SU1730654A1 - Устройство дл контрол работы оператора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам дл  психофизиологических исследований , и может быть использовано при оценке профессиональной пригодности операторов АСУ. Цель изобретени  - повышение точности устройства с повышенной объективностью оценки психофизиологических возможностей оператора путем вы влени  объема кратковременной пам ти при выполнении арифметических действий. Устройство содержит формирователь 1 кодов, блок 2 предъ влени  учебной информации, сумматоры 3,4, блок 5 сравнени , формирователь 6 импульсов (изменени  длины первого операнда), преобразователь 7 кодов (ответа), пульт 8 оператора, блок 9 задани 

Description

GO О Os (Л 4

времени (экспонировани ), коммутатор 10, блок элементов ИЛИ 11, блок 12 оценки (выделени  равноверо тных ответов) и блок 13 задани  режима работы. Изобретение позволит переходить от вы влени  объема кратковременной пам ти по одному из видов арифметических действий к двум видам (сложение и вычитание), предъ вл емым в случайном пор дке, привод щем к перераспределению внимани , и более объективно оценивать логическую де тельность испытуемого. 1 з.п.ф-лы, 11 ил.

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам дл  психофизиологических исследований , и может быть использовано при оценке профессиональной пригодности операторов АСУ.

Известно устройство, содержащее пульт оператора, блок ввода эталонов, блок задани  пороговых напр жений, блок делителей напр жени , блок сравнени , блок элементов ИЛИ, блок элементов И, регистр, триггер Шмитта, делитель частоты, элемент ИЛИ, ключ и блок регистрации.

Однако это устройство не позвол ет оценить процесс логического мышлени , св занный с выполнением арифметических операций.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, содержащее последовательно включенные формирователь двоичных кодов и блок предъ влени  учебной информации , последовательно включенные пульт оператора , блок формировани  ответа, блок сравнени  и блок регистрации, блок вычитани , выход группы которого соединен с вторым групповым входом блока сравнени , первый и второй групповые входы - с соответствующими групповыми выходами формировател  двоичных кодов, а вход св зан с управл ющим входом блока сравнени  и подключен к второму выходу пульта оператора , блок изменени  длительности первого операнда, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами блока сравнени , и блок задани  времени экспонировани , первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами формировател  двоичных кодов и блока предъ влени  учебной информации, второй вход - с последним выходом второй группы формировател  двоичных кодов, а первый вход - с первым выходом блока изменени  длительности первого операнда, второй выход и вход группы которого соединены с третьим входом и последними выходами групп первого группового выхода формировател  двоичных кодов соответственно , а групповой выход - с групповым входом блока регистрации, вход и выход блока формировани  ответа соединены с первым выходом и входом пульта оператора соответственно, третий выход которого подключен к четвертому входу формировател  двоичных кодов.

Однако и данное устройство не позвол ет определ ть объем кратковременной пам ти при выполнении арифметического действи  сложени , а также при усложнении логической де тельности, т.е. случайном предъ влении операций вычитани  и

сложени , привод щих к перераспределению внимани , что снижает объективность оценки психофизиологических возможностей оператора.

Цель изобретени  - повышениеточности устройства с повышенной объективностью оценки психофизиологических возможностей оператора путем вы влени  объема кратковременной пам ти при выполнении арифметических действий вычитани  и сложени  и последующего усложнени  логической де тельности за счет чередовани  случайного предъ влени  операций вычитани  и сложени , привод щих к перераспределению внимани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дл  контрол  работы оператора, содержащее преобразователь кодов, информационные входы которого соединены с соответствующими

выходами пульта оператора, а выходы - с соответствующими входами первой группы блока сравнени , вход которого подключен к первому выходу пульта оператора, первый выход - к соответствующим входам блока

оценки и формировател  импульсов, второй выход - к соответствующему входу формировател  импульсов, а входы второй Группы - к соответствующим входам первой группы блока предъ влени  информации и

соответствующим выходам первой группы формировател  кодов, выходы второй группы которого соединены с соответствующими входами блока предъ влени  информации, а выходы третьей группы - с соответствующими входами группы формировател  импульсов , первый сумматор, блок задани  времени, вход которого подключен к выходу формировател  импульсов, а первый и второй выходы - к соответствующим входам блока

предъ влени  информации, введены блок элементов ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами третьей группы блока сравнени , второй выход которого подключен к соответствующему входу блока оценки, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами пульта оператора, второй сумматор, выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы блока элементов ИЛИ, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам первого сумматора, коммутатор, выходы первой и второй групп которого соединены с соответствующими информационными входами первого и второго сумматоров соответственно, а информационные входы - с соответствующими выходами второй группы формировател  кодов, и блок задани  режимов работы, первый вход которого подключен к выходу формировател  кодов, второй вход - к соответствующему выходу пульта оператора, третий вход - к первому выходу пульта оператора, первый выход - к управл ющему входу коммутатора , второй и третий выходы - к третьему и четвертому входам блока предъ влени  информации соответственно, а четвертый и п тый выходы - к управл ющим входам соответственно первого и второго сумматоров , первый вход формировател  кодов соединен с выходом формировател  импульсов , второй вход - с соответствующим выходом пульта оператора и третьими входами блока оценки и формировател  импульсов , третий вход - с соответствующим выходом блока оценки, соответствующим входом пульта оператора и четвертым входом формировател  импульсов, а четвертый вход - с третьим выходом блока сравнени  и управл ющим входом преобразовател  кодов, а также тем, что формирователь кодов содержит генератор тактовых импульсов , входы запуска и основа которого  вл ютс  соответственно вторым и третьим входами формировател , элемент запрета , управл ющий вход которого  вл етс  первым входом формировател , а информационный вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов, регистр, сдвигающий вход которого соединен с выходом элемента запрета, установочный вход  вл етс  четвертым входом формировател , а выход и выходы первой, второй и третьей групп - соответствующими выходами формировател , и генератор псевдослучайной последова- тельности импульсов, вход которого подключен к выходу элемента запрета, а выход- к информационному входу регистра.

Указанна  совокупность признаков позвол ет определ ть объем кратковременной пам ти при выполнении

/

арифметических действий вычитани  и сложени  в отдельности и их случайном чередо- . вании, привод щем к усложнению

Й логической де тельности и перерэспреде- / лению внимани , обеспечива  более высо- кую объективность оценки о возможности использовани  испытуемых в сложных системах человек - машина.

На фиг.1 представлена структура предложенного устройства; на фиг.2 - функциональна  схема формировател  кодов; на фиг.З -то же, блока предъ влени  учебной информации; на фиг.4 - то же, блока сравнени ; на фиг.5 - то же, формировател  им- пульсов (изменени  длины первого операнда); на фиг.б -то же, преобразовател  кодов (ответа); на фиг.7 - то же, пульта оператора; на фиг.8 - то же, блока задани 

0 времени (экспонировани ); на фиг.9 - то же, коммутатора; на фиг. 10 - то же, блока оценки (выделени  равноверо тных ответов ), на фиг.11 -то же, блока задани  режима работы.

5

Устройство дл  контрол  работы оператора содержит формирователь кодов, блок 2 предъ влени  учебной информации, сумматор 3, выполненный на комбинационном

0 сумматоре вычитани , сумматор 4, выполненный на комбинационном сумматоре сложени , блок 5 сравнени , формирователь 6 импульсов (изменени  длины первого-операнда ), преобразователь 7 кодов (ответа),

5 пульт 8 оператора, блок 9 задани  времени (экспонировани ), коммутатор 10, блок 11 элементов ИЛИ, блок 12 оценки (выделени  равноверо тных ответов) и блок 13 задани  режима работы с описанными схемными со0 единени ми.

Формирователь 1 содержит генератор 14 тактовых импульсов, генератор 15 псевдослучайной последовательности импуль5 сов, регистр 16 и элемент 17 запрета.

Блок 2 содержит преобразователи 18-|- 18s и 19 код - код соответственно первого (строки) и второго операндов и индикаторы 20 и 21, между которыми размещены знаки

0 - и +.

