Устройство для моделирования систем “человек-машина

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 06 Р. 15/20 ЕЛЬСТ аботы о отипных атора по обслужи явок из общего и анию разтока при и и стептации, утомляемос енности человека-о учете адпени об.А. Вет ератора. ведением реверсивцель достигается во дополнительно Указаннаяв устрой ельство СССР 15/20, 1981. ьство СССР 15/20, 1983. ОДЕЛИРОВАНИЯ МАШИНА" сится к вычиси, втоорого импульентов И,но росрав НЕ, вментовв, По ния х етчик элемент ого бло ов зле и моде тчиках ее чис ов, риг конч ровани кажетер а соответству я зафиксирова х сч о пост пившихобслужило обса,на одты кан заявок, ванне з частности к уствания деятельора систем "чеуженных омиз су изобретения - ных возможнос ала опе 2 ил,яво моделирования ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МСИСТЕМ "ЧЕЛОВЕК -(57) Изобретение отнолительной технике, вройствам для моделироности человека-оператловек - машина". Цельрасширение функционалтей устройства за сче ИЯ И, .13у.вэсчетчика, регистра памя число поступивших н явок каждого типа,ч заявок каждого типмматоров - время ра тора по обслуживан1 12Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем "человек - машина" (СЧМ).Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования работы оператора по обслуживанию разнотипных заявок из общего потока при учете адаптации, утомляемости и степени обученности человека-оператора. 42979 2Сумматор 12 подсчитывает времяработы канала (оператора) по обслуживанию заявок.Регистр 40 служит для установкикода, соответствующего степени обученности оператора.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии счетчики 2,12, 13, 14, 25, 30 и 31 и триггеры4,. 7, 33 и 41 находятся в нулевомсостоянии, На счетчик 35 заноситсяНа фиг, 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.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 11, второй сумматор 12, группу счетчика 13 обслуженных заявок, первый реверсивный счетчик 14, регистр 15, вторую 16 и первую 17 схемы сравнения, первый сумматор 18, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, первый элемент НЕ 21, первый элемент И 22 второй элемент И 23, пятый элемент И 24, первый счетчик 25 импульсов, первую схему 26 сравнения кодов,первый блок 27 элементов И, второй 28 и первый 29 дешифраторы, группу счетчиков 30 заявок принятых к обслуживанию, второй счетчик 31, восьмой элемент И 32, третий триггер 33, девятый элемент И 34, второй реверсивный счетчик 35, вторую схему 36 сравнения кодов, второй элемент НЕ 37, седьмой элемент И 38, второй блок 39 элементов И, регистр 40 памяти, четвертый триггер 41, третий блок 42 элементов И. Генератор 5 последовательности импупьсов вырабатывает импульсы, распре- вделенные по нормальному закону, и имитирует работу оператора по определению типа заявки, Генератор 10 случайного числа имитирует типа заявки и продолжительность ее обслуживания. Счетчик 31 подсчитывает время нормальной работы оператора (участок 2 фиг. 2), где , - время полной адаптации оператора, 1 - время начала утомления оператора,код, величина которого прямо пропорциональна разности А с:,-с, где с -.время, затрачиваемое оператором наобслуживание заявки при максимальной,степени его обученности и при полнойлего адаптации к работе; , - время,затрачиваемое оператором на обслуживание заявки в начальный момент работы, В регистр 40 перед началом моделирования заносится число, величина которого обратно пропорциональнастепени обученности оператора, причемвеличина. кода в регистре 40 должнабыть меньше величины кода на счетчике 35.Предварительно на таймере 6 устанавливается исходное время моделироЗО вания, По сигналу "Пуск" таймер 6начинает отсчитывать время моделирования, Метки времени с второго выхода таймера поступают на вход элемента И 8, с третьего выхода таймера 6 с периодом контроля Т поступа 35ют на считывающий вход сумматора 18,с четвертого выхода таймера 6 поступают элементы И 34 и 38,Сигнал "Пуск" переводит триггер 74 Ов единичное состояние. Высокий потенциал с прямого выхода триггера 7открывает элемент И 22 для импульсовгенератора 1,Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульсы со слу 45чайным периодом повторения по экспоненциальному закону. Эти импульсыимитируют входной поток заявок, Заявки фиксируются на счетчике 2 и черезэлемент 9 запрета поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 14,имитируя занятие заявками мест в