Зберігання та переробка інформації

За час своєї життєдіяльності лю­дина постійно отримує інфор­мацію, яка фіксується в корі головного мозку образами зов­нішнього світу. Ці елементи досвіду, які зберігаються та відтворюються залежно від вимог життя та специфіки діяль­ності людини, саме і формують індивідуальний досвід, ут­ворюючи зміст пам'яті людини.

Пам'ять — це сукупність психічних процесів, що забезпечують організацію досвіду індивіда на основі тимчасового співвідношен­ня теперішніх та наступних актів діяльності щодо її цілей і мо­тивів. Пам'ять — одна з найважливіших, конституювальних харак­теристик психічного, яка забезпечує єдність і цілісність людської особистості.

Діяльність пам'яті, як і інша психічна діяльність, ха­рактеризується певним предметним змістом: цілями, мо­тивами, умовами і засобами досягнення мети. До того ж зміст матеріалу теж впливає на вибір способу його запам'я­товування. Враховуючи, що діяльність оператора за своєю природою дуже багатопланова, форми прояву його пам'яті теж різноманітні. Поділ пам'яті на окремі види має зу­мовлюватися особливостями діяльності оператора, в якій здійснюються процеси запам'ятовування та відтворення інформації [120].

За характером психічної активності пам'ять поділяють на рухову, емоційну, образну, словесно-логічну. За відношенням до компонентів структури діяльності (мотиви, цілі, засоби діяльності) — на мимовільну і довільну, механічну і смислову. За тривалістю закріплення і збереження матеріалу — на ко­роткотривалу, довготривалу і оперативну. У своїй діяльності оператор послуговується всіма видами пам'яті, але, зважаю­чи на доволі жорстке узалежнення його діяльності від часо­вих характеристик, детальніше розглянемо ці основні фор­ми пам'яті.

Короткотривала пам'ять зберігає інформацію упродовж кількох секунд або хвилин. На основі експериментальних досліджень В. П. Зінченка, Г. Г. Вучетич, А. Б. Леонова, Ю. К. Стрєлкова в системі короткотривалої пам'яті було ви­ділено три основні гіпотетичні блоки зберігання інформації: сенсорна, первинна і вторинна пам'ять. Переведення інфор­мації з одного блоку в інший здійснюється за допомогою таких операцій, як фільтрація матеріалу, його впізнання, перекодування і повторення [46].

Сенсорна пам'ять фіксує інформацію у модально-спе­цифічному вигляді, що дає змогу описувати об'єкти в термі­нах їхніх фізичних характеристик. Фізіологічним корелятом сенсорної пам'яті є інерційність загасання послідовного об­разу подразника.

Численні експериментальні дослідження доводять, що існують різні види сенсорної пам'яті: зорова (або іконічна), слухова, рухова, нюхова. Дослідження останніх років свідчать, що слухова сенсорна пам'ять може функціону­вати як дві незалежні системи: для зберігання мовної ін­формації і для зберігання невербальних звуків [46]. Слід, який залишається у сенсорній пам'яті, поступово згасає. Час його згасання залежить не тільки від модальності под­разника, а і від багатьох інших факторів. При цьому до них додається ще й фактор взаємовпливу слідів у самій сенсорній пам'яті. Серед ефектів взаємодії слідів виділя­ють пряме та зворотне маскування і пов'язані з ними ефекти пара і метаконтрасту, послідовного стирання або накладання слідів [165].

Таким чином, час зберігання інформації в сенсорній пам'яті залежить від модальності і фізичних характерис­тик подразника, стану системи, що сприймає, та умов сприйняття самого стимулу. В середньому для іконічної пам'яті цей період становить 250...500 мс, але може досягати і 1000 мс [46]. Відносно обсягу зорової сенсорної па­м'яті вважають, що вона безмежна, а слухова містить 10— 12 елементів. Щодо рухової сенсорної пам'яті даних не­має. На основі сенсорного зберігання інформації відби­рається інформація, релевантна певному завданню, опи­сується та перекодовується в найзручнішу для зберігання форму. Сам механізм фільтрації вивчений недостатньо, є лише дані, які свідчать, що селекція може здійснюватися на основі кольору, розміру, форми, розташування у про­сторі, а також складних тембральних характеристик зву­кового сигналу.

