Оперативная память человека это: что общего между компьютером и мозгом / Хабр

Содержание

Память, как составляющая познавательной сферы личности

Память, одна из составляющих познавательной сферы личности, сложный психический процесс, включающий в себя частные процессы, непосредственно связанные друг с другом. Память – это дар, который дается человеку при его рождении, у единиц, это феноменальная память, у большинства людей – обычная, а кому-то достается «плохая» память (которая, скорее всего, не настолько плохая, просто недостаток внимания сказывается на памяти). То есть все психические процессы, и состояния человека связаны друг с другом и, естественно, оказывают взаимное влияние.

Память человека – это следовое отражение информации, которая запоминается, сохраняется, не где-то во внешних носителях памяти, а в головном мозге, а затем может быть воспроизведена или узнана.


Благодаря памяти человек может не только ориентироваться во внешнем мире, но и приобретать опыт, используя полученную информацию в повседневной жизни и работе. Хорошая память в совокупности с другими свойствами и качествами человека дает возможность достичь намеченной цели в избранной профессиональной деятельности, получить необходимый опыт, использовать информацию для своей работы и многое другое. При улучшении памяти процесс обучения и самообучения протекает быстрее и продуктивнее, быстрее и качественнее Вы будете проводить необходимые операции и действия за счет меньшего количества ошибок, увеличения скорости и применения полученного ранее своего опыта и опыта, накопленного поколениями. Развивать память можно и нужно одновременно с общим развитием человека. Так, например, без развития внимания, мало, что даст развитие памяти, ибо если Ваше внимание «не заметит» чего-либо важного, то в памяти это не отразится. За «плохую» память не стоит упрекать природу, гены, прежде всего, виноват сам человек, который не прилагает достаточных усилий для улучшения своей памяти, есть в этом и вина воспитателей, не уделявших должного внимания развитию памяти в детстве.

Давайте разберемся в том, как работает наша память. Можно выделить две фазы памяти: лабильную, удерживающую след информации (кратковременную память) и стабильную, сохраняющую след информации (долговременную память). Жизнедеятельность человека определяет различные формы проявления мнемической деятельности (деятельность памяти и ее процессов), ее достаточно многообразные виды, которые можно подразделить по трем критериям:

  • По характеру целей: непроизвольная и произвольная память.
  • По характеру психической активности: двигательная, эмоциональная, образная и словесно-логическая память.
  • По времени закрепления и сохранения информации: кратковременная и долговременная память.

Однако все виды памяти органично связаны. Например, словесно-логическая память, являясь кратковременной или долговременной, может быть как произвольной, так и непроизвольной. Кратковременная память всегда предшествует долговременной, являясь стадиями одного мнемического процесса.

Кратковременная (краткосрочная) память – это вид памяти, мгновенно определяющий необходимость достижения цели данного действия, включает в себя процесс запоминания, сохранения и воспроизведения информации. В оперативной памяти информация хранится и обрабатывается примерно 0,25 секунды. За это время наш мозг решает – стоит ли эту информацию передавать в иные, вышестоящие разделы памяти или нет. Если нет, то информация стирается и заменяется новой. Этот процесс непрерывный. В кратковременной памяти информация храниться уже около 20 секунд. Информация, хранящаяся в ней, также, оценивается по важности и в случае, если она не повторяется или имеет малое значение – стирается.

Что касается тех элементов информации, которые повторялись ранее, или имеют большое значение, сохраняются в долговременной памяти. Тут информация храниться достаточно длительное время или всю жизнь. В долговременной памяти может храниться любое количество информации, но глубина запоминания, так или иначе, зависит от трех главных факторов – повторение информации, значение информации (эмоциональная составляющая), понимание информации.

Таким образом, все, на что обращает внимание человек, проходит через оперативную память, но далеко не все попадает в долговременную память. Это своеобразный защитный механизм памяти от «перегрузки». В нашей памяти установлен естественный «фильтр», выработанный эволюцией. Этот «фильтр» пропускает через себя только важную информацию, повторяющуюся информацию и информацию, которая была воспринята для абсолютного понимания. Эти три принципа – ключ к возможностям нашей памяти.

память компьютера. Сравнение оперативной памяти компьютера с памятью человека

А как работает Ваше ОЗУ? И я сейчас спросил Вас не об устройстве компьютерного блока ОЗУ. Хотя нет и о нем тоже. Наша оперативная память эта та память, которая помогает нам ежедневно. — Вот иду я в комнату к сыну и бац, забыл, зачем пришел. «Попробуй увеличить ОЗУ папаня» — ответ в духе сегодняшнего поколения.

Кратковременная память человека довольно интересная штука, из-за неё у каждого из Вас происходили смешные и неказистые ситуации. Так чем отличается наша кратковременная память, от ОЗУ и какая связь между ними, как работает ОЗУ?

На примере компьютера всё выглядит ясно и просто. ОЗУ работает тогда, когда компьютер включен. В неё записываются все необходимые данные разнообразных программ, первая операционная система, дальше больше! Именно из оперативной памяти, процессор-мозг компьютера, считывает данные и начинает использовать их в соответствии с командами. Если этого не происходит, то мы бежим в ремонт компьютеров с возгласом: — у меня черный экран и всё! Причем «всё» такое знаете, классическое, немного женское, Всё!. Для чего конкретно нужна оперативная память:

— хранение информации во время её обработки;
— хранение команд и действий, и активное сотрудничество с кэш-памятью;

— также она служит для записи и чтения содержания ячеек памяти.

Без оперативной памяти компьютер в принципе может работать, правда, в режиме «слоупока». Так как жесткий диск — желудок компьютера! При этом это плохой желудок, там столько всего и переваривает информацию он так медленно, что пришлось создать ОЗУ. Чтобы увеличить ОЗУ достаточно купить пару плат, а как насчет памяти человека?

Немного о нашей с Вами кратковременной памяти

У нас тоже есть оперативная память, кто знает, возможно, идея ОЗУ родилась благодаря нашей кратковременной памяти. Мы часто её используем, и без неё выжить в таком потоке информации было бы проблематично. Вы замечали, что когда Вам срочно необходимо запомнить что-то не интересное, но нужное, Вы запоминаете это, а потом благополучно забываете. Но следуя сегментам памяти, наш совершенный мозг может найти фрагменты и вернуть информацию. При этом, чем чаще мы вспоминаем, тем легче нам дается доступ. Самый яркий пример — экзамен: выучил, сдал, забыл, если не записал. Так работает память, причем и память компьютера тоже. Все наши идеи сначала приходят в кратковременную память, если они нам не нравятся, то они не записываются и вспомнить будет тяжело.

Немного о сне

Во сне мы не в силах записать в долгосрочную память свои мысли, так как, наш мозг выключен и отдыхает.

— Где мои ключи (носки, рубашка… продолжите сами) дорогая?
— Там же, где и вчера!

Из этого следует, что женщины вовремя смогли увеличить память ОЗУ! Нет, наверно это из-за того, что мужчинам не свойственно думать о мелочах, в которых мы так нуждаемся. Но зато на вопрос, где деньги? Моя супруга отвечает однообразно и односложно, какие деньги? Впрочем, этим же приёмом пользуемся и мы, приходя с зарплатой! Берегите свою память и стремитесь увеличить ОЗУ компьютера!

Оперативная память. Долговременная память

Что же такое компьютерная память?

Само понятие «память» ассоциируется у нас с памятью человека. Так и есть - память компьютера похожа на нашу память.

Мы способны помнить какие-то события всю жизнь, например, такие как дата рождения, порода любимой собаки, таблица умножения, а есть такие события, которые мы помним всего лишь некоторое время, например, когда звоним в справочную службу, чтобы узнать нужный номер телефона.

