Устройство для моделирования систем человек-машина Советский патент 1984 года по МПК G06N7/08 

ры, третий и четвертьй счетчики, генератор последовательности импульсов генератор случайного числа, седьмой элемент И, схему сравнения кодов, причем выход третьего элемента И подключен к входу генератора случайного числа, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого дешифратора, группой входов седьмого элемента И и схемы сравнения кодов, разрядные выходы первого дешифратора соединены соответственно с входами третьего счетчика, выход генератора последовательности импульсов соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика, разрядные выходы которого подключены

0342

соответственно к входам схемы сравнения кодов, выход которой подключен к нулевому входу второго триггера и к управляющему входу седьмого элемента И, группа выходов которого подключена соответственно к входам второго дешифратора, разрядные выходы которого подключены к входам четвертого счетчика, инверсньй выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вычитающему входу реверсивного счетчика, а прямой выход второго триггера соединен с вторым входом пятого элемента И, выход первой схемы сравнения подключен к второму входу второго элемента И, а выход четвертого элемента И подключен к входу останова таймера.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ .ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее таймер, генератор случайного потока импульсов, первьш и второй счетчики, элемент запрета, реверсивный счетчик, первый - шестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения, регистр, первый и второй сумматоры, nepBbrii и второй триггеры, 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 первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика, первому входу второго элемента Ник информационному входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с вхо-, дамк 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 управляющему входу первого сумматора, выход третьего элемента И подключен к единичному входу второго триггера, выходу второго элемента И и входу второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, второй i вход Которого подключен к третьему выходу таймера, выход шестого элемен(Л та И соединен с входами первого и второго сумматоров, разрядные выходы первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов второй схеья 1 сравнения, ю вторая группа входов которой являето со ся установочным входом устройства, выход второй схемы сравнения соеди4 нен с первым входом второго элемента ю ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам первой схемы сравнения, выход которой подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента запрета, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем моделирования работы оператора по определению типа заявок из общего потока, она дополнительно содержит первьш и второй дешифрато

1

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

Известно устройство для моделирования СЧМ, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый и второй счетчики, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий триггеры, блок случайной временной задержки, датчик интервалов времени, преобразователь временной интервал - код, сумматор. Устройство позволяет определять вероятностные характеристики СЧМ и загруженность оператора 1 3Однако устройство не позволяет определять характеристик для различного типа заявок.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования СЧМ, содержащее таймер, вход запуска которого соединен с единичным вх-одом первого триггера, нулевой вход которого подключен к первому выходу таймера, прямой выход первого триггера соединен с первым входом общего элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора случайного потока импульсов, а выход общего элемента И соединен с входом первого счетчика и входом

