МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПЕРАТОРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СИСТЕМАХ «ЧЕЛОВЕК — ЭВМ»

Забродин Ю. М., Николаев С. А., Хомяков В. П.

Психологический журнал 1985, Том 6 № 1. С.60-69

 

 1. ВВЕДЕНИЕ

 В настоящее время наблюдается тенденция ко все более широкому внедрению автоматизированных систем управления (АСУ), сбора и обработки информации, создаваемых на базе вычислительных комплексов — систем «человек — ЭВМ». В связи с этим особую актуальность приобретает проблема развития и конкретизации основных положений теории и методологии инженерной психологии, направленных на совершенствование методов инженерно-психологического проектирования (ИПП) подобных систем.

Основные задачи и этапы ИПП описаны в работах [3, 6, 10]. Их решение требует использования различных методов, в том числе методов математического моделирования деятельности человека-оператора для проведения количественной оценки показателей ее эффективности. Поэтому применение математических моделей особенно целесообразно на ранних стадиях проектирования, когда использование других средств не оправдано или невозможно.

Наиболее перспективным направлением является создание типовых моделей операторской деятельности [9], которые не только позволяют описывать деятельность в одной конкретной системе, но и обеспечивают такое описание для целого класса систем. Применение таких моделей в процессе ИПП сокращает трудозатраты и сроки проектирования системы.

Настоящая работа посвящена описанию основных этапов разработки типовых моделей на примере результатов, полученных при моделировании деятельности по вводу или подготовке данных с помощью алфавитно-цифровых видеотерминалов. Этот вид деятельности является характерным для всех современных систем «человек — ЭВМ». От качества ее выполнения зависит своевременность поступления и достоверность вводимых в систему данных. В частности, в работе [12] приводятся статистические данные, из которых следует, что около 80% сбоев и отказов в работе систем «человек — ЭВМ» связано с ошибочностью или несвоевременностью действий оператора по вводу информации. Поэтому была поставлена задача разработки типовой модели такой деятельности, позволяющей оценивать качество ее выполнения по показателям безошибочности и быстродействия.

Разработка типовых моделей операторской деятельности предъявляет самые высокие требования к ее психологическому анализу. Дело

 

 


Стр.61 

заключается в том, что типовая модель должна обеспечивать заданную точность результатов моделирования во всем диапазоне возможного изменения параметров и факторов, влияющих на показатели, оцениваемые с ее помощью. Результаты многочисленных психологических и инженерно-психологических исследований, посвященных математическому моделированию деятельности (например, [4—7, 10]), свидетельствуют, что данное требование к точности может быть выполнено только при соответствии структуры модели структуре деятельности. Последняя является результатом психологического анализа.

Проблема психологического анализа деятельности неоднократно являлась предметом теоретических и прикладных исследований. В работе [6] подробно рассмотрены особенности различных подходов к ее решению, выявлены их положительные и негативные аспекты в системе категорий описаний. В частности, указывается на большую конструктивность категории задачи по отношению к таким категориям, как деятельность, общение, отражение, познание, регуляция и т. п., если они берутся изолированно.

Данная категория отражает целостный элемент деятельности, определяемый функциональной замкнутостью и временной ограниченностью. Первое подразумевает определенность исходных условий, цели и конечного результата; второе — ограниченность моментами времени постановки (формулирования) задачи и получения решения.

В то же время категория «задача» позволяет учитывать особенности формирования иерархии целей решения, выбор стратегии и т. п. Это означает, что данная категория «открыта» для учета личностных особенностей субъекта в процессе психологического анализа деятельности.

Дальнейшим развитием и конкретизацией такого подхода является введение понятия «подзадача». Это понятие отражает элемент структуры задачи, соответствующей иерархии целей решения. С его введением появляется возможность расчленения деятельности на совокупность задач и подзадач, изучения целеобразования и мотивации, анализа индивидуальных стратегий и реализации эквифинальности деятельности (достижения цели различными средствами и стратегиями).

