第五章认知及其绩效.pptx
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系统设计的任务：合理设计，减小信息损耗，或通过提高信噪比，降低 混淆度，提高信息传递质量。
第二节信息的接收与传递
一、信号识辨机理
信号识辨的研究内容很多，这里主要介绍图像识别理论 模型和声音的解释。
a. 图像识别理论模型 •模式匹配理论 •原型匹配理论 •泛魔识别模型
b. 声音的解释
•材料-驱动 •概念-驱动
log 22 1
第一节认知心理学及人的信息加工模型
假设烽火台上有两支烟囱，甲烟囱表示敌人情形：进犯（1），或未进犯（0） 乙烟囱表示我方情形：需增援（1），或不需增援（0）
得到四种情况： 甲乙
（ 0 0）敌人未来，不需增援； （ 0 1）敌人未来，需要增援； （ 1 0）敌人进犯，不需增援； （ 1 1）敌人进犯，需要增援。 我们所知道的信息比以前多了，他所含的信息量应该是
• 就医 • 网购 ……….
生活中
• 过马路 • 出行
– 公交车 – 地铁 – 火车
• 就医 • 网购 ……….
生活中
工作
• 司机
– 红绿灯 – 路上标识 – 指示牌 – 其他车辆的指示灯 ……..
如何认知问题？
包括信息的处理、形势的估计、决策和 计划等。
第一节认知心理学及人的信息加工模型
一、认知心理学
人因工程学
主讲人：徐国祺 讲师
Xuguoqi_2004@126.com Tel：15104651538 QQ：53739436 工程楼521室
第五章 认知及其绩效
1
认知心理学及人的信息加工模型
2
信息的接收与传递
3
记忆和学习
4
思维与决策
5
人的信息输出
6
人的可靠性与人为差错
• 过马路 • 出行
– 公交车 – 地铁 – 火车
第一节认知心理学及人的信息加工模型
三、信息和信息量 信息是能消除事先不能确定的情况（即先验不确定性）的信号或知识，
以适合通讯、存储或处理的形式表示的知识和消息。它存在于一切事物中，是 一种抽象量。
信息量是不确定性平均减小的量。 信息量的大小可用消除不确定性的多少来
衡量，即消息中所含的信息量是出现该消息的概率的函数。消息出现的概率愈小，它 所包含的信息量就愈大，反之亦然。
第二节信息的接收与传递
一、信号识辨机理
（一）感觉器官及其信息接收能力——信息接收 感受器：按其接受刺激的性质可分为视、听、触、味、肤觉等多种感 受器。 1.感觉器官的信息接收能力 （1）感觉器官要求“适宜刺激”信号的载体 每种感受器通常只对一种能量形式的刺激特别敏感。这种刺激就是该 感受器的适宜刺激。表1 （2）感官对信息载体的能量要求也有一定的限度。表2 要保证信息传递畅通有效，信号的能量必须较大幅度地超过人的绝对 感觉阈值下限值。
正由于最简单的信息只有两种可能，因此计算信息量时采取以2为底 的对数可以获得最基础的信息量1；
当信息以y=2x发生变化的时候，用log 2y x 计算信息量就能正
确反映出信息量的真实情况。
第一节认知心理学及人的信息加工模型
信息传递模式
人机系统中，信息传递过程通常有三种模式： 1）信息源发出的信息被信宿完全接收； 2）信源发出的信息在传递过程中消耗殆尽； 3）从信源发出的信息虽然有些损耗，信宿收到的信号也混有某些噪声 成分，但仍有部分信源发出的信息被有效地传送到了信宿。
认知心理学从心理学的角度研究人与外界交互以及认 知外界的原理，包括研究如何通过视觉、听觉等接受和 理解来自周围环境信息的感知过程，以及通过人脑进行 记忆、思维、推理、学习和问题解决等人的心理活动的 认识过程。随着信息论的问世，人们开始用信息加工过 程来研究和解释人的心理过程和复杂行为，这便是现代 认知心理学。
