Управляемая визуализация понятийно-образной поддержки проектных решений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, кандидат технических наук Вербиченко, Дмитрий Станиславович

• Вербиченко, Дмитрий Станиславович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Вербиченко, Дмитрий Станиславович

Содержание

Введение 5 Раздел

Феномен внимания в понятийно-образной поддержке проектных решений

§1.1 Взаимодействие с информационной поддержкой в САПР

§ 1.2 Функции внимания в поддержке проектных решений

§ 1.3 Обзор литературы

§ 1.4 Понятийно-образная поддержка проектных решений

§1.5 Мотивационно-целевая модель

Выводы по первому разделу

Раздел

I. Понятийно-образные композиции и их обработка вниманием

§2.1.1 Конструктивное представление и использование механизмов внимания

§2.1.2 Понятийно-образные композиции и динамика распределения внимания

§2.1.3 Структурный состав ПО композиций

§2.1.4 Контекст восприятия ПО композиции

§2.1.5 Классификация причин прерывания внимания в ходе восприятия ПО композиций

§2.1.6 Элементы ПО композиций и причины прерывания внимания

II. Лингвистические средства конструктивного управления вниманием

§2.2.1 Язык управления вниманием

§2.2.1.1 Язык первичных индикаторных стимулов Ь+

§2.2.1.2 Язык вторичных индикаторных стимулов Ьр пиктографический язык управления вниманием)

§2.2.2 Структура маркеров для разметки ПО композиций

§2.2.3 Кодирование свойств визуализируемых объектов на уровнях визуальных субмодальностей

Выводы по второму разделу

Раздел

Моделирование механизмов внимания при восприятии

§3.1 Модель распределения внимания при восприятии

ПО поддержки

§3.2 Оценочная компонента МРВ

§3.2.1 Анализ ПО композиций на структурном уровне

§3.2.2 Анализ ПО композиций на логико-лингвистическом уровне

§3.3 Построение селективной компоненты МРВ на основе СМО

Выводы по третьему разделу

Раздел

Инструментарий управляемой визуализации понятийно-образной поддержки

§4.1 Мотивация разработки системы

§4.2 Архитектура системы "IGNITE"

§4.3 Описание интегрированной среды системы "IGNITE'

§4.4 Сценарии визуализации

§4.5 Подсистема автоматической маркировки ПО композиций Выводы по четвертому разделу

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управляемая визуализация понятийно-образной поддержки проектных решений»

Практика проектной деятельности показывает, что имеющихся у проектировщика знаний и опыта часто бывает недостаточно для принятия очередного проектного решения, поэтому он вынужден периодически обращаться к доступным источникам информационной поддержки и использовать полученные с их помощью данные для разрешения возникших неопределенностей. В условиях проектирования сложных технических объектов, число актов доступа к информационной поддержке велико [58], а на этапе концептуального проектирования доля времени, затрачиваемого на работу с информационной поддержкой, может достигать десятков процентов.

Анализ современных реалий проектной деятельности [85] показывает, что значительная часть информационной поддержки, используемой в процессе проектирования доступна только в электронной форме виде компьютерных баз данных, файлов и т.п. Эта тенденция обуславливает необходимость восприятия пользователем значительных объемов информационной поддержки, визуализируемой на компьютерном дисплее. Тем не менее, взаимодействие с информационной поддержкой, обслуживающей процессы принятия решений традиционно строится по образцу «бумажный документ - человек», содержание информационной поддержки играет пассивную роль, что существенно снижает функциональную разнородность в применениях и эффективность взаимодействия. Изменившиеся условия представления информационной поддержки, подразумевают создание новых средств ее визуального представления, обладающего свойством активности, и соответствующих методик взаимодействия.

Данная работа посвящена исследованию процессов взаимодействия проектировщика с информационной поддержкой и разработке методов и средств, повышающих эффективность такого взаимодействия. В данной работе сделан акцент на использовании психологических механизмов, лежащих в основе взаимодействия с понятийно-образной информацией, составляющей основу содержания информационной поддержки. В качестве базового психологического механизма, конструктивное использование которого способно дать наибольший положительный результат, был выбран феномен внимания, а в качестве сферы его применения -процессы визуализации информационной поддержки.

В рамках данной работы, были исследованы процессы управляемой визуализации информационной поддержки и предложены решения задач, связанных с конструктивным управлением вниманием в процессах взаимодействия с ПО поддержкой. Разработаны методики управляемой визуализации информационной поддержки и соответствующий компьютерный инструментарий, применение которых пользователем-проектировщиком позволяют ему повысить эффективность своей работы.

В первом разделе проводится анализ деятельности проектировщика в среде современной САПР, в частности процессы его взаимодействия с понятийно-образной (ПО) поддержкой. Приводится номенклатура типовых задач, для решения которых необходимо использование ПО поддержки, осуществляется их привязка к конкретным этапам проектирования, рассматриваются различные ее источники. Констатируется принципиальная роль феномена внимания в процессах взаимодействия с ПО поддержкой.

Во втором разделе рассматриваются проблемы, связанные с обработкой вниманием единиц ПО поддержки (ПО композиций), и предлагаются лингвистические средства управления вниманием (язык управления вниманием Ь). Рассматриваются свойства и функции феномена внимания в контексте его конструктивного использования в процессах визуализации ПО поддержки. Проводится исследование понятийно-образных композиций (ПО композиций) как единиц ПО поддержки, обслуживаемых вниманием, и интерпретация этого процесса по аналогии с системами прерываний ЭВМ. Определяется типология элементов ПО композиций и классификация причин прерывания внимания.

В третьем разделе рассматриваются вопросы, связанные со средствами моделирования механизмов внимания при восприятии ПО композиций и их применением для оперативного управления в процессах визуализации ПО поддержки. Для решения задачи динамической визуализации имеющихся сценариев, а также их оперативной генерации предлагается прикладная версия модели распределения внимания.

В четвертом разделе представляется реализация разработанной системы инструментальных средств в виде системы визуализации ПО поддержки "IGNITE". Констатируются основные требования к системе, обосновываются основные архитектурные решения. Описывается интегрированная среда, операционные обстановки, методики работы, варианты комплексирования с другими инструментальными средствами автоматизированного проектирования.

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Вербиченко, Дмитрий Станиславович

Выводы по четвертому разделу

1. Инструментальная система управляемой визуализации ПО "IGNITE", включаемая в состав средств информационной поддержки, позволяет программировать сценарии распределения внимания проектировщика. Автор информационной поддержки получает в свое распоряжение дополнительные средства, с помощью которых он может определить требуемый характер взаимодействия с создаваемой поддержкой.

2. Использование для хранения ПО композиций формата RTF позволяет просматривать их в текстовых редакторах типа Word и Wordpad, но при этом, теряется функциональность, связанная с редактированием сценариев и управляемой визуализацией.

3. Созданные пользователем в процессе эксплуатации системы "IGNITE" контексты восприятия логично объединять в библиотеку типовых контекстов восприятия для их повторного использования в контекстно-близких ситуациях.

4. Гибкие настройки процесса визуализации, фильтры визуализации и набор стилей когнитивной деятельности, позволяют адаптировать процессы управляемой визуализации к текущим мотивационно-целевым установкам пользователя и его психофизиологическому состоянию.

5. Использование средств автоматической маркировки способно повысить эффективность взаимодействия с ПО поддержкой в случаях отсутствия явно заданного сценария распределения внимания, а параметры настройки автомаркировки позволяют адаптировать ее к различным источникам ПО поддержки.

6. Маркировка конструкций-спутников потенциально важной информации вносит дополнительную степень структуризации в тело ПО композиции, что помогает пользователю осуществлять навигацию и отбор релевантной информации.

Заключение

В заключении представленной диссертационной работы отметим, что задача исследований, предполагающая исследование процессов взаимодействия проектировщика с ПО поддержкой проектных решений, и создание методик управляемой визуализации, основанных на конструктивном управлении вниманием, а также соответствующего компьютерного инструментария визуализации ПО поддержки, решена.

- Предложена модель управления вниманием проектировщика, в процессах взаимодействия с информационной поддержкой, по образцу систем прерываний ЭВМ, открывающая возможность полезного переноса опыта из этого раздела теории и практики вычислительной техники;

- Создана классификация причин прерывания внимания в процессе восприятия ПО поддержки, систематизирующая причинно-следственные аспекты функционирования механизмов внимания при взаимодействии с ПО поддержкой;

- Предложен язык управления вниманием L, обеспечивающий описание сценариев распределения внимания и невербальное кодирование свойств, визуализируемых элементов ПО композиций;

- Для решения задачи динамической визуализации сценариев, а также их оперативной генерации предложена прикладная версия модели распределения внимания в процессах восприятия ПО поддержки;

- Разработана система инструментальных средств управляемой визуализации ПО поддержки "IGNITE", осуществляющая конструктивное управление вниманием в процессах визуализации ПО поддержки, что подтверждает техническую исполнимость методик управляемой визуализаций и открывает возможность комплексирования системы "IGNITE" с промышленными системами информационной поддержки проектных решений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Вербиченко, Дмитрий Станиславович, 2000 год

1. Антонов A.B. Информация: восприятие и понимание. Киев: Наукова Думка, 1988 г., -182с.

2. Аскон АО Управление инженерным документооборотом предприятия. (С) АО Аскон 1999 г.

3. Белобженский JI.A. Инжененрная психология и искусственный интеллект: Учеб. пособие, -М.: изд-во МАИ, 1991 г., -68 с.

4. Белоногов Г.Г, Новоселов А.П. Автоматизация процессов накопления, поиска и обобщения информации. -М, Наука, 1979 г., -256с.

5. Богданов Г.М. Проектирование изделий: Организация и методика постановки задачи. М.: Издательство стандартов, 1995 г. -144 с.

6. Братко A.A. Моделирование психики -М.: Наука 1969 г., -172 с.

7. Брунер Дж. Психология познания (За пределами непосредственной информации) -М.: Прогресс, 1977 г., -412 с.

8. Бузан Б. Самоменеджмент: Информация и коммуникации: курс лекций, (с) Евроиндекс, 1999 г.

9. Бэндлер Р. Используйте свой мозг для изменения. Нейро-лингвистическое программирование. Под ред. Конниры Андреас и Стива Андреаса. Пер. с англ. Санкт-Петербург, 1995 г. -168 с.

10. Вайсер М. Эргономика в автоматизированных системах. -М: Мир, 1992 г., -522 с.

11. Веденов A.A. Моделирование элементов мышления -М.: Наука, 1988 г., 160 с.

12. Веккер JI.M. Психика и реальность, единая теория психических процессов. -М: Смысл, 1998 г., -520 с.

13. Вербиченко Д.С. Средства управления вниманием в процессах визуализации текстово-образной информации Тезисы докладов конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве» часть XI, Нижний Новгород, 1999 г., с. 15

14. Вычислительные системы и вопросы принятия решений, Сб. под ред. Королева JI.H., КраснощековаП.С.,-М: изд. МГУ, 1991 г., 206 с.

15. Глухих И.Н. Моделирование принятия решений в автоматизированных системах интеллектуальной поддержки управления воздушным движением. (Монография) Ульяновск: УВАУ ГА, 2000 г., -207 с.

16. Голованев В., Григорьев П. Легкий документооборот на базе КОМПАС-МЕНЕДЖЕР 5, САПР и графика, N 4, 1998 г., с.26-30.

17. Гордеева И.Д. Экспериментальная психология исполнительного действия: Учеб. пособие. -М.: Тривола, 1995 г., -321 с.

18. Горнев В.Ф. Проблемы и технология комплексной автоматизации. Автоматизированное проектирование №1 1999 г., с.28-32.

19. Гриндер Д., Бэндлер Р. Из лягушек в принцы. Воронеж: НПО МОДЭК, 1993 г, -208 с.

20. Густяков H.A. Психология мотивации мышления: Учеб. пособ. Харьков, изд-во ХГУ, 1993 г., -63 с.

21. Дитрих Я. Проектирование и конструирование: Системный подход, пер. с польск.- М.: Мир, 1981 г., 456 с.

22. Добкин С.Ф. Основы издательского дела и книгопечатания -М.: Книга 1972 г., -256 с.

23. Донован Дж. Системное программирование -М.: Мир, 1975 г, -540 с.

24. Дормашев Ю.Б. Романов В.Я. Психология внимания -М.: Тривола, 1995 г, -352 с.

25. Дружинин В.Н. Экспериментальная психология: Учеб. пособие. -М.: Инфра-М, 1997 г, -255 с.

26. Емельянов В. В., Ясиновский С. И. Введение в интеллектуальное имитационное моделирование. Язык РДО.- М.: АНВИК, 1998 г. 428 с.

27. Зенкин A.A. Когнитивная компьютерная графика, -М: Наука, 1991 г.,-187 с.

28. Зинченко В.П., Леонова А.Б., Стрелков Ю.К. Психометрика утомления. -М.: МГУ, 1977 г. -150 с.

29. Ивин A.A. Основания логики оценок. М.: МГУ, 1970 г.

30. Ильин Е.П. Мотивация и мотивы: Учеб. пособ. -М.: Питер, 2000 г., -508 с.

31. Имитационное моделирование. Черненький В.М, кн.9 Разработка САПР. М.: Высшая школа, 1990 г. - 110 с.

32. Ишмуратов А.Т. Логические теории временных контекстов (временная логика). Киев: Наукова Думка, 1981 г., -150 с.

