55 ДС.Ф.2 Человеко-машинное взаимодействие. Учебнометодический комплекс дисциплины

• Название: Учебнометодический комплекс дисциплины
• Анкор: 55 ДС.Ф.2 Человеко-машинное взаимодействие
• Дата: 06.07.2022
• Размер: 232.83 Kb.
• Имя файла: 55 ДС.Ф.2 Человеко-машинное взаимодействие.docx
• Тип: Учебно-методический комплекс; #626038
• страница: 2 из 6

Тема 1

Лекция 1

Название темы: Система «человек-машина»

Цель занятий: приобретение знаний об основных элементах структуры «человек-машина», их назначении, взаимосвязи и требованиях к ним.

Задачи:

1. 
   Определить основные элементы системы «человек-машина».
   
2. 
   Определить наиболее ответственное звено в системе «человек-машина».
   
3. 
   Определить основные каналы взаимодействия между оператором и ЭВМ.
   

Учебные вопросы:

Изучение материала занятия позволяет узнать и получить ответы на следующие вопросы:

1. 
   Почему в системе «человек-машина» основным звеном является человек.
   
2. 
   Ознакомиться с характером связей в человеко-машинной системе.
   
3. 
   Оценить роль и значение средств отображения информации.
   
4. 
   Определить пространство каналов, связывающих человека и ЭВМ.
   

Учебная информация:

Цель и задачи дисциплины и её связь с другими дисциплинами. Концепции интерфейса взаимодействия человека с техническими средствами информационных систем. Структуры системы «человек-машина». Модели: информационная, концептуальная. Инженерная психология и её методы.

Выводы по теме:

1. 
   Центральным моментом в функционировании информационной системы можно считать акт взаимодействия человека и технических средств.
   
2. 
   Характер взаимодействия человека, технических средств и программного обеспечения можно отобразить в виде полного неориентированного графа.
   
3. 
   Человек в человеко-машинной системе является наиболее ответственным звеном.
   
4. 
   Основными каналами взаимодействия оператора и ЭВМ является триада: зрительный, звуковой, тактильный.
   

Вопросы для самопроверки:

1. 
   Назовите основные компоненты, взаимодействующие между собой в системе «человек-машина».
   
2. 
   Почему граф взаимосвязи между компонентами человеко-машинной системы является неориентированным?
   
3. 
   Почему человек является основным компонентом в человеко-машинной системе?
   
4. 
   Дайте определение системы «человек-машина».
   
5. 
   Назовите основные каналы, по которым оператор взаимодействует с ЭВМ.
   
6. 
   Какой канал и почему является основным среди каналов взаимодействия?
   
7. 
   Назовите доли, которые приходятся на каналы взаимодействия в процессе получения и переработки информации.
   
8. 
   Какую роль и значение имеют средства отображения информации?
   
9. 
   Обоснуйте значение речевого общения оператора и ЭВМ.
   
10. 
    Охарактеризуйте роль и значение тактильного (сенсомоторного) канала взаимодействия и его перспективы.
    
11. 
    Дайте определение информационной модели.
    
12. 
    Дайте определение концептуальной модели.
    
13. 
    Что представляет собой эталонная модель?
    
14. 
    Дайте определение инженерной психологии.
    
15. 
    Назовите основные задачи инженерной психологии.
    

Список литературы:

Здесь и далее указывается литература из раздела «Список литературы».

1, 2, 3, 4, 5; Д2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 13.

Тема 2

Лекции 2- 4

Название темы: Характеристики анализаторов оператора.

Цель занятий: приобретение знаний о психофизических особенностях приёма и переработки информации.

Задачи:

1. 
   Определить основные этапы приёма и переработки информации.
   
2. 
   Определить основные формы памяти оператора, их функции и характеристики.
   
3. 
   Рассмотреть характеристики анализаторов.
   
4. 
   Определить понятие порогов чувствительности.
   
5. 
   Рассмотреть основные характеристики оператора.
   

Учебные вопросы:

Изучение материала занятий позволяет узнать и получить ответы на следующие вопросы:

1. 
   Каковы основные этапы приёма и переработки информации оператором?
   