第一节认知心理学及人的信息加工模型
消息中所含的信息量I与该消息出现的概率P（x）之间的关系
式如下 ：
1 I loga P (x ) loga P (x )
通常广泛采用的信息量单位为bit，此时取对数的底a=2。1bit信 息量为含有两个独立等概率可能状态的事件所具有的不确定性被全 部消除所需要的信息，即：
第一节认知心理学及人的信息加工模型
二、人的信息加工模型
注意资源
执行中枢信 息系统发出 的命令，产 生系统的输 出。
刺激
感觉器官和 相关的记忆 存储器组成 感知系统， 感受信息并 进行简单信 息编码。
感觉存储
知觉 编码
决策 和反 应的 选择
反应的执行
操作记忆 长时记忆
人的信息加工模型
反馈
接收信息并存入 工作记忆中，从 长时记忆中提取 以前存入的有关 信息和加工规律， 进行综合分析后 作出决策，将决 策信息输出到运 动系统
第一节认知心理学及人的信息加工模型
二、人的信息加工模型
为了解释人的认知活动，认知工效学家用信息的观点解释人的 认知过程，将人模拟成一个与计算机类似的信息处理系统。人的 信息处理系统由感知系统、认知决策系统、运动或反应系统组成。 而人在人机系统的特定作业活动中的作用，在一定意义上，又可 以被看作是一种信息传递和加工。
第二节信息的接收与传递
（一）感觉器官及其信息接收能力——信息接收 表1 人的感觉和各类感受器的适宜刺激
wk.baidu.com
第二节信息的接收与传递
（一）感觉器官及其信息接收能力——信息接收 表2刺激阈限
第二节信息的接收与传递
(1)视觉
形成机制：
瞳孔：用来调节进入眼内的光量。瞳孔大，在单位时间内通过的光 量就多，反之就少。在非常明亮时，瞳孔的直径大约是2mm，在 黑暗中，瞳孔的直径大约是8mm。 注意：外界光的刺激强度的变化可以达到109，而瞳孔只能控制16 倍左右的光量，因此光靠瞳孔来调节光量是远远不够的，在设计人 机系统时就要考虑这一点。
log 24 2 （比特）
第一节认知心理学及人的信息加工模型
三支烟囱的烽火台可传递8种情况信息
即：（ 0，0，0）； （ 0，0，1） ； （ 0，1，0）； （ 0，1，1）； （ 1，0，0）； （ 1，0，1） ； （ 1，1，0）； （ 1，1，1）
这时信息量自然就是
log 28 3 （比特）
I
log2
1 1/2
log2
2
1(bit)
第一节认知心理学及人的信息加工模型
我国古代烽火台是传递信息的工具。 烽火台燃气烟火，表示敌人来犯，否则，表示敌军未动。 它传递的信息只有两种情况：“有”或“没有”。 这是最简单的通信情形，拿它作为信息量的单位，称为“1比特”。 用数学的语言来说，即只含有0（无烟）和1（有烟）两种情况的通 信，其信息量定义为
第二节信息的接收与传递
一、信号识辨机理
信号识辨的研究内容很多，这里主要介绍图像识别理论 模型和声音的解释。
a. 图像识别理论模型 •模式匹配理论 •原型匹配理论 •泛魔识别模型
b. 声音的解释
•材料-驱动 •概念-驱动
log 22 1
第一节认知心理学及人的信息加工模型
假设烽火台上有两支烟囱，甲烟囱表示敌人情形：进犯（1），或未进犯（0） 乙烟囱表示我方情形：需增援（1），或不需增援（0）
得到四种情况： 甲乙
（ 0 0）敌人未来，不需增援； （ 0 1）敌人未来，需要增援； （ 1 0）敌人进犯，不需增援； （ 1 1）敌人进犯，需要增援。 我们所知道的信息比以前多了，他所含的信息量应该是
• 就医 • 网购 ……….
生活中
• 过马路 • 出行
– 公交车 – 地铁 – 火车
• 就医 • 网购 ……….
生活中
工作
• 司机
– 红绿灯 – 路上标识 – 指示牌 – 其他车辆的指示灯 ……..