Данный подход особенно эффективен в применении к анализу операторской деятельности в системах «человек — ЭВМ». Основной особенностью функционирования технической части в них является дискретность процессов переработки информации. Поэтому деятельность чело-века-оператора в таких системах предполагает структурирование решаемых задач и дискретность выбора режима обработки информации. Следовательно, применение указанного подхода позволяет выделить целостные элементы, представляющие собой замкнутые структуры и включающие как субъекта, так и техническую часть. При этом реализуется системность анализа и повышаются его качества.

Совместное рассмотрение подхода к анализу деятельности, сформулированного в [6], и условия подобия структур модели и деятельности, отмеченного выше, логически приводят к необходимости обеспечения соответствия структуры модели структуре деятельности на уровне задач и структуре каждой задачи на уровне подзадач. Возможность выделения целостных элементов деятельности позволяет разрабатывать математические модели подзадач, описывать связи и отношения между ними. В свою очередь, описание задач и отношений между ними представляет собой модель деятельности. Таким образом, применение рассматриваемого подхода в процессе разработки математических моделей деятельности приводит к формулированию понятия внутренних (вложенных) математических моделей. Создание таких моделей обеспечивает подобие структур; вместе с тем выделение в процессе психологического анализа типовых задач и подзадач дает возможность разработки типовых моделей, соответствующих данному условию.

 

 


Стр.62 

 2. ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ РАЗРАБОТКИ ТИПОВЫХ МОДЕЛЕЙ

Разработка типовых моделей операторской деятельности включает следующие этапы: психологический анализ деятельности, направленный на выявление ее структуры; анализ факторов, влияющих на показатели, оцениваемые с помощью модели, с целью выбора тех, которые целесообразно учитывать; формулирование допущений и выбор метода описания деятельности; разработку внутренних моделей в соответствии с методом описания, сделанными допущениями и выявленной структурой; описание связей между внутренними моделями и деятельностью в целом.

2.1. Психологический анализ деятельности. Наиболее общая структура деятельности представлена в работах [6, 10, 13]. В работе [6], кроме того, приведена структура идеальной модели, которая позволяет осуществлять формальное описание в соответствии с подходом, рассмотренным во введении. Поэтому в качестве методической основы данного этапа разработки типовых моделей операторской деятельности предлагается использовать подход с позиций категорий «задача» и «подзадача», структурную схему идеальной модели [6] и описание основных этапов деятельности [10, 13].

Основные этапы деятельности человека-оператора состоят в следующем: прием информации и формирование перцептивного образа; оценка и переработка информации, завершающаяся формированием оперативного образа; принятие решения, состоящее в формировании последовательности целесообразных действий; реализация принятого решения за счет выработки необходимых реакций.

Структурная схема, предложенная в работе [6], полностью соответствует перечисленным этапам. Основное ее достоинство состоит в возможности формального описания с помощью операторов отображения, правил и критериев решения, включенных в эту схему. При наличии такого описания возможно выявление свойств отмеченных элементов, которые могут быть описаны внутренними моделями.

Перед оператором, осуществляющим ввод информации с помощью алфавитно-цифрового видеотерминала, стоит задача переноса данных с одного носителя на другой. Исходным носителем является входной документ, вторым — машинный носитель (магнитные ленты, диски и т. п.). Решая последовательность таких задач, оператор достигает цели деятельности — переноса всего потока информации, содержащегося во входных документах. Таким образом, структура деятельности на данном уровне рассмотрения представляет собой временную последовательность задач, каждая из которых заключается в переносе информации по одному входному документу.

