人因工程學(xué)第9章人的信息處理系統(tǒng)

第九章人的信息處理系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是電子計(jì)算機(jī)的飛躍發(fā)展，人在系統(tǒng)中的作用發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)中的操作人員正在逐步地從直接控制人員轉(zhuǎn)變成監(jiān)視人員和決策者。生產(chǎn)過程中信息在時(shí)間和空間上密集化，對(duì)作業(yè)者勞動(dòng)過程產(chǎn)生很大影響，作業(yè)者面臨著大量的信息加工要求，必須保持注意力高度集中，并具有較高的反應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。因此,了解人的信息處理系統(tǒng)構(gòu)成，掌握信息處理過程和特征不僅對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員更好的完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)效率有重要作用，同時(shí)也是腦力負(fù)荷研究的基礎(chǔ)。當(dāng)前1頁，總共60頁。

為了解釋人的認(rèn)知活動(dòng)，認(rèn)知工效學(xué)家將人模擬成一個(gè)與計(jì)算機(jī)類似的信息處理系統(tǒng)。人的信息處理系統(tǒng)的基本組成部分如圖9-1所示。

第一節(jié)人的信息處理系統(tǒng)模型

一、人的信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖9-1人的信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前2頁，總共60頁。（一）感知覺系統(tǒng)：人的信息處理的第一個(gè)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(tǒng)。（二）中樞信息處理系統(tǒng)：人的認(rèn)知系統(tǒng)接收從感知系統(tǒng)傳入的經(jīng)過編碼后的信息，并將這些信息存入本系統(tǒng)的工作記憶中，同時(shí)從長時(shí)記憶中提取以前存入的有關(guān)信息和加工規(guī)律，進(jìn)行綜合分析后做出如何反應(yīng)的決策，并將決策信息輸出到運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。（三）反應(yīng)（運(yùn)動(dòng)）系統(tǒng)：它執(zhí)行中樞信息系統(tǒng)發(fā)出的命令，產(chǎn)生人的信息處理系統(tǒng)的輸出。

第一節(jié)人的信息處理系統(tǒng)模型

一、人的信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)當(dāng)前3頁，總共60頁。

第一節(jié)人的信息處理系統(tǒng)模型

二、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(hào)或知識(shí)，它存在于一切事物中，是一種抽象量。

（2）信息量。信息量是人機(jī)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)時(shí)考慮的重要參數(shù)。有關(guān)信息量的計(jì)算通常選用對(duì)數(shù)單位進(jìn)行度量。

當(dāng)前4頁，總共60頁。

第一節(jié)人的信息處理系統(tǒng)模型

二、信息、信息量與信息傳遞模式（3）信息傳遞模式。人機(jī)系統(tǒng)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(hào)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。當(dāng)前5頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

當(dāng)前6頁，總共60頁。（一）感覺（Senses）及其特性人通過感覺器官獲得關(guān)于周圍環(huán)境和自身狀態(tài)的各種信息。感覺器官中的感受器是接收刺激的專門裝置。感覺是人腦對(duì)直接作用于感覺器官的客觀事物個(gè)別屬性的反映。人通過自己的感覺器官獲得關(guān)于周圍環(huán)境的各種信息,因此感覺是人的信息處理系統(tǒng)的輸入子系統(tǒng).感覺器官中的感受器是接受刺激的專門裝置.在刺激物的作用下,感受器的神經(jīng)末梢發(fā)生興奮,興奮沿神經(jīng)通道傳送到大腦皮層感覺區(qū)產(chǎn)生感覺.

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

一、感覺與知覺系統(tǒng)當(dāng)前7頁，總共60頁。（一）感覺（Senses）及其特性感受器按其接受刺激的性質(zhì)可分為視、聽、觸、味、膚覺等多種感受器。其中視覺、聽覺和嗅覺接受遠(yuǎn)距離的刺激。一般來說，一種感覺器只對(duì)某種形式的刺激特別敏感，這種刺激就叫該種感覺器的適宜刺激.除適宜刺激外,感覺器對(duì)其他刺激不敏感或根本不反應(yīng).例如可見光是眼的適宜刺激,一定頻率范圍的聲波是耳的適宜刺激。電或機(jī)械刺激雖然也能在眼內(nèi)引起感覺,但需要較大能量,而且這種感覺是相當(dāng)粗糙的。人的感覺和各類感受器的適宜刺激見表9-1。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

