人的信息处理系统

人的信息处理系统第一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

人类的劳动分为：体力劳动和脑力劳动。在体力劳动中人是作为动力的提供者；而在脑力劳动中人是作为信息的加工者。体力劳动主要涉及人的生理能力，而脑力劳动主要涉及人的心理特征即涉及人的信息处理能力。了解人的心理特征，对设计适合于人的人机系统是非常有利的。第二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五一、人的信息处理模型Donders的减法模型由于这种方法的核心是用一项较复杂工作需要的时间减去较简单工作需要的时间，由此来判断增加的工作内容需要的时间，这种方法被称为Donders的减法模型。Welford的单通道模型Broadbent的过滤模型第三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五Broadbent的过滤模型感觉`过滤器信息处理中心人的信息处理过程就像是一个过滤器，随着信息处理过程的延续，不重要的信息都被过滤掉了，只有最重要的信息才进入到人的大脑被继续处理。第四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五Kahneman的单资源模型

。单资源模型假定人的信息处理系统的能力是一种资源，有一定的限度。在这个限度之内，人可以相当自由地分配自己的注意力，也可以同时干一件以上的事情。不同的脑力活动要求不同程度的注意力，容易的工作只占用很少的注意力，难的工作占用更多的注意力。当注意力不能满足工作的需要时，人的行为结果就受到影响或根本无法完成。第五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

Wickens的多资源模型人的信息处理系统是一个多资源的系统，多资源理论认为，人有多个不同的资源，而不是一个中心资源，每一种资源有它自己的一些特性。当不同的工作用需要不同的资源时，它们之间的干扰就小些，如果它们所需要的资源相同或相近，它们之间的干扰就大些。第六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五控制与自动过程理论

Schneider和Shiffrin教授根据他们自己所做的一系列的实验结果提出人的信息处理系统实际上有两种基本的处理过程，一种是控制过程，一种是自动过程。自动过程是一种快速的，平等的信息处理过程，不受人的工作记忆能力的限制，只需要很少的或根本不需要直接控制。这种信息处理过程需要大量的训练才能获得。相反，控制过程则是一种较慢的信息处理过程，受人的工作记忆能力的限制，它需要人的大量的，直接的控制行为，因而施加给人的脑力负荷较重。第七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

通过对以上关于人的信息处理系统最有影响力的介绍，对人的信息处理系统有一个初步的了解，把以上的主要观点综合起来可得出关于人的信息处理系统的基本组成结构图。人的信息处理系统结构人的信息处理系统的结构图第八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（一）感知觉系统：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

人的信息处理系统由感知觉系统、认知决策系统和运动（反应）系统三个子系统构成：第九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五信息、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）信息计量。信息是可以严格定量的，也就是消息中所包含得信息量。信息量以计算机的“位”(bit)为基本单位，称为比特。一个比特信息量的定义是：在两个均等的可能事件中需要区别的信息量。信号所负载的信息量按下式求得：H=log22nH为信息量；n为某信号中所包含的二进制码的个数。信息量是人机系统中设计时考虑的重要参数。

第十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五信息、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。第十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五信息、信息量与信息传递模式

人机系统设计的任务就是要通过合理的设计，努力减少信息的损耗，或通过提高信噪比，降低混淆度，提高信息传递的质量。第十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（一）感觉和知觉感觉定义：感觉是人脑对直接作用于感觉器官的事物个别属性的反映，感觉是人们了解外部世界的渠道，也是一切复杂心理活动的基础和前提。感觉类型：视觉、听觉、化学感觉（嗅觉和味觉）、触等。感觉的过程：人的感觉器官接受内外环境的刺激，将其转化为神经冲动，通过传入神经，将其传至大脑皮质感觉中枢，便产生了感觉。二、感知系统的信息加工第十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五知觉的定义：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,产生的对事物的整体的认识,这就是知觉。知觉以感觉为基础，是现实刺激与已存储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。第十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五感觉和知觉的关系和区别

从知觉的过程得知，客观事物是首先被感觉，然后才能进一步被知觉，所以知觉是在感觉的基础上产生的，感觉的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整、越正确。

