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

IND vj

ел

4

О)

to Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования работы оператора по свертыванию алгоритма обслуживания для устранения перегрузки канала информацией. На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства. . Устройство содержит генератор I случайного потока импульсов, счетчик 2 заявок, третий элемент И 3, второй триггер 4, генератор 5 последовател ности импульсов, таймер 6, первьш триггер 7, шестой элемент И 8 элемент 9 запрета, генератор 10 случайного числа, четвёртый элемент И П второй сумматор 12, счетчик 13 опознанных заявок, реверсивный счет чик 14, регистр 15, вторую 16 и первую 17 схемы сравнения, первый сумматор 18, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, пятый элемент И 24, счетчик 23 времени обслуживания схему 2ь сравнения кодов, второй 27 и первый 28 дешифраторы, счетчик 29 принятых заявок, третий дешифратор 30, коммутационное поле 3, К каналов моделирования каждый из которых содержат группу из m элементов И 32, группу блоков 33 случайных временных задержек, канальный элемент ИЛИ 34, группу счетчиков 35, третий элемент ИЛИ 36 и ждущий мультивибратор 37. Блоки 32-35 образуют канал 38 модели рования типа обслуживания заявки. Генератор 1 входного потока импул сов имитирует входной поток заявок. Генератор 5 последовательности импульсов вырабатывает импульсы, распределенные по нормальному закону, необходимь е для задержки заявки в очереди на время первой фазы ее обслуживания (распознавания ее из общего потока). Генератор 10 случайного числа имитирует тип заявки. Блоки 33 случайной временной задерж ки задерживают заявку на время, соо ветствующее определенному алгоритму с заданной вероятностью оба1уживани для конкретной заявки на второй фаз обработки. Счетчик 2 считает общее число поступивших на обслуживание заявок. Счетчик 13 считает число заявок, которые бьши обслужены на первой фазе обработки. Счетчик 29 подсчитывает число поступивших заявок на обслуживание отдельно дня каждого типа. Сумматор 12 подсчитывает время работы канала (оператора) по обслужива шю заявок. Таймер 6 задает об- щее время моделирования, а также является источником временных меток. Счетчики 35 подсчитывают количество обслуженных заявок по типам в соответствии с заданной вероятностью обслуживания. Дешифратор 30 анализирует состояние очереди (состояние реверсивного счетчика 14). Устройство работает следующим образомВ исходном состоянии счетчики 2, 14, 13, 25, 29 и35, сумматоры 2 и 18, триггеры 4 и 7 находятся в нулевом состоянии. Предварительно на таймере устанавливается исходное время моделирования. На коммутационном поле производится установка исходных данных для окончательной формализации алгоритмов обслуживания заявок в зависимости от длины очереди. По сигналу Пуск таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования. Метки времени с выхода таймера 6 поступают на вход элемента И8, с другого выхода таймера 6 с периодом контроля Т - на считывающий вход сумматора.18. Сигнал Пуск переводит триггер 7 в единичное состояние. Высокий потенциал с прямого выхода триггера 7 открывает элемент И 22 для импульсов генератора 1. Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульсы со случайным периодом повторения по экспоненциальному закону. Заявки фиксируются на счетчике 2, подсчитывающем общее число входных заявок, и через элемент 9 запрета поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 4, имитируя занятие заявками мест в очереди. Сигнал перехода реверсивного счетчика 14 из нулевого состояния в первое (число 1) проходит через элемент ИЛИ 19 и поступает на первый вход элемента И 3, на второй вход

которого подан разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 4.

Пройдя через элемент И .3, импульс запускает генератор 10 случайного числа и поступает на вход установки в ноль 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 подан запрещающий потенциал с инверсного выхода триггера 4,

С приходом импульса с элемента И 3 генератор 10 случайного числа выдает число, величина которого случайно распределена в интервале от 1 до К (где К - максимальное количество типов заявокj, на вход схемы 26 сравнения кодов, а также на информационные входы дешифратора 28, в результате чего содержимое соответствующего счетчика 35, считывающего 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 25. Таким образом, на другой вход схеьы 26 сравнения кодов, начинает поступать возрастающая последовательность чисел от 1 до К.

В момент совпадения чисел на

обоих входах схемы 26 последняя выдает сигнал, ,который поступает на

управляющий вход дешифратора 27, на информационные входь| которого подается случайное число с генератора 10 случайного числа, в результате чего содержимое соответствующего счетчика 3 {подсчитывающего число распознанных заявок по типам увеличивается на единицу.

Этот же сигнал по схеме 26 поступает на ждущий мультивибратор 37, который вырабатывает импульс управления для дешифратора 30, на информационные входы которого подается число, соответствукмцее длине очереди, с реверсивного счетчика 14. По этому импульсу дешифратор 30 за время длительности импульса управления производит анализ состояния очереди и

выдает в соответствующую шину импульс состояния очереди.

С дешифратора 28 разрешающий потенциал поступает на первые входы элементов И 32 - 32; (j l, К).

vlО

С дешифратора 30 через коммутационное поле импульс поступает на. вторые входы элементов И 32 - 32

Л I

(, т). Через элемент И 32- импульс запускает соответствуюш 1Й блок 33 случайной временной задержки. Импульс с последнего через элементы ИЛИ поступает на инверсный вход триггера 4, переводит его в нулевое состояние, имитируя окончание обслуживания заявки, и списывае единицу из реверсивного счетчика 14 имитируя уменьшение очереди з аявок на единицу и открывая элемент И 3, Этот же импульс с блока 33 случайной временной задержки поступает на соответствующий счетчик 35 канала моделирования (подсчитывающего количество своевременно обслуженных с заданной вероятностью заявок по типам , увеличивая его состояние на единицу,

В дальнейшем при наличии заявок в очереди (ненулевое состояние реверсивного счетчика 14j на первом входе элемента И 3 - разрешающий потенциал, а запуск генератора 10 случайного числа и установка в ноль счетчика 25 осуществляется сигналом перехода из нулевого состояния в единичное 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 триггера 4, следовательно, метки времени с таймера 6 через вход элемента И 8 поступают на сумматоры 12 и 18, подсчитывая время обслуживания заявок.

Импульс контроля с выхода таймера 6 осуществляет считывание сумматора 18, Код суммарного времени Тр работы канала (оператора) по обслуживанию заявок за период переписывается в pepicTp 15, где хранится до. следующего импульса контроля.

Сумматор после обнуления подсчитывает суммарное время работы канала за новый период контроля.

Схема 17 сравнения сравнивает величину кодов Тр и Т -РдопТо, в случае Тр Т она выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 20 закрывает

элемент 9 запрета на период до следующего импульса контроля.

Контроль суммарного времени Тл обслуживания заявок за период между двумя поступлениями импульсов контроля и сравнение его с величиной Т, обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне, не превьялающен допустимый за счет прекращения доступа заявок в канал.

В процессе работы устройства состояние реверсивного счетчика 14 (состояние очереди заявок на обслуживание) постоянно контролируется дешифратором 30. В моментсовпадения кодов на схеме 26 сравнения кодов она выдает сигнал на ждущий мультивибратор 37, который выполняет функцию формирователя импульсов, преобразует потенциал, соответствующий уровню логической единицы, в короткий импульс. Этот импульс поступает на управляющий-вход дешифратора 30, тем самым на кЪроткре время разрешая дешифрацию сигнала состояния реверсивного счетчика 14.

В случае изменения состояния реверсивного счетчика 14 до уровня, превьш1ающего порог загруженности, дешифратор 30, через коммутационное поле 31 производит переключение входов внутри всех подканалов моделирования, тем самым выбран оптимальный алгоритм решения для любой из возможных типов заявок.

В случае полного заполнения реверсивного счетчика 14, что означает занятие всех мест в очереди, на выходе с-хемь 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 счетчиках 13 и 25 не фиксируется, а фиксируется только на счетчике 29.

По окончании времени моделирования сигнал с первого выхода таймера 6 перебрасывает триггер 7 в нулевое

состояние, закрывая элемент И 22 и, тем самым, поток заявок в канал.

Высокий потенциал с триггера 7 поступает на вход элемента И 11. Пос, ле 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

Q вход таймера 6, фиксируя окончательное время моделирования. Это время равняется сумме времени, предварительно выбранного на таймере, и времени на дообслуживание заявок, стоя5 Щих в очереди, но не обслужившихся за установленное время.

