М и ни сте р ство о б р а зо ва ни я Ро сси йско й Ф е де р а ци и
Ф а ку льте т ко мпьюте р ных на у к
Ка фе др а
и ...
7 downloads
137 Views
1MB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
М и ни сте р ство о б р а зо ва ни я Ро сси йско й Ф е де р а ци и
Ф а ку льте т ко мпьюте р ных на у к
Ка фе др а
и нфо р ма ци о нных С и сте м
Ч е лове к – и нте р ф е й с – к ом пью те р Уч е б ные ма те р и а лы к ле кци ям по спе цку р су «Инте лле кту а льные и нте р фе йсы»
Для сту де нто в 3 ку р са дне вно го о тде ле ни я Ф а ку льте та ко мпьюте р ных на у к
С о ста ви те ль В.Н. Бу дко
Во р о не ж –2003
УДК 681.31
Бу дко В.Н., Че ло ве к –и нте р фе йс –ко мпьюте р . - Во р о не ж: ВГУ, 2003.-
Уч е б ные ма те р и а лы пр е дна зна ч а ются для пр о ве де ни я за няти й по те ма м спе ц. ле кци й «Инте лле кту а льные и нте р фе йсы» со сту де нта ми 3 ку р са дне вно го о тде ле ни я фа ку льте та ко мпьюте р ных на у к. Они пр е дла га ются сту де нта м для и спо льзо ва ни я пр и по дго то вке к экза ме ну по спе ц. ку р су « Инте лле кту а льные и нте р фе йсы». П о ле зны у ч е б ные ма те р и а лы и для да льне йш е го са мо сто яте льно го пр о до лже ни я и зу ч е ни я пр о б ле мных те м и за да ч те о р и и и пр а кти ки пр о гр а мми р о ва ни я и нте лле кту а льных и нте р фе йсо в. Они та кже мо гу т б ыть и спо льзо ва ны пр и выпо лне ни и ку р со вых и ди пло мных р а б о т, связа нных с р а зр а б о тко й а ппа р а тно го и пр о гр а ммно го о б е спе ч е ни я и нте р фе йсо в вво да /выво да да нных и у пр а вле ни е м о т П К вне ш ни ми у стр о йства ми . Для пр о ду кти вно го и зу ч е ни я у ч е б ных ма те р и а ло в не о б хо ди мо пр е два р и те льно е о сво е ни е та ко го о б щ е го ку р са , ка к «Осно вы р а ди о эле ктр о ни ки ».
П е ч а та е тся по р е ш е ни ю на у ч но -ме то ди ч е ско го со ве та фа ку льте та ко мпьюте р ных на у к Во р о не жско го Го су да р стве нно го Уни ве р си те та .
(С ) Во р о не жски й го су да р стве нный у ни ве р си те т, 2003г. (С ) Бу дко В.Н. , 2003г.
1. И нте лле к туальны е и нте р ф е й сы 1.1 О бщ е е опи сани е Ра зр а б о тка си сте м ч е ло ве к – ме х. ма ш и на , ч е ло ве к - Э ВМ , в ко то р ых по лно стью и спо льзу ются во змо жно сти ч е ло ве ка , являе тся на у ч но й и те хни ч е ско й за да ч е й, тр е б у ющ е й по ни ма ни я то го , ка к ве ду т се б я люди в о пр е де ле нных си ту а ци ях, где пр и ме няются си сте мы ЧМ М и ЧВМ . П р о б ле ма ми вза и мо де йстви я ч е ло ве ка с ма ш и но й за ни ма ются спе ци а ли сты – и нже не р ы и пси хо ло ги , вла де ющ и е но выми ме то да ми ка ч е стве нно го и ко ли ч е стве нно го о пи са ни я это го вза и мо де йстви я. Вна ч а ле и нте нси вно го вне др е ни я в жи знь ч е ло ве ка ме х. ма ш и н, а вто ма то в и Э ВМ б о льш а я ч а сть за да ч , связа нных с на ли ч и е м ч е ло ве ка в те хни ч е ски х си сте ма х, р е ш а ла сь ме то до м пр о б и о ш и б о к. За те м на су щ но й не о б хо ди мо стью ста ло р а зви ти е ме то до в со вме стно го о пи са ни я по ве де ни я ч е ло ве ка - ма ш и на . С та ла р а зви ва ться на у ка эффе кти вно го вза и мо де йстви я ч е ло ве ка с Э ВМ . Иссле до ва те ль си сте м ч е ло ве к - ма ш и на до лже н б ыть зна ко м со сме жными о б ла стями на у к, ко то р ые пе р е се ка ясь , о б р а зу юти зу ч а е мый пр е дме т. Де яте льно сть ч е ло ве ка в те хни ч е ски х си сте ма х у пр а вле ни я и ко нтр о ля и е го вза и мо де йстви е с эти ми си сте ма ми впе р вые на ч а ли и зу ч а ть и нже не р ные пси хо ло ги . Об ъе кт и нже не р но й пси хо ло ги и - это ч е ло ве к–о пе р а то р . Инже не р на я пси хо ло ги я и зу ч а е тпси хи ч е ски е и фи зи о ло ги ч е ски е за ко но ме р но сти р а б о ты ч е ло ве ка – о пе р а то р а . С др у го й сто р о ны си сте мы ч е ло ве к – ма ш и на о тно си тся к ка те го р и и ки б е р не ти ч е ски х о б ъе кто в. Ки б е р не ти ка – на у ка о б у пр а вле ни и , связи и пе р е р а б о тке и нфо р ма ци и в жи во м о р га ни зме и те хни ч е ско й си сте ме . Одна ко пси хи ч е ски е пр о це ссы те хни ч е ско й де яте льно сти ч е ло ве ка за тр а ги ва е тся в ки б е р не ти ке ли ш ь с о б щ и х по зи ци й за ко но ме р но сте й пр о це ссо в у пр а вле ни я. Ки б е р не ти ч е ски й по дхо д к си сте ме ч е ло ве к – ма ш и на пр е дста вляе тся сле ду ющ е й схе мо й. Ко ма ндна я и нфо р ма ци я Че ло ве к
у пр а вляе мый о б ъе кт о све до ми те льна я и нфо р ма ци я ( о б р а тна я связь)
Ки б е р не ти ка выдви ну ла и о б ъе ди ни ла та ки е по няти я, ка к «си сте ма », у пр а вле ни е », «и нфо р ма ци я» , «о б р а тна я связь». П о р о ди ла но вые о б ла сти зна ни я: «о б щ а я те о р и я си сте м», «си сте мный а на ли з». П о яви ла сь но ва я на у ка – ко гни ти вна я пси хо ло ги я. В пе р е во де с а нгли йско го языка те р ми н « ко гни ти вный» о зна ч а е т «по зна ва те льный». Е сли о б ъе кт и нже не р но й пси хо ло ги и – ч е ло ве к - о пе р а то р , то о б ъе кт ко гни ти вно й пси хо ло ги и – ч е ло ве к по зна ющ и й. Ко гни ти вна я пси хо ло ги я и зу ч а е т ка к ч е ло ве к по лу ч а е т и нфо р ма ци ю и пр е дста вляе те е се б е , ка к и нфо р ма ци я хр а ни тся в па мяти и пр е о б р а зу е тся в зна ни я, и ка к эти зна ни я вли яют на по ве де ни е ч е ло ве ка , на и зб и р а те льно сть е го вни ма ни я, на пр е о б р а же ни е но вых зна ни й.
С е ме йство р о дстве нных на у к, б ли зки х к на пр а вле ни ю те ма ти ке ку р са ле кци й у до б но пр е дста ви ть в ви де де р е ва (ку ста ) и х вза и мо де йстви я.
Ри с. 1.1 Ку ст б а зо вых и ко мпьюте р ных на у к сме жных с на у ко й о и нте лле кту а льных и нте р фе йса х.
1.2 Эле м е нты
сопр яже ни я ПК с вне ш ни м и объе к там и . Те р м и нологи я.
Инте р фе йс (ме жду ли ц) – стык, у стр о йство со пр яже ни я. В о б щ е м слу ч а е – связь ме жду дву мя о б ъе кта ми . На пр и ме р , Э ВМ – мо де м, пр и кла дна я пр о гр а мма – о пе р а ци о нна я си сте ма . ( Ве се лый пр и ме р : и нте р фе йс ме жду у тюго м и эле ктр о се тью –ви лка ). П о др о б не е , и нте р фе йс – это со во ку пно сть ср е дств и пр а ви л ло ги ч е ски х и ли фи зи ч е ски х у стр о йств и /и ли пр о гр а мм выч и сли те льно й си сте мы , о б е спе ч и ва ющ и х вза и мо де йстви е Э ВМ с вне ш ни ми у стр о йства ми и ли с ч е ло ве ко м. Ф и зи ч е ски й (а ппа р а тный) и нте р фе йс за да е т ти п стыка , у р о вни си гна ло в, со гла со ва ни е и мпе да нсо в, си нхр о ни за ци ю и др у ги е па р а ме тр ы ка на ла вза и мо де йстви я. П р о гр а ммный и нте р фе йс о пр е де ляе тсо во ку пно сть до пу сти мых пр о це ду р и о пе р а ци й и и х па р а ме тр о в, спи со к о б щ и х пе р е ме нных, о б ла сте й па мяти и др у ги х о б ъе кто в. С вязь ме жду ч е ло ве ко м и Э ВМ на зыва ют по льзо ва те льски м и нте р фе йсо м. Он о пр е де ляе т спо со б вза и мо де йстви я ч е ло ве ка с ко мпьюте р о м. На и б о ле е ч а сто и нте р фе йс
о пр е де ляе т ка ки м о б р а зо м ме жду о б ъе кта ми пе р е да е тся и нфо р ма ци я и ка к о б ъе кты фи зи ч е ски со е ди не ны др у гс др у го м. Пр и м е р ы и нте р ф е й сов: А - инте р ак тив ны е (диалогов ы е ) - «и нте р а кти вна я пр о гр а мма » - по зво ляе т по льзо ва те лю у пр а влять хо до м р а б о ты Э ВМ (вме ш и ва ться в пр о це сс р а б о ты). Об ыч но та ка я пр о гр а мма выво ди т сти му лы [prompt] вво да да нных, о пр е де ляя спо со б р е ш е ни я за да ч и . Инте р а кти вные пр о гр а ммы о со б е нно по пу ляр ны в о б р а зо ва ни и (о б у ч а ющ и е пр о гр а ммы). - «и нте р а кти вно е ви де о » - о б ъе ди не ни е ви де о и ко мпьюте р но й те хно ло ги й, в ко то р о м выб о р ы и р е ш е ни я по льзо ва те ля не по ср е дстве нно вли яют на р а зви ти е сюже та . (Ко мпьюте р ные и гр ы). - «и нте р а кти вна я ср е да » (си сте ма ) - о б е спе ч и ва е т ма кси ма льно е и спо льзо ва ни е пр о и зво льно го до сту па к у пр а вляе мым ко мпьюте р о м у стр о йства м, на пр и ме р , к у стр о йства м во спр о и зве де ни я и зву ка . - «и нте р а кти вный р е жи м» – ди а ло го вый р е жи м вза и мо де йстви я ч е ло ве ка и ко мпьюте р а , пр и ко то р о м о ни о б ме ни ва ются и нфо р ма ци е й со ско р о стью со и зме р и мо й с те мпо м о б р а б о тки и нфо р ма ци и ч е ло ве ко м. Б - инте лле к туальны е инте р ф е й с ы - «и нте лле кт» –это мысли те льные спо со б но сти ч е ло ве ка . Инте лле кту а льные и нте р фе йсы мо жно р а ссма тр и ва ть ка к тр о пу (по ка то нку ю) к и ску сстве нно му и нте лле кту . С на ч а ла те р ми н « и ску сстве нный и нте лле кт» по ни ма лся ка к по и ск пу те й а вто ма ти за ци и те х у мстве нных де йстви й, ко то р ые тр а ди ци о нно сч и та ли сь пр и ви ле ги е й ч е ло ве ч е ско го мо зга (и гр а в ш а ш ки , ш а хма ты и т.д.). За те м це лью те о р и и и ску сстве нно го и нте лле кта ста ла за ме на не ко то р ых и нте лле кту а льных фу нкци й ч е ло ве ка р а б о то й Э ВМ (в то м ч и сле и ч е р е з и нте лле кту а льные и нте р фе йсы), ко то р ые р е а ги р у ютна вне ш нюю ср е ду , де йству ющ у ю на ч е ло ве ка . На пр и ме р для пр е ду пр е жде ни я ле тч и ка (а стр о на вта ) о пр и б ли жа ющ е йся о па сно сти . С е йч а с «и ску сстве нный и нте лле кт» - это о дна и з ко мпьюте р ных на у к, за ни ма ющ а яся р а зр а б о тко й ме то до в р е ш е ни я за да ч , для ко то р ых о тсу тству ют фо р ма льные а лго р и тмы. На пр и ме р , по ни ма ни я е сте стве нно го языка ч е ло ве к, пр о це ду р ы о б у ч е ни я, до ка за те льство те о р е м, р а спо зна ва ни е и зо б р а же ни й, р а спо зна ва ни е о б р а зо в мыш ле ни я. С по зи ци и те хни ч е ско й р е а ли за ци и и ску сстве нный и нте лле кт – это та ка я а вто ма ти ч е ска я и ли а вто ма ти зи р о ва нна я си сте ма , ко то р а я б е р е т на се б я о тде льные фу нкци и и нте лле кта ч е ло ве ка . На пр и ме р , спо со б но сть выб и р а ть и пр и ни ма ть о пти ма льные р е ш е ни я на о сно ва х р а ци о на льно го а на ли за вне ш ни х во зде йстви й и р а не е по лу ч е нно го о пыта в р е зу льта те са мо о б у ч е ни я и ли за ло же нно го в па мять о пыта экспе р то в. Пр и м е р ы частны х и нте лле к туальны х и нте р ф е й сов: - «и нте лле кту а льный» - пр е до ста вляющ и й б ольш и е во змо жно сти , ч е м др у ги е у стр о йства и ли пр о гр а ммы это го же кла сса . - « и нте лле кту а льна я пр о гр а мма » - та ка я пр о гр а мма , ко то р а я спо со б на о тсле жи ва ть со сто яни е си сте мы и пр о и зво ди ть со о тве тству ющ и е о пе р а ци и для до сти же ни я ну жно го р е зу льта та .
- «и нте лле кту а льный ко нтр о лле р » - выпо лняе т, кр о ме у пр а вле ни я не по ср е дстве нным о б ме но м, до по лни те льные фу нкци и : р е да кти р о ва ни е да нных, ко нтр о ль и х пр а ви льно сти , о б р а б о тку сло жных ко ма нд. - «и нте лле кту а льный ко пи р » - о б е спе ч и ва е т ци фр о ву ю о б р а б о тку ко пи р у е мо го и зо б р а же ни я: ма сш та б и р о ва ни е , у ве ли ч е ни е ко нтр а стно сти , выде ле ни е ко нту р о в, о б ъе ди не ни е и зо б р а же ни й и т.д. П р и е м и пе р е да ч у и зо б р а же ни й по ли ни ям связи . - «и нте лле кту а льна я б а за зна ни й» - о тли ч а е тся о тб а зы да нных те м ч то со ста вле на та к, на е е о сно ве мо жно о су щ е ствлять р а ссу жде ни я. Для о тве та на за пр о с и спо льзу ются, ка к не по ср е дстве нно хр а ни мые да нные , та к и фа кты, по лу ч а е мые ло ги ч е ски м выво до м. Э та б а за да нных с языко м за пр о со в б ли зки м к е сте стве нно му языку ч е ло ве ка . - «и нте лле кту а льный те р ми на л» - и ме е т со б стве нну ю па мять и ми кр о пр о це ссо р , пр е до ста вляющ и е ср е дства р е да кти р о ва ни я и пр е о б р а зо ва ни я да нных не за ви си мо о т р а б о ты Э ВМ , к ко то р о й о н по дключ е н. Ди а па зо н фу нкци й и во змо жно сте й ло ка льно й о б р а б о тки не ста нда р ти зи р о ва ны. О бщ е е опр е де ле ни е (на пе р спе к ти ву р азви ти я): - «и нте лле кту а льный и нте р фе йс» - со во ку пно сть ср е дств вза и мо де йстви я по льзо ва те ля с Э ВМ на е сте стве нно м языке , включ а ющ а я ди а ло го вый пр о це ссо р и пла ни р о вщ и к, пр е о б р а зу ющ и е о пи са ни е за да ч и в пр о гр а мму е е р е ш е ни я на о сно ве и нфо р ма ци и . Х р а нящ е йся в б а зе зна ни й и пр о гр а ммы «мо ни то р », о су щ е ствляющ е й у пр а вле ни е все ми ко мпо не нта ми и нте р фе йса .
