Устройство для моделирования систем "человек-машина Советский патент 1986 года по МПК G06N7/08 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем че ловек-машина (СЧМ). Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства путем ограничения времени пребывания заявок в очереди. На фиг. показана структурная схема устройстваi на фиг. 2 - схема блока анализа очереди заявок. Устройство содержит генератор .случайного потока заявок, счетчик 2 заявок, первый элемент И 3, три1- Гер А, блок 5 случайной временной задержки, таймер 6, триггер 7, второй элемент И 8, элемент 9 запрета, четвертый 10 и третий И 11 элементы, первый сумматор 12, счетчик 13 принятых заявок, реверсивный счетчик 14, регистр 15, первую 16 и вторую 17 схемы сравнения, второй сумматор 18, первьш 19 второй 20 элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, первый И 22 и второй И 23 элементы, блок 24 анализа очереди заявок, счетчик 25 обслуженных заявок. Блоки 3-5, 9-21, 24, 25 образуют канал моделирования работы опе раторов . Блок анализа очереди заявок (БАП 24(фиг, 2) содержит дешифратор 26, группу элементов ИЛИ 27, группу элементов И 28, группу счетчиков 29, группу регистров 30, элемент 31 задержки, элемент ИЛИ 32. Реверсивные счетчики 14 имитируют очередь заявок к К-му оператору. Блоки 5 случайной временной задержк имитируют случайное время обслужива ния заявок операторами. Сумматоры 1 подсчитывают общее время работы ка.нала по обслуживанию заявок. Таймер 6 задает общее время моделирования, а также является источником временных меток. Блок 24 служит для обеспечения отказа в обслуживании заявки, время ожидания в очереди которой превысило Допустимое. Счетчики 25подсчитьшают- число заявок, об,служенных оператором. I Рассмотрим работу устройства н примере К-го канала (,М)5 где М - количество каналов-операторов. В исходном состоянии на реверсив ном счетчике 1А, регистре 15, .счетчиках 2, 13, су 1маторах 12, 18 0 записаны нули. Триггеры 4, 7 находятся в нулевом состоянии. Предварительно на таймере набирается примерное время моделирования. По сигналу Пуск таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования. Метки времени с второго выхода таймера 6 поступают на входы элементов И 8, с четвертого выхода таймера 6 на вход ЕАОЯ 24 и с третьего выхода таймера 6 с периодом Т., контроля поступают на считывающие входы вторых сумматоров 18. Сигнал Пуск переводит триггер 7 в единичное состояние. Высокий потенциал с прямого выхода первого триггера 7 открывает элемент И 22 для импульсов генератора 1 случайного потока импульсов, которые поступают на счетчик 2 и вход элемента И 10. Если разрешающий потенциал поступает с элемента ИЛИ 20 (K-l)-ro канала на второй вход элемента И 10 К-го канала, импульсы с генератора 1 проходят через элемент 9 запрета К-го канала на счетчик 13 и суммирующий вход реверсивного счетчика 14, имитируя занятие заявками мест в очереди. Сигнал перехода из нулевого состояния счетчика 14 в первое (число 1) проходит через элемент ИЛИ 19, элемент И 3 и запускает блок 5 случайных временных задержек, одновременно переведя триггер 4 в единичное состояние. Кроме того, код содержимого счетчика (в данном случае число 1) поступает на вход БАОЗ 24. В дальнейшем при наличии заявок в очереди (на нулевое состояние реверсивного счетчика 14) на входе элемента И 3 присутствует разрешающий потенциал с элемента ИЛИ 19, а блок 5 случайной временной задержки запускается сигналом перехода из единичного состояния в нулевое триггера 4, прошедшим через элемент И 3. Код содержимого счетчика 14 постоянно поступает на вход блока 24. Высокий потенциал с прямого выхода триггера 4 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, который перебрасывает второй триггер 4 в нулевое состояние, увеличивает содержимое счетчик 25 на единицу, а также, пройдя через блок 24, уменьи ает на единицу содержимое реверсивного счетчика 14 Импульс контроля с третьего выхо таймера 6 осуществляет считывание второго сумматора 18. Код Тр суммар ного времени работы канала (операто ра) по обслуживанию заявок за время Тр перемещается в регистр 15, где будет храниться до следующего импул са контроля. Второй сумматор 18 после обнуления подсчитывает суммарное время ра боты канала за новый период контроля. Вторая схема 17 сравнения сравни вает величину кода Тр и Т(. д„„То, в случае . схема 17 сравнения выд ет сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета на период до следующего импульса ко троля и открывает элемент И 10 (К+ +1)-го канала (следующего). Контроль суммарного времени Т, обслуживания заявок за период между двумя поступлениями импульсов контроля и сравнения его с величиной Т(. обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне, не превьш1аю щем Д„„, за счет прекращения доступа заявок в канал. В случае полного заполнения реве сивного счетчика 14 (заполнение все мест в очереди) первая схема 16 сра нения выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета К-го канала по причине заполнения очереди и открывает элемент И 10 (К+1)-го канала. В процессе работы устройства БАОЗ 24 ведет учет времени нахождения каждой заявки в очереди на обсл живание. Если время ожидания какойлибо заявки превышает допустимое, то блок 24 выдает сигнал, который уменьшает содержимое реверсивного счетчика 14 на единицу (т.е. эта за явка описывается как устаревшая и на обслуживание не идет) . При этом , под временем нахождения заявки в очереди считается, интервал времен от момента поступления ее в очередь до момента начала ее обслужива ния. БАОЗ 24 работает следующим образом. В исходном состоянии на дешифраторе 26, счетчиках 29 и регистрах П4 30 записаны нули. При поступлении в систему заявки код первого состоякия реверсивного счетчика 14 поступает на дешифратор 26. Сигнал с первого выхода дешифратора 26 проходит на землю, так как для первой заявки время ожидания в очереди равно нулю. При поступлении в систему следующей заявки (если первая заявка еще находится на обслуживании) код второго состояния реверсивного счетчика 14 поступает на дешифратор 26, при этом сигнал с второго выхода дешифратора 26 пройдя через элемент ИЛИ 27.1, открывает для меток времени элемент И 28ЛТеперь метки времени с четвертого выхода таймера 6 начинают поступать на счетный вход счетчика 29.1. Период следования временных меток выбирается таким, чтобы время полного запоминания счетчика 29.1 было равно максимально допустимому времени ожидания заявки в очереди. Таким образом на счетчике 29.1 ведется подсчет времени ожидания заявки. По мере увеличения содержимого счетчика 14 (становление вновь пришедших заявок в очередь на обслуживание) потенциалом с соответствующего выхода дешифратора 26 через соответствующий элемент ИЛИ 27 открывается очередной элемент И 28 для временных меток. Таким образом, на счетчике 29.1 ведется счет времени ожидания заявки, стоящей на первом месте в очереди на обслуживание, на счетчике 29.2 - счсет времени ожидания заявки, стоящей на втором месте в очереди на обслуживание и т.д., причем содержимое счетчика 29,2 параллельно переписывается на регистр 30.1, содержимое счетчика 29.3 - на регистр 30.2 и т.д. Если очередная заявка обслуживается вовремя, импульс с выхода блока 5, означаюш 1Й конец обслуживания заявки, записывает единицу в счетчик 25, подсчитывающий число обслуженных оператором заявок, списывает едини-цу из реверсивного счетчика 14, имитируя уменьшение очереди заявок на единицу, и обнуляет счетчик 29.1. Кроме того, этот импульс, пройдя через элемент РШИ 32, поступает на вход элемента 31 задержки и одновременно обнуляет счетчики 29. Вре-мя задержки элемента 31 выбирается с таким расчетом, чтобы успели обну-1 литься счетчики 29. После их обнуления задержанный импульс с выхода элемента 31 :задержки поступит на входы регистров 30 и разрешит выдачу информации с выходов регистров 30, после чего содержимое регистра 30.1 перепишется на счетчик 29.1, содержимое регистра 30.2 - на счетчик 29.2 и т.д.

Таким образом, счетчик 29.1 снова подсчитывает время ожидания обслуживания заявки, которая в настоящий момент находится в очереди на первом месте, счетчик 29.2 подсчитывает время ожидания заявки, стоящей на втором месте и т.д.

Если время ожидания в очереди очередной заявки превышает допустимое, счетчик 29 .1.переполняется,импульс переполнения счетчика 29.1 проходит через элемент ИЛИ 32 и списывает единицу из реверсивного счетчика 14. Таким образом,заявка получает отказ как устаревшая. Одновременно в БАОЗ 24 протекает вьшеописанный процесс сдвига кодов времени ожидания в очереди заявок,

Все каналы устройства работают аналогично. Работа первого канала отличается тем, что импульсы генератора 1 через элемент И 22 поступают на элемент 9 запрета, т.е. до заполнени очереди импульсы заявок проходят только в первый канал.

Если будут закрыты элементы 9 запрета всех каналов либо по причине загруженности оператора, либо по причине занятости очереди,заявки будут получать отказ.

По окончании времени моделирования сигнал с выхода таймера 6 перебрасывает триггер 7 в нулевое состояние, закрывая элемент И 22 и поток заявок в каналы. Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 7 поступает на входы О. элементов И 11, Поеле выбора всех заявок из очереди на выходе элементов И 11 появляется высокий потенциал (так как на выходе элемента НЕ 21 появляется высов:ий потенциал).который подается на входы элемента И 23.

Сигнал перехода реверсивного счечика из единичного состояния в нулевое канала, последним завершившего обслуживание, проходит через элемен НЕ 21, элемент И 11, элемент И 23 и поступает на вход останова таймера 6, фиксируя окончательное время моделирования. Это время равняется времени, предварительно набранному на таймере, плюс время на дообслуживание всех заявок во всех каналах.

По окончании моделирования на счетчике 2 оказывается зафиксированным общее число поступивших заявок, на счетчиках 13 - число заявок, поступивших в каждый канал, на счетчиках 25 - число обслуженных заявок каналом, на сумматорах 12 время работы канала по обслуживанию заявок.

Таким образом, устройство позволяет выгодно повысить качество оценки деятельности оператора с СЧМ путем моделирования его работы по обслуживанию заявок с учетом времени нахождения их в очереди.

Формула изобретения

Устройство для моделирования систем Человек-машина, содержащее генератор случайного потока заявок, триггер, счетчик заявок, первый элемент И, таймер, второй элемент И, группу каналов моделирования работы операторов, каждый из которых содержит счетчик принятых заявок, элемент запрета, реверсивный счетчик, первый, второй, третий элементы И, триггер, первый и второй сумматоры, регистр, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ первую и вторую схемы сравнения и блок случайной временной задержки, К-й канал моделирования работы операторов (,М) содержит четвертый элемент И, вход запуска таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера устройства, нулевой вход которого соединен с выходом окончания работы таймера, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И устройства, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока заявок, выход первого элемента И устройства подключен к счетному входу счетчика заявок и информационному входу элемента запрета первого канала моделирования работы операторов и первым входам четвертого элемента И К-го канала моделирования работы операторов, в каждом канале моделирования работы операторов выход элемента запрета соединен со счетным входом счетчика принятых заявок и суммирующим входом ре версивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к группе входов первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ и первым входом первого элемента И своего канала моделирования работы оператора, выход которого подключен к входу блока случайной временной задержки и единичному входу триггера своего канала моделирования работы оператора, нулевой вход которого соединен с выходом блока случайной .временной задержки, а прямой выход - с первым входом второго элемента И своего канала моделирования работы оператора второй вход которого подключен к пер вому синхронизирующему выходу таймера, выход второго элемента И канала моделирования работы оператора соединен с суммирующими входами первого и второго сумматоров, вход обнуления второго сумматора подключен к второму синхронизирующему выходу таймера, а разрядные выходы второго 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 канала моделирования работы операторов, а выход соединен с первым входом второго элемента РШИ второй вход которого соединен с выходом первой схемы сравнения,группа входов которой соединена с разрядными выходами реверсивного счетчика, выход второго элемента ИЛИ подключен к управляющему входу элемента запрета, инверсный выход триггера подключен к второму входу первого элемента И, выход элемента НЕ соединен с первым входом третьего элемента И,второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера устройства,выходы третьих элементов И всех каналов моделирования работы оператора подключены соответственно к входам второго элемента И устройства, выход которого соединен с входом останова таймера, второй вход четвертого элемента И К-го канала моделирования работы операторов подключен к выходу второго элемента ИЛИ (K-t)-ro канала моделирования работы операторов, выход третьего элемента И РС-го канала моделирования работы операторов соединен с информационным входом элемента запрета своего канала моделирования работы операторов, отличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возмо 1(ностей путем ограничения времени пребывания заявок в очереди, оно дополнительно содержит в каждом канале моделирования работы оператора счетчик обслуженных заявок и блок анализа очереди заявок, содержащий дешифратор, группу из Р-1 элементов ИЛИ, группу из Р элементов И, группу из Р счетчиков, группу из Р-1 регистров, элемент задержки, элемент ИЛИ, причем в блоке анализа очереди заявок первый выход дещифратора соединен с шиной нулевого потенциала, i-й выход дешифратора (,Р) подключен к соответствующим входам всех элементов ИЛИ группы, имеющих номер, меньший i, (Р+ +1)-й выход дешифратора соединен с первым входом Р-го элемента И группы, выход (i-l)-ro элемента ИЛИ группы соединен с первым входом (i-l)-ro элемента И группы, вторые входы всех элементов И группы подключены к третьему выходу таймера, а выходы элементов И группы соединены соответственно с cy шиpyюш iми входами счетчиков группы, входы обнуления которых подключены к выходу элемента ИЛИ и входу элемента задержки, выход которого соединен с входами разрешения считывания всех регистров, разрядные выходы i-ro счетчика группы подключены соответственно к разрядным входам (i-l)-ro регистра групнены соответственно с разрядными входами (i-l)-ro счетчика группы, выход обнуления первого счетчика группы соединен с первым входом элемента ИЛИ, в каждом канале моделирования работы операторов выход блока случайной временной задержки соединен со счетным входом счетчика обслуженных заявок и вторым входом элемента ИЛИ блока анализа очереди заявок, выход элемента ИЛИ которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами дешифратора блока анализа очереди заявок.

В

TOV

W

Pu2.f

/f(

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначенной для статистического моделирования систем человек-машина. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет ограничения времени пребывания заявок в очереди. Устройство содержит таймер, генератор случайного потока заявок, счетчик заявок, триггер, первый и второй злементы И и группу каналов моделирования работы операторов,каждый из которых содержит реверсивный счетчик, элемент запрета, элементы И,, элемент НЕ, элементы ИЛИ, блок случайной временной задержки, триггер, счетчик принятых заявок, счетчик обслуженных заявок, схемы сравнения, сумматоры, регистр, блок анас . лиза очереди заявок. 2 ил, , СП С 05