очереди. Сигнал перехода реверсивного счетчика 14 из нулевого состояния в первое (число 1) проходит через элемент ИЛИ 19 и поступает на вход элемента И 3, на второй вход которого подан3 242979разрешающий потенциал с инверсного нз реверсивного счетчика 14,имитируявыхода триггера 4. изменение очереди заявок на единицу,Пройдя через элемент И 3, импульс Таким образом, время обслуживаниязапустит генератор 10 случайного чис- . заявки определяется типом заявокла, поступит на обнуляющий вход счет- (время подсчета импульсов от 1 до К,чика 25 и на управляющий вход блока где К - код типа заявки) и степенью39 элементов И, а также на ну- адаптации оператора (время подсчеталевой вход триггера 41 и, кроме импульсов от ьС до переполнения счет.того, переведет триггер 4 в единичное чика 25, т,е. ь, ). Этот же импульссостояние. Триггер 4 будет находиться 0 с выхода схемы 26, поступая на разв единичном состоянии в течение вре- решающий вход блока 27, разрешаетмени обслуживания заявки, прохождение кода числа с выхода геТеперь заявки с генератора 1 не нератора 10 на дешифратор 28, в ребудут проходить через элемент И 3, зультате чего содержимое соответсттак как на второй его вход подан за- вующего счетчика 13 (подсчитывающего15прещающий потенциал с инвеРсного вы- числа обслуженных заявок по типам)хода триггера 4,увеличится на единицу,С приходом импульса с элемента И . В.дальнейшем при наличии заявок3, генератор 10 случайного числа вы- в очереди (на нулевое состояние редает число, величина которого случай- версивного счетчика 14) на первом20но распределена в интервале от 1 до входе элемента И 3 будет разрешаюМ (где М - максимальное количество щий потенциал, а запуск генераторатипов заявок), на вход схемы 26 а 10 случайного числа и обнуление счеттакже на дешифратор 29, в результате чика 25 будут осуществляться сигначего содержимое соответствующего25 лом перехода иэ единичного состояниясчетчика 30, считывающего количество в нулевое триггера 4, прошедшим чезаявок по типам, поступивших на обс- . Рез элемент И 3. Этот же импульс раз.луживание, увеличится на единицу. решит прохождение ь с со счетчика 25Этим же импульсом с элемента И 3 через блок 39 на счетчик 25 и переоткроется блок 39 элементов И в ре ведет триггер 41 в нулевое состояние,н 30зультате чего записанныи на счетчике запрещая выдачу содержимого счетчика35 код д перепишется с инверсных 25 на схему 26 на время ь ,выходов счетчика 35 на счетчик 25. В процессе работы системы в зонеТаким образом, на счетчике 25 окажет адаптации оператора величина ь сся записанным содержимое счетчика 35 уменьшается до ьо = Г - с (гдеост Оств обратном коде д 7 время обслуживания заявки операторомТак как теперь с прямого выхода со степенью обученности ниже макситриггера 4 на элемент И 24 подается мальной при полной его адаптации кразрешающий потенциал, то последова- работе), которая тем меньше, чемтельность импульсов с генеРатоРа 5 выше степень обученности оператора,начнет поступать на вход счетчика 25,40 и при максимальной степени обученв результате чего счетчик начнет ности стремится к. В промежутокГовести счет от Ь с до пеРеполнения, времени (зона 11) величина ь, остаетпосле чего импульс переполнения счет- ся постоянной, а поток начинаетчика 25 переведет к единичное состоя- опять возрастать по линейному законуние. триггер 41 и высокий потенциал 45 (Зона 111 утомления оператора)(фиг,2с выхода последнего откроет блок 42 В устройстве эта зависимость реаэлементов И. Так как счетчик 25 пос- лизуется следующим образом. Черезле переполнения продолжает подсчет им открытый элемент И 38 на вычитающийпульсов с выхода генератора 5, то вход реверсивного счетчика 35 с тайна второй вход схемы 26 сравнения 50 мера 6 будут поступать метки времениначнет поступать возрастающая после- с частотой Г (например 3-х минутныедовательность чисел от 1 до М, импульсы), в результате чего велиВ момент совпадения кодов на обоих чина кода д, будет постепенно уменьвходах схемы 25 последняя вьщает им- шаться. В момент совпадения кода Ьпульс, который, пройдя на нулевой 55 с кодом, записанным на тумблерномвход триггера 4, передаетего в ну- регистре 40, на выходе схемы 35 срав.