感觉和知觉都是客观事物直接作用于感觉器官而在大脑中产生对事物的客观反映。在生活和生产活动中，人都是以知觉的形式直接反映事物，而感觉只作为知觉的组成部分而存在于知觉之中，很少有孤立的感觉存在，在心理学中称为“感知觉”。第十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五感觉和知觉的关系和区别

感觉反映的是客观事物的个别属性，而知觉反映的是客观事物的整体。感觉的性质较多取决于刺激物的性质，而知觉过程带有意志成分，人的知识、经验、需要、动机、兴趣等因素直接影响知觉的过程。第十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五知觉与感觉示意A

根据知觉时起主导作用的感官特性，可把知觉分为视知觉、听知觉、触知觉、味知觉和嗅知觉等。人的感觉与人的生理特征有关，而人的知觉则与人的经验和所受的教育有关。第十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

感觉的基本特征：

1、感觉阈限

人是通过自己的感觉器官来获得各种信息的。在外界刺激物的作用下，人的感受器的神经末梢发生兴奋，产生电波，这种电波沿神经通道传送到大脑皮质感觉区产生感觉。

感觉器官可接受外界刺激的范围被称为感觉阈限，感觉阈限有绝对阈限和差别感觉阈限两个概念。第十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五绝对阈限外界刺激必须达到一定强度才能引起人的感觉。刚刚能引起感觉的最小刺激量，叫绝对感觉阈限的下限，强度低于下限的刺激不能引起人的感觉。能产生正常感觉的最大刺激量，叫绝对感觉阈限的上限。作用于感觉器官的刺激强度若超过上限，就会引起痛觉，严重时甚至于造成感觉器官的损伤。在人机系统设计中，为保证信息的有效传递，机器信源发出的信号能量应在上下阈限之间。第十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五刺激阈限下限感觉绝对阈限举例视觉2.2~5.7×10-17J4.8km以外的烛光听觉1×10-12J/m2安静环境中60m以外的手表滴答声味觉4×10-7(硫酸试剂摩尔浓度)9L水中的一匙白糖嗅觉2×10-7kg/m3弥散于30㎡的房间中的一滴香水触觉2.6×10-9J从一厘米距离落到你脸上一个苍蝇的翅膀第二十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五差别感觉阈限

人的感觉器官不仅能够确定刺激的有无，而且能觉察刺激的变化或差别。刚刚能引起差别感觉的最小刺激量，叫差别感觉阈限。每一种感觉器官的差别感觉阈限不是一个绝对数值，它随最初的刺激强度而变化，并且两者之比是一个常数。这一关系被称为韦伯定律，可用下面的公式表示:

△I

/

I

=

K

式中I是初始刺激强度，△I为引起差别感觉的刺激强度的增量，K为常数。人机系统设计中，常利用信号的能量差异进行信息编码。第二十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五2、适应性:感觉器官经持续刺激一段时间后,感觉会逐渐减小乃至消失,这种现象称为适应。3、相互作用在一定条件下，各种感觉器官对其适宜刺激的感受能力将受到其他刺激的干扰而降低，使感受性发生变化的现象。