Первинна пам 'ять. Відібрана інформація кодується в зручну, найчастіше — у вербально-акустичну форму. В де­яких випадках, залежно від вимог завдання, інформація мо­же зберігатись і у формі модальних сигналів. Одночасно з перекодуванням сигналу можуть формуватися нові одиниці інформації завдяки смисловій переробці.

Відібрана і перекодована інформація зберігається у пер­винній пам'яті, яка має невеликий обсяг, але значно біль­ший час зберігання. За даними різних авторів, цей час ста­новить від 5 до 30 с [29; 39].

Отже, " інформація у первинній пам'яті зберігається як у вербально-акустичному, так і у модально-специфічному ви­гляді. Разом із тим здійснюється відбір релевантної інфор­мації для певного класу завдань з метою її подальшої об­робки та відтворення або в разі необхідності переведення у вторинну пам'ять. Цей перехід реалізується за допомогою операцій повторення. В моделях короткотривалої пам'яті процесові повторення відводиться важлива роль, і його мож­на ототожнювати з повторною циркуляцією інформації. Од­нією з характерних рис повторення є те, що воно здій­снюється за рахунок проговорювання. Але не завжди ця стратегія обробки інформації є ефективною. В складних умовах (наприклад, при близькому фонематичному звучанні стимульного матеріалу) утримання матеріалу і переведення його у вторинну пам'ять більш ефективне, ніж «опора» на смислові зв'язки, тобто використання операції перекодуван­ня. Сама експериментальна ситуація провокує вибір певної стратегії повторення. Так, якщо обсяг матеріалу незначний і сприймання його послідовне, то швидкість подання інфор­мації визначає місце пронесу повторення в структурі діяльності людини. За незначних інтервалів між стимулами (60... 140 мс) повторення здійснювалося після пред'явлення всього ряду стимулів. При збільшенні інтервалів між сти­мулами до 300 мс стратегія досліджуваного змінювалася — він починав повторювати елементи ряду в міру їхнього пред'явлення. При цьому швидкість повторення залежала від швидкості (темпу) пред'явлення, характеру матеріалу та обраної стратегії і коливалася в межах 3—10 елементів за секунду [46|.

Вторинна пам'ять. Частина інформації з первинної па­м'яті за допомогою повторення переводиться у вторинну пам'ять. Особливістю цього блоку короткочасної пам'яті є семантична обробка матеріалу, виділення смислових зв'яз­ків, що запобігає швидкому забуванню. В окремих випадках у вторинній пам'яті можуть зберігатися фонематичні коди, коли алфавіт знаків або невідомий, або знаки семантично не пов'язані між собою (ряд безглуздих складових).

Таким чином, короткотривала пам'ять характеризується негайним запам'ятовуванням матеріалу з першого пред'яв­лення, негайним відтворенням і дуже коротким часом збері­гання інформації. Можна вважати, що зберігання тут відбу­вається через запам'ятовування І відтворення інформації. Обсяг короткотривалої пам'яті вимірюється кількістю сим­волів, що запам'ятовуються, або кількістю одиниць інфор­мації, яка може бути відразу після одноразового пред'явлен­ня відтворена. Ця кількість, за даними Дж. А. Міллера, ста­новить 7 ± 2, або:

- 9 подвійних символів;

- 8 десяткових цифр;

- 7 букв латинського алфавіту;

- 5 простих англійських слів.

Довжина алфавіту цих символів дорівнює 2, 10, 26, 1000, що відповідає 1, 3, 3, 4, 7, 10 подвійним одиницям на сим­вол, або 9, 26, 33, 50 подвійним одиницям для кожної по­слідовності запам'ятовуваних символів. Як бачимо, зі змі­ною інформації на символ у 10 разів на вході обсяг корот­котривалої пам'яті змінюється у 1, 8 раза, а в подвійних оди­ницях — у 5, 5 раза. Якщо інформацію на вході людського каналу змінити в 40 разів (від 0, 5 до 20 подвійних одиниць), то кількість відтворених символів змінюється всього у 4 рази (від 12 до 3 символів) для 50 % випадків і всього у 2, 5 раза (від 5 до 2 символів) для 90 % випадків. Це свідчить про те, що основна закономірність обсягу короткотривалої пам'яті простежується і за значних змін інформаційного наванта­ження на символ.