Так же и у компьютера есть две памяти:

Долговременная память — это память, где информация хранится долго. И только сам пользователь, если решит, что эта информация ему больше не нужна — может удалить.

И оперативная память, где информация хранится только до тех пор, пока компьютер включен.

Но все же понятия «память человека» и «память компьютера» отличаются между собой. Потому что работа компьютера зависит от заложенной в нем программы, а человек — сам управляет своими действиями.

Давайте разберемся с этими видами памяти более подробно, и начнем мы с оперативной памяти.

Данная память представляет собой последовательность ячеек, в которых может находиться (храниться) двоичный код, состоящий из восьми знаков.

Что касается нумерации ячеек, то она начинается с нуля.

Если же мы хотим, вычислить объем оперативной памяти компьютера, то для этого нам нужно количество информации, которая хранится в каждой ячейке, умножить на количество ячеек.

Количество информации, которая хранится в одной ячейке, равно. Если мы будем знать количество ячеек оперативной памяти, то с легкость можем рассчитать объем оперативной памяти компьютера. Например:

Тогда объем оперативной памяти компьютера равен количество информации, хранящейся в каждой ячейке, умноженное на количество ячеек, т.е.:

Оперативную память строят на модулях памяти. Эти модули представляют собой плоские пластины, на которых расположены электрические контакты. По бокам пластины размещаются большие интегральные схемы памяти, которые еще называют БИС.

Модули такой памяти устанавливаются в специальные разъемы, которые располагаются на системной плате.

Современные модули памяти имеют информационную емкость 2 или 4 Гигабайта.

С оперативной памятью мы немного разобрались, теперь давайте поговорим о долговременной памяти.

Как уже говорилось, долговременная память — это такая память, где информация хранится до тех пор, пока пользователь сам ее не удалит. Иногда эту память называют внешней.

Такая память может храниться на различных устройствах. К таким устройствам относятся:

- винчестер, еще его называют жесткий магнитный диск;

- оптические диски, например DVD;

- Flash-память, flash-диски;

- а также дискеты, которые иначе называют гибкие магнитные диски. Но они уже не используются в современных технологиях, т.к. у них маленькая информационная емкость.

Винчестер представляет собой несколько десятков тонких металлических дисков, которые помещены в металлический корпус и вращаются вокруг одной оси, и притом очень быстро.

Что касается информации, то она хранится в сегментах дисковой памяти, так называемых дорожках. Они состоят из нескольких участков, которые либо намагниченные, либо не намагниченные.

Если сравнить эти участки с компьютерным двоичным кодом, то намагниченному участку соответствует компьютерная единица, а не намагниченному — компьютерный ноль.

Если же мы записываем или считываем информацию с винчестера, то сверхминиатюрная магнитная головка устанавливается на определенную дорожку и начинает запись или считывание нужной нам информации. Такие головки могут считывать или записывать информацию более чем с сотни тысяч концентрических дорожек. Именно поэтому, емкость жестких дисков может достигать нескольких терабайт.

Так в процессе считывания информации с оптического диска луч лазера, который находится в дисководе, попадает на поверхность вращающегося диска и отражается.

Следовательно, поверхность диска на каждом участке отражается по-разному, если отражает — то это у нас намагниченный участок и ему соответствует компьютерная единица, и если не отражает — то это не намагниченный участок и ему соответствует компьютерный ноль.

И как вы уже поняли, то на диске информация хранится на одной дорожке, которая начинается от центра и идет к периферии, если внимательно посмотреть, то можно заметить, что дорожка по своей форме похожа на раковину улитки.

Рассмотрим устройство оптических дисков.

Оптические диски бывают различных типов, например, СD, CD-RW, DVD, DVD-RW и Blu-ray.

Как вы уже знаете, информационная емкость СD и CD-RW дисков небольшая, всего лишь 700 Мегабайт. А вот DVD и DVD-RW имеют гораздо больше памяти для записи, чем СD и CD-RW диски. Их информационный объем достигает до 4,7 Гигабайт.

На СD-RW и DVD-RW информацию можно перезаписывать, а на CD-R и DVD-R - нельзя.

Но что касается Blu-ray дисков, то у них информационная емкость огромная, по сравнению с предыдущими дисками. Информационная емкость Blu-ray диска зависит от количества слоев на диске. Он может быть однослойный, двухслойным, трехслойном и т.д.

Например, если же у нас Blu-ray диск — однослойный, то его память равна 25 Гигибайт, если же двухслойный, то 50 Гигабайт, трехслойный — 100 Гигабайт и т.д.

Это мы рассмотрели устройства, относящиеся к магнитной долговременной памяти и к оптической долговременной памяти, Но существует еще одна память — это энергонезависимая долговременная память. К такой памяти относятся карты flash-памяти и flash-диски.

Карты flash-памяти и flash-диски называют энергонезависимыми, потому что они используют энергию только для записи и считывания информации, а для хранения — нет.

Также данные устройства по своему строению немного проще, чем предыдущие, они не имеют никаких движущихся частей, поэтому они более надежны и компактны.

За счет своей компактности и низкому потреблению энергии flash-память используется в цифровых фото- и видеокамерах, MP3-плеерах, мобильных телефонах и т.д.

Т.к. современные технологии развиваются, то на смену дискетам и CD дискам пришли USB-диски, именно поэтому некоторые фирмы перестали выпускать компьютеры с дисководом гибких дисков.

На данный момент ассортимент USB flash-накопителей очень велик. Они отличаются между собой формой, емкостью и быстродействием.

Рабочая память — это… Что такое Рабочая память?

Рабо́чая па́мять — разновидность памяти у мыслящих живых существ, определяющая способность «держать в уме» небольшие фрагменты информации, необходимые для сиюминутной мыслительной деятельности, например, для решения логической задачи или осознания сложной информации. Это «быстрая» память, извлечение информации из которой происходит гораздо быстрее, чем из обычной долговременной памяти. Рабочую память можно сравнить с оперативной памятью компьютера, или скорее даже с регистрами центрального микропроцессора.

Как синоним иногда используется термин «кратковременная память», однако понятие «рабочая память» лучше подчёркивает её предназначение и сейчас стало общепризнанным.

Исследования установили, что за кратковременную память отвечают участки в лобной и теменной долях мозга, участки базальных ядер (basal ganglia) и передняя часть поясной извилины (anterior cingulate). Данные о расположении рабочей памяти получены первоначально при исследовании эффектов от удаления отделов мозга у животных, а затем в экспериментах по нейровизуализации.

Понятие рабочей памяти тесно связывают с понятием подвижного интеллекта. Некоторые учёные находили связь между размером рабочей памяти и уровнем подвижного интеллекта, в связи с чем возникла теория о возможности развития подвижного интеллекта путём развития рабочей памяти при использовании техник вроде n-назад.[1]

Модель рабочей памяти Алана Бэддли

По мнению Алана Бэддли (англ. Alan Baddeley), рабочая память является частью долговременной памяти и включает в себя кратковременную память. Рабочая память содержит только ту информацию из долговременной памяти, которая находится в активной обработке. В рабочей памяти находятся зрительно-пространственный набросок, фонологическая петля, центральный управляющий элемент (англ. central executive) координирующий когнитивные процессы (связывающий информацию поступающую из разнообразных источников, управляющий вниманием), эпизодический буфер (англ. episodic buffer) и другие подсистемы. Эпизодическая подсистема рабочей памяти связывает информацию из вспомогательных систем рабочей памяти и из долговременной памяти в целостное эпизодическое образование.

Фонологическая петля (англ. phonological loop) или артикуляцонная петля (англ. articulatory loop) связана с обработкой звуковой или фонологической информации. Фонологическая петля состоит из двух элементов: кратковременное фонологическое хранилище, накапливающее звуковую информацию или звуковые следы памяти с быстрыми процессами затухания информации, и компонент артикуляционного повторения, который возобновляет следы памяти. Без артикуляционного повторения информация затухает в течение около 2 секунд.