33. Карпов A.B. Психологический анализ процессов принятия решения в деятельности. Ярославль: 1985 г., -156 с.

34. Кастеллани К. Автоматизация решения задач управления, пер. с англ. М.: Мир, 1982 г., -472 с.

35. Клейнрок JI. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979 г., -432 с.

36. Комментарий к Положению о порядке присуждения научным и научно-педагогическим работникам ученых степеней и присвоения научным работникам ученых званий. Составители: С.П.Кулешов, В.Г.Выскуб, В.Н.Попов. М.: Высший Аттестационный комитет РФ,1996 г.-110 с.

37. Коутс Р., Влеймник И. Интерфейс «человек-компьютер». -М.: Мир, 1990 г.-501 с.

38. Кураксин С.А., Бикулов С.А., Баранов JI.B., Козлов С.Ю., Ксенофонтов Д.К., Ефремов А.Н. T-FLEX CAD новая технология построения САПР. - «Автоматизация проектирования», 1996 г, № 1, с. 50-54

39. Ларичев О.И. Наука и искусство принятия решений. -М.: Наука, 1979 г.,-200 с.

40. Латышев В.А., Клыпина И.А. Представление информации в системе человек-компьютер: учеб. пособ. -М.: МАИ, 1993 г., -24с.

41. Леонтьев A.A. Основы психолингвистики -М.: Смысл, 1997 г., -285 с.

42. Лиу де М. Как научится быстро читать -М.: Рипол Классик,1997 г, -240 с.

43. Макарова В.Ф. Терминологический словарь по эргономике. НИИ гос. пат. экспретизы М.: НПО Поиск, 1992 г., -23 с.

44. Мейстер Д. Эргономические основы разработки сложных систем -М.: Мир, 1979 г, -456 с.

45. Методы и системы принятия решений. Системы обработки знаний в автоматизированном проектировании: Сб. науч. тр. под ред. Борисова А.Н., -Рига; РТУ, 1992 г., -121 с.

46. Методы и средства моделирования вычислительных устройств и сетей. Афанасьев А.Н., Шишкин В.В., Учеб. пособ. Ульяновск: УлГТУ, 1996 г., -87с.

47. Мильчин А.Э. Издательский словарь справочник -М.: Юрист,1998 г., -472 с.

48. Модели и технологии принятия решений. Сб. научных трудов под ред. П.И. Соснина, Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 1996 г., -30с.

49. Моделирование языковой деятельности в интеллектуальных системах. Под ред. Кибрика А.Е. и Нариньяни A.C. М: Наука, 1987 г.-280 с.

50. Моисеев H.H. Предисловие к книге Орловского С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. -М.: Наука. 1981 г.

51. Музыкант В.Л. Реклама: международный опыт и российские традиции. -М.: Право и закон, 1996 г., -222 с.

52. Норенков И.П., Маничев В.Б. Системы автоматизированного проектирования электронной и вычислительной аппаратуры: Учебное пособие для вузов. М.: Высш. Школа, 1983 г., - 272 с.

53. Овсянников М. В., Шильников П. С. Система электронной документации CALS реальное воплощение виртуального мира. -Компьютер Пресс. №8,1997.с. 88-91.

54. О'Коннор Дж, Сеймор Дж. Введение в нейролингвистическое программирование. Новейшая психология личного мастерства. -М.: Инфра-М, 1996 г., -362 с.

55. Основы психофизиологии: учеб. пособие, отв. ред. Александров Ю.И., -М: Инфра-М, 1998 г, -431 с.

56. Пономаренко В.А. Турзин П.С. Рысакова С.Л. Проектирование диалога "оператор-ЭВМ" (психологические аспекты) -М.: Машиностроение, 1993 г., -120 с.

57. Рубашкин В.Ш. Представление и анализ смысла в интеллектуальных информационных системах. М.: Наука, 1989 г., -192 с.

58. Рыбаков A.B., Евдокимов С.А., Краснов A.A. Создание систем автоматизации поддержки инженерных решений. журнал «Автоматизация проектирования», 1997, № 5, с. 10-13, 1997 г.

59. Салтыков А.Б., Ильин В.И., Дронов A.A. Когнитивная деятельность и неосознаваемая ритмическая стимуляция. Психол.журн. 1993 г., Т. 14. с. 42-47.

60. Семенова О.В. Спевак Т.И. Информационная система поддержки принятия решений в рекламном бизнесе. Саратов: изд-во СГУ, 1998 г., с. 41-46.

61. Система управления документами и данными об изделиях Search 5.0. Руководство пользователя. (С) НПП ИНТЕРМЕХ 1999 г.

