Название: Вопросно-ответное программирование человеко-компьютерной деятельности( Соснин П.И.)

Жанр: Информационные системы и технологии

Просмотров: 1878


1.5. процессорные модели человека

1.5.1. Модели человека-оператораЕсли у каждого человека имеются умения и навыки естественного программирования, значит, каждый человек обладает и комплексом средств (способностей) исполнения программ, создаваемых с помощью естественного программирования.Для того чтобы разобраться с тем, что из себя представляет такой комплекс и как происходит его «функционирование», следует строить подходящие модели, наблюдая за активностью человека, решающего задачи и повторяющего решения задач в той или иной деятельности.

Модели    человека,    решающего    задачи,    в    том    числе и повторно, входят в область интересов многих наук, в числе которых (и на первом месте) психология.Для деятельностной практики особый интерес представляют модели человека-оператора, который на базе оперативной информации, поступающей из его окружения, в том числе от специальных приборов, исполняет (в реальном времени) профессиональные прецеденты или участвует в таких работах совместно с другими лицами.Подробный     обзор     моделей     человека-оператора    представлен в   публикации   [44],   в   которой   раскрываются  различные   подходы к  моделированию  оператора,  и  демонстрируются  различные  модели, в том числе и те, которые нашли применение на практике. Особое внимание в [44] уделяется моделям оператора, учитывающим его действия в условиях ограничений реального времени.Одной из моделей человека-оператора, представляющих интерес для человеко-компьютерной деятельности и для содержания монографии, является модель человека как процессора, обрабатывающего информацию [41], получившая название GOMS (Goals, Operators, Methods, and Selection rules).С момента создания первой версии этой модели, которую принято называть CMN-GOMS (по инициалам авторов Card, Moran и Newell), предложен и исследован  ряд её модификаций, в число которых входят Keystroke Level Modeling (KLM) [49], Natural GOMS Language (NGOMSL) [50] и Cognitive Perceptual Model (CPM-GOMS) [51]. Образное представление моделей типа GOMS приведено на рис. 1.10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.8. GOMS-модель человека-оператора

 
Рис. 1.10. Процессорная модель человекаВ GOMS-модели структурированы процессорные возможности человека (perceptual processors,  cognitive  processor  и  motor  processor), а  также отражены связи процессоров со  структурированной памятью

человека (working memory и long-term memory). Кроме того   в модели учтены оценки времени, необходимые для выполнения типовых реакций человека, осуществляемых для взаимодействия с информацией и её преобразования в рамках предложенной схемы обработки информации. Обобщённые значения оценок приведены на рис. 1.11.Рис. 1.11. Оценки времени реагированияGOMS-модели находят  применение в  различных прикладных задачах. Модификация GOMS-модели, получившая название Executive- Process/Interactive Control (EPIC), широко используется для создания интерфейсного обеспечения в  системах реального времени,  особенно в   таких   системах,   когда   реакция   человека-оператора   критична. В заимствованных материалах по этим моделям в тексте монографии сохранён английский язык.В структуре модель EPIC, которая    приведена на рис. 1.12, когнитивный процессор организован по образцу экспертной системы, в которой используется интерпретатор продукционных правил, а значит и сама база правил (база знаний экспертной системы, система моделей прецедентов человека).

Рис. 1.12. EPIC-модель человека-оператораМодель EPIC открывает возможность для оценивания времени выполнения последовательности действий, каждое из которых осуществляется       оператором       с       помощью       соответствующих«процессоров».Ориентируясь на модель, последовательности действий оформляют как программы, например, в следующем виде:

Deleting a WordShift-click selectionM P[start of word] K [click]M P[end of word] K [shift]K [click]H [to keyboard] MK [Del]• Total: 3M + 2P + 4K = 7.37 sec• Del key N timesMP [start of word] K [click]H MK [Del]x n [length of word]• Total: 2M + P + H + (n+1)K= 4.44 + 0.28n secВ   представленной   программе   действий   использованы   команды специализированного языка операторы GOMS KLM с оценкой временивыполнения каждого из них.Таблица 1.1

symbol

meaning

nominal time (/ms)

K

keystroke

280

P

point to target

1100

B

press or release mouse button

100

H

“home” hand to keyboard or mouse

400

M

mental act of routine thinking

1200

W(t)

wait for system

varies

Модель EPIC позволяет построить картину происходящего для каждого из действий KLM-программ (рис. 1.13), что способствует построению рациональных интерфейсных решений для взаимодействия оператора с компьютером или компьютеризованной системой.Рис. 1.13. Динамка исполнения действий в EPIC-модели1.5.2. Человеко-компьютерное взаимодействиеИзвестно [47], и этот факт представлен на рис. 1.14, что за опытом человеко-компьютерного взаимодействия стоит очень сложная предметная область, для овладения которой необходима специализированная университетская подготовка.