Примечания

  1. Kirchner, W. K. (1958), Age differences in short-term retention of rapidly changing information. Journal of Experimental Psychology, 55(4), 352—358

Урок 5Хранение информации. Создаем и сохраняем файлы







Ключевые слова:

• память человека
• память человечества
• носитель информации
• файл
• папка


Память человека и память человечества

Для того чтобы информация стала достоянием многих людей и могла передаваться последующим поколениям, она должна быть сохранена. Память — самый первый инструмент хранения информации.

Существует память отдельного человека и память человечества. Память человечества, в отличие от памяти отдельного человека, содержит все знания, которые накопили люди за время своего существования и которыми могут воспользоваться ныне живущие люди. Эти знания представлены в книгах, запечатлены в живописных полотнах, скульптурах и архитектурных произведениях великих мастеров.

Изобретённая в 1839 году фотография позволила сохранить для потомков лица людей, пейзажи, явления природы и другие зримые свидетельства прошедших времён.

Человек научился хранить и звуковую информацию. Вначале её сохранение обеспечивалось передачей «из уст в уста» (например, напевами), позднее — с помощью записи нот. В 1877 году был создан первый прибор для записи и воспроизведения звука — фонограф.

В 1895 году в Париже был продемонстрирован первый в мире кинофильм. С той поры человечество получило возможность сохранять образы, воплощённые в движении (танец, жесты, пантомима и пр.).

Современный компьютер может хранить в своей памяти различные виды информации: текстовую, графическую, числовую, звуковую и видеоинформацию.

Дополнительные сведения о том, как хранили информацию раньше, можно найти в электронном приложении к учебнику.

Оперативная и долговременная память

Каждый человек хранит определённую информацию в собственной памяти — «в уме». Вы помните свой домашний адрес, имена, адреса и телефоны близких родственников и друзей. В вашей памяти хранятся таблицы сложения и умножения, основные орфограммы и другие знания, полученные в школе. Собственную (внутреннюю) память человека можно назвать оперативной, потому что содержащаяся в ней информация воспроизводится достаточно быстро. Но так уж устроен человек, что он не может долго хранить большие объёмы информации в собственной памяти: если не закреплять знания постоянными упражнениями, информация очень быстро забывается. Чтобы избежать этого, мы используем записные книжки, справочники, энциклопедии и другие носители информации — внешнюю память. Эту память можно назвать долговременной.

Носитель информации — это любой материальный объект, используемый для хранения на нём информации.

В разное время носителями информации служили: камень, пергамент, папирус и другие материалы, а также изделия из них.

С давних времён до настоящего времени одним из основных носителей информации остаётся бумага.

Свойства бумаги как носителя информации поистине уникальны:

• технология изготовления бумаги достаточно проста и недорога;
• даже тонкая бумага достаточно прочна и долговечна;
• бумага очень удобна для нанесения на неё знаков и рисунков с помощью разноцветных красок.

Много интересной информации о носителях информации вы сможете узнать, познакомившись с материалами электронного приложения к учебнику.

Файлы и папки

Программы и данные хранятся на устройствах долговременной памяти в виде файлов. Содержимым файла может быть текст, программа, таблица, рисунок, ведомость и т. д.

Файл — это информация, хранящаяся во внешней памяти и обозначенная именем.

Имя файла, как правило, состоит из двух частей: собственно имени и расширения. Собственно имя файлу придумывает тот, кто его создаёт. Делать это рекомендуется осмысленно, отражая в имени содержание файла. Имя файла может содержать до 255 символов; в нём можно использовать буквы латинского и русского алфавитов, пробелы и практически все символы, имеющиеся на клавиатуре.

Расширение обычно автоматически задаётся программой, в которой вы работаете. Оно сообщает пользователю и компьютеру о том, какого типа информация хранится в файле и какой программой был создан этот файл. Почти всегда расширение состоит из трёх букв латинского алфавита. От имени расширение отделяется точкой.

Например, имя файла расписание.txt говорит о том, что в файле содержится текстовая информация о расписании.

Уточните, каких правил при именовании файлов необходимо придерживаться в ОС, установленной на вашем компьютере.

На каждом компьютерном носителе информации может храниться огромное количество файлов — десятки и даже сотни тысяч. Чтобы не возникло путаницы, файлы по определённым признакам группируют в папки.

Папка — это контейнер для файлов.

Каждый файл хранится в папке или во вложенной папке (папка, расположенная внутри папки). Пусть, например, на жёстком диске компьютера записано несколько игр. Игра представляет собой набор файлов. Каждая игра хранится в отдельной папке, при этом все папки с играми для удобства могут быть вложены в одну общую папку с именем «Игры».

Система хранения файлов напоминает хранение большого количества книг в библиотеке (рис. 13).

Для каждого из вас на жёстком диске создана папка, где будут храниться файлы с вашими текстами и рисунками.

Много полезной информации вы сможете почерпнуть из видеолекции «Файлы и папки», размещённой в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru).

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Существует память отдельного человека и память человечества. Память человека можно назвать оперативной, потому что содержащаяся в ней информация воспроизводится достаточно быстро. Записные книжки, справочники, энциклопедии и другие внешние хранилища информации можно назвать долговременной памятью.

Носитель информации — это любой материальный объект, используемый для хранения на нём информации.

Файл — это информация, хранящаяся во внешней памяти компьютера как единое целое и обозначенная именем. Имя файлу придумывает тот, кто его создаёт.

Чтобы не возникло путаницы, файлы по определённым признакам группируются в папки.

Вопросы и задания

1. Какими свойствами обладает память человека?

2. Чем отличается память человека от памяти человечества?

3. Почему информацию, которую мы помним наизусть, можно назвать оперативной? Приведите примеры оперативной информации, которой вы владеете.

4. Какие сведения вы храните в своей записной книжке? Как можно назвать записную книжку с точки зрения хранения информации?

5. Перечислите достоинства и недостатки хранения информации в оперативной и долговременной памяти.

6. Объясните своими словами, что такое носитель информации. Какие носители информации вам известны? Каким носителем информации вы пользуетесь чаще всего?

7. В Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru) найдите тренажёр «Определение носителя информации» (вариант ученика). Выполните тренировочные упражнения.

8. В следующих примерах укажите информационный носитель и форму представления информации:

а) табличка с номером дома;
б) почтовая открытка;
в) билет на поезд;
г) газета;
д) диск со сборником мультфильмов.

9. Что такое файл?

10. Какие правила именования файлов вам известны?

11. Сравните хранение файлов в компьютере и книг в библиотеке.

Электронное приложение к уроку


Файлы Материалы урока Ресурсы ЕК ЦОР

Компьютерный практикум

Выполнить работу №3 «Создаём и сохраняем файлы»

Cкачать материалы урока

Тест по информатике Память человека и память человечества. Оперативная и долговременная память для 5 класса

Тест по информатике Память человека и память человечества. Оперативная и долговременная память для 5 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта, в каждом варианте 9 заданий с выбором ответа.

1 вариант

1. Память одного человека может содержать все знания человечества?

1) да
2) нет

2. Сравните память человека и человечества.

1) память человека больше
2) память человечества больше
3) одинаковы

3. Выберите верное утверждение.

Раньше, в древности, информация передавалась

1) из уст в уста
2) через книги
3) через компьютер
4) через фильмы

4. Человек хранит в уме информацию. Можно сказать, что эта информация хранится

1) в оперативной памяти
2) в долговременной памяти

5. Маша выучила стихотворение. Можно ли сказать, что это стихотворение хранится в долговременной памяти?

1) да
2) нет

6. На какую память компьютера похожа записная книжка?

1) на оперативную
2) на долговременную

7. Каким свойством обладает оперативная память?

1) быстрый доступ к информации
2) длительный доступ к информации
3) хранит большой объём информации
4) долго хранит информацию

8. Выберите верное соответствие внешней памяти.

1) это оперативная память
2) это долговременная память

9. В каком случае указан нематериальный носитель информации?

1) камень
2) бумага
3) компьютер
4) песня

2 вариант

1. Как определить память человечества?

1) память большой группы людей
2) знания большой группы людей
3) все знания за все время существования всех людей

2. Память человечества включает знания одного человека?

1) да
2) нет

3. Выберите верное утверждение.

В древности носителями информации были

1) свитки из папируса
2) книги
3) компьютер
4) фильмы

4. Миша учил стихотворение, но назавтра не помнил его. Какое свойство оперативной памяти проявилось?

1) информация не может долго храниться
2) не может храниться большой объём информации
3) к информации есть быстрый доступ

5. К какому виду памяти относятся справочники?

1) к оперативной памяти
2) к долговременной памяти

6. Выберите верное соответствие внутренней памяти.

1) это оперативная память
2) это долговременная память

7. Каким свойством обладает долговременная память?

1) быстрый доступ к информации
2) хранит большой объём информации
3) не может долго хранить информацию
4) информация пропадает после выключения компьютера

8. Может ли человек улучшить свойства своей оперативной памяти?

1) да
2) нет

9. Какой носитель информации с давних времен и до настоящего времени является основным?

1) камень
2) бумага
3) диск
4) компьютер

Ответы на тест по информатике Память человека и память человечества. Оперативная и долговременная память для 5 класса
1 вариант
1-2
2-2
3-1
4-1
5-2
6-2
7-1
8-2
9-4
2 вариант
1-3
2-1
3-1
4-1
5-2
6-1
7-2
8-1
9-2

Роль памяти в деятельности человека

На всех этапах трудовой деятельности оператора важную роль играют функции памяти. Но особого напряжения её требуют процессы принятия и реализации решения, в котором принимают участие: непосредственная,кратковременная, оперативная и долговременная память.

Непосредственная память хранится недолго — всего 0,1 — 0,5 секунды. Это — своеобразная фотография объектов, воздействующих на органы чувств человека.
Проделайте такой опыт: закройте глаза, затем откройте их на мгновение и снова закройте. Увиденная вами картина сохраняется некоторое время, а потом медленно исчезает; этот период и есть непосредственная зрительная память, продлить его невозможно.
Кратковременная память отличается от непосредственной тем, что является уже не полным отражением объекта, а его интерпретацией — моделью.

Так, услышав какую-нибудь речевую фразу, человек запоминает, как правило, не отдельные звуки, а их символы (слова, цифры, знаки), то есть понятия — обобщенные образы воспринятого.

Из непосредственной памяти в кратковременную попадает только та информация, которая осознается чело-веком и привлекает к себе его повышенное внимание, связано с решаемой им задачей.

Длительность удержания следов составляет здесь около 20 сек при однократном предъявлении воспринимаемого материала, а количество сохраняемой информации — в среднем от 5 до 9 единицы. Отличительной особенностью кратковременной памяти является то, что её механизмы работают без предварительной установки на запоминание.

При работе оператору приходится непрерывно запоминать ряды поступающих сигналов на короткое время, а после того как операция выполнена, тотчас забывать полученную информацию, чтобы иметь возможность принять и перерабатывать новую. Иными словами, оператор не должен терять преемственность событий, совершающихся в соответствии с алгоритмом трудового процесса, программы действий. В таких случаях работает так называемая «оперативная память».

Оперативная память рассчитана на удержание информации в течение определенного срока, который зависит от времени, необходимого для решения производственной задачи и может колебаться от нескольких секунд до нескольких дней.

Поскольку любое трудовое действие обычно выполняется по частям, человек, продвигаясь к достижению конечной цели, должен помнить некоторые промежуточные результаты своей работы до тех пор, по-ка выполняет ее. Эти части имеют название оперативных единиц памяти и могут быть представлены разными, в зависимости от типа решаемой производственной задачи, элементами (знаковыми показаниями приборов, схема-ми, чертежами, принципами, законами, правилами и т. д).

Объем оперативной памяти на статические сигналы, когда оператором запоминается и воспроизводится их неизменная последовательность, составляет в среднем 5 — 9 единиц. В случае, если ему требуется следить за их динамикой в соответствии с изменением обстановки, эта величина составляет 3 — 4 сигнала

Продуктивность оперативной памяти зависит как от индивидуальных различий людей, так и от объективных параметров, которые отличаются выраженным многообразием.

Это и количество информации, и степень вероятности появления сигналов, и их место в предъявляемой последовательности, и модальность и целый ряд других, определяющих точность, объем и длительность оперативной памяти.

Известно, что лучше всего запоминаются символы, появляющиеся с наименьшей (неожиданные) или с наибольшей (ожидаемые) вероятностью.

Или, например, знаки, находящиеся в начале и особенно в конце любой последовательности (буквы в слове) воспроизводятся, то есть извлекаются из памяти с наименьшим количеством ошибок. При этом, чем чаще человек припоминает давно заученное, тем больше вероятность его сохранения на длительный срок — долговременная память, которая включает в себя весь жизненный и профессиональный опыт индивида. Сроки удержания и ёмкость этого вида памяти практически не ограничены. Из её «кладовых» систематически извлекается нужная в данный момент информация, что требует усилий воли и мышления.

Во время принятия и реализации оператором решения, происходит непрерывный перевод информации, с одной стороны, из кратковременной , а с другой — из долговременной памяти в оперативную.

При этом осуществляется выбор наиболее значимого для ситуации материала, определяемый типом задачи, которую решает человек. В процессе оперативной памяти существенную роль играет момент забывания («сбрасывания») ненужной, отработанной информации. Иногда оператор совершает ошибки не потому, что не запомнил необходимые данные, а потому, что не забыл уже использованные, которые отвлекают его внимание и могут мешать работе.

Между всеми видами памяти в деятельности оператора существует тесная взаимосвязь: в одних случаях ведущее место принадлежит кратковременной (непосредственной и оперативной), в других — долговременной памяти.

Волшебная Тайна Четыре: Как ограничивается объем оперативной памяти и почему?

Curr Dir Psychol Sci. Авторская рукопись; Доступно в PMC 2010 мая 4 мая 4.

Опубликовано в окончательной редактированной форме AS:

PMCID: PMC2864034

NIHMSID: Nihms167613

Nelson Cowan

Университет Nelson

Nelson Cowan, Университет Миссури;

1 Адресная корреспонденция: Нельсон Коуэн, кафедра психологических наук, Университет Миссури, Колумбия, 18 Макалестер Холл, Колумбия, Миссури 65211, тел.573-882-4232; Факс 573-882-7710, [email protected] См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Емкость рабочей памяти важна, потому что когнитивные задачи могут быть выполнены только при наличии достаточной способности удерживать информацию по мере ее обработки. Способность повторять информацию зависит от требований задачи, но ее можно отличить от более постоянного, основного механизма: центрального хранилища памяти, ограниченного 3–5 значимыми элементами у молодых людей. Я расскажу, почему этот центральный предел важен, как его можно наблюдать, как он различается у разных людей и почему он может возникнуть.

Ключевые слова: Пределы емкости рабочей памяти, Ограничения емкости центрального хранилища, Фрагментирование, Группировка, Емкость ядра

Возможно, это не волшебство, но это тайна. Существуют строгие ограничения на то, сколько можно удерживать в памяти одновременно (~3–5 пунктов). Когда, как и почему происходит ограничение?

