人的信息處理系統

人的信息處理系統第1頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

人類的勞動分為：體力勞動和腦力勞動。在體力勞動中人是作為動力的提供者；而在腦力勞動中人是作為信息的加工者。體力勞動主要涉及人的生理能力，而腦力勞動主要涉及人的心理特征即涉及人的信息處理能力。了解人的心理特征，對設計適合于人的人機系統是非常有利的。第2頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月一、人的信息處理模型Donders的減法模型由于這種方法的核心是用一項較復雜工作需要的時間減去較簡單工作需要的時間，由此來判斷增加的工作內容需要的時間，這種方法被稱為Donders的減法模型。Welford的單通道模型Broadbent的過濾模型第3頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月Broadbent的過濾模型感覺`過濾器信息處理中心人的信息處理過程就像是一個過濾器，隨著信息處理過程的延續(xù)，不重要的信息都被過濾掉了，只有最重要的信息才進入到人的大腦被繼續(xù)處理。第4頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月Kahneman的單資源模型

。單資源模型假定人的信息處理系統的能力是一種資源，有一定的限度。在這個限度之內，人可以相當自由地分配自己的注意力，也可以同時干一件以上的事情。不同的腦力活動要求不同程度的注意力，容易的工作只占用很少的注意力，難的工作占用更多的注意力。當注意力不能滿足工作的需要時，人的行為結果就受到影響或根本無法完成。第5頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

Wickens的多資源模型人的信息處理系統是一個多資源的系統，多資源理論認為，人有多個不同的資源，而不是一個中心資源，每一種資源有它自己的一些特性。當不同的工作用需要不同的資源時，它們之間的干擾就小些，如果它們所需要的資源相同或相近，它們之間的干擾就大些。第6頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月控制與自動過程理論

Schneider和Shiffrin教授根據他們自己所做的一系列的實驗結果提出人的信息處理系統實際上有兩種基本的處理過程，一種是控制過程，一種是自動過程。自動過程是一種快速的，平等的信息處理過程，不受人的工作記憶能力的限制，只需要很少的或根本不需要直接控制。這種信息處理過程需要大量的訓練才能獲得。相反，控制過程則是一種較慢的信息處理過程，受人的工作記憶能力的限制，它需要人的大量的，直接的控制行為，因而施加給人的腦力負荷較重。第7頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

通過對以上關于人的信息處理系統最有影響力的介紹，對人的信息處理系統有一個初步的了解，把以上的主要觀點綜合起來可得出關于人的信息處理系統的基本組成結構圖。人的信息處理系統結構人的信息處理系統的結構圖第8頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）感知覺系統：人的信息處理的第一個階段是感覺。在這一階段，人通過各種感覺器官接受外界的信息，然后把這些信息傳遞給中樞信息處理系統。（二）中樞信息處理系統：人的認知系統接收從感知系統傳入的經過編碼后的信息，并將這些信息存入本系統的工作記憶中，同時從長時記憶中提取以前存入的有關信息和加工規(guī)律，進行綜合分析后做出如何反應的決策，并將決策信息輸出到運動系統。（三）反應（運動）系統：它執(zhí)行中樞信息系統發(fā)出的命令，產生人的信息處理系統的輸出

人的信息處理系統由感知覺系統、認知決策系統和運動（反應）系統三個子系統構成：第9頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月信息、信息量與信息傳遞模式（1）信息。信息是能消除事先不能確定的情況的信號或知識，它存在于一切事物中，是一種抽象量。

（2）信息計量。信息是可以嚴格定量的，也就是消息中所包含得信息量。信息量以計算機的“位”(bit)為基本單位，稱為比特。一個比特信息量的定義是：在兩個均等的可能事件中需要區(qū)別的信息量。信號所負載的信息量按下式求得：H=log22nH為信息量；n為某信號中所包含的二進制碼的個數。信息量是人機系統中設計時考慮的重要參數。

第10頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月信息、信息量與信息傳遞模式（3）信息傳遞模式。人機系統中，信息在信息源和信宿（信息接收者）之間傳遞過程通常有三種模式：

1）信息源發(fā)出的信息被信宿完全接收。

2）信源發(fā)出的信息在傳遞過程中消耗殆盡。

3）從信源發(fā)出的信息雖然有些損耗，信宿收到的信號也混有某些噪聲成分，但仍有部分信源發(fā)出的信息被有效地傳送到了信宿。第11頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月信息、信息量與信息傳遞模式

