第九章 人的信息处理系统

1、1第第四四章章 人的信息处理系统人的信息处理系统 我们知道无论自己身处何种环境，来自于身体自身或外界我们知道无论自己身处何种环境，来自于身体自身或外界环境的刺激因素（即信息）总是由感觉器官接收，然后由大脑环境的刺激因素（即信息）总是由感觉器官接收，然后由大脑处理。那么人类究竟是如何接收、处理信息的，处理。那么人类究竟是如何接收、处理信息的，它又会对它又会对人的人的心理活动产生什么影响？心理活动产生什么影响？ 2 第一节第一节 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型 第二节第二节 人的信息输入人的信息输入 第三节第三节 人的信息处理人的信息处理 第四节第四节 人人的信息输出的信息输出 第第四四

2、章章 人的信息处理系统人的信息处理系统3本章重点本章重点1 1、人的信息处理系统模型、人的信息处理系统模型2 2、感觉阀限的含义、感觉阀限的含义3 3、记忆的三个阶段以及各阶段的特点、记忆的三个阶段以及各阶段的特点4 4、注意的种类、功能及特征、注意的种类、功能及特征5 5、简单反应时与选择反应时的影响因素、简单反应时与选择反应时的影响因素第第四四章章 人的信息处理系统人的信息处理系统4第一节第一节 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型一、人的信息处理结构一、人的信息处理结构 1 1、感知觉系统、感知觉系统视觉视觉的形象储存器和听觉听觉的声像储存器是最重要的储存器。2 2、中枢信息处理系统

3、、中枢信息处理系统需要不断地与人的记忆发生联系。3 3、反应（运动）系统、反应（运动）系统人的主要的信息执行器官有手、脚、口甚至眼神等，我们可以将输出方式分为言语输出和运动输出言语输出和运动输出两种。5第一节第一节 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型图图9-1 人的信息处理系统的结构图人的信息处理系统的结构图信息输入信息输入:感知觉系统感知觉系统信息处理信息处理:中枢信息处理系统中枢信息处理系统信息输出信息输出:反应系统反应系统6第一节第一节 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型二、记忆二、记忆记忆的三个阶段 瞬时记忆瞬时记忆：外界刺激信息在感觉通道内迅速被登记并保持一瞬间的过程，保

4、持时间一般为2s2s以内以内，信息容量较大信息容量较大。 短时记忆（工作记忆）短时记忆（工作记忆）：信息呈现后，保持时间在约1min1min以以内内的记忆 ，容量很小，对中断高度敏感容量很小，对中断高度敏感。 长时记忆长时记忆：是记忆发展的高级阶段，它是保持时间1min1min以上以上乃至数月、数年，甚至终身不忘的记忆乃至数月、数年，甚至终身不忘的记忆。7三、注意三、注意 在信息经过这三个阶段时几乎都离不开注意注意。在人类信息加工模型中，注意作为一种重要的心理贯穿信息加工的全过程。 注意的重要功能在于对外界大量信息进行过滤、筛选，即选注意的重要功能在于对外界大量信息进行过滤、筛选，即选择并跟踪

5、需要的信息，避开和抑制无关的信息，使需要的信息择并跟踪需要的信息，避开和抑制无关的信息，使需要的信息在大脑中得到精细的加工。在大脑中得到精细的加工。 注意在一定条件下，还可以在同一时间内分配给两种或几种活动。人的注意资源量是有限的的注意资源量是有限的，假如有些阶段的信息处理占用了较多的信息资源，那么其他阶段能分配到的就比较少，它们处理信息的效率就会因此而降低。第一节第一节 人的信息处理系统模型人的信息处理系统模型8第二节第二节 人的信息输入人的信息输入人的信息输入人的信息输入感知系统的信息加工感知系统的信息加工 信息输入，亦即信息的接收，是信息加工的第一阶段，各种感受器是接收信息的专门装置。在