В известной статье, с юмором описывающей «магическое число семь плюс-минус два», Миллер (1956) утверждал, что его преследует целое число. Он продемонстрировал, что можно воспроизвести список не более чем из семи случайно упорядоченных значимых элементов или кусков (которые могут быть буквами, цифрами или словами).Однако другие исследования дали другие результаты. Молодые люди могут вспомнить только 3 или 4 более длинных словесных фрагмента, таких как идиомы или короткие предложения (Gilchrist, Cowan, & Naveh-Benjamin, 2008). Некоторые пожимают плечами, делая вывод, что предел «просто зависит» от деталей задачи памяти. Однако недавние исследования показывают, когда и как можно предсказать предел.

Предел воспоминаний важен, потому что он измеряет то, что называется рабочей памятью (Baddeley & Hitch, 1974; Miller, Galanter & Pribram, 1960), несколько временно активных мыслей.Рабочая память используется в умственных задачах, таких как понимание языка (например, сохранение идей из начала предложения для объединения с идеями позже), решение задач (в арифметике перенос цифры из столбца единиц в разряд десятков при запоминании). цифры) и планирование (определение наилучшего порядка посещения банка, библиотеки и продуктового магазина). Многие исследования показывают, что объем рабочей памяти различается у разных людей, предсказывает индивидуальные различия в интеллектуальных способностях и изменяется на протяжении всей жизни (Cowan, 2005).

Трудно определить предел емкости рабочей памяти, поскольку информация сохраняется несколькими механизмами. Значительные исследования показывают, например, что человек может запомнить речь примерно на 2 секунды, репетируя про себя (Baddeley & Hitch, 1974). Однако рабочая память не может быть ограничена только таким образом; в процедурах с бегущим диапазоном можно вызвать только последние 3–5 цифр (менее чем за 2 секунды). В этих процедурах участник не знает, когда закончится список, и, когда это произойдет, он должен вспомнить несколько элементов из конца списка (Cowan, 2001).

ПОНИМАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ ПРЕДЕЛОВ ОБЪЕМА

Чтобы понять природу пределов объема рабочей памяти, важны два различия. В то время как способность рабочей памяти обычно измеряется с точки зрения обработки информации, она вместо этого принимает централизованные меры, специфичные для хранения, для соблюдения ограничений емкости, которые одинаковы для разных материалов и задач.

Различие , связанное с обработкой, и , связанное с хранилищем, связано с тем, предотвращается ли стратегия обработки, которую люди применяют для повышения производительности, и учитываются ли вредоносные процессы, которые мешают оптимальному использованию рабочей памяти.Емкость конкретного хранилища — это более аналитическая концепция, которая остается неизменной в гораздо более широком диапазоне обстоятельств. В широком смысле способность рабочей памяти широко варьируется в зависимости от того, какие процессы могут быть применены к задаче. Для запоминания словесных материалов можно попытаться повторить их в уме (прорепетировать скрытно). Можно также попытаться сформировать куски из нескольких слов. Например, чтобы не забыть купить хлеб, молоко и перец, можно представить себе хлеб, плавающий в перечном молоке. Чтобы запомнить последовательность пространственных местоположений, можно представить путь, образованный из этих местоположений.Хотя мы пока не можем точно предсказать, насколько хорошо рабочая память будет работать в каждой возможной задаче, мы можем измерить конкретную емкость хранилища, предотвращая или контролируя стратегии обработки.

Таким образом можно соблюсти предел вместимости от 3 до 5 отдельных предметов (Cowan, 2001). Во многих таких исследованиях с урезанной репетицией и группировкой информация представлялась (1) в виде краткого одновременного пространственного массива; (2) в необслуживаемом слуховом канале, когда внимание к сенсорной памяти имеет место только после окончания звуков; (3) во время открытого повторяющегося произнесения участником одного слова; или (4) в серии с непредсказуемым концом, как в бегущем пролете.Это граничные условия, в пределах которых, по-видимому, можно наблюдать горстку понятий в сознательном уме.

Эти граничные условия также полезны для прогнозирования производительности, когда материал слишком короткий, длинный или сложный для использования таких стратегий обработки, как репетиция или группировка. Например, при понимании эссе может потребоваться одновременно держать в уме основную посылку, точку зрения, изложенную в предыдущем абзаце, а также факт и мнение, представленные в текущем абзаце.Только когда все эти элементы будут объединены в единый фрагмент, читатель сможет успешно продолжить чтение и понимание. Забвение одной из этих идей может привести к более поверхностному пониманию текста или к необходимости вернуться и перечитать. Как заметил Коуэн (2001), многие теоретики с математическими моделями конкретных аспектов решения задач и мышления допускают, чтобы количество элементов в рабочей памяти варьировалось как свободный параметр, и модели, по-видимому, остановились на значении около 4. где обычно достигается наилучшее соответствие.

В недавних статьях мы показали постоянство объема рабочей памяти в чанках, обучая новым чанкам, состоящим из нескольких элементов. Мы представили набор произвольно составленных пар слов, таких как desk-ball , неоднократно с последовательным спариванием. В то же время мы представили другие слова как синглтоны. Парные слова становятся новыми фрагментами. Молодые люди могут вспомнить от 3 до 5 кусков из представленного списка, независимо от того, являются ли они выученными парами или одиночками. Наиболее точный результат был получен Ченом и Коуэном (в печати), как показано на рис.Обычно результат зависел бы от длины списка и элементов, но, когда вербальная репетиция была предотвращена тем, что участник повторял слово «the» на протяжении всего испытания, люди запоминали только около 3 единиц, независимо от того, были ли они одиночками. или изученные пары. Имея аналогичные результаты для многих типов материалов и задач, мы полагаем, что у взрослых действительно существует центральная функция рабочей памяти, ограниченная 3–5 фрагментами, которая может предсказывать ошибки в мышлении и рассуждениях (Halford, Cowan, & Andrews, 2007).

Иллюстрация трехчастного метода Чена и Коуэна (в печати) с использованием списков слов и ключевого результата. Центральный предел емкости, который можно наблюдать только в том случае, если предотвратить репетицию, составлял около 3 фрагментов, независимо от того, были ли эти фрагменты одиночками или выученными парами слов.

Можно спросить, как люди различаются по способности рабочей памяти. Они могут отличаться тем, сколько можно хранить. Однако есть также процессы, которые могут влиять на эффективность использования рабочей памяти. Важным примером является использование внимания для заполнения рабочей памяти элементами, которые нужно запомнить (например, концепции, объясняемые в классе), а не для заполнения ее отвлечениями (например, тем, что вы планируете делать после урока). .Согласно одному типу взглядов (например, Kane, Bleckley, Conway, & Engle, 2001; Vogel, McCollough, & Machizawa, 2005), люди с низким объемом памяти помнят меньше, потому что они используют больше своего объема памяти, храня информацию, которая не имеет отношения к делу. к поставленной задаче.

Несколько других недавних исследований показывают, однако, что эта популярная точка зрения не может быть исчерпывающей и что существуют реальные различия в способностях между людьми (Cowan, Morey, AuBuchon, Zwilling, and Gilchrist, в печати; Gold et al., 2006). Коуэн и др. сравнили 7–8-летних и 11–12-летних детей и студентов колледжей, используя версию процедуры памяти массива, показанную на рис. Были две разные формы, но участникам иногда давали указание сохранять только предметы одной формы. Чтобы сделать задачу интересной для детей, цветные фигуры должны были представляться детьми в классе. Когда тестовый образец был представлен, задача состояла в том, чтобы указать щелчком мыши, находится ли этот «ребенок» на правильном месте, принадлежит другому месту или принадлежит (полностью отсутствовал в массиве памяти).В последнем случае щелчок по значку двери отправлял «ребенка» к директору.