A、一个感觉器官同时受若干个同类刺激，会产生相互作用。

B、若干个感觉器官各自感应刺激时，相互之间会产生相互作用4、对比同一感受器官接受两种同类但内容不同的刺激时，会使感受性发生变化的现象。5、余觉刺激消失后，感觉还可以存在一个极短时间的现象。第二十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五知觉的基本特性知觉的整体性知觉的理解性知觉的选择性知觉的恒常性第二十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五知觉的整体性：把知觉对象的各种属性、各个部分知觉成为一个同样的有机整体，这种特性称为知觉的整体性。知觉的整体性可使人们在感知自己熟悉的对象时，只根据其主要特征可将其作为一个整体而被知觉。如，见到建筑群中的冷水塔，电力工程师立即会将该建筑群知觉为一个热电厂。第二十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五知觉的理解性：根据已有的知识经验去理解当前的感知对象，这种特性称为知觉的理解性。由于人们的知识经验不同，所以对知觉对象的理解也会有不同，与知觉对象有关的知识经验越丰富，对知觉对象的理解也就越深刻。在复杂的环境中，知觉对象隐蔽、外部标志不鲜明、提供的信息不充分时，语言的提示或思维的推论，可唤起过去的经验，帮助人们去立即理解当前的知觉对象，使之完整化。此外，人的情绪状态也影响人对知觉对象的理解。第二十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五知觉的恒常性：人们总是根据已往的印象、知识、经验去知觉当前的知觉对象，当知觉的条件在一定范围内改变了的时候，知觉对象仍然保持相对不变，这种特性称为知觉恒常性。大小恒常性：在天空中飞行的飞机，在视网膜中的映象是近大远小，但在知觉中它的大小是不变的。颜色恒常性：形状恒常性：知觉的恒常性保证了人在变化的环境中，仍然按事物的真实面貌去知觉，从而更好地适应环境。第二十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五知觉的选择性

作用于感官的事物是很多的，但人不能同时知觉作用于感官的所有事物或清楚地知觉事物的全部。人们总是按照某种需要或目的主动地有意识地选择其中少数事物作为知觉对象，对它产生突出清晰的知觉映象。把某些对象从某背景中优先地区分出来，并予以清晰反映的特性称为知觉的选择性。第二十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

知觉对象和背景的关系是可以相互转换的。第二十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五错觉

错觉是知觉的一种特殊形态,即知觉的映象与事物的客观情况不相符。其产生的原因目前还不清楚。第二十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五长短视错觉第三十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五横竖视错觉第三十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五方位视错觉1第三十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五這些真的是平行線呦第三十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五誰比較高第三十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五第三十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五第三十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五下面的比較大？第三十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五圖中的圓確實是一個正圓形第三十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五左邊的藍色比較深嗎第三十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五左側中央的圓形比右邊大嗎第四十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五第四十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五第四十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五會動的圖片第四十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五第四十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五第四十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五第四十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（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0.25s～2s。

感觉记忆是记忆的初始阶段，它是外界刺激以极短的时间一次呈现后，一定数量的信息在感觉通道内迅速被登记并保持一瞬间的过程。

第四十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（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。视觉的感觉记忆叫图像记忆，听觉的感觉记忆编码形式称为声像记忆。（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。保持时间大约为5s~2min

第四十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五感觉记忆｛图像记忆，容量为17个字母，保留时间200ms声像记忆，容量5个字母，保留时间1500ms。（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。用半衰期参数来描述衰退过程。第四十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五ARJC593J8YC8HMD7SFQ24W9R第五十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五1592365375829714853929352638

14第五十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（三）感知系统的信息加工1、信息的加工方式：感知系统信息加工方式包括两个过程，一个是自下而上的过程，也被称为数据驱动加工，一个是自上而下的过程，也被称为概念驱动过程。一般认为客观对象作用于人时，需要通过自上而下加工与自下而上加工的相互作用才能实现对象的整体形象反映。对比较熟悉的物体，采用自上而下的知觉过程较多；对不熟悉的物体，采用自下而上的知觉过程较多。第五十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

自下而上的加工：是指由外部刺激开始加工，通常是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。（举例）由于信息流程是从构成知觉基础的较小的知觉单元到较大的知觉单元，或说从较低水平的加工到较高水平的加工，这种类型的加工因而称为自下而上加工。第五十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

自上而下的加工：是指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。这种期望或假设制约着加工的所有阶段或水平，从调整特征觉察器直到引导对细节的注意等。（举例）由于是一般知识引导知觉加工，较高水平的加工制约较低水平的加工，这种类型的加工因而称为自上而下的加工。第五十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

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。第五十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五2、模式识别▲模式是指由若干元素或成分按一定关系形成的某种刺激结构，也可以说模式是刺激的组合。▲当人能够确认他所知觉的某个模式是什么时，将它与其他模式区分开来，这就是模式识别。▲模式识别是人的一种基本的认知能力或智能，在人的各种活动中都有重要的作用。第五十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

