SU1183982A1 - Устройство для моделирования систем человек-машина - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина (СЧМ), 5.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования работы операторов по обслуживанию заявок абсолютным приоритетом из общего 10 потока.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 сл^айкого потока импульсов, счет- 15

2

чик 2 поступивших заявок, третий элемент И 3, второй триггер 4, генератор 5 импульсов, таймер 6, первый триггер 7, шестой элемент И 8, элемент 9 запрета, первый генератор 10 случайного числа, четвертый элемент И 11,.второй сумматор 12, группу 13 счетчиков обслуженных заявок, реверсивный счетчик 14, регистр 15, первую и вторую схемы 16 и 17 сравнения, первый сумматор 18, первый и второй элементы ИЛИ 19 и 20, элемент НЕ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, пятый элемент И 24, счетчик 25 импульсов,

3 1183982 4

первую схему 26 сравнения кодов, блок 27 элементов И, второй 28 и первый 29 дешифраторы, группу счетчиков 30 заявок, принятых к обслуживанию, третий триггер 31, второй 5

генератор 32 случайного числа, вторую схему 33 сравнения кодов, формирователь 34 импульсов, третий элемент ИЛИ 35, датчик 36 кодов, третью схему 37 сравнения кодов, коммута- Ю тор 38.

Генератор случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок.

Генератор 5 импульсов вырабатывает 15 импульсы, распределенные по нормальному закону, и имитирует работу оператора по определению типа заявки.

Генератор Ю случайного числа имитирует тип заявки и продолжительность 20 его обслуживания. Генератор 32 случайного числа имитирует работу оператора по определению заявки с абсолютным приоритетом. Счетчик 2 считает общее число поступивших на обслуживание за- 25 явок. Счетчик 13 считает число обслуженных заявок по типам.

Счетчик 30 подсчитывает число поступивших на обслуживание заявок отдельно для каждого типа. Сумматор 12 зо подсчитывает время работы канала (оператора) по обслуживанию заявок. Таймер 6 задает общее время моделирования, а также является источником временных меток. Датчик 36 Кодов служит для ₃₅ присвоения абсолютного приоритета какому-либо типу заявок.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 2, 40

12, 13, 14, 25 и 30, триггеры 4 и 7 находятся в нулевом состоянии. На наборном поле выставляется код того типа заявок, которым надо присвоить абсолютный приоритет. Коммутатор на- 45 ходится в положении а .

Предварительно на таймере устанавливается исходное время моделирования. По сигналу "Пуск” таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования. Мет-50 ки времени с первого выхода таймера 6 поступают на вход элемента И 8, с третьего выхода таймера 6 с периодом контроля Т_о поступают на считывающий вход сумматора 18. 55

Сигнал "Пуск" переводит триггер 7 в единичное состояние. Высокий потенциал с прямого выхода триггера 7_

крывает элемент И 22 для импульсов генератора 1.

Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульсы со случайным периодом повторения по экспоненциальному закону. Эти импулЬсы имитируют входной поток заявок. Заявки фиксируются на счетчике 2, подсчитывающем общее число заявок, и через элемент 9 запрета поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 14, имитируя занятие заявками мест в очереди.

Сигнал перехода реверсивного счет-г чика 14 из нулевого состояния в первое (число 1) проходит через элемент ИЛИ 19 и поступает на вход элемента ИЗ, на второй вход которого подан разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 4.

Пройдя через элемент ИЗ, импульс запускает генератор 10 случайного числа и поступает на обнуляющий вход счетчика 25, а также переводит триггер 4 в единичное состояние. Триггер 4 будет находиться в единичном состоянии в течение времени обслуживания заявки.

Теперь заявки с генератора 1 не будут проходить через элемент И 3, так как на второй его вход подан запрещающий потенциал с инверсного выхода триггера 4.

С приходом импульса с элемента И 3 генератор 10 случайного числа через коммутатор 38 выдает число, величина которого случайно распределена в интервале от 1 до М (где М - максимальное количество типов заявок), на вход схемы 26, а также на дешифратор 29, в результате чего содерзргмое соответствующего из счетчиков 30, считающих количество заявок по типам поступивших на обслуживание, увеличится на единицу.

Так как теперь с прямого выхода триггера 4 на элемент И 24 подается разрешающий потенциал, то последовательность импульсов с генератора 5 начинает поступать на вход счетчика 25. Таким образом, на другой вход схемы 26 начнет поступать возрастающая последовательность чисел от 1 до М.