При решении подобной задачи существенным является ограниченность объема оперативной памяти человека. Дело заключается в том, что оператор не может удерживать в оперативной памяти весь объем информации, содержащейся во входном документе. Поэтому перенос этой информации осуществляется частями. Кроме того, оператор производит визуальный контроль безошибочности вводимой информации по экрану видеотерминала и исправляет обнаруженные ошибки. Следовательно, решение каждой из задач представляет собой последовательность подзадач трех типов: 1) перенос части информации, содержащейся в одном входном документе; 2) визуальный контроль безошибочности вводимой информации; 3) исправление обнаруженных ошибок.

Подзадача 3 решается только в случае, когда при решении подзадачи 2 обнаруживаются ошибки.

Решение подзадачи 1 состоит в следующем:

1.1. Восприятие части информации, содержащейся во входном документе, и формирование перцептивного образа.

1.2. Концептуальная обработка информации, представляющая собой формирование оперативного образа, содержание воспринятой части информации и хранение его в оперативной памяти.

1.3. Принятие решения, заключающееся в формировании программы управляющих действий.

1.4. Реализация принятого решения—-выполнение моторных актов по воздействию на клавиатуру видеотерминала.

Последовательное решение перечисленных подзадач позволяет достигнуть цели подзадачи 1.

 

 


Стр.63 

Решение подзадачи 2 включает в себя сопоставление информации, воспроизводимой -на экране видеотерминала, с оперативным образом, сформированным при решении подзадачи 1.2, и выработку решения о необходимости исправления ошибок. Таким образом, подзадача 2 рассматривается как последовательное решение следующих подзадач:

2.1. Восприятие отображенной на экране видеотерминала информации.

2.2. Формирование образа воспринятой информации.

2.3. Сопоставление образа, хранящегося в оперативной памяти, с образом отображенной информации и принятие решения об отсутствии (наличии) ошибок.

Результат решения подзадачи 2 является условием постановки подзадачи 3. Она представляет собой последовательное решение следующих подзадач:

3.1. Формирование программы управляющих действий по исправлению ошибок.

3.2. Реализация управляющих действий.

Здесь следует заметить, что в случае, когда оператор обнаруживает ошибку, подзадачи 2 и 3 целесообразно рассматривать как одну подзадачу. Этот вывод следует из описания структур отмеченных подзадач. Поэтому в дальнейшем данные элементы структуры задачи будут рассматриваться с учетом сделанного замечания.

Следующее замечание касается подзадачи 1.4. Ее структура в общем случае включает два элемента:

1.4.1. Визуальный поиск требуемой клавиши.

1.4.2. Элементарный моторный акт (нажатие клавиши).

Следующим этапом психологического анализа деятельности является рассмотрение отношений между элементами ее структуры. Это — связь между подзадачами и задачами. Подобные связи соответствуют операторам отображения, правилам и критериям, описанным в работе [6]. Дополнительного рассмотрения требуют связи между элементами 3.2 и 1.1; 2.3 и 1.1; 1.3 и 1.4; 1.3 и 1.4.2; 2.3 и задача +1; 3.2 и задача +1; 1.4.2. и 2.1.

Особенность связей 1.4.2 и 2.1; 1.3 и 1.4.1; 1.3 и 1.4.2; 3.2 и 1.1; 2.3 и 1.1 заключается в том, что они отображают переключение внимания оператора. В частности, 1.4.2 и 2.1 —переключение внимания с выполнения моторных актов на визуальный контроль безошибочности; 3.2 и 1.1 — переключение внимания с исправления ошибки на восприятие исходной информации (входного документа); 2.3 и 1.1 — переключение внимания с визуального контроля безошибочности на восприятие исходной информации; 1.3 и 1.4.1 — переключение внимания с формирования программы управляющих действий на визуальный поиск по клавиатуре; 1.3 и 1.4.2 — переключение внимания с формирования программы управляющих действий на выполнение моторных актов.

Связи 2.3 и задача +1; 3.2 и задача +1 представляют собой подготовку к вводу информации по очередному входному документу.

