Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Общие понятия об информации



 

Понятие информации имеет фундаментальное зна­чение для инженерной психологии. Это обусловлено тем, что содержание функций человека в СЧМ состав­ляют информационные процессы передачи, переработ­ки, хранения и реализации информации, а информа­ционное взаимодействие между человеком и машиной составляет предмет инженерной психологии. Поэтому для решения многих инженерно-психологических про­блем весьма важно решение двух взаимосвязанных задач: во-первых, изучение закономерностей инфор­мационной деятельности человека, и во-вторых, орга­низация процесса обмена информацией между чело­веком и машиной в СЧМ. Теоретической базой для изучения информационных процессов является теория информации, основные положения которой разработал применительно к техническим каналам связи извест­ный американский ученый К. Шеннон. Эти положения он опубликовал в широко известной статье «Матема­тическая теория связи» (1948 г.). Основная идея К. Шен­нона заключается в том, что с информацией можно обращаться почти так же, как с другими физическими категориями, какими являются вещество и энергия. Поэтому информация не может быть определена че­рез эти категории и является наряду с ними одной из трех самостоятельных субстанций окружающего нас мира. Следовательно, согласно К. Шеннону, и транс­портировка (передача) информации может рассматри­ваться подобно транспортировке вещества и энергии.

Несмотря на частое использование термина «ин­формация» в различных сферах жизни и деятельности человека однозначного определения этого понятия пока не существует. Мы будем понимать под информацией совокупность сведений, уменьшающих неопределен­ность в выборе различных возможностей. При таком подходе понятие информации связывается с понятия­ми вероятности, энтропии, ансамбля, неопределеннос­ти выбора, неожиданности появления события и с ло­гарифмической функцией при некотором постоянном основании логарифма. Именно такой подход применя­ется в теории информации (статистической теории связи). Необходимо отметить, что такое определение информации существенно отличается от обыденного значения этого слова.

В инженерной психологии более конкретно под информацией понимают любые изменения в управ­ляемом процессе, отображаемые на средствах отобра­жения информации или непосредственно восприни­маемые оператором, а также команды, указания о необходимости осуществления тех или иных воздей­ствий на процесс управления. Любое сообщение ин­формативно, если оно представляет то, чего человек не знал до его поступления. Сообщение представляет собой совокупность сведений о некоторой физической системе.

Применительно к деятельности оператора сообще­ние — совокупность зрительных, слуховых и других сигналов, воспринимаемых им в данный момент вре­мени, а также «сигналов», хранимых в памяти операто­ра [26]. Сообщение приобретает смысл (содержит не­которое количество информации) только тогда, когда состояние системы заранее неизвестно, случайно, т. е. системе присуща какая-то степень неопределенности. В качестве меры неопределенности в теории информа­ции используется понятие энтропии. Неопределенность системы уменьшается при получении каких-либо све­дений об этой системе. Чем больше объем полученных сведений, чем они более содержательные, тем большей информацией о системе можно располагать. На этом основании базируется подход к определению количе­ства информации, в соответствии с которым количество информации измеряется уменьшением энтропии той системы, для уточнения состояния которой предназна­чены эти сведения. Другими словами, мерой количе­ства информации является снятая неопределенность (снятая энтропия). Подробнее этот вопрос рассматри­вается в следующем параграфе.

Материальным носителем информации является сигнал (от лат. signum — знак). Сигнал — это процесс или явление (внешнее или внутреннее, осознанное или неосознанное), несущее сообщение о каком-либо собы­тии и ориентирующее человека относительно этого события. В психологии такие сигналы называют также раздражителями. В соответствии с характером анали­заторов (органов чувств) и других воспринимающих систем выделяются сигналы: оптические, акустические, механические, термические, электромагнитные, хими­ческие и др. Сигнал, являясь носителем сообщения, содержит в себе определенную информацию для по­лучателя. Вне сигналов информация не существует. В то же время она не зависит от конкретных физичес­ких (и вообще материальных) свойств сигналов. Одна и та же информация может быть передана различны­ми сигналами. Например, одна и та же информация о состоянии объекта управления может быть передана оператору с помощью оптических (показание прибо­ра), звуковых (сирена, голос), тактильных (вибрация руля управления) и других сигналов [128].