2. 
   Почему память играет особую роль для оператора?
   
3. 
   Почему чувствительность занимает особую роль среди других характеристик анализаторов?
   
4. 
   Какие основные характеристики формируют пространство характеристик оператора?
   

Учебная информация:

Психофизические особенности приёма и переработки информации оператором. Ощущение, восприятие, представление и мышление. Анализаторы. Формы памяти оператора.

Характеристики анализаторов. Поле зрения. Чувствительность, пороги чувствительности: нижний и верхний абсолютные, дифференциальный.

Энергетические (адаптация, контраст, контрастность, пороговый контраст, контрастная чувствительность), пространственные (острота зрения и её порог, оперативный порог), временные (латентный период, время инерции ощущения, критическая частота мелькания, время адаптации) характеристики.

Выводы по теме:

1. 
   В отличие от технических звеньев информационной системы человек имеет психофизические особенности.
   
2. 
   Этапами приёма и переработки информации последовательно являются: ощущение, восприятие, представление, мышление.
   
3. 
   Формами памяти являются мгновенная, оперативная и долговременная.
   
4. 
   Пороги чувствительности анализаторов делятся на абсолютные (нижний и верхний) и дифференциальный.
   
5. 
   Человек существует в пространстве, времени и осуществляет энергообмен с окружающей средой. Соответственно оператор обладает энергетическими, пространственными и временными характеристиками.
   

Вопросы для самопроверки:

1. 
   Почему, в отличие от технических звеньев, оператор, как звено информационной системы, обладает особыми характеристиками?
   
2. 
   Дайте определение ощущению.
   
3. 
   Дайте определение восприятию.
   
4. 
   Дайте определение представлению.
   
5. 
   Что такое мышление?
   
6. 
   Как вы понимаете интуицию?
   
7. 
   Назовите основные формы памяти.
   
8. 
   Назовите основные характеристики каждой формы памяти.
   
9. 
   Дайте определение полю зрения.
   
10. 
    Назовите характеристики поля зрения.
    
11. 
    Дайте определение порога чувствительности.
    
12. 
    Дайте определение нижнего абсолютного порога.
    
13. 
    Дайте определение верхнего абсолютного порога.
    
14. 
    Дайте определение дифференциального порога.
    
15. 
    Перечислите энергетические характеристики оператора.
    
16. 
    Перечислите пространственные характеристики оператора.
    
17. 
    Назовите временные характеристики оператора.
    
18. 
    Что такое адаптация анализатора?
    
19. 
    Что такое прямой контраст?
    
20. 
    Что такое обратный контраст?
    
21. 
    Чем отличается оперативный порог ощущения от нижнего абсолютного порога?
    
22. 
    Дайте определение латентного периода временной реакции оператора.
    
23. 
    Дайте определение времени инерции ощущения.
    
24. 
    Дайте определение времени адаптации.
    
25. 
    Чем отличается время световой адаптации от времени темновой адаптации.
    
26. 
    Дайте определение критической частоты мелькания.
    
27. 
    Назовите характер зависимости критической частоты мелькания от яркости изображения.
    

Список литературы:

2, 3; Д4, 5, 6, 9, 10, 13.

Тема 3

Лекции 5 – 6

Название темы: Характеристики человека – оператора.

Цель занятий: приобретение знаний об основных характеристиках человека-оператора.

Задачи:

1. 
   Дать определение основным характеристикам человека-оператора.
   
2. 
   Рассмотреть быстродействие, точность, надёжность и психическую напряжённость работы оператора.
   
3. 
   Дать представление о математической модели человека-оператора.
   

Учебные вопросы:

Изучение материала занятий позволяет узнать и получить ответы на следующие вопросы:

1. 
   Каковы основные характеристики человека-оператора?
   
2. 
   Рассмотреть такие характеристики, как быстродействие, точность, надёжность, психическая напряжённость, пропускная способность и численные значения их параметров.
   
3. 
   Подходы к определению математической модели человека-оператора.
   

