УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СИТУАЦИЙ В СИСТЕМЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК G06F19/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, к устройствам для экспертной оценки экстремальных ситуаций, используемых в системах дистанционного обучения, и может быть использовано для принятия решений при управлении сложными системами.

Известны устройства, которые могли бы быть использованы для решения поставленной задачи [1, 2].

Первое из известных устройств содержит вычислительный блок, соединенный с блоками ввода функциональных признаков и логической обработки, выходы которых подключены к блоку памяти, блок отображения, подключенный к вычислительному блоку и к блоку принятия решений [1].

Существенный недостаток данного устройства состоит в его ограниченных функциональных возможностях, обусловленных тем, что описание входных ситуаций возможно лишь в пространстве ограниченного числа признаков.

Известно и другое устройство, содержащее блоки памяти, компараторы, счетчики, регистры, триггеры, группы элементов И, ИЛИ, элементы задержки [2].

Последнее из перечисленных выше технических решений наиболее близко к описываемому.

Его недостаток заключается в ограниченной производительности, обусловленной потерей времени, затрачиваемого на выявление и исправление ошибок, допущенных при описании входных ситуаций в пространстве функциональных признаков. Последнее обстоятельство обусловлено тем, что конструктивное выполнение данного устройства не предусматривает его использование в качестве клиентского рабочего места в системе дистанционного обучения и все кадры входных ситуаций необходимо считывать с внешнего запоминающего устройства.

Цель изобретения - повышение производительности за счет сокращения временных затрат на выявление и исправление ошибок.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый регистр, информационный вход которого является первым информационным входом устройства, а синхронизирующий вход - первым синхронизирующим входом устройства, второй регистр, информационный вход которого является вторым информационным входом устройства, а синхронизирующий вход - вторым синхронизирующим входом устройства, первый блок памяти, выход которого является первым информационным выходом устройства, блок ввода признаков, сигнальный вход которого является сигнальным входом устройства, управляющий вход подключен к единичному выходу триггера, информационные входы группы блока являются группой информационных входов устройства, первый компаратор, одни информационные входы которого соединены с информационными выходами блока ввода признаков, другие информационные входы подключены к выходам третьего регистра, а синхронизирующий вход соединен с синхронизирующим выходом блока ввода признаков, первый элемент задержки, вход которого соединен с вторым синхронизирующим входом устройства, а выход подключен к входу второго элемента задержки, выход которого соединен с единичным входом триггера, третий элемент задержки, вход которого подключен к синхронизирующему выходу блока ввода признаков, а выход соединен с одними входами первого и второго элементов И, другие входы которых подключены к прямому и инверсному выходам первого компаратора соответственно, второй компаратор, информационные входы которого соединены с выходами первого регистра и счетчика, прямой выход подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом четвертого элемента задержки, второй блок памяти, элемент ИЛИ, первую и вторую группы элементов И, введены дешифратор, вход которого соединен с выходом второго регистра, а выходы дешифратора подключены к одним входам соответствующих элементов И первой группы, другие входы которых соединены с выходом первого элемента задержки, а выходы подключены к соответствующим входам считывания второго блока памяти, выход которого соединен с информационным входом третьего регистра, синхронизирующий вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выходы третьего регистра соединены с одними входами соответствующих элементов И второй группы, другие входы которых подключены к выходу второго элемента И, а выходы являются вторым информационным выходом устройства, выход третьего элемента И соединен с установочными входами первого регистра и счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, адресный вход первого блока памяти соединен с выходом второго регистра, а вход считывания подключен к выходу второго элемента задержки, входы элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов И, а выход подключен к входу четвертого элемента задержки, к синхронизирующему входу второго компаратора и к установочным входам второго регистра, триггера и блока ввода признаков, при этом выход блока ввода признаков является третьим информационным выходом устройства, выход второго элемента И является сигнальным выходом устройства, а инверсный выход второго компаратора и выход третьего элемента И являются синхронизирующими выходами устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 приведен пример конкретного конструктивного выполнения блока ввода признаков.

Устройство (фиг.1) содержит первый 1, второй 2 блоки памяти, первый 3 и второй 4 компараторы, блок 5 ввода признаков, счетчик 6, первый 7, второй 8 и третий 9 регистры, дешифратор 10, первую 11, 12, 13 и вторую 14 группы элементов И, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы И, первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 элементы задержки, элемент 22 ИЛИ, триггер 23.

Блок 5 ввода признаков (фиг.2) содержит регистр 24, триггеры 25-27, элементы 28-31 И, элемент задержки 32.

На фиг.1 также показаны первый 33 и второй 34 информационные входы устройства, первый 35 и второй 36 синхронизирующие входы устройства, управляющий 37 вход устройства, группа 38, 39, 40 информационных входов устройства, а также первый 41, второй 42, третий 43 информационные выходы устройства, сигнальный 44 и синхронизирующие 45, 46 выходы.

На фиг.2 также показаны установочный 47 и управляющий 48 входы блока и информационный 49 и синхронизирующий 50 выходы блока.

Все узлы и элементы устройства выполнены на стандартных потенциально-импульсных элементах.

Устройство работает следующим образом.

Как и в известном устройстве, рабочее место эксперта состоит из терминала, имеющего экран для воспроизведения кадров, содержащих графические представления (модели) экстремальных ситуаций, и клавиатуру, подразделяющуюся на стандартную (клавиатуру персонального компьютера) и функциональную, представляющую собой набор клавишных формирователей для работы с экспертной системой [2].

На экране дисплея рабочего места эксперту последовательно предъявляются кадры, содержащие графические изображения (модели) сложной экстремальной ситуации. Однако в отличие от прототипа описываемое устройство работает в системе дистанционного обучения в режиме клиент - сервер и для решения поставленной задачи кадры последовательно считываются не с внешнего запоминающегося устройства, а из предназначенного для этих целей оперативного блока памяти клиентского рабочего места эксперта.

Перед началом очередного цикла работы из сервера в регистр 7 записывается число кадров, которые должны быть предъявлены для экспертной оценки. Для этого на вход 34 сервер выдает код числа кадров, который синхросигналом сервера, поступающим на вход 36, заносится в регистр 7.

Для повышения оперативности в работе с сервера на вход 33 клиентского рабочего места поступает только код номера кадра графического изображения, которое заносится в регистр 8 синхронизирующим сигналом сервера, поступающим на вход 35. Для удобства работы код номера кадра является его адресом в блоке памяти 1, и он с выхода регистра 8 поступает на адресный вход блока памяти.

Кроме того, код номера кадра расшифровывается дешифратором 10 и на одном из его выходов формируется высокий потенциал, открывающий один из соответствующих элементов 11-13 И. Параллельно с этим синхронизирующий сигнал сервера с входа 35 задерживается элементом 18 задержки (на время срабатывания дешифратора 10 и установки кода на адресном входе блока 1) и с выхода элемента 18 задержки поступает, во-первых, на счетный вход счетчика 6, осуществляющего подсчет числа предъявленных эксперту кадров.

Во-вторых, этот же импульс, пройдя открытый по второму входу один из элементов 11-13 И, поступает на вход считывания фиксированной ячейки памяти блока 2, выполненного в виде постоянного запоминающего устройства. В фиксированной ячейке этого блока памяти хранится “эталонный ” код набора функциональных признаков, которыми описывается изображение экстремальной ситуации, предъявляемой эксперту в данном кадре. Содержимое фиксированной ячейки блока 2 памяти считывается на вход регистра 9, куда оно заносится синхронизирующим импульсом, поступающим с выхода элемента задержки 19 на синхронизирующий вход регистра 9.

Кроме того, импульс с выхода элемента задержки 19 поступает на вход считывания блока 1 памяти, считывая тем самым графическое изображение экстремальной ситуации через выход 31 на экран дисплея.

Таким образом, эксперту предъявляется графическое изображение сложной экстремальной ситуации для экспертной оценки.

Одновременно с этим синхронизирующий импульс с выхода элемента 19 задержки поступает на единичный вход триггера 23, устанавливая его в единичное состояние. Триггер 23 выдает разрешающий потенциал на вход 47 блока 5 ввода признаков и тем самым открывает по одному входу элементы 28-31 И, разрешая эксперту начать процедуру описания входной ситуации в пространстве функциональных признаков.