Таким образом, в результате психологического анализа деятельности выявлена ее структура. Из описания элементов и связей этой структуры следует, что можно выделить их основные виды, характерные для данной деятельности: восприятие исходной информации, визуальный поиск по клавиатуре, переключение внимания, однократное нажатие клавиши (элементарный моторный акт), исправление ошибки, визуальный контроль безошибочности.

2.2. Анализ факторов, влияющих на моделируемые показатели. Одна из возможных классификаций факторов, влияющих на показатели безошибочности и быстродействия операторской деятельности, представлена в работе [10, 13]. Полностью они учитываются при проведении всех мероприятий ИПП на различных стадиях проектирования. На ранних же стадиях проектирования целесообразно учитывать лишь некоторые из них. Связано это с тем, что при разработке эскизного и технического проектов многие из перечисленных факторов не определены.

Особенности динамики состояния операторов подготовки и ввода данных (в дальнейшем просто операторов) могут быть определены только на стадии рабочего проектирования, когда окончательно формулируются требования профессионального отбора.

Условия обитаемости и объективные условия деятельности определяются в процессе рабочего проектирования, в частности при разработке проекта рабочего места. На этой же стадии определяется потребность в средствах контроля деятельности.

Вследствие вышеуказанного из всего множества «человеческих» факторов потребовалось выбрать те, которые наиболее значимы в рассматриваемой деятельности и могут учитываться на ранних стадиях проектирования с помощью математической модели. К таким факторам прежде всего относится уровень квалификации. Он во многом определяет значение указанных показателей безошибочности и быстродействия. Следовательно, учет его при разработке математической модели позво-

 

 


Стр.64 

ляет обеспечить удовлетворительную достоверность результатов моделирования. В то же время выявление и описание такой связи дает возможность определить требования к квалификации операторов и оценить целесообразность проведения предварительного обучения. Поэтому сделан вывод о необходимости учета данного фактора при разработке модели.

Особенности организации деятельности включают в себя режимы работы и отдыха операторов, организацию групповой деятельности и т. п. В соответствии с данными [2, 13] эти факторы также оказывают значительное влияние на показатели безошибочности и быстродействия. Вместе с тем цель использования модели как раз и заключается в выборе такого варианта организации деятельности, который обеспечил бы выполнение требований, предъявляемых к автоматизированной системе. Следовательно, факторы, относящиеся к этой группе, необходимо учитывать при разработке модели.

Факторы, характеризующие организацию рабочего места, влияют на временные и точностные характеристики решения некоторых подзадач структуры деятельности по вводу данных. Это касается особенностей расположения органов управления, средств отображения информации и т. п. Следовательно, необходимость повышения достоверности результатов моделирования логически приводит к требованию учета такого влияния.

Параметры потоков информации (интенсивность, особенности структуры входных документов и др.) также влияют на показатели безошибочности и быстродействия. Вместе с тем для систем, создаваемых на базе ЭВМ, они изменяются в довольно широком диапазоне. Следовательно, учет факторов этой группы является обязательным на ранних стадиях проектирования. В противном случае невозможно обеспечить требуемую точность результатов моделирования.

Разрабатываемая модель должна учитывать влияние таких факторов, как уровень квалификации, особенности организации деятельности и рабочего места, параметры потоков информации.

2.3. Формулирование допущений и выбор метода описания деятельности. Необходимость формулирования допущений вызвана тем, что в процессе разработки математической модели деятельности учитываются лишь некоторые свойства элементов и связей, выделенных в процессе психологического анализа. Выбор этих свойств производится на основании результатов анализа факторов, влияющих на моделируемые показатели, и в соответствии с содержанием этих показателей.

Первое допущение касается определения объема информации, переносимой оператором в процессе решения подзадачи 1. Этот объем зависит от особенностей динамики образа восприятия части информации и уровня квалификации. Указанный образ с течением времени распадается. Вместе с тем время, в течение которого оператор должен использовать этот образ, зависит от уровня квалификации. В частности, эта связь выражается в том, что перед выполнением моторного акта оператор осуществляет визуальный поиск требуемой клавиши. В процессе обучения у него формируется концептуальная модель, позволяющая производить выбор клавиши без визуального поиска. Таким образом, время решения подзадачи 1.4 уменьшается за счет того, что реже решается подзадача 1.4.1. В идеальном случае решение подзадачи 1.4 сводится к подзадаче 1.4.2.

С позиций поставленной задачи интерес представляет не динамика образа воспринятой части информации, а конечный объем информации, сохраненной в оперативной памяти к моменту завершения подзадачи 1. Поэтому было сформулировано допущение в соответствии с которым а) оператор низкой квалификации (не имеющей навыков выполнения данной деятельности) осуществляет перенос информации пословно и производит визуальный поиск перед каждым моторным актом; б) оператор средней квалификации (обученный специальным образом, но не имеющий практического опыта работы) осуществляет перенос информации по два слова и производит визуальный поиск в 50% случаев по сравнению с предыдущим; в) оператор высокой квалификации (имеющий практический опыт работы) осуществляет перенос по три слова и не производит визуального поиска.

 

 


Стр.65 

Рассмотрение трех уровней квалификации связано с тем, что ввод информации не всегда бывает основным содержанием операторской деятельности в системе «человек — ЭВМ». Поэтому вывод о необходимости предварительного обучения навыку ввода информации не всегда очевиден и требует оценки затрат времени.

Используемое понятие «слово» отличается от общепринятого. Оно отражает набор символов, несущих единую семантическую нагрузку. Это может быть слово естественного языка, какой-либо номер или другой реквизит входного документа.

Второе допущение касается определения понятия «ошибка». Классификации ошибок, возможных в деятельности по вводу информации, представлены в работах [1, 16]. Они включают различные признаки ошибочных результатов деятельности.

Разработчиков технической части на ранних стадиях проектирования, как правило, интересуют не виды ошибок, а их общее количество. Вместе с тем любой вид ошибок, описанных в [16, 17], является следствием ошибочного решения одной из подзадач. Поэтому в процессе разработки модели не предполагалось учитывать различие видов ошибок, оценивалось лишь их общее количество. Исправление ошибки в такой деятельности представляет собой достаточно простую подзадачу. Предполагается, что обнаруженная ошибка исправляется с первой попытки.

Рассматриваемая деятельность представляет собой последовательное решение подзадач. Для описания таких видов деятельности в инженерной психологии разработаны алгоритмические модели (см., например, [8]). Они основаны на гипотезе о том, что деятельность осуществляется по определенным правилам-алгоритмам. В качестве составляющих алгоритма обычно выбирают действия и/или операции. Подобное допущение является существенным недостатком данных моделей, так как затрудняет учет особенностей стратегий деятельности. Однако проведение психологического анализа с позиций категории «задача» позволяет применять алгоритмические методы и избежать указанного недостатка. Они были выбраны в качестве основного метода описания рассматриваемой деятельности.

2.4. Разработка внутренних моделей. Внутренние модели представляют собой описание элементов и связей структуры деятельности, выявленных в процессе ее психологического анализа. Они могут разрабатываться на основании экспериментального исследования особенностей решения различных подзадач и реализации связей между ними. Применительно к деятельности по вводу информации внутренними моделями являются данные, отражающие безошибочность и быстродействие решения подзадач и реализации связей, входящих в структуру данной деятельности. Основные виды этих элементов структуры выделены в результате психологического анализа (см. пункт 2.1). В работах [2, 4, 13] представлены экспериментальные данные и модели, позволяющие оценивать безошибочность и быстродействие по показателям β— вероятность ошибочного решения и tj — среднее время решения. Эти данные сведены в табл. 1.

