Устройство для моделирования систем "человек-машина Советский патент 1983 года по МПК G06N7/08 

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 iвторой схемы сравнения, выход кото;рой подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вхрд которо.го подключен к в|д1ходу первой схемы сравнения, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим:входом элемента запрета,авk-м-канале моделирования 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-/ лирования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый триггер, первый счетчик, общий элемент И, таймер и первый .канал модели|эования, содержащий-блок случайной временной задержки, элемент запрета, счетчик импулЬсов, дваэлемента 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 по лючен.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 (Л 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 со сх счетчик, вторую схему сравнения, два элемента ИЛИ, третий элемент И, элесо мент НЕ, k-й канал моделирования (,n) дополнительно включает чет00 вертый 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

Изобретение относится к вычислительной технике и в частности к устройствам для моделировайия групповой дейтельности человека-оператора систем человек-машина (СЧМ). Известно устройство для моделирования систем массового обслуживания, содержащее первый генератор случайного потока импульсов, схему ЗАПРЕТ, реверсивный счетчик многоканальный- блок случайных временных задержек, первую и вторую схему ИЛИ, блок сравнения, второй генератор .случайного потока импульсов, схему И, первый, второй и третий счетчики, многовходовую схему И, генератор импульсов Cl Устройство позволяет определять в роятные характеристики СМО, но не :позволяет определять загруженность к нала, а также моделировать СМО с ограниченной очередью. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования деятельности 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 позволяет определять веро ятные характеристики деятельности человека-оператора, а также определять загруженность 2 3 Однако устройство не позволяет моделировать групповую деятельность операторов.. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем воспроизведения режима групповой деятельности операторов. . Поставленная цель достигается тем, что устройство для моделирования систем человек-машина, содержа- . щее генератор случайного потока импульсов, первый триггер, первый счетчик, общий элемент И, таймер и пер- / вый канал моделирования, содержащий блок случайной временной задерж ки, 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 вхо дом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу таймера, выход второго элемента И соединен с выходами первого и второго сумматоров, управляющий вход второго сумматора подключен к третьему выходу таймера, а разрядные выходы второго сумматора соединены соответственно с разрядными входами perMctpa, 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 которо го подключен к выходу общего элел мента И, дополнительно содержит дополнительный элемент И и группу каналов моделирования, а в каждом канале моделирования дополнительнореверсивный счетчик, вторую схему сравнения, два элемента ИЛИ, третий элемент И, элемент НЕ, k-й канал моделирования (,п)дополнительно включает четвертый элемент И, пр чем в каждом канале моделирования выход элемента запрета соединен с 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 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 моделирования подключены со ответственно к входам дополнительного элемента И, выход которого сое динен с входом останова таймера, ра рядные выходы реверсивного счетчика каждого канала моделирования подклю чены к соответствующим входам второ схемы сравнения, выход которой подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого под ключен к выходу первой схемы сравнения, выход второго элемента ИЛИ соединен с управляющим входом элеме :та запрета, а в k-м канале моделирования 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 моделирования. На чертеже представлена структурная 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 сравнения 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 моделирования. Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок. Генератор генерирует импульсы со случайным периодом повторения. Счетчик 2 считает общее число поступивших заявок на обслуживание к группеоператоров. Счетчики 13 считают количество заявок поступивших на обслуживание к i-му оператору. Реверсивные счетчики 14 имитируют очередь заявок к i-му оператору. Блоки 5 случайной временной задержки имитируют случайное время . обслуживания заявок операторами Сумматоры 12 подсчитывают общее время работы I оператора по обслужйванию заявок, дторые сумматоры 18 подсчитывают общее время работы операторов по обслуживанию заявок за периоды контроля загруженности. Таймер задает общее время моделирования, а также является источником временных меток. Оператор представляется СМО с ограниченной очередью. Рассмотрим работу устройства на примере i-ro канала (,п), Yfie п количество каналов-операторов . В исходном состоянии на реверсивном счетчике IV, регистре 15, первом 2 и счетчике 13, первом 12 и втором сумматоре 18 записан нуль. Триггеры j и 7 находятся в нулевом соетоянии.

Предварительно на таймере набирается примерное время моделирования По сигналу ПУСК таймер 6 начияает отсчитывать время моделирования, метки времени например секундные импульсы с выхода таймера 6 поступа ют на вторые входы элементов И 8, с третьего выхода таймера 6 Q периодом контроля Тд поступают на считывающие входы вторых сумматоров 18. Сигнал ПУСК переводит триггер 7 в единичное состояние. Зысокий потенциал с прямого выхода триггера 1 открывает элемент И 22 для 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, имитируя занятие заявками мест в очереди. Сигнал перехода из нулевого состояния 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 состояние.

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

Высокий потенциал с прямого выхода триггера открывает элемент И 8, через второй вход которого метки времени с таймера 6 поступают на первый 12 и второй 18 сумматоры подсчитывая время обслуживания заявок каналом (оператором).Через случайное время задержки блок 5 вырабатывает импульс, котррый перебрасывает триггер k в нулевое состояние, а также уменьшает содержимое реверсивного счетчика И на единицу.

Импульс контроля с третьего выхода таймера 6 осуществляет считывание и обнуление второго сумматора 18. Код суммарного времени работы канала (оператора) „ по обслуживанию заявок в период от 5 до (от t-(j-l)To до ) переписывается в регистр 15, где хранится до следующего импульса контроля до (t(j+1)To).

Второй сумматор 18 после обнуления подсчитывает суммарное время работы канала за новый период контроля от до (от t )Т,до t(j-H)To).

Схема 17 сравнения сравнивает

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

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

Контроль суммарного времени Т робслуживания заявок за период между двумя поступлениями импульсов контроля и сравнение его с величиной Т- обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне не превышающем РдррЗа счет прекращения доступа заявок в канал.

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

Работа первого канала отличается тем, что импульсы генератора 1 через пятый элемент И 22 поступают на элемент ЗАПРЕТ 9, т.е. до заполнения очереди импульсы заявок проходят только в первый канал.

В случае, если закрыты элементы ЗАПРЕТ 9 каждого из каналов либо по причине загруженности оператора, либо по причине занятости очереди, заявки получают отказ.

По окончании времени моделирования сигнал с второго выхода таймера 6 перебрасывает триггер 7 в нулевое состояние; закрывая элемент И 22 и тем самым поток заявок в каналы. Зысокий потенциал с инверсного выхода триггера 7 поступает на вторые входы элементов И 11. После выбора всех Заявок из очереди на выходе элементов И 11 появляется высокий 7 потенциал (так как на выходе элеме та НЕ 21 появляется высокий потенц ал), который подается на входы п.входового элемента И 23. Сигнал перехода реверсивного сч чика из единичного состояния в нулевое канала, последним завершившего обслуживание, проходит через элемент НЕ 21, элемент И 11, элемент И 23 и поступает на второй вход таймера 6, фиксируя окончател ное время моделирования Т„ ..Это время равняется времени, предварительно набранному на таймере, плю время на дообслуживание всех заявок во всех каналах. По окончании моделирования на счетчике 2 оказывается эафиксированным общее число поступивших заявок N, на счетчиках 13 число об служенных заявок N. i-ым каналом, на первых сумматорах Т2 - время работы i-ro канала (оператора) по обслуживанию заявок Tpj- Используя эти данные, вычисляют ся следующие показатели качества работы группы А операторов: вероятность обслуживания заявок группой операторов: п р о5сл среднее время обслуживания заявки 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 . проектирования группобой деятельности: определение численности коллектива операторов; определение квалификации операторов.. Численность коллектива операторов определяется путем оценки достаточности t операторов для решения задач управления с заданным качеством ( при условии, что их информационная загрузка не превышает предельного значения. Определение квалификации операторов заключается в определении требуемой степени обученности. Считая, что обученность влияет на временные хар актеристики решения задач оператором, требование к квалификации операторов задается таким образом, чтобы обеспечивался максимум качеств1а деятельности при заданной информационной загрузке . При этом варьируются временные характеристики решения задач оператором ( параметры блока случайной временной задержки ). Преимуществами изобретения по сравнению с базовым объектом, в качестве которого выбран моделирующий комплекс в составе ЭВМ и програм/йчого обеспечения, регулирующий моделирование деятельности человека-оператора, являются простота технической реализации уменьшение материальных и временных затрат.