Типы информации человека и компьютера

Обновлено: 21.11.2024

Взаимодействие человека с компьютером (HCI) — это междисциплинарная область исследований, посвященная разработке компьютерных технологий и, в частности, взаимодействию между людьми (пользователями) и компьютерами. Первоначально связанный с компьютерами, гиперконвергентная инфраструктура с тех пор расширилась и теперь охватывает почти все формы проектирования информационных технологий.

Здесь профессор Алан Дикс объясняет корни человеко-компьютерного взаимодействия и какие области особенно важны для него.

Стремительный рост HCI

HCI появился в 1980-х годах с появлением персональных компьютеров, как раз тогда, когда такие машины, как Apple Macintosh, IBM PC 5150 и Commodore 64, начали появляться в домах и офисах, меняя общество. Впервые сложные электронные системы стали доступны обычным потребителям для таких целей, как текстовые процессоры, игровые приставки и средства бухгалтерского учета. Следовательно, поскольку компьютеры больше не были дорогими инструментами размером с комнату, созданными исключительно для экспертов в специализированных средах, потребность в создании взаимодействия человека с компьютером, которое также было бы простым и эффективным для менее опытных пользователей, становилась все более актуальной. С самого начала гиперконвергентная инфраструктура расширилась, чтобы включить несколько дисциплин, таких как информатика, когнитивная наука и инженерия человеческого фактора.

HCI вскоре стал предметом интенсивных научных исследований. Те, кто учился и работал в области человеко-компьютерного взаимодействия, видели в нем важнейший инструмент для популяризации идеи о том, что взаимодействие между компьютером и пользователем должно напоминать открытый диалог между людьми. Первоначально исследователи HCI сосредоточились на повышении удобства использования настольных компьютеров (т. е. специалисты-практики сосредоточились на том, насколько легко компьютеры изучать и использовать). Однако с появлением таких технологий, как Интернет и смартфоны, использование компьютеров будет все больше отходить от настольных компьютеров в пользу мобильного мира. Кроме того, гиперконвергентная инфраструктура постепенно охватывает все больше областей:

«…больше не имеет смысла рассматривать человеко-компьютерное взаимодействие как специальность информатики; HCI стал шире, больше и намного разнообразнее, чем сама компьютерная наука. HCI расширился от своего первоначального внимания к индивидуальному и общему поведению пользователей, чтобы включить социальные и организационные вычисления, доступность для пожилых людей, людей с когнитивными и физическими недостатками, а также для всех людей и для максимально широкого спектра человеческого опыта и деятельности. Он расширился от настольных офисных приложений до игр, обучения и образования, коммерции, здравоохранения и медицинских приложений, планирования и реагирования на чрезвычайные ситуации, а также систем для поддержки совместной работы и сообщества. Он расширился от ранних графических пользовательских интерфейсов до включения множества методов и устройств взаимодействия, мультимодальных взаимодействий, поддержки инструментов для спецификации пользовательского интерфейса на основе моделей и множества новых повсеместных, портативных и контекстно-зависимых взаимодействий».
< /цитата>
— Джон М. Кэрролл, автор и основатель области взаимодействия человека с компьютером.

Пользовательская ценность гиперконвергентной инфраструктуры и связанных с ней областей

HCI – это широкая область, которая пересекается с такими областями, как дизайн, ориентированный на пользователя (UCD), дизайн пользовательского интерфейса (UI) и дизайн взаимодействия с пользователем (UX). Во многих отношениях гиперконвергентная инфраструктура была предшественником пользовательского интерфейса.

Мы живем в мире, где компьютеры могут превзойти людей в шахматах, го и даже в игре Jeopardy. Искусственный интеллект и машинное обучение постоянно создают новые прорывы, заставляя нас гадать, будем ли мы вскоре жить в технологической утопии или будем бороться за выживание с киборгом Арнольдом Шварценеггером.

Но превосходят ли компьютеры человеческий мозг в целом? Давайте узнаем.

Для целей этой статьи давайте определим компьютер как персональный рабочий стол для непрофессионального использования (т. е. не сервер, работающий круглосуточно и без выходных).

Для простоты мы ограничим сравнение четырьмя областями:

Хранилище
Скорость обработки
Память
Энергоэффективность

Да начнется битва!

Хранилище

Для повседневного использования большинству пользователей компьютеров достаточно 500 ГБ дискового пространства. Креативщики, геймеры и другие пользователи с большим объемом данных часто полагаются на дополнительное хранилище в облаке или на портативном твердотельном накопителе. Ради аргумента мы предоставим компьютеру в среднем 1 ТБ дискового пространства.

