限。据测定，一般有72个组块。 信息的储存和处理具有高度的意识性。,组块是指孤立的分散的项目，根据个人经验所组成的记忆单元，它可作为短时记忆的容量单位。,46,47,3长时记忆,对信息保持在1分钟以上，直至终身的记忆，都称为长时记忆。 信息保持的时间长； 信息的容量相当大； 信息的编码有语义编码和形象编码

15、两种；,语义编码是以语词的形式，按事物的意义进行归类、储存和提取。,形象编码是以表象的形式，对信息进行加工、储存和提取。,48,49,似曾相识之感,“我们都有过这样一种感觉，这种感觉偶然而至，我们现在说的和现在做的都是很久以前说过和做过的在模糊和久远的过去，我们被同样的面孔、同样的东西和同样的环境所围绕这种感觉让我们清楚地知道接下来会发生什么，就像我们突然想起了什么！” 摘自大卫科波菲尔,50,为何年事渐高而生命加速流逝？,客观时间，即时钟时间，是匀速流逝的，就像流过山谷的一条河。某人少小时在河岸边轻快地奔跑，速度比水流还快。到了正午，他的奔跑速度减慢了，与河水的流速保持同步。到了晚上，因为他

16、倦了累了，所以河水似乎流得更快了，他落后了。最后，他不得不停下来，在河边躺下而河水仍旧以它惯常的速度沿着河道继续向前静静地流淌。 摘自为什么随着年龄的增长时间过得越来越快,51,“我看见我的一生从我的眼前闪过”濒死体验,从那一刻起所有的挣扎都停止了一种无与伦比的宁静之感代替了原先混乱喧嚣的感觉或许可以将这种感觉称之为漠然，不过肯定不是顺从，因为溺水看起来不再是一件可怕的事了。尽管感觉已死，心智却似乎更有活力，因为念头一个接一个快速冒出来。回顾人生，每一件往事都好像倒退着一一闪现在我眼前。不过，闪现的不是那一桩桩往事的轮廓，而是有着具体细节和特征的画面。简单地说，我的一生好像以一种全景的方式展现

17、在自己眼前，我完全被困在过去里了，现在我已讲不清当时那些奔流泛滥的念头占据了头脑多长时间，不过从感觉窒息到窒息感消失不过两分钟。 摘自为什么随着年龄的增长时间 过得越来越快,52,3.运动系统的信息处理,人机系统中，人一般是通过四肢运动、头眼运动或声带振动来完成信息的输出任务。但人所作的任何一个动作都不是一下子完成的，而是由一系列不连续的微动作组成的。每一个微动作完成的时间需30100毫秒，被称为运动系统的加工周期。,开环加工 闭环加工,53,言语输出指的是人可以通过叫、喊表示惊讶、紧急情况，通过语言向他人传递信息。,运动输出指的是人可以通过身体的某个部位对系统施加影响。如人可以通过手、脚的运

18、动和姿势的变换以及面部表情输出信息。,反应时间,运动时间,准确性程度,人的信息输出的形式,54,一、反应时间,反应时间（RT）又称为反应潜伏期，它是指刺激和反应的时间间隔。,外界刺激信号 人的主观因素,55,1简单反应和选择反应,若呈现的刺激只有一个，只要求人在刺激出现时作出特点反应，其时间间隔称为简单反应时间。 若呈现的刺激多于一个，并要求人对不同刺激作出不同反应，即刺激反应之间有一一对应关系，其时间间隔称为选择反应时间。 如果呈现的刺激多于一个，但要求人只对某种刺激作出预定反应，而对其余刺激不做反应，其时间间隔称为析取反应时间。,56,2影响简单反应时间的因素,刺激信号的通道,不同感觉通道

19、对刺激的反应时间不同； 同一感觉器官接受的刺激不同，其反应时间也不同； 相同的感觉器官，刺激部位不同，反应时间也不同；,57,各种感觉器官的反应时间（ms）,58,刺激信号的强度,在绝对感觉阈限内，刺激强度对反应时的影响一般遵循“边际递减”规律，即反应时间随着刺激强度的增加而缩短，并逐渐趋近一个特定值。在这一过程中，反应时间变化率的绝对值递减，当刺激强度增大到一定程度后，反应时间变化率趋近于零。,59,刺激的清晰度,刺激信号本身的清晰度； 刺激信号与背景的对比度。,60,人的主体因素,训练 个体差异 疲劳,61,3影响选择反应时间的因素,刺激信号的数量 刺激信号间的差别 活动持续时间 刺激-反

20、应的兼容性,62,二、运动速度,动作特点,63,目标距离,随着目标距离的增加，定位运动时间延长； 随着目标宽度的增加，定位运动时间缩短；,64,运动方向,65,运动轨迹,连续改变或突然改变的曲线式动作，前者速度快，后者速度慢； 水平运动比垂直运动的速度快； 一直向前的动作速度，比旋转时的动作速度快1.52倍左右； 圆形轨迹的动作比直线轨迹的动作灵活； 顺时针动作比逆时针动作灵活； 手向着身体的动作比离开身体的动作灵活；向前后的往复动作比向左右的往复动作速度快。,66,三、运动准确性,1反应时间,67,2运动速度,68,四、人的可靠性与人为差错,在设计和使用机器设备时，人的可靠性受到了越来越多的

21、重视。一是因为人机系统已向着高度精密和复杂化的方向发展，而这种系统的失效，将可能产生深远影响和不可预测的后果，如三厘岛核电站事故；二是各种研究证明，系统的失效很大一部分与人 为差错有关。国内外许多专家认为，大约90%的事故与人为差错有关，而仅有10%的事故归咎于不安全的物理、机械条件。但是从工效学的角度来看，这些事故和失误也不能完全归咎于人。因为如果在系统设计和人员安排上成分考虑了人的可靠性，并采取了相应的措施的话，那么这些所谓的“人为差错”是可以避免的。,69,1影响人的可靠性的因素,（1）人的可靠性与压力的关系 影响人的可靠性的一个极为重要的方面是人所承受的压力。压力是人在某种条件刺激物（集体内部或外部的）的作用下，所产生的生理变化和情绪波动，使人在心理上体验到的一种压迫感或威胁感。,70,71,（2）人的可靠性与意识水平的关系,72,2人为差错和事故的原因,首先，在分析差错时，涉及人的群体。 其次，在分析事故原因时，其他因素的确定的范围也会影响到这一比例。 最后受到责备的总是在事故中受伤的人或负责机器的人。,73,3人为差错的预防,排除设计，即完全消除失误的设计； 预防设计，使失误变得困难，但降低了差错后果的设计； 失败后安全设计，没有降低失误的可能性，但降低了差错后果的设计。,作为降低失误的方法，设计更为有效和重要，系统的设计只有一次，而人员的选择和培训却是不断重复的。,