Данные табл. 1 представляют собой результаты экспериментальных исследований особенностей решения выделенных подзадач. Они позволяют производить оценку качества решения этих подзадач по указанным значениям и могут рассматриваться как внутренние модели или их обобщенные характеристики. Получение подобных показателей, характеризующих качество деятельности, требует введения дополнительных параметров. Эти параметры необходимы для определения среднего количества подзадач того или другого вида, решаемых оператором при выполнении деятельности в целом. Такие параметры были обозначены n, где j — индекс, соответствующий позиции в табл. 1.

В соответствии с принятыми допущениями для оператора низкой квалификации характерно то, что перед нажатием клавиши он всегда осуществляет ее визуальный поиск. Следовательно, в этом случае среднее количество подзадач по визуальному поиску равно аналогичному параметру подзадачи по однократному нажатию (элементарный моторный акт):

n2=n                                                                                                            (1)

Для случая средней квалификации

n2=0,5n                                                                                                           (2)

Для высокой квалификации

п2= 0                                                                                                        (3)

 

В свою очередь, среднее число элементов структуры деятельности, обозначенных как элементарный моторный акт, определяется объемом входного документа и количеством таких актов, требующихся для исправления ошибки:

n4 = n41 +n42 ,                                                                                                                              (4)

 

где n41 — среднее количество алфавитно-цифровых символов (включая пробелы) в од-

 

 

 


Стр.66 

 Таблица 1

Параметры модели деятельности оператора по вводу информации в системе «человек — ЭВМ»

 

 

 

 

 

 

ном входном документе; n42  — среднее количество моторных актов, необходимых для исправления ошибки.

 Порядок определения n42 описан ниже. 

Среднее количество элементов, состоящих в восприятии исходной информации, рассчитывается в соответствии с принятыми допущениями:

n= n11 + (n12 / ε) ,                                                                                                        (5)

где n11 — среднее количество слов входного документа, не имеющих семантической связи; n12 — среднее количество слов входного документа, связанных семантически; ε — параметр, выбираемый в соответствии с уровнем квалификации (для средней — ε = 2, для высокой — ε = 3, для низкой ε = 1).

Число элементов, связанных с переключением внимания (перемещение взора) определяется количеством переходов от восприятия исходной информации к визуальному поиску по клавиатуре, от визуального поиска к визуальному контролю безошибочности и от визуального контроля к восприятию исходной информаций. Поэтому данный параметр рассчитывается следующим образом:

nз = n1+n2+n6 .                                                                                                           (6)

Визуальный контроль безошибочности производится после завершения подзадачи 1. Поэтому справедливо соотношение

n= n.                                                                                                                      (7)

 

С учетом вывода о нецелесообразности классификации типов ошибок при разработке данной модели, в качестве показателя безошибочности может быть использовано среднее количество ошибок, допущенных при вводе информации по одному входному документу. Оно определяется следующим образом:

N = N— N,                                                                                                              (8)

 

где N — среднее количество ошибок, допущенных при вводе информации по одному входному документу; N1 — среднее количество ошибок, допущенных при решении подзадач 1, входящих в задачу i ;  N2 — среднее количество ошибок, выявленных при решении подзадач 2 и исправленных при решении подзадач 3.

Рассматриваемый вид деятельности может включать ошибки при выполнении элементов = 1, 2, 4. Поэтому значение N1 — может быть определено из выражения:

 

N1 = nj β; j = 1;2;4                                                                                                        (9)

 

Количество ошибок, обнаруженных оператором при визуальном контроле, может быть оценено в соответствии со следующей зависимостью:

 

N= ( 1 — β) N1 .                                                                                                      (10)

 

 


Стр.67 

 Выражения (8—10) можно упростить, приведя их к следующему виду:

 N =β6 nβ;  j = 1;2;4                                                                                         (11)

Среднее время выполнения операций по вводу информации, содержащейся в одном входном документе, определяется как сумма времен, затраченных на выполнение отдельных операций:

T1 = ∑ nj1j ,                                                                                                 (12)

где T— среднее время выполнения действий по вводу или подготовке данных для одного входного документа.