Связь между сигналом и характером вызываемых им информационных процессов составляет смысловое содержание сигнала. Смысл сигнала (в отличие от количества информации) не является объективным свойством его источника: один и тот же сигнал может интерпретироваться различными получателями по разному и, напротив, в определенных ситуациях раз­личные сигналы могут оцениваться как имеющие один и тот же смысл. Таким образом, смысл сообщения определяется его субъективной интерпретацией полу­чателем (оператором). Это положение имеет важное значение для любой человеческой деятельности, но оно, к сожалению, лежит вне рамок статистической теории информации, что существенно ограничивает возмож­ности ее применения в инженерной психологии.

Связь между сигналом и несущей им информаци­ей базируется на принципе изоморфизма (от лат, isos — равный и morphes — форма). Под ним понимается общая форма взаимной упорядоченности двух мно­жеств. Изоморфизм представляет собой однозначное свойство элементов и отношений двух множеств. На­пример, множество состояний звукового давления и множество состояний намагничивания на магнитной ленте являются изоморфными. Множество возбужде­ний зрительного нерва, возникающих под воздействи­ем световых волн, действующих на сетчатку глаза, находится в соотношении изоморфизма с источником информации. Это множество нервных импульсов яв­ляется нервными сигналами действующего источника.

Понятие изоморфизма имеет важное значение при анализе информационных процессов. Это обусловле­но тем, что сигнал представляет собой множество со­стояний своего носителя, изоморфное множеству со­стояний источника. Изоморфное отношение множества состояний носителя информации к множеству — источнику, определяющее лишь общую упорядоченность двух множеств, делает сигнал кодом источника инфор­мации- Благодаря кодированию, производится перевод упорядоченности состояний источника в определенную упорядоченность носителя. Например, множество то­чек звуковой дорожки на пластинке, упорядоченное в пространстве, представляет собой код множества со­стояний звукового давления, упорядоченного во вре­мени. Таким образом, благодаря изоморфизму, инфор­мация несет сведения о своем источнике [8].

Используемая в деятельности оператора информа­ция классифицируется по ряду признаков. Выше уже отмечалось, что в зависимости от модальности (вида) сигнала информация может быть зрительной, слухо­вой, тактильной, проприоцептивной (отражает харак­тер движений человека) и др. По значению информа­ция подразделяется на командную (дает указания о необходимости проведения определенных действий) и осведомительную (дает представление о сложившейся ситуации). По своему характеру информация может быть релевантной (полезной, относящейся к решаемой в данный момент задаче) и иррелевантной (бесполез­ной, ненужной в данной ситуации; такая информация может оказаться и вредной с точки зрения эффектив­ности работы оператора, тогда она называется помехой). Иррелевантную информацию не следует путать с избыточной информацией, которая во многих случаях оказывает положительное влияние на деятельность оператора.

С точки зрения полноты информация подразделя­ется на избыточную и безызбыточную. Введение из­быточности (изображение, естественный язык, приме­нение специальных помехоустойчивых кодов и др.) является эффективным средством борьбы с помехами, повышает помехоустойчивость работы оператора. С этой же точки зрения информация может быть полной и неполной. По форме информация может быть количественной (несет количественные харак­теристики объекта управления) и качественной (не­сет модальные, качественные характеристики: боль­ше — меньше, выше — ниже; правый крен, левый крен, отсутствие крена и т. п.). Несмотря на свой качествен­ный характер такая информация тем не менее также может быть оценена количественно.

С точки зрения искажений информация может быть достоверной (истинной) и недостоверной (ложной, искаженной). Последняя, если ее вовремя не распоз­нать, может внести дезорганизацию в процесс управ­ления. Недостоверная информация может возникнуть как вследствие сбоев в работе технических средств, так и вследствие ошибок операторов. В зависимости от источника поступления информация делится на при­борную (инструментальную) и неинструментальную. Приборная информация поступает к оператору со средств отображения информации, как правило, в за­кодированном виде. Для уяснения смысла такой инфор­мации оператору нужно провести ее декодирование, т. е. привести ее к исходному виду. Неинструменталь­ная информация непосредственно поступает на орга­ны чувств оператора. Она присутствует практически во всех видах операторской деятельности, однако ее роль и значение для многих из них существенно раз­ная. Так, для операторов АСУ ее роль крайне мала, хотя и здесь в ряде случаев появление необычных запахов, вибраций, шумов может нести информацию об изме­нении режима работы системы, возникновению непо­ладок в ее работе. Опытный сталевар управляет про­цессом плавки не только с помощью приборов, но и учитывает при этом цвет металла и другие его харак­теристики. Исключительную роль неинструментальная информация имеет при проведении органолептичес-ких исследований, то есть при измерении и оценке тех или иных показателей с помощью органов чувств (на­пример, визуальный контроль).

