石河子大学：《人机工程学》课程教学资源（PPT课件）第九章 人的信息处理系统

第九章人的信息处理系统

第九章 人的信息处理系统

第九章 人的信息处理系统 随着科学技术的进步，特别是电子计算机的飞跃发展，人在系 统中的作用发生了根本性的转变。系统中的操作人员正在逐步地从 直接控制人员转变成监视人员和决策者。生产过程中信息在时间和 空间上密集化，对作业者劳动过程产生很大影响，作业者面临着大 量的信息加工要求，必须保持注意力高度集中，并具有较高的反应 速度和准确性。因此，了解人的信息处理系统构成，掌握信息处理过 程和特征不仅对系统设计人员更好的完成系统设计，提高系统效率 有重要作用，同时也是脑力负荷研究的基础

第九章 人的信息处理系统 随着科学技术的进步，特别是电子计算机的飞跃发展，人在系 统中的作用发生了根本性的转变。系统中的操作人员正在逐步地从 直接控制人员转变成监视人员和决策者。生产过程中信息在时间和 空间上密集化，对作业者劳动过程产生很大影响，作业者面临着大 量的信息加工要求，必须保持注意力高度集中，并具有较高的反应 速度和准确性。因此,了解人的信息处理系统构成，掌握信息处理过 程和特征不仅对系统设计人员更好的完成系统设计，提高系统效率 有重要作用，同时也是脑力负荷研究的基础

第一节人的信息处理系统模型 人的信息处理系统结构 为了解释人的认知活动，认知工效学家将人模拟成一个与计 算机类似的信息处理系统。人的信息处理系统的基本组成部分如 图9-1所示。 注意资源 反应 工作记忆 长期记忆 图9-1人的信息处理系统的结构图

为了解释人的认知活动，认知工效学家将人模拟成一个与计 算机类似的信息处理系统。人的信息处理系统的基本组成部分如 图9-1所示。 第一节 人的信息处理系统模型 一、人的信息处理系统结构 图9-1 人的信息处理系统的结构图

第一节人的信息处理系统模型 人的信息处理系统结构 (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

（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。 第一节 人的信息处理系统模型 一、人的信息处理系统结构

第一节人的信息处理系统模型 二、 信息、信息量与信息传递模式 (1)信息。信息是能消除事先不能确定的情况的信号或知识， 它存在于一切事物中，是一种抽象量。 (2)信息量。信息量是人机系统中设计时考虑的重要参数。有 关信息量的计算通常选用对数单位进行度量。 (3)信息传递模式。人机系统中，信息在信息源和信宿（信息接 收者)之间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

第一节 人的信息处理系统模型 二、信息、信息量与信息传递模式 （3）信息传递模式。人机系统中，信息在信息源和信宿（信息接 收者）之间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。 （1）信息。信息是能消除事先不能确定的情况的信号或知识， 它存在于一切事物中，是一种抽象量。 （2）信息量。信息量是人机系统中设计时考虑的重要参数。有 关信息量的计算通常选用对数单位进行度量

第二节感知系统的信息加工 感觉与知觉系统 (一)感觉器官及其信息接收能力 人通过感觉器官获得关于周围环境和自身状态的各种信息。 感觉器官中的感受器是接收刺激的专门装置。 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。其中视觉、听觉和嗅觉接受远距离的刺激。每一种 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。人的感觉和各类感受器的适宜刺激见教材表 9-1

（一）感觉器官及其信息接收能力 人通过感觉器官获得关于周围环境和自身状态的各种信息。 感觉器官中的感受器是接收刺激的专门装置。 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。其中视觉、听觉和嗅觉接受远距离的刺激。每一种 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。人的感觉和各类感受器的适宜刺激见教材表 9-1。 第二节 感知系统的信息加工 一、感觉与知觉系统

第二节感知系统的信息加工 一、 感觉与知觉系统 (一)感觉器官及其信息接收能力 人的感官除了要求“适宜刺激”信号的载体外，感官对信 息载体的能量要求也有一定的限度。感官的这种对信号刺激能量 范围要求称为该感官的绝对感觉阈限。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限下限值。教材 表9-2为几种主要感觉器官的刺激阈限。 当信号刺激的能量分布落在绝对感觉阈限的上下限之间时， 人不仅可觉察到信号的存在，还能觉察到信号刺激的能量分布差 异。引起差别感觉的刺激间的最小差别称为差别感觉阈限，对最 小差别量的感受能力叫差别感受性。差别感受性与差别感觉阈限 成反比，两者之比是一个常数。这一关系称为韦伯定律