人機系統設計的任務就是要通過合理的設計，努力減少信息的損耗，或通過提高信噪比，降低混淆度，提高信息傳遞的質量。第12頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）感覺和知覺感覺定義：感覺是人腦對直接作用于感覺器官的事物個別屬性的反映，感覺是人們了解外部世界的渠道，也是一切復雜心理活動的基礎和前提。感覺類型：視覺、聽覺、化學感覺（嗅覺和味覺）、觸等。感覺的過程：人的感覺器官接受內外環(huán)境的刺激，將其轉化為神經沖動，通過傳入神經，將其傳至大腦皮質感覺中樞，便產生了感覺。二、感知系統的信息加工第13頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月知覺的定義：人們通過感官得到了外部世界的信息,這些信息經過頭腦的加工,產生的對事物的整體的認識,這就是知覺。知覺以感覺為基礎，是現實刺激與已存儲的知識經驗的相互作用的結果，是一種主動的和富有選擇性的構造過程。第14頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月感覺和知覺的關系和區(qū)別

從知覺的過程得知，客觀事物是首先被感覺，然后才能進一步被知覺，所以知覺是在感覺的基礎上產生的，感覺的事物個別屬性越豐富、越精確，對事物的知覺也就越完整、越正確。

感覺和知覺都是客觀事物直接作用于感覺器官而在大腦中產生對事物的客觀反映。在生活和生產活動中，人都是以知覺的形式直接反映事物，而感覺只作為知覺的組成部分而存在于知覺之中，很少有孤立的感覺存在，在心理學中稱為“感知覺”。第15頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月感覺和知覺的關系和區(qū)別

感覺反映的是客觀事物的個別屬性，而知覺反映的是客觀事物的整體。感覺的性質較多取決于刺激物的性質，而知覺過程帶有意志成分，人的知識、經驗、需要、動機、興趣等因素直接影響知覺的過程。第16頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月知覺與感覺示意A

根據知覺時起主導作用的感官特性，可把知覺分為視知覺、聽知覺、觸知覺、味知覺和嗅知覺等。人的感覺與人的生理特征有關，而人的知覺則與人的經驗和所受的教育有關。第17頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

感覺的基本特征：

1、感覺閾限

人是通過自己的感覺器官來獲得各種信息的。在外界刺激物的作用下，人的感受器的神經末梢發(fā)生興奮，產生電波，這種電波沿神經通道傳送到大腦皮質感覺區(qū)產生感覺。

感覺器官可接受外界刺激的范圍被稱為感覺閾限，感覺閾限有絕對閾限和差別感覺閾限兩個概念。第18頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月絕對閾限外界刺激必須達到一定強度才能引起人的感覺。剛剛能引起感覺的最小刺激量，叫絕對感覺閾限的下限，強度低于下限的刺激不能引起人的感覺。能產生正常感覺的最大刺激量，叫絕對感覺閾限的上限。作用于感覺器官的刺激強度若超過上限，就會引起痛覺，嚴重時甚至于造成感覺器官的損傷。在人機系統設計中，為保證信息的有效傳遞，機器信源發(fā)出的信號能量應在上下閾限之間。第19頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月刺激閾限下限感覺絕對閾限舉例視覺2.2~5.7×10-17J4.8km以外的燭光聽覺1×10-12J/m2安靜環(huán)境中60m以外的手表滴答聲味覺4×10-7(硫酸試劑摩爾濃度)9L水中的一匙白糖嗅覺2×10-7kg/m3彌散于30㎡的房間中的一滴香水觸覺2.6×10-9J從一厘米距離落到你臉上一個蒼蠅的翅膀第20頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月差別感覺閾限

人的感覺器官不僅能夠確定刺激的有無，而且能覺察刺激的變化或差別。剛剛能引起差別感覺的最小刺激量，叫差別感覺閾限。每一種感覺器官的差別感覺閾限不是一個絕對數值，它隨最初的刺激強度而變化，并且兩者之比是一個常數。這一關系被稱為韋伯定律，可用下面的公式表示:

△I

/

I

=

K

式中I是初始刺激強度，△I為引起差別感覺的刺激強度的增量，K為常數。人機系統設計中，常利用信號的能量差異進行信息編碼。第21頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月2、適應性:感覺器官經持續(xù)刺激一段時間后,感覺會逐漸減小乃至消失,這種現象稱為適應。3、相互作用在一定條件下，各種感覺器官對其適宜刺激的感受能力將受到其他刺激的干擾而降低，使感受性發(fā)生變化的現象。

A、一個感覺器官同時受若干個同類刺激，會產生相互作用。

B、若干個感覺器官各自感應刺激時，相互之間會產生相互作用4、對比同一感受器官接受兩種同類但內容不同的刺激時，會使感受性發(fā)生變化的現象。5、余覺刺激消失后，感覺還可以存在一個極短時間的現象。第22頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月知覺的基本特性知覺的整體性知覺的理解性知覺的選擇性知覺的恒常性第23頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月知覺的整體性：把知覺對象的各種屬性、各個部分知覺成為一個同樣的有機整體，這種特性稱為知覺的整體性。知覺的整體性可使人們在感知自己熟悉的對象時，只根據其主要特征可將其作為一個整體而被知覺。如，見到建筑群中的冷水塔，電力工程師立即會將該建筑群知覺為一個熱電廠。第24頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月知覺的理解性：根據已有的知識經驗去理解當前的感知對象，這種特性稱為知覺的理解性。由于人們的知識經驗不同，所以對知覺對象的理解也會有不同，與知覺對象有關的知識經驗越豐富，對知覺對象的理解也就越深刻。在復雜的環(huán)境中，知覺對象隱蔽、外部標志不鮮明、提供的信息不充分時，語言的提示或思維的推論，可喚起過去的經驗，幫助人們去立即理解當前的知覺對象，使之完整化。此外，人的情緒狀態(tài)也影響人對知覺對象的理解。第25頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月知覺的恒常性：人們總是根據已往的印象、知識、經驗去知覺當前的知覺對象，當知覺的條件在一定范圍內改變了的時候，知覺對象仍然保持相對不變，這種特性稱為知覺恒常性。大小恒常性：在天空中飛行的飛機，在視網膜中的映象是近大遠小，但在知覺中它的大小是不變的。顏色恒常性：形狀恒常性：知覺的恒常性保證了人在變化的環(huán)境中，仍然按事物的真實面貌去知覺，從而更好地適應環(huán)境。第26頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月知覺的選擇性

作用于感官的事物是很多的，但人不能同時知覺作用于感官的所有事物或清楚地知覺事物的全部。人們總是按照某種需要或目的主動地有意識地選擇其中少數事物作為知覺對象，對它產生突出清晰的知覺映象。把某些對象從某背景中優(yōu)先地區(qū)分出來，并予以清晰反映的特性稱為知覺的選擇性。第27頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

知覺對象和背景的關系是可以相互轉換的。第28頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月錯覺

錯覺是知覺的一種特殊形態(tài),即知覺的映象與事物的客觀情況不相符。其產生的原因目前還不清楚。第29頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月長短視錯覺第30頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月橫豎視錯覺第31頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月方位視錯覺1第32頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月這些真的是平行線呦第33頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月誰比較高第34頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月下面的比較大？第37頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月圖中的圓確實是一個正圓形第38頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月左邊的藍色比較深嗎第39頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月左側中央的圓形比右邊大嗎第40頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月會動的圖片第43頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）、感知過程中的信息存儲

（1）感覺儲存。感覺儲存又稱感覺記憶或瞬時記憶。它是外界輸入刺激后人對信息加工的第一個模塊，感覺記憶的儲存時間大約為0.25s～2s。

感覺記憶是記憶的初始階段，它是外界刺激以極短的時間一次呈現后，一定數量的信息在感覺通道內迅速被登記并保持一瞬間的過程。

第47頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）感覺儲存的編碼。感覺儲存編碼形式主要依賴于信息的物理特征，因而具有鮮明的形象性。視覺的感覺記憶叫圖像記憶，聽覺的感覺記憶編碼形式稱為聲像記憶。（3）感覺儲存和工作記憶的交互作用。工作記憶是感覺記憶和長時記憶的中間階段，即輸入信息經過再編碼，使其容量擴大。保持時間大約為5s~2min

第48頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月感覺記憶｛圖像記憶，容量為17個字母，保留時間200ms聲像記憶，容量5個字母，保留時間1500ms。（4）感知映象的衰退和儲存容量。感知記憶(包括視覺映象和聽覺映象)隨時間消逝而衰退。實驗研究表明，感知記憶中殘存的信息數量隨時間的消逝而遵循指數曲線規(guī)律迅速下降。用半衰期參數來描述衰退過程。第49頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月ARJC593J8YC8HMD7SFQ24W9R第50頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月1592365375829714853929352638

14第51頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）感知系統的信息加工1、信息的加工方式：感知系統信息加工方式包括兩個過程，一個是自下而上的過程，也被稱為數據驅動加工，一個是自上而下的過程，也被稱為概念驅動過程。一般認為客觀對象作用于人時，需要通過自上而下加工與自下而上加工的相互作用才能實現對象的整體形象反映。對比較熟悉的物體，采用自上而下的知覺過程較多；對不熟悉的物體，采用自下而上的知覺過程較多。第52頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

