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 си

стем. 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.

8