Устройство для моделирования систем “человек-машина

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК да 4Ь 06 ИЗОБРЕТЕНИЯВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИСАН АВТОРСКОМ етров ство СССРС 06 Р во СССР720 1983. ЛИРОВАНИЯся к областив частности ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетелпо заявке У 3778189, кл15/20, 1984,Авторское свидетельсУ 1120342, кл . С 06 Р 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕСИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕК-Ю 111 ИНА(57) Изобретение относивычислительной техники,.ЯО 1275462 к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора системчеловек-машина. Цель изобретения -расширение функциональных возможнос"тей устройства путем моделированияработы оператора по свертыванию алго"ритма обслуживания для устраненияперегрузки канала информацией. Цельизобретения достигается за счет введения в устройство дешифратора, коммутационного поля, элемента ИЛИ,ждущего мультивибратора и К каналовмоделирования типа обслуживания заявки с соответствующими функциональными связями между ними и известнымибЛоками устройства. 1 ил.О 20 30 40 50 Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина.Целью изобретения является расширение фунциональных возможностей устройства путем моделирования работы оператора по свертыванию алгоритма обслуживания для устранения перегрузки канала информацией.На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, счетчик 2 заявок, третий элемент И 3, второй триггер 4, генератор 5 последовательности импульсов, таймер 6, первый триггер 7, шестой элемент И 8, элемент 9 запрета, генератор 10 случайного числа, четвертый элемент И второй сумматор 12, счетчик 13 опознанных заявок, реверсивный счетчик 14, регистр 5, вторую 1 б и первую 17 схемы сравнения, первый сумматор 18, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, пятый элемент И 24, счетчик 23 времени обслуживания, схему 26 сравнения кодов, второй 27 и первый 28 дешифраторы, счетчик 29 принятых заявок, третий дешифратор 30, коммутационное поле 31, К каналов моделирования, каждый иэ которых содержат группу из ш элементов И 32, группу блоков 33 случайньгх временных задержек, канальный элемент ИЛИ 34, группу счетчиков 35, третий элемент ИЛИ 36 и ждущий мультивибратор 37. Блоки 32-35 образуют канал 38 моделирования тчпа обслуживания заявки.Генератор 1 входного потока импупьсов имитирует входной поток заявок. Генератор 5 последовательности импульсов вырабатывает импульсы, распределенные по нормальному закону, необходимые для задержки заявки в очереди на время первой фазы ее обслуживания (распознавания ее из общего потока). Генератор 10 случайного числа имитирует тип заявки. Блоки 33 случайной временной задерж. ки задерживают заявку на время, соответствующее определенному алгоритму с заданной вероятностью обслуживания для конкретной заявки на второй фазе обработки, Счетчик 2 считает общее число поступивших на обслуживаниезаявок, Счетчик 13 считает число заявок, которые были обслужены на первой Фазе обработки. Счетчик 29 подсчитывает число поступивших заявокна обслуживание отдельно для каждоготипа. Сумматор 12 подсчитывает времяработы канала (оператора) по обслуживанию заявок, Таймер 6 задает общее время моделирования, а такжеявляется источником временных меток.Счетчики 35 подсчитывают количествообслуженных заявок по типам в соответствии с заданной вероятностью обслуживания. Дегггифратор 30 аналиэиру"ет состояние очереди (состояние реверсивного счетчика 14) .Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии счетчики2, 14, 13, 25, 29 и 35, сумматоры12 и 18, триггеры 4 и 7 находятсяв нулевом состоянии.Предварительно на таймере устанавливается исходное время моделирования, На коммутационном поле производится установка исходных данныхдля окончательной формализации алгоритмов обслуживания заявок в зависимости от длины очереди.По сигналу "Пуск" таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования,Метки времени с выхода таймера 6 поступают на вход элемента И 8, с другого выхода таймера 6 с периодомконтроля Т - на считывающий входсумматора 18.Сигнал пПуск" переводит триггер7 в единичное состояние. Высокич потенциал с прямого выхода триггера 7открывает элемент И 22 для импульсовгенератора 1.Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульсы сослучайным периодом повторения поэкспоненциальному закону. Заявки фиксируются на счетчике 2, подсчитывающем общее число входных заявок, ичерез элемент 9 запрета поступают насуммирующий вход реверсивного счетчика 14, имитируя занятие заявкамимест в очереди,Сигнал перехода реверсивного счетчика 14 из нулевого состояния в первое (число "1" проходит через элемент ИЛИ 19 и поступает на первый вход элемента И 3, на второй вход275462 Так как теперь с прямого выхода триггера 4 на элемент И 24 подается разрешающий потенциал, то последо" вательность импульсов с генератора 5 начинает поступать на вход счетчика 25. Таким образом, на другой вход схемы 26 сравнения кодов. начинает поступать возрастающая последователь" ность чисел от 1 до К.В момент совпадения чисел на обоих входах схемы 26 последняя выдает сигналкоторый поступает на404.управляющий вход дешифр атор а 2 7 , на информационные входц которого подается случайное число с генератора 10 случайного числа, в результате чего содержимое соответствующего счетчика 13 (подсчитывающего число распознанных заявок по типам) увеличивается на единицу.