1.3 Зам е чани я о и нф ор м аци онном взр ы ве в ср е де к отор ого м ы се й час жи ве м . [тр уд7. 20.01.00] Че ло ве к спо со б е н во спр и ни ма ть и б е зо ш и б о ч но о б р а б а тыва ть и нфо р ма ци ю со ско р о стью не б о ле е 25 б и т/се к . За жи знь мо жно та к пр о ч и та ть не б о ле е 3000 кни г, е же дне вно о сва и ва я по 50 стр а ни ц те кста . К се р е ди не жи зни мо жно у сво и ть и о сно вные зна ни я , на ко пле нные ч е ло ве ч е ство м за по сле дни е 20 ле т. С е йч а с, и зу ч а я да же то лько све жу ю ли те р а ту р у , б у де тна ка жду ю пр о ч и та нну ю стр а ни цу пр и хо ди ться 10 тыс. стр а ни ц, ко то р ые вы фа кти ч е ски не у спе е те пр о ч и та ть. Е сть та ко е по няти е «ма ку ла ту р ный фа кто р ».Э то кни ги , ко то р ые не по льзу ются спр о со м. На пр и ме р , и з 45 тыс. на у ч ных и те хни ч е ски х кни г Бе р ли нско й б и б ли о те ки ма ку ла ту р ный фа кто р , т.е . ну ле во й спр о с, р а ве н 90%. П е р и о д по лу р а спа да а кту а льных зна ни й – пр о ме жу то к вр е ме ни за ко то р ый по ло ви на све де ни й у тр а ч и ва е т це нно сть. С е го дня в высш е м о б р а зо ва ни и о н р а ве н 7-10 ле т, а в ко мпьюте р ных те хно ло ги ях со кр а ти лся до 1 го да . Ищ е м спа се ни я в у зко й спе ци а ли за ци и . В и то ге все б о льш е е ч и сло люде й жи ве твсе с ме ньш и ми зна ни ями о ми р е . Т о , ч то и зу ч а ло сь, но по то м не яви ло сь на су щ но не о б хо ди мым, ту т же за б ыва е тся, о тб р а сыва е тся «пе р е на пр яже нным» мо зго м. Х о тя, за ме ти м, и нфо р ма ци о нно го о б ъе ма па мяти мо зга ч е ло ве ка до ста то ч но , ч то б ы за по мни ть все о все й все ле нно й. С пр о си те за ко н Ома для по лно й це пи у по ли ти ка , вр а ч а … ? Они е го в ш ко ле у ч и ли , но за б ыли . Э то тза ко н и м не пр и хо ди тся и спо льзо ва ть в по все дне вно й пр а кти ке . Инфо р ма ци о нный взр ыв сде ла л та кже а кту а льным во пр о с со хр а не ни я р а сту щ е го ко ма и нфо р ма ци и . Не та к да вно в ш ко ле за да ва ли за у ч и ва ть на и зу сть. С е го дня не пло хо е сли сту де нти на у ч ный р а б о тни к зна ютгде , в ка ко м спр а во ч ни ке , в ка ко м и сто ч ни ке зна ни й и да нных на йти ну жну ю и нфо р ма ци ю.
1.4 Возм ожности и ф унк ци и че лове к а и м аш и ны в си сте м е че лове к м аш и на. Де яте льно сть ч е ло ве ка -о пе р а то р а в сло жно й си сте ме ч е ло ве к – ма ш и на ха р а кте р и зу е тся сле ду ющ и ми о со б е нно стями : 1) С и сте мы у пр а вле ни я не пр е р ывно у сло жняются и , сле до ва те льно , не пр е р ывно р а сш и р яются фу нкци и о пе р а то р а и кр у гр е ш а е мых и м за да ч . 2) В сло жно й си сте ме у пр а вле ни я ме жду ч е ло ве ко м и у пр а вляе мым о б ъе кто м вкли ни ва е тся си сте ма ди ста нци о нно й пе р е да ч и и о б р а б о тки и нфо р ма ци и . Во зни ка е т пр о б ле ма со гла со ва ни я те хни ч е ски х ср е дств си сте мы с во змо жными для о пе р а то р а о б ъе мо м и ско р о стью во спр и яти я и пе р е р а б о тки и нфо р ма ци и . 3) В со вр е ме нно й сло жно й си сте ме у пр а вле ни я на гр у зка на се нсо р ные ка на лы во спр и яти я (зр и те льные , слу хо вые , та кти льные ) р а спр е де ляются не р а вно ме р но . А пр и ди ста нци о нно м у пр а вле ни и о сно вна я на гр у зка ло жи тся на зр и те льный ка на л, ко то р ый ч а сто о ка зыва е тся пе р е гр у же нным. 4) Ча сто о пе р а то р у пр и хо ди тся р а б о та ть пр и же стки х о гр а ни ч е ни ях на б ыстр о ту и то ч но сть де йстви й пр и ха р а кте р но высо ко й це не о ш и б ки и б о льш о й эмо ци о на льно й на пр яже нно сти ( на пр и ме р , о пе р а то р РЛС , де жу р ный о пе р а то р А Э С , ко смо на вт). 5) В не ко то р ых сло жных си сте ма х о пе р а то р у пр и хо ди тся е щ е и р а б о та ть в не о б ыч ных у сло ви ях жи зне де яте льно сти ( о пе р а то р ко сми ч е ско го ко р а б ля, по дво дно й ло дки ). 6) Во змо жно сти со вр е ме нных те хни ч е ски х у стр о йств си сте м у пр а вле ни я су щ е стве нно пр и б ли зи ли сь к во змо жно стям ч е ло ве ка , а по не ко то р ым по ка за те лям пр е взо ш ли е го . Отсюда , ч то б ы о б е спе ч и ть эффе кти вну ю р а б о ту в це ло м си сте мы ч е ло ве к- ма ш и на , выте ка е т б о льш а я пр и нци пи а льна я пр о б ле ма : ка ку ю фу нкци ю в си сте ме у пр а вле ни я на и б о ле е р а ци о на льно по р у ч и ть о пе р а то р у , а ка ку ю - ма ш и не . Пр ове де м ср авне ни е : 1. П о ско р о сти , то ч но сти , о б ъе му пе р е р а б о тки о тде льных си гна ло в со вр е ме нные Э ВМ в зна ч и те льно й ме р е пр е во схо дят во змо жно сти ч е ло ве ка . Для во спр и яти я е ди ни цы и нфо р ма ци и не р вно й кле тке тр е б у е тся 0.01 с. А Э ВМ во спр и ни ма е т б и т за вр е мя на мно го по р ядко в ме ньш е . Одна ко мо згч е ло ве ка спо со б е н к па р а лле льно й и а ссо ци а ти вно й о б р а б о тке и нфо р ма ци и . С ло жные «ч е ло ве ко по до б ные » за да ч и в те хни ке Э ВМ р е ш а ют у ве ли ч е ни е м б ыстр о де йстви я и мно го пр о це ссо р но сти со вр е ме нных се те й Э ВМ . Э ти на пр а вле ни я пр о гр е сса те хни ки Э ВМ б ыстр о и у спе ш но р а зви ва ются. П о д во спр и яти е м в пси хо ло ги и по ни ма е тся о тр а же ни е пр е дме то в и явле ни й в со во ку пно сти и х сво йств. В Э ВМ по ка во змо жно о то б р а зи ть ли ш ь о тде льные сво йства явле ни й, о б ыч но вне и х вза и мо связе й. П о это му та ко й пр о це сс в Э ВМ е сть ско р е е а на ло г пси хи ч е ско го пр о це сса о щ у щ е ни я. Во змо жно сти Э ВМ по о б ъе ди не ни ю и о б о б щ е ни ю (ч е ло ве ч е ски р а зу мно му ) си гна ло в по ка о гр а ни ч е ны. Е щ е по ка вхо д и нфо р ма ци и в Э ВМ за ме тно у зо к. С е нсо р ный вхо д ч е ло ве ка ч р е звыч а йно ш и р о к. Че ло ве к спо со б е н мгно ве нно во спр и ни ма ть це лые ко мпле ксы са мых р а зно о б р а зных пр и зна ко в пр е дме то в ч е р е з си гна лы р а зли ч ных мо да льно сте й (зр и те льных, слу хо вых, та кти льных), пр о и зво ди ть и х о б о б щ е ни я, фо р ми р о ва ть о б р а з и тр а нсфо р ми р о ва ть е го с по зи ци й за да ч и . Че ло ве к спо со б е н пр и спо са б ли ва ться к у сло ви ям во спр и яти я, пр е о до ле ва ть тр у дно сти пр и во спр и яти и не о пр е де ле нно й, дву смысле нно й и нфо р ма ци и и о це ни ва ть по ка за те ли ве р о ятно стно го по р ядка . Че ло ве ку пр и су щ а ко нста нтно сть во спр и яти я р а зме р о в, фо р мы, цве та и т.п., по зво ляющ а я е му не за ви си мо о т у сло ви й пр е дъявле ни я о б ъе кта на б люде ни я (у да ле ни я, р а спо ло же ни я в по ле зр е ни я, о све щ е ни я и т.п.) у зна ва ть о б ъе кт.
На у ч и ть Э ВМ эти м спо со б но стям е сть о дна и з за да ч но вых б у р но р а зви ва ющ и хся те о р и й и ску сстве нно го и нте лле кта и р о б о то те хни ки и за р о жда ющ е йся те о р и и и ску сстве нно го и нте р фе йса . 2. П а мять ч е ло ве ка о дни и ссле до ва те ли о це ни ва ют ч и сло м во змо жных ко нту р о в не йр о нно й се ти и з 1010 не йр о но в. Др у ги е о це ни ва ют па мять ч е ло ве ка в со тни Гб а йт. Т е хни ч е ски е во змо жно сти па мяти Э ВМ б ыстр о р а сту т. Э ВМ спо со б на со хр а нять та ко е ко ли ч е ство о дно ти пных да нных в р а б о те си сте мы, ко то р о е не спо со б е н за по мни ть ч е ло ве к. Одна ко в па мяти ч е ло ве ка ка ждый эле ме нт зна ни я включ е н в та ко е ч и сло р а зли ч ных связе й, ка ко е по ка не спо со б на у ч е сть Э ВМ . П р е и му щ е ство ма ш и нно й па мяти пр о являе тся пр и хр а не ни и о дно ти пных да нных. П р е и му щ е ство па мяти ч е ло ве ка в хр а не ни и б о льш о го ч и сла связе й. М а ш и нну ю па мять мо жно сво б о дно сти р а ть, а у б р а ть вне ш ни м во зде йстви е м да нные и з па мяти ч е ло ве ка ли б о не во змо жно , ли б о о ч е нь тр у дно . В то же вр е мя ч е ло ве к спо со б е н за б ыва ть не ну жные е му све де ни я. 3. Для во спр о и зве де ни я на Э ВМ пр о це ссо в мыш ле ни я тр е б у е тся су щ е стве нно е у ве ли ч е ни е и нте гр а льных во змо жно сте й вво да и нфо р ма ци и и з-за и х не до ста то ч но й ги б ко сти и пла сти ч но сти в пр о це сса х мыш ле ни я. Т р е б у е тся р а зр а б о тка та ко го б о льш о го ко ли ч е ства р а зли ч ных пр о гр а мм пр е о б р а зо ва ни я, о б ъе ди не ни я и о б о б щ е ни я и нфо р ма ци и ка ки м о б ла да е тч е ло ве к. Не о б хо ди мо на у ч и ть Э ВМ р е ш а ть за да ч и та ко й высо ко й сте пе ни не о пр е де ле нно сти , с ка ки ми спр а вляе тся ч е ло ве к. Одна ко пр и р е ш е ни и о тде льных за да ч с б о льш и м ч и сло м о дно р о дных и вза и мо связа нных да нных Э ВМ у же зна ч и те льно пр е во схо ди т ч е ло ве ка . А та ки х за да ч в си сте ма х ч е ло ве к-ма ш и на мно го . 4. П о мо то р ным фу нкци ям (ско р о сть, б ыстр о де йстви е , то ч но сть, си ла и др .) со вр е ме нные ма ш и ны б е зу сло вно пр е во схо дят ч е ло ве ка . М а ш и ны спо со б ны о б е спе ч и ть то ч но е р е гу ли р о ва ни е па р а ме тр о в, ка к по ве ли ч и не и ско р о сти и х и зме не ни я, та к и по пр о и зво дным высш е го по р ядка , к ч е му не спо со б е н ч е ло ве к. М а ш и ны мо гу ти ме ть б о льш о й за па с эне р ги и . Одна ко мо то р ный выхо д ма ш и ны о гр а ни ч е н ч а сто то лько о пр е де ле нным на б о р о м о тве то в. Че ло ве к у же и спо льзу е тзна ч и те льно б о льш е е ко ли ч е ство ва р и а нтных о тве тных де йстви й, ко то р ые за р а не е пр а кти ч е ски о ч е нь тр у дно , ли б о не во змо жно пр е ду смо тр е ть в ма ш и не . 5. Че ло ве к спо со б е н к высо ко й сте пе ни са мо о р га ни за ци и на р а зли ч ны у р о внях. У Э ВМ эти спо со б но сти к са мо о р га ни за ци и и и спо льзо ва ни ю на ка пли ва е мо го в па мяти « о пыта » по ка не б о льш и е . В слу ч а ях во зни кно ве ни я «тр у дно сте й» в р а б о те те хни ч е ско го зве на ма ш и на ли б о пр е кр а щ а е т р а б о ту , ли б о р е зу льта т е е де йстви я о ка зыва е тся б е ссмысле нным для си сте мы. Че ло ве к же в та ки х слу ч а ях и зыски ва е тпу ти к со хр а не ни ю но р ма льно й р а б о ты си сте мы и к до сти же ни ю це ли . 6. Во зде йстви я, ка к вне ш ни е , та к и вну тр е нни е на ч е ло ве ка и ма ш и ну пр и нци пи а льно р а зли ч ны. Че ло ве к б ыстр о у ста е т, е му не о б хо ди м пе р и о ди ч е ски й о тдых. Че ло ве к не спо со б е н дли те льно е вр е мя со ср е до то ч и ть вни ма ни е на о пр е де ле нно м о б ъе кте и мо же т о твле ка ться. Он ч у встви те ле н к р а зли ч ным стр е ссо вым си ту а ци ям, по две р же н вли яни ю су б ъе кти вных фа кто в и эмо ци ям. Все х эти х « не до ста тко в» не т у ма ш и ны. Одна ко ма ш и на ч у встви те льна к ма гни тным и эле ктр и ч е ски м по лям (по ме ха м), к вне ш не й те мпе р а ту р е и т.д. Че ло ве к спо со б е н пр о ти во сто ять б о льш и нству вну тр е нни х на р у ш е ни й, во зни ка ющ и х в е го о р га ни зме , и со хр а нять пр и это м но р ма льно е фу нкци о ни р о ва ни е . Вну тр е нни е на р у ш е ни я в те хни ч е ско м у стр о йстве ве ду т к на р у ш е ни ю р а б о ты все й си сте мы.