Важную роль неинструментальная информация играет в деятельности операторов транспортных средств. Так, летчик, ощущая угловые и продольные ускорения, вибрации, шумы, усилия на органах управ­ления и даже запахи, систематически обозревая внекабинное пространство при визуальном полете, может косвенно судить о состоянии самолета, изменении ре­жима полета.

Неинструментальная информация совместно с приборной информацией является важной составной частью информационной модели. В связи с этим воз­никает важная инженерно-психологическая проблема взаимодействия двух видов информации: инструмен­тальной и неинструментальной. От особенностей их взаимодействия зависит надежность восприятия ин­формации человеком и, следовательно, надежность его деятельности. При этом следует иметь в виду, что не­согласованность инструментальных и неинструмен­тальных сигналов оказывает отрицательное влияние на деятельность оператора, являясь источником возник-новения конфликтной ситуации. Конфликтность ее состоит в том, что при явной своей значимости обна­руженный сигнал не может быть использован для организации действий. Поэтому считается, что неинструментальная информация также может и должна подвергаться упорядочению и в этом отношении она принципиально не отличается от инструментальной [112].

И, наконец, в зависимости от изменения во време­ни различают статическую и динамическую информа­цию [30]. Статическая (постоянная, не меняющаяся во времени) информация, как правило, не подвергается машинной обработке. К ней относятся, например, па­раллели и меридианы на географических картах, фи­зические и математические константы, статические надписи на рабочих местах операторов и т. п. Динами­ческая (меняющаяся во времени) информация обычно подлежит машинной обработке, при необходимости подлежит кодированию и в закодированном виде по­ступает к оператору. Сказанное относится преиму­щественно к инструментальной информации.

Информацию, используемую в СЧМ, можно рас­сматривать в различных аспектах: количественном, семантическом, прагматическом. Количественный ас­пект, называемый также статистическим, структурным отражает объективные пространственно-временные характеристики сигналов. Он проявляется в различной вероятности появления того или иного сигнала, в ко­личестве возможных сигналов, в соотношении сигнала и шума (помехи) и др. Психологическими эквивален­тами этих переменных являются степень неожиданно­сти сигнала или степень сложности выбора [128]. Дан­ный аспект информации оценивается ее количеством, которое зависит только от объективных характеристик сигналов (их вероятностей и разнообразия), и совер­шенно не учитывает их субъективные, психологичес­кие эквиваленты.

Прагматический аспект информации определяет отношение получателя к принятым сообщениям, како­во их практическое, прикладное значение в деятельно­сти оператора, насколько они полезны и как отража­ются на деятельности оператора и ее результатах. Данный аспект информации оценивается ее ценнос­тью, полезностью для оператора. Ценность информа­ции может оцениваться только в связи с целью де­ятельности. В этой связи любое сообщение может содержать (или не содержать) информацию, облегча­ющую или затрудняющую достижение полезного ре­зультата (цели) в вероятностной ситуации. Поэтому основные подходы к определению ценности информа­ции предполагают оценку изменения вероятности до­стижения цели после получения данного сообщения.