Этот же сигнал по схеме 26 поступает на ждущий мультивибратор 37, ко- торый вырабатывает импульс управления для дешифратора 30, на информационные входы которого подается число, соответствующее длине очереди, с реверсивного счетчика 14. По этому импульсу дешифратор 30 за время длительности импульса управления про изводит анализ состояния очереди и з 1которого подан разрешающий потенциалс инверсного выхода триггера 4,Пройдя через элемент И 3, импульсзапускает генератор 1 О случайногочисла и поступает на вход установкив ноль счетчика 25, а также переводит триггер 4 в единичное состояние.Триггер 4 находится в единичном состоянии в течение времени обслуживания заявки,Теперь заявки с генератора 1 непроходят через элемент И 3, так какна второй его вход подан запрещающийпотенциал с инверсного выхода триггера 4.С приходом импульса с элементаИ 3 генератор 10 случайного числавыдает число, величина которого случайно распределена в интервале от 1до К (где К - максимальное количество типов заявок), на вход схемы 26сравнения кодов, а также на информационные входы дешифратора 28, в результате чего содержимое соответствующего счетчика 35, считывающегоколичество заявок по типам поступивших на обслуживание, увеличиваетсяна единицу. выдает в соответствующую шину импульс состояния очереди,С дешифратора 28 разрешающий потенциал поступает на первые входы1 тфэлементов И 32 - 32(1=1, К)С дешифратора 30 через коммутационное поле импульс поступает навторые входы элементов И 32 - 32к(1.=1, ш). Через элемент И 3 им 1 О пульс запускает соответствующийблок 33 случайной временной задержки. Импульс с последнего через элементы ИЛИ поступает на инверсныйвход триггера 4, переводит его внулевое состояние, имитируя окончание обслуживания заявки, и списываетединицу из реверсивного счетчика 14,имитируя уменьшение очереди заявокна единицу и открывая элемент И 3.2 О Этот же импульс с блока 33 случайной временной задержки поступает насоответствующий счетчик 35 каналамоделирования (подсчитывающего количество своевременно обслуженных с25 заданной вероятностью заявок по типам), увеличивая его состояние наединицу.В дальнейшем при наличии заявокв очереди (ненулевое состояние реверсивного счетчика 14) на первомвходе элемента И 3 - разрешающийпотенциал, а запуск генератора 1 Ослучайного числа и установка в нольсчетчика 25 осуществляется сигналомперехода из нулевого состояния в единичное триггера 4, прошедшим черезэлемент И 3.В то время, когда заявка находится на обслуживании, на вход элементаИ 8 подается разрешающий потенциалс прямого выхода триггера 4, следовательно, метки времени с таймера 6через вход элемента И 8 поступаютна сумматоры 12 и 18, подсчитываявремя обслуживания заявок.Импульс контроля с выхода таймера6 осуществляет считывание сумматора.18. Код суммарного времени Т работыканала (оператора) по обслуживаниюзаявок за период переписывается врегистр 15, где хранится до.следующего импульса контроля.Сумматор после обнуления подсчитывает суммарное время работы каналаза новый период контроля.Схема 17 сравнения сравнивает величинуТр и Т, = Р, Т в случае ТрТ она выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает5 12754 элемент 9 запрета на период до следующего импульса контроля.Контроль суммарного времени Т обслуживания заявок эа период между двумя поступлениями импульсов конт роля и сравнение его с величиной Т обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне, не превышающем допустимый эа счет прекращения доступа заявок в канал. 0В процессе работы устройства состояние реверсивного счетчика 14 (сос" тояние очереди заявок на обслуживание) постоянно контролируется дешифратором 30. В момент совпадения ко" 15 дов на схеме 26 сравнения кодов она выдает сигнал на ждущий мультивибратор 37, который выполняет функцию формирователя импульсов, преобразует потенциал, соответствующий уровню 20 логической единицы, в короткий им" пульс. Этот импульс поступает на управляющий вход дешифратора 30, тем самым на короткое время разрешая дешифрацию сигчала состояния ревер сивного счетчика 14.В случае изменения состояния реверсивного счетчика 14 до уровня, превышающего порог загруженности, дешифратор 30, через коммутационное ноле 31 производит переключение вхо" дов внутри всех подканалов модели" рования, тем самым выбран оптимальный алгоритм решения для любой из возможных типов заявок.35В случае полного заполнения реверсивного счетчика 14, что означает занятие всех мест в очереди; на выходе схемы 16 сравнения появляется разрешающий потенциал, который приложен к входу элемента И 23; Тот же потенциал через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета.Очередная заявка с генератора 1 случайного потока импульсов проходит через элемент И 23, обнуляет счетчик 25 и в очередной раз запускает генератор 10 случайного числа, Таким образом, прекращается обслуживание заявки, находящейся,в данный50 момент на обслуживании, и осуществляется переход к обработке следующей заявки. Заявка с прерванным обслуживанием на счетчиках 13 и 25 не фиксируется, а фиксируется только на счетчике 29.По окончании времени моделирования сигнал с первого выхода таймера6 перебрасывает триггер 7 в нулевое 62 Ьсостояние, закрывая элемент И 22 и, тем самым, поток заявок в канал.