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工程心理学工程心理学以人-机系统为对象，主要研究人的工作效能，人在系统中的行为特点，以及人机间的合理配合等。有人把人机系统概念扩大为人-机-环境系统。在人机系统的设计中，除了强调机器和环境的设计，应尽可能符合人的身心特点和满足人的要求外，同时也要考虑如何通过选拔与训练，使操作者适应机器与环境的问题。工程心理学是一门以心理学为核心内容的综合性学科。它以实验心理学和认知心理学的理论和方法为基础。工程心理学的内容：1、 人体生理心理特点和人的工作能力限度；2、 人机相互作用过程和人机界面的设计要求；3、 工作空间的设计要求：工作空间的设计要适合使用者的人体尺寸与体态特征；4、 工作环境的要求；5、 人工智能工程心理学的作用：1、 提高效率；2、 防止事故、保障安全；3、 创造健康和舒适的工作条件：工程心理学关于人机环境关系的研究，可为制订工效学标准、安全标准、劳动卫生标准提供科学依据。工效学标准通常规定的是最低要求，制定和实现标准，只是为了保障安全和健康。人机系统：在劳动或工作中，人与他使用的机器，以一定的方式互相结合而构成的系统称为人机系统。人机系统按人机连接的方式，可区分为串联式人机系统和并联式人机系统：并联式人机系统，人机并接，两者可互相替代，在自动化系统中，人机之间多采取并联的形式。人机系统还可作闭环系统和开环系统的区分：两者的区别就在于人是否能够了解系统活动的结果，即有没有所谓结果反馈。闭环人机系统中有信息反馈回路。飞机员驾驶飞机就是闭环人机系统的例子。人机系统按人在系统中的作用特点，可区分为三类：手控式人机系统，机控式人机系统和自动化人机系统。手控式人机系统以人力作为动力源，人的活动与作用主要是体力的；机控式人机系统以电能、化学能等作动力；自动化人机系统也称为监控式人机系统。人和机器的活动都包括输入、加工和输出三个环节。这三个环节，通常用S-O-R表示。S表示刺激作用；O表示机体组织，主要是大脑中枢；R表示身体反应。人的眼、耳、鼻、舌、皮肤等是接收刺激输入的器官，称为感觉器官。手、脚、口等是运动反应器官，称为效应器官。控制器、加工器或运算器、显示器是机器系统的三个环节。人机信息交换：一方面是人的输出信息转换成机器的输入信息，另一方面是机器的输出信息转换为人的输入信息。显示器上所呈现的这些符号、标志、图像等叫做“信息模型”；人感知到信息模型后，就要对它进行解析或译码，即在大脑中把它转化成被控对象状态的映象，这种映象叫做“观念模型”；人对机器进行控制或调整，是为了使它按照预期目标运转。大脑中以映象形式存在的预期目标称为“目标模型”。人机配合包括两方面的涵义：一是人机功能分配，二是人机在构形与性能特点上的匹配。机器具有许多人所不及的功能特点：1、 强度大；2、 速度快；3、 精度高；4、 具有某些人所缺少的感受和反应能力；5、 具有独特的记忆功能；6、 能够长时间地连续工作；7、 能在人无法耐受的环境中工作人也有一些机器所不及的功能：1、 某些感受能力比较高；2、 具有补偿的能力；3、 具有高度的灵活性；4、 具有多种潜能；5、 具有总结经验，除旧创新的能力；6、 具有主观能动性，因而能成为机器的支配者。一般来说，强度大的、快速的、高精度的、持续久的、单调的或操作环境恶劣的工作，要安排机器去干；设计方案、编制程序、应付不测、排障维修等工作应由人去做。人机匹配主要通过两个方面的工作：一方面是通过选拔与训练，使操作人员能够与机器要求相适应；另一方面，人与机器相比，机器在构造和性能特点上，可以有很大的变化，而人的身体结构和功能特点，在很大程度上受生物遗传因素制约，具有较大的不变性。人机匹配不能仅依靠人对机器的适应，应主要依靠把机器设计成符合人的特点来实现。