 В выражениях (9) и (12) неопределенным является параметр n5 (среднее количество операций по исправлению ошибок). Значение этого параметра может быть определено через величину N:

n= N.                                                                                              (13)

При использовании зависимости (13) следует иметь в виду, что она дает возможность для оценки только «чистого» времени ввода или подготовки данных, без учета дополнительных затрат времени. Эти дополнительные затрат  вызваны некоторыми особенностями организации деятельности подобного типа.

Затраты времени на ввод или подготовку данных по всему потоку входных документов могут быть определены следующей зависимостью:

T = LγT,                                                                                                 (14)

где Т — полное время ввода или подготовки данных по всему потоку входных документов: L — средняя интенсивность потока входных документов (количество документов в день); γ — специальный коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени (рекомендуемое значение составляет 1,4 [10, 13]).

Таким образом, разработанные внутренние модели позволяют описывать рассматриваемую деятельность и производить оценку качества ее выполнения по двум показателям: времени и среднему количеству ошибок, допущенных при вводе информации по одному входному документу.

 

3. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ МОДЕЛИ

В работе [17] описаны результаты экспериментального исследования деятельности операторов подготовки данных. Оно представляет собой анализ обширного статистического материала, отражающего показатели качества деятельности по вводу информации. В общей сложности было обследовано более 1000 операторов в 20 различных организациях. В итоге было определено среднее количество входных документов, обрабатываемых оператором в течение рабочего дня. В зависимости от уровня квалификации оно составило от 2500 до 6500 документов в день. Кроме того, был определен средний процент ошибок, допускаемых при подготовке данных. Для высокой квалификации этот показатель составил 0,0047%; Для операторов, не имеющих опыта практической работы, — 0,015%. Указанные экспериментальные данные в нашей терминологии соответствуют среднему и высокому уровням квалификации операторов, на которые рассчитана разработанная модель.

Для сопоставления результатов моделирования с экспериментальными данными первые были преобразованы. В частности, рассчитывалось значение параметра по условию Т = 8 ч (см. зависимость (12)). Средний процент ошибок определялся как значение показателя N в одном входном документе. Параметры модели nj были рассчитаны, исходя из описания условий деятельности по вводу информации, которым соответствуют данные работы [17].

Далее были получены значения показателей эффективности: для средней квалификации N = 0,0019, L = 2311; для высокой квалификации N = 0,0008, L = 6233.

На основании данных о значении показателя N были произведены оценки среднего процента ошибок, которые составили для средней квалификации 0,0135%, для высокой — 0,057%.

 

 


Стр.68 

 Таблица 2                                                                                                                                                                                                                                             Таблица 3

Оценки точности модели для двух уровней                                                                                                                                                                                    Оценка  точности модели для двух
квалификации, %                                                                                                                                                                                                                                                     уровней квалификации, %

 

 

 

 

 

 

Расхождения результатов моделирования с экспериментальными данными (ошибка моделирования), оцененные в процентах, представлены в табл. 2. Из нее следует, что ошибка моделирования составляет от 4,1 до 21%. Это является вполне приемлемым для ранних стадий проектирования автоматизированных систем.

В работе [15] описаны результаты исследования деятельности, подобной рассматриваемой. В частности, в ней представлены данные, отражающие время выполнения деятельности по вводу информации при решении оператором задач — добавления 5-символьного слова к 4-символьному (A1) и перемещения предложения, занимающего две строки (160 символов), в конец параграфа (A2).

Представленные в работе [15] экспериментальные данные позволяют оценить достоверности модели для двух уровней квалификации: средней и высокой. Оценка достоверности производилась посредством определения ошибки моделирования аналогично предыдущему случаю. Параметры модели были рассчитаны, исходя из условий деятельности по вводу информации, которым соответствуют данные работы [15].