группы каналов, каждый из которых содержит элемент запрета, выход которого подключен к входу счетчика и суммирующему входу реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам первого элемента ИЛИ и второй схемы сравнения, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход первого элемента И подключен к первому входу триггера и входу блока случайной временной задержки, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и вторым входом триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом таймера, выход второго элемента И подключен к входам первого и второго счетчиков, выходы которого подключены к разрядным входам регистра, разрядные выходы которого подключены к входам схемы сравнения, другие входы которой являются установочными входами, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен ,к выходу второй схемы сравнения, а выход - с управляющим входом элемен та запрета и входом четвертого элемента И последующего канала, выход которого соединен с входом элемента запрета своего канала, выходы треть элементов И всех каналов через дополнительный элемент И подключены к входу останова таймера. Устройство позволяет определять верхностные характеристики системы, загруженнос оператора, а также моделировать сис тему массового обслуживания с ограниченной очередью; Однако известное устройство не позволяет рассматривать работу СЧМ конкретнопо каждому типу заявок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования работы опе ратора п-о определению типа заявок из общего потока. Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее таймер, гене ратор случайного потока импульсов, первый и второй счетчики, элемент запрета, реверсивный счетчик, первы щестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения, регистр, пе вый и второй сумматоры, первый и второй триггеры, вход таймера являе ся входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого сое динен с первым выходом таймера, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом ге нератора случайного потока импульсо выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика, первому входу второго элемента И и к информационному входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подклю чен к первому входу третьего элемен та И и входу элемента НЕ, выход кот рого подключен к первому входу четв того элемента И, второй вход кото рого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом остано ва таймера, второй выход которого подключен к управляющему входу первого сумматора, выход третьего эле124 мента И подключен к единичному входу триггера, выходу второго второго элемента И и входу второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен с первым входок пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу таймера вьжод шестого элемента И соединен с входами первого и второго сумматоров, разрядные выходы первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов 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, вькод которой подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента запрета, дополнительно содержит первый и второй дешифраторы, третий и четвертый счетчики, генератор последовательности импульсов, генератор случайного числа, седьмой элемент И, схему сравнения кодов, причем выход третьего элемента И подключен к входу генератора случайного числа, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого дешифратора, группой входов седьмого элемента И и схемы сравнения кодов, разрядные выходы первого дешифратора соединены соответственно с входами третьего счетчика, вькод генератора последовательности импульсов соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам схемы сравнения кодов, выход которой подключен к нулевому входу второго триггера и к управляющему входу седьмого элемента И, группа выходов которого подключена соответственно к входам второго дешифратора, разрядные выходы которого подключены к входам четвертого счетчика, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вычитающему входу реверсивного счетчика, а прямой выход второго триггера соединен с вторым входом

пятого элемента И, выход первой схемы сравнения подключен к второму входу второго элемента И, а выход четвертого элемента И подключен к входу останова таймера.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, первый (Счетчик 2, третий элемент ИЗ, второй триггер 4, генератор 5 последовательности импульсов, таймер 6, первьй триггер 7, шестой элемент И 8, элемент 9 запрета, генератор 10 случайного числа, четвертый элемент И 11, второй сумматор 12, четвертый счетчик 13, реверсивный счетчик 14, регистр 15, первую 16 и вторую 17 схемы сравнения, первьй сумматор 18, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, пятый элемент И 24, второй счетчик 25, схему 26 сравнения кодов, седьмой элемент И 27, второй 28 и первый 29 дешифраторы, третий счетчик 30.

Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок. Генератор 5 последовательности импульсов вырабатывает импульсы, распределенные по нормальному закону, и имитирует работу оператора по определению типа заявки. Генератор 10 слзгчайного числа имитирует тип заявки и продолжительность ее обслуживания .

Счетчик 2 считает общее число поступивших на обслуживание заявок. Счетчик 13 считает число обслуженных заявок по типам. Счетчик 30 подсчитывает число поступивших на обслуживание заявок отдельно для каждого типа

Сумматор 12 подсчитывает время работы канала (оператора) по обслуживанию заявок. Таймер 6 задает общее время моделирования, а также является источником временных меток.,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 2, 14, 13, 25 и 30, триггеры 4 и 7 находятся в нулевом состоянии.

Предварительно на таймере устанавливается исходное время моделирования. По сигналу Пуск таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования Метки времени с первого выхода таймера 6 поступают на вход элемента И В, с третьего выхода таймера. 6 с

периодом контроля Т поступают на считьюающий вход сумматора 18. Сигнал Пуск переводит триггер 7 в единичное состояние. Высокий потенциал . с прямого выхода триггера 7 открьшает элемент И 22 для импульсов генератора 1 .

Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульсы со

Q случайным периодом повторения по

экспоненциальному закону. Эти импульсы имитируют входной поток заявок. .Заявки фиксируются на первом счетчиiKe 2, подсчитывающем общее число

5 заявок, и через элемент 9 запрета

поступают на сзгммирующИй вход ревер. сивного счетчика 14, имитируя занятие заявками мест в очереди.

Сигнал перехода реверсивного счет0 чика 14 из нулевого состояния в первое проходит через элемент ИЛИ 19 и поступает на вход элемента ИЗ, на второй вход которого подан разрешающий потенциал с инверсного выхода

5 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 находится в единичном состоянии в течение времени обслуживания заявки.

Теперь заявки с генератора 1 не проходят через элемент ИЗ, так как на второй его вход подается запрещающнй потенциал с инверсного выхода триггера 4.

С приходом импульса с элемента И 3 генератор 10 случайного числа вьщает число, величина которого случайно распределена в интервале от 1 до М (где Д - максимальное количество типов заявок), на вход схемы 26, а таюке на дешифратор 29, в результате чего содержимое соответствующего счетчика 30, считающих количество заявок по типам поступивших на обслуживание, увеличивается 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

5 25, Таким образом, на другой вход схемы 26 начинает поступать возрастающая последовательность чисел от 1 до /И . 7 В момент совпадения кодов на обоих входах 26 последняя вьщает импульс, который проходит на нулевой вход триггера 4 и переводит его в нулевое состояние, имитируя окончание обслуживания заявки, и списьгаает единицу из реверсивного счетчика 14, имитируя уменьшение очереди заявок на единицу. Таким образом, тип заявки в системе определяется временем ее обслуживания. Тот же импульс с выхода схемы 26, поступая на разрешаюЕщй вход элемента И 27, разрешает прохождение кода числа с выхода генератора 10 на дешифратор 28, в результате чего содержимое соответст вующего счетчика 13 (подсчитывающих число обслуженных заявок по типам) увеличивается на единицу. В дальнейшем при наличии заявок в очереди (не нулевое состояние реверсивного счетчика 14) на первом входе элемента И 3 имеется разрешаюш;ий потенциал , а запуск генератора 10 случайного числа и обнуление счет чика 25 осуществляются сигналом пере хода из единичного состояния в нулевое триггера 4, прошедшим через элемент ИЗ. В то время, когда заявка находится на обслуживании, на вход элемента И 8 подается разрешающий потенциал с прямого выхода первого триггера 4, следовательно метки времени с таймера 6 через вход элемента И 8 поступают на сумматоры 12 и 18, подсчитывая время обслуживания заявок каналом. Импульс контроля с третьего выхода таймера 6 осуществляет считывани сумматора 18. Код суммарного времени работы канала (оператора) Тр по обслуживанию заявок за период переписьшается в регистр 15, где хранится до следующего импульса контроля. Сумматор 18 после обнуления подсчитывает суммарное время работы канала за новый период контроля. Схема 17 сравнения сравнивает величину кодов Тр и Т РАопТо, в случае Т „7/ Т схема 17 вьщает сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрьшает элемент 9 запрета на период до следующего импульса контроля. Контроль суммарного времени Тр обслуживания заявок за период между двумя поступлениями импульсов контроля и сравнение его с величиной Т обеспечивает поддержание загрузки 2 оператора на уровне не превьшгающем , за счет прекращения доступа заявок в канал. В случае полного заполнения реверсивного счетчика 14, что означает занятие всех мест в очереди, на выходе схемы 16 сравнения появляется разрешающий потенциал, который приложен к входу элемента И 23. Тот же потенциал через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета. Очередная заявка с генератора 1 случайного потока импульсов проходит через элемент И 23, обнуляет счетчик 25 и в очередной раз запускает генератор 10 случайного числа. Таким образом прекращается обслуживание заявки, находящейся в данный момент на обслуживании, и осуществляется переход к обработке следующей заявки. Заявка с прерванным обслуживанием на счетчике 13 не фиксируется. По окончании времени моделирова.ния сигнал с второго выхода таймера 6 перебрасывает 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 ,ш1юс время на дообслуживание заявок, стоящих в очереди,но не обслуживающихся за установленное время. По окончании моделирования на счетчике 2 оказывается зафиксированным общее число поступивших заявок на счетчике 30 - число поступивших на обслуживание заявок i-ro типа на счетчике 13 - число обслуженных заявок 1-го типа на сумматоре 12 время работы канала (оператора) по обслуживанию заявок Тр. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить качество оценки деятельности оператора в СЧМ путем моделирования его работы по определе нию типа заявки в зависимости от времени ее обслуживания, тем самым повышается точность обрабатываемой информации.