Устройство для обучения операторов Советский патент 1988 года по МПК G09B9/00 

CAD со

Г

00

Фиг7

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для тренировки оперативной памяти операторов автоматизированных систем управления о

Цепь изобретения - расширение дидактических возможностей устройства за счет обеспечения тренировки операторов, способствующей выявлению объема оперативной памяти при изменении числа контролируемых переменных, путем скачкообразного изменения числа мешающих стимулов (контролируемых переменных) при постепенном изменении числа информационных стимулов (объема оперативной памяти) по мере достижения положительных результатов

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фигс2-функциональная электрическая схема блока задания учебной информации на фиг.3 - схема делителя частоты; на фиг,,4 - то же, блока анализов ответов на фиг«5 - то же, таймера; на фиг.б - то же, блока управления

Устройство содержит блок 1 задания учебной информации, делитель частоты 2, пульт 3 оператора, блок 4 задания учебной информации, блок 5 анализа ответов, формирователь 6 псевдослучайной последовательности импульсов, блок 7 управления, регистры 8,9,10, таймер 11, блок 12 индикации,

В состав блоков 1 и 4 входят счет- чик 13, сдвигающий регистр 14, элемент И 15, элемент ШШ 16, триггер 17, элемент 18 запрета.

В состав делителя 2 входят счетчики 19,20,21, триггер 22, элемент 23 запрета.

В состав блока 5 входят элементы И 24, элементы ИЛИ 25,26, счетчик 27, элементы И 28, одновибратор 29.

В состав таймера 11 входят генератор 30 тактовых импульсов, элементы И 31, накопительные элементы 32, триггер 33.

В состав блока 7 входят формирователь 34 импульсов, сдвигающий регистр 35, триггеры 36 и 37, элементы И 38,39, элемент 40 задержки, генератор 41.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания все элементы устройства устанавливаются в исходное положение. При нажатии кнопки Пуск пульта 3 импульс с его выхода

0

5

0

0

5

0

5

0

5

поступает на вход триггера 33, устанавливая его в единичное состояние, обеспечивающее запуск генератора 30, на вход регистра 10, производя запись 1 в его первый разряд, и на входы блоков 1 и 4, записав 1 в цервый разряд регистров 14. Единичный потенциал с первого выхода регистра 14 блока 4 поступает на вход элемента 28, подготовив цепь для прохождения импульса правильного ответа на один мешающий стимул. Единичный потенциал с выхода регистра 10 поступает на вход таймера 11, задав минимальную скорость предъявления тактовых импульсов, формируемых генератором 30, и на вход блока 12, высветив индикатор числового значения скорости предъявления стимулов.

После прохождеьшя пятого импульса с формирователя 6, через информационный вход элемента 18, на запрещающий вход которого с выхода триггера 17 подается нулевой потенциал, в регистр 8, следуюиц й за 1шм пятый импульс с выхода форг-мрователя 6 поступает на вход счетчика 13 и вызывает появление единичного потенциала на его выходе, которьй через элемент И 15,и элемент ИЛИ 16 поступает на единичный вход триггера 17. Едиштчный потенциал с выхода триггера 17, поданньй на запрещаюиа1й вход элемента 18, прекращает поступление импульсов с выхода формирователя 6 в регистр 8.

После прохождения первого импульса с выхода формирователя 6, через информа1щонньй вход элемента 18 блока 4, на запрещающий вход которого с выхода триггера 17 подается нулевой потенциал, в регистр 9, следующий за ним первый импульс с четвертого выхода формирователя 6 поступает на вход счетчика 13 и вызывает появление единичного потенциала на его первом выходе, который через элементы 15 и 16 поступает на вход триггера 17. Единичный потенциал с выхода триггера 17, поданный на запрещакщий вход элемента 18, прекращает поступление импульсов с третьего выхода формирователя 6 в регистр 9. Единичный потенциал с выхода регистра 9 подается на входы блока 5. Так обеспечивается задание определенного числа информационных и мешающих стимулов.

При включении генератора 30 в таймере 11 первые три тактовых импульса обеспечивают автоматический контроль работоспособности тренажера, а каждые четыре последующих - цикл работы

При поступлетти первого тактового импульса с выхода таймера 11 на вход блока 7 на выходе последнего появляется импульс, который включает индикатор Ответ на блоке 12, а поступая на вход пульта 3, разрешает оператору ввод ответа. Следуюпщй за ним импульс с выхода блока 7 подается на вход блока 2 и на вход регистра 9, установив его в исходное состояние и подготовив для заполнения новой последовательности импульсов, на вхо блока 5, установив счетчик 27 в исходное положеш-ie, на входы блоков 1 и А, установив счетчики 13 в исходно состояние, а триггеры 17 - в нулевое положение. На индикаторе блока 12 высвечивается О циклов.