如何认知问题？
包括信息的处理、形势的估计、决策和 计划等。
第一节认知心理学及人的信息加工模型
一、认知心理学
人因工程学
主讲人：徐国祺 讲师
Xuguoqi_2004@126.com Tel：15104651538 QQ：53739436 工程楼521室
第五章 认知及其绩效
1
认知心理学及人的信息加工模型
2
信息的接收与传递
3
记忆和学习
4
思维与决策
5
人的信息输出
6
人的可靠性与人为差错
• 过马路 • 出行
– 公交车 – 地铁 – 火车
第一节认知心理学及人的信息加工模型
三、信息和信息量 信息是能消除事先不能确定的情况（即先验不确定性）的信号或知识，
以适合通讯、存储或处理的形式表示的知识和消息。它存在于一切事物中，是 一种抽象量。
信息量是不确定性平均减小的量。 信息量的大小可用消除不确定性的多少来
衡量，即消息中所含的信息量是出现该消息的概率的函数。消息出现的概率愈小，它 所包含的信息量就愈大，反之亦然。
第二节信息的接收与传递
一、信号识辨机理
（一）感觉器官及其信息接收能力——信息接收 感受器：按其接受刺激的性质可分为视、听、触、味、肤觉等多种感 受器。 1.感觉器官的信息接收能力 （1）感觉器官要求“适宜刺激”信号的载体 每种感受器通常只对一种能量形式的刺激特别敏感。这种刺激就是该 感受器的适宜刺激。表1 （2）感官对信息载体的能量要求也有一定的限度。表2 要保证信息传递畅通有效，信号的能量必须较大幅度地超过人的绝对 感觉阈值下限值。
正由于最简单的信息只有两种可能，因此计算信息量时采取以2为底 的对数可以获得最基础的信息量1；
当信息以y=2x发生变化的时候，用log 2y x 计算信息量就能正
确反映出信息量的真实情况。
第一节认知心理学及人的信息加工模型
信息传递模式
人机系统中，信息传递过程通常有三种模式： 1）信息源发出的信息被信宿完全接收； 2）信源发出的信息在传递过程中消耗殆尽； 3）从信源发出的信息虽然有些损耗，信宿收到的信号也混有某些噪声 成分，但仍有部分信源发出的信息被有效地传送到了信宿。
认知心理学从心理学的角度研究人与外界交互以及认 知外界的原理，包括研究如何通过视觉、听觉等接受和 理解来自周围环境信息的感知过程，以及通过人脑进行 记忆、思维、推理、学习和问题解决等人的心理活动的 认识过程。随着信息论的问世，人们开始用信息加工过 程来研究和解释人的心理过程和复杂行为，这便是现代 认知心理学。
第一节认知心理学及人的信息加工模型
消息中所含的信息量I与该消息出现的概率P（x）之间的关系
式如下 ：
1 I loga P (x ) loga P (x )
通常广泛采用的信息量单位为bit，此时取对数的底a=2。1bit信 息量为含有两个独立等概率可能状态的事件所具有的不确定性被全 部消除所需要的信息，即：
第一节认知心理学及人的信息加工模型
二、人的信息加工模型
注意资源
执行中枢信 息系统发出 的命令，产 生系统的输 出。
刺激
感觉器官和 相关的记忆 存储器组成 感知系统， 感受信息并 进行简单信 息编码。
感觉存储
知觉 编码
决策 和反 应的 选择
反应的执行
操作记忆 长时记忆
人的信息加工模型
反馈
接收信息并存入 工作记忆中，从 长时记忆中提取 以前存入的有关 信息和加工规律， 进行综合分析后 作出决策，将决 策信息输出到运 动系统
第一节认知心理学及人的信息加工模型
二、人的信息加工模型
为了解释人的认知活动，认知工效学家用信息的观点解释人的 认知过程，将人模拟成一个与计算机类似的信息处理系统。人的 信息处理系统由感知系统、认知决策系统、运动或反应系统组成。 而人在人机系统的特定作业活动中的作用，在一定意义上，又可 以被看作是一种信息传递和加工。
第二节信息的接收与传递
（一）感觉器官及其信息接收能力——信息接收 表1 人的感觉和各类感受器的适宜刺激
wk.baidu.com
第二节信息的接收与传递
（一）感觉器官及其信息接收能力——信息接收 表2刺激阈限
第二节信息的接收与传递
(1)视觉
形成机制：
瞳孔：用来调节进入眼内的光量。瞳孔大，在单位时间内通过的光 量就多，反之就少。在非常明亮时，瞳孔的直径大约是2mm，在 黑暗中，瞳孔的直径大约是8mm。 注意：外界光的刺激强度的变化可以达到109，而瞳孔只能控制16 倍左右的光量，因此光靠瞳孔来调节光量是远远不够的，在设计人 机系统时就要考虑这一点。
log 24 2 （比特）
第一节认知心理学及人的信息加工模型
三支烟囱的烽火台可传递8种情况信息
即：（ 0，0，0）； （ 0，0，1） ； （ 0，1，0）； （ 0，1，1）； （ 1，0，0）； （ 1，0，1） ； （ 1，1，0）； （ 1，1，1）
这时信息量自然就是
log 28 3 （比特）
I
log2
1 1/2
log2
2
1(bit)
第一节认知心理学及人的信息加工模型
我国古代烽火台是传递信息的工具。 烽火台燃气烟火，表示敌人来犯，否则，表示敌军未动。 它传递的信息只有两种情况：“有”或“没有”。 这是最简单的通信情形，拿它作为信息量的单位，称为“1比特”。 用数学的语言来说，即只含有0（无烟）和1（有烟）两种情况的通 信，其信息量定义为