人类与计算机能力简介

为什么我们需要学习本章？

要理解人与计算机之间的交互，我们需要了解两者的能力和局限性。在为人类设计任何东西之前，我们必须清楚人类在执行或理解某些任务时感到困难或容易的方面。同时，我们也需要了解系统的约束条件以及其具备的功能。

本章首先探讨人类如何感知外部刺激，接着讨论人类记忆的工作机制，然后分析我们的思维与问题解决能力。

随后，我们研究计算机的输入与输出通道。接着学习计算机内存的限制，例如存储容量和计算能力，因为我们不希望设计出超出计算机处理能力的界面。

人类

为了设计出符合用户需求且与其使用习惯相契合的界面，我们首先需要理解人们是如何感知事物、记忆信息、学习知识以及进行思考的。所有这些能力都属于__认知心理学__的范畴。

注意： 认知心理学 是对思维、学习、记忆、感知、语言使用、注意力及问题解决等心理过程的研究。

人类处理器模型

“人类处理器模型”是由卡德（Card）、莫兰（Moran）和纽厄尔（Newell）于1983年提出的一个认知心理学模型。该模型包含三个子系统：

• 感知系统： 眼睛、耳朵等器官接收来自外部世界的感官刺激作为输入。
• 认知系统： 该系统负责对输入信息进行处理，以理解当前情况并判断需要采取什么行动。
• 运动系统： 该系统负责在信息处理后执行相应的动作。

一个基本的人类作为信息处理器的模型可表示如下：

面对众多陌生术语感到困惑？别担心，接下来的课程将逐一讲解该模型中的重点内容。

人类的输入与输出通道

人类的主要输入通道是各种感官，而输出通道则是其#关键#效应器：效应器 是指能够对检测到的刺激做出反应的身体部位，如肌肉。#关键#

以下是输入与输出通道的列表：

在所有感官中，视觉、听觉和触觉在人机交互（HCI）领域最为重要。使用计算机时，视觉用户通过屏幕获取信息，而计算机则通过发出声音来提示成功、警告或失败。打字过程中，用户通过手指触感感知按键状态，利用触觉判断操作是否完成。其余两种感官目前在与计算设备交互中作用较小。

在所有效应器中，手指在人机交互中起着最关键的作用。手指通过键盘和鼠标向计算机输入指令。语音识别设备如Siri和Alexa则利用人类语音控制设备。物理学家兼宇宙学家斯蒂芬·霍金患有运动神经元疾病，他设计了依靠眼球运动、眉毛动作和面部肌肉移动来操控系统的方案。

其他效应器被应用于虚拟现实和增强现实领域，用于向计算机系统输入指令。例如，Npointer是一款应用，允许用户通过语音和手势控制设备。摄像头会检测并记录手部动作，并将其转换为鼠标或触控板的操作。此外，残障人士也可通过头部运动来控制计算机系统。