Иллюстрация метода Cowan et al. (в печати) с использованием массивов объектов и ключевым результатом. Для простых материалов предел возможностей заметно увеличивался с 7 лет до совершеннолетия, тогда как способность сосредотачиваться на важных предметах и ​​игнорировать второстепенные в течение всего этого времени оставалась довольно постоянной.

Мы оценили содержимое рабочей памяти в нескольких условиях внимания. В одном из условий нужно было обслуживать объекты одной формы, и в 80 % испытаний пробный образец имел эту форму.В оставшихся 20% испытаний в этом состоянии, тем не менее, тестировался элемент формы, которую следует игнорировать. Пробник иногда отличался по цвету от соответствующего элемента массива. Мы подсчитали долю испытаний с изменением, в которых изменение было замечено (попадания), и испытаний без изменений, в которых был дан неверный ответ на изменение (ложные тревоги). Попадания и ложные тревоги способствовали простой формуле, показывающей количество элементов, хранящихся в рабочей памяти (Cowan, 2001). Это значение было ниже для 7-летних (~ 1,0.5), чем у детей старшего возраста или взрослых (~ 3,0), что указывает на то, что возрастные группы различаются по хранению. Было также преимущество в том, что тест на запоминание формы по сравнению с игнорированием формы; внимание очень помогло. Примечательно, что это преимущество для посещаемой формы было таким же большим у 7-летних детей, как и у взрослых, при условии, что общее количество предметов в поле было небольшим (4). Это говорит о том, что простая способность к хранению, а не только способность к обработке, отличает маленьких детей от взрослых.В другой работе предполагается, что возможности хранения и обработки вносят важный, частично раздельный, а частично перекрывающийся вклад в интеллект и развитие (Cowan, Fristoe, Elliott, Brunner, & Saults, 2006).

Различие между инклюзивным и центральным связано с тем, позволяем ли мы людям использовать временную информацию, специфичную для того, как что-то звучит, выглядит или ощущается, то есть информацию, специфичную для сенсорной модальности; или же мы структурируем наши стимулирующие материалы так, чтобы исключить этот тип информации, оставив в остатке только абстрактную информацию, применимую к различным модальностям (называемую центральной информацией).Хотя важно, чтобы люди могли использовать яркие воспоминания о том, как выглядела картинка или как звучало предложение, эти типы информации, как правило, затрудняют обнаружение центральной памяти, обычно ограниченной 3–5 элементами у взрослых. Эта центральная память особенно важна, потому что она лежит в основе решения проблем и абстрактного мышления.

Центральные пределы можно наблюдать лучше, если вклад информации в сенсорную память сокращен, как показано Saults & Cowan (2007) в процедуре, показанной на рис.Массив цветных квадратов был представлен одновременно с массивом одновременно произносимых цифр, воспроизводимых разными голосами в четырех громкоговорителях (чтобы не репетировать). Иногда задача заключалась в том, чтобы обращать внимание только на квадраты или только на произносимые цифры, а иногда — на обе модальности одновременно. Ключевой вывод заключался в том, что, когда внимание было направлено по-разному, предел емкости центральной рабочей памяти все еще сохранялся. Люди могли запомнить около 4 квадратов, если их просили обращать внимание только на квадраты, а если их просили обращать внимание и на квадраты, и на цифры, они могли запомнить меньше квадратов, но всего около 4 элементов.Этот фиксированный предел возможностей был достигнут, однако, только в том случае, если за элементами, которые нужно было вызвать, следовал беспорядок бессмысленных, смешанных визуальных и акустических стимулов (маска), так что сенсорная память была стерта, а мера рабочей памяти была ограничена. к центральной памяти. В инклюзивной ситуации (без маски) две модальности были лучше, чем одна. Коуэн и Мори (2007) аналогичным образом обнаружили, что для процесса кодирования (помещения в рабочую память) одних элементов при запоминании других опять же две модальности лучше, чем одна (Коуэн и Мори, 2007), тогда как модальность не имеет значения для центрального хранилища. в рабочей памяти после завершения кодирования.

Иллюстрация метода в пятом и последнем эксперименте Солтса и Коуэна (2007) с использованием аудиовизуальных массивов и основных результатов. Когда сенсорная память была удалена, вместимость составляла около 4 элементов, независимо от того, были ли это все визуальные объекты или смесь зрительных и слуховых элементов.

ПОЧЕМУ ОГРАНИЧЕНИЕ ОБЪЕМА ХРАНЕНИЯ?

Причины ограниченного хранения в центральной рабочей памяти 3–5 фрагментов остаются неясными, но Cowan (2005) рассмотрел множество гипотез. Они не обязательно несовместимы; более чем один мог иметь заслуги.Есть два лагеря: (1) ограничения возможностей как слабые стороны и (2) ограничения возможностей как сильные стороны.

Лагерь -предел-возможностей-как-слабость предлагает причины, по которым мозгу было бы биологически дорого иметь больший объем рабочей памяти. Один из способов, которым это могло бы работать, состоит в том, что существует цикл обработки, в котором паттерны возбуждения нейронов, представляющие, скажем, четыре элемента или понятия, должны срабатывать по очереди в течение, скажем, каждых последовательных 100-миллисекундных периодов, иначе не все понятия останутся в памяти. активно в рабочей памяти.Представление большего количества элементов может быть неудачным, потому что вместе они слишком долго активируются по очереди, или потому что шаблоны, расположенные слишком близко друг к другу во времени, создают помехи между шаблонами (например, красный квадрат и синий кружок не совпадают). -запоминается как красный кружок и синий квадрат).

Если вместо этого нейронные паттерны для нескольких понятий активны одновременно, может случиться так, что более чем четыре понятия приводят к интерференции между ними, или что каждому понятию назначаются отдельные мозговые механизмы с недостаточным количеством нейронов в некоторых критических местах, чтобы удерживать больше чем около четырех элементов, активных одновременно.В предлагаемых чтениях обсуждаются исследования нейровизуализации, показывающие, что одна область мозга, нижняя теменная борозда, кажется ограниченной, по крайней мере, для визуальных стимулов. Если мощность — это слабость, то, возможно, высшие существа с другой планеты могут совершать подвиги, недоступные нам, потому что у них больший предел рабочей памяти, как у наших цифровых компьютеров (которые, однако, не могут выполнять сложную обработку, чтобы соперничать с людьми по ключевым параметрам).

Лагерь с пределом мощности и силой включает различные гипотезы.Математическое моделирование показывает, что при некоторых простых допущениях поиск информации наиболее эффективен, когда группы, подлежащие поиску, включают в среднем около 3,5 элементов. Список из трех элементов хорошо структурирован с началом, серединой и концом, служащими отдельными характеристиками маркировки элементов; список из пяти пунктов ненамного хуже, с двумя добавленными промежуточными позициями. Большее количество элементов может потерять различимость в списке. Относительно небольшая центральная рабочая память может позволить всем одновременно активным концепциям ассоциироваться друг с другом (разбиваться на части), не вызывая путаницы или отвлечения внимания.Несовершенные правила, такие как правила грамматики, можно выучить, не слишком беспокоясь об исключениях из правил, поскольку они часто теряются в нашей ограниченной рабочей памяти. Это может быть преимуществом, особенно у детей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тесты рабочей памяти демонстрируют практические ограничения, которые варьируются в зависимости от того, позволяют ли условия теста такие процессы, как группировка или репетиция, сосредоточение внимания только на материале, имеющем отношение к задаче, и использование модальности или материально- специальные магазины в дополнение к центральному магазину.Тем не менее недавняя работа предполагает, что существует основное ограничение центрального компонента рабочей памяти, обычно 3–5 фрагментов у молодых людей. Если мы внимательно относимся к контролю стимулов, пределы центральной способности полезны для прогнозирования того, какие мыслительные процессы могут выполняться людьми, а также для понимания индивидуальных различий в когнитивной зрелости и интеллектуальных способностях. Вероятно, существуют факторы биологической экономии, ограничивающие центральную мощность, но в некотором смысле существующие ограничения могут быть идеальными или почти идеальными для человека.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ЧТЕНИЯ

Baddeley, A. (2007). Рабочая память, мысли и действия . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. Эта книга представляет собой вдумчивое обновление традиционной теории рабочей памяти, взятое в ее широком контексте, включая обсуждение недавнего компонента эпизодического буфера, который может иметь общие характеристики с концепцией емкости центрального хранилища.

Коуэн, Н., и Роудер, Дж.Н. (в прессе). Комментарий к «Динамические сдвиги ограниченных ресурсов рабочей памяти в человеческом зрении. Наука . Эта статья обеспечивает математическое обоснование концепции фиксированного предела возможностей и защищает ее от альтернативной гипотезы о том, что внимание может быть рассеяно по всему предмету, представленному человеку.

Коуэн, Н. (2005). См. список литературы. Эта книга развивает статью Коуэна (2001), которая является краеугольным камнем исследования предела емкости, представляя аргументы в пользу ограничения центрального хранилища в контексте истории области, проводя ключевые различия и исследуя альтернативные теоретические объяснения предел.

Джонидес, Дж., Льюис, Р.Л., Ни, Д.Е., Люстиг, К.А., Берман, М.Г., и Мур, К.С. (2008). Ум и мозг кратковременной памяти. Ежегодный обзор психологии, 59 , 193–224. В этой обзорной статье в общих чертах рассматривается система рабочей памяти, принимая во внимание как поведенческие данные, так и данные о мозге, а также обсуждаются пределы емкости наряду с другими возможными ограничениями, такими как распад.

Клингберг, Т. (2009). Переполненный мозг: информационная перегрузка и пределы оперативной памяти .Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. В этой книге широко и просто обсуждаются недавние исследования концепции емкости рабочей памяти, с акцентом на исследования мозга, тренировку рабочей памяти и практические последствия ограничений емкости.

Благодарности

Это исследование было поддержано грантом NIH R01 HD-21338. Читателям в 26 м веке или позже: Название намекает на Волшебное таинственное турне , один из многих электромеханически записанных сборников ритмичной голосовой и инструментальной музыки о жизни и эмоциях группы «Битлз», британской четверки, которая имел мессианскую популярность.

Ссылки

  • Baddeley AD, Hitch G. Рабочая память. В: Bower GH, редактор. Психология обучения и мотивации. Том. 8. Нью-Йорк: Академик Пресс; 1974. С. 47–89. [Google Scholar]
  • Чен З., Коуэн Н. Объем основной вербальной рабочей памяти: Предел слов сохраняется без скрытой артикуляции. Quarterly Journal of Experimental Psychology (в печати) [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Коуэн Н. Волшебное число 4 в кратковременной памяти: пересмотр умственной емкости памяти.Поведенческие и мозговые науки. 2001; 24:87–185. [PubMed] [Google Scholar]
  • Коуэн Н. Объем оперативной памяти. Хоув, Восточный Суссекс, Великобритания: Psychology Press; 2005. [Google Scholar]
  • Коуэн Н., Фристоу Н.М., Эллиотт Э.М., Бруннер Р.П., Солтс Дж.С. Объем внимания, контроль внимания и интеллект у детей и взрослых. Память и познание. 2006; 34: 1754–1768. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Cowan N, Morey CC. Как можно исследовать пределы удержания рабочей памяти при выполнении двух задач? Психологическая наука.2007; 18: 686–688. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Cowan N, Morey CC, AuBuchon AM, Zwilling CE, Gilchrist AL. Семилетние дети распределяют внимание так же, как и взрослые, если рабочая память не перегружена. Наука о развитии (в печати) [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Гилкрист А.Л., Коуэн Н., Навех-Бенджамин М. Объем рабочей памяти для устных предложений уменьшается с возрастом взрослого человека: припоминание меньшего, но не меньшего количества фрагментов у пожилых людей. Память. 2008; 16: 773–787.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Gold JM, Fuller RL, Robinson BM, McMahon RP, Braun EL, Luck SJ. Интактный контроль внимания за кодированием рабочей памяти при шизофрении. Журнал ненормальной психологии. 2006; 115: 658–673. [PubMed] [Google Scholar]
  • Халфорд Г.С., Коуэн Н., Эндрюс Г. Отделение когнитивных способностей от знаний: новая гипотеза. Тенденции в когнитивных науках. 2007; 11: 236–242. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kane MJ, Bleckley MK, Conway ARA, Engle RW.Взгляд контролируемого внимания на объем рабочей памяти. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2001; 130:169–183. [PubMed] [Google Scholar]
  • Миллер Г.А. Волшебное число семь плюс-минус два: некоторые ограничения нашей способности обрабатывать информацию. Психологический обзор. 1956; 63: 81–97. [PubMed] [Google Scholar]
  • Миллер Г.А., Галантер Э., Прибрам К.Х. Планы и структура поведения. Нью-Йорк: Холт, Райнхарт и Уинстон, Инк.; 1960. [Google Scholar]
  • Saults JS, Cowan N.Центральный предел емкости для одновременного хранения зрительных и слуховых массивов в рабочей памяти. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2007; 136: 663–684. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Vogel EK, McCollough AW, Machizawa MG. Нейронные показатели выявляют индивидуальные различия в управлении доступом к рабочей памяти. Природа. 2005; 438: 500–503. [PubMed] [Google Scholar]

Рабочая память и внешняя память

Когда люди используют веб-сайты или другие пользовательские интерфейсы, частой причиной трудностей является то, что они забывают информацию из предыдущего шага, даже если она потребуется на более позднем этапе для завершения их задача.Это не потому, что пользователи особенно забывчивы. И не потому, что они не утруждают себя вниманием — хотя никогда не совершайте ошибку, предполагая, что выяснить, как использовать ваш сайт, — это самая важная вещь в мире. Нет, причина, по которой люди забывают информацию посреди задачи, заключается в том, что пользовательский интерфейс требует от них держать в рабочей памяти больше, чем может вместить их мозг.

Предположим, кто-то попросил вас сложить в уме числа 353 и 489. Как бы вы это сделали? Некоторые могут попытаться мысленно выстроить числа, а затем добавить соответствующие цифры для единиц, десятков и сотен соответственно.Другие могут преобразовать одно из чисел в «простое» число (например, 300 или 500), а затем добавить его к другому числу (например, прибавив 11 ко второму числу и вычитая 11 из первого, чтобы получить 342+500). ).

Каким бы ни был метод, есть вероятность, что задача будет сложной. Чтобы решить ее, мы должны иметь много информации: не только точные числа, которые нужно сложить, но и промежуточные продукты сложения. Эта задача трудна, потому что она нагружает нашу рабочую память .

Определение: Человеческая рабочая память может быть представлена ​​как буфер или блокнот, в котором разум хранит информацию, относящуюся к текущей задаче.

Буфер оперативной памяти имеет ограниченную емкость — представьте его как коробку для яиц с небольшим количеством слотов. Если задача требует хранения слишком большого количества информации в рабочей памяти, нам нужно освободить некоторые из занятых слотов, чтобы освободить место для этой информации. То, что удалено из рабочей памяти, на самом деле все еще может быть необходимо для завершения задачи, и в конечном итоге мы можем усерднее работать над восстановлением этих данных; в результате нам может потребоваться больше времени, чтобы выполнить задачу или сделать ошибки.В нашем примере сложения мы можем в конечном итоге выбросить перенос или цифру из одного из исходных чисел и получить неправильный ответ.