人机匹配要符合以下原则：1、 要选用最有利于发挥人的能力，提高人的操作可靠性的匹配方式，不要为图便宜，或为了容易设计，而选用不利于发挥人的能力特性的匹配方式；2、 匹配方式要有利于使整个系统能够达到最大的效率，但要避免对人提出能力所不及的要求；3、 要使人操作起来方便、省力，避免选用在大部分工作时间内，都要求人高度用力的匹配方式；4、 要采用信息流程和信息加工过程自然的、使人容易学习的、差错少的匹配方式；5、 不要采用需要人作高度精密的、频繁的、简单重复或过于单调的、连续不停的、作长时间精确计算的匹配方式；6、 匹配方式要使人认识到，或感到自己的工作很有意义，或很重要。工程心理学研究的萌芽：泰勒开创了“时间研究”，并于吉尔布瑞斯创始了“动作研究”。德国心理学家H。闵斯特勃格首先把实验心理学应用于工业生产。在1912年前后，出版了心理学与工业效率、心理技术原理等书。心理学对人机系统的研究，大致可以以第二次世界大战为界划分为两个历史阶段。战前是第一阶段，主要是研究解决人对机器的适应问题。五十年代是工程心理学的“开关-表盘”时代。工业心理学概观陈立，1935，是我国最早系统介绍工业心理学的著作。与信息高速公路有关的工程心理学研究：1、 人-计算机界面的研究；2、 对语言理解过程和知识组织方式的研究；3、 对人的视、听注意分配和信息综合特征的研究；4、 远距离配合工作的信息加工的特征，以及不同技术手段的应用，对这类工作的影响。第二章工程心理学研究中的变量主要涉及行为变量，这种变量有两个主要的维度：定量维度和定性维度。相关关系是指两个变量之间存在着一种系统的依赖性，只能说明两个变量之间有依赖，而不能提供原因与结果的解释。心理学家把相关分成三种：正相关：两个变量之间的变化方向一致，一个增加，另一个也增加。负相关：两个变量之间的变化方向相反，一个增加，另一个减少。零相关：两个变量之间没有系统的关联，互不影响。信度：是指研究中所使用的工具（比如一个量表或是一个问卷）的可靠性，即它是否可以稳定地反映某种心理特征的能力。常用的信度有三种：重测信度：用同一个测试两次施测于相同的被试，两次结果的关联程度，相关越大，测验的信度越高。复本信度：用两个等同的测验或一个测验的平行复本施测同一组被试，被试两次测验得分的相关系数就是复本信度。分半信度：用某个测验对被试加以施测，把测验分成对等的两部分（比如奇数和偶数题目），求这两部分得分的相关，这样计算出来的信度叫分半信度。效度：指测验或研究的有效性和准确性，也就是测量或研究达到的目的的程度，效度有三种：内容效度：测验所涵盖的内容能在多大程度上测量到所要测定的心理特征，涵盖的范围越广，内容效度越高。预测效度：用测验的结果去预测被试今后实际绩效的程度，预测效度越高，这种预测就越准确。构想效度：测验结果与某种理论构思或概念相符合的程度。观察：是指通过感官或借助仪器感知客观对象的过程，通过观察获得感性材料是心理学研究的最基本的方法之一。观察有两种：直接观察和间接观察。直接观察：以人的感官对客观对象的直接感知为基础；借助仪器或其它手段的观察叫做间接观察。实验法是在控制条件下观察事物变化，获取事实材料的方法。影响实验效果的干扰因素：1、 环境因素：象噪声、光亮、温度、振动等环境因素，如果不加以控制，都可能对实验结果产生干扰作用。2、 主试因素：指导语、态度、主试有意或无意的暗示动作等都会对被试的表现产生影响。3、 被试因素：象性别、年龄、文化水平、知识经验和赞许倾向等都会对研究结果产生影响。4、 测量方法与仪器方面的因素：如测量方法不当或仪器不准确等都会影响到研究的结果。准实验研究：也叫现场实验，它是在实验情境中研究自变量与因变量关系的方法。工程心理学的准实验设计有以下三种：1、 不相等实验组控制组设计；2、 等时间取样设计；3、 时间系列设计；模拟研究：也是实验研究的一种特殊形式，它是以物质形式或观念形式对实际物体、过程和情境的仿真。模拟装置的逼真度对研究结果有很大的影响。模拟的逼真度越高，得到的结果越接近实际情境。模拟的逼真度包括三个方面：设备逼真度：模拟物的外观特点以及显示和操作装置的功能特性，同真实装备的相似程度。