6、信息输入过程中，信息首先需要信息首先需要经过感受器识别经过感受器识别。狭义地讲，人的信息输入过程就是信号识别的过程。 人的感受器有视、听、触、味和嗅觉等多种。其中人类依靠视觉获得的信息占据所获得信息总量的80以上，听觉信息占信息总量的约10，视觉和听觉输入是外界信息输入人脑最主要的视觉和听觉输入是外界信息输入人脑最主要的两种方式。两种方式。 9第二节第二节 人的信息输入人的信息输入一、感觉与知觉系统一、感觉与知觉系统（一）感觉（一）感觉系统的信息输入系统的信息输入1、感觉器官感觉器官：眼，耳，鼻，舌、肤五个器官 感受器感受器：视、听、触、味、肤觉感受器2 2、感觉器的基本特性、感觉器的基本特性

7、 感受性和感觉阈限10第二节第二节 人的信息输入人的信息输入感受性和感觉阈限感受性和感觉阈限 感受器都有一定的感受性和感觉阈限。感受性是指有机体对感受性是指有机体对适宜刺激的感觉能力。适宜刺激的感觉能力。 感觉阈限用于测量感觉系统感受性大小的指标，用刚能引起感觉的刺激量来表示。感觉阈限分为绝对感觉阈限绝对感觉阈限和差别感觉差别感觉阈限阈限。11第二节第二节 人的信息输入人的信息输入 绝对感觉阈限绝对感觉阈限又分上限与下限。下限为刚刚能引起某种感又分上限与下限。下限为刚刚能引起某种感觉的最小刺激值；上限为仍能产生某种感觉的最大刺激值。觉的最小刺激值；上限为仍能产生某种感觉的最大刺激值。例如声音频

8、率低于20Hz或高于20000Hz时就听不到了，这两点分别称为下限或上限。 差别感觉阈限差别感觉阈限是指刚刚引起差别感觉的两个同类刺激间的是指刚刚引起差别感觉的两个同类刺激间的最小差异量。最小差异量。如在100g重的物体上至少需要再增减34g，人们才能觉察出重量的变化。增减的34g，就是重量的差别感觉阈限。这一指标对某些机器操作者非常重要。这一指标对某些机器操作者非常重要。12第二节第二节 人的信息输入人的信息输入（二）知觉（二）知觉系统的信息识别系统的信息识别知觉的生理过程：知觉的生理过程： 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，产生的对事物的总体的认识总体的认识，就是知

9、觉。知觉以知觉以感觉为基础。感觉为基础。 知觉的作用：知觉的作用：使得感觉有意义使得感觉有意义。13第二节第二节 人的信息输入人的信息输入二、感二、感知知过程中的信息储存过程中的信息储存1 1、感觉储存、感觉储存 感觉记忆（瞬时记忆）的储存时间大约为0.250.252s2s2 2、感觉储存的编码、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信息的物理特征，因而具有鲜明的形象性。14第二节第二节 人的信息输入人的信息输入3 3、感觉储存和工作记忆的交互作用、感觉储存和工作记忆的交互作用 感觉记忆中能够引起个体注意并被及时识别的信息才能进入工作记忆。 工作记忆的保持时间大约为5s5s2

10、min2min4 4、感知映像的衰退和储存容量、感知映像的衰退和储存容量 感知记忆随时间消逝而衰退。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。 视觉感受器和听觉感受器的储存容量分别为17个字母和5个字母。15第二节第二节 人的信息输入人的信息输入三三、注意、注意 人机系统中许多事故的发生都可以从注意上找原因。人机系统中许多事故的发生都可以从注意上找原因。飞行员在追击敌机时可能由于没有注意到高度表指示的变化而发生毁机事故；汽车司机可能由于只顾前方道路变化没有注意到侧旁情况而碰到路旁的行人或车辆；一个打字员会由于与人谈话而打错了字等等。16第二节第二节 人的信息

11、输入人的信息输入五、注意五、注意（一）注意的基本概念（一）注意的基本概念 注意是心理活动或意识对一定对象的指向与集中。（二）注意的功能（二）注意的功能1 1、选择功能、选择功能2 2、保持功能、保持功能3 3、调节及监督功能、调节及监督功能17第二节第二节 人的信息输入人的信息输入（三）注意的种类（三）注意的种类有意注意是指有有意注意是指有预定目的、需要预定目的、需要一定意志努力的一定意志努力的注意。注意。 无意注意是指事无意注意是指事先没有目的、也先没有目的、也不需要意志努力不需要意志努力的注意。的注意。 有意后注意是注有意后注意是注意的一种特殊形意的一种特殊形式。从特征上讲式。从特征上讲，

12、它同时具有无，它同时具有无意注意和有意注意注意和有意注意的某些特征意的某些特征 无意注意无意注意有意注意有意注意有意后注意有意后注意18第二节第二节 人的信息输入人的信息输入 由于无意注意是自然而然引起的，维持这种注意并不需要付出意志的努力，所以不至于产生身心疲劳；有意注意需要付出意志的努力，长时间的坚持，又会引起疲劳，所以在生活、学习、工作过程中，通常需要两种注意交替进行。19第二节第二节 人的信息输入人的信息输入（四）注意的特性（四）注意的特性1 1、注意的广度、注意的广度 注意广度是指在一个很短的时间内能知觉的注意对象的数目。一般成人能同时把握46个没有意义联系的对象。 2 2、注意的选

13、择性、注意的选择性 注意的选择性是个体在同时呈现的两种或两种以上的刺激中选择一种进行注意，而忽略另外的刺激。20第二节第二节 人的信息输入人的信息输入 在人机系统设计中, 视觉警告信号视觉警告信号一般都安排在中央视野范围内, 采用比其他视觉显示刺激高得多的亮度采用比其他视觉显示刺激高得多的亮度, , 或者采用特殊的或者采用特殊的声音作为警告信号声音作为警告信号, 这些都是利用它们容易引人注意的特点。 与视觉相比，听觉与触觉由于外周感受器没有排除刺激进入感觉通道的自然方法，它们对人具有较大强制接受的作用。 21第二节第二节 人的信息输入人的信息输入3 3、注意、注意的的持续性持续性 注意持续性是

14、指注意在一定时间内保持在某个认识的客体或活动上，也叫注意的稳定性。 如检验员在装配流水线上寻找次品。随着自控设备的增加，人扮演监测者角色的地方越来越多，持续注意力更显得重要。22第二节第二节 人的信息输入人的信息输入4 4、注意的分配、注意的分配 注意的分配性是个体在同一时间对两种或两种以上的刺激进行注意，或将注意分配到不同的活动中。即所谓一心二用或一心多用。 注意分配是注意集中的对立物。一般来说，不利于注意集中的因素，都有利于注意分配。刺激的空间位置、相似程度、刺激强刺激的空间位置、相似程度、刺激强度、语义内容等度、语义内容等，既是影响注意集中的因素，同时也是影响注意分配的因素。23第三节第

15、三节 人的信息处理人的信息处理 人的信息处理人的信息处理中枢系统的信息加工中枢系统的信息加工 从狭义上讲，人的信息处理是指从接收信息到输出操作之间的过程，其中包含了人类最复杂的脑机制，涉及了学习、记忆、问题解决等多个过程，因而相比其它系统的加工器活动更为复杂。 记忆记忆 思维思维 推理推理 注意注意24第三节第三节 人的信息处理人的信息处理记忆的三个阶段记忆的三个阶段1 1、感觉、感觉记忆记忆（瞬时记忆）（瞬时记忆）：外界刺激信息在感觉通道内迅速被登记并保持一瞬间的过程，保持时间一般为2s2s以内，信息容量以内，信息容量较大较大 。 2 2、短时记忆短时记忆（工作记忆）（工作记忆）：信息呈现后

16、，保持时间在1min1min以内以内的记忆，容量很小，对中断高度敏感的记忆，容量很小，对中断高度敏感。3 3、长时记忆长时记忆：是记忆发展的高级阶段，它是保持时间1min1min以上以上乃至数月、数年，甚至终身不忘的记忆，容量很大乃至数月、数年，甚至终身不忘的记忆，容量很大。25第三节第三节 人的信息处理人的信息处理感觉记忆感觉记忆信息丧失信息丧失复述复述短时短时记忆记忆长时长时记忆记忆信息丧失信息丧失环境环境26第三节第三节 人的信息处理人的信息处理一、一、记忆记忆（一）（一）感觉感觉记忆记忆 外部刺激直接作用于感觉器官产生感觉象后，虽然刺激作用停止，但感觉象仍可维持极短的片刻（ms）。感觉

