人因工程学第八章

第八章

人机系统分析与评价

第8章

人机系统分析与评价

•识记：名词术语；人机系统的基本类型；人与机器的特性比较；软件界面的设计原则；

•理解：人机系统设计内容、程序和步骤；人机功能分配原则；人机系统的检查表评价法、工作环境指数评价法、海洛德分析评价法；

•能力：人机系统的连接分析、作业分析、操作顺序图分析；

•8.1 人机系统

•8.1.1 人机系统的基本类型

•8.1.2 人机结合方式

•8.1.3 人机界面

•8.2 人-计算机系统设计模型

•8.2.1 用户的基本心理特性；•8.2.2 用户调查方法和实验方法；•8.2.3 人机界面的用户模型；•8.2.4 人机界面的评价方法；•8.3 人机系统分析

•8.3.1 连接分析

•8.3.2 作业分析

•8.3.3 操作顺序图分析

•8.4 人机系统评价

•8.4.1 检查表评价法

•8.4.2 工作环境指数评价法

•8.4.3 海洛德分析评价法

人机系统的基本类型

•1、闭环人机系统和开环人机系统

•1）闭环人机系统：也称反馈控制人机系统，系统的输出对系统的控制有直接影响,即其所提供的反馈信息能控制下一步的操作（人工闭环、自动闭环）

•2）开环人机系统：系统输出不对系统的控制发生作用,所提供的反馈信息不能控制下一步的操作

•讨论：试寻找闭环人机系统及开环人机系统的例子（汽车、飞机、全自动生产线、冼衣机…）

人机系统的基本类型

•2、手工操作系统、半自动化系统和自动化系统

•1）手工操作系统：人起全部的作用

•2）半自动化系统：人是控制者，机器提供动力，人与机器共同感知信息

•3）自动化系统：信息量感知、处理和执行由机器完成，人只起监视的作用

•讨论：试寻找以上三种系统的例子，如钳工操作、普通机床操作、数控机床操作…

人机结合方式

•1、人机串联方式

•2、人机并联方式

•3、人机串、并联混合方式

•讨论：汽车驾驶是基于人机串联方式吗？与汽车的类型有关吗？

•8.1 人机系统

•8.1.1 人机系统的基本类型

•8.1.2 人机结合方式

•8.1.3 人机界面

•8.2 人-计算机系统设计模型

•8.2.1 用户的基本心理特性；•8.2.2 用户调查方法和实验方法；•8.2.3 人机界面的用户模型；•8.2.4 人机界面的评价方法；•8.3 人机系统分析

•8.3.1 连接分析

•8.3.2 作业分析

•8.3.3 操作顺序图分析

•8.4 人机系统评价

•8.4.1 检查表评价法

•8.4.2 工作环境指数评价法

•8.4.3 海洛德分析评价法

人机协同的意义

•97年34岁的卡斯帕罗夫与“深蓝”的“人机大战”，最后机器取得了胜利。

•IBM的深蓝拥有32个头脑(处理器)，并行处理信息，每秒能够计算2亿步棋。而卡斯帕罗夫每秒只能计算1步棋。

•卡斯帕罗夫说，最后一局本来可以胜，但当时自己都不相信会有这么好的机会。•讨论：人、机最主要的差异有哪些？为什么要人机协同？

人机协同的途径

•“深蓝”内存贮了几乎世界上所有的棋谱，而且心无旁骛。它能根据卡氏过去的棋局进行程序优化。包装后的“深蓝”也可以在下棋过程中由人改变程序，根据棋面及时调整战略战术，表现出人性化的某些智能性。

•讨论：“深蓝”战胜人类专家的根本原因是什么？人机协同的具体途径是什么？机器界面需要符合什么要求才能实现人机协同？

人机系统设计

•1、功能分解与分配

•2、可视化的人机界面设计•3、实现人机协同

计算机系统人机界面问题典型实例•1943年华盛顿大学教授德弗拉克按照动作时间分

析方法研究键盘得出结论：

•（1）大多数人采用右手为主，而标准键盘用左手击键占57％

•（2）一般人食指比较灵活，而没有把常用字母排在食指位置

•（3）本行的敲键率只占32％，高行占52％，低

行占16％，它要求手指进行不必要的运动•（4）打字过程中，有时一只手完全空闲，只靠另一只手敲键，它往往正好是弱手（左手）

•（5）要达到每分钟40个英语单词的打字速度，

需要学习100-120h（学习驾驶汽车才需要20-

40h）

•讨论：为什么更好的键盘没有被推广？

计算机软件人机界面设计的困难•最困难的问题：缺乏对用户的了解，以机器为本，程序员编出一套新的符号、语言及操作方式；人们长期积累的体力工具操作经验对于计算机基本失效。

•可有不同的出发点：

•（1）以计算机技术为本：先安排计算机功能，后安排人的工作；先设计系统功能，后配置人机界面；

•（2）以绘画为本：把计算机人机界面当成纯艺术品，短期观看分散注意，长期观看易疲倦；•（3）以人为本：基于人的理性及非理性的心理因素，以及非正常的环境因素；

人机界面设计的要求

•根据用户模型给用户提供满意的行动引导和操作条件，设法减少用户的心理过程的劳动负荷，提高人机界面的可用性，减少操作出错，减少面向机器行为的学习负荷。

•因此需要：

•（1）理解用户的基本心理与知觉特性；•（2）掌握用户调查方法和实验方法；

•（3）针对具体软件建立人机界面的用户模型；•（4）人机界面的评价方法；

用户基本知觉特性：视觉的心理过程•（1）视觉寻找：在复杂的情况下，会形成一定的搜索策略，按照一定的区域划分及路径、或视觉特征、或时间范围或要求寻找。（为什么有的人特别擅长找东西？）

•（2）发现：当探测到的视觉信号与预测的基本一致，视觉就会固定跟随此信号。（要别人帮找东西时，为什么要先说清物品的形状、颜色等特征？）•（3）分辨：在相似对象中进一步区分信号细节；•（4）识别：识别目标信号的含义（机器显示转换成人的知觉）；

•（5）确认：与记忆中存储的信息进行比较；•（6）记忆搜索：上述各个过程中都要搜索记忆；