一、感覺與知覺系統(tǒng)當(dāng)前8頁，總共60頁。表9-1人的感覺和各類感受器的適宜刺激感覺感受器適宜刺激刺激源視覺眼睛一定頻率范圍的電磁波外部聽覺互一定頻率范圍的聲波外部旋轉(zhuǎn)半規(guī)管肌肉感受器內(nèi)耳液壓變化，肌肉伸張內(nèi)部下落和直線運(yùn)動(dòng)半規(guī)管內(nèi)耳小骨位置變化內(nèi)部味覺舌頭和口腔的一些特殊細(xì)胞溶于唾液中的一些化學(xué)物質(zhì)外部嗅覺鼻腔粘膜上的一些毛細(xì)胞蒸發(fā)的化學(xué)物質(zhì)外部觸覺主要是皮膚皮膚表面的變形彎曲接觸振動(dòng)覺無特定器官機(jī)械壓力的振幅及頻率變化接觸壓力覺皮膚及皮下組織皮膚及皮下組織變形接觸溫度覺皮膚及皮下組織環(huán)境媒介的溫度變化，或人體接觸物的溫度變化，機(jī)械運(yùn)動(dòng)，某些化學(xué)物質(zhì)外部或接觸面表層痛覺確切的感覺尚不清楚，一般認(rèn)為是皮膚的自由神經(jīng)末梢強(qiáng)度很大的壓力、熱、冷、沖擊及某些化學(xué)物質(zhì)外部或接觸面深層痛覺一般認(rèn)為是自由神經(jīng)末梢極強(qiáng)自壓力和高熱外部或接觸面位覺和運(yùn)動(dòng)覺肌肉、腱神經(jīng)末梢肌肉拉伸，收縮內(nèi)部自身動(dòng)覺關(guān)節(jié)不清楚內(nèi)部當(dāng)前9頁，總共60頁。每種感覺通道都有其特殊的功能和作用，但也都有其局限性.這種局限性可能直接影響信息輸入，進(jìn)而可能影響更高水平的信息處理。例如，眼睛視網(wǎng)膜中視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞這兩類感受器的感光特性限制了信息顯示中顏色編碼的使用范圍。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

當(dāng)前10頁，總共60頁。（一）感覺（Senses）及其特性

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

一、感覺與知覺系統(tǒng)感覺閾限感覺器官可接受外界刺激的范圍絕對(duì)閾限相對(duì)閾限當(dāng)前11頁，總共60頁。絕對(duì)閾限外界刺激必須達(dá)到一定強(qiáng)度才能引起人的感覺。絕對(duì)感覺閾限的下限剛剛能引起感覺的最小刺激量。強(qiáng)度比這個(gè)值低的刺激不能引起人的感覺。絕對(duì)感覺閾限的上限能產(chǎn)生正常感覺的最大刺激量。作用于感覺器官的刺激強(qiáng)度若超過這個(gè)上限，就會(huì)引起痛覺，嚴(yán)重時(shí)甚至于造成感覺器官的損傷。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

當(dāng)前12頁，總共60頁。表9-2幾種主要感覺器官的絕對(duì)辨認(rèn)能力感覺刺激維度絕對(duì)辨認(rèn)能力(bit/刺激)辨認(rèn)的刺激數(shù)研究者視覺在直線上(在直線度盤上)3.2510Hake、Garner(1951)點(diǎn)(指針)的位置3.9010Coonan、Klemmen(inMiller,1956)顏色(主波長)3.109Eriksen、Hake(1955)明度2.305Eriksen、Hake(1955)簡單幾何圖形的面積2.202.6056Pollack(inMiller,1956)直線的長度2.60～3.007～8Pollack(inMiller,1956)直線傾斜度2.80～3.307～11Pollack(inMler,1956)弧度(其弦不變)1.60～2.204～5Pollack(inMiller,1956)聽覺純音強(qiáng)度(音響)2.305Gamer(1953)純音頻率(音高)2.507Pollack(1952、1953)味覺食鹽水濃度1.904Beebe-Center、Rodgers、Connell(1955)振動(dòng)覺振動(dòng)強(qiáng)度2.004Geldard(inMiller,1956)振動(dòng)持續(xù)時(shí)間2.305Geldard(inMillef，1956)(胸部)振動(dòng)位置2.807Geldard(inMiller,1956)電擊電擊強(qiáng)度1.703Hawker（l960)電擊持續(xù)時(shí)間1.803Hawker、Warn(1961)當(dāng)前13頁，總共60頁。差別感覺閾限當(dāng)信號(hào)刺激的能量分布落在絕對(duì)感覺閾限的上下限之間時(shí)，人借助于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刺激之間的最小差別量，叫差別感覺閾限，也叫最小可覺差。每一種感覺器官的差別感覺閾限不是一個(gè)絕對(duì)數(shù)值，它隨最初的刺激強(qiáng)度而變化，并且兩者之比是一個(gè)常數(shù)，這一關(guān)系被稱為韋伯定律。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