Оценивая предъявленное графическое изображение, эксперт в любом порядке нажимает те функциональные клавиши, которые, по его мнению, адекватно описывают входную ситуацию. В результате этого через соответствующие входы 38-40 и элементы 29-31 И на единичные входы соответствующих триггеров 25-27 поступят импульсы от тех функциональных клавиш, которые эксперт выбрал в процессе оценки входной ситуации. Высокие потенциалы соответствующих триггеров 25-27 поступают на информационные входы соответствующих разрядов регистра 24.

После того, как описание входной ситуации этого кадра в пространстве функциональных признаков будет завершено, эксперт, как и в известном устройстве, нажимает клавишу “Готов” и на управляющий вход 37 поступает сигнал готовности экспертной оценки, который, пройдя элемент 28 И, поступает на синхронизирующий вход регистра 24 и заносит показания соответствующих триггеров 25-27 в регистр 24.

С выхода регистра 24 (выход 49 блока 5) описание входной ситуации, выполненное экспертом, поступает на одни входы компаратора 3, на другие входы которого поступает “эталонное” описание этого же кадра с выходов регистра 9. Компаратор 3 сравнивает коды регистров 24 и 9 и по синхросигналу, поступающему с выхода элемента 32 задержки через выход 50 блока 5, выдает либо сигнал сравнения кодов на элемент 15 И, если коды совпали, либо сигнал на элемент 16 И с инверсного выхода, если коды не совпали.

Если совпадения кодов не произошло, то синхронизирующим импульсом с выхода элемента 20 задержки, задерживающего синхроимпульс с выхода элемента 46 задержки на время срабатывания компаратора 3, через элемент 16 И, во-первых, в отличие от прототипа, на экран дисплея сразу выдается результат “правильной” оценки предъявленной ситуации. Для этого импульс с выхода элемента 16 И поступает на одни входы элементов И группы 14 и переписывает содержимое регистра 9 через выход 42 на вход дисплея клиентского рабочего места.

В результате эксперт получает возможность за один цикл работы сравнить предъявленную ситуацию с собственной и эталонной оценками, не затрачивая большого времени на поиск собственных ошибок, как это делалось в прототипе.

Во-вторых, этот же импульс через элемент 22 ИЛИ поступает на установочный вход 48 блока 5, сбрасывая триггеры 25-27 и регистр 24 в исходное состояние, на установочный вход триггера 23, который, возвращаясь в исходное состояние, снимает разрешающий потенциал с входа 47 блока 5, блокируя тем самым возможность ввода новых признаков или изменения данных оценок, и на установочный вход регистра 8.

В-третьих, этот же импульс поступает на выход устройства 44 и далее - на вход сервера в качестве сигнала “ошибки”, по которому сервер опрашивает содержимое регистра 24 блока 5 через выход 43.

И, наконец, в-четвертых, этот же импульс проходит на синхронизирующий вход компаратора 4, на информационные входы которого подаются код заданного числа кадров с выходов регистра 7 и код числа предъявленных кадров эксперту. Если число кадров, предъявленных эксперту, меньше заданного, то на инверсном выходе компаратора 4 формируется сигнал, который с выхода 45 поступает на вход сервера в качестве сигнала готовности к приему кода следующего кадра.

Если же компаратор 3 зафиксировал факт сравнения кодов регистров 9 и 24, то высоким потенциалом открывается элемент 15 ИЛИ, через который синхронизирующий импульс с выхода элемента 20 задержки проходит на один из входов элемента 22 или и далее на установочные входы регистра 8, триггера 23 и блока 5. Кроме того, он также поступает на синхронизирующий вход компаратора 4, на информационные входы которого подаются код заданного числа кадров с выходов регистра 7 и код числа предъявленных кадров эксперту.

Если число кадров, предъявленных эксперту, меньше заданного, то на инверсном выходе компаратора 4 формируется сигнал, который с выхода 45 поступает на вход сервера в качестве сигнала готовности к приему кода следующего кадра.