人的模式识别可看作一个典型的知觉过程，它依赖于人的知识和经验。一般说来，模式识别过程是感觉信息与长时记忆中的有关信息进行比较，再决定它与哪个长时记忆中的项目有着最佳匹配的过程。关于匹配过程的实现方式，有三种主要模型:（1）模板匹配模型。（2）原型匹配模型。（3）特征分析模型。第五十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

模式（板）匹配理论

：模式匹配理论认为，在人的长时记忆中，储存着许多过去在生活中形成的外部模式的复本。这些复本称为模板。当一个刺激作用于人的感官时，刺激信息得到编码并与已储存的各种模板进行比较，看哪个模板与刺激有最佳的匹配，就把这个刺激确认为与那个模板相同。这样，模式就得到识别了。第五十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五原型匹配理论：这种理论认为，人们在长时记忆中存储的并不是无数个模式，而是原型。原型被看着一类客体的内部表征，反映一类客体具有的基本特征。在识别过程中，外部刺激只需同某一原型进行比较有最近似的匹配，即可将该刺激纳入此原型所代表的范畴，从而得到识别。第五十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五特征分析模型：特征模型将构成模式的元素或成分及其关系称为特征。它认为外部刺激在人的长期记忆中，是以其各种特征来表征的。在模式识别过程中，首先要对刺激的特征进行分析，即抽取刺激的有关特征，然后将这些抽取的特征加以合并，再与长时记忆中的各种刺激的特征进行比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就被识别。第六十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

（1）加工周期。知觉加工器的加工周期时间与刺激脉冲反应的时间有关；且视输入信息的特征和作业任务的不同可在较大范围内变化。（2）单位知觉。如果在一个知觉加工器的工作周期里，有多个相类似的刺激发生，那么知觉加工器就会将它们当作一个刺激单位加以处理。（3）感知加工的速率变化。在人类信息加工器模型中，知觉加工器的单位加工周期并非一个固定的常数。根据不同的刺激条件，加工周期可在一定范围内变化。3、信息加工周期、单位知觉、感知加工的速率变化第六十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（四）、注意（1）注意的概念及分类1)注意的概念

注意是依附和伴随人的认识、情感、意志等心理过程而存在的一种人的心理活动，是心理活动对一定对象的指向和集中。由于感官通道容量有限，人不可能在同一时间内接受周围环境所提供的一切信息源，而只能从中选择极少数作为心理活动的对象，这种特性称为指向性。人的意志对所选择的对象给予关注和坚持，这种特性称为集中性。第六十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五2）注意的功能

注意的功能包括选择功能、保持功能和调节及监督功能。注意选择功能指注意对同一时间作用于人的种种信息源传播的信息进行过滤和筛选，从而保证了少数进入的信息能得到充分的加工。注意的保持功能使心理活动的内容得以在意识中保持，使心理过程得以持续进行。注意的调节和监督功能表现为排除和抑制来自内部和外部的干扰，使人所从事的各项活动能朝着预定的目标和方向进行。第六十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五3）注意的分类无意注意：无意注意是一种初级被动的注意，是一种既无预定目的也不需要付出任何意志努力的注意。它通常是由于周围环境的变化而引起的一种不由自主的自然而然的注意，所以又称为不随意注意。有意注意：有意注意是一种积极主动的较无意注意高一级的注意，是有预定目的的，同时还需要付出意志努力的注意。有意注意受意识的自觉调节和控制，是人类所独有的一种心理现象，所以也称为随意注意。第六十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五3）注意的分类有意后注意。有意后注意是注意的一种特殊形式。从特征上讲，它同时具有无意注意和有意注意的某些特征。它和自觉的目的、任务联系在一起，类似于有意注意；但它不需要意志的努力，这方面又类似于无意注意。第六十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（2）注意的基本特征注意的选择性▲在一定的时间内，人只能从众多的信息源中选择所需要的信息源进行信息加工。▲既然有选择，就必然有漏失，重要的是要选择恰当，使取样的信息正好是所需要的。做到注意对象的最佳选择或最佳取样，就是以最小的代价得到最大的价值。由于人的能力资源是有限的，人在观察某一信息源时，能够了解这个信息源的最新动向，这是他的所得。但也有一个忽略其他信息源的代价，称为机会成本，人的注意的选择就是从这两方面入手找出最优。第六十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五注意的分配▲注意分配是指人在同一时候能把注意分配到一个以上的对象上，即所谓一心二用或一心多用。注意的分配是完成复杂工作任务的重要条件。▲注意分配基本条件就是同时进行的几种活动的熟练程度或自动化程度。▲注意分配与同时进行的几种活动的性质有关。第六十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五注意的广度▲注意的广度也称注意的范围，是在很短时间内，意识所能注意到的对象的数量。认知心理学认为，注意的广度是注视点来不及移动的一瞬间（0.1秒），人所能接收的同时输入的信息量。▲认知心理学的实验研究表明，注意是一种有序的心理资源，当容纳了某些信息时就不能再容纳其他信息。正常人的注意范围通常为7±2个组块，与工作记忆的容量相同。第六十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五注意的广度●