Блок 5 включает группы элементов И 22 и 23, элементы Исключающее ИЛИ-НЕ 24, первый и второй элементы И 25 и 26, элемент 27 запрета и элементы 28, 29 и 30

5 задержки.

Формирователь 6 включает счетчик 31 с. входами пр мого и обратного счета, группу элементов И 32i-33s, элемент 33 задержки (с двум  выходами), первый и второй эле0 менты ИЛИ 34 и 35, ключ 36 и светодиоды 371-378.

Преобразователь 7 содержит регистры 38, 39, элементы 40, 41 ИЛИ и элемент 42 задержки.

Пульт 8 включает генератор 43 серий из четырех тактовых импульсов, кнопки 44i 44ю с цифрами от 0 до 9 (без арриетира), контакт 45, кнопки 46 Ответ и 47 Пуск (формирователь одиночных импульсов), транспаранты 48 Верно, 49 Неверно и 50 Контроль.

Блок 9 имеет одновибраторы 51 и 52.

Коммутатор 10 включает элемент 53 запрета и элемент И 54.

Блок 12 содержит счетчики 55 и 56 правильных и неправильных ответов соответственно , переключатели 57 и 58, элементы 59 и 60 задержки, элементы ИЛИ 61 и 62 и элемент И 63.

Блок 13 включает счетчик 64, элементы И 65, 66 и 67, элементы ИЛИ 68, 69 и 70 и инвертор 71.

Устройство работает следующим образом .

Включают питание. Элементы пам ти устройства устанавливаютс  в исходное состо ние . В кольцевые регистры 38 при помощи кнопок (не показано) ввод т коды цифр (входной код 2421) от 0 до 9. Устройство готово к работе.

Нажимают кнопку 47 Пуск. Импульс с ее выхода поступает на вход обнулени  счетчика 31, установив его в исходное положение , и на вход элемента 33, задержанный импульс с первого выхода которого через элемент ИЛИ 34 подаетс  на вход пр мого счета счетчика 31, обеспечив по вление на его первом выходе единичного потенциала, а задержанный на один период импульс с второго выхода элемента 33 пройдет также на вход пр мого счета счетчика 31, обеспечив по вление единичного потенциала на его втором выходе.

Одновременно импульс с выхода кнопки 47 поступит через элементы ИЛИ 61 и 62 на входы счетчиков 55 и 56, установив (подтвердив ) их исходное состо ние, на вход счетчика 64, обеспечив по вление на его первом выходе единичного потенциала, который через элемент ИЛИ 70 поступает на управл ющий вход коммутатора 10 -управл ющий вход элемента 53 и вход элемента И 54, подготовив цепи дл  осуществлени  операции вычитани , и запустит генератор 14. Тактовые импульсы с выхода генератора 14 через элемент 17 запрета, на управл ющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 35, поступают на

вход генератора 15, обеспечив по вление на его выходе псевдослучайной последовательности импульсов, подаваемой на информационный вход регистра 16, котора 

записываетс  в последнем тактовыми импульсами , поступающими с выхода генератора 14.

Запись в регистр 16 продолжаетс  до по влени  на втором (после трех групп) отдельном выходе единицы, котора  прикладываетс  к второму входу элемента И 322. Единичный потенциал с выхода элемента И 322 через элемент ИЛИ 35 подаетс  на управл ющий вход элемента 17, прекраща 

подачу тактовых импульсов с выхода генератора 14 на вход генератора 15 и сдвиговый вход регистра 16.

Кодовые комбинации с трех групп (последний , предпоследней и предыдущей) выходов регистра 16 (в каждую группу входит четыре выхода) прикладываютс  к входам коммутатора 10 -- информационному входу элемента 53 и первому входу элемента И 54, а все остальные входы - к соответствующим

входам группы блока 5 и к входам групп преобразователей 19 и 18 код-код соответственно , которые преобразуют входной код 2421 и выходной семисегментный код, подаваемый на индикаторы 21 и 20 соответственно .

Двоичные.коды с выходов групп регистра 16 через элементы И 54 прикладываютс  к входам групп сумматора 3.

Одновременно единичный потенциал с

выхода элемента ИЛИ 35 поступает на вход одновибратора 51, вызыва  по вление на его выходе импульса длительностью 2с. Этот импульс подаетс  на управл ющие входы индикаторов 20, обеспечива  их высвечивание в течение 2с, и на вход одновибратора 52.

Испытуемый визуально фиксирует высвеченные цифры на индикаторах 20, запомина  их значение и последовательность в

строке.

Задний фронт импульса с выхода одно- вибратора 51 вызовет по вление импульса на выходе одновибратора 52 длительностью 2с, который подаетс  на управл ющий вход

индикатора 21, обеспечив высвечивание цифры и символа - в течение 2с, предписыва  испытуемому произвести вычитание данного числа из предыдущего (строки - первого операнда).

Испытуемый визуально фиксирует цифру (вычитаемое), в уме выполн ет операцию вычитани , а затем воспроизводит ее результат при помощи кнопок 44.

Пусть разность составл ет число 26. Испытуемый нажимает кнопку 44 с цифрой 2. Код этой цифры с выхода кольцевого регистра 38 серией из четырех тактовых импульсов , поступивших с выхода генератора 43, включенного контактом 45, через нажатую кнопку 44 на сдвиговый вход регистра 38з произведет выдвижение кода цифры с выхода последнего через элемент ИЛИ 40 на информационный вход регистра 39. Так- то вые импульсы, поступившие через элемент ИЛИ 41 и элемент 42 задержки на сдвиговый вход регистра 39, обеспечат запись и продвижение кода цифры 2 в последнем .

Аналогично производитс  запись в регистр 39 цифры 6.

Код цифр, воспроизведенных оператором с выходов регистра 39, прикладываетс  к соответствующим первым входам элементов И 22. Конец воспроизведени  вычисленной разности оператор фиксирует нажатием кнопки 46 Ответ.

Импульс Опроса с выхода кнопки 46 поступает на вход элемента 28 задержки через элемент И 65 на управл ющий вход сумматора 3, разрешив выполнение операции вычитани , результат которой через элементы ИЛИ прикладываетс  к второму групповому входу блока 5 - двум последним группам, так как к остальным группам приложены кодовые комбинации с выходов групп регистра 16, а все вместе - к первым входам элементов И 23.

Задержанный импульс с выхода элемен- та 28 (врем  задержки равно времени операции вычитани ) поступает на вторые входы элементов И 22 и 23, обеспечив считывание информации с выходов блока 11, регистра 16 и регистра 39 на входы элемен- тов Исключающее ИЛИ-НЕ 24. Так как воспроизведенный испытуемым ответ идентичен контрольному, то на выходе элемента И 25 по витс  импульс, который через элемент И 26, на другой вход которого подан импульс с выхода элемента 29, поступает на счетный вход счетчика 55, зафиксировав правильный ответ, и через элемент ИЛИ 34 на вход пр мого счета счетчика 31, передвинув 1 на третий выход, т.е. увеличит на одну число предъ вл емых цифр в строке (первом операнде) в следующем цикле. Задержанный импульс с выхода элемента 30 поступает на входы установки регистров 16 и 39, возвратив их в исходное положение.

При по влении нулевого потенциала на управл ющем входе элемента 17 тактовые импульсы с выхода генератора 14 поступают на вход г§н§р§трр§ 1i, 9§§6П§МИ1 ПВДвМу

псевдослучайной последовательности импульсов с его выхода на информационный вход регистра 16, котора  записываетс  в последнем.

Работа элементов и блоков происходит аналогично описанному выше, испытуемому в этом цикле будет предъ влено число из трех цифр.

Если воспроизведенный ответ испытуемого не идентичен контрольному числу, то на выходе элемента И 25 импульса не будет. Импульс с выхода элемента 29 поступит на вход элемента 30 и на вход (информационный ) элемента 27, на управл ющий вход которого подаетс  нулевой потенциал с выхода элемента И 25. Импульс с выхода элемента 25 поступает на второй вход блока 12 - счетный вход счетчика 56, зафиксировав неправильный ответ, и на вход обратного счета счетчика 31, передвинув единицу на первый выход, т.е. уменьшит на единицу число предъ вленных цифр в строке в следующем цикле.

Если в ответах испытуемого превалируют правильные (неправильные) ответы, то при шестом верном (неверном) ответе на выходе счетчика 55 (56) по витс  единичный потенциал, который поступает на транспарант 48 (49) пульта 8 Верно (Неверно), оповеща  кратковременным сигналом о результатах в процессе испытаний.

По вление одинакового числа верных и неверных ответов свидетельствует о достижении испытуемым объема кратковременной пам ти. При этом с выходов счетчиков 55 и 56 к входам элемента И 63 оказываютс  приложенными единичные потенциалы. Единичный потенциал с выхода элемента И 63 поступает на второй вход генератора 14, выключив последний.

Одновременно единичный потенциал с выхода элемента И 63 подаетс  на вход пульта 8, засветив транспарант 50 Контроль , и на управл ющий вход ключа 36, подав потенциал Корпус с его выхода на светодиоды 37. Цифра возле свет щегос  светодиода 37 указывает объем кратковременной пам ти испытуемого при выполнении арифметического действи  вычитани .

Инструктор (испытуемый) фиксирует объем кратковременной пам ти, а затем нажимает кнопку 47. Импульс с ее выхода поступает на вход генератора 14, запустив последний на счетный вход счетчика 64, обеспечив по вление единичного потенциала на его втором выходе, через элемент ИЛИ 69, разрешив выполнение операции суммировани  в сумматоре 4, и на вход блока 2, педг@т@§ив цепь дл  высвечивани  +1,

11 173065412

Нулевой потенциал, подаваемый с выхо-Засвечивание в третий раз транспаранда элемента ИЛИ 70 на управл ющий входта Контроль указывает на окончание испыкоммутатора 10, обеспечит прохождениетаний.

двоичных кодов с выходов групп регистра 16Использование изобретени  в устройстчерез информационные входы элементов 53 5вах дл  психофизиологических исследований,

на соответствующие входы сумматора 4. Од-например при оценке профессиональной

новременно кодовые комбинации с выходовпригодности операторов, позвол ет опредегрупп регистра 16 прикладываютс  к входамл ть объем кратковременной пам ти при

групп блока 2 и, кроме трех последних групп,осуществлении логической операции сло- к соответствующим входам групп блока 5 10 жени , нар ду с вычитанием, а также при

(второму групповому входу).их случайном чередовании, усложн ющем

Перед нажатием кнопки 46 Ответ ко-логическую де тельность за счет перераспдовые комбинации ответов с выходов группределени  внимани . Предполагаема 

преобразовател  7 прикладываютс  к соот-структура мыслительной де тельности в

ветствующим входам групп блока 5 (перво- 15этом случае выгл дит так, что символы,

му групповому входу).предъ вл емые испытуемому, поступают в

Импульс Опрос при нажатии кнопки 46кратковременное хранилище и они же актичерез элемент И 66 поступает на управл ю-вируют в долговременное хранилище обращий вход сумматора 4, разрешив выполне-зы конкретного вида арифметического

ние операции суммировани , результат 20действи , т.е. образы программы обработкоторой через элементы ИЛИ блока 11 при-ки, которые также поступают в кратковрекладываетс  к соответствующим входамменное хранилище.

групп блока 5.Процесс логической де тельности своЗадержанный импульс с выхода элемен-дитс  к манипул ции кодами образов в прета 28 обеспечит считывание информации че- 25делах объема кратковременной пам ти,

рез элементы И 22 и 23 на входы элементовкоторый определ етс  длиной операнда. 24. Работа остальных элементов аналогична

Claims (2)

1. описанному.Формула изобретени 

   Загорание транспаранта 50 Контроль 1. Устройство дл  контрол  работы one- указывает испытуемому (инструктору) о 30ратора, содержащее преобразователь ко- необходимости фиксации объема кратковре-дов, информационные входы которого менной пам ти при выполнении арифмети-соединены с соответствующими выходами ческого действи  сложени .пульта оператора, а выходы - с соответствуПри положительном результате (опреде-ющими входами первой группы блока сравл етс  инструктором) испытаний переход т 35нени , вход которого подключен к первому

   к следующему режиму (смешанному).выходу пульта оператора, первый выход - к

   Нажимают кнопку 47, импульс с выходасоответствующим входам блока оценки и

   которой запускает генератор 14 и поступаетформировател  импульсов, второй выход на вход счетчика 64, переместив единичныйк соответствующему входу формировател 

   потенциал на его третий выход, что обеспе- 40импульсов, а входы второй группы - к соотчит подачу соответствующего потенциала -ветствующим входам первой группы блока

   нулевого или единичного - с выхода элемен-предъ влени  информации и соответствуюта И 67 через элемент ИЛИ 70 на управл ю-щим выходам первой группы формироватещий вход коммутатора 10.л  кодов, выходы второй группы которого

   Если на втором входе элемента И 67 - 45соединены с соответствующими входами

   О, то нулевой потенциал с его выхода пода-блока предъ влени  информации, а выходы

   етс  на вход инвертора 71, единичный потен-третьей группы - с соответствующими вхоциал с выхода которого через элемент ИЛИдами группы формировател  импульсов,

   68 прикладываетс  к третьему входу блока 2первый сумматор, блок задани  времени,

   (-) и к первому входу элемента И 65, подго- 50вход которого подключен к выходу фортовив цепь управлени  сумматором 3, а еслимировател  импульсов, а первый и втона втором входе элемента И 67 - 1, торой выходы - к соответствующим

   единичныйпотенциал сего выхода через эле-входам блока предъ влени  информамент ИЛИ 69 прикладываетс  к четвертомуции, отличающеес  тем, что, с целью

   входу блока 2 (+) и к первому входу элемен- 55повышени  точности устройства, в него ввета И 66, подготовив цепь управлени  сумма-дены блок элементов ИЛИ, выходы которого

   тором 4, т.е. арифметические операциисоединены с соответствующими входами

   вычитани  и сложени  предъ вл ютс  слу-третьей группы блока сравнени , второй вычайно .ход которого подключен к соответствующему входу блока оценки, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами пульта оператора, второй сумматор, выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы блока элементов ИЛИ, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам первого сумматора, коммутатор, выходы первой и второй групп которого соединены с соответствующими информационными входами первого и второго сумматоров соответственно, а информационные входы - с соответствующими выходами второй группы формировател  кодов, и блок задани  режимов работы, первый вход которого подключен к выходу формировател  кодов, второй вход- к соответствующему выходу пульта оператора, третий вход -к первому выходу пульта оператора, первый выход - к управл ющему входу коммутатора , второй и третий выходы - к третьему и четвертому входам блока предъ влени  информации соответственно, а четвертый и п тый выходы - к управл ющим входам соответственно первого и второго сумматоров , первый вход формировател  кодов соединен с выходом формировател  импульсов , второй вход - с соответствующим

   фиг. 2

   выходом пульта оператора и третьими входами блока оценки и формировател  импульсов , третий вход - с соответствующим выходом блока оценки, соответствующим

   входом пульта оператора и четвертым входом формировател  импульсов, а четвертый вход - с третьим выходом блока сравнени  и управл ющим входом преобразовател  кодов.
2. 2. Устройство по п. 1, от л ича ю щее- с   тем, что формирователь кодов содержит генератор тактовых импульсов, входы запуска и основа которого  вл ютс  соответственно вторым и третьим входами формировател ,

   элемент запрета, управл ющий вход которого  вл етс  первым входом формировател , а информационный вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов, регистр , сдвигающий вход которого соединен

   с выходом элемента запрета, установочный вход  вл етс  четвертым входом формировател , а вход и выходы первой, второй и третьей групп - соответствующими выходами формировател , и генератор псевдослучайной последовательности импульсов, вход которого подключен к выходу элемента запрета, а выход- к информационному входу регистра.

   2А 1i i I 1 1

   (DU2.7

   б гп®

   ТТ

   .

   л л

   90Ш

   С5

   v5Vl

   Шаги