На се го дняш не м у р о вне пр о гр е сса сч и та е тся, ч то Э ВМ хо р о ш о выпо лняе т сле ду ющ и е фу нкци и : - все ви ды ма те ма ти ч е ски х р а сч е то в; - выпо лне ни е о дно о б р а зных по вто р яющ и хся о пе р а ци й; - хр а не ни е в па мяти б о льш о го о б ъе ма о дно р о дно й и нфо р ма ци и , б а нка да нных и зна ни й; - р е ш е ни е за да ч , тр е б у ющ и х де ду кти вно го мыш ле ни я, т.е . по лу ч е ни я на о сно ве о б щ и х пр а ви л р е ш е ни й для ч а стных слу ч а е в; - выпо лне ни е де йстви й, тр е б у ющ и х б ыстр о й р е а кци и на ко ма нду : на о ч е р е ди пр о б ле ма на у ч и ть Э ВМ выпо лнять сле ду ющ и е фу нкци и , ха р а кте р ные для ч е ло ве ка : - р а спо зна ва ни е си ту а ци и в це ло м по мно ги м сло жно связа нным ха р а кте р и сти ка м, а та кже пр и не по лно й и нфо р ма ци и . Но за ме ти м, ч то те о р и и р а спо зна ва ни я о б р а зо в и и ску сстве нно го и нте лле кта б ыстр о р а зви ва ются; - и нду кти вно е мыш ле ни е , т.е . о су щ е ствле ни е о б о б щ е ни й по о тде льным фа кта м, о со б е нно пр и не по лно й и нфо р ма ци и ; - р е ш е ни е за да ч , для ко то р ых о тсу тству ют а лго р и тмы и ли не т ч е тко выр а же нных пр а ви л пе р е р а б о тки и нфо р ма ци и ; - р е ш е ни е за да ч , в ко то р ых тр е б у е тся ги б ко сть и пр и спо са б ли ва е мо сть (а да пта ци я) к и зме няющ и мся у сло ви ям, о со б е нно за да ч , ко то р ые за р а не е тр у дно пр е дви де ть; - р е ш е ни е за да ч высо ко й о тве тстве нно сти (пр и няти я р е ш е ни й), в ко то р ых ве ли ка це на о ш и б ки . Вви ду б ыстр о р а зви ва ющ и хся ко мпьюте р ных и сме жных с ни ми на у к и р о ста во змо жно сте й Э ВМ , мо жно о жи да ть, ч то у же в ср а вни те льно не да ле ко м б у ду щ е м не ко то р ым и з пе р е ч и сле нных выш е фу нкци й ч е ло ве к на у ч и ти ма ш и ну . За ме ти м, ч то на б люда е тся те нде нци я о пр е де ле нно го ср а щ и ва ни я ч е ло ве ка с Э ВМ . М но ги е р а зр а б о тч и ки р у ко во дству ются сле ду ющ и ми пр и нци па ми р а зде ле ни я фу нкци й ме жду ч е ло ве ко м и ма ш и но й : - пр и нци п о пти ми за ци и и нфо р ма ци о нно го о б ме на ; - пр и нци п ма кси ми за ци и по ка за те ле й си сте мы ч е ло ве к-ма ш и на в це ло м; - пр и нци п пр е и му щ е стве нных во змо жно сте й; - пр и нци п вза и мно го до по лне ни я и р е зе р ви р о ва ни я; - пр и нци п о тве тстве нно сти ; - пр и нци п а кти вно сти и у до вле тво р е нно сти ч е ло ве ка -о пе р а то р а ; - пр и нци п ле гко сти о б у ч е ни я о пе р а то р а .
1.5 Взаи м оде й стви е че лове к а с к ом пью те р ом . Пр обле м а общ е ни я. Об щ е ни е ч е ло ве ка с ко мпьюте р о м, по жа лу й, о дна и з са мых сло жных пр о б ле м. Для о б щ е ни я дву х па р тне р о в тр е б у е тся язык, по нятный о б о и м. Я зык ка к ср е дство о б щ е ни я ч е ло ве ка с П К за ви си то тте х за да ч , ко то р ые пр е дсто и тр е ш а ть ко мпьюте р у . Че м сло жне е за да ч а , те м выр а зи те льне е до лже н б ыть язык на ко то р о м фо р му ли р у е тся за да ни е и о пи сыва е тся спо со б р е ш е ни я за да ч и . Разли чае м два случая: - П К у ме е тр е ш а ть р яд за да ч – в е го па мяти е сть пр о гр а ммы р е ш е ни я. П р о б ле ма о б щ е ни я со сто и тв то м, ч то б ы да ть П К со о тве тству ющ у ю ко ма нду ; - П К не и ме е т та ко й пр о гр а ммы и е е на до со ста ви ть (это р е ш а ть и ка к р е ш а ть). В это м слу ч а е язык до лже н б ыть б о ле е сло жным и выр а зи те льным.
В ди а ло ге ч е ло ве к-П К па р тне р ы не р а вно пр а вны. Че ло ве к все гда по йме т П К (для это го е му ну жны зна ни я и вр е мя). На у ч и ть ко мпьюте р по ни ма ть язык о б щ е ни я о пять же до лже н ч е ло ве к. Все х собе се дни к овк ом пью те р а м ожно р азде ли ть на гр уппы : 1. си сте мные пр о гр а мми сты (и х ма ло ) - со зда ютпр о гр а ммы, о б ле гч а ющ и е тр у д др у ги х пр о гр а мми сто в. 2. П р о гр а мми р у ющ и е по льзо ва те ли – пи ш у т пр о гр а ммы для се б я, для р е ш е ни я сво и х за да ч . 3. Не пр о гр а мми р у ющ и е по льзо ва те ли (и х б о льш и нство )- хо тят р е ш а ть сво и за да ч и на П К не же ла я по др о б но вни ка ть в языки пр о гр а мми р о ва ни я: и х на зыва ют– ко не ч ные по льзо ва те ли , не пр о фе сси о на льные по льзо ва те ли , «ч а йни ки ». 4. Х а ке р ы Вза и мо де йстви е ч е ло ве ка с П К, та к же ка к и П К ме жду со б о й в ло ка льно й се ти и П К с ме жду на р о дно й па у ти но й (Инте р не то м) о су щ е ствляе тся ч е р е з и нте р фе йсы – ср е дство со пр яже ни я о б о р у до ва ни я, пр о гр а мм и т.д. . т.е . гр а ни ца ч е р е з ко то р у ю о су щ е ствляе тся вза и мо де йстви е ме жду дву мя ко нта кти р у ющ и ми по дси сте ма ми . П р и ме р пр о сте йш е го и нте р фе йса для б ыто вых эле ктр и ч е ски х пр и б о р о в и эле ктр и ч е ско й се ти – это па р а ви лка р о зе тка . Ви лка до лжна по дхо ди ть к р о зе тке . Инфо р ма ци я, пр о хо дящ а я ч е р е з и нте р фе йс (ч е ло ве к-ко мпьюте р ) до лжна пе р е да ва ться в о пр е де ле нно й фо р ме . Inter- пр е фи кс, и ме ющ и й зна ч е ни е вза и мо де йстви я, вза и мо на пр а вле нно сти Face- ли цо , гр а нь, фа са д Interface – со во ку пно сть ср е дств и пр а ви л, о б е спе ч и ва ющ и х вза и мо де йстви е у стр о йств П К и пр о гр а мм. Т р е б о ва ни я и нте р фе йса а на ло ги ч ны языко вым тр е б о ва ни ям пр и о б щ е ни и люде й: ли б о о б щ и й язык, ли б о ч е р е з пе р е во дч и ка . П о сле дняя фу нкци я ч а сто пр е вр а щ а е т и нте р фе йс в со ве р ш е нно са мо сто яте льну ю по дси сте му – спе ц. П р о це ссо р и ли и нте р фе йсна я Э ВМ . Ра зли ч а е м и нте р а кти вный и нте р фе йс и и нте лле кту а льный и нте р фе йс. Т е р ми но м “и нте р а кти вный” на зыва ют всяко е о б щ е ни е ч е ло ве ка с П К, ко гда по льзо ва те ль и ме е тво змо жно сть ди на ми ч е ски у пр а влять р а б о то й ко мпьюте р а . На пр и ме р “и нте р а кти вна я гр а фи ка ”-по льзо ва те ль и ме е т во змо жно сть ди на ми ч е ски у пр а влять со де р жа ни е м и зо б р а же ни я, е го фо р мо й, р а зме р о м, цве то м и т.д. С по мо щ ью спе ци а льно го и нте р а кти вно го и нте р фе йса вза и мо де йстви я (кла ви а ту р а , мыш ь, гр а фи ч е ски й пла нш е ти П О) Т е р ми но м “и нте лле кту а льный” (на пр и ме р , и ску сстве нный и нте лле кт, и нте лле кту а льный и нте р фе йс) на зыва ют всяки й р е зу льта т р а б о ты ко мпьюте р а ко то р ый б ыл б ы со ч те н р а зу мным, е сли б ы б ыл пр о и зве де н ч е ло ве ко м. Об р а ти те вни ма ни е , ч то вза и мо де йстви е П К с ч е ло ве ко м ли б о с те хни ч е ски м у стр о йство м (р о б о т, си сте ма у пр а вле ни я сте ко м, пр о и зво дство м и т.д.) и нте лле кту а льный и нте р фе йс о б е спе ч и ва е тв р е жи ме о пти ми за ци и (пр и спо со б ле ни я, а да пта ци и ) р а б о ты П К к и зме няющ и мся ха р а кте р и сти ка м ч е ло ве ка и ли те хни ч е ско го у стр о йства . Пр и м е р ы : П К у пр а вляе т р а б о то й А Ц П . Че р е з ко то р ый вво ди тся в па мять П К о ци фр о вка а на ло го во го си гна ла . Инте лле кту а льный и нте р фе йс (у стр о йство и пр о гр а мма ) а вто ма ти ч е ски а да пти р у ются со сто яни ю А Ц П , ка ли б р у я (во сста на вли ва я) то ч но сть е го р а б о ты пр и у хо де е го па р а ме тр о в о тте мпе р а ту р ы, на пр яже ни я пи та ни я, о твр е ме ни тдр . - и нте лле кту а льный и нте р фе йс по лу ч а я и нфо р ма ци ю о т да тч и ко в со сто яни я а вто во ди те ля и да тч и ко в за дне го о б зо р а до р о ги о ста на вли ва е т а вто мо б и ль, выключ а я
-
за жи га ни е и то р мо зя, е сли на пр и ме р во ди те ль впа л в а ва р и йно е пси хо со сто яни е – за сну л за р у ле м, за б о ле л, выпи л и т.д. а у те нти фи ка ци я ли ч но сти по го ло су .
П р о сто й фо р мо й о б щ е ни я ч е ло ве ка (не пр о фе сси о на льно го по льзо ва те ля) с П К являе тся ди а ло г. В БС Э – ди а ло г- гр е ч е ско е сло во “р а зго во р , б е се да ” у по тр е б ляе тся для та ко го ви да р е ч и , для ко то р о го ха р а кте р но : 1) си ту а ти вно сть – за ви си мо сть о то б ста но вки , в ко то р о й пр о те ка е тди а ло г. 2) ко нте ксту а льно сть –о б у сло вле нно сть пр е дыду щ и ми выска зыва ни ями . 3) за р а не е не за пла ни р о ва нный ха р а кте р . П си хо ло ги на зыва ютди а ло го м та ко е р е ч е во е о б щ е ни е дву х па р тне р о в-люде й ко гда о ни по пе р е ме нно го во р яти слу ш а ют, и о смысли ва ютка к ска за нно е , та к и у слыш а нно е . Е сли о ди н о тка зыва е тся в сво ю о ч е р е дь взять сло во то ди а ло г пр е вр а щ а е тся в мо но ло г. Е сли о тка зыва ются о б а ср а зу – р а зго во р и сч е р пыва е тся. Ди а ло г и ме е т та кто ву ю (р и тми ч ну ю) стр у кту р у . Оди н та кт - р е ч ь, др у го й – мо лч а ни е . Ри тмы ди а ло га и нди ви ду а льны. С то ч ки зр е ни я сме ны со сто яни я и ме е м ч е тыр е фо р мы: 1) о б а па р тне р а го во р ят 2) о б а мо лч а т 3) пе р вый го во р и т, вто р о й мо лч и т 4) пе р вый мо лч и т, вто р о й го во р и т Инже не р р а ссма тр и ва е т ди а ло г и на ч е . Для не го о сно вно й ка те го р и е й являе тся и нфо р ма ци я, пр о це ссы е е во зни кно ве ни я и пе р е р а б о тки . Инже не р стр о и т фо р ма льну ю мо де ль ди а ло га – о б ме н и нфо р ма ци е й ме жду дву мя си сте ма ми в р е жи ме р е а льно го вр е ме ни и о тно си те льно стр о го о пр е де ле нно го пр е дме та (о б ъе кта ). П р и это м о б а со б е се дни ка (и ли хо тя б ы о ди н) пр е сле ду юто тно си те льно пр е дме та б е се ды о пр е де ле нные це ли . П р е дме то м ди а ло га мо гу тб ыть ли ш ь та ки е о б ъе кты, о ко то р ых ка ждый со б е се дни к хо ть ч то -ни б у дь зна е ти с др у го й сто р о ны зна ни я со б е се дни ко в не со впа да ютпо лно стью, и на ч е о б ме н и нфо р ма ци е й те р яе тсмысл. Т и пы ди а ло га ме жду по льзо ва те ле м не пр о фе сси о на льным и П К: - во пр о с и з ме ню; - во пр о с-о тве т(и нстр у кци я-о ткли к); - о тве ты с у ка за ни е м (и за по лне ни е б ла нко в); - язык ко ма нд; - е сте стве нный язык; - за пр о с по о б р а зцу с и спо льзо ва ни е м по зи ци о нно го выб о р а .
2. М ате м ати че ск ое м оде ли р овани е пе р е р аботк и и нф ор м аци и че лове к ом -опе р атор ом . И нф ор м аци онны е пр оце ссы в де яте льности че лове к а На ч не м р а ссмо тр е ни е ч е ло ве ка -о пе р а то р а .
это й те мы с пр о стых и нфо р ма ци о нных мо де ле й для
2.1 И нф ор м аци онная м оде ль воспр и яти я че лове к ом пок азани й одного стр е лочного пр и бор а П о дсч и та е м и нфо р ма ци ю, ко то р у ю по лу ч а е т пи ло т са мо ле та пр и сч и тыва ни и по ка за ни я у гла кр е на са мо ле та со стр е ло ч но го пр и б о р а ш ка лы а ви а го р и зо нта , р и с 2.1.
Ри с. 2.1 П у сть для да нно го ти па са мо ле та у глы кр е на γ по со о б р а же ни ям б е зо па сно сти не до пу ска ются б о льш е ± 30 o и по это му на хо дятся в пр е де ла х у гла Γ =60 o . П р и ме м, ч то р а зли ч ные у глы γ I во зни ка ют с р а вно й ве р о ятно стью P1. За ме р у ди скр е тно сти
и зме р е ни я у гла кр е на пр и ме м ве ли ч и ну у гла ε - р а зр е ш а ющ е й спо со б но сти пр и б о р а . Её о пр е де ли м и з Га у ссо во й кр и во й пло тно сти р а спр е де ле ни я слу ч а йных о ткло не ни й стр е лки пр и б о р а о т и сти нно го зна ч е ни я γ I , пр и няв, за ве ли ч и ну ε та ко й и нте р ва л γi ве р о ятно сть по па да ни я в ко то р ый слу ч а йно й ве ли ч и ны γ р а вна 0,95.