Затем были определены значения показателей эффективности деятельности (N и T1) и ошибки моделирования. Значения последней представлены в табл. 3.

Из табл. 3 следует, что ошибка моделирования составляет от 5,2 до 17,2%. Это является вполне приемлемым для ранних стадий проектирования.

 

4. ВЫВОДЫ

Основной вывод, вытекающий из представленных результатов теоретического и экспериментального исследований, состоит в следующем. Проведение психологического анализа деятельности с позиций категорий «задача» и «подзадача» является одним из обязательных этапов разработки математических моделей операторской деятельности в системах «человек — ЭВМ». Применение данного подхода позволяет выявлять структуру деятельности, элементы которой функционально замкнуты и ограничены во времени. Тем самым становится возможна разработка структуры математической модели.

Соблюдение условия соответствия структур деятельности и модели представляет собой требование, обеспечивающее заданную точность результатов моделирования в достаточно большой области пространства параметров системы. Выполнение данного условия возможно при разработке внутренних (вложенных) моделей деятельности в соответствии со структурой деятельности на уровне подзадач.

Оценка точности модели выявила, что рассчитываемые по ней показатели эффективности деятельности соответствуют известным экспериментальным данным, полученным для различных вариантов организации деятельности по вводу или подготовке данных и различных уровней квалификации операторов. Ошибка моделирования составляет от 4,1 до 21%, что для ранних стадий проектирования является вполне удовлетворительным.

 

 


Стр.69

 Модель может использоваться при решении различных вопросов и задач, возникающих на ранних стадиях разработки систем «человек — ЭВМ», в частности при оценке показателей эффективности деятельности, оценке трудозатрат на ввод или подготовку данных по всему потоку поступающих входных документов, определении целесообразности предварительного обучения и потребного количества рабочих мест и т. п.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Аткинсон Р. Человеческая память и процесс обучения: Пер. с англ./Под ред. Забродина Ю. М., Ломова Б. Ф. М., 1980.

2. Вудсон У., Коновер Р. Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов. М., 1968.

3. Галактионов А. И. Предъявление информации оператору. М., 1969.

4. Губинский А. М., Кобзев В. В. Оценка надежности деятельности человека-опера-тора в системах управления. М., 1975.

5. Денисов В. Г., Онищенко В. Ф. Инженерная психология в авиации и космонавтике. М., 1972.

6. Забродин 10. М. Методологические проблемы психологического анализа и синтеза человеческой деятельности.— В кн.: Вопросы кибернетики. М., 1982.

7. Забродин Ю. М., Лебедев А. Н. Психофизика и психофизиология. М., 1977.

8. Зараковский Г. М. Психофизиологический анализ трудовой деятельности. М., 1966.

9. Зигель А., Вольф Дж. Модели группового поведения в системе человек—машина. М., 1973.

10. Основы инженерной психологии/Под ред. Ломова Б. Ф. М., 1977.

11. Разработка практических рекомендаций по использованию социально-психологических факторов в процессе создания АСУ. М., 1973.

12. Синявина В. С. Пути и методы повышения достоверности обработки данных в АСУ.— Механизация и автоматизация управления. 1975, № 2, с. 12—18.

13. Справочник по инженерной психологии/Под ред. Ломова Б. Ф. М., 1982.

14. Шенон Р. Имитационное моделирование систем — искусство и наука: Пер. с англ./Под ред. Масловского Е. К. М., 1978.

15. Card S. К-, Moran Т. P. The Keystroke-Level Model for User Performance Time with Interactive System.— J. Communications ACM, 1980, v. 23, № 7, p. 110—116.

16. Hirst R. S. Procedures of Human Factors Centres in Sam Jose.— J. IBM System, 1981, v. 20, № 2, p. 28—41.

17. Klemmer E. Т., Lochead G. R. Productivity and errors in keying tasks. A field study.— J. Appl. Psychol., 1962, v. 46, p. 90—101.

Поступила в редакцию 27.V.1983