А как насчет емкости памяти мозга? Ну, это сложно.

Оценки различаются в зависимости от того, сколько нервных клеток или нейронов существует в обычном мозге. Многие исследования полагаются на 100 млрд нейронов, а исследование Стэнфордского университета предполагает, что в мозгу на самом деле 200 млрд нейронов.

Вы можете подумать: "Подождите, у компьютера есть байты, а у мозга есть нейроны. Как их сравнить?»

Одно заметное различие между человеческим мозгом и компьютерной флеш-памятью заключается в способности нейронов объединяться друг с другом, чтобы способствовать созданию и хранению воспоминаний. Каждый нейрон имеет примерно тысячу соединений с другими нейронами. Поскольку в среднем человеческом мозгу насчитывается более триллиона связей, этот эффект перекрытия создает экспоненциально большую емкость хранилища.

Исходя из наших сегодняшних знаний о нейронах, которые очень ограничены, мы оцениваем объем памяти мозга в 1 петабайт, что эквивалентно более чем тысяче твердотельных накопителей емкостью 1 ТБ.

Преимущество: человеческий мозг.

Память

Пока что это равное соревнование. Человеческий мозг имеет значительно больше памяти, чем средний компьютер. А компьютер может обрабатывать информацию экспоненциально быстрее, чем человеческий мозг.

Как насчет доступа к памяти? Может ли человек запоминать информацию лучше, чем компьютер?

Ну, это зависит от того, о какой информации мы говорим.

Что касается основных фактов, то однозначно нет. Если компьютер «знает», что столицей Невады является Карсон-Сити, этот факт всегда будет доступен. С другой стороны, человек может со временем запутаться или забыть об этом факте, особенно после длинных выходных в Вегасе.

В чем компьютеры отстают от людей, так это в способности присваивать информации качественный рейтинг. Для компьютера вся информация точно такая же. Люди, с другой стороны, имеют много разных типов воспоминаний и расставляют приоритеты воспоминаний в зависимости от их важности. Вы, несомненно, помните множество подробностей о дне свадьбы, но наверняка забыли, что ели на обед в прошлый четверг. (Если вам интересно, это был бутерброд с тунцом и ржаным хлебом.)

Люди также связывают воспоминания друг с другом, поэтому ваши воспоминания о кануне Нового года будут связаны со всеми другими вашими новогодними праздниками на протяжении всей вашей жизни. У компьютера нет такой возможности, по крайней мере, на данный момент.

Преимущество: непонятно

Энергоэффективность

Конкурс все еще жеребьевка. Компьютеры работают быстрее и точнее, а у людей больше памяти и больше возможностей для доступа к воспоминаниям.

Что можно сказать об энергоэффективности? Вот где становится по-настоящему весело.

Обычный компьютер потребляет около 100 Вт. Человеческому мозгу, с другой стороны, требуется примерно 10 Вт. Правильно, ваш мозг в десять раз более энергоэффективен, чем компьютер. Мозгу требуется меньше энергии, чем лампочке.

Возможно, мы не самые яркие лампочки в коробке, но опять же, нам и не нужно быть такими.

Преимущество: человеческий мозг

Заключение

В конечном счете, явного победителя нет. Люди и компьютеры имеют свои преимущества в зависимости от категории. Если вам нужна точность и скорость необработанной обработки, компьютер — очевидный выбор. Если вам нужны творчество, энергоэффективность и расстановка приоритетов, лучше всего подойдет человек.

Хорошая новость заключается в том, что нам не нужно выбирать. Это не должно быть соревнование людей против компьютеров. Мы можем работать вместе и наслаждаться лучшим из обоих миров. То есть до тех пор, пока Скайнет не станет самоосознающим.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Курирование этого контента осуществляется по усмотрению автора и не обязательно отражает точку зрения Encyclopaedia Britannica или ее редакции. Для получения наиболее точной и актуальной информации обращайтесь к отдельным статьям энциклопедии по темам.

Компьютерная эра привнесла в бизнес, университеты и множество других организаций новый элемент: набор компонентов, называемых информационной системой, которые занимаются сбором и организацией данных и информации. Информационная система состоит из пяти компонентов.

Компьютерное оборудование

Это физическая технология, которая работает с информацией. Аппаратное обеспечение может быть маленьким, как смартфон, который помещается в карман, или большим, как суперкомпьютер, заполняющий здание. Аппаратное обеспечение также включает периферийные устройства, которые работают с компьютерами, такие как клавиатуры, внешние дисковые накопители и маршрутизаторы. С появлением Интернета вещей, в котором все, от бытовой техники до автомобилей и одежды, сможет получать и передавать данные, датчики, взаимодействующие с компьютерами, проникают в человеческую среду.