левое состояние, имитируя окончание нения кодов появится высокий потен 1обслуживания заявки и спишет единицу циал, который, пройдя через элементНЕ 37, закроет элемент И 38, прекратив доступ импульсов Й на вычитающий вход реверсивного счетчика35, и фиксируя тем самым величину дГ.,5Тот же потенциал с выхода схемы35 откроет элемент И 32 и на счетчик31 начнут поступать импульсы Г стаймера 6 (частота Г выбирается так,чтобы полное заполнейие счетчика про 1 Сисходило в течение промежутка времени отдо 1), До момента переполнения счетчика 31 (т,е. до времени С ) код Аь остается неизменньм,так как элемент И 38 закрыт потенциалом с выхода элемента НЕ 37, Импульспереполнения счетчика 31 переведеттриггер 33 в единичное состояние, врезультате чего с прямого выхоцатриггера 33 начнет поступать высокийпотенциал на элемент И 34, открываяпоследний для импульсов Х., ИмпульсыуГ начнут поступать на суммирующийвход реверсивного счетчика 35, вследствие чего код Ьс опять начнет возрастать, Вычитающий вход реверсивногосчетчика 35 по-прежнему будет закрытдля импульсов 15, но теперь уже потенциалом с инверсного выхода триггера 33.В то время, когда заявка находится на обслуживании, на вход элементаИ 8 подается разрешаюший потенциал спрямого выхода первого триггера 4,следовательно, метки времени с таймера 6 через вход элемента И 8 будутпоступать на сумматоры 12 и 18, подсчитывая время обслуживания заявокканалом,Импульс контроля с третьего выхода таймера 5 осуществит считывание4 Ссумматора 18, Код суммарного времени работы канала (оператора) Т пообслуживанию заявок за период перепишется в регистр 15, где будет храниться до следующего импульса контДроля,Схема 17 сравнения сравнивает величину кодов Т и Т з Твслучае Т ) Т схема 17 выдает снгнал, который через элемент ИЛИ 20закроет элемент 9 запрета на периоддо следующего импульса контроля.Контроль суммарного времени Тробслуживания заявок за период между55двумя поступлениями импульсов контроля и сравнения его с величиной Тобеспечивает поддержание загрузкиоператора на уровне, не превышающим) оза счет прекращеяия доступа заявок в канал,В случае полного заполнения реверсивного счетчика 14, что, означаетзанятие всех мест в очереди, на выходе схемы 16 сравнения появитсяразрешающий потенциал, который будетприложен к вхоцу элемента И 23. Тотже потенциал через элемент ИЛИ 20:закроет элемент 9 запрета,Очередная заявка с генератора 1случайного потока импульсов пройдетчерез элемент И 23, обнулит счетчик25, переведет триггер 41 в нулевоесостояние, перепишет код А в счетчик 25 и в очередной раз запустит генератор случайного числа 10, Такимобразом, прекращается обслуживаниезаявки, находящейся в данный моментна обслуживании и осуществляется переход к обработке следующей заявки.Заявка с прерванным обслуживанием насчетчике 13 не фиксируется,По окончании времени моделирования сигнал с второго выхода таймера 6 перебросит триггер 7 в нулевоесостояние, закрывая элемент И 22 итем самым поток заявок в канал.Высокий потенциал с инверсного вы"хода триггера 7 поступает на входэлемента И 11. После выбора всехзаявок из очереци сигнал перехода реверсивного счетчика 14 из единичного состояния в нулевое пройдет черезэлемент НЕ 21, элемент И 11 и поступит на второй вход таймера 6, фиксируя окончательное время моделирования. Это время равняется времени,предварительно набранному на таймере, плюс время на дообслуживание заявок стоящих в очереди, но не обслужившихся за установленное время.По окончании моделирования насчетчике 2 окажется зафиксированнымобщее число поступивших заявок,На счетчике 30 окажется числопоступивших на обслуживание заявоккаждого типа.На счетчиках 13 окажется числообслуженных заявок каждого типа,На сумматоре 12 окажется времяработы канала оператора по обслуживанию заявок.Формула изобретенияУстройство для моделирования системы человек - машина", содержа 1242979щее таймерр генератор случайного по тока импульсов, счетчик заявок, счетчик импульсов, группу счетчиков обслуженных заявок, первый и второй дешифраторы, группу счетчиков заявок, принятых к обслуживанию генератор посУледовательности импульсов, генератор случайного числа, элемент запрета, первый реверсивный счетчик, с первого по шестой элементы И, блок элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, первый элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения, регистр,первый и второй сумматоры, первую схему сравнения кодов, первый и второй триггеры, причем вход таймера соединен с вхо. дом запуска устройства, 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 входу счетчика заявок, к первому входу второго элемента И и к информационному входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом первого реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ,выход которого подключен к первому входу третьего элемента И и входу первого элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом останова таймера, второй выход которого подключен к управляющему входу первого сумматора, выход третьего элемента И подключен к единичному входу второго триггера и входу запуска генератора случайного числа, прямой выход второго. триггера соединен с первым входом пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подклю-чен к третьему выходу таймера, выход шестого элемента И соединен с 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 установочным входом устройства, выход первой схемы сравнениясоединен с первым входом второгоэлемента ИЛИ,разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам второй схемы сравнения, выход которой подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющемувходу элемента запрета, инверсныйвыход второго триггера подключен квторому входу третьего элемента И ивычитающему входу первого реверсив,ного счетчика, выход генератора последовательности импульсов подключенк второму входу пятого элемента И,выход которого соединен со счетнымвходом счетчика импульсов, первая ивторая группы выходов генератора случайного числа подключены соответственно к группе входов блока элементовИ и к группе входов первого дешифратора, выходы которого подключенысоответственно к входам счетчика заявок, принятых к обслуживанию группы,третья группа выходов генератора случайного числа подключена соответственно к первой группе входов первойсхемы сравнения кодов, выход которой ЗОсоединен с вторым входом второготриггера и управляющим входом блокаэлементов И, группа выходов которогоподключена к входам второго дешифратора, выходы которого подключены соответственно к входам второго дешифратора, выходы которого подключены соответственно к входам счетчиков обслу,женных заявок группы, выход второйсхемы сравнения подключен к второмувходу второго элемента И, выход которого соединен с установочным входомсчетчика импульсов и единичным входомвторого триггера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей устройства за счет моделирования работы оператора по обслуживанию разнотипных . заявок с учетом адаптации, утомляемости и степени обученности человекаоператора, оно дополнительно содержит.второй реверсивный счетчик, регистрпамяти, вторую схему сравнения кодов,второй элемент НЕ, второй счетчикимпульсов, седьмой, восьмой и девятый элементы И, второй и третий блокиэлементов И, третий и четвертыйтриггеры, причем четвертый выходтаймера подключен к первому входувосьмого элемента И, выход которогосоединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к единичному входу третьего триггера, прямоый выход которого.) подключен к первому входу девятого элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом второго реверсивного счетчика, инверсные разрядные выходы которого. подключены соответственно к входам второго блока элементов И, а прямые разрядные выходы соединены соответственно с первой группой входов второй схемы сравнения кодов, вторая группа входов которой соединена соответственно с разрядными выходами регистра памяти, выход второй схемы сравнения кодов соединен с вторым входом восьмого элемента И и входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с пятым выходом таймера и вторым входом девятого элемента И, инверсный выходтретьего триггера подключен к третьему входу седьмого элемента И, выходкоторого подключен к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, выход второго элемента И соединен спервым входом четвертого триггера иуправляющим входом второго блока элементов И, выходы которого подключенысоответственно к разрядным, входампервого советчика импульсов, разрядныевыходы которого соединены соответственно с группой входов третьего блокаэлементов И, выходы которого соединены соответственно с входами второйгруппы первой схемы сравнения кодов,выход переполнения первого счетчика,импульсов подключен к второму входучетвертого триггера, прямой выходкоторого соединен с управляющимвходом третьего блока элементов И,1242979 Составитель В. ФукаловТехред М.Ходанич . Тираж 671ВНИИПИ Государственнопо делам изобретений3035, Москва, Ж, Р аказ 3707/4 одписное комитета СССР открытийская наб д. 4/5 полиграфическое .предп тие, г. Ужгород, ул. Проектная,изводстве дактор В, Иванова Корректор Е. Сирохман.