Устройство для моделирования систем “человек-машина

126Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем "человек-машина" (СЧМ).Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства путем ограничения времени пребывания заявок в очереди.На фиг, 1 показана структурнаясхема устройства на фиг, 2 - схемаблока анализа очереди заявок.Устройство содержит генератор,. счетчик 13 принятых заявок, реверсивный счетчик 14, регистр 15,первую 16 и вторую 17 схемы сравнения, второй сумматор 18, первый 19 ивторой 20 элементы ИЛИ, элементНЕ 21, первый И 22 и второй И 23элементы, блок 24 анализа очередизаявок, счетчик 25 обслуженных заявок. Блоки 3-5, 9-21, 24, 25 образуют канал моделирования работы операторов.Блок анализа очереди заявок (БАОЗ)24 (фиг. 2) содержит дешифратор26, группу элементов ИЛИ 27, группу элементов И 28, группу счетчиков29, группу регистров 30, элемент 31задержки, элемент ИЛИ 32,Реверсивные счетчики 14 имитируют очередь заявок к К-му оператору.Блоки 5 случайной временной задержкиимитируют случайное время обслуживания заявок операторами. Сумматоры 12подсчитывают общее время работы ка,нала по обслуживанию заявок, Таймер6 задает общее время моделирования,а также является источником временных меток, Блок 24 служит для обеспечения отказа в обслуживании заявки, время ожидания в очереди которой превысило Допустимое, Счетчики25 подсчитывают число заявок, об,служенных оператором. Рассмотрим работу устройства на примере К-го канала (К=2,М), где М - количество каналов-операторов.В исходном состоянии на реверсивном счетчике 14, регистре 15, .счетчиках 2, 13, сумматорах 12, 187430 записаны нули. Триггеры 4, 7 находятся в нулевом состоянии.Предварительно на таймере набирается примерное время моделирования, По сигналу "Пуск" таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования. Метки времени с второго выхода таймера 6 поступают на входы элементов И 8, с четвертого выхода таймера 6 на вход БАОЗ 24 и с третьего выхода таймера 6 с периодом Т, контроля поступают на считывающие входы вторых сумматоров 18.Сигнал "Пуск" переводит триггер 7 в единичное состояние, Высокий потенциал с прямого выхода первого триггера 7 открывает элемент И 22 для импульсов генератора 1 случайного потока импульсов, которые поступают на счетчик 2 и вход элемента И 10, Если разрешающий потенциал поступает с элемента ИЛИ 20 (К)-го канала на второй вход элемента И 10 К-го канала, импульсы с генератора 1 проходят через элемент 9 запрета К-го канала на счетчик 13 и суммирующий вход реверсивного счетчика 14, имитируя занятие заявками мест в очереди. Сигнал перехода из нулевого состояния счетчика 14 в первое (число 1) проходит через элемент ИЛИ 19, элемент И 3 и запускает блок 5 случайных временных задержек, одновременно переведя триггер 4 в единичное состояние. Кроме того, код содержимого счетчика (в данном случае число 1) поступает на вход БАОЗ 24,В дальнейшем при наличии заявок в очереди (на нулевое состояние реверсивного счетчика 14) на входе элемента И 3 присутствует разрешающийпотенциал с элемента ИЛИ 19, а блок5 случайной временной задержки запускается сигналом перехода из единичного состояния в нулевое триггера 4, прошедшим через элемент И 3.Код содержимого счетчика 14 постоянно поступает на вход блока 24.1 5 10 5 20 25 30 35 40 45 Высокий потенциал с прямого вы хода триггера 4 открывает элементИ 8, через второй вход которого метки времени с таймера б поступают напервый 2 и второй 18 сумматоры, подсчитывая время обслуживания заявок.55 каналом (оператором), Через случайное время задержки блок 5 вырабатывает импульс, который перебрасываетвторой триггер 4 в нулевое состоя 1267430ние, увеличивает содержимое счетчика 25 на единицу, а также, пройдя через блок 24, уменьшает на единицу содержимое реверсивного счетчика 14,Импульс контроля с третьего выхода таймера 6 осуществляет считывание второго сумматора 18, Код Тр суммарного времени работы канала (оператора) по обслуживанию заявок за время Т перемещается в регистр 15, где будет храниться до следующего импульса контроля.Второй сумматор 18 после обнуления подсчитывает суммарное время работы канала за новый период контроля.Вторая схема 17 сравнения сравнивает величину кода Т, и Т,= Т в случае Т,Т, схема 17 сравнения выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета на период до следующего импульса контроля и открывает элемент И 10 (К+ +1)-го канала (следующего).Контроль суммарного времени Т, обслуживания заявок за период между двумя поступлениями импульсов контроля и сравнения его с величиной Т, обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне, не превьппающем /, за счет прекращения доступа заявок в канал.В случае полного заполнения реверсивного счетчика 14 (заполнение всех мест в очереди) первая схема 16 сравнения выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета К-го канала по причине заполнения очереди и открывает элемент И 10 (К+1)-го канала.В процессе работы устройства БАОЗ 24 ведет учет времени нахождения каждой заявки в очереди на обслуживание, Если время ожидания какой- либо заявки превышает допустимое, то блок 24 выдает сигнал, которыйуменьшает содержимое реверсивного счетчика 14 на единицу (т.е. эта заявка описывается как устаревшая и на обслуживание не идет), При этом под временем нахождения заявки в очереди считается, интервал времени от момента поступления ее в очередь до момента начала ее обслуживания.БАОЗ 24 работает следующим образом,В исходном состоянии на дешифраторе 26, счетчиках 29 и регистрах 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 30 записаны нули, При поступлении в систему заявки код первого состояния реверсивного счетчика 14 поступает на дешифратор 26, Сигнал с первого выхода дешифратора 26 проходит на землю, так как для первой заявки время ожидания в очереди равно нулю, При поступлении в систему следующей заявки (если первая заявка еще находится на обслуживании) код второго состояния реверсивного счетчика 14 поступает на дешифратор 26, при этом сигнал с второго выхода дешифратора 26 пройдя через элемент ИЛИ 27.1, открывает для меток времени элемент И 28.1.Теперь метки времени с четвертого выхода таймера 6 начинают поступать на счетный вход счетчика 29.1. Период следования временных меток выбирается таким, чтобы время полного запоминания счетчика 29,1 было равно максимально допустимому времени ожидания заявки в очереди. Таким образом на счетчике 29.1 ведется подсчет времени ожидания заявки, По мере увеличения содержимого счетчика 14 (становление вновь пришедших заявок в очередь на обслуживание) потенциалом с соответствующего выхода дешифратора 26 через соответствующий элемент ИЛИ 27 откры. вается очередной элемент И 28 для временных меток. Таким образом, на счетчике 29,1 ведется ачет времени ожидания заявки, стоящей на первом месте в очереди на обслуживание, на счетчике 29.2 - счет времени ожидания заявки, стоящей на втором месте в очереди на обслуживание и т.д причем содержимое счетчика 29.2 параллельно переписывается на регистр 30.1, содержимое счетчика 29,3 - на регистр 30.2 и т.д.Если очередная заявка обслуживается вовремя, импульс с выхода блока 5, означающий конец обслуживания заявки, записывает единицу в счетчик 25, подсчитывающий число обслуженных оператором заявок, списывает единицу из реверсивного счетчика 14, имитируя уменьшение очереди заявок на единицу, и обнуляет счетчик 29.1.Кроме того, этот импульс, пройдя через элемент ИЛИ 32, поступает на вход элемента 31 задержки и одновременно обнуляет счетчики 29, Вре-.мя задержки элемента 31 выбирается с таким расчетом, чтобы успели обну,литься счетчики 29. После их обнуле 5 12674 ния задержанный импульс с выхоца элемента 31 задержки поступит на входы регистров 30 и разрешит выдачу информации с выходов регистров 30, после чего содержимое регистра 30.1 перепишется на счетчик 29,1, содержимое регистра 30,2 - на счетчик 29.2 и т.д.Таким образом, счетчик 29,1 снова подсчитывает время ожидания об О служивания заявки, которая в настоящий момент находится в очереди на первом месте, счетчик 29.2 подсчитывает время ожидания заявки, стоящей на втором месте и т,д, 15Если время ожидания в очереди очередной заявки превышает допустимое, счетчик 29,1 переполняется,импульс переполнения счетчика 29,1 проходит через элемент ИЛИ 32 и спи О сывает единицу из реверсивного счетчика 14. Таким образом, заявка получает отказ как устаревшая, Одновременно в БАОЗ 24 протекает вьппеописанный процесс сдвига кодов времени 25 ожидания в очереди заявок,Все каналы устройства работают аналогично, Работа первого канала отличается тем, что импульсы генератора 1 через элемент И 22 поступают на элемент 9 запрета, т,е, до заполнения очереди импульсы заявок проходят только в первый канал.Если будут закрыты элементы 9 запрета всех каналов либо по причине загружекности оператора, либо по причине занятости очереди, заявки будут получать отказ.По окончании времени моделирования сигнал с выхода таймера 6 перебрасывает триггер 7 в нулевое состояние, закрывая элемент И 22 и поток заявок в каналы. Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 7 поступает на входы о, элементов И 11. После выбора всех заявок из очереди ка выходе элементов И 11 появляется высокий потенциал (так как на выходе элемента НЕ 21 появляется высокий потенциал),который подается на входыэлемента И 23. Сигнал перехода реверсивного счетчика из единичного состояния в нулевое канала, последним завершившего обслуживание, проходит через элемент55 НЕ 21, элемент И 11, элемент И 23 и поступает ка вход останова таймера 6, фиксируя окончательное время мо 30 6делирования, Это время равняется времени, предварительно набранному ка таймере, плюс время на дообслуживание всех заявок во всех каналах,По окончании моделирования насчетчике 2 оказывается зафиксированным общее число поступивших заявок, на счетчиках 3 - число заявок, поступивших в каждый канал, насчетчиках 25 - число обслуженных за-явок каналом, на сумматорах 12время работы канала по обслуживаниюзаявок,Таким образом, устройство позволяет выгодно повысить качество оценкидеятельности оператора с СЧМ путеммоделирования его работы по обслуживанию заявок с учетом времени на -хождения их в очереди,Формула и з о б р е т е н и яУстройство для моделирования систем Человек-машина", содержащее генератор случайного потока заявок, триггер, счетчик заявок, первый элемент И, таймер, второй элемент И, группу каналов моделирования работы операторов, каждый из которых содержит счетчик принятых заявок, элемент запрета, реверсивный счетчик, пер - вый, второй, третий элементы И, триггер, первый и второй сумматоры, регистр, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения и блок случайной временной задержки, К-й канал моделирования работы операторов (К=2,М) содержит четвертый элемент И, вход запуска таймера является входом запуска устройства и соединек с единичным входом первого триггера устройства, нулевой вход которого соединен с выходом окончания работы таймера, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И устройства, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока заявок, выход первого элемента И устройства подключен к счетному входу счетчика заявок и информационному входу элемента запрета первого канала моделирования работы операторов и первым входам четвертого элемента И К-го канала моделирования работы операторов, в каждом канале моделирования работы операторов выход элемента запрета соедиб 7430 8 10 группу из Р счетчиков, группу из Ррегистров, элемент задержки, элемент ИЛИ, причем в блоке анализа очереди заявок первый выход дешифратора соединен с шиной нулевого потенциала, -й выход дешифратора (д=2,Р) подключен к соответствующим входам всех элементов ИЛИ группы, имеющих номер, меньший , (Р+ +1)-й выход дешифратора соединен с первым входом Р - го элемента И группы, выход (-1)-го элемента ИЛИ группы соединен с первым входом (-1)-го элемента И группы, вторые входы всех элементов И группы подключены к третьему выходу таймера, а выходы элементов И группы соединены соответственно с суммирующими входами счетчиков группы, входы обнуления которых подключены к выходу элемента ИЛИ и входу элемента задержки, выход которого соединен с входами разрешения считывания всех регистров, разрядные выходы 1.-го счетчика группы подключены соответственно к разрядным входам (-1)-го регистра группы, разрядные выходы которого соединены соответственно с разрядными входами (д)-го счетчика группы, выход обнуления первого счетчика группы соединен с первым входом элемента ИЛИ, в каждом канале моделирования работы операторов выход блока случайной временной задержки соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок и вторым входом элемента ИЛИ блока анализа очереди заявок, выход элемента ИЛИ которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами дешифратора блока анализа очереди заявок. 7 12 нен со счетным входом счетчика принятых заявок и суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к группе входов первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента И своего канала моделирования работы оператора, выход которого подключен к входу блока случайной временной задержки и единичному входу триггера своего каналамоделирования работы оператора,нулевой вход которого соединен свыходом блока случайной временнойзадержки, а прямой выход - с первымвходом второго элемента И своего канала моделирования работы оператора,второй вход которого подключен к первому синхронизирующему выходу таймера, выход второго элемента И канала моделирования работы операторасоединен с суммирующими входами первого и второго сумматоров, вход обнуления второго сумматора подключенк второму синхронизирующему выходутаймера, а разрядные выходы второгосумматора соединены соответственнос разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключенысоответственно к первой группе входов второй схемы сравнения, втораягруппа входов которой является установочным входом канала моделированияработы операторов, а выход соединенс первым входом второго элемента ИЛИвторой вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения, группа.входов которой соединена с разрядными выходами реверсивного счетчика,выход второго элемента ИЛИ подключенк управляющему входу элемента запрета, инверсный выход триггера подключен к второму входу первого элементаИ, выход элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И,второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера устройства,выходы третьих элементов И всех каналов моделирования работы оператораподключены соответственно к входамвторого элемента И устройства, выходкоторого соединен с входом останова таймера, второй вход четвертогоэлемента И К-го канала моделирования работы операторов подключен квыходу второго элемента ИЛИ (К)-гоканала моделирования работы операто 20 25 30 35 40 45 50 55 ров, выход третьего элемента 1 К-гоканала моделирования работы операторов соединен с информационным входом элемента запрета своего канала моделирования работы операторов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей путем ограничения времени пребывания заявок в очереди,оно дополнительно содержит в каждом канале моделирования работы оператора счетчик обслуженных заявок иблок анализа очереди заявок, содержащий дешифратор, группу из Рэле.ментов ИЛИ, группу из Р элементов И,