Концепция рабочей памяти была впервые проиллюстрирована в знаменитой серии экспериментов, проведенных психологами Аланом Баддели и Грэмом Хитчем из Стерлингского университета в Шотландии. В этих экспериментах участникам давали от 1 до 6 цифр, чтобы они запомнили их при выполнении другого задания, где им нужно было определить, соответствует ли предложение порядку предъявления двух букв.Чем больше цифр людям приходилось хранить в памяти, тем хуже было выполнение второго задания. Эксперимент показал, что часть рабочей памяти участников была занята хранением цифр, поэтому у них было меньше слотов, доступных для второго задания. (Этот процесс примерно похож на , прокручивающий в компьютерных науках — явление, когда у процессора недостаточно внутренней памяти для хранения всей информации для задачи, и в конечном итоге он постоянно сбрасывает часть ее на диск и загружает другую информацию из диск.)

В экспериментах Баддели и Хитча люди должны были хранить некоторые цифры в своей рабочей памяти и запоминать их после выполнения второго задания. Когда количество цифр, которые им нужно было запомнить, было небольшим (1–2), их успеваемость во втором задании не страдала. Но когда им нужно было запомнить больше цифр, их производительность действительно ухудшилась, потому что у них было меньше рабочей памяти, доступной для этой задачи.

Связь с кратковременной памятью

Рабочая память и кратковременная память связаны между собой, а иногда даже в психологии используются взаимозаменяемо.Однако технически они совершенно разные. Концепция рабочей памяти ориентирована на задачи: ее можно рассматривать как «интерфейс» между различными процессами (например, восприятием, вниманием, памятью), подчиненными более крупной задаче.

Напротив, кратковременная память просто представляет мозговой процесс, который позволяет нам хранить информацию (например, слова, предложения, понятия) в течение короткого промежутка времени. Наиболее известно, что это связано с разбиением на фрагменты и магическим числом Миллера 7, которое представляет приблизительную емкость кратковременной памяти, основанное на наблюдении, сделанном Джорджем Миллером еще в 1958 году, что мы можем запомнить около 7 «кусков» информации за короткое время. времени.

Рабочая память и взаимодействие с пользователем

В нашей области распространенной концепцией, тесно связанной с рабочей памятью, является концепция когнитивной нагрузки . Если задача сопряжена с высокой когнитивной нагрузкой, это обычно означает, что она сильно нагружает рабочую память. Задачи, которые нагружают нашу рабочую память, обычно воспринимаются как сложные; поэтому, чтобы сделать процесс приятным и полезным, дизайнеры должны убедиться, что рабочая память пользователя не будет перегружена.

Но как узнать объем оперативной памяти наших пользователей? Хотя рабочая память имеет ограниченный объем, ее точный объем будет варьироваться от человека к человеку.Образование и IQ обычно положительно коррелируют с объемом рабочей памяти, тогда как возраст влияет на него отрицательно. Если мы нацелимся на специализированную аудиторию (например, на экспертов), мы сможем получить довольно хорошее представление о возможностях рабочей памяти ее членов. Но для широкой публики размер рабочей памяти будет довольно разным.

Хотя объем рабочей памяти зависит от человека, вполне вероятно, что многие члены вашей проектной группы обладают значительно большим объемом памяти, чем представители вашей целевой аудитории.Наверняка у многих разработчиков большая рабочая память из-за самоотбора: программирование настолько сложно, что люди, скорее всего, преуспеют в нем, если смогут удерживать много материала в своей рабочей памяти во время кодирования. В результате ваши коллеги могут подумать, что определенный поток задач прост — потому что он не перегружает их собственную рабочую память — но у большинства реальных пользователей возникнут большие трудности, потому что у них заканчивается рабочая память при попытке выполнить задачу. Как всегда, вы не пользователь.

Хороший пользовательский интерфейс полезен для всех, а не только для тех, у кого большой объем оперативной памяти. Таким образом, общая хорошая практика проектирования заключается в том, чтобы ограничить нагрузку на рабочую память пользователей . Другими словами, убедитесь, что пользователи могут легко получить доступ ко всей информации, необходимой им для задачи, без необходимости фиксации ее в рабочей памяти.

Внешняя память

Легко сказать: «ограничьте нагрузку на оперативную память», но, естественно, одни задачи сложнее других.Как мы можем помочь пользователям обойти ограничения рабочей памяти? В нашем исходном примере сложения мы не можем изменить задачу; дополнение, что это такое. Но мы можем упростить задачу — предоставив ручку и бумагу, чтобы люди могли записывать числа и промежуточные продукты в задаче, не сохраняя их в рабочей памяти. Бумага действует как физический блокнот, «фальшивая» рабочая память.

Определение: Внешняя память относится к любому инструменту или функции пользовательского интерфейса, которая позволяет пользователям явно сохранять и получать доступ к информации, необходимой во время выполнения задачи.

То же самое с веб-задачами. Дополнить оперативную память формой внешней памяти — виртуального блокнота, где пользователи могут хранить всю необходимую им информацию, не фиксируя ее во внутренней памяти.

Примером задачи с высокой потребностью в оперативной памяти является чтение сложного отрывка на мобильном телефоне. Наши исследования показывают, что для достижения одинакового уровня понимания на маленьком экране и на большом экране пользователи должны проводить больше времени на мобильных устройствах — вероятно, из-за более высоких требований к оперативной памяти.Экран служит естественной внешней памятью — если люди что-то забыли, они могли бросить взгляд и вернуться к концепции из предыдущего абзаца. Но на меньшем экране информация из предыдущего абзаца уже не видна (то есть размер блокнота внешней памяти меньше), поэтому приходится тратить время на ее восстановление.

Типичным примером веб-задачи, связанной с большой нагрузкой на оперативную память, является сравнение элементов: пользователь должен взвесить все за и против нескольких вариантов и выбрать лучший.Сравнивая отели, обувь или страховые планы, сравнение включает в себя запоминание доступных вариантов и определение оптимальной комбинации вариантов. Такие инструменты, как сравнительные таблицы, представляют собой форму внешней памяти — они позволяют пользователям выбирать набор интересующих элементов и явно сравнивать их плюсы и минусы, выстроенные друг с другом, в удобной для просмотра таблице.

Иногда пользователи создают собственные средства внешней памяти. Например, мы можем использовать электронную таблицу, файл или веб-заметку, чтобы отслеживать интересные летние лагеря для наших детей, места, которые можно увидеть во время отпуска, или статьи, которые нужно прочитать.Совершая покупки в Интернете, многие пользователи сохраняют кандидатов для целевого товара в корзине, а затем, в конце концов, решают, какой из них лучше. Миллениалы занимаются парковкой страниц — открывают интересные объекты в разных вкладках, сохраняют для просмотра в будущем, не отрываясь от задачи выбора. Все эти действия создают некоторую форму внешней памяти и помогают пользователям справляться с трудностями, связанными с задачами, требующими большого объема рабочей памяти.

Заключение

Различные задачи имеют разные требования к рабочей памяти.Дизайнеры должны понимать, какую информацию пользователи должны будут хранить в своей рабочей памяти, когда они пытаются достичь своих целей на веб-сайте, и предоставлять функции пользовательского интерфейса, которые действуют как внешняя память, чтобы помочь им разгрузить это бремя и выполнить задачу быстрее.

Узнайте больше о рабочей памяти и внешней памяти на наших курсах по психологии и взаимодействию человека с компьютером для дизайнеров.

Артикул

Баддели, А.Д., и Хитч, Г. (1974). Рабочая память. В Г.H. Bower (Ed.), Психология обучения и мотивация: достижения в исследованиях и теории (том 8, стр. 47–89). Нью-Йорк: Академическая пресса.

Перейти к основному содержанию Поиск