.RU

ТЕКСТ КАК ЗРИТЕЛЬНАЯ СЦЕНА - Новые средства для образного


^ ТЕКСТ КАК ЗРИТЕЛЬНАЯ СЦЕНА


Сетчатка человеческого глаза состоит из 126,5 миллионов чувствительных элементов — рецепторов. Она способна воспринимать свет с различной длиной волны (в пределах 380...760 нанометров), отражаемый объектами, находящимися в поле зрения, и преобразовывать его в электрические импульсы, которые направляются в высшие отделы мозга по зрительному нерву. Свет воздействует на чувствительное вещество (родопсин) рецепторов, вызывает изменения в структуре белка (опсина) и запускает цепь биохимических процессов в сетчатке, инициирующих передачу импульсов по зрительному нерву [1].
Какую информацию о физических объектах внешнего мира передают эти импульсы? Глаз способен воспринять не любые характеристики физических объектов, а только те, что связаны со световой энергией, т. е. оптические характеристики. Для глаза внешний мир — это оптический внешний мир, а составляющие его объекты — оптические объекты. Импульсы, бегущие в мозг по зрительному нерву, несут информацию только об оптических свойствах внешнего мира. Следовательно, с точки зрения глаза, любой текст и любая компьютерная программа, находящаяся в поле зрения, — это всего-навсего оптическое явление, т. е. оптический текст и оптическая программа.
Диосцена — Двумерная Информационная Оптическая сцена, предназначенная для зрительного восприятия информации человеком, целиком лежащая в поле зрения и предъявляемая человеку на бумаге или экране компьютера. Диосцена обычно имеет форму прямоугольника, размеры которого удобно задавать с помощью понятия “формат диосцены”. Для простоты ограничимся форматами, принятыми в стандарте ЕСКД (Единая Система Конструкторской Документации): А0, А1, А2, А3, А4, А4×4. Для зрительного восприятия важен не только формат диосцены, но и ее телесный угол, зависящий от расстояния между глазом и диосценой.
Диопрограмма — это любая компьютерная программа (будь то один из чертежей технологии I-CASE, исходный текст, распечатка объектного кода и т. д.), рассматриваемая как диосцена.

^ СИМУЛЬТАННОЕ И СУКЦЕССИВНОЕ
ВОСПРИЯТИЕ


За миллионы лет эволюции система “глаз — мозг” изменялась таким образом, чтобы решать две задачи: “видеть, как можно больше (одномоментно), и видеть, как можно отчетливее” [2].
Для решения первой задачи у человека, во-первых, сформировалось поле зрения чрезвычайно больших размеров: 100...110° по вертикали и 120...130° — по горизонтали; во-вторых, образовался аппарат периферийного зрения. Для решения второй задачи в сетчатке глаза возникла область высокой остроты зрения (фовеа) и образовался аппарат цент­рального (фовеального) зрения [2].
Глаз и мозг способны работать в двух режимах: симультанном (быстрый панорамный прием обзорной информации с помощью периферийного зрения) и сукцессивном (медленный прием детальной информации с помощью центрального зрения). Их оптимальное сочетание позволяет получить важный приспособительный эффект. При симультанном (simultaneous) восприятии система “глаз — мозг” обладает способностью быстро, практически мгновенно воспринимать огромные объемы зрительной информации. Симультанно мы воспринимаем человеческие лица, картины природы, уличные сценки
и многое другое. При сукцессивном (successive) восприятии произ­водится тщательный последовательный анализ важной информации, первичное выделение которой произошло в ходе симультанного восприятия.
При чтении длинного словесного текста глаз и мозг работают преимущественно в сукцессивном режиме (т. е. медленно), при восприятии изображений доминирует симультанный (быстрый) режим. Если одну и ту же информацию можно представить и в текстовой, и в графической форме, последняя обеспечивает более высокую скорость понимания за счет того, что преимущественно сукцессивный режим восприятия текста заменяется на преимущественно симультанный режим анализа изображения [3].

^ КАК ПОВЫСИТЬ ПРОДУКТИВНОСТЬ
ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МОЗГА?


Сетчатка человеческого глаза является двумерной поверхностью, поэтому любую информацию о внешнем мире фотокамера глаза превращает в двумерное изображение на сетчатке. Нас интересует восприятие двумерных искусственных зрительных сцен (диосцен и диопрограмм). Полезно заметить, что искусственные двумерные сцены и естественные трехмерные сцены окружающего мира имеют “общую судьбу”, ибо фотокамера глаза приводит их к одному знаменателю, преобразуя в двумерный сетчаточный зрительный образ. Учитывая этот факт и опираясь на известные результаты эволюционной теории, нейробиологии и психологии, можно сформулировать несколько постулатов, которые имеют важное значение для дальнейшего анализа.

