Классификация систем отображения информации

При разработке средств отображения движущихся объектов необходимо вносить поправки на скорость, длительность, путь и направление движения с учетом характеристик динамической остроты зрения и возможной оценки скорости [25].

 

•         Информационная емкость СОИ

 

        Максимальное количество информации, которое может быть воспроизведено на СОИ, называется информационной емкостью. Значение этой емкости зависит от структуры информационного поля, количества позиций и числа символов в алфавите, закрепленном за позицией.

Информационная емкость СОИ, в которых информационные поля используют алфавиты с различным числом символов, закрепленные за определенными группами позиций, выражается соотношением

где - информационная емкость, бит;

- общее количество одновременно  отображаемых элементов в пределах информационного поля;

- количество отображаемых знаков.

Если воспроизведение осуществляется на экране, то его емкость - это максимальное количество символов, воспроизводимых на экране. В данном случае информационную емкость определяют следующие параметры: площадь экрана - ; расстояние между экраном и человеком-оператором; угол обзора, образуемый двумя лучами, направленными от глаза наблюдателя к крайним точкам экрана. Если и - линейные размеры экрана, то его площадь

Общее количество одновременно воспроизводимых элементов на экране

где и - линейные размеры одного знакоместа. Информационная емкость

где - количество различных воспроизводимых знаков на экране.

Количество информации, воспроизводимое СОИ, в общем случае не равно информационной емкости. Оно возможно только в том случае, когда для любой позиции информационного поля равновероятно появление любого из символов алфавита. При появлении символов и алфавите , общем для всех - позиций информационного поля, количество воспроизводимой информации (бит) составит

где - вероятность появления -го символа, .

При вопроизведении разных алфавитов для различных групп позиций последнее выражение принимает вид

Информационную емкость экрана воспроизведения можно также характеризовать удельной информационной емкостью и площадью экрана . Тогда , т.е. удельная информационная емкость представляет собой количество информации, приходящееся на единицу площади экрана, и выражается в бит/см2.

 

•           Изобразительная возможность

 

           Изобразительная возможность определяется языком изображения и возможными приемами оперирования с отображаемой информацией.

Язык изображения - это набор символов, который может быть воспроизведен на экране (алфавитно-цифровые знаки, условные знаки, линии, фигуры и т.д.). Количественный состав языка изображения определяется классом решаемых задач, т.е. разнообразием, числом градаций и явлений, информация о которых отображается на экранах СОИ.

Приемы оперирования с отображаемой информацией могут быть следующие:

- стирание, изменение, дополнение отдельных знаков;

- отображение символа с поворотом;

- отображений линий, заштрихованных  областей;

- изменение форматов отображаемой  информации (масштабирование);

- осуществление динамических изменений  в обстановке (работа в реальном масштабе времени);

- использование различных цветов  и полутонов;

- использование различных размеров  знаков, разной толщины линий;

- использование мерцания.

В системах отображения информации количество символов может достигать 200400. Дальнейшее увеличение их числа нецелесообразно, т.к. это снижает мнемоническую ценность и затрудняет работу оператора в системе. Для конкретной задачи выбирается наименьший набор знаков, причем знаки должны легко запоминаться и опознаваться.

 

•            Быстродействие СОИ

 

           Быстродействие СОИ зависит от скорости протекания физических и химических процессов регистрации воспроизведения информации. Под быстродействием СОИ понимают максимальное количество информации, воспроизводимое данным устройством в единицу времени. Быстродействие измеряется в бит/с, или количеством воспроизводимых знаков в секунду.

В средствах наглядного воспроизведения быстродействие определяется временем воспроизведения знака, измеряемым от момента поступления кодовой посылки до образования полного изображения на экране индикаторного устройства.

Быстродействие характеризуется также временем формирования воспроизводимой информации и временем выдачи информации. Время формирования определяется временем выборки данной информации из памяти ЭВМ и временем передачи массива информации на индикаторное устройство.

Время выдачи информации - это время, необходимое для приема информации, преобразования ее в конфигурацию символов и воспроизведения на экране устройства, отсчитываемое с момента поступления ее на выход источника информации, сопряженного с СОИ, до момента воспроизведения изображения.

Если рассматривать средства воспроизведения информации в информационной системе, то для быстродействия системы необходимо учитывать время запроса информации и время восприятия информации оператором. С оперативной и психологической точек зрения важно, чтобы изображение формировалось как можно быстрее, после того как оператор вызовет необходимую для воспроизведения информацию. Это время не должно превышать 2 с. По экспериментальным данным, время запроса в 3 с достаточно велико для того, чтобы операторы в 50 % случаев забыли, о чем они запросили [35].

Время восприятия человеком-оператором информации - это время, в течении которого оператор осмысленно воспринимает выданную на СОИ информацию. Оно характеризуется пропускной способностью человека.

С увеличением количества информации время восприятия ее человеком возрастает. Для сопряжения СОИ с человеком-оператором пропускная способность его должна перерабатывать в заданный период времени воспроизводимое количество информации.

 

•         Надежность СОИ

 

         Под надежностью понимают вероятность сохранения основных параметров в заданных пределах в течение требуемого интервала времени.