自下而上的加工：是指由外部刺激開始加工，通常是指先對較小的知覺單元進行分析，然后再轉向較大的知覺單元，經過一系列連續(xù)階段的加工而達到對感覺刺激的解釋。（舉例）由于信息流程是從構成知覺基礎的較小的知覺單元到較大的知覺單元，或說從較低水平的加工到較高水平的加工，這種類型的加工因而稱為自下而上加工。第53頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

自上而下的加工：是指由有關知覺對象的一般知識開始的加工。由此可以形成期望或對知覺對象的假設。這種期望或假設制約著加工的所有階段或水平，從調整特征覺察器直到引導對細節(jié)的注意等。（舉例）由于是一般知識引導知覺加工，較高水平的加工制約較低水平的加工，這種類型的加工因而稱為自上而下的加工。第54頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

一般說來，在人的知覺活動中，非感覺信息越多，他們所需要的感覺信息就越少，因而自上而下的加工占優(yōu)勢；相反，非感覺信息越少，就需要越多的感覺信息，因而自下而上的加工占優(yōu)勢。第55頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月2、模式識別▲模式是指由若干元素或成分按一定關系形成的某種刺激結構，也可以說模式是刺激的組合?！斎四軌虼_認他所知覺的某個模式是什么時，將它與其他模式區(qū)分開來，這就是模式識別?！Ｊ阶R別是人的一種基本的認知能力或智能，在人的各種活動中都有重要的作用。第56頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

人的模式識別可看作一個典型的知覺過程，它依賴于人的知識和經驗。一般說來，模式識別過程是感覺信息與長時記憶中的有關信息進行比較，再決定它與哪個長時記憶中的項目有著最佳匹配的過程。關于匹配過程的實現方式，有三種主要模型:（1）模板匹配模型。（2）原型匹配模型。（3）特征分析模型。第57頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

模式（板）匹配理論

：模式匹配理論認為，在人的長時記憶中，儲存著許多過去在生活中形成的外部模式的復本。這些復本稱為模板。當一個刺激作用于人的感官時，刺激信息得到編碼并與已儲存的各種模板進行比較，看哪個模板與刺激有最佳的匹配，就把這個刺激確認為與那個模板相同。這樣，模式就得到識別了。第58頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月原型匹配理論：這種理論認為，人們在長時記憶中存儲的并不是無數個模式，而是原型。原型被看著一類客體的內部表征，反映一類客體具有的基本特征。在識別過程中，外部刺激只需同某一原型進行比較有最近似的匹配，即可將該刺激納入此原型所代表的范疇，從而得到識別。第59頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月特征分析模型：特征模型將構成模式的元素或成分及其關系稱為特征。它認為外部刺激在人的長期記憶中，是以其各種特征來表征的。在模式識別過程中，首先要對刺激的特征進行分析，即抽取刺激的有關特征，然后將這些抽取的特征加以合并，再與長時記憶中的各種刺激的特征進行比較，一旦獲得最佳的匹配，外部刺激就被識別。第60頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）加工周期。知覺加工器的加工周期時間與刺激脈沖反應的時間有關；且視輸入信息的特征和作業(yè)任務的不同可在較大范圍內變化。（2）單位知覺。如果在一個知覺加工器的工作周期里，有多個相類似的刺激發(fā)生，那么知覺加工器就會將它們當作一個刺激單位加以處理。（3）感知加工的速率變化。在人類信息加工器模型中，知覺加工器的單位加工周期并非一個固定的常數。根據不同的刺激條件，加工周期可在一定范圍內變化。3、信息加工周期、單位知覺、感知加工的速率變化第61頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）、注意（1）注意的概念及分類1)注意的概念

注意是依附和伴隨人的認識、情感、意志等心理過程而存在的一種人的心理活動，是心理活動對一定對象的指向和集中。由于感官通道容量有限，人不可能在同一時間內接受周圍環(huán)境所提供的一切信息源，而只能從中選擇極少數作為心理活動的對象，這種特性稱為指向性。人的意志對所選擇的對象給予關注和堅持，這種特性稱為集中性。第62頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月2）注意的功能