Наша ближайшая цель состоит в том, чтобы подвести читателя к следующему выводу:

замена текста эквивалентным ему чертежом (например, переход от текстового программирования к визуальному) обеспечивает более высокую продуктивность мозга за счет “симуль­танизации”, т. е. увеличения скорости работы мозга при переходе от медленного сукцессивного восприятия текста к быстрому си­мультанному восприятию чертежа.


^ КОГНИТИВНЫЙ НЕДОСТАТОК
ТЕКСТОВОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ


Органический, принципиально неустранимый порок текстового представления знаний (в частности, текстового программирования) состоит в том, что оно не позволяет задействовать огромные резервы произ­водительности человеческого мозга, связанные с его способностью к скоростной обработке больших массивов симультанно воспринимаемой информации.
Обоснование этого вывода состоит в следующем. Если встать на позиции нейробиологии и когнитивной эргономики, то — вопреки общепринятой точке зрения — изобретение текстовых книг, текстового программирования и компьютеров с текстовым пользовательским интерфейсом было в некотором смысле “противоестественным” событием. Во-первых, рабочее поле зрения ощутимо сузилось, так как телесный угол страницы текста или экрана текстового дисплея во много раз меньше физиологического поля зрения. Во-вторых, значительно уменьшилась скорость обработки информации в мозгу, ибо зрительный анализатор, созданный эволюцией прежде всего для быстрого симультанного восприятия огромных массивов информации, находящейся в широкоугольном поле зрения, мгновенного выделения из нее наиболее важных сведений и быстрого принятия решения, принудительно начал работать в искусственно замедленном и потому неэффективном сукцессивном режиме, неизбежном при чтении текста. Таким образом, ювелирная работа эволюции по формированию мощных симультанных механизмов периферийного зрения при чтении текста оказалась частично невостребованной. Возник нежелательный перекос в распределении нагрузки между двумя зрительными системами — центральной и периферийной, в результате чего роль последней оказалась ослабленной.
Между тем периферийная система важнее центральной в том смысле, что “для адекватного понимания зрительной сцены важнее способность к одномоментному крупномасштабному схватыванию отношений между предметами, чем возможность тонкого... анализа отдельных деталей” [2]. Из клинической практики известно, что поражение всех зон поля зрения, кроме центральной (фовеальной) области практически равносильно слепоте. Таким образом, создав текстовые книги, текстовое программирование и компьютеры с текстовым пользовательским интерфейсом, т. е. искусственно отключив значительную часть периферий­ного зрения, авторы названных изобретений обрекли читателей деловой литературы, программистов и пользователей на частичную “слепоту”, образно говоря, выключили из работы значительную часть их мозга, вследствие чего громадные резервы коллективного интеллекта этих людей не используются.
Во всех случаях, когда дальнейший рост продуктивности мозга работников становится неотложной и приоритетной задачей, можно прогнозировать, что текстовое представление знаний и текстовое программирование будет уступать место визуальному (графическому).
Когнитивную сущность изложенных соображений можно охарактеризовать как принцип симультанизации: если текст и чертеж эквивалентны (содержат одну и ту же информацию), замена текста удачным чертежом увеличивает продуктивность мозга работников за счет более активного включения в работу симультанных механизмов восприятия и мышления. Слово “мышление” добавлено не случайно, ибо, как показал В. Глезер, можно “отождествить зрительное восприятие с конкретным предметным мышлением” [4].

^ КАКИМ ДОЛЖЕН БЫТЬ ФОРМАТ ДИОСЦЕНЫ?


При традиционном подходе вопрос о выборе формата диопрограммы (т. е. ее габаритов — высоты и ширины) перед программистом почти никогда не встает. В самом деле, если компьютер и принтер уже куплены, то размеры экрана дисплея и формат страницы листинга жестко заданы. Вместе с тем следует иметь в виду, что выбор оптимального формата может оказать сильное влияние на производительность труда.
Итак, каким должен быть формат диосцены? Какой формат диопрограммы обеспечивает максимальную продуктивность человече­ского мозга? Ответ будет разным для текстового и визуального программирования.
Для текстового случая обычно используемый формат экрана и принтера А4, видимо, близок к оптимальному. Однако для визуального программирования дело обстоит иначе.
^ Принцип зависимости эффективности восприятия от используемой доли поля зрения. Скорость симультанного восприятия визуальной диосцены зависит от ее габаритов и телесного угла, т. е. от фактически используемой доли поля зрения. Если эта доля невелика, скорость будет незначительной, если велика — большой. Если доля слишком мала, следует говорить о недоиспользовании возможностей симультанного восприятия, т. е. об искусственно вызванной частичной “слепоте”, которая отрицательно влияет на продуктивность мозга.
Другой недостаток состоит в том, что необоснованное уменьшение формата визуальной диосцены может привести к когнитивной перегрузке мозга. Предположим, имеется чертеж визуальной программы, занимающий всю площадь большого листа бумаги формата А1. Предположим далее, что мы в исследовательских целях разрезали его на восемь страниц формата А4 и стали поочередно предъявлять их человеку, который должен прочитать чертеж программы и детально в ней разобраться.
Чтобы выявить суть дела, прибегнем к аналогии. Допустим, нужно опознать человека по фотографии. Если перед нами нормальная фотография, задача решается легко. Но что будет, если фотография разор­вана на восемь частей, на которые запрещается смотреть одновременно и которые предъявляются только по очереди? Очевидно, при таких условиях решение задачи опознания становится чрезвычайно трудным, а с увеличением числа фрагментов — невозможным.
Возвращаясь к примеру с чертежом программы, можно сказать, что

расчленение целостного зрительного образа визуальной программы на несколько фрагментов есть искусственно вызванное усложнение задачи, приводящее к неоправданной перегрузке мозга.

В условиях подобного расчленения 95% интеллектуальных усилий тратится на надуманную работу по воссозданию целостного зрительного образа и лишь 5% — на решение основной задачи (понимание программы). В самом деле, чтобы понять смысл ансамбля из восьми диосцен, читатель должен, постоянно листая страницы программы взад и вперед, поочередно прочитать, понять и запомнить все восемь фрагментов чертежа программы, найти и мысленно соединить все отрезки, обозначающие переход линий с листа на лист; после этого его мозг должен “склеить” фрагменты в единый взаимоувязанный образ. Все эти трудозатраты оказываются ненужными, когда мы смотрим на диопрограмму формата А1.
Для условий описанного примера справедливо заключение: если заменить восемь “рваных кусков” формата А4 на единую стройную картину формата А1, можно значительно увеличить скорость мышления и продуктивность мозга программиста. Этот вывод подтверждается мировой практикой создания машиностроительных чертежей и электрических схем, где широко используются большие форматы А1 и А0, что нашло закрепление в соответствующих международных и национальных стандартах.
Изложенные соображения позволяют сформулировать принцип приоритета целостного образа. Если имеются два эквивалентных графических представления одной и той же программы: 1) в виде одного большого чертежа (например, формата А4×4, А1 или А0), который хорошо отражает структуру проблемной ситуации в форме целостного и стройного визуального образа, и 2) в виде набора из нескольких маленьких чертежей (например, четырех, восьми или шестнадцати форматок А4), то замена набора мелких чертежей на один большой увеличивает продуктивность мозга за счет увеличения активно используемой доли физиологического поля зрения, замены образов памяти на образы восприятия, устранения паразитной когнитивной нагрузки и более эффективного использования симультанных механизмов.

^ КОГНИТИВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ


Говорят, один рисунок стоит тысячи слов, и это действительно так при условии, что рисунок хороший. Последнее условие является существенным, так как неумелое использование чертежей и рисунков может принести только вред. Возникает вопрос: при каких условиях замена текста изображением дает максимальный когнитивный выигрыш с точки зрения интенсификации работы мозга?
Говоря упрощенно, таких условий всего два: визуальная диосцена должна иметь, во-первых, хорошие размеры, во-вторых, хорошую структуру1.
Что значит хорошие размеры? Размеры зависят от когнитивной сложности проблемы. Для более простых случаев можно использовать форматы А4 и А3, для более сложных — форматы А4×4, А1, для особо сложных А0. Напомним еще раз, что все эти форматы прошли массовую проверку в мировой инженерной практике. Они начинают применяться и в практике программирования. Например, при использовании CASE-инструмента ProKit WORKBENCH фирмы McDonnel Douglas Information Systems используются программные чертежи размером 3 × 4 фута (91 × 122 см) — что-то среднее между форматами А1 и А0.
Что значит хорошая структура? Ниже дается примерный ответ, но не для общего случая, а только для блок-схем (потому что язык ДРАКОН строится на основе блок-схем; большинство программных чертежей методологии RAD — тоже блок-схемы)2. По нашему мнению, блок-схемы обладают хорошей структурой, если при их создании учитываются (возможно, с исключениями) следующие правила.

Подчеркнем еще раз, что перечисленные рекомендации не претендуют на роль армейских приказов, которые следует неукоснительно выполнять во всех пунктах. Выражаясь портновским языком, это скорее стандартные выкройки, которые для каждого клиента следует подогнать по фигуре. Иначе говоря, это общие положения, однако на их основе — после учета особенностей проектируемого класса блок-схем — могут быть сформулированы конкретные правила. В последующих главах будут изложены, тщательно обоснованы и снабжены многочисленными примерами детально разработанные наборы эргономических правил, использованные при создании языка ДРАКОН.
2010-07-19 18:44 Читать похожую статью
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © Помощь студентам
    Образовательные документы для студентов.