SU1038948A1 - Устройство дл моделировани систем "человек-машина - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее генератор случайного потока импульсов , первый триггер, первый счетчик , общий элемент И, таймер и первый .канал модели|эовани , содержащий-блок случайной временной задержки , элемент запрета, счетчик импулЬсов , дваэлемента И, два сумматора, триггер, регистр и первую схему сравнени , вход таймера  вл етс  входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а пр мой выход подключен к первому входу общего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход общего элемента И подключен к входу первого счетчика, а в первом канале моделировани  выход первого элемента И соединен с входом блока случайной временной задержки и единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, пр мой выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого по лючен.к второму выходу таймера, выход второго элемента И соединен с входами первого и второго сумматоров , управл ющий вход второго сумматора подключен к третьему выходу таймера, а разр дные выходы второго сумматора соединены соответственно , с разр дными входами регистра, разр дные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов схемы сравнени , втора  группа входов которой  вл етс  установочным входом канала моделировани , вход счетчика импульсов соединен с выходом элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу общего элемента И, отличающеес  (Л тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем воспроизведени  режима группой де тельности операторов, оно дополнительно содержит дополнительный элемент И и группу каналов моделировани , а в каждом канале моделировани  дополнительно-реверсивный со сх счетчик, вторую схему сравнени , два элемента ИЛИ, третий элемент И, элесо мент НЕ, k-й канал моделировани  ( ,n) дополнительно включает чет00 вертый элемент И, причем в каждом канале моделировани  выход элемента, запрета соединен суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, разр дные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего

Description

элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выходы третьих элементов И всех каналов моделировани  подключены соответственно к входам дополнительного элемента И, выход которого соединен с входом останова таймера , разр дный выход реверсивного счетчика каждого канала моделировани  подключен к соответствующим входам iвторой схемы сравнени , выход кото;рой подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вхрд которо .го подключен к в|д1ходу первой схемы сравнени , выход второго элемента ИЛИ соединен с управл ющим:входом элемента запрета,авk-м-канале моделировани  выход четвертого элемента И соединен синформационным входом элемента запрета, первый вход четвертого элемента И соединение выходом оСйцего элемента И, а

, второй вход четвертого элемента И подключен к выходу второго

элемента ИЛИ (k-1 )-го канала мо-/ лировани .

Изобретение относитс  к вычислительной технике и в частности к устройствам дл  моделировайи  групповой дейтельности человека-оператора систем человек-машина (СЧМ). Известно устройство дл  моделировани  систем массового обслуживани , содержащее первый генератор случайного потока импульсов, схему ЗАПРЕТ, реверсивный счетчик многоканальный- блок случайных временных задержек, первую и вторую схему ИЛИ, блок сравнени , второй генератор .случайного потока импульсов, схему И, первый, второй и третий счетчики , многовходовую схему И, генератор импульсов Cl Устройство позвол ет определ ть в ро тные характеристики СМО, но не :позвол ет определ ть загруженность к нала, а также моделировать СМО с ограниченной очередью. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  моделировани  де тельности человека-оператора систем человек-машина, которое содер жит генератор случайного потока импульсов , первый, второй и третий триггеры, три элемента И, блок случайной временной задержки,таймер преобразователь временной интервал код , первый и второй счетчики, сумма тор. 8 устройстве оператор представлен одноканальной СМО с отказами. Устройство позвол ет определ ть веро  тные характеристики де тельности человека-оператора, а также определ ть загруженность 2 3 Однако устройство не позвол ет моделировать групповую де тельность операторов.. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведени  режима групповой де тельности операторов . . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  моделировани  систем человек-машина, содержа- . щее генератор случайного потока импульсов , первый триггер, первый счетчик , общий элемент И, таймер и пер- / вый канал моделировани , содержащий блок случайной временной задерж ки, элемент запрета, счетчик импульсов , два элемента И, два сумматора , триггер, регистр и первую схему сравнени , вход таймера  вл етс  входом Запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера , нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а пр мой выход подключен к первому входу общего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход общего элемента И подключен к входу первого счетчика, а в первом канале моделировани  выход первого элемента И соединен с входом блока случайной временной Задержки и единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, пр мой выход триггера соединен с первым вхо дом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу таймера, выход второго элемента И соединен с выходами первого и второго сумматоров, управл ющий вход второго сумматора подключен к третьему выходу таймера, а разр дные выходы второго сумматора соединены соответственно с разр дными входами perMctpa, разр дные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов схемы сравнени , втора  группа входов которой  вл етс  установочным входом канала моделировани , вход счетчика импульсов соединен с выходом элемента запрета, информационный вход которо го подключен к выходу общего элел мента И, дополнительно содержит дополнительный элемент И и группу каналов моделировани , а в каждом канале моделировани  дополнительнореверсивный счетчик, вторую схему сравнени , два элемента ИЛИ, третий элемент И, элемент НЕ, k-й канал моделировани  (,п)дополнительно включает четвертый элемент И, пр чем в каждом канале моделировани  выход элемента запрета соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, разр дные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому вх ду первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выходы третьего элементов И всех каналов моделировани  подключены со ответственно к входам дополнительного элемента И, выход которого сое динен с входом останова таймера, ра р дные выходы реверсивного счетчика каждого канала моделировани  подклю чены к соответствующим входам второ схемы сравнени , выход которой подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого под ключен к выходу первой схемы сравнени , выход второго элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом элеме :та запрета, а в k-м канале моделировани  выход четвертого элемента И оединен с информационным входом элемента запрета, первый вход четверто- , го элемента И соединен с выходом общего элемента И, а второй вход четвертого элемента И подключен к выходу второго элемента ИЛИ (k-l)ro канала моделировани . На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, первый счетчик 2, первый элемент ИЗ, триггер , блок 5 случайной временной задержки, таймер 6, первый триггер 7, второй элемент И 8, элемент ЗАПРЕТ 9, четвертый элемент И 10, третий элемент И 11, первый сумматор 12, второй счетчик 13, реверсивный счетчик И, регистр 15, вторую и первую схемы сравнени  1б и 1 второй сумматор 18, первый и второй элементы ИЛИ 19 и 20, элемент НЕ 21, общий элемент И 22, дополнительный элемент И 23. Совокупность блоков 9-21 образует канал моделировани . Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток за вок. Генератор генерирует импульсы со случайным периодом повторени . Счетчик 2 считает общее число поступивших за вок на обслуживание к группеоператоров. Счетчики 13 считают количество за вок поступивших на обслуживание к i-му оператору. Реверсивные счетчики 14 имитируют очередь за вок к i-му оператору. Блоки 5 случайной временной задержки имитируют случайное врем  . обслуживани  за вок операторами Сумматоры 12 подсчитывают общее врем  работы I оператора по обслужйванию за вок, дторые сумматоры 18 подсчитывают общее врем  работы операторов по обслуживанию за вок за периоды контрол  загруженности. Таймер задает общее врем  моделировани , а также  вл етс  источником временных меток. Оператор представл етс  СМО с ограниченной очередью. Рассмотрим работу устройства на примере i-ro канала (,п), Yfie п количество каналов-операторов . В исходном состо нии на реверсивном счетчике IV, регистре 15, первом 2 и счетчике 13, первом 12 и втором сумматоре 18 записан нуль. Триггеры j и 7 наход тс  в нулевом соето нии .