По окончании моделирования на счетчике 2 оказывается зафиксированным общее число поступивших заявок;

0 на счетчике 29 - число поступивших заявок на обслуживание i-ro типа; на счетчике 13 - число обслуженных заявок i-ro типа на первом этапе обслуживания; на сумматоре 12 - мя Тр работы канала (оператора) по обслуживанию заявок, на счетчиках 35 - число обслуженных заявок i-ro типа с заданной вероятностью правильного обслуживания.

Формула изобретения

Устройство для моделирования системы человек-машина, содержащее таймер, генератор случайного потока им. пульсов, счетчик заявок, счетчик принятых заявок, счетчик времени обслуживания исчетчик опознанных заявок, элемент запрета, реверсивный счетчик,

f. первый, второй, третий, четвертый,

пятый и шестой элементы И, первый и . второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения, регистр, первый и второй сумматоры,

первый и второй триггеры, пё)вый и второй дешифраторы, генератор последовательности импульсов, генератор случайного числа и схему сравнения кодов, 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 счетному входу счетчика заявок, первому входу второго элемента И и инфopмaциoннo f входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные вы ходы которого соединены соответстве но с входами 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 входу разрешения, суммирования первого сумматора, выход третьего элемента И подключен к единичному входу второго триггера, входу разрешения счета счетчика времени обслуживания и входу запуска генератора случайного числа, прямой выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И и первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу таймера а выход соединен со счетными входами первого и второго сумматоров, разряд ные выходы первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов первой схемы сравнения, вторая группа входов кото рой является установочными входами устройства, выход первой схемы срав нения соединен с первым входом второ го элемента ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к входам второй схемы сравнения, выход которого подключен к второму входу второго элемента И и второму входу второго элемента ИЛИ выход которого подключен к управляющему входу элемента запрета, выход второго элемента И соединен с входом запуска генератора случайного числа разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого и второго дешифраторов и входами первой группы схемы сравнения кодов, разрядные выходы второго дешифратора соединены с входами счетчика принятых заявок, выход генератора последовательности импульсов соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика времени обслуживания. разрядные выходы которого подключены соответственно к входам второй группы схемы сравнения кодов, выход которой подключен к управляющему входу первого дешифратора, выходы которого подключены к счетным вхоДам счетчика опознанных заявок, нулевой выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вычитающему входу реверсивного счетчика, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет моделирования работы оператора по свертыванию алгоритма обслуживания для устранения перегрузки канала информацией, оно содержит третий дешифратор, коммутационное поле, третий элемент ИЛИ, ждущий мультивибратор 5 К каналов моделирования типа обслуживания заявки, каждый из которых содержит группу из га элементов И, группу из m блоков случайной временной задержки, канальный элемент ИЛИ, группу из m счетчиков, причем разрядные выходы реверсивного счетчика подключены соответственно к группе информационных входов третьего дешифратора, управляющий вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, вход которого соединен с выходом схемы сравнения кодов, группа третьего дешифратора подключена,соответственно к группе входов коммутаци(5нного поля, в каждом канале моделирования типа обслуживания заявки выходы элементов И группы соединены соответственно с входами запуска блоков случайной временной задержки группы, выходы которых подключены соответственно к счетным входам счетчиков группы, в каждом канале моделирования типа обслуживания заявки выходы блоков случайной временной задержки группы соединены соответственно с входами канального элемента ИЛИ, выходы канальных элементов ИЛИ всех каналов моделирования подключены соответственно к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, j-й выход первого дешифратора ( К) соединен с первыми входами элементов И ГРУППЫ 1-го канала моделирования, а i -и выход коммутационного полЖ - ,ы,) подключен к вторым входам i - х элементов И калодогоканала моделирования.

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина. Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования работы оператора по свертыванию алгоритма обслуживания для устранения перегрузки канала информацией. Цель изобретения достигается за счет введения в устройство дешифратора, коммутационного поля, элемента ИЛИ, ждущего мультивибратора и К каналов моделирования типа обслуживания эаявки с соответствующими функциональными связями между ними и известными с 9 блоками устройства. 1 ил.