При использовании СОИ в информационных системах надежность системы определяют как произведение вероятностей надежной работы каждого из ее составляющих. Решающим для обеспечения надежности является определение ее у оператора. Надежность человека - это способность к сохранению необходимых качеств в условиях взаимного усложнения обстановки.

Надежность человека-оператора определяется следующими факторами: его индивидуальными качествами, степенью подготовки, работоспособностью, маневренностью, гибкостью, выносливостью и т.д. Согласно закону надежности надежность оператора можно определить:

где - интенсивность отказов, определяемая по формуле

где - число отказов оператора в опытах.

Надежность СОИ в системе с последовательными звеньями, когда оператор может парировать отказы, возникшие в -звеньях, равна:

где и - вероятности отказа и безотказной работы -го звена за время ; и - условные вероятности своевременного необнаружения и обнаружения отказа -го звена при его возникновении; - условная вероятность своевременного неустранения оператором отказа -го звена при его возникновении и несвоевременном обнаружении.

Для повышения надежности используют методы структурной избыточности или двух операторов, повторяющих одинаковые операции; при этом число ошибок уменьшается. Доказано, что если один оператор за 10 000 операций совершает 116 ошибок, то два за 1 000 000 операций - одновременно в 300 раз меньше [35].

Виды средств отображения информации:

• Стрелочные индикаторы.
• Счетчики.
• Индикаторы с подсветом.
• Печатающие устройства (самописцы).
• Графопостроители.
• Знаковые светящиеся индикаторы.
• Сигнализаторы звуковые.

Проектирование систем отображения информации

Разработка системы отображения информации состоит из следующих этапов:

1. Психологический анализ деятельности оператора и определение всех сведений об информации, необходимой ему для выполнения заданных функций.
2. Согласование интенсивности потока сигналов с реальными возможностями человека – оператора по их приему, что важно для достижения наивысшей эффективности работы системы.
3. Выбор конкретных типов индикаторов, наиболее полно соответствующих характеру решаемых задач и возможностям оператора по приему и переработке информации.
4. Композиционное решение и определение конкретной структуры системы отображения информации:

• выбор способа кодирования и длины алфавита сигналов,

• выбор характеристик отдельных индикаторов,
• распределение информации между ними,
• определение их взаимосвязи и взаимного расположения,
• пространственная компоновка индикаторов,
• композиционное и цветовое решение системы.

5. Разработка и испытание опытных образцов, оценка полученных решений построения системы и проведение последовательной коррекции ее структуры для получения приемлемых значений ее выходных характеристик.

При размещении средств отображения информации необходимо учитывать возможности оператора по восприятию зрительной информации и размеры поля зрения оператора.

ССЫЛКИ:

 

Средство отображения информации - индикатор (позднелат. indicator - указатель, от лат. indico - указываю, определяю) - прибор (устройство, элемент), отображающий ход процесса или состояние объекта наблюдения в форме удобной для восприятия человеком.

 

Стрелочные индикаторы

Стрелочные индикаторы – обычно используются при считывании количественных и качественных показателей, поверочном (контрольном) чтении, сравнении показателей.

Существует два типа стрелочных индикаторов:  

• с движущейся стрелкой и неподвижной шкалой;
• с движущейся шкалой и неподвижной стрелкой.

В зависимости от характера поставленных задач могут использоваться стрелочные индикаторы двух разновидностей: либо с рукоятками управления, либо без них.

Стрелочные индикаторы с рукоятками управления применяют для установки заданной величины параметра или для восстановления положения стрелки при ее отклонении от заданной величины. Лучшим типом индикатора в этом случае является индикатор с движущейся стрелкой и неподвижной шкалой.

Точность и скорость считывания показаний со шкалы прибора зависят от ее вида, формы, размера, расстояния наблюдения, интервала между отметками.

По точности считывания информации предпочтение отдается индикаторам с круглой шкалой, на втором месте – полукруглая шкала, на третьем – прямолинейная горизонтальная, на четвертом – прямолинейная вертикальная (за исключением приборов для контроля глубины, высоты, температуры – ассоциации мышления).

Шкалы приборов градуируют штриховыми отметками, которые подразделяют на главные, средние и мелкие. Точность считывания зависит от размеров отметок и расстояния между ними. Оптимальная длина интервала между главными отметками 12,5 – 18 мм при дистанции наблюдения 750 мм. Увеличение числа мелких отметок приводит к снижению скорости и точности считывания. Между цветом фона шкалы и цветом делений и надписей нужно сохранять максимальную контрастность, причем контраст должен быть прямым.

Цифры (или какой-либо другой код) наносятся у основания главных отметок с наружной стороны шкалы. Точность считывания цифр зависит от их высоты, формата, толщины обводки, расстояния между соседними цифрами.

Важное значение при считывании показаний со шкал имеет форма и расположение стрелок и указателей. Наибольшее преимущество перед остальными имеет клиновидная стрелка. Толщина ее острия должна быть не более ширины самой малой отметки шкалы, кончик стрелки не должен касаться отметок шкалы (расстояние между отметками и стрелкой от 0,4 до 1,6 мм). Стрелка должна быть того же цвета что и отметки шкалы и находиться как можно ближе к плоскости циферблата, чтобы свести к минимуму параллакс.

При конструировании и размещении стрелочных индикаторов необходимо учитывать следующие требования: