Анализ человеко-машинных систем

МПС РОССИИ

 РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

 
 
 
20/4/2

Согласовано Утверждено

кафедрой деканом факультета

«Вычислительная техника» «Управление   процессами

перевозок»

 
АНАЛИЗ   ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫХ СИСТЕМ

Рабочая программа и задание на контрольную работу

с методическими указаниями

для студентов V курса

по  специальности

Москва  — 2003

071900 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ  И  ТЕХНОЛОГИИ  (ИСЖ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рабочая программа  составлена на основании примерной

учебной программы данной дисциплины, составленной в

соответствии  с государственными требованиями к минимуму

содержания и  уровню подготовки студента специальности 071900.

 
 
Составители -  канд. техн.наук, доц. Горелик В.Ю.

                                канд. гсхн. наук Гордиенко Е.П.

 
 
 
 
Рецензент – канд. техн. наук Гордиенко Е.П.

 
 
Курс - V.

Всего часов -    102. Лекционные занятия – 8 ч. Лабораторные занятия – 8 ч.

Контрольная работа (количество) – 1. 

Зачет — 10 семестр. Экзамен - 10 семестр.

 
 
 
 
 
 
 
 
© Российский государственный открытый технический университет путей сообщения Министерства путей сообщения, 2003 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЦЕЛЬ  И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

    Целью дисциплины «Анализ человеко-машинных систем» является приобретение студентами знаний и навыков по решению задач, возникающих при анализе, проектировании и использовании человеко-машинных (эргономических) сие тем.

     В рамках предмета рассматриваются способы  построения современных человеко-машинных систем. Особое внимание уделяется вопросам построения и использования эргономических систем железнодорожной отрасли.

    Изучаются понятия и принципы информационного  взаимодействия человека и техники, различные аспекты человеко-машинного взаимодействия, виртуальные устройства диалога, формальные методы описания диалоговых систем, особенности пользовательского интерфейса и концептуальные модели взаимодействия, прикладные аспекты человеко-машинного взаимодействия при визуальном проектировании процессов, структур и объектов, инструментальные среды разработки пользовательских интерфейсов.

В результате изучения курса студент должен знать:

• теоретическую базу исследований качества, харак- 
  тера и последствий взаимодействий человека с вычислитель- 
  ной техникой;
• структуру и технологию разработки интерфейсов 
  человеко-машинных систем;
• основные аспекты применения эргономических сис- 
  тем на железнодорожном транспорте.

Студент должен уметь:

• принимать и    обосновывать решения по управле- 
  нию человеко-машинными   системами.
• формализовывать и сообщать знания вычислитель- 
  ной системе;
• применять методы программирования к решению 
  практических задач организации    человеко-машинных сис- 
  темам;

3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

— разрабатывать  элементы   интерфейса  человеко-

машинных систем.

Для изучения курса необходимы знания предметов,

изучавшихся в цикле общеобразовательных и специальных  дисциплин: «Информатика», «Высшая математика», «Технология программирования», «Объектно-ориентированное программирование», «Проектирование информационных систем».

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ВВВДЕНИЕ 

(лекции —  2 часа, самостоятельные занятия     - 1 час)

    Человеко-машинные системы. Проблема взаимодей- 
ствия человека и машины. Принцип преимущественных воз- 
можностей. Принцип взаимополняемости человека и машины. Принцип активного оператора. Принцип взаимного резервирования оператора и автоматики.Распределение функций в человеко-машинных системах: статическое, динамическое и адаптивное Понятие информационного взаимодействия.   Психологические аспекты человеко-машинного взаимодействия. Современные тенденции в проектировании и анализе человеко-машинных систем: машиноцентрический, технократический, технически-ориентированный, антропо-центрический, пользователе-центрический, антропоориентированный, пользовательско-ориентированный, деятельностно-ориентированный, когнитивный подходы. [1, 4, 5, 11]

ТЕМА1

лекции – 3 часа, самостоятельные занятия – 2 часа)

    Прикладные  аспекты человеко-машинного взаимодей- 
ствия при визуальном проектировании процессов, структур, 
объектов.  Аппаратные   средства  графического  диалога   и

мультимедиа-устройства   виртуальные устройства  диалога.

Граф диалога, время ответа и время отображения результа-

та. Формальные методы описания  диалоговых систем, мета- 
 
 

4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

форы  пользовательского интерфейса и  концептуальные модели взаимодействия. Инструментальные среды разработки пользовательских интерфейсов [1, 5, 8, 9].

ТЕМА 2

        (лекции — 3 часа, самостоятельные занятия — 2 часа) Использование прикладных человеко-машинных систем па ж/д транспорте. Экспертные системы. Системы поддержки принятия решений. Автоматизированные системы управления. Принципы моделирования человеко-машинных систем. Этапы жизненного цикла систем. Понятие оценки состояния, диагностики, прогнозирования в поведении систем. Виды и принципы управления. Диспетчерское управление. Составляющие диспетчерского управления. Индуктивный и дедуктивный механизмы оперативного мышления. Схемы диспетчерского управления. Этапы принятия управляющих решений. Показатели и критерии качества управления. Структура и циклы управления. Оценка потенциала сложных человеко-машинных систем. [2, 3, 6, 7, 10, 12]

ТЕМЫ  ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

    Для проведения лабораторных работ необходимы компьютеры с установленным пакетом MS Office и средой визуального программирования Delphi (начиная с пятой версии).

