Розподіл функцій між людиною й машиною при прийнятті рішень у військово-технічних системах

 

 

ВІЙСЬКОВИЙ ІНСТИТУТ

Київського національного університету імені Тараса Шевченка

 

Військово-гуманітарний факультет

 

 

Курсова робота

З дисципліни

“Основи управління та прийняття рішень у військовій справі”

на тему:

Розподіл функцій між людиною й машиною при прийнятті рішень у військово-технічних системах

 

 

 

 

 

Виконав:

Курсант 5 курсу групи 513 - пл

Колісник Андрій Іванович

(спеціальність "політологія")

Керівник курсового проекту:

Гап’юк В.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ - 2007

План

 

 

1. Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Розділ. І. Порівняльний аналіз переваг і недоліків людини й обчислювальних засобів що впливають на розподілення їхніх функцій при прийнятті рішень. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
3. Розділ. ІІ. Можливі концептуальні підходи до рішення проблеми розподілу функцій. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4. Розділ. ІІІ. Людина і інформація в системі управління . . . . . . . . . . . . . . 18
5. Висновок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

При аналізі роботи складних систем “людина - машина” великий інтерес представляє питання, наскільки доцільно організована в них взаємодія людини з технічними компонентами. Як технічні компоненти таких систем у наш час виступають вельми досконалі автомати і обчислювальні пристрої, здатні вирішувати складні завдання, що виникають в системі, і виконувати різноманітні функції, що управляють. Подібні пристрої можуть у багатьох випадках успішно заміщати людину, виконуючи за нього функції сприйняття інформації, її зберігання і переробки, функції ухвалення рішення, управління і ін. Таким чином, можливості технічних пристроїв сучасної системи “людина - машина” за деякими показниками істотно наблизилися до можливостей людини, що діє в цій системі, а по деяких навіть перевершили його.

Склалося таке положення, коли багато функцій в системі “людина - машина” може успішно виконувати як чоловік, так і технічний пристрій. Звідси витікає велика принципова проблема: яку функцію в системі управління доручити людині, а яку — машині, щоб забезпечити їх доцільну взаємодію і ефективну роботу системи? Доцільність організації тієї або іншої системи “людина - машина”, що діє, зараз може оцінюватися по тому, наскільки виконувані в ній людиною і машиною функції.

Мета роботи: вивчити роль, місце й психологічні особливості прийняття рішень командиром за допомогою сучасних засобів обчислювальної техніки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розділ. І. Порівняльний аналіз переваг і недоліків людини й обчислювальних засобів що впливають на розподілення їхніх функцій при прийнятті рішень.

 

Відповідно до можливостей “людина - машина” компоненти які найбільше значення приносить проблема розподілу функцій. Між людиною і машиною набуває при проектуванні нових систем “людина - машина”. Принцип розподілу функцій між людиною і технічними пристроями у наш час є основою системотехнічного проектування людино-машинних  систем:, Перш ніж розглядати підходи до дозволу проблеми розподіли функцій і критерії подібного розприділення, зупинимося на оцінках і зіставленні можливостей; які має в своєму розпорядженні чоловік і сучасне технічне пристрій в складній системі управління. При цьому особливу увагу звернемо на чітке розділення “сильних” і “слабких” сторін того і іншого компоненту.

1.  За швидкістю, точності  і об'єму   сприйняття   окремих сигналів сучасна ЕОМ значною мірою перевершує можливості людини. Якщо нервовій клітині для сприйняття одиниці інформації потрібний 10~2 з, то елемент ЕОМ виконують цю дію за 10~7 з, тобто в сто тисяч разів швидше. Проте здібність людського мозку до паралельної  обробки інформації значною мірою   компенсує   це відставання і навіть забезпечує людині перевагу в сприйнятті складних комплексів сигналів і образів.

Слід відмітити, що термін «сприйняття» в тому сенсі, в якому він використовується в психології, до ЕОМ не зовсім застосований. Під сприйняттям в психології розуміється віддзеркалення предметів і явищ в сукупності їх властивостей. У ЕОМ же відбиваються головним чином лише окремі властивості явищ і предметів, причому зазвичай поза їх взаємозв'язком; тому такий процес в машині швидше є аналогом психічного процесу відчуття. Обмежені можливості машини об'єднують і узагальнюють прийняті сигнали фактично зводять нанівець все її, здавалося б, великі потенційні можливості до сприйняття.