环境逼真度：内外物理环境因素与被模拟现象的实际环境因素的相似程度；心理逼真度：被试在心理上把模拟过程看成同真实情境相似的程度。与工程心理学研究有关的心理测验量有四类：1、 类别测量：就是要求被试将事物按一定的规则或标准进行归类；2、 顺序测量：是指使用顺序量表或等级量表进行的测量；3、 等距测量：采用了相等的心理量单位；4、 比例测量：指既有相等单位，又有绝对零点的测量量表。期蒂文森得出心理量S与物理量I之间存在着对数关系，这个结论被称为斯蒂文森定律。人格测验：也叫个性测验，它是全面了解一个人的整体特重的主要方法。人格测量通常采用三种方法：1、 量表法：是用量表的形式测量一个人的人格；2、 投射法：一种间接测量人格特征或其他特征的方法，夏普墨迹测验和主题统觉测验是最广泛的测验；3、 情境测验：让受测者在预先设计好的情境中从事一定的活动，通过观察其行为表现，来了解其人格与个性特征。第三章感觉性和感觉阈限：感受性是感觉器官对适宜刺激的感觉能力，是用感觉阈限的大小来度量的。人的各种感觉都有下面两种类型的感受性和感觉阈限：1、 绝对感受性和绝对感觉阈限：刚刚能引起感觉的最小刺激量，感觉出最小刺激量的能力称为绝对感受性。2、 差别感受性和差别感觉阈限：对最小差别量的感受能力则为差别感受性。知觉：是在感觉的基础上对客观事物所产生的高一级认识。知觉有如下基本特征：1、 知觉的整体性；2、 知觉的理解性；3、 知觉的恒常性；4、 知觉的选择性。视角：是被看目标物的两点光线投入眼球时的交角。视力是眼睛分辨物体细节能力的一个生理尺度。视野是当人的头部和眼球不动时，人眼能察觉到的空间范围，通常用角度表示。视距是人在操作系统中正常的观察距离。一般应根据观察目标的大小和形状，以及工作要求确定视距。观察目标在560mm处最为适宜。小于380mm会引起目眩，超过760mm时细节看不清。视觉适应有暗适应和明适应两种：暗适应是人由明亮的环境转入暗环境；明适应是人由暗环境转入明亮的环境。掩蔽效应：由于干扰声的存在，致使声信号的听觉清晰度阈限升高，这种现象称谓掩蔽效应。触觉：触觉是微弱的机械刺激触及了皮肤浅层的触觉感受器而引起的，而压觉是较强的机械刺激引起皮肤深部组织变形而产生的感觉，由于两者性质上类似，通常称触压觉。温度觉：温度觉分为冷觉和热觉两种。冷感受器在皮肤温度低于30度时开始发放冲动；热感受器在皮肤温度高于30度时开始发放冲动，到47度时为最高。信息加工系统的一般结构包括感受器、效应器、记忆和加工器。感受器接受外界信息，效应器作出反应。记忆可以储存和提取符号结构，加工器则包括基本信息过程、短时记忆和解说器。信息加工系统的功能是输入、输出、储存和复制。模型中各个阶段的含义如下：感觉储存：又叫感觉登记或感觉记忆，它是人的信息加工的第一阶段；知觉译码：在知觉时，人把当前感觉登记中的信息与以前储存在长时记忆中的有关信息进行匹配；记忆与决策：执行：反馈：注意：在感觉登记之后的各阶段的信息加工，几乎都离不开注意。视觉和听觉是信息输入的主要感觉通道。人的信息传递能力：1、 信息与信息量：信息作为一个科学概念，最早出现于通信领域。信息是消息的内容，消息是信息的载体。信息量的多少，取决于消息的不确定程度。不确定性就是随机性。常用的信息测量单位叫比特。1比特就是两个相互独立的等概率事件之一发生时所提供的信息量。（公式P69）2、 人的信息传递率：人在单位时间内所能传递的信息量，叫做人的信息传递率，也称人的通道容量。在做选择反应时，人传递信息所需要的时间与刺激信号的平均信息量成线性关系。这一关系是希克和海曼发现的，称为希克-海曼定律。公式P70Hs为刺激信号的平均信息量，a,b为经验常数。人的信息传递率是一个常数。从大多数实验材料来看，人的信息传递率变化范围为每秒3-10比特。最大速度均接近55比特/秒。人的信息输出一般通过手、足等效应器官的运动来完成。运动速度：1、 反应时：从刺激呈现到反应动作完成的时间称为反应时。