±ε /2,
Опр е де ле ни я р а зр е ш а ющ е й Ква нто ва ни е ш ка лы γ спо со б но сти пр и б о р а m = Γ/ε P1 = 1 / m = ε / Γ Ри с. 2.2 Т .к. выш е мы пр е дпо ло жи ли , ч то р а зли ч ные у глы γ во зни ка ютс р а вно й ве р о ятно стью, то ве р о ятно сть это го по явле ни я ка ждо го и з ди скр е тных со сто яни й б у де т:
Pi = ε / Γ
С ле до ва те льно , энтр о пи я пр и б о р а , а ви а го р и зо нта ка к и сто ч ни ка γ р а вно ве р о ятных со о б щ е ни й б у де т, фо р му ла для Pi = const : m
H = ∑ Pi log1 / Pi = m / m log m = log m i =1
↑ Pi = const = 1 / m Т .к. у на с Pi = P 1 = ε / Γ , то : H = log 1 / P 1 = log Γ / ε П и ло тв сво ю о ч е р е дь о тсч и тыва е тви зу а льно у го л кр е на с о гр а ни ч е нно й то ч но стью р а зр е ш а ющ е й спо со б но стью о тсч е та δ . П у сть в пр е де ла х у ч а стка δ ш ка лы пр и б о р а за ключ е но κ ди скр е тных о тр е зко в р а зр е ш а ющ е й спо со б но сти ε пр и б о р а . На пр и ме р , е сли ви зу а льный у го л р а зр е ш е ни я δ = 2° , а ме р а ди скр е тно сти пр и б о р а ε = 1° , то на у ч а стке δ б у де т κ =2 ди скр е тных зна ч е ни й пр и б о р а . За ме ти м, ч то пр а кти ч е ски , ка к пр а ви ло , все гда ε
П а мять I
RS
Ре а кци я (мыш ле ни е мыш е ч но е )
S –ско р о сть пе р е да ч и и нфо р ма ци и р а зли ч ными и сто ч ни ка ми ; R –ско р о сть (ко ли ч е ство и нфо р ма ци и в се ку нду ) «пр и хо да » и нфо р ма ци и в па мять; RS – ско р о сть у б ыва ни я ко ли ч е ства и нфо р ма ци и в па мяти , о пр е де ляе ма я пр о це ссо м за б ыва ни я. Изме р е ни е на хо дящ е йся в па мяти и нфо р ма ци и в е ди ни цу вр е ме ни б у де т: dI = R − Rs dT П р и ме м ги по те зу , ч то за б ыва ни е и нфо р ма ци и RS пр о по р ци о на льно р а зно сти ме жду и нфо р ма ци е й, и ме ющ е йся в да нный мо ме нт t и не ко то р ым е е ко не ч ным зна ч е ни е м. I∞ , о пр е де ляе мым у р о вне м па мяти ч е р е з до ста то ч но б о льш о й пр о ме жу то к вр е ме ни . RS =
µ τ
(I − I ∞ )
где µ ≤1 б е зр а зме р ный ко эффи ци е нт в о б щ е м слу ч а е за ви сящ и й о т о б ъе ма па мяти , ха р а кте р и сти к и нди ви ду у ма , спо со б а по да ч и и нфо р ма ци и и др . τ - не ко то р а я ко нста нта –по сто янна я вр е ме ни . Ита к: dI/dT = R - µ /τ *(I - I∞ ) П р и R= const (не за ви си то твр е ме ни ) µ =const τ =const и на ч а льных у сло ви ях: I=I0, пр и t=0 по лу ч и м р е ш е ни е это го ди ффе р е нци а льно го у р а вне ни я 1-го по р ядка : I = I ∞ + R τµ + ( I 0 − I ∞ − R τµ ) ⋅ e − µ Τ , где Τ = τt б е зр а зме р но е , но р ми р о ва нно е вр е мя. Вве де м б е зр а зме р но е ко ли ч е ство и нфо р ма ци и , но р ми р у я к I 0 Ĭ=I / I∞ , Ĭ0=I0 / I∞ Î= 1 + µR⋅Iτ∞ + (Î 0 − 1 − µR⋅Iτ∞ ) ⋅ e − µΤ
к τ
Ф о р му лы (2), (3) по зво ляют пр о гно зи р о ва ть пр о це сс на ко пле ни я и ли у б ыва ни я и нфо р ма ци и в па мяти в за ви си мо сти о т ко мпле кса сво йств ч е ло ве ка , по сту па ющ е й и нфо р ма ци и и у р о вня е е на ч а льно го ко ли ч е ства .
3.6 Пе р е р аботк а и нф ор м аци и и к они че ск ой (зр и те льной ) пам ятью . Э кспе р и ме нты Дж. С пе р ли нга (1967 г). Испыту е мо му по ка зыва ли в те ч е ни е 0,05 с ка р то ч ку с 9-ю б у ква ми в тр и р яда , а за те м выясняли , ч то о н по мни ти з у ви де нно го ч е р е з р а зли ч ные пр о ме жу тки вр е ме ни . Для это го по ка зыва ли 2-ю ка р то ч ку , где зна ч ко м о тме ч е но то лько ме сто о дно й и з б у кв. До пр е дъявле ни я о дно й ка р то ч ки о пе р а то р по ч ти не зна е тка ка я и з 9-ти б у кв б у де т о тме ч е на . На зва ть б у кву , ме сто ко то р о й о тме ч е но зна ч ко м. Е сли вто р а я ка р то ч ка и де тср а зу же по сле 1-о й то о пе р а то р по ч ти все гда пр а ви льно на зыва е т о тме ч е нну ю б у кву . Выво д – в и ко ни ч е ско й па мяти по ме щ а е тся не б о ле е 9-ти б у кв.
Но е сли по сле по ка за 1-о й ка р то ч ки на до на зва ть все б у квы, то о пе р а то р на зыва е т ка ки е -то 4-5 б у кв, и за вр е мя и х пр о и зно ш е ни я о ста льные б у квы и з па мяти сти р а ются. Для о пр е де ле ни я кр и во й за б ыва ни я вто р а я ка р то ч ка по ка зыва е тся с р а зно й за де р жко й 0,1… 1 с. Т а к ка к вр е мя пе р е р а б о тки и нфо р ма ци и зр и те льным а на ли за то р о м на по р ядо к б о льш е вр е ме ни по сту пле ни я и нфо р ма ци и , в да нно м экспе р и ме нте , т.е . за вр е мя по сту пле ни я 0,05 с пе р е р а б о тки и нфо р ма ци и е щ е не т, то за да ч а сво ди тся к р е ш е ни ю у р а вне ни я (1) пр и R=0. Из (2) по лу ч а е м, вво дя б е зр а зме р ные ве ли ч и ны Ĭ =I/ I0 , Ĭ∞ = I∞ / I0 Ĭ = Ĭ∞ +(1-Ĭ∞ )*e-μΤ П р и выб о р е µ =1, τ =0,15 с, I∞ = 4,3 б у квы экспе р и ме нта льные да нные до во льно хо р о ш о ло жа тся на те о р е ти ч е ску ю кр и ву ю.
Вр е мя р е а кци и ч е ло ве ка . Ра зли ч а ют: ü се нсо мо то р ну ю р е а кци ю - то и ли и но е дви же ни е в о тве тна по явле ни е си гна ла ; ü р е а кци ю и нте лле кту а льных пр о це ссо в - выб о р о дно й р е а кци и и з мно ги х во змо жных, пр и няти е р е ш е ни я. Ве ли ч и ну ла те нтно го пе р и о да (за де р жки ) р е а кци и о пе р а то р а мо жно о пр е де ли ть ка к вр е мя на ко пле ни я по сту па ющ е й в па мять и нфо р ма ци и до не ко то р о го у р о вня Iла т, со о тве тству ющ е го на ч а лу р е а ги р о ва ни я о пе р а то р а на это на ко пле нно е ко ли ч е ство . Э то ту р о ве нь мо же тб ыть пр и нятр а вным зна ч е ни ю I∞ , ко то р о е на хо ди тся в па мяти до ста то ч но до лго и являе тся ка к б ы эта ло но м ср а вне ни я де йству ющ е го си гна ла и за р а не е за да нно го . Т е о р е ти ч е ска я за ви си мо сть для р а сч е та по лу ч а е тся и з фо р му лы (2) пр и и схо дных у сло ви ях I0=0, µ =1: I = (I∞ +Rt)*(1-e) Отку да пр и I= I∞ на йде м t = tла т tла т = τ *ln(1 + I∞ /Rt) (5) Ви ди м, ч то вр е мя ла те нтно го пе р и о да у ме ньш а е тся с у ве ли ч е ни е м те мпа R по сту пле ни я и нфо р ма ци и и с у ме ньш е ни е м ве ли ч и ны I∞ не о б хо ди мо го у р о вня и нфо р ма ци и , пр и ко то р о м пр о и зо йде тр е а ги р о ва ни е ч е ло ве ка .
4. О бщ и е хар ак те р и сти к и воспр и ни м аю щ и х и нф ор м аци ю се нсор ны х анали затор ов ор гановчувствче лове к а. 4.1 О сновны е поняти я. Те р м и нологи я. С е нсо р ный – ч у вству ющ и й, о щ у щ а ющ и й. От ла ти нско го sensus – ч у вство , о щ у щ е ни е . Ор га ны ч у вств – а на то мо -фи зи о ло ги ч е ски й а ппа р а т, во спр и ни ма ющ и й во зде йстви я (си гна лы) о т р а здр а жи те ле й (и сто ч ни ко в и нфо р ма ци и ), на хо дящ и хся вне и вну тр и те ла . Ра здр а жи те ли во зде йству ют на пе р и фе р и ч е ски й во спр и ни ма ющ и й « пр и б о р » - р е це пто р , являющ и йся о ко нч а ни е м о р га на ч у вств. Инфо р ма ци я в ви де не р вных и мпу льсо в, во зни ка ющ и х в р е зу льта те р а здр а же ни я, пе р е да е тся по ч у вству ющ е му а ффе р е нтно му (в сто р о ну мо зга ) не р ву в гр у ппу не йр о но в о пр е де ле нно го у ч а стка ко р ы б о льш и х по лу ш а р и й го ло вно го мо зга . Во зде йстви я р а здр а жи те ле й во спр и ни ма ют все о р га ны ч у вств (зр е ни е , слу х, вку с, о б о няни е , о сяза ни е ) и спе ци а льные р е це пто р ные о б р а зо ва ни я в о р га на х, тка нях, су ста ва х, со су да х, мыш ца х. Ре це пто р – о т ла ти нско го receptor – пр и ни ма ющ и й. Э то ко нце вые о б р а зо ва ни я ч у встви те льных не р вных во ло ко н, во спр и ни ма ющ и х р а здр а же ни е и пр е о б р а зу ющ и х эне р ги ю си гна ло в р а здр а же ни я р а зли ч но й пр и р о ды в не р вно е во зб у жде ни е , ко то р о е пе р е да е тся в це нтр а льну ю не р вну ю си сте му . А на ли за то р ы. А на ли за то р о м на зыва ют у ч а сто к ко р ы го ло вно го мо зга , ч у вству ющ и й не р в и р е це пто р , а та кже эффе р е нтный (в сто р о ну пе р и фе р и и ) не р в, по ко то р о му мо зг по сыла е т о тве тну ю и нфо р ма ци ю в р е це пто р ну ю си сте му . А на ли за то р р а зб и р а е т, ди ффе р е нци р у е т, кла сси фи ци р у е т, о пр е де ляе т пр и р о ду р а здр а жи те ле й и о б е спе ч и ва е т це ле со о б р а зну ю р е а кци ю на и зме не ни е у сло ви й в о кр у жа ющ е й и вну тр е нне й ср е де . Уже р е це пто р на я се ть на ч и на е т эле ме нта р ный а на ли з во спр и яти я и нфо р ма ци и . Но б о ле е то нки й ди ффе р е нци р о ва нный а на ли з о су щ е ствляе тся в сло жне йш е й не йр о нно й се ти со о тве тству ющ е го це нтр а го ло вно го мо зга . П о няти е « а на ли за то р » вве де но в на у ку И.П . П а вло вым в 1909 г.
4.2. Класси ф и к аци я и пар ам е тр ы Класси ф и к аци я анали затор овче лове к а по спе ци ф и к е пр и ни м ае м ы х си гналов. П о вне ш ни м си гна ла м: - зр и те льный а на ли за то р . Ре це пто р на я се ть –се тч а тка гла за . - слу хо во й а на ли за то р . Ре це пто р на я си сте ма –у ли тка вну тр е нне го у ха . - та кти льный а на ли за то р (о сяза ни е ). Ре це пто р ы – ч у встви те льные кле тки ко жи и - те мпе р а ту р ный а на ли за то р . вну тр е нни х о р га но в. - о б о няте льный а на ли за то р . Ре це пто р на я се ть - ч у встви те льные кле тки но са . - вку со во й а на ли за то р . Ре це пто р ные кле тки на языке и не б е . П о вну тр е нни м си гна ла м: - а на ли за то р ы да вле ни я Ки не сте ти ч е ски й – р е це пто р ы в мыш ца х и су хо жи ли ях. Ве сти б у ляр ный – р е це пто р ы в по ло сти у ха . П о экстр а се нсо р ным си гна ла м: ги по те ти ч е ско е во спр и яти е и нфо р ма ци и вне пе р е ч и сле нных выш е се нсо р ных ка на ло в во спр и яти я.
4.3 О сновны е пар ам е тр ы анали затор ов 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
А б со лютный по р о г о щ у щ е ни я и нте нси вно сти си гна ла . М и ни ма льно е зна ч е ни е р а здр а же ни я, пр и ко то р о м во зни ка е то со зна ва е мо е о щ у щ е ни е . Бо ле во й по р о г–пр е де льно до пу сти ма я и нте нси вно сть си гна ла . Ди на ми ч е ски й ди а па зо н ч у встви те льно сти . Отно ш е ни е б о ле во го по р о га к а б со лютно му по р о гу . Ди ффе р е нци а льна я ч у встви те льно сть к и зме не ни ю си гна ла . а б со лютна я ди ффе р е нци а льна я ч у встви те льно сть ∆J – ми ни ма льно е и зме не ни е , о щ у щ а е мо е а на ли за то р о м. о тно си те льна я (р а зно стна я) ди ффе р е нци а льна я ч у встви те льно сть ∆J/ J – о тно ш е ни е а б со лютно й ди ффе р е нци а льно й ч у встви те льно сти к и нте нси вно сти си гна ла . Чи сло р а зли ч и мых во спр и ни ма е мых гр а да ци й и нте нси вно сти си гна ла . П о р о ги р а зли ч е ни я ч а сто ты си гна ла . Вр е ме нные по р о ги дли те льно сти си гна ла . М и ни ма льные дли те льно сти си гна ло в, не о б хо ди мые для во зни кно ве ни я о щ у щ е ни я, на пр и ме р , яр ко сти вспыш ки све та , тна зву ка и т.п.