注意的功能包括選擇功能、保持功能和調節(jié)及監(jiān)督功能。注意選擇功能指注意對同一時間作用于人的種種信息源傳播的信息進行過濾和篩選，從而保證了少數進入的信息能得到充分的加工。注意的保持功能使心理活動的內容得以在意識中保持，使心理過程得以持續(xù)進行。注意的調節(jié)和監(jiān)督功能表現為排除和抑制來自內部和外部的干擾，使人所從事的各項活動能朝著預定的目標和方向進行。第63頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月3）注意的分類無意注意：無意注意是一種初級被動的注意，是一種既無預定目的也不需要付出任何意志努力的注意。它通常是由于周圍環(huán)境的變化而引起的一種不由自主的自然而然的注意，所以又稱為不隨意注意。有意注意：有意注意是一種積極主動的較無意注意高一級的注意，是有預定目的的，同時還需要付出意志努力的注意。有意注意受意識的自覺調節(jié)和控制，是人類所獨有的一種心理現象，所以也稱為隨意注意。第64頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月3）注意的分類有意后注意。有意后注意是注意的一種特殊形式。從特征上講，它同時具有無意注意和有意注意的某些特征。它和自覺的目的、任務聯系在一起，類似于有意注意；但它不需要意志的努力，這方面又類似于無意注意。第65頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）注意的基本特征注意的選擇性▲在一定的時間內，人只能從眾多的信息源中選擇所需要的信息源進行信息加工?！热挥羞x擇，就必然有漏失，重要的是要選擇恰當，使取樣的信息正好是所需要的。做到注意對象的最佳選擇或最佳取樣，就是以最小的代價得到最大的價值。由于人的能力資源是有限的，人在觀察某一信息源時，能夠了解這個信息源的最新動向，這是他的所得。但也有一個忽略其他信息源的代價，稱為機會成本，人的注意的選擇就是從這兩方面入手找出最優(yōu)。第66頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月注意的分配▲注意分配是指人在同一時候能把注意分配到一個以上的對象上，即所謂一心二用或一心多用。注意的分配是完成復雜工作任務的重要條件?！⒁夥峙浠緱l件就是同時進行的幾種活動的熟練程度或自動化程度?！⒁夥峙渑c同時進行的幾種活動的性質有關。第67頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月注意的廣度▲注意的廣度也稱注意的范圍，是在很短時間內，意識所能注意到的對象的數量。認知心理學認為，注意的廣度是注視點來不及移動的一瞬間（0.1秒），人所能接收的同時輸入的信息量?！J知心理學的實驗研究表明，注意是一種有序的心理資源，當容納了某些信息時就不能再容納其他信息。正常人的注意范圍通常為7±2個組塊，與工作記憶的容量相同。第68頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月注意的廣度●

注意對象越集中、排列越有規(guī)律、相互間的聯系越趨向于有意義，注意的廣度就越大，反之則越小。●知覺任務難度小，注意廣度相對大些；人的知識經驗越豐富，注意廣度也越大，即隨著知識經驗的積累，注意的范圍有所擴大。但注意廣度的擴大是相對的，也是有限的。第69頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月注意的穩(wěn)定性

注意的穩(wěn)定性亦稱注意的持久性，是注意較長時間地保持在某些特定事物上的能力，是注意在時間上的特征，是衡量注意品質的重要指標。①注意的穩(wěn)定性不僅包括注意某一具體對象所能持續(xù)的時間，而且包括在注意總任務的支配下，指向和集中于注意對象的各個方面。②與注意的穩(wěn)定性相反的是注意的分散性，也稱分心。分心是由無關刺激物的干擾或單調刺激物的持續(xù)作用而引起的離開當前應該指向和集中的對象的一種心理活動，是一種應該用意志去努力克服的狀態(tài)。第70頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月三、中樞信息處理

外界刺激通過感覺系統傳入大腦之后，就進入到人的信息處理系統的第二個結段，即中樞信息處理階段，它的功能包括知覺、記憶、思維、決策等，了解這些功能對掌握人的中樞信息處理特征、設計更符合人的人機系統是非常重要的。

第71頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月1、記憶

人的大腦能夠把輸入或經過加工的信息儲存起來，在需要時再把這些儲存的信息取出，這一過程稱為記憶。它包括存儲和提取兩個階段。根據信息的輸入、加工、儲存、提取方式的不同以及信息儲存時間長短的不同，人的記憶分為：感覺記憶、工作記憶、長時記憶。中樞系統的信息儲存第72頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)工作記憶（短時記憶）工作記憶的含義：工作記憶也叫短時記憶和操作記憶，是感覺記憶和長時記憶的中間階段。由于持續(xù)時間很短，相對容量有限的記憶被稱為短時記憶。人類所有的智力活動都必須從工作記憶中取得所需要的加工材料，操作的結果也必須經過工作記憶以進一步加工或輸出，因而工作記憶在認知系統中的功能類似于計算機的通用寄存器。工作記憶中的元素不是以基本物理形式存在的，而是以有意義的最小單元存在。有意義的最小單元被稱為“組塊”。第73頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月工作記憶的特點信息保持時間很短。在無復述的情況下，一般保持5-20s,最長不超過1分鐘。記憶容量小。信息一次呈現后立即正確記憶的最大量一般為5-9個互不關聯的項目。若在記憶過程中重新編碼、組塊，減少信息中獨立成分的數量，可提高工作記憶。對中斷的高度敏感。工作記憶極易受到干擾，受干擾的程度取決于工作記憶中存儲信息的多少。工作記憶中的信息可被意識。也就是說，只有短時記憶中的信息才能被保持在人們當前的意識之中。第74頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月工作記憶的編碼及影響因素聽覺編碼和視覺編碼是工作記憶的主要編碼方式。研究表明，工作記憶的編碼通常是以聽覺的聲音符號方式進行的，但在工作記憶的最初階段存在視覺形式編碼，之后逐漸向聽覺形式過渡。工作記憶編碼效果的影響因素：（1）覺醒水平；即大腦皮層的興奮水平；（2）工作記憶的組塊；（3）認知加工深度。第75頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月工作記憶信息的存儲與遺忘

復述：是工作記憶信息存儲的有效方法。它可以防止工作記憶中的信息受到無關刺激的干擾而發(fā)生遺忘。遺忘：記憶的內容不能保持或者提取有困難就是遺忘。工作記憶的內容有限，儲存的時間也很短，無復述的情況下，保持15—30s。造成遺忘的最大原因主要是工作記憶中的信息受到其他無關信息的干擾。第76頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月阻止復述的情況下，保持時間間隔越長，正確的回憶率越低。第77頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)長時記憶長時記憶的含義：是指存儲時間在一分鐘以上、數月、數年乃至終身不忘的信息。長時記憶中儲存著過去所有的經驗和知識，這些信息是有組織的知識系統，對人的學習和行為決策有重要的意義。長時記憶容量沒有限制。信息的來源大部分是對工作記憶內容的加工，也有由于印象深刻而一次獲得的。第78頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月長時記憶

人的知識經驗，就是保持在長時記憶中的信息。長時記憶的內容是以往信息處理的結果，比較穩(wěn)定，具有備用的作用，對人的活動不會增加過多的負擔。人的長時記憶的容量很大，幾乎無限。長時記憶是最重要也是最復雜的記憶系統。一切后天獲得的經驗，包括語言規(guī)則在內，都必然是長時記憶的組成部分。第79頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月長時記憶的信息儲存

長時記憶中信息的儲存是一個動態(tài)過程。從量的方面，存儲信息的數量隨時間的遷移而逐漸下降；從質的方面，存儲的信息會出現不同形式的變化。長時記憶中信息的儲存首先依賴于組織有效的復習，刺激物的重復出現是工作記憶向長時記憶轉化的條件，沒有復述的信息是不可能進入長時記憶的。其次利用外部記憶手段，如記筆記等，最后，要注意腦的健康和用腦衛(wèi)生，保持良好的記憶。第80頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月長時記憶的信息提取

長時記憶的信息提取有兩種基本形式，即再認和回憶。再認是指人們對感知過、思考過或體驗過的事物，當它再度呈現時，仍能認識的心理過程?；貞浭侨藗冞^去經歷過的事物以形象或概念的形式在頭腦中重新出現的過程?；貞浲ǔＲ月撓霝榛A。第81頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月再認的效果隨再認的時間間隔而變化從學習到再認的間隔時間越長，效果越差第82頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

長時記憶的內容是不能抹掉的，然而要在長時記憶中隨意提取一組塊卻并不是成功的。提取失敗的原因有兩個：一、找不到提取的線索；二、許多相似的提取線索和許多相似的組塊混在一起，互相干擾，以致阻礙了目標組塊的提取。當提取的線索要依賴聯想時，這種干擾的影響就更大。第83頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月遺忘

保持在頭腦中的信息，隨著時間的推移和后來經驗的影響，不論在時間上還是在數量上，都將發(fā)生一定的變化。在數量上變化的一個重要表現是識記的保持量逐漸減少，致使識記過的信息不能再認和回憶，或者發(fā)生錯誤的再認和回憶，這就是遺忘。第84頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

人們進行了大量的研究發(fā)現遺忘的規(guī)律，遺忘發(fā)展的進程是均衡的，在識記后的短時間內，遺忘速度很快，以后逐漸緩慢，一定時間后，則處于停滯狀態(tài)幾乎不再忘記。遺忘的發(fā)展進程還受識記材料的性質、數量、學習程度以及識記時的主觀狀態(tài)等因素的制約。

第85頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月德國心理學家艾賓浩斯對記憶和遺忘進行了大量的、系統的實驗研究，得出了著名的艾賓浩斯遺忘曲線：第86頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月同時實驗結果表明，動作記憶最易于長久保持，一項技能一年后只遺忘29%。其次是形象材料和有意義的材料，如能引起興趣的、符合需要的、在生活工作中占有重要地位的材料比抽象的材料、無意義的材料易于記憶。識記的材料數量越多，識記后保持量越少。第87頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月遺忘的原因：干擾是遺忘的重要原因。遺忘是因為在學習和回憶之間受到其他刺激的干擾所致。對信息保持的干擾有兩種類型：一類稱為前攝干擾，即先前學習的材料對識記和回憶后學材料的干擾作用；另一類稱為倒攝干擾，即后面學習的材料對保持和回憶先學材料的干擾作用。第88頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月3、思維與決策

思維與決策是人的信息處理過程中最復雜、最富有創(chuàng)造性的工作，也是人的信息處理系統的瓶頸。正是它極大地限制了人的信息處理能力。人的中樞信息處理系統是單通道的，在某一時刻只能做一件事。第89頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

（一）思維過程

思維是借助語言、表象或動作實現的、對客觀事物概括的和見解的認識，是認識的高級形式。感知覺是外界刺激直接輸入并進行初級加工，記憶是對輸入的刺激進行編碼、儲存、提取的過程。思維是對輸入的信息進行更深層次的加工，主要表現在概念的形成和問題解決的活動中。第90頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

思維過程具體包括以下四個階段：

1）認識和明確地提出問題2）分析所提出問題的特點和條件3）提出假設和考慮解決方法4）檢驗假設第91頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月2）決策系統主要特征與局限

決策是人為達到一定目標選擇行動方案的過程。在決策時，首先要確定目標，找出可達到這個目標的各種方案，比較各種方案的優(yōu)缺點，然后選擇出一個最優(yōu)的方案。決策系統有以下一些特征與局限：人是一個受到限制的理性決策系統人的計算能力是十分有限的工作記憶的限制長時記憶的限制速度很慢第92頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月人機系統中要提高決策水平：▲通過選拔和訓練提高操作者的素質，培養(yǎng)決策能力?！到y設計上充分考慮人的決策行為的特點和決策能力的局限性，提供決策所需的條件和決策輔助工具。如用計算機輔助決策。第93頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.大腦信息處理能力的界限

三、影響信息處理的因素

（1）大腦皮質對連續(xù)接受的各種信息不可能全部確切地給以處理，其能力具有一定的限度。把從感覺器官得到的信息，在大腦皮質進行判斷，決定采取什么樣的行動時，人不可能同時處理兩種以上的信息。

第94頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、影響信息處理的因素

在處理各種信息過程中，當時間十分充裕時，人們可以正確地進行處理；當信息時間短觸信息又錯綜復雜時，就不能很好地處理，將出現以下各種情況：①漏掉了未處理的信息。②作了錯誤的處理。③處理延遲。④信息內容處理不全。⑤信息處理的質量降低。⑥使用了規(guī)定以外的處理方法。⑦放棄處理。第95頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.內部因素

影響信息處理能力的內部因素主要有：覺醒水平，動力，學習(練習)和疲勞。（1）人的喚醒水平。喚醒水平指人的總體生理激活程度。它對工作效率有很大影響。在適宜的范圍內，喚醒能維持大腦的興奮性，有利于注意的保持和集中。但是超出此范圍過分激活，人將處于十分緊張狀態(tài)，無法實現有效行為。（2）工作任務因素。

認知加工器的不同的加工任務，其加工周期時間可在很大范圍內波動。教材表9-5為不同認知系統的加工速度。第96頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

（3）學習。從學習曲線規(guī)律可知，如果反復的練習同種作業(yè)，隨著練習次數的增加，工作質量和效率都將在一定程度上有所改善。并能減輕人的疲勞。（4）疲勞。對信息處理過程來說，疲勞將帶來與學習相反的效果。在疲勞使信息處理能力降低的狀態(tài)下，就會發(fā)生不能很好地處理刺激的反應模式。

（5）動力。人因具有動機才能對所給的刺激產生一定的行動，這種現象稱為動力。人對作業(yè)形成動力是人處理信息時的基礎條件之一，特別是在重新學習掌握信息處理方法時，動力具有更加重要的作用。第97頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月四、人的信息輸出

信息從人的中樞處理向運動器官傳送的過程，稱為人的信息輸出系統，信息輸出表現為人的各種反應活動。由于人的信息輸出是人機系統的輸入，因此了解人的信息輸出特征直接關系到人機系統的效率和可靠性。第98頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