Семантический аспект определяется содержани­ем, смыслом информации, который она несет опера­тору. Этот аспект разработан наиболее слабо, что обусловлено как трудностью количественной оценки смысловой стороны информации, так и недостаточной определенностью самого этого понятия [155]. Один из наиболее возможных подходов к определению количе­ства семантической информации предложен К.С. Козловым [61,70].Этот подход основан на том, что необхо­димым моментом применения семантической теории информации является определение исходного множе­ства «обслуживаемых» элементов и функциональных элементов системы, выявление многоуровневой струк­туры этого множества элементов, знание алгоритмов функционирования системы. Семантическая информа­ция делится на два вида: структурную и функциональ­ную. Первая основывается на статических множествах, элементы которых не изменяют свои состояния во времени. Этот вид информации используется челове­ком для ориентировочной деятельности. Вторая состав­ляющая семантической информации (функциональная) базируется на динамических множествах и представ­ляет собой информацию о состояниях элементов мно­жества и о действиях, с помощью которых осуществля­ется требуемое движение множества как динамической системы. Этот вид информации используется челове­ком для исполнительной деятельности. На основе та­кого теоретико-множественного подхода получены формулы для количественного определения семанти­ческой информации [61,70].

Используемая оператором информация оказывает на него и определенное эмоциональное влияние. Наи­более полно этот вопрос проработан в информацион­ной теории эмоций [165]. Согласно этой теории сте­пень эмоционального напряжения Э количественно зависит от степени потребности (влечения, мотивации) П, а также от разности между информацией, прогностично необходимой для удовлетворения потребности (IП) и информацией, реально имеющейся у человека (Iр). Указанные отношения выражаются формулой

Э = – П(1п-Iр). (2.1)

Количество информации тесно связано и опреде­ляется вероятностью достижения цели. Ее оценку че­ловек производит на основе врожденного и ранее приобретенного опыта, непроизвольно сопоставляя ин­формацию о средствах, времени, ресурсах, предполо­жительно необходимых для удовлетворения потребно­сти, с информацией, поступившей в данный момент. Прогнозирование вероятности достижения цели может осуществляться как на осознаваемом, так и неосознанном уровне. Возрастание вероятности в результате поступления новой информации (Iр>Iп) порождает положительные эмоции, падение этой вероятности (Iр< Iп) ведет к отрицательным эмоциям. Причем вели­чина этих эмоций в обоих случаях прямо пропорцио­нальна потребностям человека. Стремление максими­зировать положительные эмоции и минимизировать отрицательные определяет регуляторные функции эмоций, их роль в организации целенаправленного поведения. Информационная теория эмоций позволя­ет использовать объективно регистрируемые прояв­ления эмоций (мимика, голос, изменение физиологи­ческих функций и электрической активности мозга, сердца) в качестве индикатора потребностей человека и степени их удовлетворенности, уточнить их класси­фикацию, проследить процесс их формирования и вза­имодействия. Информационная теория эмоций позво­лила предложить методы объективной диагностики эмоционального напряжения в различных видах опе­раторской деятельности и меры профилактики этого напряжения.

Еще один подход к оценке эмоциональных реак­ций оператора на используемую информацию предло­жен в работе [77]. Здесь отмечается, что значимая для оператора (прагматическая) информация может иметь для него два значения. Первое из них связано с цен­ностью информации, второе — с реакциями, свиде­тельствующими о предстоящих трудностях, опасностях. Такая информация названа значимо тревожной; ее количественная оценка дается на основании времен­ных и точностных ограничений, возникающих в дея­тельности оператора.

Рассмотренные явления тесно связаны с поняти­ем фасцинации. Фасцинация (от лат. fascia — повязка, полоса) представляет зависимость результата воздей­ствия информации на поведение от посторонних фак­торов, в частности, помех. Они могут возникать как в канале связи, так и в самом мозгу. В последнем случае помехи могут генерироваться специальными мозговы­ми механизмами, играющими роль фильтров, которые разрушают информацию на ее пути к эффекторному (исполнительному) аппарату человека. На существование подобных механизмов впервые указал Н. Винер; он предложил назвать семантически значимой ту ин­формацию, которая, пройдя систему фильтров, непос­редственно влияет на эффекторный аппарат принима­ющей системы (например, на поведение человека). Ю.В. Кнорозов высказывает предположение, что сиг­налы помимо информации могут также нести и фасци-нации, т. е. такое воздействие на фильтры принимае­мой системы, которое снижает их эффективность и повышает количество семантически значимой инфор­мации. Примером фасцинативного воздействия на центральную нервную систему может являться особый ритм речевых сигналов и их своеобразная интонаци­онная окраска при гипнозе.


 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.