Устройство для тренировки памяти обучаемого Советский патент 1990 года по МПК G09B9/00 

(/

с:

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для тренировки кратковременной памяти. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства. Устройство позволяет вести контроль за проявлением способности тренируемого (оператора) в увеличении объема кратковременной памяти по результатам тренировок и прогнозировать его возможности в наращивании объема памяти путем определения меток и удержания их в памяти с последующим выявлением запомненных меток в тестовой информации. При этом в зависимости от успешного тренажа изменяется одновременно длина строки меток и тестовой строки. Устройство содержит генератор 1 псевдослучайной последовательности импульсов, блок 2 предъявления информации, формирователь 3 импульсов, блок 4 памяти, блок 5 регистрации, блоки 6 и 7 элементов И, регистры 8 и 9, распределители 10 и 11 импульсов, триггеры 12 и 13, элементы ИЛИ 14 и 15, блок 16 сравнения и пульт 17 оператора. 6 ил.

СП

4

сл to

е&

объема кратковременной памяти по результатам тренировок и прогнозировать его возможности в наращивании объема памяти путем определения меток и удержания их в памяти с последующим выявлением запомненных меток в тестовой информации..При этом в зависимости от успешности тренажа изменяется одновременно длина строки меток и тестовой строки. Устройство содержит

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для тренировки кратковременной памяти учащихся (операторов) .

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства путем определения способностей тренируемого (учащегося) в увеличении объема кратковременной памяти, а также повышение его эффективности за счет автоматизации изменения длительности строк (числа стимулов) и создания игровой ситуации.

На Лиг. изображена структура устройства; на Лиг.2 - функциональная схема блока памяти} на биг.З - то же, первого распределителя; на Фиг.4 - то же, блока регистрации (меток); на фиг.5 - то же, второго распределителя; на фиг.6 - то же, блока сравне-;. i ния.

Устройство для тренировки памяти обучаемого содержит генератор псевдослучайной последовательности (ПСП) импульсов, блок 2 предъявления инфор- мации,формирователь 3 импульсов,блок 4 памяти, блок 5 регистрации, первый и второй блоки 6 и 7 элементов И, первьй и второй реверсивные регистры 8 и 9, первый и вто- рой распределители 10 и 11 импульсов, Т-триггер 12, R-триггер 13, первый и второй элементы ИЛИ 14 и 15, блок 16 сравнения и пульт 17 оператора.

Блок 2 содержит сдвигающий регистр 18, дешифраторы 19, индикаторы 20 и элементы ИЛИ 21.

Формирователь 2 имеет одновибратор 22 с задержкой по входу, формирователь 23 коротких импульсов и элемент 24 задержки.

Блок 4 состоит из узлов 25 памяти Блок 5 состоит из узлов 26 регистра- иии. Блок 6 содержит элементы И уп

генератор 1 псевдослучайной последовательности импульсов, блок 2 предъявления информации, Лормирова- тель 3 импульсов, блок 4 памяти, блок 5 регистрации, блоки 6 и 7 элементов И, регистры 8 и 9, распределители 10 и 11 импульсов, триггеры 12 и 13,эле менты ИЛИ 14 и 15, блок 16 сравнения и пульт 17 оператора. 6 ил.

0

5

0

,,

до дз

равления 270 и распределения 27,-27д. Блок 7 содержит элементы И управления 280 и распределения 281-28 5. Распределитель 10 имеет счетчик 29 и дешифратор 30.

Распределитель 11 содержит регулируемый одновибратор 31, счетчик 32, первый и второй ключи 33 и 34 и пер- вый-четвертый элементы 35-38 задержки,

Узел 25 содержит элементы ИЛИ 39, регистры 40, элементы 41 Запрет и элементы И 42. Узел 26 содержит сумматор 43 по модулю два, RS-триггер 44, элемент 45 Запрет и первый и второй ключи 46 и 47. Блок 16 сравнения включает первую и вторую группы элементов И 48,-48,0 и 49,-49Ю Запрет, группу инверторов и первый, второй и третий элементы ИЛИ 51-53.

Устройство работает следующим образом.

Включают питание. В исходное состояние устанавливаются распределители 10 и 11, регистры 18 и 40, реверсивные регистры 8 и 9 (логические I соответственно на первом и шестом выходах), счетчик 32, триггер 12 (логические О на первом, 1м на втором выходах), триггер 13 (логическая 1 на выходе), триггер 44 (логи

ческий О на выходе) (Лиг,4а,б,в,г). Запускается генератор 1 (фиг.4д) и педает информацию в виде последовательности кодовых комбинаций (псевдослучайная последовательность) на вход регистра 18, вход блока 4 и вход распределителя 1 ,

Затем нажимают кнопку Пуск, обеспечив формирование одиночного импульса (не показано). Этот импульс с выхода пульта 17 поступает на вход триггера 13 и переводит его в нулр

состояние. Нулевой потенциал с выхода триггера 13.через элемент ИЛИ 15 подается на вход останова генератора 1, обеспечив подачу тактовых импульсов с его другого выхода, на другие входы регистра 18 и распределителя 11 .

Псевдослучайная последовательност импульсов с выхода генератора- 1, подаваемая на информационный вход регистра 18, тактовыми импульсами, поступающими на сдвиговый вход, записывается в регистр 18, а подаваемая на информационный вход элемента И 42 уз ла 25, одновременно записывается в регистры ДО тактовыми импульсами, поступающими на вход блока 4 (вторые входы регистров 40).

Появившийся на последнем выходе регистра 18 импульс одновременно подается на вход одновибратора 22, время задержки которого по входу равно полуторной длительности тактового импульса. По истечении времени задержк запускается одновибратор 22, единичный потенциал с выхода которого длительностью 2с выключает генератор 1 по второму выходу, прекращая подачу тактовых импульсов на входы регистра 18. Запись в регистры 18 и 40 прекращается, строка меток сформирована.

Одновременно единичный потенциал с выхода одновибратора 22 поступает на вход элемента 24 задержки и вход Формирователя 23. Короткий импульс с выхода Формирователя 23 поступает на вход триггера 12, перебросив послед- ний в первое положение - единичный потенциал на первом выходе и на третий (управляющий) вход регистра 18, обеспечивая считывание информации с его выходов в соответствующие дешифраторы 19. Сигналы с выходов дешифраторов 19, соответствующие определенной цифре (букве/ символу) поступают в индикаторы 20, подготавливая последние для высвечивания инАорма- ции.

Задержанный единичный потенциал (импульс) с выхода элемента 24 подается на вторые (информационные) вход элементов И 270 и 280. Так как на первый (управляющий) вход элемента

270 блока 6 подан единичный потенци- ал с выхода триггера 12Л то импульс с выхода элемента И 270 поступит на - вторые (информационные) входы элементов И 274-27. Единичный потенциал с

0

5

5

первого выхода реверсивного регистра 8 через элемент 27,, и элемент ШШ 21 блока 2 поступит на вход индикатора 20j, , высветив метку (цифру, букву, символ).

При прекращении подачи единичного потенциала с выхода одновибратора 22 на втором выходе генератора 1 появляются тактовые импульсы, которые поступят на второй вход регистра 18, обеспечив запись информации (ПСП импульсов) с первого выхода генератора 1 в регистр 18, и на входы элемента 37 задержки и ключа 33 распределителя

Тактовые импульсы, поступающие на второй вход регистра 40 узла 254, обеспечивают выдвижение информации с его выхода.через ключ 46 узла 26, на первый вход сумматора 43, при этом через элемент 41 узла 25(, на запие рающий вход которого подан нулевой потенциал с второго выхода триггера

12,и элемент ИЛИ 39 производится одновременно запись выдвигаемой кодовой комбинации (регистр 40 работает

0 как кольцевой), причем элементы И 42 обеспечивают отделение регистров 40 один от другого при выдвижении информации для сравнения. Одновременно ПСП -импульсов с первого выхода генератора 1 через элемент 38 задержки и ключ 34 поступает на второй вход сумматора 43.

Если кодовая комбинация, поступившая на первый вход, не идентична ка0

5

0

довой комбинации, поступившей на второй вход сумматора 43, то на выходе последнего появится импульс, который переведет триггер 44 в единичное состояние .

При поступлении пятого тактового импульса на вход счетчика 32 на его выходе появится импульс переполнения. Этот импульс, задержанный элементом 35 на время, равное длительности тактового импульса, поступает на информационный вход элемента 45 Запрет, но дальше не пройдет, так как на запирающий вход элемента 45 подан единичный потенциал с выхода триггера 44. Задержанный импульс с выхода элемента 35 возвратит счетчик 32 в исходное состояние, пройдя элемент 36 задержки, поступит на второй вход триггера 44, обеспечив появление HЈ его выходе нулевого потенциала.

Если кодовая комбинация, поступившая на первый вход, идентична кодовой комбинации, поступившей на второй вход сумматора 43, то на выходе последнего импульса не будет. С выхода триггера 44 на запирающий вход элемента 45 подается нулевой потенциал.

При поступлении пятого тактового импульса на выходе счетчика 32 появится импульс переполнения, который через элемент 35 задержки, элемент 45 Запрет и элемент FJIK 14 пройдет на первый (счетный) вход распределителя 10 и зафиксирует наличие метки. В процессе записи текстовой информации метки Фиксируются счетчиком 29 распределителя 10, обеспечивая последовательное появление единичного потенциала на соответствующих выходах дешифратора 30.

По окончании записи текстовой строки на последнем выходе регистра

10

15

;о

25

30

35

40

хода элемента 24 подается на входы элементов И 27Q и 280 и через элемент И 280, на первый вход которого подан единичный потенциал с второго выхода триггера 12, поступает на вторые входы элементов 28,,-28д блока 7. Одновременно импульс с выхода элемента 280 подается на второй вход триггера 13, обеспечив появление на его выходе единичного потенциала.

Единичный потенциал с шестого выхода реверсивного регистра 9 через элемент 28, подается на входы элементов ИЛИ 2 1-2lg, выходы которых соединены с входами засвечивания соответствующих индикаторов . На блоке 2 высвечивается тестовая строка из цифр (букв, символов).

Единичный потенциал с выхода триггера 13 через элемент ИЛИ 15 поступает на вход останова генератора 1, за- бпокировав подачу тактовых импульсов с его второго выхода до ответа тренирующегося (нажатия клавиши на пуль- ге 17).

Обучаемый подсчитав число меток в сытящейся тестовой строке, нажимаем соответствующую клавишу, например, если он увидел две метки, то нажимает на пульте 17 клавишу с цифрой 2.

Если тренируемый правильно определил число меток, то при нажатии клавиши с цифрой 2 импульс с ее выхода (Фиг.4р), поступивший на инюормацион- ные входы элементов 48 и 49,. блока 16, на запирающие входы которых поданы соответственно единичный и нулевой потенциалы с выхода распределителя 10 (запирающие входы элементов 49 подключены к выходам распределителя 10 через инверторы 50), пройдет через элемент ИЛИ 51 на первый выход блока 16. Импульс с выхода блока 16 по18 появится импульс, который по исте- 45 СТУПИТ на входы Сложение реверсив- чейии входного времени задержки за- ных регистров 8 и 9, обеспечив пропустит одновибратор 22. Единичный го- движение единичного потенциала на тенциал с выхода одновибратора 22 один разряд, и через элемент ИЛИ 53 - прекращает подачу тактовых импульсов с второго выхода генератора 1, посту- Q пает на элемент 24 и Формирователь

Одновременно импульс ответа с выхода пульта 17 поступит на вход триггера 13 и перебросит последний. Нулевой потенциал с его выхода, поданный

на второй вход распределителя 10, возвратив его в исходное состояние.

23, импульс с выхода которого, поступив на третий вход регистра 18, осуществляет подготовку блока 2 для предъявления тестовой строки, а. поданный на вход триггера 1, перебросит его, обеспечив появление на втором выходе единичного п« тенциала. Задержанный импульс с вм55

на вход останова генератора 1, осуществит прохождение тактовых импульсов с его второго выхода, обеспечь предъявление оператору сгрокн метг

о

5

0

5

0

хода элемента 24 подается на входы элементов И 27Q и 280 и через элемент И 280, на первый вход которого подан единичный потенциал с второго выхода триггера 12, поступает на вторые входы элементов 28,,-28д блока 7. Одновременно импульс с выхода элемента 280 подается на второй вход триггера 13, обеспечив появление на его выходе единичного потенциала.

Единичный потенциал с шестого выхода реверсивного регистра 9 через элемент 28, подается на входы элементов ИЛИ 2 1-2lg, выходы которых соединены с входами засвечивания соответствующих индикаторов . На блоке 2 высвечивается тестовая строка из цифр (букв, символов).

Единичный потенциал с выхода триггера 13 через элемент ИЛИ 15 поступает на вход останова генератора 1, за- бпокировав подачу тактовых импульсов с его второго выхода до ответа тренирующегося (нажатия клавиши на пуль- ге 17).

Обучаемый подсчитав число меток в сытящейся тестовой строке, нажимаем соответствующую клавишу, например, если он увидел две метки, то нажимает на пульте 17 клавишу с цифрой 2.

Если тренируемый правильно определил число меток, то при нажатии клавиши с цифрой 2 импульс с ее выхода (Фиг.4р), поступивший на инюормацион- ные входы элементов 48 и 49,. блока 16, на запирающие входы которых поданы соответственно единичный и нулевой потенциалы с выхода распределителя 10 (запирающие входы элементов 49 подключены к выходам распределителя 10 через инверторы 50), пройдет через элемент ИЛИ 51 на первый выход блока 16. Импульс с выхода блока 16 поСТУПИТ на входы Сложение реверсив- ных регистров 8 и 9, обеспечив продвижение единичного потенциала на один разряд, и через элемент ИЛИ 53

на второй вход распределителя 10, возвратив его в исходное состояние.

Одновременно импульс ответа с выхода пульта 17 поступит на вход триггера 13 и перебросит последний. Нулевой потенциал с его выхода, поданный

на вход останова генератора 1, осуществит прохождение тактовых импульсов с его второго выхода, обеспечь предъявление оператору сгрокн метг

и тестовой строки на одну цифру (букву, символ) больше.

Если оператор (учащийся) неправильно определил число меток, например в данном случае нажал клавишу с цифрой 3 на пульте 17 (вместо клавиши с ииЛ- рой 2J, то на выходе элемента 49 появится импульс, который пройдет через элемент ИЛИ 52 на второй выход блока 16. Импульс выхода блока 16 поступит на входы Вычитание реверсивных регистров 8 и 9 и уменьшит число выходов, на которых имеется единичный потенциал, на один. Длина предъяв ляемой строки меток и тестовой строки уменьшится на одну цифру (букву, символ) .

По максимальной длине строк, достигнутой в процессе каждой трениров- ки, судят о способногтях тренируемого к увеличению кратковременной памяти.

Использование предлагаемого изобретения в устройствах для тренировки памяти по сравнению с известным рас- ширяет дидактические возможности путем выявления способностей тренируемого в увеличении объема кратковременной памяти, определяемого максимально достигнутыми длинами строки меток и тестовой строки, изменяемых в зависимости от успешности тренировки. Автоматизация процесса изменения длин строк (числа символов в них) повышает эффективность тренажа, созда- вая игровую ситуацию и улучшая моти- вационный сЬактор. Каждодневные тренировки на предлагаемом устройстве, постоянно повторяющие в случайном порядке запоминаемые малыми дозами, предъявляемыми в виде цифр (букв, символов), строки меток и тестовые строки, обеспечивают постепенное увеличение объема кратковременной памяти тренирующегося (оператора).

Формула изобретения

Устройство для тренировки памяти обучаемого, содержащее генератор псевдослучайной последовательности импульсов, блок предъявления информа- ции, кодовый управляющий вход которого соединен с правым выходом генера- тора i псевдослучайной последователь- ности импульсов, формирователь импульсов, первый распределитель импульсов и пульт оператора, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены блок памяти, блок регистрации, первый элемент ИЛИ, два регистра, два блока элементов II, два триггера, второй распределитель импульсов, блок сравнения и второй элемент 11ГШ, выход которого соединен с входом генератора псевдослучайной последовательности импульсов, первый выход которого подключен к первому входу второго распределителя импуль- сЬв и информационному входу блока памяти, а второй выход - к второму входу второго распределителя импульсов и второму управляющему входу блока предъявления информации, третий управляющий вход которого соединен с первым выходом формирователя импульсов и входом первого триггера, выход - с входом Формирователя импульсов, а информационные выходы первой и второй группы - с соответствующими выходами соответственно первого к второго блоков, и первые управляющие входы которых подключены к второму выходу Лормирователя импульсов, а информационные входы - к соответствующим выходам первого и второго регистров соответственно, подключенным соответственно к входам группы второго распределителя импульсов и адресным входам блока регистрации, выходы которого соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, первый, второй и третий управляющий входы - с соответствующими выходами второго распределителя импульсов, а информационные входы - с соответствующими выходами блока памяти, единичный выход первого триггера подключен к третьему входу второго распределителя импульсов и второму управляющему входу первого блока элементов И, а нулевой выход - к второму управляющему входу второго блока элементов И и управляющему входу блока памяти, установочный вход которого соединен с четвертым выходом второго распределителя импульсов, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу первого распределителя импульсов, второй вход и выходы которого соединены соответственно с первым выходом и соответствующими входами первой группы блока сравнения, второй выход которого подключен к входам суммирования, а третий выход - к входам вычитания первого и втооого регистров, выходы группы пульта оператора соединены с соответствующими входами второй группы блока сравнения, а выход - с нулевым входом вто-гой вход которого соединен с третьим

рого триггера, единичный вход которо- выходом Формирователя импульсов.

ь

Фиг.1

фие.5

го подключен к синхровыходу второго блока элементов И, - к одному входу второго блока элементов И, друФие.З

И