當(dāng)前14頁，總共60頁。韋伯定律△I/I=K式中：I是初始刺激強(qiáng)度△I為引起差別感覺的刺激強(qiáng)度的增量K為常數(shù).韋伯定律只適用于中等強(qiáng)度的刺激,而不適用于極弱或極強(qiáng)的刺激.當(dāng)前15頁，總共60頁。感覺 韋伯比例音高(2000赫) 0.0003重壓(400克) 0.013明度(1000光量子) 0.016舉重(300克) 0.019響度(1000赫,100分貝) 0.088橡皮氣味(200嗅單位) 0.104皮膚壓覺(5克/毫米) 0.136咸味(3克分子/公升) 0.200最優(yōu)條件下各種感覺的韋伯比例當(dāng)前16頁，總共60頁。（二）知覺（Perception）

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

一、感覺與知覺系統(tǒng)人們通過感官得到了外部世界的信息，這些信息經(jīng)過頭腦的加工（綜合與解釋），產(chǎn)生的對(duì)事物整體的認(rèn)識(shí)，就是知覺。知覺以感覺作基礎(chǔ)，是現(xiàn)實(shí)刺激和已儲(chǔ)存的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用的結(jié)果，是一種主動(dòng)的和富有選擇性的構(gòu)造過程。

知覺作為一種活動(dòng)過程，包含了互相聯(lián)系的幾種作用：覺察、分辨和確認(rèn)。在知覺過程中，人對(duì)事物的覺察、分辨和確認(rèn)的閾限值是不一樣的。如果說人們覺察一個(gè)物體比較容易，那么要確認(rèn)這個(gè)物體就要困難得多，需要的加工時(shí)間也較長。當(dāng)前17頁，總共60頁。（二）知覺（Perception）

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

一、感覺與知覺系統(tǒng)知覺是人腦對(duì)直接作用于感覺器官的客觀事物和主觀狀況的整體反映。把感受到的外界刺激與貯存有大腦中的信息進(jìn)行比較,對(duì)外界刺激進(jìn)行編碼,使它成為人的信息中心能夠識(shí)別的形式。是感覺的第二個(gè)階段

當(dāng)前18頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

二、感知過程中的信息存儲(chǔ)（1）感覺儲(chǔ)存。感覺儲(chǔ)存又稱感覺記憶或瞬時(shí)記憶。它是外界輸入刺激后人對(duì)信息加工的第一個(gè)模塊，感覺記憶的儲(chǔ)存時(shí)間大約為0.25s～2s。（2）感覺儲(chǔ)存的編碼。感覺儲(chǔ)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。（3）感覺儲(chǔ)存和工作記憶的交互作用。工作記憶是感覺記憶和長時(shí)記憶的中間階段，即輸入信息經(jīng)過再編碼，使其容量擴(kuò)大。（4）感知映象的衰退和儲(chǔ)存容量。感知記憶(包括視覺映象和聽覺映象)隨時(shí)間消逝而衰退。實(shí)驗(yàn)研究表明，感知記憶中殘存的信息數(shù)量隨時(shí)間的消逝而遵循指數(shù)曲線規(guī)律迅速下降。當(dāng)前19頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

三、感知系統(tǒng)的信息加工

人的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)刺激是產(chǎn)生知覺所必需的。人的知覺過程所包含的信息加工方式主要體現(xiàn)為自下而上的加工和自上而下的加工兩種方式。

（1）自下而上的加工。指由外部刺激開始的加工，通常指先對(duì)較小的知覺單元進(jìn)行分析，然后再轉(zhuǎn)向較大的知覺單元，經(jīng)過一系列連續(xù)階段的加工而達(dá)到對(duì)感覺刺激的解釋。（2）自上而下加工。是由有關(guān)知覺對(duì)象的一般知識(shí)開始的加工。由此可以形成期望或?qū)χX對(duì)象的假設(shè)。一般說來，在人的知覺活動(dòng)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(shì)；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(shì)。（一）信息加工方式當(dāng)前20頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

三、感知系統(tǒng)的信息加工模式是指由若干元素或成分按一定關(guān)系形成的某種刺激結(jié)構(gòu)，也可以說模式是刺激的組合。模式識(shí)別是人的一種基本的認(rèn)知能力或智能，在人的各種活動(dòng)中都有重要的作用。人的模式識(shí)別可看作一個(gè)典型的知覺過程，它依賴于人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。一般說來，模式識(shí)別過程是感覺信息與長時(shí)記憶中的有關(guān)信息進(jìn)行比較，再?zèng)Q定它與哪個(gè)長時(shí)記憶中的項(xiàng)目有著最佳匹配的過程。關(guān)于匹配過程的實(shí)現(xiàn)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。（二）模式識(shí)別當(dāng)前21頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

