Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
Итак, в данной главе приводятся математические методы синтеза и анализа сложных сетей психических процессов, а также рассматривается применение этих методов в когнитивной психологии и в области человеческого фактора. Предполагается, что читатель знаком с элементарными понятиями теории вероятностей и матричной алгебры. Понятия теории сетей будут излагаться по мере надобности.
4.1.1. Математические модели в инженерной психологии
Прежде чем перейти к обсуждению различных методов анализа и синтеза сложных сетей психических процессов, определим место этой проблемы в более широком контексте математического моделирования в инженерной психологии. До недавнего времени основные математические модели и методы в этой области относились к ручному управлению, распознаванию сигналов и теории информации [55]. Ни сети ментальных процессов, ни другие общие концепции когнитивной психологии специалистами-прак-тиками почти не применялись. В последние годы, однако, наблюдается не только значительное усложнение применяемых математических моделей, но и их сближение с методами когнитивной психологии. Так, в недавно изданном учебнике [46] при его общей инженерной направленности имеются главы, посвященные теории размытых множеств и производственным системам как моделям структур типа человек — машина. Связь с когнитивной психологией прослеживается по всей книге, в кото рой, однако, практически не упоминаются более сложные сети ментальных процессов, подобных описываемым в этой главе.
Обратная ситуация имеет место в случае другого недавно вышедшего учебника [6], имеющего физиологическую направленность. В нем сети психических процессов введены в качестве моделей прикладных задач, но в то же время отсутствует систематическое обсуждение математических методов анализа исин-
Стохастические сетевые модели
223.
теза таких сетей. Отметим, что в данной главе мы как раз и попытаемся связать сети психических процессов с соответствующими математическими методами. Перейдем теперь к конкретным примерам.
4.1.2. Визуальный поиск
В задаче визуального поиска испытуемый (оператор) имеет дело с множеством некоторых элементов, например цифр. В ходе эксперимента он должен нажать одну кнопку, если цель, т. е. выделенный элемент множества, обнаружена, и другую — в противном случае. Известно, что время реакции оператора моно-тонно (зачастую линейно) растет с ростом числа предъявляемых ему элементов, причем время реакции на отсутствие эле-
Сравнения
' ' ' ' Выбор
Кодирование \ Z а реакции
О --• ?» * * • • • • •—? . — » • г
а
Сравнения
\
Рис. 4.1. Психические процессы визуального поиска: а — последовательное выполнение сравнения; б — параллельное выполнение сравнения.
мента обычно превосходит время реакции на его наличие. Этот результат можно пояснить с помощью модели из работы [60], представленной на рис. 4.1, а. В соответствии с этой моделью исходная ситуация сначала кодируется, т. е. строится ее внутреннее представление, а затем осуществляется сравнение целевого элемента с показываемым и определяется, есть ли совпадение. Линейную зависимость времени реакции от числа распознаваемых элементов можно объяснить тем, что каждый предъявляемый испытуемому элемент требуется сравнить с целью, а каждое сравнение выполняется примерно за одно и то же время. Если взять весь процесс, то ясно, что реакция на наличие или отсутствие цели зависит от результатов отдельных Срав-
224 Глава 4
нений, причем реакция на отсутствие цели требует большего времени, поскольку необходимо произвести большее число сравнений.
В рассматриваемой модели весь процесс решения представляет собой ряд элементарных сравнений, выполняемых последовательно одно за другим. Время, затрачиваемое на одно элементарное сравнение, можно оценить, если вычесть время реакции на ситуацию с (п—1) элементами из времени реакции на ситуацию с п элементами. Такая процедура оценки длительности процесса называется методом вычитания «Пондера, в честь голландского врача, предложившего его в 1869 г.
Можно также считать, что все сравнения выполняются одновременно, т. е. параллельно (рис. 4.1,6). На первый взгляд кажется, что оценки времени реакции для последовательной и параллельной моделей различны, однако полученный Саунсен-дом [63] удивительный результат показывает, что обе модели
Рис 4 2 Сеть типа PERT для составляющих процессов визуального поиска. Штриховые линии соответствуют фиктивным процессам, введенным для задания отношения предшествования В системе в каждый момент времени воз-ми ^но кодирование и (.равненье по одному стимулу
дают практически одинаковое распределение времени реакции. Итак, наблюдение за изменением времени реакции при увеличении числа предъявляемых испытуемому элементов, как правило, не позволяет отличить последовательный процесс принятия решения от параллельного В дальнейшем мы еще вернемся к этой проблеме.
Другим примером ментального процесса является сеть метода PERT, представленная на рис. 4.2. Эта сеть иллюстрирует ситуацию, когда испытуемый подвергается воздействию некоторого стимула у\, а затем, с межстимульным интервалом Т\, воздействию стимула у2. При решении задачи используются как параллельные, так и последовательные процессы: сравнение с целью выполняется только после кодирования г/ь т. е. эти два процесса являются последовательными, но кодирование у2 мо-