О бщ и е особе нности р е це птор овр азли чной м одальности . 1. Осно вно й о тве т р е це пто р о в на во зде йстви е си гна ло в – это р е а кци я на и зме не ни е па р а ме тр о в во зде йству ющ е го си гна ла . 2. С по со б но сть а на ли за то р о в к а да пта ци и , т.е . к пр и спо са б ли ва ни ю но р ма льно фу нкци о ни р о ва ть пр и р а зных и нте нси вно стях си гна ло в. 3. Бо льш о й ди а па зо н ч у встви те льно сти к во спр и яти ю си гна ло в.
4.4 О бнар уже ни е и и нте р пр е таци я се нсор ны х си гналов Удо б на я мо де ль на глядно го пр е дста вле ни я на ч а льно го эта па во спр и яти я и о б р а б о тки и нфо р ма ци и , по сту ли р у е ма я на се го дня в ко гни ти вно й пси хо ло ги и , по ка за на на р и с. 4.1. С р а зу по дч е р кне м, ч то это ли ш ь мо де ль пр о сто й на глядно сти , а не о пи са ни я у стр о йства и фу нкци о ни р о ва ни я мо зга и а на ли за то р о в ч е ло ве ка .
Вну тр е нни е ш у мы 4
Вне ш ни е и сто ч ни ки по ме х и ш у ма 1
Исто ч ни к сти му ла
2
Ре це п то р на я се ть
П ре о б ра-
С е нсо р но е
П е р е р а б о тка
зо ва ни е
о б на р у же -
(ко ди р о ва ни е )о
ни е +
тб о р
хр а не ни е
и нфо р ма ци и
3
П а мять кр а тко вр е -
до лго вр е ме нна я
ме нна я
9
вни ма ни е П о ве де ни е 10
Ри с. 4.1 Дви же ни е и нфо р ма ци и Т е р ми н «сти му л» - и з пси хо фи зи ки и пси хо ло ги и . Т е р ми ны «си гна л», «ш у м» - и з эле ктр о ни ки . П о д сти му ли р о ва ни е м в пси хо ло ги и по ни ма е тся во зде йстви е вне ш не го фа кто р а – фи зи ч е ско го а ге нта (сти му ла ) –на о р га ны ч у вств. П о няти е «си гна л» для пси хо ло ги и о зна ч а е тто тсти му л, ко то р ый на б люда е мо го (и спыту е мо го ) пр о сят и де нти фи ци р о ва ть, а по няти я «ш у м», «по ме ха » - то тсти му льный ко нте кст, в ко то р о м мо же тпр о яви ться си гна л. Ш у м мо же ти ме ть ка к вне ш ни е , та к и вну тр е нни е и сто ч ни ки , на пр и ме р , в р е зу льта те слу ч а йно й не р вно й а кти вно сти . Выде ле ни е се нсо р ными си сте ма ми и нфо р ма ци и и з вне ш не го фи зи ч е ско го ми р а пр о и схо ди тпо пр и нци пу эко но ми и . Т.к. ко ли ч е ство се нсо р но й и нфо р ма ци и , не пр е р ывно во зб у жда ющ е й на ш у не йр о нну ю се ть а стр о но ми ч е ски ве ли ко , то для да льне йш е й о б р а б о тки и нфо р ма ци и ко гни ти вными си сте ма ми « высш е го у р о вня» о тб и р а е тся то лько ч а сть се нсо р но й и нфо р ма ци и – стр у кту р ы 5 и 7 на р и с. 4.1 Для это го выб о р а не о б хо ди мо вр е мя хр а не ни я и нфо р ма ци и в си сте ме о тб о р а . На пр и ме р , дли те льно сть хр а не ни я (стр у кту р а 6 на р и с. 4.1) зр и те льных о б р а зо в, на зыва е мых и ко ни ч е ски ми , пр и ме р но р а вна 250 мс, дли те льно сть хр а не ни я слу хо вых о б р а зо в, на зыва е мых эхо и ч е ски ми , б о льш е – о т 250 мс до 4 се к. А вр е мя хр а не ни я в кр а тко вр е ме нно й па мяти (стр у кту р а 8 на р и с. 6.1) до сти га е т10-30 се к. Отч е ти спыту е мо го о во спр и нятых сти му ла х со сто и ти з дву х эта по в. С о б стве нно во спр и яти я, т.е . а кту а льно е се нсо р но е за пе ч а тле ни е , и во спр о и зве де ни е , т.е . спо со б но сть и зло жи ть то , ч то б ыло за пе ч а тле но до е го сти р а ни я. Т а ки м о б р а зо м, и ко ни ч е ско е и эхо и ч е ско е хр а не ни е по зво ляютна о тб и р а ть су щ е стве нну ю и нфо р ма ци ю для да льне йш е й пе р е р а б о тки , о гр а ни ч и ва я пр о пу скну ю спо со б но сть на ш е й си сте мы о б р а б о тки и нфо р ма ци и . П е р ви ч ный пр о це сс пр и е ма и нфо р ма ци и о пи сыва ютте р ми но м «о щ у щ е ни е », связыва я е го с р е а кци е й а на ли за то р о в о р га но в ч у вств (гла за , у ха и т.п.) в р е зу льта те во зде йстви я на ни х эле ме нта р ных ви до в сти му ляци и . П о д «во спр и яти е м» по ни ма ютсле ду ющ и й у р о ве нь пе р е р а б о тки и нфо р ма ци и , в ко то р о м у ч а ству ютвысш и е ко гни ти вные ме ха ни змы, и нте р пр е ти р у ющ и е се нсо р ну ю и нфо р ма ци ю.
Инте р пр е та ци я на б люда е мых да нных за ви си то тмно ги х сло жных ко гни ти вных фа кто р о в, в то м ч и сле о тпр е дш е ству ющ и х зна ни й о ми р е , о тце ле й на б люде ни я и т.п. П о это му во спр и яти е и и нте р пр е та ци я мо гу тне со впа да ть с о б ъе кти вно й р е а льно стью пр е дме та на б люде ни я. На пр и ме р , на р и с. 4.2 Воспр и ни м ае м ая и нф ор м аци я: вве р ху о тр е зо к А 1 б о льш е А1 В1 о тр е зка В1, вни зу о тр е зки р а вны.
А2
В2
О бъе к ти вная и нф ор м аци я: вве р ху о тр е зки А 1 =В1=22 мм, вни зу А 2=18 мм, В2=26 мм
Ри су но к и ллюстр и р у е тпр о сту ю ге о ме тр и ч е ску ю и ллюзи ю. Но за ме ти м, ка к в б ыту , та к и в на у ке , во спр и яти е и и нте р пр е та ци я та кже мо гу т не со впа да ть с о б ъе кти вно й р е а льно стью.
4.5 Зак он Ве бе р а - Ф е хне р а Ве б е р (1846 г.), и ссле ду я о щ у щ е ни е си лы тяже сти на ш е л, ч то ми ни ма льно о б на р у жи ва е мо е о щ у щ е ни е за ви си т не о т пр и р а щ е ни я сти му ла (пр и ч и ны, вызыва ющ е й о щ у щ е ни е ), а о т о тно ш е ни я это го пр и р а щ е ни я к пе р во на ч а льно му зна ч е ни ю сти му ла . Ве б е р сфо р му ли р о ва л о б щ е е для р а зных а на ли за то р о в пси хо фи зи о ло ги ч е ско е со о тно ш е ни е : ми ни ма льно р а зли ч и мый пр и р о ст р а здр а жи те ля со ста вляе т по сто янну ю до лю о тпе р во на ч а льно й и нте нси вно сти сти му ла (для не ко то р о й ср е дне й о б ла сти и нте нси вно сте й J): ∆J J
= const
,
∆J= (Jпо р -J)/J
(1)
где ∆J – по р о го вый пр и р о ст и нте нси вно сти , ко то р ый на до до б а ви ть к и нте нси вно сти J, ч то б ы ста ла е два за ме тно й р а зни ца ме жду о щ у щ е ни е м J и о щ у щ е ни е м J+∆J. Ф е хне р (1860 г.) да л ма те ма ти ч е ску ю тр а кто вку ко нста нте (1). Вве де м по няти е у р о вня р а здр а жи те ля L. Е сли сч и та ть, ч то фо р му ла (1) ве р на для б е ско не ч но ма лых пр и р а щ е ни й, то : dJ/J = a*dL, где dL –ми ни ма льно за ме тный («б е ско не ч но » ма лый) пр и р о стве ли ч и н о щ у щ е ни я; а –пр о и зво льный ко эффи ци е нт, о пр е де ляющ и й выб о р е ди ни ц и зме р е ни я L. Отку да : ln J + C = a*L. Ве ли ч и ну «C» на йде м и з у сло ви я, ч то пр и J= Jпо р о щ у щ е ни е пр о па да е т, 1
J
J
1
(2) b= ln Jпо р = -C; L= L= b * ln Jпо ,р L=0 а ln Jпо р; a П о сле дне е выр а же ни е на зыва е тся за ко но м Ве б е р а - Ф е хне р а . На пр и ме р , для зр и те льно го а на ли за то р а за ко н Ве б е р а - Ф е хне р а у ста на вли ва е т, ч то пр и во спр и яти и яр ко сте й зр и те льно го о щ у щ е ни я, на зыва е мо го све тло то й, по сле дняя пр о по р ци о на льна ло га р и фму яр ко сти .
4.6 Коли че ство воспр и ни м ае м ы х гр адаци й ощ ущ е ни й П о дсч и та е м на у ч а стке ве ли ч и н сти му ла , для ко то р ых спр а ве дли в за ко н Ве б е р а Ф е хне р а , ко ли ч е ство р а зли ч и мых гр а да ци й о щ у щ е ни я в за да нно м ди а па зо не и зме не ни я ве ли ч и ны сти му ла о тJmin до Jmax. Об о зна ч и м для это го у ч а стка по р о го ву ю ве ли ч и ну : kпо р = ∆J/J = const; (Jп - J)/J; kп * J = Jп –J. П е р ву ю р а зли ч и му ю сту пе нь о щ у щ е ни я на йде м со гла сно выш е пр и ве де нных фо р му л: kпо р = (J1 – Jmin)/Jmin ; Отку да : J1 = Jmin (1+ kпо р ) Оч е ви дно , сле ду ющ а я сту пе нь о щ у щ е ни я, т.е . J2 б у де тпо до б но о пр е де ляться пр и р а щ е ни е м си гна ла пе р во й сту пе ни на ве ли ч и ну Кпо р * J1: J2 = J1 + J1* kпо р = J1 * (1+ kпо р ) = Jmin * (1+ kпо р )2 С ле ду ющ а я сту пе нь:
J3 = Jmin * (1+ kпо р )3.
И, на ко не ц, по сле дняя сту пе нь: Jmax = Jmin * (1+ kпо р )N. С ле до ва те льно , ко ли ч е ство и ско мых гр а да ци й о щ у щ е ни я: N=
lg (Jmax /Jmin) lg (1+ kп о р )
(3)
На пр и ме р , в те ле ви де ни и ве ли ч и ну о тно ш е ни я яр ко сте й эле ме нто в и зо б р а же ни я на экр а не : K = Bmax /Bmin и ли K = B1 /B2 на зыва ютко нтр а сто м дву х ср а вни ва е мых о б ъе кто в. Пр и м е р . Для К=Вmax /Вmin =100. На пр и ме р , Вmin - ч е р ный б а р ха тс ко эффи ци е нто м о тр а же ни я 0,009 на сне гу Вmax с ко эффи ци е нто м о тр а же ни я 0,9 и пр и у гло во м р а зме р е о б ъе кта на б люде ни я 40 и ме е м, со гла сно о пытных да нных, Кпо р =0,02. Т о гда : lg (100) N= =232 lg (1+ 0,002) гр а да ци и р а зли ч и мых гла зо м яр ко сте й.
5. Воспр и яти е звук а 5.1 Пор оги слы ш и м ости Ур о ве нь о щ у щ е ни я гр о мко сти зву ка со гла сно за ко ну Ве б е р а -Ф е хне р а L=a*ln(J/Jпс),
(1)
где J - и нте нси вно сть зву ка , р а вна я мо щ но сти зву ко во й во лны, па да ющ е й на е ди ни цу по ве р хно сти , и зме р яе тся в Вт/м 2 Jпс - а б со лютный по р о г слыш и мо сти - ве ли ч и на и нте нси вно сти и ли зву ко во го да вле ни я, ко то р а я е два за ме тна на слу х пр и о тсу тстви и всяки х по ме х. Инте нси вно сть и зву ко во е да вле ни е связа ны фо р му ло й J=p2/ρ *c, где : ρ - эффе кти вна я ве ли ч и на мгно ве нно го зву ко во го да вле ни я, и зме р яе ма я в П а ска лях: П а = Н/м 2; ρ - пло тно сть во зду ха , и зме р яе ма я в кг/м 2; с- ско р о сть зву ка в во зду хе , и зме р яе ма я в м/с. Для но р ма льно й те мпе р а ту р ы ρ *с=400. Взяв в (1) а =0,23 пе р е йде м к де сяти ч но му ло га р и фму L=10*lg(J/Jпс)=20*lg(ρ /ρ пс)
(2)
В фо р му ле (2) б е зр а зме р на я ве ли ч и на L пр е дста вляе т ср а вне ни е о тно ш е ни е м ве ли ч и н J и ρ и и х по р о го вым зна ч е ни ям. Во о б щ е в а ку сти ке и др у ги х о тр а слях на у ки и ме ха ни ки ш и р о ко пр и ме няют для ср а вне ни я дву х ве ли ч и н ло га р и фми ч е ску ю ш ка лу де ци б е л. Одно му де ци б е лу (дБ) со о тве тству е т о тно ш е ни е дву х зна ч е ни й ка ко й-ли б о эне р ге ти ч е ско й ве ли ч и ны. пр и ко то р о м де сяти ч ный ло га р и фм это го о тно ш е ни я р а ве н е ди ни це . П о д эне р ге ти ч е ско й ве ли ч и но й по ни ма е тся ли б о эне р ги я, ли б о мо щ но сть, ли б о пр о по р ци о на льные и м ква др а ты: зву ко во го да вле ни я, ско р о сти ч а сти ц, си л, ско р о сти сме щ е ни й, эле ктр и ч е ски х на пр яже ни й, то ко в, за р ядо в и т. п. Для у до б ства р а зли ч е ни я а б со лютных р а зме р ных ве ли ч и н о т выр а же нных в де ци б е ла х по сле дни е на зыва юту р о внями . Ло га р и фми ч е ски е у р о вни эле ктр и ч е ски х ве ли ч и н N = 10lg(W/W0) = 20g(U/U0) = 20lg(I/I0), т.к. W=U2/R=I2*R N - ло га р и фми ч е ски й у р о ве нь в дБ ве ли ч и н W,U,I. Ну ле вые у р о вни эле ктр и ч е ски х ве ли ч и н выб и р а ют та к, ч то б ы мо щ но сть выде ляе ма я на R=600Ом пр и на пр яже ни и U0 со ста ви ла W0=1мВт. С ле до ва те льно U0=0,775В, I0=1,29мА . Для ш ка лы де ци б е л а ку сти ч е ски х ве ли ч и н пр и ни ма ютв ка ч е стве ну ле вых у р о вне й ме жду на р о дный ста нда р тпо р о га слыш и мо сти Jпс = 10-12Вт/м 2; ρ
пс
на ч а сто те зву ка 1000Гц. П о лу ч а е м:
= 2*10-5П а
L = 10*lgJ-10*lg*10-12=(10*lgJ+120)дБ J - в Вт/м 2 Чи сле нно та ки е же зна ч е ни я б у ду ти ме ть в дБ и у р о вни да вле ни я L = 20*lgp-20*lgpпс=20*lgp-20*lg(2*10-5)=(2*lgp+93,9794)дБ, p- в П а С о о тно ш е ни я ш ка л J, Вт/м 2 с p, П а и L, дБ по ка за ны на р и с. 5.8. Кр и вые за ви си мо сти по р о га слыш и мо сти (П С ) о т ч а сто ты за ви сят о т по ста но вки экспе р и ме нта . П р о во ди ло сь ли пр о слу ш и ва ни е о дни м у хо м – мо но у р а льный по р о г; дву мя у ш а ми о т о дно го и ли не ско льки х и сто ч ни ко в – б и но у р а льные по р о ги . Изме р яло сь ли зву ко во е да вле ни е у б а р а б а нно й пе р е по нки и ли у у ш но й р а ко ви ны, ли б о в сво б о дно м зву ко во м по ле , т.е . пр и о тсу тстви и го ло вы слу ш а те ля. На ко не ц, П С о ч е нь си льно за ви сят о т и нди ви ду а льных сво йств ч е ло ве ка , о со б е нно на кр а ях ч а сто тно го ди а па зо на слыш и мо сти . Кр о ме то го с во зр а сто м ч у встви те льно сть слу ха к высо ки м ч а сто та м за ме тно у ме ньш а е тся, р и с. 5.6. С 1938 по 1958 гг. в А нгли и , С Ш А , С С С Р пр о во ди ли сь си сте ма ти ч е ски е и зме р е ни я за ви си мо сти П С о т ч а сто ты для ме жду на р о дно го со гла ш е ни я о ста нда р те . Испыту е мым пр е дъявляло сь пр о слу ш и ва ть в по лно й ти ш и не ч и стые то ны фи кси р о ва нно й дли те льно сти с р а зными ч а сто та ми и и нте нси вно стями . П р и ч е м в по ло ви не пр е дъявле ни й и нте нси вно сти б ыли р а вны ну лю и слу ш а те лю пр е дла га ло сь ‘у га да ть’ б ыл ли зву к и ли не т. Выч и сляли сь ве р о ятно сти 4-х во змо жных о тве то в. П р а ви льные о тве ты: ‘слыш у ’, ко гда зву к по да н и ‘не слыш у ’, ко гда зву ка не т. Не пр а ви льные о тве ты: ‘слыш у ’, ко гда зву ка не т и ‘не слыш у ’, ко гда зву к е сть. Э ти о тве ты за ви сят о т и нстр у кци и , на ли ч и я во зна гр а жде ни я за о тве ты и о тдр у ги х пси хо ло го -эмо ци о на льных фа кто р о в. За ста нда р тну ю кр и ву ю за ви си мо сти П С о т ч а сто ты пр и нята у ср е дне нна я кр и ва я для здо р о вых мо ло дых люде й 18..23 ле т, для ко то р ых 50% все х и спыту е мых и ме ютб о ле е ни зки й (т.е . б о ле е о стр ый слу х), а 50% - б о ле е высо ки й по р о г. С та нда р тна я кр и ва я П С по ка за на на р и с. 5.7 о б ла сте й слу хо во го во спр и яти я. С та нда р тно й зна ч е ни е П С для ч а сто ты 1000Гц ка к р а з и пр и нято за ну ль ш ка лы де ци б е л 10-12 Вт/м 2 и ли 2*10-5 П а . Э та ве ли ч и на все го ли ш ь 2*10-10 до ля о та тмо сфе р но го да вле ни я.