在實際情境中，操作者的信息輸出形式多種多樣。信息輸出最重要的方式是運動輸出。根據操作活動的形式，人體操作活動可分為以下六種：（1）定位運動（2）重復運動（3）連續(xù)運動（4）逐次運動（5）序列運動（6）靜態(tài)調節(jié)運動上述各種運動形式，經常按一定的關系鏈并行或連續(xù)出現，例如，靜態(tài)調節(jié)運動與其他各種運動同時存在；連續(xù)運動與操作運動穿插進行，重復運動往往在序列運動中出現等。1、操作運動類型第99頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月2、操作運動的速度反應時的概念：一般將外界刺激出現到操作者根據刺激信息完成反應之間的時間間隔稱為反應時。這個時間包括兩部分：第一部分是從刺激開始到反應開始之間的時間，稱之為反應潛伏期；第二部分是從反應開始到反應完成的時間，稱為運動時間。反應不能在給予刺激的同時立即發(fā)生，而是有一個反應過程。

（1）反應時人的信息輸出速度一般用反應時間來測量。反應過程包括刺激使感覺器官產生活動，經由神經傳遞至大腦，經過加工處理，再從大腦傳給肌肉，肌肉收縮后作用于外界的某種客體。第100頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月反應時

心理學研究發(fā)現，反應時即為感官接收信息到發(fā)生反應的各信息處理階段所耗費的時間的總和，其中包括：感受器將刺激轉化為神經沖動需要1－38毫秒，將神經沖動傳至大腦等神經中樞需要2－100毫秒，神經中樞進行信息處理需要70－300毫秒，傳出神經將沖動傳導至肌肉需要10－20毫秒，肌肉潛伏期和激發(fā)肌肉收縮需要30－70毫秒。上述各段時間的總和113－528毫秒即為反應時間。顯然，神經中樞的加工過程所耗費的時間為反應時的主要組成部分。第101頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月反應時反應時是人因工程學在研究和應用中經常使用的一種重要的心理特征指標。人的信息處理過程大部分活動是在體內潛伏進行的，難以對信息接受、加工和傳遞各個階段精確地進行實驗測定。因此，在實踐中往往利用反應時指標來近似說明人對信息處理過程的效率及影響因素。第102頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月簡單反應時與選擇反應時間簡單反應時：如果呈現的刺激只有一個，被試只在刺激出現時做出特定的反應，這時獲得的反應時間稱為簡單反應時。

選擇反應時：有多種不同的刺激信號，刺激與反應之間表現為一一對應的前提下，呈現不同刺激時，要求做出不同的反應，這時獲得的反應時稱為選擇反應時。

第103頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

各種感覺通道的反應時

不同的感覺通道受刺激的反應時明顯不同。各種感覺通道的簡單反應時.

各種感覺通道的簡單反應時感覺通道反應時/ms感覺通道反應時/ms觸覺

117～182溫覺180～240聽覺120～182

嗅覺210～390視覺

150～225痛覺400～1000

冷覺

150～230

味覺308～1082

第104頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月影響反應時的因素1.刺激信號性質的影響：1)刺激的強度。2)刺激的空間特性。3)刺激的持續(xù)時間。4)刺激的清晰度。

2.人的機體狀態(tài)的影響：1)機體對環(huán)境條件的適應狀態(tài)。2)精神準備程度。3)年齡因素。

第105頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月影響選擇反應時的因素

影響選擇反應時的因素，除上述討論的各種因素外，還有如下一些因素有特別重要意義。(1)刺激物數量的影響。

(2)刺激物間差別的影響。

(3)作業(yè)時間長短的影響。

(4)信號間隔與發(fā)生頻度的影響。第106頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月

運動時間為運動開始至運動結束所耗費的時間，即完成反應動作的時間。運動時間隨運動的距離與方式而改變。一般完成控制操作最少需要300ms，因此，從刺激呈現到反應動作完成最少需300ms，加上反應時間200ms共計500ms。在沒有任何預先警告的情況下，反應時間加運動時間一般為0.7-1秒，人對特別例外的事件的運動反應時間甚至可高達數秒。（2）運動時間第107頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）定位運動的速度運動速度可用完成運動時間表示。美國人因工程專家費茲（Fitts）經過研究發(fā)現人的手定位速度與目標距離以及目標的寬度相關，并有一定的規(guī)律，可用下式表示：

MT=a+b×log2(2D/W)

式中，MT代表運動時間；D代表定位運動距離；W代表定位目標寬度；a,b是兩個系數。

這就是人因工程中非常著名的Fitts定律，它表明定位運動時間隨目標距離的增加而增加；隨目標寬度的增加而縮短。第108頁，課件共118頁，創(chuàng)作于2023年2月Fitts定律它不僅適用于手的定位運動，也適用于腳的