注意对象越集中、排列越有规律、相互间的联系越趋向于有意义，注意的广度就越大，反之则越小。●知觉任务难度小，注意广度相对大些；人的知识经验越丰富，注意广度也越大，即随着知识经验的积累，注意的范围有所扩大。但注意广度的扩大是相对的，也是有限的。第六十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五注意的稳定性

注意的稳定性亦称注意的持久性，是注意较长时间地保持在某些特定事物上的能力，是注意在时间上的特征，是衡量注意品质的重要指标。①注意的稳定性不仅包括注意某一具体对象所能持续的时间，而且包括在注意总任务的支配下，指向和集中于注意对象的各个方面。②与注意的稳定性相反的是注意的分散性，也称分心。分心是由无关刺激物的干扰或单调刺激物的持续作用而引起的离开当前应该指向和集中的对象的一种心理活动，是一种应该用意志去努力克服的状态。第七十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五三、中枢信息处理

外界刺激通过感觉系统传入大脑之后，就进入到人的信息处理系统的第二个结段，即中枢信息处理阶段，它的功能包括知觉、记忆、思维、决策等，了解这些功能对掌握人的中枢信息处理特征、设计更符合人的人机系统是非常重要的。

第七十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五1、记忆

人的大脑能够把输入或经过加工的信息储存起来，在需要时再把这些储存的信息取出，这一过程称为记忆。它包括存储和提取两个阶段。根据信息的输入、加工、储存、提取方式的不同以及信息储存时间长短的不同，人的记忆分为：感觉记忆、工作记忆、长时记忆。中枢系统的信息储存第七十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五(1)工作记忆（短时记忆）工作记忆的含义：工作记忆也叫短时记忆和操作记忆，是感觉记忆和长时记忆的中间阶段。由于持续时间很短，相对容量有限的记忆被称为短时记忆。人类所有的智力活动都必须从工作记忆中取得所需要的加工材料，操作的结果也必须经过工作记忆以进一步加工或输出，因而工作记忆在认知系统中的功能类似于计算机的通用寄存器。工作记忆中的元素不是以基本物理形式存在的，而是以有意义的最小单元存在。有意义的最小单元被称为“组块”。第七十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五工作记忆的特点信息保持时间很短。在无复述的情况下，一般保持5-20s,最长不超过1分钟。记忆容量小。信息一次呈现后立即正确记忆的最大量一般为5-9个互不关联的项目。若在记忆过程中重新编码、组块，减少信息中独立成分的数量，可提高工作记忆。对中断的高度敏感。工作记忆极易受到干扰，受干扰的程度取决于工作记忆中存储信息的多少。工作记忆中的信息可被意识。也就是说，只有短时记忆中的信息才能被保持在人们当前的意识之中。第七十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五工作记忆的编码及影响因素听觉编码和视觉编码是工作记忆的主要编码方式。研究表明，工作记忆的编码通常是以听觉的声音符号方式进行的，但在工作记忆的最初阶段存在视觉形式编码，之后逐渐向听觉形式过渡。工作记忆编码效果的影响因素：（1）觉醒水平；即大脑皮层的兴奋水平；（2）工作记忆的组块；（3）认知加工深度。第七十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五工作记忆信息的存储与遗忘

复述：是工作记忆信息存储的有效方法。它可以防止工作记忆中的信息受到无关刺激的干扰而发生遗忘。遗忘：记忆的内容不能保持或者提取有困难就是遗忘。工作记忆的内容有限，储存的时间也很短，无复述的情况下，保持15—30s。造成遗忘的最大原因主要是工作记忆中的信息受到其他无关信息的干扰。第七十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五阻止复述的情况下，保持时间间隔越长，正确的回忆率越低。第七十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五(2)长时记忆长时记忆的含义：是指存储时间在一分钟以上、数月、数年乃至终身不忘的信息。长时记忆中储存着过去所有的经验和知识，这些信息是有组织的知识系统，对人的学习和行为决策有重要的意义。长时记忆容量没有限制。信息的来源大部分是对工作记忆内容的加工，也有由于印象深刻而一次获得的。第七十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五长时记忆

人的知识经验，就是保持在长时记忆中的信息。长时记忆的内容是以往信息处理的结果，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，几乎无限。长时记忆是最重要也是最复杂的记忆系统。一切后天获得的经验，包括语言规则在内，都必然是长时记忆的组成部分。第七十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五长时记忆的信息储存

长时记忆中信息的储存是一个动态过程。从量的方面，存储信息的数量随时间的迁移而逐渐下降；从质的方面，存储的信息会出现不同形式的变化。长时记忆中信息的储存首先依赖于组织有效的复习，刺激物的重复出现是工作记忆向长时记忆转化的条件，没有复述的信息是不可能进入长时记忆的。其次利用外部记忆手段，如记笔记等，最后，要注意脑的健康和用脑卫生，保持良好的记忆。第八十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五长时记忆的信息提取

长时记忆的信息提取有两种基本形式，即再认和回忆。再认是指人们对感知过、思考过或体验过的事物，当它再度呈现时，仍能认识的心理过程。回忆是人们过去经历过的事物以形象或概念的形式在头脑中重新出现的过程。回忆通常以联想为基础。第八十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五再认的效果随再认的时间间隔而变化从学习到再认的间隔时间越长，效果越差第八十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

长时记忆的内容是不能抹掉的，然而要在长时记忆中随意提取一组块却并不是成功的。提取失败的原因有两个：一、找不到提取的线索；二、许多相似的提取线索和许多相似的组块混在一起，互相干扰，以致阻碍了目标组块的提取。当提取的线索要依赖联想时，这种干扰的影响就更大。第八十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五遗忘

保持在头脑中的信息，随着时间的推移和后来经验的影响，不论在时间上还是在数量上，都将发生一定的变化。在数量上变化的一个重要表现是识记的保持量逐渐减少，致使识记过的信息不能再认和回忆，或者发生错误的再认和回忆，这就是遗忘。第八十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

人们进行了大量的研究发现遗忘的规律，遗忘发展的进程是均衡的，在识记后的短时间内，遗忘速度很快，以后逐渐缓慢，一定时间后，则处于停滞状态几乎不再忘记。遗忘的发展进程还受识记材料的性质、数量、学习程度以及识记时的主观状态等因素的制约。

第八十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五德国心理学家艾宾浩斯对记忆和遗忘进行了大量的、系统的实验研究，得出了著名的艾宾浩斯遗忘曲线：第八十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五同时实验结果表明，动作记忆最易于长久保持，一项技能一年后只遗忘29%。其次是形象材料和有意义的材料，如能引起兴趣的、符合需要的、在生活工作中占有重要地位的材料比抽象的材料、无意义的材料易于记忆。识记的材料数量越多，识记后保持量越少。第八十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五遗忘的原因：干扰是遗忘的重要原因。遗忘是因为在学习和回忆之间受到其他刺激的干扰所致。对信息保持的干扰有两种类型：一类称为前摄干扰，即先前学习的材料对识记和回忆后学材料的干扰作用；另一类称为倒摄干扰，即后面学习的材料对保持和回忆先学材料的干扰作用。第八十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五3、思维与决策

思维与决策是人的信息处理过程中最复杂、最富有创造性的工作，也是人的信息处理系统的瓶颈。正是它极大地限制了人的信息处理能力。人的中枢信息处理系统是单通道的，在某一时刻只能做一件事。第八十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

（一）思维过程

思维是借助语言、表象或动作实现的、对客观事物概括的和见解的认识，是认识的高级形式。感知觉是外界刺激直接输入并进行初级加工，记忆是对输入的刺激进行编码、储存、提取的过程。思维是对输入的信息进行更深层次的加工，主要表现在概念的形成和问题解决的活动中。第九十页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

思维过程具体包括以下四个阶段：

1）认识和明确地提出问题2）分析所提出问题的特点和条件3）提出假设和考虑解决方法4）检验假设第九十一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五2）决策系统主要特征与局限

决策是人为达到一定目标选择行动方案的过程。在决策时，首先要确定目标，找出可达到这个目标的各种方案，比较各种方案的优缺点，然后选择出一个最优的方案。决策系统有以下一些特征与局限：人是一个受到限制的理性决策系统人的计算能力是十分有限的工作记忆的限制长时记忆的限制速度很慢第九十二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五人机系统中要提高决策水平：▲通过选拔和训练提高操作者的素质，培养决策能力。▲系统设计上充分考虑人的决策行为的特点和决策能力的局限性，提供决策所需的条件和决策辅助工具。如用计算机辅助决策。第九十三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

1.大脑信息处理能力的界限

三、影响信息处理的因素

（1）大脑皮质对连续接受的各种信息不可能全部确切地给以处理，其能力具有一定的限度。把从感觉器官得到的信息，在大脑皮质进行判断，决定采取什么样的行动时，人不可能同时处理两种以上的信息。

第九十四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

三、影响信息处理的因素

在处理各种信息过程中，当时间十分充裕时，人们可以正确地进行处理；当信息时间短触信息又错综复杂时，就不能很好地处理，将出现以下各种情况：①漏掉了未处理的信息。②作了错误的处理。③处理延迟。④信息内容处理不全。⑤信息处理的质量降低。⑥使用了规定以外的处理方法。⑦放弃处理。第九十五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

2.内部因素

影响信息处理能力的内部因素主要有：觉醒水平，动力，学习(练习)和疲劳。（1）人的唤醒水平。唤醒水平指人的总体生理激活程度。它对工作效率有很大影响。在适宜的范围内，唤醒能维持大脑的兴奋性，有利于注意的保持和集中。但是超出此范围过分激活，人将处于十分紧张状态，无法实现有效行为。（2）工作任务因素。

认知加工器的不同的加工任务，其加工周期时间可在很大范围内波动。教材表9-5为不同认知系统的加工速度。第九十六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

（3）学习。从学习曲线规律可知，如果反复的练习同种作业，随着练习次数的增加，工作质量和效率都将在一定程度上有所改善。并能减轻人的疲劳。（4）疲劳。对信息处理过程来说，疲劳将带来与学习相反的效果。在疲劳使信息处理能力降低的状态下，就会发生不能很好地处理刺激的反应模式。

（5）动力。人因具有动机才能对所给的刺激产生一定的行动，这种现象称为动力。人对作业形成动力是人处理信息时的基础条件之一，特别是在重新学习掌握信息处理方法时，动力具有更加重要的作用。第九十七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五四、人的信息输出

信息从人的中枢处理向运动器官传送的过程，称为人的信息输出系统，信息输出表现为人的各种反应活动。由于人的信息输出是人机系统的输入，因此了解人的信息输出特征直接关系到人机系统的效率和可靠性。第九十八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

在实际情境中，操作者的信息输出形式多种多样。信息输出最重要的方式是运动输出。根据操作活动的形式，人体操作活动可分为以下六种：（1）定位运动（2）重复运动（3）连续运动（4）逐次运动（5）序列运动（6）静态调节运动上述各种运动形式，经常按一定的关系链并行或连续出现，例如，静态调节运动与其他各种运动同时存在；连续运动与操作运动穿插进行，重复运动往往在序列运动中出现等。1、操作运动类型第九十九页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五2、操作运动的速度反应时的概念：一般将外界刺激出现到操作者根据刺激信息完成反应之间的时间间隔称为反应时。这个时间包括两部分：第一部分是从刺激开始到反应开始之间的时间，称之为反应潜伏期；第二部分是从反应开始到反应完成的时间，称为运动时间。反应不能在给予刺激的同时立即发生，而是有一个反应过程。

（1）反应时人的信息输出速度一般用反应时间来测量。反应过程包括刺激使感觉器官产生活动，经由神经传递至大脑，经过加工处理，再从大脑传给肌肉，肌肉收缩后作用于外界的某种客体。第一百页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五反应时

心理学研究发现，反应时即为感官接收信息到发生反应的各信息处理阶段所耗费的时间的总和，其中包括：感受器将刺激转化为神经冲动需要1－38毫秒，将神经冲动传至大脑等神经中枢需要2－100毫秒，神经中枢进行信息处理需要70－300毫秒，传出神经将冲动传导至肌肉需要10－20毫秒，肌肉潜伏期和激发肌肉收缩需要30－70毫秒。上述各段时间的总和113－528毫秒即为反应时间。显然，神经中枢的加工过程所耗费的时间为反应时的主要组成部分。第一百零一页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五反应时反应时是人因工程学在研究和应用中经常使用的一种重要的心理特征指标。人的信息处理过程大部分活动是在体内潜伏进行的，难以对信息接受、加工和传递各个阶段精确地进行实验测定。因此，在实践中往往利用反应时指标来近似说明人对信息处理过程的效率及影响因素。第一百零二页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五简单反应时与选择反应时间简单反应时：如果呈现的刺激只有一个，被试只在刺激出现时做出特定的反应，这时获得的反应时间称为简单反应时。

选择反应时：有多种不同的刺激信号，刺激与反应之间表现为一一对应的前提下，呈现不同刺激时，要求做出不同的反应，这时获得的反应时称为选择反应时。

第一百零三页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

各种感觉通道的反应时

不同的感觉通道受刺激的反应时明显不同。各种感觉通道的简单反应时.

各种感觉通道的简单反应时感觉通道反应时/ms感觉通道反应时/ms触觉

117～182温觉180～240听觉120～182

嗅觉210～390视觉

150～225痛觉400～1000

冷觉

150～230

味觉308～1082

第一百零四页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五影响反应时的因素1.刺激信号性质的影响：1)刺激的强度。2)刺激的空间特性。3)刺激的持续时间。4)刺激的清晰度。

2.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。3)年龄因素。

第一百零五页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五影响选择反应时的因素

影响选择反应时的因素，除上述讨论的各种因素外，还有如下一些因素有特别重要意义。(1)刺激物数量的影响。

(2)刺激物间差别的影响。

(3)作业时间长短的影响。

(4)信号间隔与发生频度的影响。第一百零六页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五

运动时间为运动开始至运动结束所耗费的时间，即完成反应动作的时间。运动时间随运动的距离与方式而改变。一般完成控制操作最少需要300ms，因此，从刺激呈现到反应动作完成最少需300ms，加上反应时间200ms共计500ms。在没有任何预先警告的情况下，反应时间加运动时间一般为0.7-1秒，人对特别例外的事件的运动反应时间甚至可高达数秒。（2）运动时间第一百零七页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五（3）定位运动的速度运动速度可用完成运动时间表示。美国人因工程专家费兹（Fitts）经过研究发现人的手定位速度与目标距离以及目标的宽度相关，并有一定的规律，可用下式表示：

MT=a+b×log2(2D/W)

式中，MT代表运动时间；D代表定位运动距离；W代表定位目标宽度；a,b是两个系数。

这就是人因工程中非常著名的Fitts定律，它表明定位运动时间随目标距离的增加而增加；随目标宽度的增加而缩短。第一百零八页，共一百一十八页，编辑于2023年，星期五Fitts定律它不仅适用于手的定位运动，也适用于脚的定位运动。