Ри с. 5.6 П о те р я слу хо во й ч у встви те льно сти с во зр а сто м
Ри с. 5.7
Об ла сти слу хо во го во спр и яти я 2
0
1
10 0
− 2
− 1
− 4
− 2 −
− 3
Ри с. 5.8 Кр и вые р а вных гр о мко сте й П С – кр и ва я по р о га слыш и мо сти
− 6
3
− 8
− 4
− 10
− 5
− 12
5.2 Г р ом к ость звук а 5.2.1 Кр и вы е р авны х гр ом к осте й Гр о мко сть зву ка – су б ъе кти вно е впе ч а тле ни е . Оно за ви си то ти нте нси вно сти зву ка , о сно вно й ч а сто ты и спе ктр а льно го со ста ва . Т а к ка к ч е ло ве к спо со б е н то ч но о це ни ва ть р а ве нство гр о мко сте й, то ш ка лу гр о мко сте й у до б но ха р а кте р и зо ва ть кр и выми р а вных во змо жно сте й, р и с. 5.8 За е ди ни цу у р о вня гр о мко сти пр и нят фо н, о пр е де ляе мый пу те м су б ъе кти вно го ср а вне ни я гр о мко сти да нно го зву ка с гр о мко стью ста нда р тно го 1000 Гц то на , для ко то р о го у р о ве нь и нте нси вно сти в дБ у сло вно пр и ни ма е тся за у р о ве нь гр о мко сти в фо на х. П о ш ка ле у р о вне й гр о мко сти мо жно о пр е де ли ть у сло ви я, пр и ко то р ых зву ки р а зных ч а сто тб у ду тслыш ны ка к р а зно гр о мки е . Но по это й ш ка ле не льзя ко ли ч е стве нно ср а вни ва ть р а зные гр о мко сти . Для это го и спо льзу ютна ту р а льну ю (су б ъе кти вну ю) ш ка лу гр о мко сти в со на х. 1 со н – это гр о мко сть зву ка , р а вна я гр о мко сти то на 1000 Гц пр и у р о вне и нте нси вно сти 40 дБ на д П С (ш е по т на р а ссто яни и 0,3м). За те м экспе р и ме нта льно , ме то до м фи кса ци и о щ у щ е ни я у дво е ни я гр о мко сти , и зме р яют ш ка лу в со на х. П о это му о тно ш е ни я гр о мко сте й дву х зву ко в, выр а же нных в со на х, по ка зыва ютво ско лько р а з о ди н и з ни х су б ъе кти вно во спр и ни ма е тся гр о мч е др у го го . На ту р а льна я ш ка ла гр о мко сти , т.е . за ви си мо ч ть гр о мко сти ч и стых то но в зву ка в со на х о ту р о вня в фо на х, не ли не йна , р и с. 5.9 Э мпи р и ч е ска я фо р му ла С ти ве нса (пу нкти р на р и су нке ) а ппр о кси ми р у е то сно вну ю о б ла сть на ту р а льно й ш ка лы гр о мко сте й (о т40 до 10 фо н). Sсо н = 10(N-40)/33, Nфо н = 33*lgS + 40 Для у ве ли ч е ни я гр о мко сти в со на х в 10 р а з на до у ве ли ч и ть и нте нси вно сть зву ка на 73-40=33дБ, т.е . в 1033/40≈46р а з . Гр о мко сть зву ка не ко то р ых и сто ч ни ко в и ллюстр и р у е тся табли це й 5.1 и сто ч ни к зву ка
р а ссто яни е , м 1 1 0,3 1 1
-хо д ка р ма нных ч а со в -ш е по т -ш е по т -р а зго во р впо лго ло са -р а зго во р ср е дни м по гр о мко сти го ло со м -ма ш и но пи сно е б юр о -гр о мка я р е ч ь 1 -гр о мки й кр и к 1 -ш у м в ка б и не са мо ле -та -ш у м мно го о б о р о тно го 1 ди зе ля -ш у м вб ли зи р а б о та ющ е го а ви а мо то р а
у р о ве нь гр о мко сти , фо н 20 30 40 50 60-65
гр о мко сть, со н 0,1 0,4 1 2 4-6
70-75 80 90 100 110-115
8-12 18 40 90 200-320
120-130
500-1200
Та б ли ца 5.1 ха р а кте р и сти ка гр о мко сти зву ка ти ш и на сла б ый зву к у ме р е нный зву к гр о мки й зву к о ч е нь гр о мки й зву к о глу ш и те льно гр о мки й (б о ле во й)
зву к
5.2.2 Д и ф ф е р е нци альная чувстви те льность к и зм е не ни ю гр ом к ости . ∆ J/J ≅ K за ви си то ти нте нси вно сти и ч а сто ты и и нди ви ду а льна J, фо н
F, Гц
K
20
кр а йни е ч а сто ты
0,1...0,3
40...100
500...3000
70
800
0,04...0,05 0,02...0,065
ОтП С до б о ле во го по р о га о щ у щ а е тся на F = 1кГц 270...300 гр а да ци й. Ф о р му ла ∆ J/J = const о зна ч а е т, ч то гр а да ци и и зме няются по ло га р и фми ч е ско му за ко ну . Отсюда выте ка е т, ч то в те хни ке ци фр о во го пр е о б р а зо ва ни я зву ко вых си гна ло в пр е дпо ч ти те льне е пр и ме нять ло га р и фми ч е ско е ква нто ва ни е . Одна ко ло га р и фми ч е ски е А Ц П до во льно сло жны. М и кр о схе мы ло га р и фми ч е ски х А Ц П по яви ли сь со все м не да вно и е щ е не по лу ч и ли ш и р о ко го р а спр о стр а не ни я.
5.2.3 Кр и ти че ск и е полоск и слуха. Ра ссмо тр и м во спр и яти е гр о мко сти ш у ма и сло жных (со сто ящ и х и з не ско льки х сло жных ч а сто тных со ста вляющ и х) зву ко в. Э кспе р и ме нта льно у ста но вле но , П С гр у ппы б ли зко (но не со зда ющ и х о тч е тли вых б и е ни й) р а спо ло же нных ч и стых то но в о ди на ко во й и нте нси вно сти за ви си т о т ч и сла то но в, е сли о ни р а спо ло же ны в пр е де ла х не ко то р о й по ло сы ч а сто т. П С та ко й гр у ппы р а вна П С о ди но ч но го ч и сто го то на су мма р но й и нте нси вно сти с не ко то р о й ч а сто то й в по ло се сме си : у хо су мми р у е т и нте нси вно сти ко мпо не нтсме си . Но , е сли ко мпо не нты сме си выхо дятза пр е де лы о пр е де ле нно й ш и р и ны по ло сы, то сво йство су мми р о ва ни я и нте нси вно сте й не де йству е т. Полоса частот, в пр е де лах к отор ой е щ е появляе тся свой ство сум м и р овани я и нте нси вносте й , назы вае тся к р и ти че ск ой полосой (полоск ой ) слуха. Ш и р и на кр и ти ч е ски х по ло со к слу ха ∆ fкр за ви си то тср е дне й ч а сто ты по ло ски мо но и ли б и но у р а льно го слу ха . П о ло ски и зме р е ни я р а зными а вто р а ми р а зли ч а ются в 2...3 р а за . На р и с. 5.10 пр е дста вле на у ср е дне нна я кр и ва я.
5.2.4 У р ове нь гр ом к ости сложны х звук ов. П о да нным Ге льмго льца и Ф ле тч е р а в слу ч а е сло жных ко ле б а ни й, со сто ящ и х и з не ско льки х ч а сто тных со ста вляющ и х, по па да ющ и х в р а зные кр и ти ч е ски й по ло ски , слу х не р е а ги р у е т на фа зо вые сдви ги со ста вляющ и х. На пр и ме р , зву ч а ни е сло жных зву ко вых ти по в 10
1)∑ k =1
(−1)
k +1
2k − 1
10
sin( 2k − 1)ωt
2)∑ k =1
1
2k − 1
sin( 2k − 1)ωt
р а зли ч а ются на слу х то лько и з-за не ли не йно сти слу ха , ко гда и х и нте нси вно сти ве ли ки , хо тя зву ки и ме ютсу щ е стве нно р а зли ч ну ю фо р му , р и с. 5.11
Ри с. 5.11
Ри с. 5.9
За ви си мо сть гр о мко сти в со на х о ту р о вня фо на
Ри с. 5.10 За ви си мо сть ш и р и ны кр и ти ч е ски х по ло со к о тч а сто ты
Ри с. 5.12 Кр и вые по р о га слыш и мо сти пр и ма ски р о вке то но м 1000Гц для р а зных у р о вне й и нте нси вно сти ма ски р у ющ е го то на LМ Е сли ч а сто тные со ста вляющ и е о ч е нь б ли зки (р а знятся не б о ле е ч е м на 7...10 Гц) и со зда ютме дле нные б и е ни я, но у хо во спр и ни ма е ти х ка к зву к пе р и о ди ч е ски ме няющ и хся по гр о мко сти , и з-за фа зо во го су мми р о ва ни я и нте нси вно сте й. П р и р а зно сти б о льщ е 10 Гц, но ме не е ∆ fкр и ме е м су мми р о ва ни е и нте нси вно сте й. П р и р а зни це б о льш е ∆ fкр у хо у же су мми р у е то щ у щ е ни е гр о мко сти эти х зву ко в в со на х. П о кр и во й S(N), р и с 5.9, о пр е де ляе м для ка ждо го то на S1(N1), S2(N2),... На хо ди м су мму S∑ = S1+ S2+... . Те пе р ь на хо ди м у р о ве нь гр о мко сти N∑ =33lg(S1+ S2+...)+40 фо н Т а кже р а ссч и тыва е м у р о ве нь гр о мко сти ш и р о ко по ло сно го ш у ма , за ни ма ющ е го не ско лько кр и ти ч е ски х по ло со к. С пе ктр а льный со ста в ш у ма р а зб и ва е м на кр и ти ч е ски е по ло сы. Опр е де ляе м у р о вни гр о мко сти в ка ждо й по ло се (ка к и нте гр а л и нте нси вно сти ш у ма ) N1, N2,... Nk. На хо ди м S1, S2,... Sk. С у мми р у е м S∑ =∑ Si и на хо ди м N∑ =33lgS∑ +40 фо н Н е ли не й ны е свой ства звук а. П р и б о льш о й и нте нси вно сти ч и сто го то на по р ядка 100 фо н у хо слыш и т су б ъе кти вно 2-ю га р мо ни ку с у р о вне м 88 фо н, тр е тью – с у р о вне м 74 фо н и т.д. Э то явле ни е о б на р у жи ва е тся в экспе р и ме нте с ‘б е гу щ и м’ то но м. П р и дву х ч и стых то на х, не по па да ющ и х в ∆ fкр у хо слыш и т то ны р а зно стно й и су мма р но й ч а сто т. На пр и ме р , пр и ч и стых то на х в 60 фо н у р о ве нь гр о мко сти р а зно стно го то на – о ко ло 40 фо н, а пр и 80 дБ (f1=1000Гц) гр о мко сть р а зно стно го то на до сти га е т 80 фо н. П р и ср е за ни и ч а сто тно го ди а па зо на ни же 1000Гц у хо пр и высо ко й гр о мко сти по дч е р ки ва е т ни зки е ч а сто ты и з-за не ли не йно сти слу ха . Э ти м о б ъясняе тся то , ч то пр и пло хо й пе р е да ч е ни зки х ч а сто тслу ш а те ль стр е ми тся и х слу ш а ть на юо льш е й гр о мко сти , по лу ч а я впе ч а тле ни е по выш е нно й гр о мко сти зву ч а ни я ни зки х ч а сто т по ср а вне ни ю со ср е дни ми ч а сто та ми .
5.2.6 Эф ф е к т м аск и р овк и Э ффе ктма ски р о вки за ключ а е тся в то м, ч то на фо не ме ш а ющ е го то на пр о и схо ди т пр и во спр и яти и зву ко во го си гна ла у ве ли ч е ни е по р о га слыш и мо сти (П С ) это го си гна ла , р и с. 5.12. На пр и ме р , е сли со б е се дни ки не гр о мко р а зго ва р и ва ют те т-а -те т у гр о мко жу р ч а щ е й во ды и з кр а на и сно сно слыш а т др у г др у га , то у же с р а ссто яни я в не ско лько ме тр о в у слыш а ть и х р а зго во р не во змо жно .