Компьютерное программное обеспечение

Оборудование должно знать, что делать, и в этом заключается роль программного обеспечения. Программное обеспечение можно разделить на два типа: системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение.Основной частью системного программного обеспечения является операционная система, такая как Windows или iOS, которая управляет работой оборудования. Прикладное программное обеспечение предназначено для конкретных задач, таких как работа с электронной таблицей, создание документа или разработка веб-страницы.

Телекоммуникации

Этот компонент соединяет оборудование вместе, образуя сеть. Соединения могут быть проводными, такими как кабели Ethernet или оптоволокно, или беспроводными, например, через Wi-Fi. Сеть может быть спроектирована так, чтобы связать компьютеры в определенной области, например в офисе или школе, через локальную сеть (LAN). Если компьютеры более рассредоточены, сеть называется глобальной сетью (WAN). Сам Интернет можно рассматривать как сеть сетей.

Базы данных и хранилища данных

В этом компоненте находится «материал», с которым работают другие компоненты. База данных — это место, где собираются данные и откуда их можно получить, запросив их с использованием одного или нескольких определенных критериев. Хранилище данных содержит все данные в любой форме, необходимой организации. Базы данных и хранилища данных приобрели еще большее значение в информационных системах с появлением «больших данных» — термина, обозначающего поистине огромные объемы данных, которые можно собирать и анализировать.

Кадры и процедуры

Последним и, возможно, самым важным компонентом информационных систем является человеческий фактор: люди, необходимые для работы системы, и процедуры, которым они следуют, чтобы знания, содержащиеся в огромных базах данных и хранилищах данных, можно было превратить в обучение. которые могут интерпретировать то, что произошло в прошлом, и направлять будущие действия.

В основе когнитивной психологии лежит идея обработки информации.

Когнитивная психология рассматривает человека как процессора информации, во многом так же, как компьютер получает информацию и следует программе для получения результата.

Основные предположения

Подход к обработке информации основан на ряде предположений, в том числе:

(1) информация, предоставляемая окружающей средой, обрабатывается рядом систем обработки (например, внимание, восприятие, кратковременная память);
(2) эти системы обработки преобразуют или изменяют информацию в систематическими способами;
(3) цель исследования – определить процессы и структуры, лежащие в основе когнитивных функций;
(4) обработка информации у людей аналогична обработке в компьютерах.

Компьютер — аналогия разума

Развитие компьютеров в 1950-х и 1960-х годах оказало важное влияние на психологию и отчасти стало причиной того, что когнитивный подход стал доминирующим подходом в современной психологии (заменив бихевиоризм).

Компьютер дал когнитивным психологам метафору или аналогию, с которой они могли сравнить мыслительную деятельность человека. Использование компьютера в качестве инструмента для понимания того, как человеческий разум обрабатывает информацию, известно как компьютерная аналогия.

По сути, компьютер кодирует (то есть изменяет) информацию, хранит информацию, использует информацию и производит вывод (извлекает информацию). Идея обработки информации была принята когнитивными психологами как модель того, как работает человеческое мышление.

Например, глаз получает визуальную информацию и кодирует информацию в электрическую нейронную активность, которая возвращается в мозг, где она «хранится» и «кодируется». Эта информация может использоваться другими частями мозга, связанными с умственной деятельностью, такой как память, восприятие и внимание. Результатом (т. е. поведением) может быть, например, чтение того, что вы видите на печатной странице.

Следовательно, подход к обработке информации характеризует мышление как среду, обеспечивающую ввод данных, которые затем преобразуются нашими органами чувств. Информацию можно хранить, извлекать и преобразовывать с помощью «ментальных программ», результатом чего являются поведенческие реакции.

Когнитивная психология повлияла и интегрировалась со многими другими подходами и областями исследований, чтобы создать, например, теорию социального обучения, когнитивную нейропсихологию и искусственный интеллект (ИИ).

Обработка информации и выборочное внимание

Когда мы выборочно обращаем внимание на одно действие, мы, как правило, игнорируем другие стимулы, хотя наше внимание может быть отвлечено чем-то другим, например телефонным звонком или кем-то, кто называет наше имя.