62. Системы автоматизированного проектирования в радиоэлектронике: Справочник. Е.В.Авдеев, А.Т.Еремин, И.П.Норенков, М.И.Песков под ред. И.П.Норенкова. -М.: Радио и связь, 1986 г., -368 с.

63. Системы автоматизированного проектирования, под ред. Алана Дж. Пер. с англ. -М.: Наука, 1985 г., 376 с.

64. Смирнов A.B., Юсупов P.M. Совмещенное проектирование: необходимость, проблемы внедрения, перспективы. С.-Пб.: СПИИРАН, 1992 г.

65. Смирнов И., Безносюк Е., Журавлев А. Психотехнологии. Компьютерный психосемантический анализ и психокоррекция на неосознаваемом уровне. -М, изд. гр. Прогресс, -412 с.

66. Смит Джон М. Математическое моделирование для инженеров и исследователей. -М.: Машиностроение, 1980 г., 271 с.

67. Сокольницев Р.И., Кононюк А.Е., Кулаков Ф.М. Автоматизация проектирования ГПС. -JL: Машиностроение, 1990 г., -415 с.

68. Солсо P.J1. Когнитивная психология -М.: Тривола, 1996 г., -600 с.

69. Соснин П.И. Информационно-лингвистическое обеспечение вычислительных процессов: Учеб. пособ. Ульяновск: изд-во УлПИ 1992 г., -88 с.

70. Соснин П.И, Вербиченко Д.С. Управляемая визуализация понятийно образной составляющей вопросно-ответных протоколов Тезисы конференции «Новые информационные технологии и аспекты применения» Таганрог, 1998 г., с. 85-86

71. Соснин П.И. Содержательно эволюционный подход к искусственному интеллекту. Ульяновск: УлГТУ, 1995 г., -76 с.

72. Соснин П.И., Вербиченко Д.С. Методы и средства активизации внимания в человеко-компьютерном взаимодействии. Сборник научных трудов «Информационные технологии, системы, приборы», Ульяновск: УлГТУ, 1998 г., с. 4-8

73. Соснин П.И., Ярушкина Н.Г. Методологическое обеспечение автоматизированного проектирования диалоговых систем. Ульяновск: изд-во УлГТУ, 1995 г.

74. Сотсков Ю.Н. и др. Математические модели и методы календарного планирования: Учебное пособие. Сотсков Ю.Н., Струсевич В.А., Танаев B.C. Мн.:Университетское, 1994 г., - 232 с.

75. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений в САПР, «САПР и графика», №6, 1997 г., с.43-57.

76. Трахтенгерц Э.А. Повышение надежности последовательно-параллельного проектирования сложных технических объектов. -АиТ, № 5, 1994 г., с. 128-157.

77. Трофимов Ю.Л. Техническое творчество в САПР (психологические аспекты) Киев: Выща Школа, 1989 г., -184 с.

78. Филатов В.П. Загадка человеческого понимания. -М: Политиздат, 1991 г., -352с.

79. Часов В.А. Психологические принципы быстрого чтения -Л: Знание 1978 г., -32 с.

80. Шнейдерман Б. Психология программрования: человеческие факторы в вычислительных и информационных системах. -М.: Радио и Связь, 1984 г., -304 с.

81. Щекин Г.В. Визуальная психодиагностика и ее методы: учеб. пособ.-К.: ВЗУУП, 1992 г., -111с.

82. Эдварс У. И. др. Моделирование деятельности, профессиональное обучение и отбор операторов (Модели психической деятельности). -М.: Мир, 1991 г., -487 с.

83. Энкарначчо Ж., Шлехтендаль Э. Автоматизированное проектирование. Основные понятия и архитектура систем, пер. с англ. -М.: Радио и связь, 1986 г. -288с.

84. Boring E.G. The Perception of Objects. Berkley: University of California Press, 1982

85. Eom S.B. Decision support systems research: reference disciplines and a cumulative tradition. The International Journal of Management Science, 23, 5, October 1995, p. 511-523.

86. Ginzberg M.J., Stohr E. A. A decision support: Issues and Perspectives. Processes and Tools for Decision Support. Amsterdam, North - Holland Publ. Co, 1983.

87. Holender D. Semantic activation without conscious identification in dichotic listening, parafoveal vision and visual masking. Behav. and Brain Sci., 1986, v.9., P.l-66.

88. Shannon C.E., Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbana: University of Illinois Press. 1949

89. Simon H.A. The new science of management decision. Englewood Cliffs, N.J., Prentice Hall Inc., 1975.