При поступлении второго тактового импульса импульс, поданный с выхода блока 7 на вход блока 8, обеспечивае поступление единичных потенциалов с его выходов на входы блока 12, а импульс, поданньп с выхода блока 7 на вход блока 9, обеспечивает поступление единичных потенциалов с его выходов на входы блока 12, высветив на индикаторах последнего информационны

потендаал с выхода блока 7 поступает на вход регистра 8, обеспечив прохождение сигналов с выходов регистра

8на входы блока 12 и высвечивание на индикаторе комбинации из пяти ин- форма191онных , предъявляемых обучаемому для запоминания. По окон- чaJiии первого тактового импульса первого цикла предъявление информа- 1Д{онных стимулов прекращается о

Второй тактовый импульс первого ци1спа не вызывает изменений в схеме, так как только на первом выходе блока 7 имеется единичный потенциал.

Третий тактовый импульс первого цикла вызьгоает появление на выходах блока 7 единичных потен11 1алов, которые прикладываются к соответствугадим входам регистров 8 и 9 и осуществляют прохождение сигналов (единичных потен191алов) с выходов регистров 8 и

9на входы блока 12, высветив на индикаторах информационные и мешающие , Oбyчae ПзIй на фоне информа- цз онных отыскивает мешающий стимул и запоминает. По окончании третьего тактового импульса первого цикла отображение стимулов прекращается о

Четвертый тактовый импульс первого цикла вызьшает появление на выходе блока 7 единичного потенциала, обеспечивающего засвечивание в блоке

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быт использовано для тренировки оперативной памяти операторов автоматизированных систем управления. Тренажер содержит первый 1 и второй 4 блоки задания учебной информации, делитель 2 частоты, пульт 3 оператора, блок 5 анализа ответов, формирователь 6 псевдослучайной последовательности импульсов, блок 7 управления, блок 12 индикации, таймер 11 и три регистра 8,9,10. Устройство обеспечивает тренировку оператора, способствующую выявлению объема оперативной памяти при изменении числа контролируемых переменных путем скачкообразного изменения числа мешакицих стимулов (контролируемых переменных) при постепенном изменении числа информационных стимулов (объема оперативной памяти) по мере достижения положительных результатов. 5 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л

40

и мешающие стимулы. 11мпульс, поданный 12 индикатора Ответ и разрешающего с выхода блока 7 на вход блока 2, ус- работу пульта 3, Обучаемый с помощью

22 в нулевое по- клавиш пульта 3 воспроизводит мешающий стимул.

Если обучаемый правильно воспроиэ- вел мешающий стимул и уложился во времени, то импульс выхода пульта 3 поступает на один вход элемента 24, на другой вход которого подается единичный потенциал с выхода регистра д 9, Импульс с выхода элемента 24 через элемент 25 поступает на вход счетчика 27, обеспечив появление единичного потенциала на его выходе, который прикладьшается к входу первого элемента 28, через элемент 26 поступает на вход одновибратора 29 (с потенциальным входом), вызвав появление на выходе последнего импульса. Этот импульс поступает на вход блока 2, зафиксировав первый правильньй ответ в счетчике 19, и перебрасывает триггер 22 в единичное положение, обеспечив подачу единичного потенциала на запрещающий вход элемента 23,

танавливает триггер L2. в нулевое положение.

При поступлении третьего тактового импульса в устройстве происходят процессы, аналогичные поступлению первого тактового импульса, но при этом импульс с выхода блока 7, поступивший на вход блока 2, проходит через элемент 23 на вход счетчика 19 и устанавливает последний в исходное состояние. На этом заканчивается контроль работоспособности тренажера.

Первый тактовый импульс первого цикла с выхода генератора 30 обеспечивает появление на первом и втором выходах блока 7 единичных потенциалов, Единичньй потенциал через формирователь 34 преобразуется в Лосяеднем в короткий импульс и с блока 7 подается на вход блока 12, зафиксировав в индикаторе первый цикл, и на вход формирователя 6, изменив последовательность на его выходах. Единичный

50

55

40

д

д

50

д

55

предотвращающий йброс счетчика 19 при поступлении единичного потенциала с выхода блока 7„

После окончания четвертого такте- вого импульса первого гщкла на выходе блока 7 появляется единичный потенциал, которьй поступает на входы регистров 8 и 9, возвратив их в исходное состояние, на входы блоков 1 и 4, возвратив счетчики 13 в исходное состояние и перебросив триггеры 17 в нулевое положение, подготовив тем самым регистры 8 и 9 для заполнения новой псевдослучайной после довательностью и myльcoБ, на вход блока 5, возвратив в исходное состояние счетчик 27, и на вход блока 2 - информагр-юнный вход элемента 23, Па этом заканчивается перпьш цикл,

При поступлении первого тактового импульса второго lanuia единичньй потенциал с выхода блока 7, преобразо- ваиньй форг-п-фователем 34 в короткий и fflyльc, поступает на вход формирователя 6, изменив последовательность импульсов на еГо выходах и на вход блока 12, зафиксировав в индикаторе следующий . Обучаемому будет пред ысвлено то же число стимулов, но в другой последовательности

Работа блоков и элементов в после циклах аналогична описанному выше.