反应时按反应的类型可分为简单反应时（A反应时间）、选择反应时（B反应时）和辨别反应时（C反应时）三种。2、 心理不应期：当两个刺激在时间上十分接近时，即使接收刺激的感觉通道和作出反应的效应器官都不同，大脑信息加工机制也将暂时对第二个刺激不起反应，这段时间称为心理不应期。3、 定位运动的速度：菲茨研究了定位运动时间与目标距离及目标宽度的关系。随着目标距离增加，定位运动时间加长；随着目标宽度增加，定位运动时间缩短。目标距离和宽度对定位运动时间的联合效应可用下式表示：（P78）MT为定位运动时间，a和b为常数；D为目标距离，W为目标宽度。这个公式称为菲茨定律。式中的 称为运动难度指数（ID）。以反应时为横轴，以准确性为纵轴，所描绘的曲线称为速度/准确性操作特性曲线。追踪：是指人在系统控制中为达到预定目标，不断调节自己的控制反应，使系统输出与输入相匹配，或将它们之间的误差减到最小的过程。如司机驾驶飞机，飞行员驾驶飞机都属追踪操作。追踪环：追踪作业中的各个环节，即显示器、操作者、控制器和系统（或设备）四个部分。尾随追踪显示与补偿追踪显示：在尾随显示上，靶子和受控元素都能移动，它们表明了自己的位置（或数值）和彼此的关系。在补偿显示上，靶子与受控元素中有一个是固定的，另一个作相对移动。补偿显示的效果不如尾随显示有两个原因：第一是补偿显示信息的模糊性。第二是尾随显示的运动兼容性。注意主要从三方面对信息加工过程发生影响，即选择性、集中性和注意分配。注意分散是消极的，而注意分配是人根据需要主动调整注意指向的能力。警戒：当要求对不常出现的不确定性目标保持注意时，保持注意的能力就会随时间的持续而下降，这个现象叫做警戒下降。警戒是一种持续保持注意的状态。信号出现时间的不确定性是警戒任务的一个重要特性。两类警戒模式：一类是自由反应模式。在这类警戒任务中，目标信号可以在任何时间出现。第二类是检察模式。目标信号以比较规则的间距出现。麦克沃斯在最早的“时钟测试”任务中，就报告了警戒下降的现象。群体习惯：群体习惯是指在一个国家或一个民族内部，人们所形成的共同习惯。人在工作繁忙的时候，常处于精神紧张状态，甚至导致一时性血压升高或生理上出现其他反应。紧张状态的发展可分阶段三个阶段：警戒反应期、抵抗期、衰竭期。人为差错：人为差错是指人未能实现规定的任务，从而可能导致中断计划运行或引起财产和设备的损坏的行为。人为差错发生的方式有：1、 人没有实现某一必要的功能任务；2、 实现了某一不应该实现的任务；3、 对某一任务作出了不适当的决策；4、 对某一意外事故的反应迟钝和笨拙；5、 没有觉察到某一危险情况。按照系统开发的阶段，人为差错可分为以下六类：1、 设计差错2、 制造差错3、 检查差错4、 安装差错5、 维修差错6、 操作差错通常把产生人为差错的外部因素称之为背景因素。背景因素的分类如下（简称为4M）：1、 人（Man）2、 机械（Machine）3、 环境（Media）4、 管理（Management）生理节律：生理功能所显示出的周期性变化，通常称为生理节律。1、 日周节律：人体对昼与夜的反应很不相同，人们的日常生活节律基本上以24小时为周期，故称之为日周节律。白天和夜晚的作业效率、差错率和人的疲劳程度等有很大的差别。闪光融合阈限值表示大脑意识水平，来说明人体的机能状况。频闪融合阈限值越高，大脑意识水平也越高；相反，精神疲劳或困倦时，频闪融合阈限值变低。2、 其他周期节律：由于星期日的活动过多过累，星期一早晨上班感觉浑身无力，效率不高。星期日造成的工作中断对工作效率也有影响，人们把这种现象称为“星期一反应”。3、 PSI周期节律：（重要，P119）人的可靠性：人的可靠性可定义为在规定的最小时间限度内（如果有规定的时间要求），在系统运行的任一要求阶段，由人成功地完成工作或任务的概率。压力是人在某种条件刺激（在机体内部的或外部的）的作用下，所产生的生理变化和情绪波动，使人在心理上所体验到的一种压迫感或威胁感。工作中对人造成压力的原因通常有以下四个方面：1、 工作的负荷2、 工作的变动3、 工作中的挫折；4、 不良的环境人的内在状态可以用意识水平或大脑觉醒水平来衡量。处于第I层次状态时，大脑活动水平低下，反应迟钝，易于发生人为失误或差错。层次II是意识的松驰阶段。层次III是意识的清醒阶段。第IV层次为超常状态，如工厂大型设备出现故障时，操作人员的意识水平处于异常兴奋、紧张状态。影响人操作可靠性的人的因素：心理因素、生理因素、个体因素、操作能力、机械因素、环境因素、管理因素。决策的定义：1、 人们必须从多个选择中挑选一个选择项的任务；2、 要有一些与这些选择有关的可用信息；3、 时间进程相对要长（多于1秒）；4、 这个选择是带有不确定性的，即并不清楚哪一个是最佳选择。决策过程应包括风险。其实，有两种决策：一种是快速的、自动的“知觉-行动”决策。一种是有控制的，需要付出努力，进行分析才能完成的决策。大多数早期对决策的研究都集中在最佳的、理性的决策上。应用一些数学模型，产生一个最佳的选择。决策的理性模型有时也称为常态模型。指出人们理想状态时应该怎么做。研究者们更感兴趣的是对现实的人类决策行为的描述，由此产生了许多描述性模型：1、 常态决策模型：常态决策模型的中心概念是效用，效用即每个选择的总价值，或者每一个结果或产品对决策者来说价值是多少。早期的常态模型的典型例子就是期望效用理论。主观期望效用理论仍然坚持，每个结果都是期望概率与其价值概率的乘积。但是，这个价值成分是主观的，依赖于个体差异。2、 描述性决策模型：特沃斯基和卡纳曼发现，决策的改变依赖于决策问题是如何呈现的。由呈现方式不同而导致的决策上的变化，被称作是框架效应。人们的决策只依赖于简单的，不完全的选择性就可以了。通常都把这种描述模型称为“启发式”。一个早期的著名的描述模型就是西蒙提出的“满意决策”模型。人们并不是作出一个唯一的、最好的，或最合适的决策，而是选择一个能达到目的的、“足够好”的决策，即获得一种满意感就行了。这种决策方法简称为“满意决策”。如果信息量相对较小，而且时间又很充裕，决策时人们需要仔细分析各种选项和它们的“效应”。如果信息量超过了人们的认知加工能力的限制，而且时间也有限，这时，人们倾向于采用启发式决策。工作记忆中会有如下活动发生：1、 线索接受和整合2、 假设的生成3、 假设的评估和选择4、 产生并选择行动方式有许多因素和认知缺陷会对决策过程产生极大的影响，这些因素包括：1、 进入工作记忆中的线索信息的数量和质量2、 对每一个决策活动的可利用的时间长度。3、 注意资源。4、 知识的数量和质量。5、 从长时记忆中提取相关信息的能力。6、 工作记忆的能力限制。这些影响因素和认知局限提醒我们，可以退而求其次，作出一个次优决策。启发式的运用：1、 在获得和运用线索中的启发式：（1） 注意集中在一些有限的线索上。（2） 首因线索。（3） 对后来线索的不注意。（4） 线索的显著性。（5） 对不可信线索赋予过高权重。2、 假设生成中的启发式：（1） 数据有限的假设形成。（2） 可用性启发式。（3） 典型性启发式。3、 假设评定和选择中的启发式：（重要P138）（1） 认知固着。（2） 从众偏见。4、 行动选择中的启发式：（1） 提取少数的行动；（2） 行动可利用性的启发式。（3） 结果的可利用性。自然决策是指“人们在现实条件下，运用他们的经验进行决策”。决策应该有下列特征：1、 非结构性问题；2、 不确定性的、动态的环境；3、 信息充裕的环境，情景线索可以很快地改变；4、 认知加工过程是一种迭代行为/反馈回路；5、 多重变化和/或个体和组织目标的竞争；6、 有时间限制或时间压力；7、 高风险；8、 在某种程度上有多人参与决策。瑞斯姆森的SRK模型认知控制的三个水平：基于技能的行为（S）、基于规则的行为（P）和基于知识的行为（K）。自然决策的其他观点：1、 认知连续体理论：决策过程是一个从直觉到分析的认知连续体。直觉过程的特点，包括低控制、低意识水平、快速加工和对结果的高度自信；分析过程的特点是高水平的认知控制、低速加工和对结果的低自信。2、 情景意识：一个成功的任务操作的关键一步是充分评价“情景”。人们从环境中接受一些线索，也必须将它们应用到现实生活的情景中，这个过程称做“情景评价”或“情景意识”（SA）。3、 再认启动的决策：专门研究在时间压力下专家的决策，再动启动决策在多数情况下，专家只是简单地再认一些线索模式和只提取一个单一的行动流程，然后去执行。西蒙将这种决策过程看作是一种“直觉”。再认启动决策模型有三个基本假设：第一，决策时，人们根据自己的经验，会产生一个似是而非的选择；第二，如果决策者是专家，时间限制将不会削弱其操作，因为他们会采用快速的模式匹配，而这会抵消时间压力的限制；最后，有经验的决策者能“接受一个行动过程，而不用比较和对照一系列可能的行为过程”。4、 图式、脚本和心理模型决策表通常都列举了一些可能的结果、概率和每项行动的效用。决策者输入期望概率和效价，通过计算每个选项的平均期望效价，得到一个较为理性的决策。第七章显示器：在人机界面上，向人表达机械运转状况的仪表或器件，叫做显示器。对机械来说，显示器执行的功能是输出，而对人来说，通过感受器接受机械的输出效应是输入。仪表是信息显示器中应用极为广泛的一种视觉显示器。一般可按其显示形式和显示功能进行分类。1、 按显示形式分类：（1） 数字式显示器：如数码显示屏等，显示器的特点是，认读过程简单、速度快、读数准确、精度高。（2） 模型式显示器：用标定在刻度盘上的指针来显示信息的显示器，如常见的手表、电流表、电压表等。显示器的特点是，能连续、直观地反映信息的变化趋势，使人对模拟值在全量程范围内一目了然。2、 按显示功能分类：按仪表的显示功能可分为读数用仪表、检查用仪表、警戒用仪表、追踪用仪表和调节用仪表。（1） 读数用仪表（2） 检查用仪表：电压表、电流表等，无需读出其确切数值（3） 警戒用仪表：用以显示机器是处于正常区、警戒区还是危险区的仪表。（4） 追踪用仪表（5） 调节用仪表选择视觉显示装置一般应注意以下原则：1、 数量识读仪表的选择：数量识读的主要目的是获取准确的数据，因此，数量识读应选择数字显示装置，它具有精度高、识读性好的优点，如数字电压表、频率计。2、 状态识读仪表的选择：不需要显示精确的数值等，因此，状态识读通常选用指针仪表。视觉显示器的形式多种多样，按其所显示信息的特点可以做如下分类：1、 动态显示器和静态显示器：可以随时发生变化的显示装置。静态显示器指所显示的信息在一定时间内保持不变的显示器。如图表、交通标志等。2、 定量显示器和定性显示器：定量显示器是指以数量显示某种变量变化的显示器。定性显示器反映某种变量的近似值、变化趋势、读数方向或其它性质变化的显示器。显示器还可按其自身的结构特点，分为机电仪表显示器、电光显示器、灯光显示器等。按其功用又可分为读数显示器、核查显示器、警告显示器、追踪显示器和调节显示器等。设计和选用视觉显示器的原则：（重要P167）视觉显示器的显示必须满足以下基本要求：1、 鲜明醒目2、 清晰可辨3、 明确易懂为了实现以上要求，视觉显示器的设计和选用必须遵循以下原则：1、 根据使用要求，选用最适宜的视觉刺激维度作为传递信息的代码，并将视觉代码的数目，限制在人的绝对判别能力允许的范围内。2、 使显示精度与人的视觉辨认特性同系统要求相适应。3、 尽量采用形象直观的、与人的认知特点相匹配的显示格式。4、 对同时呈现的有关联的信息，尽可能实现综合显示，以提高显示的效率。5、 目标和背景之间要有适宜的对比关系，包括亮度对比、颜色对比、运动对比和形状对比等。6、 具有良好的照明性质和适宜的照明水平，以保证对目标的颜色辨认和细节辨认。7、 根据任务的性质和使用条件，确定视觉显示器的尺寸和安放位置。8、 要与系统中的其它显示器和控制器，在空间关系和运动关系上兼容。荧光屏显示器是利用阴极射线管（CRT）显示视觉信息的装置。它具有显示空间小、显示格式灵活可变，并能综合显示多种信息等优点。影响荧光屏显示效率的主要因素：1、 目标亮度2、 目标与背景的亮度比：目标与背景的亮度比取决于目标亮度、屏面亮度和周围环境照明这三个因素。3、 分辨率：CRT的分辨率是指，可视图像中最小可辨或可测的细节。4、 颜色：在单色显示屏上，白色、绿色、黄色对深灰色或黑色形成的颜色对比，最适于图形和字符的识别。通常将白色、绿色等明快颜色用作目标色，而将深色或黑色作为背景色。5、 目标位置指示物6、 屏幕大小及位置信号灯设计中的人的因素：1、 信号灯的亮度因素：信号灯和警告灯的光刺激强度，主要由灯光的亮度、大小和呈现时间三方面因素决定。2、 信号灯的颜色：有人对红、绿、黄、白四种颜色灯光信号进行过研究，认为在信号灯与背景保持良好的亮度比时，不同色光的辨认速度基本一致，当信号灯与背景的对比度较低时，四色灯信号的优劣顺序为红、绿、黄、白。3、 闪光和稳定光4、 信号灯位置：最重要的信号灯和警告灯应安置在视野中央3度的范围内，所有警告灯不宜超出视野30度的范围。第八章控制器的种类：控制器的分类方法很多，它可以按照控制器传递的信息是离散的还是连续的加以分类。离散控制器只能用来调节有限的几种确定状态，可完成启动、离散位调或数据输入的功能。连续控制器能用来调节一个连续体中的任何值，可完成数量调节和连续控制的功能。控制器可按操作所用的身体器官或控制行为加以分类，如手控制器、足控制器、言语控制器等。按控制器运动类型的不同，控制器可分为旋转控制器、摆动控制器、按压控制器、滑动控制器和牵拉控制器。控制器编码：指以适当的刺激作代码来标志控制器的功能特点。编码方式主要有形状编码（主要用于触觉辨认）、表纹编码、大小编码、位置编码、操作方法编码、颜色编码和标记编码等。排列控制器的一般原则：重要性原则：按照每个控制器对实现系统目标的重要程度，决定其位置安排的优先权。使用频次原则：按照每个控制器在系统操作中的使用频次多少，决定其位置安排的优先权。功能原则：按照功能关系安排控制器的位置，将功能相近或相关的控制器组装在一起，把同类设备功能上相似的控制器安排在相对一致的位置上。使用顺序原则：对系统操作中使用顺序固定的控制器，按照它们的使用顺序安排其位置。控制器与显示器的配合：实际上控制器与显示器往往是联合使用的。1、 控制-显示比：控制-显示器（简称C/D比）指控制与显示器的动程比。对于直线运动的控制器与显示器，动程按移动距离计算；对于需作较大旋转运动的控制器与显示器，动程按旋转角或根据旋转角计算的移动距离；对于旋钮，动程一般按旋转次数计算。C/D比决定了控制器的灵敏度。C/D比高，表示控制器灵敏度低，即较大的控制运动只能产生较小的显示运动，C/D比低，表示控制器灵敏度高，即只需较小的控制运动，就能产生较大的显示运动。在连续调节的定位活动中往往存在粗调与细调两种操作，粗调指大幅度移动控制器，将它快速移至所要求位置附近；细调指仔细调节控制器，将它精确地调到所要求的位置。这两种调节要求不同的C/D比。2、 空间兼容性：指显示器与控制器的空间关系，与人们对这种关系预测的一致性。3、 运动兼容性：运动兼容性指控制器与显示器的运动关系，以及控制器或显示器的运动与系统输出的关系，与人们对这些关系的预测的一致性。4、 概念兼容性：指控制器或显示器的功能或用途的编码，与人们已有概念的一致性。用户友好性：用户友好性指，用户操作使用系统时主观操作的复杂性。人机交互参与者的人和计算机，都可作为交互的启动者和响应者，可能有三种情况：1、 计算机启动的交互：如，可由计算机给出提示信息，用户对此提示做出响应，完成输入操作，而后系统执行相应功能，完成一次交互。2、 用户启动的交互：用户是发起交互的一方。由用户输入命令和参数来启动交互。总的来说，计算机启动的交互系统，一般具有良好的可学习性和可使用性；而用户启动的交互系统一般具有交互能力强、灵活性高、运行速度快等特点。人机界面的用户可分为如下四种类型：1、 偶然型用户2、 生疏型用户3、 熟练型用户：一般是专业技术人员4、 专家型用户：通常是计算机专业用户用户的使用需求分析：使用需求是用户要求系统所应具备的可使用性、易使用性。影响人的行为因素为出发点，来讨论用户的使用需求。1、 用户对计算机系统的要求：（1）系统能让用户灵活地使用，用户不必以严格受限的方式使用系统。（P226）2、 用户技术方面的使用需求3、 用户习性方面的使用需求4、 对用户经验、知识方面的使用需求5、 用户对系统的期望方面的要求开发用户友好性系统的设计原理主要有：1、 确定用户2、 尽量减少用户的工作3、 应用程序和人机界面分离的原则4、 一致性原则5、 系统要给用户提供反馈6、 尽量减少用户的记忆要求7、 应有及时的出错处理和帮助功能8、 使用图形和比喻设计者模型：它是设计者认为用户头脑中有什么想法的模型，即设计者所理解的用户对系统的期望。几种常用的人机交互方式：1、 问答式对话2、 菜单界面（P244）：其特点是，让用户在一组多个可能对象中进行选择，各种可能的选择项以菜单项的形式显示在屏幕上。菜单交互方式的优点是易学、易用，它是由系统驱动的，能大大减轻用户的记忆量。很快学会掌握新系统。用户选择菜单的输入量少，不易出错，编程也比较容易。菜单交互方式的缺点是，被选对象受限制，即只能完成预定的系统功能。在大系统中使用速度慢，有时为完成一个简单功能，也必须经过几级的菜单选择。3、 功能健4、 图符界面：图符方式实际上是菜单交互方式，只是它使用图符来代表文本菜单的菜单项。使用图符可以形象、逼真地反映菜单的功能，因而使理解、学习和操作变得更加容易。图符交互方式的缺点是，有时图符不能明确表达语意，必须在图符中附加文字（图形方式的字符）来辅助图符的语义，图符占用较大的屏幕空间。5、 填表界面6、 命令语言界面7、 查询语言界面8、 自然语言界面软件开发中的人机界面内容（重要！P254）1、 调查用户对界面的要求和环境；2、 用户特性分析：调查用户类型，了解用户的技能和经验。3、 任务分析：进行功能分解，制定数据流图；4、 建立界面模型5、 任务设计：详细分解任务动作，并分配给用户或计算机，或二者共同承担；6、 环境设计：确定系统的硬、软件支持环境带来的限制；7、 界面类型设计：根据用户特性制定最为适合的界面类型；8、 交互设计：进行界面结构模型的具体设计；9、 屏幕显示和布局设计：屏幕总体布局和显示结构设计；10 帮助和出错信息设计：决定和安排帮助信息和出错信息的内容，组织查询方法；11 原型设计：所谓快速原型系统是指这样的软件：在经过初步系统需求分析后，开发人员用较短的时间，较低的代价开发出的一个满足系统基本要求的、简单的、可运行的系统。让用户评价，提出改进意见，完善系统的需求规格和系统设计。使用快速原型方法开发软件的过程是：定义用户需求，进行原型开发，用户进行评估，修改系统需求，再开发设计的反复迭代过程。12 界面测试和评估：严格的测试和评估。可以使用分析方法、实验方法、用户反馈以及专家分析等方法。与计算机有关的工程心理学的工作，我们可以简单地把它分为硬件设计和软件界面设计两大类课题。软件的可用性许多研究都探讨系统的可用性。最著名的是尼尔森提出的一系列标准，包括易学性、有效性、易于记忆、低错误率、用户满意感等。易学性是指一个新的用户能学会使用系统的速度。有效性是指在用户熟悉系统后，能在多大程度上提高用户的工作绩效。易记性非常重要，相对较易测量。要求用户用该产品或系统去完成很多任务，然后间隔一段时间后进行回访，询问他们能否记住该系统或产品的一些问题。错误率通常是低可用性的主要标识。满意感是一个主观性较强，但同样也很重要的指标。对面向用户的界面设计的一个有用的模型是诺曼提出的“活动的七阶段”模型。这个模型认为，不管是什么任务，用户都是通过一系列的活动来完成的，这些活动大致可以分为七个步骤或阶段：1、 提出目标；2、 形成一个意向；3、 确定活动顺序；4、 执行该活动；5、 觉察系统状态；6、 解释这种状态；7、 根据目标和意向评价这种系统状态。另一个有关目标和活动的类似模型是卡尔、莫兰和纽威尔提出的目标（Goals