Лабораторная работа №  1   (8 часов)  Цель работы:

получение практических навыков по созданию базовых  стандартных элементов интерфейса человеко-машинных систем. [1,2,4,5,10].

    Задание: выполнить разработку Delphi-приложения согласно своему варианту. Вариант определяется по последней цифре учебного шифра студента.

    Вариант 1. Составить проект для визуализации выбираемого стиля, размера и цвета шрифта. Сам шрифт как на-

5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

бор всех латинских и русских букв (как  прописных, так и строчных) отображать на метке. Каждую характеристику шрифта выбирать из набора минимум четырем радиокнопок.

    Вариант 2. Составить проект дли вналта ннсдснной в 
строке Edit информации: текстовая, числовая, прочая. В ка- 
честве индикаторов использовать набор из трех компонент 
CheckBox. Ввести четвертый индикатор очеред- 
ного набираемого символа. Предусмотреть кнопки «новые 
данные» и «выход». Всем введенным компонентам задать яр- 
лычки с оперативной подсказкой (Hints). При оформлении 
компонент использовать по возможности различные цвета и

шрифты.

    Вариант 3. Составить npoeкт для нахождения цело- 
численных решений уравнения X2+Y2=R2, го есть точек с 
целочисленными координатами, лежащих на окружности ра- 
диуса R. Использовать три компонента ScrollBar, первый их 
которых будет определять радиус в диапозоне от 5 до 25, а 
два других — варьировать величины X и Y от 0 до R. Вели- 
чины X, Y, R, а также погрешность в решении уравнения вы- 
водить на метках. Ввести индикатор нахождения решения.

    Вариант 4. Составить проект, позволяющий протести- 
ровать пользователя на знание таблицы умножения. В каче- 
стве индикаторов правильности ответа использовать набор из двух компонент CheckBox.  Предусмотреть  кнопки «повторное тестирование» и «выход».

Вариант 5.  Составить проект для работы со списком с

использованием  компонента СоmboBox. При этом создать текстовый файл, содержащий минимум 20 строк, например, фамилии студентов. Отображать длину выбранного элемента списка.

Вариант 6.  Составить  проект  «редактор текстового

файла»  с использованием компонента ListBox. Имя загружа- 
емого и сохраняемого файла берется из строк ввода (Edit). 
Предусмотреть кнопки «очистка строк ввода», «сохранить»,

«сохранить как» и «выход».

Вариант 7.   Модернизировать вариант 5, введя второй

б 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

компонент ListBox для имитации двухоконного редактора файлов. Ввести также окна сообщений для подтверждения проводимых в проекте операций.

    Вариант 8. Составить проект с использованием окон диалога OpenDialog, SaveDialog, FontDialog, ColorDialog, FindDialog и ReplaceDialog для работы с текстовым файлом, отображающимся в поле Memo.

    Вариант 9. Составить проект для работы с текстовыми файлами с расширениями  «pas», «txt» и «bak».

    Вариант 0. Составить проект «редактор текстового файла» с использованием компонента Memo. Имя загружаемого и сохраняемого файла берется из строк ввода (Edit). Предусмотреть кнопки «очистка строк ввода», «сохранить», «сохранить как» и «выход» с запросом сохранения измененного содержимого Memo.

ЛИТЕРАТУРА

а) Основная литература.

1. Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. / Э.К. Лецкий, В.И.Панкратов, В.В. Яковлев и др.; Под. ред. Э.К. Лецкого, Э.С. I Поддавашкина, В.В. Яковлева. — М.: УМК МПС России, [ 2000. — 680 с.

а) Дополнительная литература.

1. Платонов  Г.А.   Эргономика   на   железнодорожном транспорте. — М.: Транспорт, 1986. — 296 с.
2. Шибанов Г.П. Количественная оценка деятельности человека в системах человек-техника. — М.: Машиностроение, 1983.
3. Любарский Ю.Я. Интеллектуальные информационные системы. — М.: Наука, 1990. — 227 с.
4. Справочник по искусственному интеллекту в 3-х т./ Под ред. Попова Э.В. и Поспелова Д.А.   — М.: Радио и связь,  1990.
5. Зинченко В.П., Мунипов В.М.    Основы эргономики. — М.: Изд-во МГУ, 1979.
6. Платонов  Г.А.  Человек  за  пультом:   Инженерная психология на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт,  1969.
7. Угрюмов А.К., Грошев Г.М., Кудряшки В.Л., Пла 
   тонов Г.А. Оперативное управление движением поездов на 
   железнодорожном транспорте. — М.: Транспорт,  ИШ
8. Варгунин В.И. Основы эргономики на келеэнодорож- 
   ном транспорте: Учебное пособие. Куйбышев:   КИИТ, 1988.
9. 10. Акулиничев В.М., Кудрявцев В.А., Корешков А.Н.Математические   методы   в   эксплуатации    железных   дорог. — М.: Транспорт, 1981. — 223 с.
10. Дружинин Г.В. Анализ эрготехнических систем.-М,; 
    Энергоатомиздат,1984.   160 с.
11. 12. Петров В.В., Усков А.С. Информационная теория 
    синтеза    оптимальных    систем    контроля    и    управления 
    (Непрерывные системы).-М.; «Энергия»,  1975, 232 с.