Учебная информация:

Основные характеристики человека оператора. Быстродействие. Простая сенсомоторная реакция (латентный период, время моторного компонента). Время моторного компонента для различных модальностей ощущений. Латентный период для реакции на движущийся объект. Реакция выбора. Законы Фитса и Хикса. Пропускная способность как информационная характеристика оператора. Пропускная способность для различных модальностей деятельности оператора.

Точность работы оператора: систематические и случайные погрешности. Надёжность работы оператора. Вероятность безотказной работы системы «человек-машина» при различных вариантах возможности и невозможности компенсации ошибок оператора и отказов техники.

Психическая напряжённость как специфическая характеристика работы оператора. Операционная и эмоциональная напряжённости. Способы оценки психической напряжённости. Коэффициент загруженности оператора в течение рабочего дня.

Математическая модель оператора. Вопросы различных подходов в построении модели и её адекватность.

Выводы по теме:

1. 
   Основными, в первом приближении, характеристиками оператора являются быстродействие и точность.
   
2. 
   Базовой временной характеристикой оператора является простая сенсомоторная реакция, с которой можно сравнивать реакцию оператора в более сложных случаях.
   
3. 
   Важной информационной характеристикой оператора является пропускная способность.
   
4. 
   Реальная пропускная способность может быть на порядок меньше мгновенной.
   
5. 
   Характеристики точности и быстродействия конфликтны: чем больше точность, тем меньше быстродействие, и наоборот.
   
6. 
   Надёжность работы системы «человек-машина» существенно зависит от возможности компенсировать оператором как собственные ошибки, так и отказы техники.
   
7. 
   Психическая напряжённость является специфической характеристикой оператора и может быть определена в реальных условиях работы только косвенно.
   
8. 
   Построение математической модели оператора связано со значительными трудностями, определяемыми спецификой, как человеческого фактора, так и условиями работы оператора.
   

Вопросы для самопроверки:

1. 
   Дайте определение быстродействию оператора.
   
2. 
   Что такое простая сенсомоторная реакция?
   
3. 
   Из каких компонентов состоит простая сенсомоторная реакция?
   
4. 
   Дайте определение латентного периода реакции.
   
5. 
   Дайте определение времени моторного компонента.
   
6. 
   Назовите числовые значения латентного периода простой сенсомоторной реакции для основных каналов оператора: зрительного, слухового, тактильного.
   
7. 
   Назовите отличие простой сенсомоторной реакции от реакции на движущийся объект.
   
8. 
   Что такое реакция выбора и как она определяется?
   
9. 
   Сформулируйте законы Фитса и Хикса.
   
10. 
    Дайте определение пропускной способности оператора.
    
11. 
    Как отличается мгновенная пропускная способность оператора от реальной?
    
12. 
    Дайте определение точности работы оператора.
    
13. 
    Что такое систематическая погрешность работы оператора?
    
14. 
    Что такое случайная погрешность работы оператора?
    
15. 
    Назовите факторы, определяющие надёжность работы системы «человек-машина».
    
16. 
    За счёт чего можно повысить надёжность системы «человек-машина»?
    
17. 
    Что такое психическая напряжённость работы оператора?
    
18. 
    Может ли психическая напряжённость быть измерена непосредственно?
    
19. 
    Дайте определение коэффициента загруженности.
    
20. 
    Дайте определение периода занятости оператора.
    
21. 
    Объясните характер работоспособности оператора в течение рабочего дня.
    

Список литературы:

2,3; Д4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13.

Тема 4

Лекции 7 – 9

Название темы: Средства и способы отображения информации.

Цель занятий: приобретение знаний о средствах и способах отображения информации и инженерно-психологических оценках информационных элементов.

Задачи:

1. 
   Рассмотреть понятие средств отображения информации и области их применения.
   
2. 
   Определить характеристики информационных элементов и дать им инженерно-психологическую оценку.
   
3. 
   Рассмотреть основные технические характеристики средств отображения информации.
   
4. 
   Рассмотреть и проанализировать современные дисплеи.
   