Высокий потенциал с триггера 7 поступает на вход элемента И 11. После выбора всех заявок из очереди сигнал перехода реверсивного счетчика 14 из единичного состояния в нулевое проходит через элемент НЕ 21, элемент И 11 и поступает на второй вход таймера 6, фиксируя окончатель" ное время моделирования. Это время равняется сумме времени, предварительно выбраиного на таймере, и времени на дообспуживание заявок, стоящих в очереди, но не обслужившихся за установленное время.По окончании моделирования на счетчике 2 оказывается эафиксированным общее число поступивших заявок; на счетчике 29 - число поступивших,1 заявок на обснуживание 1-го типа; на счетчике 13 - число обслуженных заявок -го типа на первом этапе обслуживания, на сумматоре 12 - время Т работы канала (оператора) по обслуживанию заявок, на счетчиках 35 " число обслуженных заявок -го типа с заданной вероятностью правильного обслуживания. Формула изобретения Устройство для моделирования системы человек-машина, содержащее таймер, генератор случайного потока импульсов, счетчик заявок, счетчик принятых заявок, счетчик времени обслуживания и счетчик опознанных заявок, элемент запрета, реверсивный счетчик, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, пер" вую и вторую схемы сравнения, регистр, первый и второй сумматоры, первый и второй триггеры, первый и второй дешифраторы, генератор последовательности импульсов, генератор снучайного числа и схему сравнения кодов, вход таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход первого элемента И подключен к счетному входу счетчика заявок, первому входу7 12754 второго элемента И и информационному входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соенинены соответствен 5 но с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И и входу элемента НЕ, выхоц которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первоготриггера, выход четвертого элемента И соединен с входом останова таймера, второй выход которого подключен к входу разрешения, суммирования первого сумматора, выход третьего элемента И подключен к единичному входу второго триггера, входу разрешения счета счетчика времени обслуживания и входу запуска генератора случайного числа, прямой выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И и первым входом шестого элемента И, второй вход которого 25 подключен к третьему выходу таймера, а выход соединен со счетными входами первого и второго сумматоров, разрядные выходы первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов первой схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочными входами устройства, выход первой схемы срав 35 нения соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к входам второй схемы40 сравнения, выход которого подключен к второму входу второго элемента И и второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента запрета, выход45 второго элемента И соединен с входом запуска генератора случайного числа, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго дешифраторов и входами первои группы схемы сравнения кодов,50 разрядные выходы второго дешифратора соединены с. входами счетчика принятых заявок, выход генератора последовательности импульсов соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика времени обслуживания,б 2 8разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второй группы схемы сравнения кодов, выход которой подключен к управляющему входу первого дешифратора, выходы которого подключены к счетным входам счетчика опознанных заявок, нулевой выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вычитающему входу реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования работы оператора по свертыванию алгоритма обслуживания для устранения перегрузки канала информацией, оно содержит третий дешифратор, коммутационное поле, третий элемент ИЛИ, ждущий мультивибратор; К каналов моделирования типа обслуживания заявки, каждый из которых содержит группу из ш элементов И, группу из ш блоков случайной временной задержки, канальный элемент ИЛИ, группу из ш счетчиков, причем разрядные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к группе информационных входов третьего дешифратора, управляющий вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, вход которого соединен с выходом схемы сравнения кодов, группа выходов третьего дешифратора подключена. соответственно к группе входов коммутацибнного поля, в каждом канале моделирования типа обслуживания заявки выходы элементов И группы соединены соответственно с входами запуска блоков случайной временной задержки группы, выходы которых подключены соответственно к счетным входам счетчиков группы, в каждом канале моделирования типа обслуживания заявки выходы блоков случайной временной задержки группы соединены соответственно с входами канального элемента ИЛИ, выходы канальных элементов ИЛИ всех каналов моделирования подключены соответственно к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен. с нулевым входом второго триггера, 1-й выход первого дешифратора (1=1 К) соединен с первыми входами элементов И гоуппы 1-го канала моделирования,а 1 -й выход коммутационного поля(11=1, ь)подключен к вторым входам 1 - Х элементов И кажцогоканала моделирования.1275462 каз 6563/42 Тираж 671 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб