Устройство для моделирования систем человек-машина

(51)4 С 06 Г 15/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ся на си их м чезработ ОСУДДРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС о делдм изоБРетениЙ и откРыт(56) Авторское свидетельство СССР У 966701, кл. С 06 Р 15/20, 1979.Авторское свидетельство СССР В 1185348, кл. С 06 Р 15/20, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕИ ЧЕЛОВЕК - МАКИНА(5) Изобретение относит к вычислительной технике и может йти применение при моделировании стеловек - машина на этапе ра ки. Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей устройства за счет моделирования логическойструктуры алгоритма деятельности оператора в соответствии с типом посту"пившей заявки. Цель достигается тем,что устройство содержит блок заданияалгоритмов, кольцевой регистр сдвигаи блок генераторов импульсов, Устройство позволяет моделировать деятельность оператора по обслуживанию заявок различного типа с учетом конкретного состава и логической взаимосвязи выполняемых при этом операций.7 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при моделировании систем человек - машина на этапе их разработ 5ки,Цель изобретения - расширение Аункциональных возможностей устройства,за счет моделирования логической,структуры алгоритма деятельности опе,ратора в соответствии с типом поступившей заявки.На Аиг.1 приведена схема устройства; на Аиг.2 - схема блока заданияалгоритмов; на Аиг.З - схема узла моделирования неальтернативных операций; на Аиг.4 - схема узла моделирования альтернативных операций; наАигф 5 - схема шиАратора длительностиопераций; на Аиг.6 и 7 - пример ком Омутации контактных гнезд наборногополя блока задания алгоритмов и коммутационного поля шиАратора длительности операции соответственно с целью задания двух возможных алгоритмов деятельности оператора, подлежяп 1 их моделированию.Устройство содержит генератор 1, случайных импульсов заявок, третийэлемент И 2, первый элемент И 3, первый триггер 4, пятый элемент И 5,счетчик 6 времени обслуживания заявок, счетчик 7 поступивших заявок,кольцевой регистр 8 сдвига, второйэлемент И 9, счетчик 10 обслуженныхзаявок, третий триггер 11, блок 12генераторов импульсов, многоканальныйблок 13 случайной временной задержки,генератор 14 импульсов времени, чет"вертый элемент И 15, счетчик 16 времени моделирования, второй триггер17, блок 18 задания алгоритмов. Наструктурной схеме также показанывход 19 запуска, входы 20 выбора алгоритма, входы логических условий 21,тактовый вход.22, инАормационные выходы 23 и выход 24 завершения алгоритма блока 18.Блок 18 (Лиг.2) содержит узлы 25моделирования неальтернативных операций алгоритма, узлы 26 моделирования альтернативных операций алгоритма, шиАратор 27 и группу элементовИ 28. На структурной схеме блока 18изображены инАррмационные входы 29,тактовый вход 30, инАормационный выход 31 и выход 32 узла 25, инАормационные входы 33, тактовый вход 34,управляющий вход 35, инАормационные выходы 36 и 37 и выход 38 узла 26,установочный вход 39 узла 25, установочный вход 40 узла 26, контактные гнезда 41, каждое нз которых соединено с выходом соответствующего элемента И 28, входы 42 шиАратора 27.Узел 25 (Анг,З) содержит элемент ИЛИ 43 и 0-триггер 44.Узел 26 (Аиг,4) содержит элемент ИЛИ 45, 0-триггер 46, элемент И 47 и элемент 48 запрета.ПиАратор 27 (Лиг.5) содержит коммутационное лоле 49, элементы ИЛИ 50.Кроме того, на Аиг,6 и 7 обозначены А; - -я неальтернативная операция моделируемого алгоритма деятельности, Р - 3-я альтернативная операция моделируемого алгоритма деятельности, ь - средние временные затраты оператора на выполнение 1-й операции алгоритма деятельности,Кольцевой регистр 8 сдвига имеет щ разрядов, по которым .под действием импульсов на его тактовом входе последовательно циркулирует единичный импульс, и предназначен для имитации поступления на обслуживание одной из щ возможных заявок путем формирования в случайный момент запуска блока 18 на одном нз щ его входов 20 единичного сигнала на ее обслуживание по своему алгоритму. Блок 12 генераторов с регулируемой скважностью импульсов служит для имитации значений логических условий, проверяемых оператором в процессе выполнения алгоритма. С каждым логическим условием моделируемого алгоритма в блоке 12 сопоставлен соответ" ствующий генератор импульсов, выход которого является выходом блока 12. Факт проверки оператором логического условия имитируется путем, опроса блоком 18 состояния соответствующего выхода блока 12. Выполнение или невыполнение проверяемого логического, условия имитируется соответственно . наличием или отсутствием в момент опроса импульса на соответствующем выходе блока 12, Так как состояние выходов генераторов блока 12 опрашивается в случайные моменты времени, то, изменяя скважность импульсов на .выходе генераторов, можно задать требуемую вероятность выполнения логических условий моделируемых алгоритмов деятельности оператора.3 141 17Блок 13 случайной временной задержки имитирует случайные временные затраты оператора на выполнение отдельных операций алгоритма. Величина, задержки по каждому входу многоканального блока 13 определяется типом моделируемой операции, а общее число входов - количеством различных типов операций в совокупности алгоритмов деятельности оператора данной системы человек - машина.Блок 18 задания алгоритмов предназначен для задания совокупности алгоритмов деятельности оператора мо делируемой системы человек - машина и воспроизведения любого из них в зависимости от типа заявки, поступающей на входы 20 блока. Отдельные операции алгоритмов деятельности опе ратора моделируются узлами 25 и 26 блока 18.Узлы 25 используются для моделирования чеальтернатинных операций, сопостанляемых с воздействиями сне ратора на органы управления, либо с актами восприятия и (или) переработки информации оператором, При этом процесс выполнения неальтернативной операции отождествляется с пребыванием триггера 44 в единичном состоянии.Узлы 26 служат для моделирования альтернативных операций, сопоставляемых с действиями оператора по выбору одной из возможных альтернатив даль 35 нейшего поведения на основе проверки Жакта выполнения (невыполнения) соответствующих логических условий. При этом процесс выполнения альтернатив ной операции отождествляется с пребыванием триггера 46 в единичном состоянииЗначение проверяемого логического условия задается состоянием ("О" или "1") входа 35 узла 26, которое определяется состоянием выхода соот-ветствующего генератора блока 12.Следовательно, в процессе моделирования алгоритма деятельности значения логи 50 ческих условий непрерывно изменяется с частотой следования импульсов, Аормируемых соответствующими генераторами блока 12, т.е. в задействованных для моделирования узлах 26 блока 18 поочередно оказываются открытыми. 55 (для инйормационного сигнала с прямого выхода триггера 46) либо элемент И 47, либо элемент 48 запрета. По- о 71 4этому, если н момент поянления импульса на тактовом входе 34 узла 26триггер 46 находится в единичном состоянии, то сигнал с его выхода может пройти либо через элемент И 47,либо через элемент 48 запрета на одиниз инАормационных выходов 36 или 37узла 26 соответственно. Поскольку импульсы на тактовом входе 22 блока 18(а следовательно, и на тактовых входах 34 узлов 26) формируются блоком13 случайной временной задержки, томоменты их поступления случайны, Всвязи с этим вероятность появлениясигнала на одном из информационныхвыходов 36 или 37, сработавшего в ходе носпроизнедения алгоритма деятельности узла 26, определяется относи"тельной (по отношению к периоду сле"донания импульсов с выхода соответстнующего генератора блока 12) продолжительностью открытого состоянияэлементов 47 и 48, т.е. скважностьюимпульсов соответствующего генератора 12 блока,ИиАратор 27 предназначен для сопоставления с каждой из моделируемыхопераций алгоритма соответствующегоканала блока 13.Рассмотрим функционирование блока18 на примере.Пусть н моделируемой системе человек - машина оператором обслуживаются заявки двух типов, Представималгоритмы деятельности оператора поих обслуживанию в виде следующих от-,меченных (взвешенных) логическихсхем алгоритмов (ЛСА):4 11 = ААйР 1 Аз АВф тст л г в з "а 4 1. = АААА,л гф гй 4где А- символ обозначающий д-ю1неальтернативную операциюалгоритмов (А - конечнаяоперация);Р - символ, обозначающий 3-юальтернативную операцию алгоритма;ф - средние временные затратыоператора на выполнениеоперации 1-го типа.Для задания с помощью блока 18 данных алгоритмов на этапе подготовки14 5устройства к моделированию необходимое количество узлов 25 и 26 блока18 соединяют между собой в соответствии со структурой алгоритмов. Приэтом установочные входы 39 узлов 25,имитирующих первые неальтернативныеоперации А, и А 4 алгоритмов Ь 1 и Ьсоответственно, соединяют с соответствующими контактными гнездами 41.(фиг.б). Шифратор 27 программируют сиспользованием контактных гнезд егокоммутационного поля 49 в соответствии с разметкой заданной для алгоФритмов (фиг.7). Завершается подготовка блока 18 к работе установкой триггеров 44 и 46 всех его узлов 25 и26 в нулевое состояние (цепи начальной установки триггеров не показаны) .В процессе работы устройства вслучайный момент времени на входе 19запуска блока 18 появляется импульс.Этот импульс поступает на входы элементов И 28 и обеспечивает выдачу информации с входов 20 блока 18 (с разрядных выходов кольцевого. регистра8 сдвига) через элементы И 28 на контактные гнезда 41 наборного поляблока 18. В результате этого в триггер 44 одного из двух узлов 25, подключенных установочными входами 39к контактным гнездам 41, с одного из , двух разрядов кольцевого регистра 8сдвига записана единица, Таким образом, разыгрывается тип поступившейзаявки. При этом для обеспечения устойчивой работы блока 18 необходимо,чтобы длительность импульса запуска,поступающего на его вход 19, быламеньше периода следования импульсов,генерируемых генератором 14. Послеперехода триггера 44 одного из узлов25 в единичное состояние с выхода 32 этого узла через шифратор 27 на соответствующий вход многоканацьного блока 13 поступает единичный потенциал.Через случайный промежуток времени,имитирующий временные затраты оператора на выполнение текущей операции алгоритма, на выходе многоканального блока 13 появляется импульс, корый поступает на тактовый вход 22блока 18 и далее на тактовые входы 30 и 34 узлов 25 и 26 соответственно.В результате единичное состояние извозбужденного узла 25 передано в триггер 44 следующего, подключенного к нему при задании алгоритма, узла10 1520253035 40 45 50 55 блока 12 и элементов 47 и 48 данного узла дополнительно разыгрывается выбор направления передачи единичного состояния его триггера 46. Что и происходит с поступлением в случайный момент времени импульса на тактовыйвход 34 этого узла 26.После имитации всех операций алгоритма единичное состояние передано в триггер 44 узла 25, сопоставленного с операцией А алгоритмов. Это приводит к задействованию (через шифратор 27) соответствующего входамногоканального блока 13 и к появле"нию сигнала на выходе 24 завершенияалгоритма блока 18В результате поистечении имитации временных затратна выполнение оператором операцииА на выходе многоканального блока 13 появляется импульс, который возвращает схему блока 18 в исходное состояние.При подготовке устройства к работе в блоке 18 задают алгоритмы деятельности оператора по обслуживанию заявок различного типа и приводят узлы 25 и 26 блока 18 в исходное. состояние (эти процедуры описаны). Генератор 1 настраивают на формирование случайных импульсов, распределенных по тому же закону, что и входящий поток заявок. Устанавливают требуемую скважность импульсов на выходе генераторов блока 12. Обнуляют счетчики 6, 7 и 10 и триггер 4, и младший разряд кольцевого регистра 8 сдвига устанавливается в единичное состояние.В процессе моделирования устройство функционирует следующим образом.После подачи импульса на вход запуска устройства триггер 11 и триггер 17 устанавливаются в единичное и в нулевое состояния соответственно, При этом открываются элементы И 2 и 15 и закрывается элемент И 9. Счетчик 16 начинает отсчитывать вре- мя моделирования путем подсчета им" пульсов с генератора 14, Эти же импульсы, поступая на тактовый вход 11771ь25 (фиг.б), Далее цикл работы по мо делированию следующей неальтернативной операции алгоритма повторяется. В случае переходав единичное состояние триггера 46 узла 26 моделируется соответствующая альтернативная операция алгоритма. При этом с помощью соответствующего генератора40 кольцевого регистра 8 сдвига, вызывают циклический сдвиг по его разрядам единичного состояния младшего разряда. Так как триггер 4 находится5 в нулевом состоянии, то первый же импульс с выхода генератора 1, пройдя открытые элементы И 2.и 3, пере 1ключает триггер 4 в единичное состояние и одновременно поступает на 10 вход 19 запуска блока 18. Это приводит к тому, что в блоке 18 начинается воспроизведение одного из алгоритмов деятельности оператора, опре. деляемого типом поступившей на входы 15 20 блока 18 заявки, т.е. состоянием разрядных выходов кольцевого регистра 8 сдвига в данный момент времени. Кроме того, триггер 4, перейдя в единичное состояние, закрывает эле мент И 3 до момента завершения отработки данного алгоритма деятельно-, сти. Тем самым имитируется отказ в обслуживании всем заявкам, поступающим в тот период времени, когда оператор занят обслуживанием ранее принятой заявки. Временные затраты наобслуживание заявки фиксируются в счетчике 6, заполняемом импульсами от генератора 14 через открытый на 30 это время сигналом с прямого выхода триггера 4 элемент И 5. В момент завершения имитации данного алгоритма на выходе 24 завершения алгоритма блока 18 появляется импульс, который увеличивает на единицу содержимое счетчика 10, фиксирующего количество обслуженных оператором заявок (информация об общем количестве поступивших за время моделирования заявок накапливается в счетчике 7). Кроме того, импульс на выходе 24 за- вершения алгоритма вызывает обнуление триггера 4, которое приводит к закрытию элемента И 5 и прекращению 45 подсчета счетчиком 6 импульсов времени, поступающих с генератора 14, а также открытие элемента И 3, что имитирует готовность оператора к обслуживанию очередной заявки. В момент истечения заданного времени моделирования импульс с выхода переполнения счетчика 16 переключает в единичное состояние триггер 17, Это приводит к появлению разрешающего сигнала на входе элемента И 9, и после окончания обслуживания последней заявки импульс с выхода 24 завершения алгоритма блока 18, пройдя открытый элемент И 9, обнуляет триггер 11. В результате закрыты элементы И 2 и 15, что прекращает поступление в схему импульсов от генераторов 1 и 14Процесс моделирования на этом заканчивается. Итогом моделирования является информация, накопленная в счетчиках 6, 7, 10 и 16. При этом в счетчике 16 оказывается зафиксированным число, пропорциональное времени, дополнительно затраченному на модели" рование обслуживания последней заявки.Таким образом, устройство позволяет моделировать деятельность оператора по обслуживанию заявок различного типа с учетом конкретного состава и логической взаимосвязи выполняемых при этом операций.Формула изобретенияУстройство для моделирования систем человек - машина, содержащее генератор случайных импульсов заявок, генератор импульсов времени, счетчик поступивших заявок, .счетчик обслуженных заявок, счетчик времени моделирования, счетчик времени об" служивания заявок, многоканальный блок случайной временной задержки с первого по третий триггеры, с первого по пятый элементы И, выход первого элемента И соединен с единич"1 входом первого триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу первого элемейта И, первый вход второго элемента И подключен к пря 1 мому выходу второго триггера,а выход второго элемента И соединен с нулевым входом третьего триггера, прямой выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора случайных импульсов заявок, а выход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента И и к счетному входу счетчика поступивших заявок, выход генератора импульсов времени соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера, а выход - к первому входу пятого элемента И и к счетному входу счетчика времени моделирования, выход переполнения которого соединен с единичным входом второго триггера, второй вход пято 1411711 101 о элемента И подключен к прямому ыходу первого триггера, а выход пя 1 ого элемента И соединен со счетным фходом счетчика времени обслуаиванняаявок, нулевой вход второго триггеа и единичный вход третьего триггеа объединены и являются входом заска устройства, о т л,н ч а юе е с я тем, что, с целью расшнния Функциональных возмоаностейстройства за счет моделированиягической структуры алгоритма деяьности оператора в соответствии сом поступившей заявки, оно дополтельио содераит блок задания алгор мов,кольцеовй регистр сдвига иок генераторов импульсов, блок зад ния алгоритмов содерзит наборное и е, группу узлов моделирования неальт рнативных операций, группу узловделирования альтернативных операц , шиФратор и группу элементов И, к узел моделирования неальтерн тивных операций содераит Р-триггер и элемент ИШ, выход которого соедин н с Р-входом Р-триггера, какдый у ел моделирования альтернативной о ерации содержит элемент ИЛИ, Р- т иггер, элемент И и элемент запрет , причем в узле моделирования альрнативных операций инФормационный в од элемента запрета и первый входемеита И соединены с выходом Р триггера, Р-вход которого подключ н к выходу элемента ИЛИ, выходы Р риггеров узлов моделирования иеФьтернативных операций и узлов .моделирования альтернативных операций и ены соответственно к входамратораблока задания алгоритмов, ввходы шиФратора которого соединены соответственно с входами.многоканального блока случайной временнойзадерхки, выход которого подключенк тактовым входам Р-триггеров, всехузлов моделирования альтернативныхопераций и узлов моделирования неальтернативных операций, первые входы элементов И группы блока задания 19 алгоритмов объединены с выходом первого элемента И устройства, а вторые входы элементов И группы подключены соответственно к разрядным вы-.ходам кольцевого регистра сдвига, 15 тактовый вход которого подключен квыходу четвертого элемента И устройства, выходы блока генераторов импульсов устройства соединены с вторым входом элемента И и управляющим 20 входом элемента запрета соответствукщего узла моделирования альтернативных операций, выходы элементовИ группы, блока задания алгоритмов,вЫход блока задания алгоритмов, ус- И тановочные входы Р-триггеров узловмоделирования неальтернативных операций, входы элементов ИЛИ и выходыэлементов И и элементов запрета узлов мбделирования альтернативных опе- ЗО раций, входы элементов ИЛИ и выходыР-триггеров узлов моделированиянеальтернативных операций и узлов моделирования альтернативныхопераций соединены на наборном Ооле блока задания алгоритмов всоответствии с топологией моде"лируемюх алгоритмов, выход блоказадания алгоритмов подключен ксчетному входу счетчика обслуаенных заявок, нулевому входу первоготриггера и второму входу второго элемента И.1411771 7 с ель В.ФукалоА.Кравчук Редактор Н,Боб орректор С.Шек креи аказ 3656/4 Тираж 704 одписно ул. Проектна г роизводственно-полиграфическое предприятие ВНИИПИ Государств по делам изобре13035, Москва, Жного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д