Психологов интересует, что заставляет нас обращать внимание на одно, а не на другое (избирательное внимание); почему мы иногда переключаем свое внимание на что-то, на что ранее не обращали внимания (например,синдром коктейльной вечеринки) и сколько вещей мы можем уделить внимание одновременно (способность внимания).

Один из способов концептуализации внимания — представить людей как обработчиков информации, которые могут обрабатывать только ограниченный объем информации за раз, не перегружаясь.

Бродбент и другие в 1950-х годах приняли модель мозга как системы обработки информации с ограниченными возможностями, через которую передается внешний ввод.

Процессы ввода связаны с анализом стимулов.
Процессы хранения охватывают все, что происходит со стимулами внутри мозга, и могут включать кодирование и манипулирование стимулами.
Процессы вывода отвечают за подготовку соответствующей реакции на стимул.

Критическая оценка

В рамках концепции обработки информации был предложен ряд моделей внимания, в том числе:

Модель фильтра Бродбента (1958 г.), модель затухания Трейсмана (1964 г.) и модель позднего отбора Дойча и Дойча (1963 г.).

Однако при изучении этих моделей и подхода к обработке информации в целом следует учитывать ряд оценочных моментов. К ним относятся:

Последовательная обработка фактически означает, что один процесс должен быть завершен до начала следующего.
Параллельная обработка предполагает, что некоторые или все процессы, связанные с когнитивной задачей, происходят одновременно.

Эксперименты с двумя задачами показали, что возможна параллельная обработка. Трудно определить, обрабатывается ли конкретная задача последовательно или параллельно, так как это, вероятно, зависит (а) от процессов, необходимых для решения задачи, и (б) от количества практики выполнения задачи.

Параллельная обработка, вероятно, чаще используется, когда кто-то обладает высокой квалификацией; например, опытный машинист думает на несколько букв вперед, а новичок сосредотачивается только на одной букве за раз.

<р>2. Аналогия между человеческим познанием и работой компьютера, используемая в подходе к обработке информации, ограничена.

Компьютеры можно рассматривать как системы обработки информации, поскольку они:

(i) комбинировать представленную информацию с сохраненной информацией для решения различных проблем, и

НО -

(i) человеческий мозг способен к обширной параллельной обработке, а компьютеры часто полагаются на последовательную обработку;

<р>3. Доказательства теорий/моделей внимания, подпадающих под подход обработки информации, в значительной степени основаны на экспериментах в контролируемых научных условиях.

Большинство лабораторных исследований являются искусственными, и можно сказать, что они не имеют экологической достоверности.

В повседневной жизни когнитивные процессы часто связаны с целью (например, вы уделяете внимание в классе, потому что хотите сдать экзамен), тогда как в лаборатории эксперименты проводятся изолированно от других когнитивных и мотивационных факторов.< /p>

Хотя эти лабораторные эксперименты легко интерпретировать, данные могут быть неприменимы к реальному миру за пределами лаборатории. Были предложены более современные экологически обоснованные подходы к познанию (например, Perceptual Cycle, Neisser, 1976).

Внимание в основном изучалось изолированно от других когнитивных процессов, хотя очевидно, что оно действует как взаимозависимая система со связанными когнитивными процессами восприятия и памяти.

Чем успешнее мы изучаем часть когнитивной системы изолированно, тем меньше наши данные говорят нам о когнитивных способностях в повседневной жизни.

<р>4. Хотя общепризнано, что информация, управляемая стимулом (восходящая снизу вверх), важна для познания, то, что человек привносит в задачу с точки зрения ожиданий/прошлого опыта, также важно.

Эти влияния известны как "нисходящие" или "концептуально управляемые" процессы. Например, прочтите треугольник ниже:

Ожидание (обработка «сверху вниз») часто замещает информацию, действительно имеющуюся в стимуле (снизу вверх), на который мы предположительно обращаем внимание. Как вы прочитали текст в треугольнике выше?

Ссылки на стиль APA

Бродбент, Д. (1958). Восприятие и общение. Лондон: Pergamon Press.

Дойч, Дж. А., и Дойч, Д. (1963). Внимание: некоторые теоретические соображения. Психологический обзор, 70, 80–90

Нейссер, У. (1967). Когнитивная психология. Нью-Йорк: Appleton-Century-Crofts.

Трейсман, А. (1964). Избирательное внимание у человека. Британский медицинский бюллетень, 20, 12–16.

Как ссылаться на эту статью:

Контент сайта Simply Psychology предназначен только для информационных и образовательных целей. Наш веб-сайт не предназначен для замены профессиональной медицинской консультации, диагностики или лечения.

Читайте также: