Книги, главы из книг для написания диплома, курсовой работы, реферата по предмету Менеджмент: Дмитриева М.А., Крылов А.А., Нафтельев А.И. Психология труда и инженерная психология - § 12. ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА УСТРОЙСТВ ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ ИЗ ЭВМ -"Электив"

§ 12. ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА УСТРОЙСТВ ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ ИЗ ЭВМ

Усовершенствование форм взаимодействия между человеком и ЭВМ в настоящее время связывается, в частности, с рационализацией средств ввода и вывода информации, особенно видеотерминалов, или дисплеев. Необходимость самых широких исследований в этом направлении диктуется, во-первых, тем, что электромеханические узлы, применяемые в большинстве внешних устройств, не могут достичь скорости функционирования, совместимой со скоростью электронных схем центрального процессора, и это является одной из причин недостаточно интенсивной загрузки ЭВМ и невысокой эффективности ее эксплуатации. Во-вторых, рост парка ЭВМ, способных работать в режиме разделения времени, и развитие средств коммуникации выдвигают также проблему создания устройства ввода — вывода данных (видеотерминалов), способных легко подключаться к каналам связи для установления контакта с ЭВМ и работы в режиме диалога «человек—ЭВМ». В третьих, создание специализированных ЭВМ, предназначенных для управления конкретным объектом, требует применения специальных видеотерминалов, выступающих, как правило, в качестве основного индикационного средства для оператора.

В связи с указанными обстоятельствами возникает и настоятельная необходимость в инженерно-психологическом проектировании и инженерно-психологической оценке этих средств. Об актуальности таких исследований можно судить по чрезвычайно высоким темпам роста выпуска видеотерминалов.

Известно, что впервые 'видеотерминал был создан в Массачусетском технологическом институте в 1951 г. для работы в комплексе с ЭВМ. По оценкам американских специалистов в 1975 г. только в США количество используемых для гражданских целей видеотерминалов превысило 300 000, а доля их стоимости составила не менее 13% от общей стоимости вычислительного оборудования. К 1980 г. число видеотерминалов достигнет 2,5 млн.

Однако возрастание актуальности инженерно-психологических исследований объясняется не только резким количественным ростом числа терминальных устройств. Как известно, до недавнего времени большинство видеотерминалов являлось модификацией устройств, разработанных для других целей. Определенные результаты, достигнутые к настоящему времени в развитии методов печати, клавиатур и особенно в создании недорогих устройств памяти и логики, обеспечили возможность создания терминалов, ориентированных на непосредственного пользователя. В связи с этим происходит и смещение акцентов в организации взаимодействия. Если ранее перед инженерным психологом вопрос ставился в основном в форме: «Как наилучшим образом организовать взаимодействие при использовании данного оборудования?», то в настоящее время более типичным стал вопрос: «Каковы специфические требования со стороны пользователя, накладываемые на терминал при решении заданного класса задач?». Таким образом, и в области создания видеотерминалов наблюдаются тенденции перехода от этапа инженерно-психологического корректирования к этапу инженерно-психологического проектирования. К сожалению, большинство авторов работ по терминалам ограничиваются рассмотрением и анализом технических возможностей и характеристик видеотерминалов и только самой общей оценкой возможностей и требований пользователя.

В настоящее время самое большое распространение получили экранные пульты на электорнно-лучевых трубках <в качестве средств отображения информации с клавиатурой в качестве средства ввода информации. Известно, что по характеру информации существующие СОИ видеотерминалов- делятся на две группы: алфавитно-цифровые, служащие для ввода и отображения текстовой информации, и графические, с помощью которых наряду с текстовой информацией можно отображать на экране графические данные — чертежи, схемы, карты и т. д.

Чтобы проиллюстрировать возможности инженерно-психологического проектирования СОИ, рассмотрим решение некоторых задач, возникающих при разработке одного из наиболее перспективных средств отображения информации—индикатора с предсказанием, являющегося разновидностью графических СОИ. При использовании такого индикатора осуществляется непосредственное взаимодействие человека с ЭВМ, в силу чего индикатор предсказания может быть отнесен к видеотерминалам. Индикаторы с предсказанием представляют оператору информацию о будущих значениях переменных параметров, находящихся под его управлением. Информация представляется с помощью специальной (обычно аналоговой) ЭВМ, работающей в ускоренном масштабе времени, которая контролирует значения переменных в текущий момент и предсказывает их на некоторый отрезок времени вперед.

Лабораторные исследования показывают, что индикаторы с предсказанием имеют ряд потенциальных преимуществ по сравнению с обычно применяемыми СОИ. В частности, применение индикаторов с предсказанием позволяет:

— резко сократить время обучения оператора. По некоторым данным, время обучения управлению сложными динамическими объектами может быть сведено до минут;

— повысить эффективность выполнения человеком-оператором терминальных задач;

— приблизить управление, осуществляемое человеком-оператором, к оптимальному в смысле некоторого специфического критерия деятельности, обычно понимаемого как взвешенная сумма среднеквадратичных ошибок и управления;

— улучшить управление системами с существенными нелинейностями или системами с большими транспортными задержками;

— уменьшить требования к скорости обработки информации человеком-оператором, особенно для многомерных задач управления.

Весьма наглядно преимущества индикаторов с предсказанием были продемонстрированы в исследованиях, проведенных фирмой Хаджес Эйркрафт. Эти исследования показали, что, решая задачу управления пространственным положением космического летательного аппарата (ЛА), космонавты, использовавшие индикатор с предсказанием, не только значительно точнее компенсировали отклонения ЛА от заданного положения, вызванные различными возмущениями, но и допустили существенно меньший расход топлива. Данные этого исследования приводятся в табл. 2.

Несмотря на вышесказанное, индикаторы с предсказанием почти не используются. В определенной мере это обстоятельство может быть объяснено их большой технической сложностью. Но наиболее вероятным объяснением все же представляется отсутствие основных инженерно-психологических данных о преимуществах и ограничениях индикаторов. Следовательно, задача инженерно-психологического проектирования подобных средств отображения информации весьма актуальна.

Рассмотрим один из частных, но весьма важных вопросов инженерно-психологического проектирования индикаторов с предсказанием: определение оптимального значения времени предвидения, ТОПТ. От решения этого вопроса зависят адекватный выбор объема кратковременной и долговременной памяти вычислителя, масштаба индикатора, быстродействия машины и ряда других технических параметров и, конечно, характеристики деятельности оператора.

Для исследования была разработана математическая модель деятельности человека-оператора в режиме слежения с предвидением, которая в общем виде может быть записана таким образом:

где U(to + k) —управляющее воздействие оператора в момент to + k; А, В, С — матричные коэффициенты, входящие в уравнения системы управления; Q, R — коэффициент «веса», т. е. оценки важности ошибки и управления, назначаемые оператором; е — ошибка сложения; еА[ ] — матричный экспотенциал; «'» — знак транспонирования.

Использование этой математической модели деятельности позволило рассчитать (вполне объективно) значение времени предвидения, которое необходимо реализовать в индикаторе с предсказанием для различных по сложности объектов управления. (Подробнее об этом см. [1], с. 425—433).