Если обучаемьв неправильно воспроизвел мешающий или не уложился во времени, то нулевой потенциал на выходе блока 5 не изменится, с выхода триггера 22 на запрещающий вход элемента 23 подается нулевой потенциал. После окончании второго цикла импульс с вьЕхода блока 7 через элемент 23 поступает на вход счетчика

19,установив последний в исходное состояние.

Если обучаемый пять раз ответил правильно, то пятый правильньй импуль с выхода блока 5, поступивпшй на вход счетчика 19, вызывает появление на выходе последнего импульса переполнения. Этот импульс поступает на вход регистра 14, передвинув единицу с первого выхода на второй выход и обеспечив подачу с выхода форжфователя 6 на вход регистра 8 шести информа- ционн гх стимулов и на вход счетчика

20,-афиксировав в последнем единицу Этиу же импульсов счетчик 19 устанав- лиьиется в исходное состояние.

Оператору (обучаемому) будут предъявлены шесть информационных и один мешаю1ций стимул. Каждьш пятый правильный ответ подряд записывает еди- miiJty в счетчик 20 и увеличивает число информационных стимулов на один - до десяти при одном мешающем стимуле.

Если оператор при десяти информационных и одном мешающем стимулах пять раз подряд ответит правильно, то и тульс переполнения с выхода счетчика 19, поступивший на вход регистра 14 блока 1, передвинет единицу с шестого выхода (десятого разряда) на первый выход (пятый разряд), обеспечив подачу с выхода формирователя 6 на вход регистра 8 пяти информационных стимл лов, а импульс, поступивший на вход счетчикл 20, вызывает появление на его выходе иьшульса переполнения, KOTopbui поступает на вход регистра 14 блока. 4 и передвигает едршицу с первого выхода па второй вькод, обеспечив подачу с выхода формирователя 6 на вход регистра 9 двух Meuiaiouptx стимулов,, Одновременно импульс с иькода счетчика 20 поступает в счетчик 21 и фиксирует в нем единицу, И.- тульсамл со своих выходов счетчики 19 н 20 устанавливаются в исходное состояние.

Единичный потеищ1ал с вькода ре- 1 истра 14 блока 4 поступает на вход второго элемента 28, подготовив цепь для прохождения имтульса правильного ответа на два мешающих стимула.

Обучаемому будут предъявлены пять информагщонных и два мешающих стиьгу- ла. При правильном опознании и воспроизведении обоих мешающих стимулов на выходе одновибратора 29 появляется имтульс правильного ответа. Каж- дьп пятьй пpaвильньD ответ подряд записывает единицу в счетчик 20 и увеличивает число информационных стимулов на один - до десяти при двух мешающих стимулах, а затем при трех мешающих стимулах.

На пятом правильном ответе при десяти информационных и трех мешающих стимулах импульс с выхода счетчика 19 передвигает единицу в регистре 14 блока 1 с шестого выхода на первый выход, импульс с выхода счетчика 20 передвигает единицу в регистре 14 блока 4 с третьего выхода на первый выход, а импульс, который появляется на выходе счетчика 21, поступает на

вход регистра 10 и передвигает едн- с первого выхода на второй выход. Единичный потенциал с второго выхода регистра 10 высвечивает на индикаторе блока 12 цифру более высокой скорости предъявления стимулов, а поступив на вход таймера 11, увеличивает скорость предъявления тактовы импульсов с выхода генератора 30.

Оператору с выше описанной последовательности будут предъявляться ин формациорные и мешающие стимулы. После второго повышения скорости (если обучаемый правильно отыскивает меша- кщие стимулы) на выходе регистра 10 появляется импульс, который поступает на вход триггера 23, вьпспючнв нулевым потенциалом с выхода последнего генератор 30, и на вход блока 12, высветив на последнем индикатор Ко- нец.