三、感知系統(tǒng)的信息加工（1）加工周期。知覺加工器的加工周期時(shí)間與刺激脈沖反應(yīng)的時(shí)間有關(guān)。（2）單位知覺。如果在一個(gè)知覺加工器的工作周期里，有多個(gè)相類似的刺激發(fā)生，那么知覺加工器就會(huì)將它們當(dāng)作一個(gè)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(gè)固定的常數(shù)。根據(jù)不同的刺激條件，加工周期可在一定范圍內(nèi)變化。（三）信息加工周期、單位知覺、感知加工的速率變化當(dāng)前22頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

四、人的信息傳遞能力（1）理論能力估計(jì)與人的實(shí)際能力。哈佛大學(xué)的米勒(G．A．Miller)在大量研究和考察的基礎(chǔ)上得出了這樣的結(jié)論：“在最理想的條件下，傳信能力的實(shí)際上限似乎處于25bit/s左右，至今無人聲稱最高值能達(dá)到40bit/s”。

（2）感知覺的絕對(duì)辨認(rèn)能力。如表9-3為不同感知覺的絕對(duì)辨認(rèn)能力。辨認(rèn)能力是指當(dāng)單個(gè)的刺激呈現(xiàn)而不與其他刺激作比較的條件下，感覺器官所具有的辨認(rèn)能力。（3）信息傳遞率。信息傳輸速率（R）是指人在單位時(shí)間內(nèi)能傳遞的信息量。由于實(shí)驗(yàn)條件的不同，所得的信息傳遞率也不完全一致。一般認(rèn)為，人的通道容量約為7bit左右，即人每秒最大可傳遞7bit左右的信息量。實(shí)際上，人的信息傳遞率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于7bit，這是因?yàn)樽饔糜谌说母泄俚耐饨绱碳ね际嵌嗑S度的。

當(dāng)前23頁，總共60頁。表9-3部分感官對(duì)信號(hào)能量頻譜分布的感覺范圍和分辨能力信號(hào)能量頻譜分布感覺范圍信號(hào)能量頻譜分布辨別能力感覺最低頻率(閾限下限)最高頻率(閾限上限)相對(duì)辨別絕對(duì)辨別色調(diào)300毫微米1500毫微米對(duì)中等強(qiáng)度的可見光譜約可分辨出128個(gè)色度等級(jí)12—13個(gè)色度等級(jí)自光閃光占空比為0.5的中等強(qiáng)度白光約在50赫左右產(chǎn)生融合占空比為0.5的中等強(qiáng)度白光在1—15赫的頻率范圍內(nèi)可分辨出375個(gè)等級(jí)不超過5—6個(gè)等級(jí)純音20赫20000赫在20--20000赫頻率范圍內(nèi)響度為60分貝時(shí)約可分辨出1800個(gè)等級(jí)4—5個(gè)聲調(diào)間歇白噪聲占空比為0.5的中等強(qiáng)度白噪聲約在2000赫產(chǎn)生融合占空比為0.5的中等強(qiáng)度，自噪聲間歇率為1—45赫時(shí)約可分辨出460個(gè)等級(jí)機(jī)械振動(dòng)高強(qiáng)度刺激時(shí)可覺察到10000赫的振動(dòng)在1—320赫范圍內(nèi)可分辨出180個(gè)等級(jí)當(dāng)前24頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

五、注意（一）注意的基本概念

注意是心理活動(dòng)或意識(shí)對(duì)一定對(duì)象的指向與集中。注意的指向性是指人在某一瞬間，他的心理活動(dòng)或意識(shí)選擇了某個(gè)對(duì)象，而忽略了另一些對(duì)象。當(dāng)心理活動(dòng)或意識(shí)指向某個(gè)對(duì)象的時(shí)候，它們會(huì)在這個(gè)對(duì)象上集中起來，即全神貫注起來，這就是注意的集中性。(二)注意的功能（1）注意的選擇功能。（2）注意的保持功能。（3）注意的調(diào)節(jié)及監(jiān)督功能。當(dāng)前25頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

五、注意（三）注意的種類根據(jù)引起注意和維持注意有無目的及是否需要付出意志努力，注意可分為無意注意、有意注意和有意后注意。（1）無意注意。無意注意是指事先沒有目的、也不需要意志努力的注意。

(2)有意注意。有意注意是指有預(yù)定目的、需要一定意志努力的注意。

(3)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(shí)具有無意注意和有意注意的某些特征。當(dāng)前26頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

五、注意（四）注意的特性(1)注意的廣度。注意廣度是指在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)能知覺的注意對(duì)象的數(shù)目。

