人机系统的概念与组成及其界面设计

由人和机组成的系统称为人机系统。一个典型的人机系统如图6-1所示。

图6-1 一个典型的人机系统

人机系统是系统，人机系统具有系统的一些基本特点。从系统的观点来看，人机系统的性质和作用不仅依赖于人和机的特性，而且也取决于人机之间的关系。例如，对于一根绳来说，既可以用来绑住一捆东西（缠绕），也可以用来吊起物品（提拉）等。人和绳没有变，所不同的是人与绳的关系发生了变化。再如，对于同一把座椅来说，不同的使用方式表明了系统的不同性质和作用（图6-2）。在人机系统中，人和机（设计对象）的意义是通过系统总体来解释的。有了总体的概念，才能处理好各个部分的关系。

图6-2 具有多种使用方式的椅子

人机系统包括人和机两个基本部分，它们相互联系构成一个整体。如图6-2所示，把人机系统看作一个信息环路，前面论述的人的信息加工过程，事实上是这个环路中的一部分。在人机系统中，机的概念可以理解为与人交互的所有硬件和软件因素的总和，是设计的对象。在人机系统中，环境可以看作外因，属于干扰因素，是人机系统的影响因素。

人机系统作为一个完整的概念，表达了人机系统设计的对象和范围，从而建立了解决劳动主体和劳动工具之间矛盾的理论和方法。系统中的人是主要研究对象，但又并非孤立地研究人，它同时研究系统的其他组成部分，并根据人的特性和能力来设计和改造系统。

（一）人机系统的组成

在一定的环境条件下，人机系统包括人和机两个基本组成部分，它们互相联系构成一个整体。图6-3为人机系统的模型。该图表明，人机之间存在着信息环路，人机互相联系。这个系统能否正常工作，取决于信息传递过程能否持续有效地进行。

在人机系统中，人起着主导作用。这主要反映在人的决策功能上，因为人的决策错误是导致事故发生的主要原因之一。

图6-3 人机系统模型

（二）人机界面

从图6-1中可以看出，在人与机之间存在一个相互作用的“面”，称为人机界面。人机界面界于人与机器之间，是人与机器之间传递和交换信息的媒介，人和机器的所有信息交流都发生在这个面上。一个典型的人机界面中，人通过控制把信息传递给机器，机器通过显示把信息传递给人。因此，人机界面设计主要就是显示、控制以及它们关系的设计。(www.xing528.com)

图6-4 人与显示器控制器的界面

图6-5 人与程序构成的界面

根据交互对象的不同，人机界面可以分为硬件界面和软件界面。硬件界面指人与所使用的各种有形体的机具构件构成的界面，比如人与显示器、控制器的界面，如图6-4所示。软件界面主要是人与某些程序、规程和使用方法等构成的界面，其中最主要的是人与程序构成的界面，如图6-5所示。

人—计算机界面是一类典型的人机界面，是在计算机技术不断发展的条件下出现的一类人机界面。人—计算机界面是人和计算机相互进行信息交流的接口，其主要由人、计算机硬件和计算机软件组成，如图6-6所示。事实上，现在的很多产品都装有计算机芯片，都可以看作内在的计算机设备。因此，人机交互在很多情况下是一种人—计算机交互。

图6-6 人—计算计界面

在人机界面中还有一类特殊的界面是所谓的“人—机—人界面”，如图6-7所示。在人—机—人界面中，机事实上是人与人进行交互的平台，人与人之间的交互是通过机来完成的。很多网络协同的工作就是通过人—机—人界面来完成的，如图6-8所示。

图6-7 人—计算计—人界面

图6-8 人—计算计—人界面的实例MSN

（三）系统中人和机的不同特点

在人机系统设计中，首先要按照科学的观点分析人和机器各自所具有的不同特点，以便研究人与机器的功能分配，从而扬长避短、各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点；从设计开始就尽量防止产生人的不安全行动和机器的不安全状态，做到安全生产。