Использование и контекст

И1. Оргструктура и работа И3. Человеко-машинная адаптация

И2. Предметная областьЧеловек     Компьютер

Обработка информации Техника диалога Компьютерная графика

Язык коммуникация, взаимодействие Эргономика Устройства ввода-вывода Контекст диалога Структура диалога

Техника оценивания Примеры,прототипыПринципы проектирования Техника и средства

Процесс разработкиРис. 1.14. Интересы человеко-компьютерного взаимодействияА значит, рассчитывать на наличие у любого проектировщика опыта специалиста по человеко-компьютерному взаимодействию не реально. Проектировщикам следует создавать условия, позволяющие им обратиться к опыту экспертов по интерфейсам или к моделям этого опыта, что и привело авторов к включению в состав средств, обслуживающих создание интерфейсных прототипов, базы прецедентов с доступом по образцу экспертных систем.Предоставление проектировщику профессиональной и качественной информации об интерфейсных решениях, создаёт условия для программного кодирования интерфейсных прототипов близкого к  их

аналогам, которые будут встроены в созданную АС. Именно по этой причине в разработанный комплекс авторы встроили средства псевдокодового   программирования,   позволяющие   проектировщику, во-первых, создать исполняемую программу прототипа до кодирования составляющих АС, связанных с прототипом, а, во-вторых, существенно облегчают его работу как «программиста», в частности предоставляя ему возможность использования в псевдокодовых программах лексики задачи, для которой разрабатывается интерфейсный прототип.Выводы по первой главе1.  Любая деятельность, в том числе и человеко-компьютерная деятельность, осуществляется на основе подходящих прецедентов, часть из которых извлекается из доступного субъекту опыта, а другая, при необходимости, создаётся в процессе деятельности.2.  Первопричиной  появления  любого  прецедента  является решение соответствующей ему задачи, которое обработано интеллектуально для его повторных использований   в подходящих задачных ситуациях.3.   Интеллектуальное освоение субъектом Sbi   любого прецедента Pj,  независимо  от  того  из  какого  источника  прецедент  Pj   появился (создан субъектом или приобретён им в процессе обучения), приводит к модельным представлениям прецедента Pj, включаемым в опыт субъекта Sbi.4.            Универсальным средством  для  решения задач, приводящихк построению моделей прецедентов, а также для интеллектуального освоения прецедентов и их повторных исполнений на основе моделей прецедентов является естественный язык.5.  Каждый человек беспрерывно решает встающие перед ним задачи, приводящие к построению естественно-языковых моделей прецедентов,  используемых  им  беспрерывно  в  своей  жизни, накапливая в такой деятельности опыт естественного (естественно- языкового) программирования задач.6. Любой прецедент Pj полезно рассматривать с позиций его жизненного цикла, в котором выделяются «этапы жизни», подобные этапам создания природно-искусственных систем, например, автоматизированных систем, использующих программное обеспечение(в тех случаях, когда прецедент относится к классу сложных).

7.   Ориентация        на        жизненный        цикл        прецедентов с заимствованиями из жизненных циклов, используемых в системной и программной инженерии, является богатейшим источником аналогий для создания и использования прецедентов в человеко-компьютерной деятельности.8.  В  программировании  человеко-компьютерной  деятельности нельзя не учитывать то, что в исполнение программ будет вовлечён интеллектуальный процессор, взаимодействующий с компьютерным процессором или их комплексом.9.   Проблемы в  обучении  компьютерному программированию не  в  том,  что  освоение компьютерного программирования   сложно, а в том, что традиционное обучение уходит в «сторону» от естественного программирования и его примеров с прецедентами, привычными обучаемому.10. Обыкновенному         человеку         не         нужны         знания профессионального компьютерного программирования для решения подавляющего большинства его задач.