17、记忆有很丰富很丰富的信息，但会迅速消失的信息，但会迅速消失。27第三节第三节 人的信息处理人的信息处理（二二）工作记忆）工作记忆打字员打字时要逐句或逐组记住所阅读的字词。正在检修机器的工人，需要即时记住检修了哪几个部件, 记住检修时机器的变化状态。在日常生活中，我们也有大量的关于短时记忆方面的经验。例如查找电话本给朋友打电话，如果电话占线，或者电话没有重拨功能，就得再次查找电话本。 短时记忆是信息通往长时记忆的过渡阶段。短时记忆是信息通往长时记忆的过渡阶段。 短时记忆往往是人在短时记忆往往是人在即时活动即时活动中所要求的，是操作性的，因而中所要求的，是操作性的，因而也被称为操作记忆或工作记忆。

18、也被称为操作记忆或工作记忆。28第三节第三节 人的信息处理人的信息处理（二二）工作记忆）工作记忆1 1、特点、特点（1）保持时间短：5s1min （2）记忆容量小（3）对中断高度敏感（4）短时记忆中的信息可以被意识信息可以被意识185119211839193719351851 1921 1839 1937 193529第三节第三节 人的信息处理人的信息处理2. 2. 工作记忆信息的存储和遗忘工作记忆信息的存储和遗忘（1 1）复述）复述工作记忆信息存储的有效方法工作记忆信息存储的有效方法简单复述（保持性复述）：简单复述（保持性复述）：有助于信息在短时记忆中保持。例：58608506精细复述（整合

19、性复述）：精细复述（整合性复述）：将信息加以组织，与其它信息联系，在更深层次上加工，才能使得信息转入长时记忆。例：5860850658 60 85 06 30第三节第三节 人的信息处理人的信息处理（2 2）遗忘）遗忘 记忆的内容不能保持或者提取时有困难就是遗忘。工作记忆的容量有限，储存时间也很短，如果得不到复述，将会迅速遗忘。在没有复述的情况下，工作记忆可保持151530s30s。 31第三节第三节 人的信息处理人的信息处理图图1 1 阻止复述后工作记忆遗忘速率阻止复述后工作记忆遗忘速率32第三节第三节 人的信息处理人的信息处理（三）（三）长时记忆长时记忆 长时记忆是指存储时间在一分钟以上、数

20、月、数年乃至终身不忘的信息。 长时记忆是保持一分钟以上到几年一分钟以上到几年，甚至于更长时间的记忆。长时记忆的内容是以往信息加工的结果，是从感觉记忆和工作记忆中获得的体验、情感、技能、规则、判断等的仓库。 长时记忆比较稳定比较稳定，具有备用的作用，对人的活动不会增加过多的负担。人的长时记忆的容量很大，几乎是无限的容量很大，几乎是无限的。 33第三节第三节 人的信息处理人的信息处理1 1、信息提取信息提取（1 1）回忆）回忆：过去经历过的事情以情景或概念形式在头脑中出现的心理过程。相当于问答题相当于问答题，如“什么是人因？”（2 2）再认）再认：体验过的事情再度呈现时仍能被认识的心理过程。相当于

21、选择题相当于选择题，如“下面哪一个是对感觉记忆特点正确的描述？”34第三节第三节 人的信息处理人的信息处理2 2、遗忘遗忘 （1 1）遗忘进程遗忘进程 图图2 艾宾浩斯遗忘曲线艾宾浩斯遗忘曲线35第三节第三节 人的信息处理人的信息处理（2 2）遗忘原因）遗忘原因 消退理论：消退理论：遗忘是记忆痕迹得不到强化而逐渐减弱以至最后消退的结果。 干扰理论：干扰理论：长时记忆中信息的遗忘主要是因为在学习和回忆时受到了其他刺激的干扰。一旦干扰被解除,记忆就可以恢复。 前摄干扰前摄干扰指巳学过的旧信息对学习新信息的抑制作用； 倒摄干扰倒摄干扰指学习新信息对已有旧信息回忆的抑制作用。 在长时记忆里，信息的遗忘

22、尽管有自然消退的因素，但主要是由信息间的相互干扰造成的。一般说来， 先后学习的两种材料越相近，干扰作用越大。36第三节第三节 人的信息处理人的信息处理二、思维与推理二、思维与推理 思维是一种高级的认知活动，是个体对客观事物本质和规律的认识过程。在日常生活中，人们经常说到的“考虑”、“思考”、“想一想”等，都是思维活动。 推理是指人利用逻辑法则对已掌握的信息进行推演，进而得到新的知识或信息的一种思维过程。推理有两类，即归纳推理和演绎推理。37第四节第四节 人的信息输出人的信息输出 在人机系统中，人的信息输出通常表现为效应器官（例如手、足、口、眼）的运动，通俗地讲，就是作业过程。效应器官运动的速度

23、和准确度直接关系到人机系统的效率和可靠性。在作业中，人的信息输出主要表现为： 操作运动的输出操作运动的输出 言语输出言语输出38第四节第四节 人的信息输出人的信息输出第一部分第一部分 运动的输出运动的输出一、一、运动运动的的类型类型1、定位运动(视觉定位运动和盲目定位运动）2、重复运动3、连续运动4、操作运动5、序列运动6、静态调节运动39第四节第四节 人的信息输出人的信息输出二二、操作运动的速度操作运动的速度 操作运动的速度是衡量人体信息输出能力的重要指标，操作运动速度的快慢取决于反应时与运动时反应时与运动时。l 从刺激呈现到反应开始的时间间隔称为反应时反应时l 从反应开始到反应结束的时间间

24、隔称为运动时运动时。40第四节第四节 人的信息输出人的信息输出（一）（一）反应时反应时1 1、反应时的概念、反应时的概念 从刺激呈现到反应开始的时间间隔称为反应时。2 2、简单反应时与选择反应时、简单反应时与选择反应时（1 1）简单反应时）简单反应时：当单一刺激呈现时，人只需做出一个特定反应所需的时间即为简单反应时。（2 2）选择反应时）选择反应时：当两种或更多种的刺激呈现时，不同的刺激要求做出不同的反应所需要的时间即为选择反应时。通常选择反应时间要比简单反应时间长20200ms。41第四节第四节 人的信息输出人的信息输出感觉通道感觉通道反应时反应时/ms感觉通道感觉通道反应时反应时/ms触觉

25、触觉 117182温觉温觉180240听觉听觉120182 嗅觉嗅觉210390视觉视觉 150225痛觉痛觉4001000 冷觉冷觉 150230 味觉味觉3081082 表表1 各种感觉通道的简单反应时各种感觉通道的简单反应时3 3、各种感觉通道的反应时、各种感觉通道的反应时42第四节第四节 人的信息输出人的信息输出4 4、影响反应时的因素、影响反应时的因素u 刺激信号性质的影响刺激信号性质的影响（1 1）刺激的强度）刺激的强度刺激强度刺激强度简简单单反反应应时时43第四节第四节 人的信息输出人的信息输出（2 2）刺激的空间特性）刺激的空间特性44第四节第四节 人的信息输出人的信息输出（3

26、 3）刺激的持续时间）刺激的持续时间45第四节第四节 人的信息输出人的信息输出（4 4）刺激的清晰度）刺激的清晰度 刺激信号本身越清晰，其刺激反应时越短。 同时信号的清晰度还与背景环境（颜色对比、信噪比、亮颜色对比、信噪比、亮度对比度对比）有关。46第四节第四节 人的信息输出人的信息输出u 人的机体状态的影响人的机体状态的影响（1）机体对环境条件的适应状态（2）精神准备程度47第四节第四节 人的信息输出人的信息输出（3）年龄因素48第四节第四节 人的信息输出人的信息输出5 5、影响选择反应时的因素、影响选择反应时的因素 除简单反应时的影响因素外，还受以下因素的影响：（1 1）刺激物）刺激物数量数量的影响的影响（2 2）刺激物间）刺激物间差别差别的影响的影响 （3 3）作业）作业时间长短时间长短的影响的影响（4 4）信号间隔与发生频度信号间隔与发生频度的影响的影响49第四节第四节 人的信息输出人的信息输出50第四节第四节 人的信息