В момент совпадения кодов на обоих входах схемы 26 последняя выдает !импульс, который проходит на нулевой! !вход триггера 4 и переводит его в

$

1183982

«

нулевое состояние, имитируя окончание обслуживания заявки, и спишет единицу из реверсивного счетчика 14, имитируя уменьшение очереди заявок на единицу. Таким образом, тип заявки в системе определяется средним временем ее обслуживания. Тот же импульс с выхода схемы 26, поступая на разрешающий вход блока 27, разрешает прохождение кода числа с выхода генератора 10 через коммутатор 38 на дешифратор 28, в результате чего содержимое соответствующего из счетчиков 13 (подсчитывающих число обслуженных заявок по типам) увеличится на единицу.

В дальнейшем, при наличии заявок в очереди (не нулевое состояние » реверсивного счетчика 14) на первом 20 'входе элемента И 3 будет разрешающий потенциал, а запуск генератора 10 случайного числа и обнуление счетчика 25 будут осуществляться сигналом перехода из единичного состояния в 25 нулевое триггера 4, прошедшим через элемент ИЗ.

Каждая заявка при поступлении в систему параллельно записи в очередь проходит проверку на приоритетность. ³⁰ Каждый импульс с выхода генератора 1, . пройдя элемент И 22, поступает одновременно на элемент И 9 и на элемент И 23, на второй вход которого в начальный момент подается разрешаю- ³5 щий потенциал с триггера 31. Через открытый элемент И 23 импульс проходит на генератор 32 случайного числа, считывает с него число на схему сравнения кодов 33. На второй вход схемы ⁴θ 33 поступает число от датчика 36, на котором перед началом моделирования устанавливается код, соответствующий типу заявки с абсолютным приоритетом.

В случае совпадения кодов на обоих ⁴ входах схемы 33 последняя выдает сигнал о том, что пришла заявка, обладающая абсолютным приоритетом. По этому сигналу формирователь 34 импульсов выработает короткий импульс, ⁵

который, пройдя через элемент ИЛИ 35, обнулит счетчик 25, прервав тем самым обслуживание старой заявки и сразу же начнет обслуживание новой. К : моменту установки в "0” счетчика 25 управляющим потенциалом со схемы 33 коммутатор 38 переключается в другое положение и тем самым подает на вход

схемы 26 сравнения кодов новое число, соответствующее типу и среднему времени решения заявки с абсолютным приори₅ тетом.

Для того, чтобы не произошло переключение коммутатора во время обслуживания приоритетной заявки, если придет новая заявка, сигнал со схемы 10 33 устанавливает триггер 31 в "О", тем .самым закрывается элемент И 23 и перекрывается вход генератора 32 случайного числа.

Заявка, обслуживание которой про15 изводилось во время прихода заявки с абсолютным приоритетом, не теряется, а возвращается в очередь. В дальнейшем прерванная заявка будет обслуживаться сначала.

Для исключения возможности выработки генератором 10 случайного числа, соответствующего типу заявки с абсолютным приоритетом, служит схема 37 сравнения кодов. В случае, если генератор 10 случайного числа выработает такое же число, что и датчик 36, схема 37 выдает сигнал, который осуществит перезапуск генератора 10 случайного числа.

После окончания обслуживания заявки с абсолютным приоритетом (сигнал окончания обслуживания как и раньше, снимается со схемы 26) схема 26 выдает импульс, по.которому, помимо тех действий, которые производились при бесприоритетном обслуживании, триггер 31 установится в единичное состояние и сотрется число, считанное на сравнение с генератора 32 случайного числа. Таким образом, анализатор снова будет, готов к анализу заявок на приоритетность.

Для исключения пропуска приоритетной заявки, поступившей во время обслуживания предыдущей приоритетной заявки, должно выполняться следующее условие работы генератора 32 случайного числа: максимально допустимая продолжительность обслуживания приоритетной заявки должна быть меньше минимального интервала времени, соответствующего выработке генератором 2 двух соседних кодов приоритетных заявок.

В то время, когда заявка находится на обслуживании, на вход элемента И 8 подается разрешающий потенци7 1183982 я

ал с прямого выхода первого триггера 4, следовательно, метки времени с таймера 6 через вход элемента И 8 будут поступать на сумматоры 12 и 18, подсчитывая случайное время обслужи- 5 вания заявок каналом.

Импульс контроля с третьего выхода таймера 6 осуществляет считывание сумматора 18. Код суммарного времени работы канала (оператора) Т_р 10 по обслуживанию заявок на период пе- . репишется в регистр 15, где будет храниться до следующего импульса контроля.

Сумматор 18 после .обнуления будет 15 подсчитывать суммарное время работы канала за новый период контроля.

Схема 17 сравнения бравнивает величину кодов Т_р и Т_с= р_лсп Т_в, в случае Тр> Т_с схема 17 вьщает сигнал, 20 который через элемент ИЛИ 20 закроет элемент 9 запрета на период до следующего импульса контроля.

Контроль суммарного времени Т_р обслуживания заявок за период между - 25

двумя поступлениями импульсов контроля и сравнения его с величиной Т₆ обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне, не превышающем р_АОП за счет прекращения доступа зая- зд вок в канал.

В случае полного заполнения реверсивного счетчика 14, что означает занятие всех мест в очереди, на вы’ходе схемы 16 сравнения появляется & разрешающий потенциал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета. Теперь, если с генератора 1 придет очередная заявка, не обладающая абсолютным приоритетом по отношений к обслуживаемой, то она полу-" чает отказ и теряется. Если же пришедшая заявка обладает абсолютным приоритетом по отношению к обслуживаемой, то^- осуществляется прерывание обслуживания заявки и переход к обслуживанию заявки с абсолютным приоритетом..

Прерванная заявка при этом в очередь не возвращается, а теряется, и на счетчике 13 не фиксируется.

По окончании времени моделирования сигнал со второго выхода таймера 6 перебросит триггер 7 в нулевое состояние, закрывая элемент И 22 и тем самым поток заявок в канал.

Высокий потенциал с инверсного выхода 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 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 на счетчике 2 окажется зафиксированным общее число поступивших заявок. На счетчиках 30 окажется число поступивших на обслуживание заявок каждого типа. На счетчиках 13 окажется число обслуженных заявок каждого типа.

На сумматоре 12 окажется время работы канала (оператора) по обслуживанию заявок Т_р.

1183982

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее таймер, генератор случайного потока импульсов, счетчик поступивших заявок, счетчик импульсов, группу счетчиков заявок, принятых к обслуживанию, группу счетчиков обслуженных заявок, первый и второй дешифраторы, генератор импульсов, первый генератор случайного числа, элемент запрета, реверсивный счетчик, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, блок элементов И, элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения кодов, первый и второй триггеры, вход запуска 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 входу счетчика поступивших заявок, первому входу второго элемента И и к информационному входу элемента запрета, выход которого

   соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И и входу 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 входу считывания первого сумматора, выход третьего элемента И подключен к единичному § входу второго триггера и входу запуска первого генератора случайного числа, прямой выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу таймера, выход шестого элемента И соединен с информационными входами первого и второго сумматоров, разрядные выходы первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам первой группы второй схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочным входом устройства, выход второй схемы сравнения соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам первой схемы сравнения, выход которой подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом элемен5Ц „ 1183982

   1183982

   та запрета, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вычитающему входу реверсивного счетчика, выход генератора импульсов подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с информационным входом счетчика импульсов, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам первой группы первой схемы сравнения кодов, выход которой подключен к нулевому входу второго триггера и к-управляющему входу блока элементов И, группа выходов которого соединена соответственно с входами второго дешифратора, группа выходов которого подключена соответственно к входам счетчиков обслуженных заявок группы, выходы первого дешифратора подключены соответственно к входам группы счетчиков заявок, принятых· к обслуживанию, отличающеес я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет моделирования работы оператора по обслуживанию заявок абсолютным приоритетом из общего потока, оно дополнительно содержит второй генератор случайного числа, вторую и третью схемы сравнения кодов, формирователь импульсов, коммутатор, третий триггер, третий элемент ИДИ, датчик кодов, причем выход второго элемента И соединен с входом запуска второго генератора случайного числа, вход

   ' сброса которого соединен с выходом первой схемы сравнения кодов и первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения кодов, управляющим входом коммутатора и входом формирователя импульса, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с (установочным входом второго счетчика, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, группа выходов блока элементов соединена соответственно с информационными входами первой группы коммутатора и вводами первой группы второй и третьей схем сравнения кодов, выход третьей схемы "сравнения кодов подключен к входу останова первого генератора случайного числа, группа выходов которого соединена соответственно с входами второй группы третьей схемы сравнения кодов и информационными входами второй группы коммутатора, выходы которого подключены соответственно к Входам блока элемента И, первого дешифратора и входам второй группы первой схемы сравнения кодов, группа выходов второго генератора случайного числа подключена соответственно к входам второй группы второй схемы сравнения кодов, а прямой выход третьего триггера соединен с вторым входом второго элемента И.

   1