З безлічі властивостей, характеризуюче явище або предмет, ЕОМ сприймає дуже небагато тільки те, на що вона настроєна. Вузька вибірковість “ входу ” є істотним недоліком машини. Сенсорний же “ вхід ” людини вельми широкий: людина здатна миттєво сприймати цілі комплекси найрізноманітніших ознак предмету, представлених сигналами різних модальностей (зоровою, слуховою, тактильной і ін.), а значні здібності людини до узагальнень відкривають перед ним необмежені можливості виявлення безлічі нових ознак і зв'язків, що існують між сигналами. Багаторівневого процесу сприйняття (сприйняття сигналів спочатку як фізичних подразників, потім формування перцептивного образу відбиваного об'єкту, його трансформація з позиції завдання) дозволяє людині пристосовуватися в процесі сприйняття окремо на кожному з цих рівнів, що забезпечує його гнучку адаптацію до якнайповнішого віддзеркалення об'єкту. До того ж людина здатна оцінювати і тенденції зміни стану об'єкту, сприймати його по непрямих ознаках за межами своїх сенсорних можливостей. Він може легко долати труднощі при сприйнятті невизначеної, двозначної інформації, може успішно оцінювати показники імовірнісного порядку. Машина ж сприймає тільки достовірні дані.

Людині властива константна сприйняття (розмірів, форми, кольору), що дозволяє йому, незалежно від умов пред'явлення об'єкту (його видалення, розташування в поле зору, освітлення), дізнаватися даний об'єкт. Машина ж на таке сприйняття поки не здатна.

Загальний об'єм людської пам'яті обчислюється в сотнях мільйонів одиниць інформації. Пам'ять сучасних ЕОМ досягає десятків мільйонів таких одиниць і за своїм обсягом загалом наближається до граничних можливостей людини. ЕОМ здатна зберігати таку кількість однотипних даних про роботу системи, яке не здатна запам'ятати людина. В той же час в пам'яті людини кожен показник роботи системи зазвичай включений в таке число різних зв'язків, яке поки не здатна враховувати жодна машина. Тому переваги машинної пам'яті виявляються лише при зберіганні однотипних даних, на які розрахована машина, переваги ж людської пам'яті  в зберіганні великого числа зв'язків.

Сліди в машинній пам'яті можна стирати, а з пам'яті людини навіть вже непотрібні дані прибрати неможливо. В той же час чоловік здатний забувати необхідні для управління відомості, а машина зазвичай зберігає в пам'яті всю введену інформацію.

Зіставляючи можливості мислення людини з деяким аналогом цього процесу в машині, слід враховувати умовність застосування терміну “мислення” до машини. Психічний процес мислення полягає в суб'єктивному віддзеркаленні предметів і явищ в їх істотних ознаках і взаємозв'язках. І якщо в машині моделюються деякі елементи цього процесу, то такий акт слід розцінювати тільки як його умовне відтворення, що враховує лише окремі істотні ознаки і зв'язки даних явищ і предметів.

Низькі інтегральні можливості сприйняття і пам'яті машин, їх недостатня гнучкість і пластичність в цих процесах зумовлюють і низькі здібності машин до переведенню процесів мислення. Машина не може мати в своєму розпорядженні такої кількості різних програм перетворення і об'єднання інформації, яке має в своєму розпорядженні чоловік; вона не здатна вирішувати завдання такої високої невизначеності, з якою справляється людина. Проте при рішенні окремих завдань з великим числом однорідних і складно взаємозв'язаних даних машина може значно   перевершувати   людину.   Оскільки в системах “людина - машина” виникає зазвичай багато подібних завдань, то ця обставина сприяє широкій заміні людини машиною. 4.  По моторних функціях, таких,   як  швидкість,   швидкодія,   точність,   сила,   сучасні   машини,   безумовна, перевершують людину. Машини здатні забезпечувати точну витримку регульованих параметрів, причому не тільки при величині і швидкості їх зміни, але і по похідним вищих порядків. На це в загальному випадку не здатна людина. Машини мають   в своєму розпорядженні значно   великий  запас  енергії.  Проте моторний “вихід” машини обмежений тільки певним набором відповідей, людина ж зазвичай використовує значно більше число варіантів у відповідь дій. Таким чином, “вихід” людини, як і його “вхід”, значно еластичніший і гнучкий, чим у машини. Залежно від завдання чоловік може, якщо буде потрібно, використовувати найрізноманітніші комбінації наявних в його розпорядженні у відповідь   дій. Ці які практично неможливо передбачити в машині. Людина в системі управління виступає, як вже відзначалось у вигляді компоненту, здібного до високого ступеня самоорганізації на різних рівнях. Рухомий   метою, що є у нього, він постійно контролює і прогнозує хід процесу її досягнення, реалізовуючи свої  широкі  функціональні можливості і використовуючи резерви для подолання труднощів на цьому шляху.

Сучасні автоматичні пристрої в деякій мірі здібні до самоорганізації і використання накопичуваного в їх пам'яті “досвіду” для поліпшення окремих показників своєї роботи. Але ці можливості, із-за властивих машинам обмежень, виявляються невисокими. У разі виникнення “труднощів” в роботі технічної ланки (умов, при яких його робота не передбачена) вона або припиняє роботу, або результат її дії виявляється безглуздим для системи. Людина ж в подібних випадках знаходить шляхи до збереження нормальної роботи системи і до досягнення мети.

Як людина, так і машина в системі управління схильні до багатообразних дій зовнішнього і внутрішнього порядку. Проте характер цих дій принципово різний. Людина швидко втомлюється і потребує періодичного відпочинку; він не здатний тривалий час зосереджувати увагу на певному об'єкті і може відволікатися; він чутливий до різних стресових ситуацій, схильний до впливу різноманітних суб'єктивних чинників, що іноді негативно позначаються на результатах його діяльності. Всіх цих недоліків немає у машини вона терпляче і бездумно вирішує свої завдання. Проте у неї є власні недоліки: машина чутлива до магнітних і електричних полів, до зовнішньої температури під їх впливом результати роботи машини можуть сильно спотворюватися.

Людина зазвичай здатна протистояти більшості внутрішніх порушень, що виникають в його організмі, і зберігати при цьому необхідні показники функціонування системи. Порушення ж в роботі технічних пристроїв, як правило, ведуть до порушення роботи всієї системи.

Отже, на основі проведеного зіставлення можливостей в системі управління людини і машини можна зробити наступні узагальнення.

На людину в системі управління слід покладати виконання таких функцій:

• розпізнавання ситуації в цілому по її багатьом складно зв'язаним характеристикам, а також при неповній інформації про неї;
• індуктивне мислення, тобто здійснення узагальнень на основі окремих фактів, особливо при неповній інформації про завдання;
• рішення завдань, в яких відсутній алгоритм чи ні чітко виражених правил переробки інформації;
• рішення завдань, в яких потрібна гнучкість і пристосування до умов, що змінюються, особливо завдань, які заздалегідь важко передбачати;
• рішення завдань високої відповідальності, в яких велика ціна помилки.

Машині доцільно доручати наступні функції:

• виконання всіх видів математичних розрахунків, оскільки машина відрізняється швидкодією і точністю;
• виконання одноманітних операцій, що повторюються, згідно заданому алгоритму;
• зберігання в пам'яті великого об'єму однорідної інформації для використання її при машинних розрахунках і швидкої видачі по запиту оператора;
• рішення завдань, що вимагають дедуктивного мислення, тобто отримання на основі загальних правил рішень для окремих випадків;
• виконання дій, що вимагають швидкої реакції на команду.

Принципи розподілу функцій   між людиною і машиною

Основний критерій розподілу функцій між людиною і машиною в системі управління як не можна точніше визначив Норберт Вінер в своєму жартівливому зауваженні: “Віддайте ж людині людське, а обчислювальній машині машинне. У цьому і винна, мабуть, полягати розумна лінія поведінки при організації сумісних дій  людей  і машин”.

Проте основна трудність реалізації цього критерію полягає в тому, щоб розпізнати, якою мірою та або інша функція в системі управління є “людською” і в якій  “машинною”. Таке розпізнавання здійснюється на основі спеціальних розроблених принципів.

1. Принцип переважних можливостей логічно витікає з приведеного вище порівняння можливостей людини і машини: хто здатний краще виконати дане завдання, тому і слід її доручати. Проте результати виконання будь-якого завдання, що виникає в системі управління, характеризуються, як правило, декількома показниками. Можна говорити про ряд показників функціонування самої системи (точності, швидкодії, надійності), можна говорити і про вартість цих результатів, і про їх економічну ефективність. Причому за одними результуючими показниками перевага може опинитися на стороні людини, а по інших машини. Тому даний принцип вимагає вибору певних показників, по яких оцінюються переваги, показників, найбільш істотних при створенні даної системи.

2. Принцип максималізації показників всієї системи “людина - машина” передбачає такий розподіл функцій між людиною і машиною, при якому досягаються високі показники роботи не окремо людини або машини, а загального результату їх сумісної дії в системі. Цей принцип витікає з положення, згідно якому людина і машина в системі управління виступають не як суперники і дії їх повинні бути направлені перш за все на досягнення загальної мети, на дозвіл єдиного завдання, що виникає в системі управління. Проте, як і в попередньому випадку, тут залишається відкритим питання: за якими показниками системи здійснювати цю максималізацію. При реалізації даного принципу, очевидно, як і при реалізації передування, потрібні додаткові критерії для вибору найбільш реальних показників системи.

Так,  наприклад,  можливо  оцінювати   систему  по  єдиному комплексному показнику, отриманому за приватними показниками роботи системи, з урахуванням критерію важливості (ваги) кожного з них.

3. Принцип оптимізації  інформаційного обміну в системі  управління передбачає такий  розподіл функцій між людиною  і машиною, при якому об'єм інформації, що поступає до людини і до машини, а також швидкість її пред'явлення відповідають їх можливостям по її сприйняттю і переробці, враховують їх завантаження в даний момент в системі управління. Даний принцип передбачає не просто створення оптимальних умов для сприйняття, переробки і подальшої видачі інформації окремо для людини і окремо для машини, а оптимізацію загального інформаційного потоку, циркулюючого в системі управління.