Если же компаратор 4 зафиксирует равенство кодов счетчика 6 и регистра 7, то на прямом выходе компаратора появится высокий потенциал, которым по одному входу открывается элемент 17 И, на другой вход которого поступает синхронизирующий импульс с выхода элемента задержки 21, задерживающего импульс с выхода элемента 22 или на время срабатывания компаратора 4. Синхронизирующий импульс проходит элемент 17 и поступает как на выход 46 в качестве сигнала серверу об окончании работы эксперта по оценке входных ситуаций, так и на установочные входы счетчика 6 и регистра 7, возвращая их в исходное состояние.

Таким образом, в отличие от прототипа, в процессе процедуры экспертной оценки каждого из кадров эксперт сразу же получает указание на те ошибки, которые им были допущены при оценке входной ситуации, не затрачивая дополнительного времени на их поиск и исправление, что существенно повышает производительность его работы.

Источники информации, принятые во внимание

1. Опубликованная заявка Японии №60-19540, кл. G 06 F 15/16, 1985.

2. Описание к авторскому свидетельству №1550528 кл. G 06 F 15/20, 15/40, 1990 (прототип).

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, к устройствам для экспертной оценки экстремальных ситуаций в системе дистанционного обучения и может быть использовано для принятия решений при управлении сложными системами. Техническим результатом является повышение производительности за счет сокращения временных затрат на выявление и исправление ошибок. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит дешифратор, регистры, элементы И групп, элементы задержки, блоки памяти, счетчик, триггер, блок ввода признаков, компараторы. 2 ил.

Устройство для экспертной оценки экстремальных ситуаций в системе дистанционного обучения, содержащее первый регистр, информационный вход которого является первым информационным входом устройства, а синхронизирующий вход - первым синхронизирующим входом устройства, второй регистр, информационный вход которого является вторым информационным входом устройства, а синхронизирующий вход - вторым синхронизирующим входом устройства, первый блок памяти, выход которого является первым информационным выходом устройства, блок ввода признаков, сигнальный вход которого является сигнальным входом устройства, управляющий вход подключен к единичному выходу триггера, информационные входы группы блока являются группой информационных входов устройства, первый компаратор, одни информационные входы которого соединены с информационными выходами блока ввода признаков, другие информационные входы подключены к выходам третьего регистра, а синхронизирующий вход соединен с синхронизирующим выходом блока ввода признаков, первый элемент задержки, вход которого соединен с вторым синхронизирующим входом устройства, а выход подключен к входу второго элемента задержки, выход которого соединен с единичным входом триггера, третий элемент задержки, вход которого подключен к синхронизирующему выходу блока ввода признаков, а выход соединен с одними входами первого и второго элементов И, другие входы которых подключены к прямому и инверсному выходам первого компаратора соответственно, второй компаратор, информационные входы которого соединены с выходами первого регистра и счетчика, прямой выход подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого соединен с выходом четвертого элемента задержки, второй блок памяти, элемент ИЛИ, первую и вторую группы элементов И, отличающееся тем, что оно содержит дешифратор, вход которого соединен с выходом второго регистра, а выходы дешифратора подключены к одним входам соответствующих элементов И первой группы, другие входы которых соединены с выходом первого элемента задержки, а выходы подключены к соответствующим входам считывания второго блока памяти, выход которого соединен с информационным входом третьего регистра, синхронизирующий вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, а выходы третьего регистра соединены с одними входами соответствующих элементов И второй группы, другие входы которых подключены к выходу второго элемента И, а выходы являются вторым информационным выходом устройства, выход третьего элемента И соединен с установочными входами первого регистра и счетчика, счетный вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, адресный вход первого блока памяти соединен с выходом второго регистра, а вход считывания подключен к выходу второго элемента задержки, входы элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов И, а выход подключен к входу четвертого элемента задержки, к синхронизирующему входу второго компаратора и к установочным входам второго регистра, триггера и блока ввода признаков, при этом информационный выход блока ввода признаков является третьим информационным выходом устройства, выход второго элемента И является сигнальным выходом устройства, а инверсный выход второго компаратора и выход третьего элемента И являются синхронизирующими выходами устройства.