Розглянуті закономірності обсягу короткотривалої па­м'яті слід враховувати при передаванні інформації операто­рові. Якщо потрібно підвищити інформаційний обсяг інфор­мації, котра буде утримуватися в короткотривалій пам'яті, варто застосовувати найбільш місткі символи, відібрані з ве­ликих за обсягом алфавітів. Але застосування таких алфавітів тоді має сенс, коли вони добре засвоєні людиною-оператором.

Обсяг короткотривалої зорової пам'яті, на відміну від слухової, містить 4—6 символів, що було доведено тахісто-скопічними дослідженнями |47].

Довготривала пам'ять зберігає інформацію для подаль­шого її використання. При переведенні інформації із ко­роткотривалої до довготривалої пам'яті відбувається її по­дальша селекція і реорганізація. Обсяг довготривалої па­м'яті оцінюється кількістю інформації в блоці, що запа­м'ятовується і вимірюється не кількістю символів, а под­війними одиницями. Обсяг довготривалої пам'яті, тобто інформація, засвоєна за одного повторення матеріалу, ста­новить від 5 до 20 подвійних одиниць, або 10 символів по 0, 5 подв. од. на символ, чи 1 символ, відібраний зі знач­ного за довжиною алфавіту, з навантаженням — 20 подв. од. інформації.

Слід зауважити, що застосування різних одиниць для вимірювання обсягу пам'яті по-різному залежить від кіль­кості інформації, яка має три основні характеристики: не­визначеність, вірогідність і різноманітність. Відносний об­сяг пам'яті (обсяг пам'яті у відсотках відтвореного матеріалу до пред'явленого) продемонстрував обернену залежність від загальної невизначеності всього матеріалу, тобто від сумар­ної кількості всієї інформації, котру необхідно запам'ятати. Що більша ця загальна кількість інформації, то менше інформації може відтворити людина.

Обсяг пам'яті у символах показав обернену залежність від ентропії сигналів. Чим більше розрізняються ймовір­ності появи різних символів одного й того ж алфавіту, тим менша середня інформація на символ, але кількість символів, котру може відтворити людина в одному повторенні, зростає.

Обсяг пам'яті у подвійних одиницях продемонстрував пряму залежність від різноманітності запам'ятовуваних сим­волів. У подвійних одиницях він буде тим більший, чим більшою буде довжина алфавіту. До речі, ця залежність збе­рігається і для короткотривалої пам'яті.

Зв'язок обсягу пам'яті з кількістю інформації більш тіс­ний у тих випадках, коли кількість інформації зменшує сам суб'єкт завдяки активній мислительній та мнемонічній ді­яльності. Так, детальна інформаційна модель надає опера­торові всі подробиці про стан об'єкта управління. Аналізу­ючи цю інформацію, оператор приймає певне рішення, яке є результатом переробки, зіставлення значної кількості ін­формації, логічної обробки матеріалу, узагальнення даних тощо. При цьому загальна оцінка ситуації запам'ятовувань значно краща, ніж усі дані, на підставі яких вона була здій­снена. У випадку застосування інтегральних інформаційних моделей інформація може подаватися у формі, котра вже не потребує запам'ятовування усіх деталей. Інтегральна модель звужує потік інформації до оператора і тим самим зменшує навантаження на його пам'ять. Але слід зауважити, що ту якісну інформацію, яку оператор вивів сам, він запам'ятає краще, ніж ту загальну оцінку, котру йому надасть інте­гральна модель.

Оперативна пам'ять забезпечує вирішення поточних зав­дань оператором або виконання ним конкретних дій. Дове­дено, що ефективність діяльності оператора пов'язана з функціонуванням його пам'яті, котра також впливає і на пропускну здатність оператора. Основними характеристика­ми оперативної пам'яті є ЇЇ обсяг, точність, швидкість за­пам'ятовування, термін зберігання інформації та особливості оперативних одиниць пам'яті. Обсяг оперативної пам'яті визначається кількістю сигналів (стимулів), що їх оператор запам'ятав після одного короткотривалого пред'явлення, і вимірюється оперативними одиницями, під якими розумі­ють образи або інші сполучення (поєднання) матеріалу, кот­рі конструюються під час активних дій оператора, спрямо­ваних на вирішення ним конкретного завдання. Як одиниці використовують або мінімально можливі, аналітично визна­чені одиниці діяльності, або реально використовувані. Оцінка обсягу оперативної пам'яті людини-оператора в конкрет­них системах передбачає обидва типи оперативних одиниць пам'яті.

Точність оперативного запам'ятовування вимірюється за відтворенням у процесі вирішення завдань тих елемен­тів, що необхідні для досягнення певної мети. Якість фун­кціонування оперативної пам'яті залежить від різних умов перебігу самої діяльності оператора. Важливе значення має засвоєння певної системи кодування інформації, множин­ності індикаційного об'єкта, ймовірності появи певного сигналу, а також характеру поточних станів і взаємозв'язку сигналів. Усі ці умови впливають на вибір способів пере­творення тестового матеріалу для його оперативного запа­м'ятовування. Результатом цих перетворень є оперативні одиниці пам'яті різних рівнів — нижчого, проміжного і оптимального.

Одиниці нижчого рівня за обсягом — це мінімально мож­ливі в даній діяльності одиниці, вони стійкі до перешкод і забезпечують досягнення певної мети.

Обсяг одиниць проміжного рівня вищий за рахунок пере­кодування елементів інформації у більш місткі символи, але точність запам'ятовування незначна.

Оперативні одиниці оптимального рівня забезпечують ви­соку якість оперативного запам'ятовування — значний об­сяг, високу точність і стійкість до перешкод.

Формування певного рівня оперативних одиниць пам'я­ті залежить від процесу навчання певного виду діяльності. Одиниці оперативної пам'яті оптимального рівня форму­ються при організації таких умов навчання, коли оператор самостійно виділяє необхідні якості або характеристики об'єкта, обробляє їх і трансформує, що сприяє вирішенню поставлених проблемно-теоретичних завдань. За допомогою прийомів переробки та декодування інформації з'являється можливість формувати оптимальні оперативні одиниці па­м'яті, що, своєю чергою, підвищує ефективність діяльності оператора. Слід зауважити, що формування таких одиниць можливе не в усіх операторів. Для цього необхідно мати певні психологічні якості та властивості (наприклад когнітивні).

Навантаження на оперативну пам'ять особливо значне при розв'язанні оператором завдань з упорядкування об'єктів. Для оцінки часу, необхідного для такого розв'язання, була отримана емпірична залежність

де t_{(x, y)} — час упорядкування одного об'єкта, х — кількість упорядкованих об'єктів, у — кількість параметрів об'єктів.

При заданому числі параметрів залежність tвід х має вигляд прямої лінії (рис. 17).

Рис. 17

Залежність часу впорядкування об'єктів від кількості об'єктів (х) та їх параметрів (у)

При спеціальному тренуванні вплив кількості пара­метрів на час вирішення завдань з упорядкування може бути знятим. Аналіз цього процесу навчання показує, що оператори знаходять економічніші маршрути пошуку і впо­рядкування об'єктів. У цей період автоматизуються мне­монічні дії і формуються оптимальні одиниці оперативної пам'яті.

Отож, підвищення якості роботи оперативної пам'яті можливе як за рахунок раціональної побудови інформацій­ної моделі та пульта управління, так і завдяки організації процесу професійного відбору, навчання операторів і самої Діяльності операторів. Короткотривалий і довготривалий види пам'яті мають різні функції і в організації поведінки людини, і в про­фесійній діяльності оператора. Короткотривала пам'ять по­в'язана передусім з орієнтацією людини в довколишньому середовищі і тому спрямована на фіксацію появи сигналів, об'єктів, незалежно від їхнього інформаційного навантажен­ня. Процес навчання, накопичення професійного досвіду, становлення професійної майстерності більше пов'язаний з довготривалою пам'яттю.

Знання специфіки кожного з видів пам'яті необхідне для раціонального управління процесами пам'яті оператора і відповідно ефективністю його діяльності в цілому.

Основні процеси пам'яті — це запам'ятовування, збе­рігання, забування та відтворення інформації. Дослідження свідчать, що ефективність запам'ятовування залежить не тільки від характеру діяльності оператора та його стану, а й від організації поданої інформації, її раціонального гру­пування. Цього можна досягти застосуванням ефективних кодів і алфавітів значної довжини, формуванням збіль­шених оперативних одиниць пам'яті. До того ж відомо, що ефективність запам'ятовування залежить від характе­ру зв'язку поточної інформації з попередньою та майбут­німи подіями в діяльності оператора. Характер цих зв'язків визначає стратегію прогнозування, формуючи певну систему координат, відносно якої оцінюється ін­формація. Ця система запам'ятовується в першу чергу, бо слугує основою запам'ятовування всієї подальшої інфор­мації.

Інакше кажучи, обсяг і точність запам'ятовування інфор­мації залежать не тільки від того, що людина робила в ми­нулому, а й від того, що їй належить зробити в майбутньо­му. Забування теж залежить від різних факторів, і тому виді­ляють три основні його види: втрата інформації через те, що вона не використовується, втрата інформації у разі інтер­ференції (проактивної і реактивної) і забування, яке пов'я­зане з мотивацією людини. Втрата інформації у коротко­тривалій пам'яті пов'язана, головним чином, зі «стиранням слідів» у нервовій системі, а в довготривалій — з порушен­ням системи кодування інформації, семантичних зв'язків між алфавітами сигналів або з реконструюванням усього се­мантичного простору людини.

Відтворення інформації — це складний цілеспрямований процес, котрий може бути як довільним, так і мимовільним. При довільному відтворенні людина послуговується певни­ми прийомами пошуку інформації в пам'яті. Експеримен­тальні дослідження свідчать, що відтворення в умовах спіль­ної діяльності буває ефективнішим, ніж при індивідуальній діяльності; при цьому стратегія пошуку інформації, що збе­рігається в пам'яті, в умовах спілкування теж відрізняється від індивідуальної [46; 77; 165].

Питома вага довільної і мимовільної пам'яті суттєво змінюється залежно від специфіки вирішуваних операто­ром завдань. У період навчання, коли оператор знайомить­ся з системою кодування, організацією робочого місця, розташуванням і призначенням індикаторів, а також із си­стемою необхідних правил, вимог тощо, значне наванта­ження припадає на довільну пам'ять. У процесі виконання виробничих функцій, особливо під час вирішення склад­них завдань, значну кількість інформації оператор запа­м'ятовує без зусиль, що збільшує його професійний досвід. Дослідження останніх років з навчання операторів показа­ли доцільність перенесення навантаження на мимовільну пам'ять у вирішенні спеціальної системи проблемно-тео­ретичних навчальних завдань. Більше того, подальша пе­ревірка показала, що за такого навчання якість професій­ної діяльності оператора теж суттєво зростала. Але у своїй діяльності значну кількість інформації операторові необхід­но запам'ятовувати довільно. Для цього використовують певні прийоми, які умовно поділяють на логічні і мне­монічні. Перша група побудована на виявлених логічних зв'язках у самій інформації, що запам'ятовується, а друга — на штучних, привнесених з інших систем зв'язках. Мне­монічні прийоми використовують тоді, коли людина не володіє необхідними змістовними знаннями про об'єкт і тому застосовує інші, штучні зв'язки.

Значний вплив на ефективність пам'яті оператора має застосування додаткових засобів фіксування динамічної ін­формації — графіків, діаграм, схем тощо. Вибір конкретної графічної або текстової форми залежить від специфіки ді­яльності оператора.