第3章 人的信息处理

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主要有如下特点: (1)信息保持时间很短。在无复述的情况下,一般保持5~20s, 最常不超过1min;


(2)记忆容量小。信息一次呈现后立即正确记忆的最Baidu Nhomakorabea量一
般为5~9个互不关联的项目;

(3)对中断的高度敏感。短时记忆极易受到干扰。 (4)短时记忆中的信息可被意识。也就是说,只有短时记忆
(3)人对水平方向尺寸的估计比对垂直方向尺寸的估计要准确。
二、人的信息输入
(4)当眼睛偏离视中心时,对左上象限的观察优于右上象限,
对右上象限的观察优于左下象限,对右下象限的观察最差。
(5)两眼运动是协调同步的,不可能一只眼睛转动,另一只眼睛 不转;也不可能一只眼睛看,另一只眼睛不看,除非采用外部措施, 如把一只眼睛遮起来。 (6)直线轮廓比曲线轮廓更易于被视觉接受。 (7)目标连续转换时,人的视觉有时会出现失真现象
就称为“泛魔”。
特征:构成模式的元素及其关系。如“A”,特征:两条斜线、
一条水平线和3个锐角。
三、中枢信息处理 主要特征:
整体性:是指将由许多部分或多种属性组成的对象看做具有
一定结构的统一整体。(如自行车)
恒常性:指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。(如船靠岸和 离岸)。 错觉:是对外界事物不正确的感觉。(如男女身高)
注:错觉现在经常被用于工业设计(如小巧轻便的产品涂
上浅色,机器设备基础部分涂上深色)
三、中枢信息处理 2.记忆 定义:人的大脑能够把输入或经过加工的信息存储起来,
在需要时再把这些储存的信息取出。
注:显然记忆包括存储和提取
三、中枢信息处理
分类:根据信息的输入、加工、储存、提取方式的不同以及信息
储存时间长短的不同,人的记忆可以分为
一、人的信息处理模型


信息处理中心


过滤模型
一、人的信息处理模型
(4)卡内曼(Kahneman)的单资源模型
单资源:假定人的信息处理系统的能力是一种资源,有一
定限度。在这个限度内,人可以相当自由的分配
自己的注意力,可以同时干一件以上事情。容易 的工作占很少注意力,难的占更多的注意力,当 注意力不能满足工作的需要时,人的行为结果就 受到影响或根本无法完成。
计人机系统时就要考虑这一点。

晶状体:瞳孔后面是晶状体,晶状体起着另外一个对远近不同
物体聚焦的调节功能,看远处的物体时,晶状体成扁平状,其曲 率半径增大,折光能力减小;当看近处物体时,晶状体厚度增加, 曲率半径减小,折光能力增加。当人看近处物体太久之后,变小 的曲率半径很难再还原这就产生了近视眼。
一、人的信息处理模型
感觉
反应
简单反应时间
感觉
选择
反应
选择反应时间
一、人的信息处理模型
(2)威尔福德(Welford)的单通道模型
单通道系统:人在任何时刻只能做一件事 多通道系统:在某一时刻可以同时做两件或两件以上的事情
RT2=RT1+DT2-ISI
ISI—两个刺激信号之间的时间间隔;
DT2—是处理第二个刺激需要的时间; RT1、RT2—分别是被试者对第一个和第二个刺激信号的实际反应时间。

视网膜:晶状体之后就进入了眼睛的视网膜。视网膜主要有两
种感光细胞,即视杆细胞和视锥细胞。研究发现,这两种细胞的 功能有明显的差别。视杆细胞对光的感受性较视锥细胞强约500
倍,主要在暗视觉条件下作用,能分辨黑白,而视锥细胞在白天
工作,可以分辨颜色,视杆细胞和视锥细胞在视网膜上的分布是
不均匀的。

一、人的信息处理模型 (3) 布若苯特(Broadbent)的过滤模型 这种模型认为:信息在到达人的工作记忆之前,是被平行
处理的,即人可以同时处理一个以上的信息,通过工作记忆之后,
在某一时刻人就只能处理一个信息。他把人的信息处理过程比喻成 一个过滤器,随着时间的延续不重要的信息被过滤掉,只有最重要 的信息才能进入到人的大脑被继续处理。也就是说,人并不是绝对 的一心一用或一心多用。
边听要吃力些。
问题:有多少资源?每种资源能量多大?它们的关系如何?
一、人的信息处理模型 (6)控制过程与自动过程理论
自动过程:是一种快速的、平等的信息处理过程,不受人的工作记 忆能力的限制,只需很少的或根本不需要直接控制; 形成的先决条件:刺激信号和反应之间有一个固定不变的对应关系。 经过大量的训练人的信息处理系统就会产生一个程度很高 的平行处理过程。 控制过程:是一种较慢的信息处理过程,受人的工作记忆能力的限 制,他需要人的大量的、直接的控制行为,因而施加给 人的脑力负荷较重 结论:人是否可以一心二用取决于信息处理采用的是控制过程还是 自动过程。通过大量训练,控制过程可转变成自动过程
一、人的信息处理模型
注意资源 感觉储存 接收器 刺激 短时记忆 知觉 编码 (感知) 决策和 反应选 择 反应执 行
反应
工作记忆
长时记忆
一、人的信息处理模型

(一)感觉系统:人的信息处理的第一个阶段是感觉。在这一 阶段,人通过各种感觉器官接受外界的信息,然后把这些信息 传递给中枢信息处理系统。 (二)中枢信息处理系统:人的认知系统接收从感知系统传入 的经过编码后的信息,并将这些信息存入本系统的工作记忆中, 同时从长时记忆中提取以前存入的有关信息和加工规律,进行 综合分析后做出如何反应的决策,并将决策信息输出到运动系 统。 (三)反应(运动)系统:它执行中枢信息系统发出的命令, 产生人的信息处理系统的输出。
二、人的信息输入 (3)触觉 主要特征:
触觉阈限:舌尖、指尖为2g/m m2、腰部:48g/ m m2 作用:是能辨别物体的大小、形状、硬度、光滑程度等。 应用:操纵装置设计中,使操作者能够靠触觉准确的控制各 种不同功能的操纵装置。
注:主动触觉优于被动触觉;训练可以提高触觉能力 (4)其他感觉(如嗅觉、味觉)
应用:可以用来承担“警戒”任务。
三、中枢信息处理
1.知觉
定义:人们通过感官得到了外部世界的信息,这些信息经
过头脑的加工(综合与解释),产生的对事物整体的认识, 就是知觉。 知觉与感觉的区别: 感觉:主要涉及外界刺激的物理特性;
知觉:涉及人的认知特性,与人的经验、所受的教育密切相关
例如,字母“A”。 感觉:一些线条; 知觉:是英文第一个字母
人们在长时记忆中存储的并不是无数个模式,而是把各类图
像中抽象出来的相似性作为原型,拿它来检验所要识别的图像。
三、中枢信息处理
3)泛魔识别模型:是从特征分析的角度来解释图像的识别。该 理论把图像识别过程分为不同的层次,每一层次都有承担不
同职责的特征分析机制,在此称为魔鬼。它们依次进行工
作,最终完成图像识别,由于有许多特征机制,因此该模型
(8)识别信息的细节,要靠视力中心。
二、人的信息输入
(9)对于运动目标,只有当运动的角速度大于1~2(’)/s,
才能鉴别出它的运动状态。
(10)要看清楚物体,必须注视。 (11)眼睛要看清楚一个目标,需要0.07~0.3s,平均0.17s。
二、人的信息输入 (2)听觉 主要特征:
可听范围:20~20000Hz 听觉阈限: 1 10
12
J / m 2 ~ 1 102 J / m 2
辨别频率:人耳对频率辨别能力较强,大于4000Hz的频率,
相差1%就能加以区别(例如辨别人说话)。
二、人的信息输入
辨别声强的能力:人耳对声强的辨别能力较弱,声强与人的主观感
觉不成比例关系,而是对数关系。当声强增加10倍时,主观感觉
的响度只增加1倍;声强增加100倍时,主观感觉的响度只增加2 倍,依次类推。 辨别声音的方向和距离:主要靠人的主观经验 听觉的适应:在声音连续作用的过程中,听觉敏感度会随时 间的延长而降低。 听觉疲劳:听觉疲劳后,要经过几小时,甚至几天才能 恢复听觉敏感度。

人的瞬时记忆最初是通过下列试验发现的:
A C E G B F Y L O
D F E H P L S M V
只用记住某一行的字母!
三、中枢信息处理 保留时间
200ms 1500ms
容量 视像记忆 感觉记忆 声像记忆
5个字母左右 17个字母左右

短时记忆(工作记忆):介于感觉记忆和长时记忆之间。
三、中枢信息处理 知觉模型:
1)模式匹配理论:认为识别某个图像,必须在过去的经验中 有这个图形或东西的”记忆痕迹”或基本模型,当前刺
激如果与大脑中的模式符合,就能识别这个刺激。
要求:外界刺激必须与它的内部图式完全一致才能加以识别。
三、中枢信息处理
2)原型匹配理论:认为眼前的一个字母A,不管它是什么形状, 也不管它放在何种位置,它都和过去知觉过的A有相似之处,
问题:同时听两个人说话,比一边看一边听要吃力些。
一、人的信息处理模型 (5)威肯斯(Wickens)的多资源模型
多资源模型认为人有很多不同的资源,每种资源有自己的特性。 第一组阶段资源:早期阶段(如感觉)和晚期阶段(反应); 第二组两个通道资源:对应于视觉和听觉资源; 第三组过程编译资源:对应于图像和文字资源; 结论:当不同的工作需要用不同的资源时,它们之间的干扰就小些,相 同或相近,干扰就大些。例如:同时听两个人说话,比一边看一
a)垂直面内视野 双眼静视野
b)水平面内视野

照明条件与视野范围有密切关系,照明充分,周边视网膜
才能辨认清楚物体,从而能够扩大视野。光线微弱,则视 野变得狭小。人因工程学中,通常以人眼的静视野为依据 设计有关部件,以减轻人眼的疲劳。

不同颜色对人眼的刺激有所不同,所以视野也不同 ,白 色视野最大,其次为黄、蓝色,绿色视野最小。
感觉记忆
短时记忆
长时记忆
三、中枢信息处理

感觉记忆:是指外部刺激引起的感性形象作用停止后的很短时
间内,仍保持不变的状态,由于保持时间很短(通常以ms为计 量单位),所以感觉记忆又被称为瞬时记忆。

感觉记忆是记忆的初始阶段,它是外界刺激以极短的时间一次呈 现后,一定数量的信息在感觉通道内迅速被登记并保持一瞬间的 过程。


二、人的信息输入 (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
视锥细胞大约650万主要集中在视网膜中央凹20的地方,视杆细胞有1亿
左右,从中央凹20开始,向外逐渐增加,到200时达到最大,然后开始
减少。

视网膜上两类细胞的分布决定了视网膜的感觉特征:中央凹处具有最敏
锐的物体细节和颜色辨别能力,离中央越远,视敏度和辨色能力越低。
二、人的信息输入 主要特征:
适应波长:波长为370~740nm的可见光 视觉阈值:(2.2 ~ 5.7) 1017 J
第3章
人的信息处理



人的信息处理模型
人的信息输入
中枢信息处理
反应执行
一、人的信息处理模型
(1)唐德斯(Donders)的减法模型
一个多世纪以前,心理学家Donders通过实验发现,人的选择 反应时间大于简单反应时间。 简单反应时间:是指人对单一的信号作简单的熟练的运动性反应所 需的时间; 选择反应时间:是指人需要针对多个不同的信号作出不同的反应所 需要的时间。 核心:是用一项较复杂工作需要的时间减去较简单工作需要的时 间,由此来判断增加的工作内容需要的时间。
~ (2.2 ~ 5.7) 108 J
明适应:由黑暗环境进入明亮环境的时候,刚开始眼睛 不能辨别物体,要几十秒的时间才能看清物体 (完全适应大约需经过1min)。
二、人的信息输入
暗适应:当人从环境进入黑暗环境时,视觉还停留在明环境 中,他看不见物体,随着时间的推移,眼睛慢慢地 能看清楚物体了,这个过程称之为暗适应。 (35~50min) 视野:指头部和眼球不动时,眼睛观看正前方所能看到的空间范 围。视野常以视角来表示: 最大视角:从水平注视点向上约55度,向下约65度,向左向 右各约90度。 最合适宜:中心视角60度范围。
a) 垂直面内视野
b) 水平面内视野
色觉视野
二、人的信息输入
注:头部不动,眼球转动,视角可达到120度;头部和眼球都转 动时,视觉可扩大到220度。 视距:指人在操作系统中正常的观察距离。一般操作的视距范 围在38~76cm之间。
二、人的信息输入 视觉运动规律:
(1)眼睛的水平运动比垂直运动快。 (2)眼睛习惯于从左到右,从上到下地运动。
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