Учебные вопросы:

Изучение материала занятий позволяет узнать и получить ответы на следующие вопросы:

1. 
   Что собой представляют современные средства отображения информации?
   
2. 
   Каковы принципы формирования символов на дисплеях?
   
3. 
   Рассмотреть такие оперативные характеристики, как объём изображения и поле зрения.
   
4. 
   Рассмотреть основные виды кодирования информации, предъявляемой оператору.
   
5. 
   Рассмотреть способы отображения текстовой информации на дисплее.
   

Учебная информация:

Средства отображения информации. Классификация, области применения. Принципы формирования символов: знакомоделирование, знакосинтезирование и знакогенерирование.

Инженерно-психологическая оценка информационных элементов. Оперативный объём отображения. Оперативное поле зрения. Кодирование и его виды: формой, размером, пространственной ориентацией, буквенно-цифровое, цветовое, яркостью, частотой мелькания.

Основные технические характеристики средств отображения информации: быстродействие, точность, разрешающая способность, информационная ёмкость, надёжность. Отображение текстовой информации на дисплее.

Современные дисплеи и их характеристики. Сенсорные, ёмкостные, резисторные и бесконтактные панели. Тактильные дисплеи. Перспективы развития дисплеев.

Выводы по теме:

1. 
   В акте взаимодействия оператора с техническими средствами центральным моментом является его общение со средствами отображения информации.
   
2. 
   Существует три принципиально отличных способа формирования символов: знакомоделирование, знакосинтезирование и знакогенерирование.
   
3. 
   При предъявлении информации оператору применяются различные виды кодирования, определяемые спецификой организации рабочего места оператора.
   
4. 
   Универсальным видом кодирования, получившим наибольшее распространение, является кодирование формой.
   
5. 
   Основные формы динамического представления текстовой информации на дисплее: бегущая строка и всплывающая строка.
   
6. 
   Современными перспективными дисплеями являются сенсорные и бесконтактные.
   

Вопросы для самопроверки:

1. 
   Дайте определение средству отображения информации.
   
2. 
   Назовите области применения средств отображения информации.
   
3. 
   Охарактеризуйте средства отображения коллективного, группового и индивидуального использования.
   
4. 
   Назовите основные принципы формирования символов, предъявляемых оператору.
   
5. 
   Дайте определение знакомоделированию, отметьте его достоинства и недостатки.
   
6. 
   Дайте определение знакосинтезированию, отметьте его достоинства и недостатки.
   
7. 
   Дайте определение знакогенерированию, отметьте его достоинства и недостатки.
   
8. 
   Что такое оперативный объём отображения?
   
9. 
   Что такое оперативное поле зрения?
   
10. 
    Что понимается под кодированием информации, поступающей на обработку оператору?
    
11. 
    Что такое кодирование формой?
    
12. 
    Что такое кодирование размером?
    
13. 
    Что такое кодирование пространственной ориентацией?
    
14. 
    Что такое буквенно-цифровое кодирование?
    
15. 
    Кодирование цветом: достоинства и недостатки.
    
16. 
    Кодирование яркостью: плюсы и минусы.
    
17. 
    Кодирование частотой мелькания: суть и области применения.
    
18. 
    Назовите основные технические характеристики средств отображения информации.
    
19. 
    Охарактеризуйте быстродействие и точность средств отображения.
    
20. 
    Охарактеризуйте разрешающую способность и информационную ёмкость средств отображения.
    
21. 
    Охарактеризуйте способы динамического представления текстовой информации на экране дисплея.
    
22. 
    Чем отличается резистивные и ёмкостные экраны?
    
23. 
    Назовите области применения тактильных дисплеев.
    

Список литературы:

1; Д2, 3, 5, 6, 10, 11, 12.

Тема 5

Лекции 10 – 11

Название темы: Диалог оператора с ЭВМ.

Цель занятий: приобретение знаний о формах диалога оператора и ЭВМ.

Задачи:

1. 
   Раскрыть понятие диалога «оператор-ЭВМ».
   
2. 
   Рассмотреть активную и пассивную формы диалога.
   
3. 
   Рассмотреть типы диалога.
   
4. 
   Что значит «хороший» диалог?
   
5. 
   Рассмотреть основные принципы размещения информации на экране.
   
6. 
   Рассмотреть процесс обучения оператора.
   

Учебные вопросы:

Изучение материала занятий позволяет узнать и получить ответы на следующие вопросы:

1. 
   Что понимается под диалогом «человек-ЭВМ»?
   
2. 
   Раскрыть основные структуры диалогов.
   
3. 
   Рассмотреть признаки «хорошего» диалога.
   
4. 
   Каковы принципы размещения информации на экране?
   
5. 
   Рассмотреть рекомендации по работе с цветом на экране.
   
6. 
   Рассмотреть математическую модель, описывающую процесс обучения.
   

Учебная информация:

Диалог оператора с ЭВМ. Понятие диалога. Признаки хорошего диалога: естественность, последовательность, краткость, поддержка пользователя, гибкость. Четыре основные структуры диалогов: вопрос – ответ, меню, экранных форм, на базе команд.

Принципы размещения информации на экране. Шаблон для размещения данных на экране. Размещение сообщений об ошибках. Выделение информации на экране. Атрибуты поля: цвет символов, цвет фона, уровень яркости, режим мерцания. Рекомендации по работе с цветом. Использование звука.

Составляющие процесса обучения оператора. Основные принципы обучения: наглядность, индивидуальный подход, учёт условий будущей деятельности, систематичность. Математическая модель, описывающая процесс обучения. Критерии выхода оператора в процессе обучения на стационарный уровень. Продолжительность обучения. Определение количества циклов тренировок по числу ошибок и по быстродействию оператора.

Выводы по теме:

1. 
   Диалог является основной формой взаимодействия оператора с ЭВМ.
   
2. 
   Существуют признаки диалога, обеспечивающие его дружественность по отношению к пользователю.
   
3. 
   Используются четыре основных вида диалога: вопрос – ответ, меню, экранных форм, на базе команд.
   
4. 
   Существуют определённые рациональные способы размещения информации на экране.
   
5. 
   При проектировании экранной формы целесообразно использовать такие атрибуты поля, как цвет символов и фона, уровень яркости и режим мерцания.
   
6. 
   При обучении оператора необходимо соблюдать следующие основные принципы: наглядность, индивидуальный подход, учёт условий будущей работы, систематичность.
   
7. 
   Процесс обучения оператора удобно исследовать на математической модели, позволяющей при выходе на стационарный режим определить необходимое число циклов тренировок по числу ошибок и по быстродействию оператора.
   

Вопросы для самопроверки:

1. 
   Дайте определение диалога.
   
2. 
   Назовите основные признаки «хорошего» диалога.
   
3. 
   Что означает естественность диалога?
   
4. 
   Что означает последовательность диалога?
   
5. 
   Что означает краткость диалога?
   
6. 
   Что означает поддержка пользователя в диалоге?
   
7. 
   В чём заключается гибкость диалога?
   
8. 
   Дайте определение диалога типа «вопрос – ответ».
   
9. 
   Что представляет собой форма диалога в виде меню?
   
10. 
    Что представляет собой форма диалога в виде экранных форм?
    
11. 
    Что такое диалог на базе команд?
    
12. 
    Какова структура шаблона для размещения данных на экране?
    
13. 
    Где размещаются сообщения об ошибках?
    
14. 
    Какими способами выделяется информация на экране?
    
15. 
    Назовите основные атрибуты поля.
    
16. 
    Дайте основные рекомендации по работе с цветом на экране.
    
17. 
    Назовите общие принципы размещения информации на экране.
    
18. 
    Где находится точка отсчёта при размещении информации на экране?
    
19. 
    Назовите максимальное количество цветов, используемых на экране.
    
20. 
    Какие цвета используются для выделения данных и для поля?
    
21. 
    Назовите основные принципы обучения.
    
22. 
    Охарактеризуйте математическую модель процесса обучения.
    
23. 
    Назовите основные параметры процесса обучения оператора.
    

Список литературы:

1, 2. 3, 4, 5; Д1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13.