5.3 Воспр и яти е вы соты звук а. 5.3.1 О бщ и е хар ак те р и сти к и . Во спр и яти е высо ты зву ка и р а зни цы высо т то но в са мо е сло жно е су б ъе кти вно е слу хо во е о щ у щ е ни е . Оно за ви си т о т мно ги х и схо дных у сло ви й: за по ми на е м ли мы высо ту то на и ли ср а вни ва е м то ны о дно мо ме нто и ли по сле до ва те льно во вр е ме ни ; слу ш а е м ли ч и стый то н и ли сло жный зву к; слу ш а е м ли де ви а ци ю ч а сто ты и др . В ди а па зо не 16Гц – 20кГц ч е ло ве к мо же т за по мни ть не б о ле е 250 гр а да ци й ч а сто ты, пр и ч е м ч и сло и х р е зко у ме ньш а е тся с у ме ньш е ни е м и нте нси вно сти зву ка . В ср е дне м ч е ло ве к с му зыка льным слу хо м мо же тза по мни ть 100...150 гр а да ци й ч а сто т. Э то ч и сло со о тве тству е т ко ли ч е ству кр и ти ч е ски х по ло со к слу ха . Э ти со се дни е гр а да ци и о тли ч а ются не ме не е ч е м на 4%. П о это му са мые лу ч ш и е му зыка нты не мо гу тпо па мяти за ме ти ть р а зни цу в зву ч а ни и фи льмо в снятых для ки но (24 ка др а в се к) пр и де мо нстр а ци и и х на те ле ви де ни и (25 ка др о в в се к). Одна ко пр и ср а вне ни и то но в ч е ло ве к мо же т р а зли ч а ть и зме не ни е ч а сто ты до 0,15...0,3%. А по б и е ни ям ч а сто т дву х то но в мо жно о б на р у жи ть р а зни цу ч а сто т до де сятых до ле й Гц. П р и ме дле нно м и зме не ни и (де ви а ци и ) ч а сто ты то на по си ну со и да льно му за ко ну слу х о б на р у жи ва е т это и зме не ни е , ко гда де ви а ци я со ста вляе т о ко ло 2% о т кр и ти ч е ско й ш и р и ны по ло ски слу ха . На пр и ме р , на ч а сто та х до 500Гц ∆ fкр = 100Гц, а ми ни ма льно е о щ у щ е ни е де ви а ци и р а вно 1,8Гц. На ч а сто та х б о льш е 500Гц ∆ fкр со ста вляе т17% о тfне с, а ми ни ма льно е о щ у щ е ни е де ви а ци и р а вно 35% о т fне с, т.е . 2% о т∆ fкр . На р и с. 5.13 и 5.14 пр е дста вле ны гр а фи ки за ви си мо сти ∆ fде в.min о ти нте нси вно сти L не су щ е й, е е ч а сто ты fне с и ч а сто ты мо ду ляци и Fмо д.
∆ F де в
. min
, Гц F не с = 4 к Гц
F не с = 2 к Гц
F не с = 0 , 2 к Гц
F мод , Гц
4Гц – на и б о ле е за ме тна я ч а сто та мо б у ляци я Ри с. 5.13 За ви си мо сть ∆ fде в.min о тfмо д и fне с пр и L = 70дБ
∆Fде в . min
Ри с. 5.14 За ви си мо сть ∆ fде в.min о тL пр и fне с = 1кГц, fмо д = 4Гц. Для L > 40дБ ∆ fде в.min = const
∆F =k F
Ри с. 5.15 За ви си мо сть ди ффе р е нци а льно го по р о га р а зли ч е ни я ч а сто то тч а сто ты пр и L = 70дБ
5.3.2 Д и ф ф е р е нци альная чувстви те льность к и зм е не ни ю вы соты тона. На р и с. 8.15 пр е дста вле н гр а фи к за ви си мо сти о т ч а сто ты ди ффе р е нци а льно го по р о га р а зли ч е ни я ч а сто т ∆ F/F= k пр и ср а вне ни и то но в, снятых экспе р и ме нта льно для и нте нси вно сти зву ка 70 фо н. Взяв в ди а па зо не ч а сто т 0,5...5кГц ср е дне е зна ч е ни е k=0,0015 по лу ч и м со гла сно фо р му ле (1-7.6) ко ли ч е ство р а зли ч и мых гр а да ци й ч а сто ты Fmax 1 Fmin M = = = 1536 гр адаций lg(1 + k ) lg(1 + 0,0015) lg
П р и у ме ньш е ни и и нте нси вно сти зву ка ве ли ч и на k во зр а ста е т. Для ср а вне ни я ч и се л р а зли ч ных гр а да ци й ч а сто ты пр и р а зных гр о мко стях зву ка мо жно во спо льзо ва ться пр и во ди мо й ни же та б ли це й Ур о ве нь гр о мко сти 20 фо н 40 фо н 70 фо н 80 фо н
∆ F/F=k 0,0044 0,0018 0,0015 0,00106
Чи сло р а зли ч ных гр а да ци й ч а сто ты 520 1270 1536 2180
5.3.3 Ш к ала ощ ущ е ни я вы соты тона. Ощ у щ е ни е высо ты то на и зме р яютв ме ла х. Высо ту то на F=1000Гц пр и у р о вне 40дБ на д П С пр и ни ма ютр а вно й 1000 ме л. Изме не ни е ч и сла ме л на ка ку ю-ли б о ве ли ч и ну о зна ч а е т пр о по р ци о на льно е и зме не ни е о щ у щ е ни я высо ты то на , и зме р яе мо е ме то до м ср а вне ни я ‘в 2 р а за ’. За ви си мо сть Н[ме л](F[Гц]) не ли не йна , р и с. 5.16 П р и б ли же нно , ка к ви дно по р и су нку , это тма сш та б ли не е н до ч а сто ты 800...1000Гц и пр а кти ч е ски то ч но ло га р и фми ч е н для ч а сто т 1000...10000Гц. Т а ко й ко мб и ни р о ва нный ма сш та б для пр а кти ки не у до б е н, и пр и ме няютло га р и фми ч е ски й ма сш та б . За е ди ни цу высо ты то на в это м слу ч а е пр и ме няюто кта ву и е е до ли . С ч и та ют, ч то на слу х р а ссто яни е по высо те то на ме жду дву мя зву ка ми ка жу тся о ди на ко выми , е сли о тно ш е ни я ч а сто ти х о ди на ко вы. Ра ссто яни я по высо те то на – и нте р ва лы му зыка льные . Отно ш е ни я ч а сто т: 1/1 –у ни со н 1/2 – о кта ва 2/3 –кви нта 3/4 - ква р та 4/5 –б о льш а я то р ци я 5/6 и ли 6/7 – ма ла я то р ци я 7/8 и ли 8/9 –б о льш а я се ку нда (то н) 15/16 –ма ла я се ку нда (по лу то н) В те хни ке и спо льзу юто тно ш е ни я ч а сто т: 1/2 –о кта ва 1/√ 2 – по лу о кта ва 1/∛ 2 –тр е тьо кта ва М у зыка льный и нте р ва л. Если взять и нте р ва л Н=12lg2(F1/F2), то в это м слу ч а е е ди ни ч ный и нте р ва л р а вный 12√ 2 с хо р о ш е й то ч но стью со о тве тству е т по лу то ну и в о кта ве по лу ч а е м 12 по лу то но в. С ка за нно е о тно си тся к га р мо ни ч е ско й ш ка ле о щ у щ е ни й высо ты то на , т.е . к о щ у щ е ни ю связа нно му с о дно вр е ме нным зву ч а ни е м не ско льки х му зыка льных то но в. Оце нка р а зни цы высо т сле ду ющ и х др у г за др у го м то но в о ка зыва е тся о тли ч а ющ е йся о т га р мо ни ч е ско й высо ты. На пр и ме р , ч а сто ты 100 и 150Гц ка жу тся о тсто ящ и ми по высо те да льш е др у го тдр у га , ч е м ч а сто ты 1000 и 3000Гц, хо тя о тно ш е ни я ч а сто то ди на ко вы –2/3 (кви нта ). Ощ у щ е ни е р а ссто яни я по высо те , вызыва е мо е по сле до ва те льными то на ми на зыва ют ме ло ди ч но й высо то й зву ка . До ч а сто ты 500Гц ме ло ди ч е ски е и га р мо ни ч е ски е о кта вы со впа да ют. А в и нте р ва ле о т 500 до 8000Гц у кла дыва ются 4 га р мо ни ч е ски е о кта вы (lg2(8000/500)=4), и то лько о ко ло 2,5 ме ло ди ч е ски х о кта в. На р и с. 5.17 пр е дста вле но ср а вне ни е все х р а ссмо тр е нных ш ка л.
5.3.4 Воспр и яти е те м бр а звук а. Ом у ста но ви л, ч то у хо ка к б ы а на ли зи р у е т пе р и о ди ч е ски й зву к по о тде льным га р мо ни ч е ски м со ста вляющ и м и о ни вызыва ютр а зде льно е о щ у щ е ни е . П р и о пр е де ле нно й
тр е ни р о вке мо жно мысле нно р а зде ли ть сло жно е пе р и о ди ч е ско е ко ле б а ни е на га р мо ни ки , ко то р ые в не м пр и су тству ют. Э та о со б е нно сть слу ха те сно связа на со спо со б но стью р а зли ч а ть зву ки р е ч и . С пе ктр зву ка пр и да е т о щ у щ е ни ю зву ч а ни я ха р а кте р ну ю о кр а ску . Э ту о кр а ску на зыва ютте мб р о м. С у щ е ству ютпо няти я те мб р а скр и пки , тр о мб о на , о р га на и т.п., а та кже те мб р а го ло са : зво нки й, ко гда по дч е р кну ты высо ко ч а сто тные со сто вляющ и е ; глу хо й, ко гда о ни по да вле ны и др . С вязь ме жду фи зи ч е ски ми сво йства ми зву ка и слу хо выми о щ у щ е ни ями у до б но пр е дста ви ть в ви де сле ду ющ е й на глядно й ди а гр а ммы. и нте нси вно сть
у р о вни гр о мко сти
ч а сто та
высо та то на
спе ктр
те мб р
Ри с. 5.16
Ш ка ла ме л ка к фу нкци я ч а сто ты
Ри с.5.17 С р а вне ни е ш ка л
5.4 И не р ци я слуха (вр е м е нны е хар ак те р и сти к и ) П р и и сч е зно ве ни и р а здр а жа ющ е й си лы слу хо во е о щ у щ е не я и сч е за е т не ср а зу , а по сте пе нно у ме ньш а е тся до ну ля → это эффе ктслу хо во го впе ч а ле ни я. Вр е мя, в те ч е ни е ко то р о го о щ у ш е ни е по у р о вню гр о мко сти у ме ньш а е тся на 8,7 фо н, на зыва ютпо сто янно й вр е ме ни τ слу ха . Она за ви си то тмно ги х па р а ме тр о в. В ср е дне м τ ≅ 150...200мс. С лу хо во е впе ч а тле ни е да е т во змо жно сть ср а вни ва ть ч а сто ты дву х то но в пр и б ыстр о м пе р е ключ е ни и с о дно го на др у го й и о б на р у жи ва ть не б о льш у ю р а зни цу ч а сто т. С лу хо во е впе ч а тле ни е пр и во ди тк по сле ма ски р о вке си гна ла . П о сле ма ски р о вка те м дли нне е , ч е м выш е у р о ве нь пр е дш е ству ющ е го си гна ла . Для р е ч и это явле ни е на зыва е тся са мо ма ски р о вко й. Она для р е ч и и ме е тпо р ядо к (-24)дБ. П о это му у р о ве нь о щ у щ е ни я р е ч и по о тно ш е ни ю к ср е дне му е е у р о вню не пр е выш а е т24 дБ то лько и з-за са мо ма ски р о вки . Воспр и яти е и м пульсовзвук а Для то на льно го и мпу льса с дли те льно стью Т > 200мс П С та ко й же , ка к и для не пр е р ывно го то на . П р и Т < 200мс: Jпс(T)= Jпс(∞ )*(200/T) (J в Вт/м 2) Для пе р и о ди ч е ски по вто р яющ и хся и мпу льсо в П С пр и fпо в > 200Гц р а ве н по р о гу не пр е р ывно го то на . П р и fпо в < 200Гц П С б ыстр о у ве ли ч и ва е тся.
М и ни ма льно е вр е мя и нте нси вно сти и ч а сто ты.