（一）感觉器官及其信息接收能力 第二节 感知系统的信息加工 一、感觉与知觉系统 人的感官除了要求“适宜刺激”信号的载体外，感官对信 息载体的能量要求也有一定的限度。感官的这种对信号刺激能量 范围要求称为该感官的绝对感觉阈限。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限下限值。教材 表9-2为几种主要感觉器官的刺激阈限。 当信号刺激的能量分布落在绝对感觉阈限的上下限之间时， 人不仅可觉察到信号的存在，还能觉察到信号刺激的能量分布差 异。引起差别感觉的刺激间的最小差别称为差别感觉阈限，对最 小差别量的感受能力叫差别感受性。差别感受性与差别感觉阈限 成反比，两者之比是一个常数。这一关系称为韦伯定律

第二节感知系统的信息加工 感觉与知觉系统 (二)知觉 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。 知觉以感觉作基础，是现实刺激和已储存的知识经验的相互作用 的结果，是一种主动的和富有选择性的构造过程。 知觉作为一种活动过程，包含了互相联系的几种作用：觉 察、分辨和确认。在知觉过程中，人对事物的觉察、分辨和确认 的阈限值是不一样的。如果说人们觉察一个物体比较容易，那么 要确认这个物体就要困难得多，需要的加工时间也较长

（二）知觉 第二节 感知系统的信息加工 一、感觉与知觉系统 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。 知觉以感觉作基础，是现实刺激和已储存的知识经验的相互作用 的结果，是一种主动的和富有选择性的构造过程。 知觉作为一种活动过程，包含了互相联系的几种作用：觉 察、分辨和确认。在知觉过程中，人对事物的觉察、分辨和确认 的阈限值是不一样的。如果说人们觉察一个物体比较容易，那么 要确认这个物体就要困难得多，需要的加工时间也较长

第二节感知系统的信息加工 感知过程中的信息存储 (1)感觉储存。感觉储存又称感觉记忆或瞬时记忆。它是 外界输入刺激后人对信息加工的第一个模块，感觉记忆的储存 时间大约为0.25s~2s。 (2)感觉储存的编码。感觉储存编码形式主要依赖于信息 的物理特征，因而具有鲜明的形象性。 (3)感觉储存和工作记忆的交互作用。工作记忆是感觉记 忆和长时记忆的中间阶段，即输入信息经过再编码，使其容量 扩大。 (4)感知映象的衰退和储存容量。感知记忆（包括视觉映 象和听觉映象)随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中 残存的信息数量随时间的消逝而遵循指数曲线规律迅速下降

第二节 感知系统的信息加工 二、感知过程中的信息存储 （1）感觉储存。感觉储存又称感觉记忆或瞬时记忆。它是 外界输入刺激后人对信息加工的第一个模块，感觉记忆的储存 时间大约为0.25 s～2 s。 （2）感觉储存的编码。感觉储存编码形式主要依赖于信息 的物理特征，因而具有鲜明的形象性。 （3）感觉储存和工作记忆的交互作用。工作记忆是感觉记 忆和长时记忆的中间阶段，即输入信息经过再编码，使其容量 扩大。 （4）感知映象的衰退和储存容量。 感知记忆(包括视觉映 象和听觉映象)随时间消逝而衰退。实验研究表明，感知记忆中 残存的信息数量随时间的消逝而遵循指数曲线规律迅速下降

第二节感知系统的信息加工 三、 感知系统的信息加工 (一)信息加工方式 人的知识经验和现实刺激是产生知觉所必需的。人的知觉过程所 包含的信息加工方式主要体现为自下而上的加工和自上而下的加工两 种方式。 (1)自下而上的加工。指由外部刺激开始的加工，通常指先对较 小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连 续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。 (2)自上而下加工。是由有关知觉对象的一般知识开始的加工。 由此可以形成期望或对知觉对象的假设。 一般说来，在人的知觉活动中，非感觉信息越多，他们所需要的 感觉信息就越少，因而自上而下的加工占优势；相反，非感觉信息越 少，就需要越多的感觉信息，因而自下而上的加工占优势

第二节 感知系统的信息加工 三、感知系统的信息加工 人的知识经验和现实刺激是产生知觉所必需的。人的知觉过程所 包含的信息加工方式主要体现为自下而上的加工和自上而下的加工两 种方式。 （1）自下而上的加工。指由外部刺激开始的加工，通常指先对较 小的知觉单元进行分析，然后再转向较大的知觉单元，经过一系列连 续阶段的加工而达到对感觉刺激的解释。 （2）自上而下加工。是由有关知觉对象的一般知识开始的加工。 由此可以形成期望或对知觉对象的假设。 一般说来，在人的知觉活动中，非感觉信息越多，他们所需要的 感觉信息就越少，因而自上而下的加工占优势；相反，非感觉信息越 少，就需要越多的感觉信息，因而自下而上的加工占优势。 （一）信息加工方式