（2）注意的選擇性。注意的選擇性是個(gè)體在同時(shí)呈現(xiàn)的兩種或兩種以上的刺激中選擇一種進(jìn)行注意，而忽略另外的刺激。

（3）注意的持續(xù)性。注意持續(xù)性是指注意在一定時(shí)間內(nèi)保持在某個(gè)認(rèn)識(shí)的客體或活動(dòng)上，也叫注意的穩(wěn)定性。

（4）注意的分配。注意的分配性是個(gè)體在同一時(shí)間對(duì)兩種或兩種以上的刺激進(jìn)行注意，或?qū)⒆⒁夥峙涞讲煌幕顒?dòng)中。

當(dāng)前27頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

五、注意1.注意的選擇功能（1）過濾器理論。神經(jīng)系統(tǒng)在加工信息的容量方面是有限度的，不可能對(duì)所有的感覺刺激進(jìn)行加工。當(dāng)信息通過各種感覺通道進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，要先經(jīng)過一個(gè)過濾機(jī)制。只有一部分信息可以通過這個(gè)機(jī)制，并接受進(jìn)一步的加工；而其他的信息就被阻斷在它的外面，而完全喪失了。（2）衰減理論。基于日常生活觀察和實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果，特瑞斯曼(Treisman，1964)提出了衰減理論。衰減理論主張，當(dāng)信息通過過濾裝置時(shí)，不被注意或非追隨的信息只是在強(qiáng)度上減弱了，而不是完全消失。（五）注意的認(rèn)知理論當(dāng)前28頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

五、注意1.注意的選擇功能（五）注意的認(rèn)知理論（3）后期選擇理論。這種理論認(rèn)為，所有進(jìn)來的信息都被加工。當(dāng)信息達(dá)到工作記憶時(shí)，開始選擇獲得進(jìn)一步加工的信息。因?yàn)檫M(jìn)一步加工的選擇是在工作記憶中進(jìn)行的，即對(duì)信息的選擇發(fā)生在加工后期的反應(yīng)階段。

（4）多階段選擇理論。過濾器理論、衰減理論及后期選擇理論都假設(shè)，注意的選擇過程發(fā)生在信息加工的某個(gè)特定階段上。約翰斯頓等人(Johnston&Heinz，1978)提出了一個(gè)較靈活的模型，認(rèn)為選擇過程在不同的加工階段上都有可能發(fā)生。當(dāng)前29頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

圖9-2三種理論的比較示意圖當(dāng)前30頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

五、注意2.注意與認(rèn)知資源分配（五）注意的認(rèn)知理論（1）認(rèn)知資源理論。該理論認(rèn)為，與其把注意看成一個(gè)容量有限的加工通道，不如看作一組對(duì)刺激進(jìn)行歸類和識(shí)別的認(rèn)知資源或認(rèn)知能力。圖9-3描述了注意的能量模型。

當(dāng)前31頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

當(dāng)前32頁，總共60頁。

第二節(jié)

感知系統(tǒng)的信息加工

五、注意2.注意與認(rèn)知資源分配（五）注意的認(rèn)知理論（2）雙加工理論。該理論認(rèn)為，人類的認(rèn)知加工有兩類：自動(dòng)化加工和受意識(shí)控制的加工。其中自動(dòng)化加工不受認(rèn)知資源的限制，不需要注意，是自動(dòng)進(jìn)行的。這些加工過程由適當(dāng)?shù)拇碳ひl(fā)，發(fā)生比較快，也不影響其他的加工過程。在形成之后，其加工過程比較難改變。而意識(shí)控制的加工受認(rèn)知資源的限制，需要注意的參與，可以隨環(huán)境的變化而不斷進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)前33頁，總共60頁。

人在執(zhí)行簡單任務(wù)的時(shí)候，認(rèn)知系統(tǒng)的功能是把感知系統(tǒng)輸入信息與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)合適的輸出行為連接起來。然而人類面臨的系統(tǒng)任務(wù)是困難或復(fù)雜的，往往要涉及學(xué)習(xí)、記憶提取、問題解決等過程，因而認(rèn)知系統(tǒng)的加工器活動(dòng)也比其他系統(tǒng)的加工器活動(dòng)更為復(fù)雜。第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工當(dāng)前34頁，總共60頁。