во спр и яти я
(о по зна ни я)
J, дБ
F, Гц
Tпо р , мс
80 80
125 1000
24 10
40 40
125 1000
40 22
высо ты
то на
за ви си т о т
ко ли ч е ство пе р и о до в, не о б хо ди мых для о по зна ни я высо ты то на , N= Tпо р *F 3 10(пр и 6-8 пе р и о да х о щ у щ а е тся то н со щ е лч ко м) 5 22
Для то ч но го о по зна ни я высо ты то на тр е б у е тся 100мс (100 пе р и о до в F =1000Гц) Два то на льных сле ду ющ и х др у г за др у го м зву ка с пе р е р ыво м Т * ≈ 20...40мс во спр и ни ма ются ка к о ди н не о дно р о дный. П р и Т * ≈ 40...80мс те же си гна лы во спр и ни ма ются ка к два , но вза и мно связа нные . Вр е ме нно й по р о гр а зли ч е ни я и нте р ва ло в ти ш и ны ме жду дву мя зву ка ми Т * ≈0,5...2мс. Э хо . Два зву ка с дли те льно стями T < 50мс, е ксли о ди н и з ни х за па здыва е тна вр е мя Т за п < 50мс все гда во спр и ни ма ются сли тно . П о р о го во е вр е мя за па здыва ни я для р а зде льно го во спр и яти я за ви си т о т о тно ш е ни я у р о вня по сле ду ющ не го зву ка (эха ) к пр е дыду щ е му . На р и с. 5.18 пр е дста вле на кр и ва я за ви си мо сти по р о го во го вр е ме ни за па здыва ни я Т за п.по р о тр а зни цы в дБ ∆ L и нте нси вно сти по сле ду ющ е го зву ка к пр е дыду щ е му . Кр и ва я на р и су нке о б о зна ч а е тсле ду ющ е е . Е сли для за да нно го ∆ L и ме е м Т за п > Т за п.по р , то эхо во спр и ни ма е тся р а зде льно . На пр и ме р , е сли для ∆ L = -10дБ Т за п =75мс, то эхо во спр и ни ма е тся р а зде льно . Е сли же та ко е же за па здыва ни е б у де тпр и ∆ L = -20дБ, то эха мы не у слыш и м. -(-9∆ L + 75),∆ L < -14 Tза п. по р ≅ 50
,∆ L > -14
Ри с. 5.18
6. Хар ак те р и сти к и р е чи 6.1 У р овне гр ам м а М гно ве нно е зна ч е ни е зву ко во го да вле ни я а ку сти ч е ско го си гна ла р е ч и не пр е р ывно и зме няе тся во вр е ме ни в ш и р о ко м ди а па зо не . За ви си мо сть мгно ве нно го зна ч е ни я а ку сто си гна ла о твр е ме ни и зме р яе тся пр и б о р о м с по сто янно й вр е ме ни не б о ле е 15..20 мс и на зыва ют объе к ти вной ур овне гр ам м ой , т.к. о на не о б хо ди ма для о пр е де ле ни я пр о хо жде ни я си гна ла ч е р е з а ппа р а ту р у . Ли б о и зме р яютпр и б о р о м с по сто янно й вр е ме ни 120..200 мс – субъе к ти вная ур овне гр ам м а для о це нки во спр о и зве де ни я си гна ла слу хо вым о р га но м ч е ло ве ка . Ур о вне гр а мму р а ссма тр и ва ют ка к слу ч а йну ю ве ли ч и ну и стр о ят и нте гр а льну ю кр и ву ю р а спр е де ле ни я ве р о ятно сти Р пр е выш е ни я у р о вне гр а ммы на д за да нным у р о вне м L. П о ве р о ятно сти Р=0,02 о пр е де ляютLmax, а по P=0,98 → Lmin, р и с. 6.1 Опр е де ле но , ч то , ка к р е ч е вые , та к и му зыка льные си гна лы и ме ют р а спр е де ле ни е б ли зко е к но р ма льно му . Ве ли ч и ну D= Lmax - Lmin на зыва ютди на ми ч е ски м ди а па зо но м. Е го ве ли ч и ны для р а зных ви до в си гна ло в: Ø Ре ч ь ди кто р а 25..35 дБ Ø Т е ле фо нный р а зго во р 35..45 дБ Ø С и мфо ни ч е ски й о р ке стр 65..75 дБ С р е дне е зна ч е ни е у р о вне гр а ммы Lср мо жно и зме р и ть пр и б о р о м с б о льш о й по сто янно й вр е ме ни . Для дли те льно го ср е дне го у р о вня по сто янну ю вр е ме ни пр и б о р а б е р у тр а вно й 15 с для р е ч и и 1 ми н для му зыки . Ве ли ч и ну П = Lmax –Lср на зыва ютпи к-фа кто р о м. Зву ко вые да вле ни я и мо щ но сть, р а зви ва е мые го ло со м ч е ло ве ка , пр и пр о и зне се ни и р е ч и по ка за ны в та б ли це 6.1 Т а б л. 6.1 Об ла сть П и кП и ко ва я Усло ви я пр о и зне се ни я Ра ссто я С р е дне е зву к. мо щ но сть, фа кто р , на и высш и х ре чи ни е , см да вле ни е , П а пи ко в, Гц дБ мВт Ре ч ь те ле фо нна я: § С р е дни й у р о ве нь 250..500 12 0,24 2 2,5 § Гр о мка я 4,0 18 500..1000 4 2,5 § ти ха я 250..500 1 0,025 8 2,5 Ра зго во р
100
0,05
0,5
10
250..500
Ди на ми ч е ски е ха р а кте р и сти ки в дБ пр и ве де ны в та б ли це 6.2 Та б л. 9.2 Ур о ве нь зву ко во го да вле ни я Ш е по т
Но р ма льна я р е ч ь
кр и к
Min
С р е дне е
max
М гно ве нно е пи ко во е зна ч е ни е П и ко во е зна ч е ни е р е ч и
58
67
79
87
98
С р е дне ква др а ти ч но е зна ч е ни е р е ч и
46
55
65
75
86
М и ни ма льно е зна ч е ни е
30
39
49
59
70
Об ла сть, за ни ма е ма я р е ч ью в ко о р ди на та х и нте нси вно сть-ч а сто та по ка за на на р и с. 6.7
6.2 С пе к тр си гнала р е чи В о сно ве кр а тко вр е ме нно го спе ктр а льно го а на ли за ле жи тдо пу щ е ни е , ч то в пр е де ла х о тно си те льно ко р о тко го и нте р ва ла вр е ме ни р е ч ь мо жно сч и та ть ста ци о на р ным пр о це ссо м. Т о гда спе ктр t
S x (ω , t ) =
∫ x(τ ) ⋅ h(t − τ ) ⋅ e
− jωτ
dτ
−∞
τ - пе р е ме нна я и нте гр и р о ва ни я h(t) – ве со ва я фу нкци я – вр е ме нно е о кно ч е р е з ко то р о е пр о сма тр и ва е тся ли ш ь ч а сть си гна ла , пр и мыка ющ а я к а на ли зи р у е мо му мо ме нту вр е ме ни . Э ффе кти вну ю дли те льно сть фу нкци и h б е р у тпо р ядка 20..30 мс. Ча сто вме сто кр а тко вр е ме нно го спе ктр а р а ссма тр и ва ютмгно ве нный эне р ге ти ч е ски й спе ктр : 2 S x (ω , t ) На и б о ле е р а спр о стр а не нный ме то д и зме р е ни я кр а тко вр е ме нно го спе ктр а – гр е б е нка по ло со вых фи льтр о в. П р е дста ви м спе ктр в ви де : S x (ω , t ) =
t
t
−∞
−∞
∫ x(τ ) ⋅ cos(ωτ ) ⋅ h(t − τ ) ⋅ dτ − j ∫ x(τ ) ⋅ sin(ωτ ) ⋅ h(t − τ )dτ =a(ω , t ) − j ⋅ b(ω , t )
Э не р ге ти ч е ски й спе ктр S x (ω , t ) = a 2 (ω , t ) + b 2 (ω , t ) 2
Отсюда сле ду е т, ч то и зме р и ть (по лу ч и ть) эне р ге ти ч е ски й спе ктр не тр у дно . На до си гна л x(t) у мно жи ть на cos(ωt) и sin(ωt), о тфи льтр о ва ть с по мо щ ью фи льтр о в с и мпу льсными о ткли ка ми h(t), во зве сти в ква др а ти пр о су мми р о ва ть, р и с. 6.2 Cos(ωt) a(ω,t) Ф и льтр h(t)
ква др а то р |f(ωt)|2
Σ
x(t)
Ф и льтр h(t)
Sin(ωt)
Устр о йство и звле ч е ни я ко р ня
|f(ω,t)|
ква др а то р b(ω,t)
Ри с. 6.2 С хе ма по лу ч е ни я мгно ве нно го а мпли ту дно го спе ктр а р е ч и . Э то не е ди нстве нный и не на и б о ле е пр о сто й спо со б . Ча сто на пр а кти ке де ло у пр о щ а ют фи зи ч е ски а ппр о кси ми р у я вр е ме нну ю о ги б а ющ у ю a(ω,t) и b(ω,t) фо р мо й на выхо де по ло со во го фи льтр а пу те м де те кти р о ва ни я си гна ло в a(ω,t) и b(ω,t), и пр о пу ска ни я
р е зу льта та ч е р е з фи льтр ни зко й ч а сто ты. А на ло ги ч но по лу ч а юти эне р ге ти ч е ски й спе ктр , и зме р яя эне р ги ю на выхо де ка ждо го по ло со во го фи льтр а гр е б е нки . Бе р е тся ко мпр о ми сс ме жду ш и р и но й по ло со во го фи льтр а и р а зр е ш е ни е м во вр е ме ни . Бо льш о е р а спр о стр а не ни е по лу ч и ла ци фр о ва я о б р а б о тка си гна ло в. П у сть р е ч е во й си гна л x(t) пр е дста вле н по сле до ва те льно стью о тсч е то в x(nT). 0 ≤ n ≤ N-1, Т – и нте р ва л ди скр е ти за ци и . Т о гда спе ктр ди скр е тно го р е ч е во го си гна ла N −1
S xД (ω ) = ∑ x(nT ) ⋅ e − jωnT n =0
С о гла сно те о р и и о тсч е то в (Ко те льни ко ва ) в ч а сто тно й о б ла сти для о гр а ни ч е нно й во вр е ме ни фу нкци и (на и нте р ва ле NT) спе ктр а льна я пло тно сть о дно зна ч но о пр е де ляе тся за да ни е м сво и х ди скр е тных зна ч е ни й в то ч ка х 2π ω= ⋅k , k = 0,1,2,… NT 2π Об о зна ч и в Ω = по лу ч и м о ко нч а те льно е выр а же ни е для ди скр е тно го NT пр е о б р а зо ва ни я Ф у р ье (ДП Ф ) N −1
S xД (kΩ) = ∑ x(nT ) ⋅ e − jkΩnT n=0
Ди скр е тный спе ктр , в о тли ч и е о т а на ло го во го , б у де т по ч а сто те пе р и о ди ч е ски м с пе р и о до м NΩ=2π/T. Об р а тно е ДП Ф , ко то р о е пе р е во ди т ДП Ф в и схо дну ю по сле до ва те льно сть о тсч е то в да е тся выр а же ни е м 1 N −1 x(bT ) = ∑ S xД (kΩ) ⋅ e jlkΩ N k =0 Зде сь о б ъе м о пе р а ци и на Э ВМ по р ядка N2 ко мпле ксных у мно же ни й и сло же ни й. Изве стны и ску сстве нные пр и е мы эко но мных по ч и слу о пе р а ци й о пр е де ле ни я ДП Ф , на зыва е мые б ыстр ыми пр е о б р а зо ва ни ями Ф у р ье (БП Ф ). Если N сте пе нь ч и сла 2, то БП Ф тр е б у е т не N2 а Nlog2N о пе р а ци й. На пр и ме р , пр и N=1024 по лу ч а е тся 99% эко но ми и выч и сли те льных о пе р а ци й.
6.3 Ре че вы е звук и С фи зи ч е ско й то ч ки зр е ни я р е ч ь – это по сле до ва те льно сть зву ко в р е ч и с па у за ми ме жду гр у ппа ми . Опти ма льным сч и та е тся те мп р е ч и 60..80 сло в в 1 ми н с и нте р ва ла ми ме жду сло ва ми о ко ло 1с, а до пу сти мый те мп – до 120 сло в в 1 ми н. Ка ждо му ч е ло ве ку сво йстве нна сво я ма не р а пр о и зно си ть зву ки р е ч и (сво е го р о да у стный по дч е р к). Но пр и все м мно го о б р а зи и пр о и зно ш е ни я, зву ки – это фи зи ч е ски е р е а ли за ци и о гр а ни ч е нно го ч и сла о б о б щ е нных зву ко в р е ч и , на зыва е мых ф оне м ам и . Ф о не ма – это ч то ч е ло ве к хо ч е тпр о и зне сти , а зву к р е ч и – то , ч то ч е ло ве к фа кти ч е ски пр о и зно си т. Ф о не ма по о тно ш е ни ю к зву ку и гр а е т ту же р о ль, ч то и о б р а зцо ва я б у ква , на зыва е ма я гр аф е м ой , по о тно ш е ни ю к е е р е а ли за ци и . В р у сско м языке 41 о сно вна я фо не ма : С о но р ные – л, ль, р , р ь, м, мь, н, нь, й; Щ е ле вые –ж, ш , з, зв, в, вь, с, сь, ф, фь, х, хь; Взр ывные – б , б ь, д, дь, г, гь, п, пь, т, ть, к, кь; А ффр и ка ты –ц, ч (ко мб и на ци я глу хи х взр ывных и щ е ле вых) Гла сные –а , о , у , э, и , ы. Гла сные е , я, ё , ю –это со ста вные фо не мы йе , йа , йо , йу
П р и пр о и зне се ни и зву ко в ч е р е з р е ч е во й тр а кт пр о хо ди т ли б о то на льный и мпу льсный си гна л, ли б о ш у мо во й, ли б о и то т и др у го й вме сте . Ре ч е во й тр а кт – это сло жный а ку сти ч е ски й фи льтр с р ядо м р е зо на нсо в, со зда ва е мых а р ти ку ляци о нными о р га на ми р е ч и . Всле дстви е это го р а вно ме р ный то на льный и ли ш у мо во й спе ктр пр е вр а щ а е тся в спе ктр с р ядо м ма кси му мо в и ми ни му мо в, р и с. 6.3 М а кси му м спе ктр а на зыва е тся фо р ма нта ми , а р е зки е пр о ва лы – а нти фо р ма нта ми . Для ка ждо й фо не мы о ги б а ющ а я спе ктр а и ме е ти нди ви ду а льну ю и впо лне о пр е де ле нну ю фо р му . П р и пр о и зне се ни и р е ч и спе ктр е е не пр е р ывно и зме няе тся и о б р а зу ются фе р ме нтные пе р е хо ды. С пе ктр со гла сных ч а щ е все го и ме е то ди н, но о ч е нь р а сплывч а тый ма кси му м. С р е дняя то ч ка эффе кти вно го р е ч е во го спе ктр а со о тве тству е т 1900Гц (не и ска же нна я р е ч ь в ти ш и не ). Гла сные зву ки и ме ютв ср е дне м дли те льно сти о ко ло 0,15 с, со гла сные – о ко ло 0,09 с, а зву к П –о ко ло 30 мс. Зву ки р е ч и не о ди на ко во и нфо р ма ти вны. Гла сные зву ки со де р жа т ма лу ю и нфо р ма ци ю о сло ве , а глу хи е со гла сные на и б о ле е и нфо р ма ти вны. На пр и ме р , в сло ве П ОС Ы ЛКА по сле до ва те льно сть ОЫ А ни ч е го не го во р и т, П С ЛК да е тпо ч ти о дно зна ч ный о тве то смысле . Инте р е сно , в др е вне и у де йско й пи сьме нно сти не б ыло гла сных б у кв. Изве стно , ч то для пе р е да ч и о дно го и то го же со о б щ е ни я по те ле гр а фу и по р е ч е во му тр а кту тр е б у е тся р а зли ч на я пр о пу скна я спо со б но сть. Для те ле гр а фа до ста то ч на пр о пу скна я спо со б но сть не б о ле е 100 б и т/с (по ло са 7000 Гц, ди а па зо н 42 дБ, т.е тр е б у е тся 7-зна ч ный ко д, о тку да 2*7000*7=98000 б и т/с). Т е ле гр а ф пе р е да е т и нфо р ма ци ю то лько о смысле те кста р е ч и , а р е ч е во й тр а кт – е щ е и эмо ци о на льну ю и др у гу ю и нфо р ма ци ю о го ло се ч е ло ве ка .
Ри с. 6.1 Ур о вне гр а мма и и нте гр а льно е р а спр е де ле ни е по не й
Ри с. 6.3 С пе ктр а льные о ги б а ющ и е зву ко в «В»-1 и «Г»-2 р у сско й р е ч и
Ри с. 6.4 За ви си мо сть сло го во й р а зб о р ч и во сти о ту р о вня р е ч и и ш у ма для р у сско й р е ч и по ло са пр о пу ска ни я 250..3000 Гц. С пе ктр ш у ма р а вно ме р ный На пр и ме р , для S = 80% - о тли ч на я связь на до пр и ш у ме 40 дБ и ме ть си гна л L = 80 дБ, т.е . на 20 дБ б о льш е . С р ыв связи пр и си гна л/по ме ха ≈ 1
6.4 Разбор чи вость р е чи Ра зб о р ч и во сть р е ч и о пр е де ляе тся ка к о тно ш е ни е в % ко ли ч е ства пр а ви льно у слыш а нных эле ме нто в р е ч и к ч и слу пе р е да нных по спе ци а льно со ста вле нным и ста нда р ти зи р о ва нным а р ти ку ляци о нным та б ли ца м. С та нда р тные но р мы р а зб о р ч и во сти у ста на вли ва ютсвязь р а зб о р ч и во сти с экспе р тно й о це нко й ка ч е ства связи , та б л. 6.3 Т а б л. 6.3 Ка ч е ство связи и ли зву ко во й а ппа р а ту р ы Ви д р а зб о р ч и во сти С р ыв П р е де льно Удо вле тХ о ро ш о Отли ч но связи до пу сти мо во р и те льно С ло го ва я S, %
по р . у пик
П Ф 2200… 5000Гц
>
по р . у
сч е тч и к АЦ П
сч е тч и к
АЦ П
сч е тч и к
Осо б е нно сти схе мы: - Уси ли те ли о хва ч е ны глу б о ко й о тр и ца те льно й о б р а тно й связью для а вто ма ти ч е ско е р е гу ли р о вки у си ле ни я а мпли ту ды си гна ла . - В УВВ слу же б но го на зна ч е ни я б е р у т А Ц П на 8 р а зр ядо в – 256 у р о вне й ква нто ва ни я си гна ла , т.е . у р о вни ква нто ва ни я о тли ч а ются др у го тдр у га