Предварительно на таймере набираетс  примерное врем  моделировани  По сигналу ПУСК таймер 6 начи ает отсчитывать врем  моделировани , метки времени например секундные импульсы с выхода таймера 6 поступа ют на вторые входы элементов И 8, с третьего выхода таймера 6 Q периодом контрол  Тд поступают на считывающие входы вторых сумматоров 18. Сигнал ПУСК переводит триггер 7 в единичное состо ние. Зысокий потенциал с пр мого выхода триггера 1 открывает элемент И 22 дл  импульсов генератора 1 случайного потока импульсов, которые поступают на первый счетчик 2 и первый вход элемента .И 10. В случае, если поступает разрешающий потенциал с элемента ИЛИ 20 (i-l}-ro канала на второй вход элемента И 10 i-ro канала, импульсы с генератора 1 пройдут через элемент ЗАПРЕТ 9 i-ro канала на счетчик 13 и суммирующий вход реверсивного счетчика I, имитиру  зан тие за вками мест в очереди. Сигнал перехода из нулевого состо ни  счетчика И 8 первое (число один) пройдет через многовходовой элемент ИЛИ 19, элемент И 3 и запустит блок 5 случайных временных задержек, а также переведет триггер 4 а единичное состо ние.

В дальнейшем при наличии за вок в очереди (ненулевое состо ние реверсивного счетчика 1 ) на первом входе элементу И 3 разрешающий потенциал- элемента ИЛИ 19, а блок 5 случайной временной задержки запускаетс  сигналом перехода из единичного состо ни  в нулевое, триггера , прошедшим через элемент И 3.

Высокий потенциал с пр мого выхода триггера открывает элемент И 8, через второй вход которого метки времени с таймера 6 поступают на первый 12 и второй 18 сумматоры подсчитыва  врем  обслуживани  за вок каналом (оператором).Через случайное врем  задержки блок 5 вырабатывает импульс, котррый перебрасывает триггер k в нулевое состо ние , а также уменьшает содержимое реверсивного счетчика И на единицу.

Импульс контрол  с третьего выхода таймера 6 осуществл ет считывание и обнуление второго сумматора 18. Код суммарного времени работы канала (оператора) „ по обслуживанию за вок в период от 5 до (от t-(j-l)To до ) переписываетс  в регистр 15, где хранитс  до следующего импульса контрол  до (t(j+1)To).

Второй сумматор 18 после обнулени  подсчитывает суммарное врем  работы канала за новый период контрол  от до (от t )Т,до t(j-H)To).

Схема 17 сравнени  сравнивает

5 величину кода ТрИ случае выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закроет элемент ЗАПРЕТ 9 на период до следующего импульса контрол  и откроет

0 элемент И 10 ()-ro канала (следующего ).

Контроль суммарного времени Т робслуживани  за вок за период между двум  поступлени ми импульсов контрол  и сравнение его с величиной Т- обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне не превышающем РдррЗа счет прекращени  доступа за вок в канал.

0 Имитиру  заполнение всех мест в очереди, первый блок 1б сравнени  выдает сигнал, который через второй элемент ИЛИ 20 закроет элемент ЗАПРЕТ 9 i-ro канала по причине заполнени  очереди и откроет третий элемент И 11 (i + O-ro канала .

Работа первого канала отличаетс  тем, что импульсы генератора 1 через п тый элемент И 22 поступают на элемент ЗАПРЕТ 9, т.е. до заполнени  очереди импульсы за вок проход т только в первый канал.

В случае, если закрыты элементы ЗАПРЕТ 9 каждого из каналов либо по причине загруженности оператора, либо по причине зан тости очереди, за вки получают отказ.

По окончании времени моделировани  сигнал с второго выхода таймера 6 перебрасывает триггер 7 в нулевое состо ние; закрыва  элемент И 22 и тем самым поток за вок в каналы. Зысокий потенциал с инверсного выхода триггера 7 поступает на вторые входы элементов И 11. После выбора всех За вок из очереди на выходе элементов И 11 по вл етс  высокий 7 потенциал (так как на выходе элеме та НЕ 21 по вл етс  высокий потенц ал), который подаетс  на входы п .входового элемента И 23. Сигнал перехода реверсивного сч чика из единичного состо ни  в нулевое канала, последним завершившего обслуживание, проходит через элемент НЕ 21, элемент И 11, элемент И 23 и поступает на второй вход таймера 6, фиксиру  окончател ное врем  моделировани  Т„ ..Это врем  равн етс  времени, предварительно набранному на таймере, плю врем  на дообслуживание всех за вок во всех каналах. По окончании моделировани  на счетчике 2 оказываетс  эафиксированным общее число поступивших за вок N, на счетчиках 13 число об служенных за вок N. i-ым каналом, на первых сумматорах Т2 - врем  работы i-ro канала (оператора) по обслуживанию за вок Tpj- Использу  эти данные, вычисл ют с  следующие показатели качества работы группы А операторов: веро тность обслуживани  за вок группой операторов: п р о5сл среднее врем  обслуживани  за вки п Тог-J .ia-1 PCl ср загруженн :- ь t-ro оператора: р - - . среднюю загруженность операторов: п Пт. р S-ib n пТ мод С помощью предлагаемого устройства можно решать следующие задачи . проектировани  группобой де тельности: определение численности коллектива операторов; определение квалификации операторов.. Численность коллектива операторов определ етс  путем оценки достаточности t операторов дл  решени  задач управлени  с заданным качеством ( при условии, что их информационна  загрузка не превышает предельного значени . Определение квалификации операторов заключаетс  в определении требуемой степени обученности. Счита , что обученность вли ет на временные хар актеристики решени  задач оператором, требование к квалификации операторов задаетс  таким образом, чтобы обеспечивалс  максимум качеств1а де тельности при заданной информационной загрузке . При этом варьируютс  временные характеристики решени  задач оператором ( параметры блока случайной временной задержки ). Преимуществами изобретени  по сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбран моделирующий комплекс в составе ЭВМ и програм/йчого обеспечени , регулирующий моделирование де тельности человека-оператора ,  вл ютс  простота технической реализации уменьшение материальных и временных затрат.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый триггер, первый счетчик, общий элемент И, таймер и первый канал моделирования, содержащий -блок случайной временной задержки, элемент запрета, счетчик импульсов, два элемента И, два сумматора, триггер, регистр и первую схему сравнения, 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 общего элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход общего элемента И подключен к входу первого счетчика, а в первом канале моделирования выход первого элемента И соединен с входом блока случайной временной задержки и единичным входом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, прямой выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен.к второму выходу таймера, выход второго элемента И соединен с входами первого и второго сумматоров, управляющий вход второго сумматора подключен к третьему выходу таймера, а разрядные выходы второго сумматора соединены соответственно , с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочным входом канала моделирования, вход счетчика импульсов соединен с выходом элемента запрета, информационный вход которого подключен к выходу общего элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем воспроизведения режима группой деятельности операторов, оно дополнительно содержит дополнительный элемент И и группу каналов моделирования, а в каждом канале моделирования дополнительно-реверсивный счетчик, вторую схему сравнения, два элемента ИЛИ, третий элемент И, элемент НЕ, k-й канал моделирования (k=2,n) дополнительно^включает четвертый элемент И, причем в каждом канале моделирования выход элемента, запрета соединен суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к выходу блока случайной временной задержки, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего

   SU ,,.1038948 >

   лО38948 элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выходы третьих элементов И всех каналов моделирования подключены соответственно к входам дополнительного элемента И, выход которого соединен с входом останова таймера, разрядный выход реверсивного счетчика каждого канала моделирования подключен к соответствующим входам второй схемы сравнения, выход кото<рой подключен к первому входу второ- ¹ го элемента ИЛИ, второй вхрд которо го подключен к выходу первой схемы сравнения, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим;входом элемента запрета,а вk-м-канале моделирования выход четвертого элемента И соединен с информационным входом элемента запрета, первый вход четвертого элемента И соединение выходом общего элемента И, а .второй вход четвертого элемента И подключен к выходу второго •элемента ИЛИ (к-1 )-го канала моделирования.