認(rèn)知系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存有兩種方式：一種是為當(dāng)前信息加工的需要而短時(shí)儲(chǔ)存信息，一般稱為工作記憶；另一種是為以后信息加工的需要而儲(chǔ)存信息，即所謂的長時(shí)記憶。（一）工作記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存1.工作記憶的含義及特點(diǎn)工作記憶也叫短時(shí)記憶和操作記憶，是感覺記憶和長時(shí)記憶的中間階段。工作記憶有以下特點(diǎn)：(1)信息保持時(shí)間很短。(2)記憶容量小。(3)對(duì)中斷的高度敏感。(4)短時(shí)記憶中的信息可被意識(shí)。當(dāng)前35頁，總共60頁。（一）工作記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存2.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(hào)方式進(jìn)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；（2）工作記憶的組塊；（3）認(rèn)知加工深度。當(dāng)前36頁，總共60頁。（一）工作記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存3.工作記憶信息的存儲(chǔ)和遺忘（1）復(fù)述。復(fù)述是工作記憶信息存儲(chǔ)的有效方法。復(fù)述又分為兩種：一種是機(jī)械復(fù)述或保持性復(fù)述，將工作記憶中的信息不斷地簡單重復(fù)；另一種是精細(xì)復(fù)述，將工作記憶中的信息進(jìn)行分析，使之與已有的經(jīng)驗(yàn)建立起聯(lián)系。（2）遺忘。記憶的內(nèi)容不能保持或者提取時(shí)有困難就是遺忘。工作記憶的容量有限，儲(chǔ)存時(shí)間也很短。在沒有復(fù)述的情況下，工作記憶可保持15～30s。圖9-3為阻止復(fù)述后工作記憶遺忘速率。

當(dāng)前37頁，總共60頁。第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工圖9-3阻止復(fù)述后工作記憶遺忘速率當(dāng)前38頁，總共60頁。a）肯定判斷和否定判斷的反應(yīng)時(shí)間b）項(xiàng)目長度與反應(yīng)時(shí)關(guān)系（一）工作記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存

4.工作記憶的信息提取工作記憶中信息提取方式為完全系列掃描，即對(duì)全部項(xiàng)目進(jìn)行完全的檢索，然后做出判斷。在這種提取方式下，肯定判斷和否定判斷都要對(duì)全部項(xiàng)目進(jìn)行搜索，因此它們應(yīng)該具有同樣的反應(yīng)時(shí)間(圖9-4a)。另外，反應(yīng)時(shí)間是項(xiàng)目長度的函數(shù)，圖9-4b是實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果。當(dāng)前39頁，總共60頁。（二）長時(shí)記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存1.長時(shí)記憶的含義和編碼（1）長時(shí)記憶是指存儲(chǔ)時(shí)間在一分鐘以上、數(shù)月、數(shù)年乃至終身不忘的信息。（2）長時(shí)記憶的編碼就是把新的信息納入已有的知識(shí)框架內(nèi)，或把一些分散的信息單元組合成一個(gè)新的知識(shí)框架。

長時(shí)記憶的編碼形式主要有以下三種：a.語義類型編碼b.語言特點(diǎn)編碼c.主觀組織（3）長時(shí)記憶編碼的主要影響因素：編碼時(shí)的意識(shí)狀態(tài)和加工深度。研究表明，有意編碼的效果明顯優(yōu)于自動(dòng)編碼的效果；加工深度不同，記憶效果也是不同的。當(dāng)前40頁，總共60頁。（二）長時(shí)記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存2.長時(shí)記憶的信息儲(chǔ)存長時(shí)記憶中信息的存儲(chǔ)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。從量的方面，存儲(chǔ)信息的數(shù)量隨時(shí)間的遷移而逐漸下降；從質(zhì)的方面，存儲(chǔ)的信息會(huì)出現(xiàn)不同形式的變化。3.長時(shí)記憶的信息提取：再認(rèn)和回憶（1）再認(rèn)是指人們對(duì)感知過、思考過或體驗(yàn)過的事物，當(dāng)它再度呈現(xiàn)時(shí)，仍能認(rèn)識(shí)的心理過程。圖9-5為時(shí)間間隔對(duì)再認(rèn)的影響，從圖中可以看到，從學(xué)習(xí)到再認(rèn)的間隔時(shí)間越長，效果越差。當(dāng)前41頁，總共60頁。（二）長時(shí)記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存3.長時(shí)記憶的信息提?。涸僬J(rèn)和回憶（2）

回憶是人們過去經(jīng)歷過的事物以形象或概念的形式在頭腦中重新出現(xiàn)的過程?；貞浲ǔＲ月?lián)想為基礎(chǔ)。當(dāng)前42頁，總共60頁。（二）長時(shí)記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存4.長時(shí)記憶中信息的遺忘（1）人的遺忘過程。19世紀(jì)末，德國心理學(xué)家艾賓浩斯采用自然科學(xué)的方法對(duì)記憶進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得出了人的遺忘發(fā)展進(jìn)程規(guī)律。他還將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果繪成曲線，這就是著名的艾賓浩斯遺忘曲線(圖9-6)。圖9-6艾賓浩斯遺忘曲線當(dāng)前43頁，總共60頁。（二）長時(shí)記憶

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工一、中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息儲(chǔ)存4.長時(shí)記憶中信息的遺忘