Использование изобретения в устройствах для тренировки памяти операторов автоматизированных систем управления позволяет более полно выявить объем оперативной памяти, т.е. способности оператора к поглощению и удерживанию входной информащ- и, объем которой изменяют увеличением числа стимулов от минимального до максимального усредненного значения путем постепенного наращивания числа информационных стимулов, предъявляемых в случайной последовательности, в которых выявляются введенные один, два или три мешающих стимула. Процес повторяется до пятикратного безошибочного закрепления предъявленной информации.

По числу информационных и мешающих стимулов, которые обучаемый правильно распознает за определенное время, учитывая скорости предъявления (ответа), определяют объем оперативной памяти,оператора и его способность к логической переработке данных при случайном пространственном размещении стимулов.

Данное техническое решен1 е наиболее целесообразно использовать при тренировках и исследовании памяти операторов сложных АСУ, в которых имеются контролируемые переменные, носящие случайный характер.

Формула изобретения I

/,

0

5 „

0

5

0

вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к входу фо1 1миро- вателя псевдослучайной последовательности импульсов и первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, вход которого подключен к выходу таймера, и блок анализа ответов, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первьй и вто рой блоки задания учебной информации, делитель частоты, первьй) второй и третий регистры, причем первьпЧ, второй, третий и четвертый пыходы третьего регистра подключены соответственно к третьим, четвертым, пятым и шестым входам блока индика- щш и первым, вторым, третьим и четвертым входам таймера, пятый вход которого соединен с управляющим выходом пульта оператора, подключенным к первым информаш1онным входам первого и второго блоков задания учебной информации и информационному входу третьего регистра, тактовый вход котор-ого соединен с первым выходом делителя частоты, второй и третий выходы которого подключены к тактовым входам соответственно первого и второго блоков задания учебной информации, а информационный и первый и второй управляющие входы - соответственно к выходу блока анализа ответов и третьему и четвертому выходам блока управления, пятый выход которого соединен с тактовым входом первого регистра, информационный вход которого подключен к выходу первого блока задания учебной информации, а выходы - к соответствующим входам первой группы блока индикации, входы второй группы которого соединены с соответствующими выходами первой группы второго регистра, третий выход блока управления подключен к тактовому входу второго регистра, а четвертый выход - к установочным входам первого и второго блоков задания учебной информации, первого и второго регистров и блока анализа ответов, информационные входы первой, второй и третьей групп которого соединены соответственно с информационными выходами пульта оператора, выходами группы второго блока задания учебной информации и выходами второй группы второго регистра, информатдионньй вход второго регистра подключен к выходу второго блока задания учебной информации, второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя псевдослучайной последовательности И1 пульсов, третий и четвертый выходы которого подключены к BTOрому и третьему информационным входам соответственно первого блока задания учебной информации о

2о Устройство по По 1, о т л и - чающееся тем, что блок зада- НИН учебной информации содерюгт счетчик, С- и R -входы которого квляют- ся первым информаи 1онньгм и установочным входами блока соответственно, а выходы подключены к первым входам coответствующих элементов И, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами сдвигающего регистра, тактовый и информационны вхо- ды которого являются соответственно тактовым и вторым информационными входами блока соответственно, элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам соответствующих элементов И, а выход - к.S-входу триггера, R-вход которого соединен с соответствующим входом счетчика, а вькод - с управляющим входом элемента ЗАПРЕТ, информационный вход и выход которого являются соответственно третьим информационным входом и выходом блока, выходы сдвигающего регистра являются соответствующими выходами группы блока.

А, Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок анали

Q

5 Q 5 Q

-

5

0

5

за отпетой содержит элементы первой г руппы И, первые и вторые входы которого являются соответствующими информационными входами первой и третьей групп блока, а выходы - соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с С входом счетчика, R-вход которого является установочным входом блока, элементы И второй группы, первые входы которьгх являются соответствующими информационны п1 входами второй группы блока, второю входы подключены к соответствующим выходам счетчика, а выходы - к соответствующим входам второго элемента , выход которого coeAftHeH с входом одно- вибратора, которого является вькодом блока,

с выходом переключателя, тактовый вход с вькодом генератора, второй вькод - с управляющим входом формирователя импульсов, третий выход - с R-входами первого и второго триггеров, первый и четвертый выходы являются первым выходом блока, а информационный вход, входы генератора, элемента задержки, S-вход второго триггера и первый вход второго элемента И являются входом блока, первьй вход первого элемента И подключен к выходу первого триггера, S-вход которого соединен с выходом элемента задержки, вторые входы первого и второго эле- ментов И подключены к выходу генератора, соединенному с информационным

входом формирователя импульсов, вы- ходы первого и второго элементов И ход которого является вторым выходом являются соответственно третьим чет- блока, выход второго триггера и вы- вертым и пятым выходами блока.

9и .2

Йгг.З

ФагЦ

Фиг.5

V V V