（2）遺忘原因?qū)嶒?yàn)表明，干擾理論是解釋遺忘原因的重要理論。干擾理論認(rèn)為，遺忘是因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)和回憶之間受到其他刺激的干擾所致。一旦干擾被排除，記憶就能恢復(fù)，而記憶痕跡并未發(fā)生變化。當(dāng)前44頁，總共60頁。（一）思維過程

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工

二、思維與推理

思維是借助語言、表象或動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的、對(duì)客觀事物概括的和見解的認(rèn)識(shí)，是認(rèn)識(shí)的高級(jí)形式。具體包括以下過程：1.分析與綜合。分析是指在頭腦中把事物的整體分解為各個(gè)部分或各個(gè)屬性。綜合是在頭腦中把事物的各個(gè)部分、各個(gè)特征、各種屬性結(jié)合起來，了解它們之間的聯(lián)系，形成一個(gè)整體。2.比較。比較是把各種事物和現(xiàn)象加以對(duì)比，確定它們的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)及其關(guān)系。比較是以分析為前提的，只有在思想上把不同對(duì)象的部分特征區(qū)別開來，才能進(jìn)行比較。3.抽象與概括。抽象是在思想上抽出各種事物與現(xiàn)象的共同的特征和屬性，舍棄其個(gè)別特征和屬性的過程。當(dāng)前45頁，總共60頁。（二）推理第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工

二、思維與推理

推理是指從具體事物歸納出一般規(guī)律，或者根據(jù)一般原理推出新結(jié)論的思維活動(dòng)。前者叫歸納推理，后者叫演繹推理。演繹推理包括以下幾種方式：1.三階段推理。它是由兩個(gè)假定真實(shí)的前提，和一個(gè)可能符合，也可能不符合這兩個(gè)前提的結(jié)論所組成。2.線性推理。線性推理又稱關(guān)系推理，在這種推理中，所給予的兩個(gè)前提說明了三個(gè)邏輯項(xiàng)之間的可傳遞性的關(guān)系。

3.條件推理。條件推理是指人們利用條件性命題進(jìn)行的推理。它發(fā)生在當(dāng)給出所謂的條件語句---決定在滿足特定條件時(shí)將出現(xiàn)何種結(jié)果的規(guī)則，并要求推理者根據(jù)前面給出的信息對(duì)結(jié)論的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候。當(dāng)前46頁，總共60頁。（三）問題解決

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工

二、思維與推理

1.問題解決的含義及腦機(jī)制（1）問題解決是由一定的情景引起的，按照一定的目標(biāo)，應(yīng)用各種認(rèn)知活動(dòng)、技能等，經(jīng)過一系列的思維操作，使問題得以解決的過程。（2）由大腦皮層其它部位加工過的信息，都要傳遞到額葉進(jìn)行更復(fù)雜的加工、綜合，編制成行為的程序，進(jìn)而調(diào)節(jié)和控制人們的行為和心理過程，同時(shí)還要將行為的結(jié)果與最初的目的進(jìn)行對(duì)照，以保證活動(dòng)的完成。

2.問題解決中的策略（1）算法。算法策略就是在問題空間中隨機(jī)搜索所有可能的解決問題的方法，直至選擇一種有效的方法解決問題。（2）啟發(fā)法。啟發(fā)法是人根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)，在問題空間內(nèi)進(jìn)行較少的搜索，以達(dá)到問題解決的一種方法。常用的啟發(fā)性策略：1）手段一目的分析。2）逆向搜索。3）爬山法。當(dāng)前47頁，總共60頁。

1.大腦信息處理能力的界限

第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工三、影響信息處理的因素

（1）大腦皮質(zhì)對(duì)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(zhì)進(jìn)行判斷，決定采取什么樣的行動(dòng)時(shí)，人不可能同時(shí)處理兩種以上的信息。

（2）在處理各種信息過程中，當(dāng)時(shí)間十分充裕時(shí)，人們可以正確地進(jìn)行處理；當(dāng)信息時(shí)間短觸信息又錯(cuò)綜復(fù)雜時(shí)，就不能很好地處理，將出現(xiàn)以下各種情況：①漏掉了未處理的信息。②作了錯(cuò)誤的處理。③處理延遲。④信息內(nèi)容處理不全。⑤信息處理的質(zhì)量降低。⑥使用了規(guī)定以外的處理方法。⑦放棄處理。當(dāng)前48頁，總共60頁。

2.內(nèi)部因素第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工三、影響信息處理的因素

影響信息處理能力的內(nèi)部因素主要有：覺醒水平，動(dòng)力，學(xué)習(xí)(練習(xí))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(duì)工作效率有很大影響。在適宜的范圍內(nèi)，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(shí)現(xiàn)有效行為。（2）工作任務(wù)因素。認(rèn)知加工器的加工周期通常為10次/s左右，每次約70(25～170)ms。認(rèn)知加工器的加工周期變動(dòng)性較大，不同的加工任務(wù)，其加工周期時(shí)間可在很大范圍內(nèi)波動(dòng)。教材表9-5為不同認(rèn)知系統(tǒng)的加工速度。當(dāng)前49頁，總共60頁。

2.內(nèi)部因素第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工三、影響信息處理的因素

（3）學(xué)習(xí)。從學(xué)習(xí)曲線規(guī)律可知，如果反復(fù)的練習(xí)同種作業(yè)，隨著練習(xí)次數(shù)的增加，工作質(zhì)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(duì)信息處理過程來說，疲勞將帶來與學(xué)習(xí)相反的效果。在疲勞使信息處理能力降低的狀態(tài)下，就會(huì)發(fā)生不能很好地處理刺激的反應(yīng)模式。

（5）動(dòng)力。人因具有動(dòng)機(jī)才能對(duì)所給的刺激產(chǎn)生一定的行動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為動(dòng)力。人對(duì)作業(yè)形成動(dòng)力是人處理信息時(shí)的基礎(chǔ)條件之一，特別是在重新學(xué)習(xí)掌握信息處理方法時(shí)，動(dòng)力具有更加重要的作用。當(dāng)前50頁，總共60頁。3.外部條件第三節(jié)

中樞（認(rèn)知）系統(tǒng)的信息加工三、影響信息處理的因素

大腦依據(jù)記憶而積累的經(jīng)驗(yàn)來確定如何處理新接受的信息和進(jìn)行什么樣的行動(dòng)。信息處理過程與處理信息者的知識(shí)、技能等個(gè)人的因素有很大關(guān)系。但同時(shí)作業(yè)時(shí)間、時(shí)機(jī)以及作業(yè)條件等也有影響。例如，作業(yè)環(huán)境對(duì)作業(yè)者的生理和心理有直接和間接影響。在這些因素的影響下，信息的處理能力或者是增大或者是減少。當(dāng)前51頁，總共60頁。第四節(jié)

人的信息輸出操作者在接收來自系統(tǒng)的信息并對(duì)其進(jìn)行中樞加工以后，便根據(jù)加工的結(jié)果對(duì)系統(tǒng)做出反應(yīng)。這后一個(gè)過程即稱為操作者的信息輸出。信息輸出是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效控制并使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要環(huán)節(jié)。例如，汽車駕駛員為避免撞上前方突然出現(xiàn)的行人而剎住汽車，飛行員將瞄準(zhǔn)器對(duì)準(zhǔn)欲攻擊的目標(biāo)，等等。此類行為都是信息輸出的表現(xiàn)。信息輸出的實(shí)際形式是多種多樣的。各類信息輸出的質(zhì)量取決于反應(yīng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)時(shí)間和準(zhǔn)確性等因素。本節(jié)主要介紹人的信息輸出的形式、反應(yīng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。當(dāng)前52頁，總共60頁。第四節(jié)

人的信息輸出在實(shí)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(yùn)動(dòng)輸出。根據(jù)操作活動(dòng)的形式，人體操作活動(dòng)可分為以下六種：（1）定位運(yùn)動(dòng)（2）重復(fù)運(yùn)動(dòng)（3）連續(xù)運(yùn)動(dòng)（4）操作運(yùn)動(dòng)（5）序列運(yùn)動(dòng)（6）靜態(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)上述各種運(yùn)動(dòng)形式，經(jīng)常按一定的關(guān)系年并行或連續(xù)出現(xiàn)，例如，靜態(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)與其他各種運(yùn)動(dòng)同時(shí)存在；連續(xù)運(yùn)動(dòng)與操作運(yùn)動(dòng)穿插進(jìn)行，重復(fù)運(yùn)動(dòng)往往在序列運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)等。一、信息輸出形式當(dāng)前53頁，總共60頁。第四節(jié)

人的信息輸出（一）反映時(shí)的概念一般將外界刺激出現(xiàn)到操作者根據(jù)刺激信息完成反應(yīng)之間的時(shí)間間隔稱為反應(yīng)時(shí)。反應(yīng)時(shí)又稱反應(yīng)潛伏期，反應(yīng)不能在給予刺激的同時(shí)立即發(fā)生，而是有一個(gè)反應(yīng)過程。

反應(yīng)過程包括刺激使感覺器官產(chǎn)生活動(dòng)，經(jīng)由神經(jīng)傳遞至大腦，經(jīng)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。

二、反應(yīng)時(shí)與運(yùn)動(dòng)速度當(dāng)前54頁，總共60頁。第四節(jié)

人的信息輸出