"Устройство для моделирования системы "человек - машина" Советский патент 1992 года по МПК G06F15/20 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для моделирования процесса работы обучаемого и ЭВМ и обучающей системы массового обслуживания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования системы человек-машина, в которой учитывается функционирование как обучаемого, так и ЭВМ в автоматизированной обучающей системе.

На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема вероятностного коммутатора на три выхода; на фиг. 3 - граф, в соответствии с которым функционирует устройство.

Устройство содержит элемент И 1, триггер 2, первый вероятностный коммутатор 3, формирователь 4 импульсов, счетчик 5 импульсов, элементы ИЛИ 6-16, генераторы 17-22 случайных импульсов, вероятностные коммутаторы 23-32.

Вероятностный коммутатор 23 содержит дешифратор 33, элементы И 34-36, генератор 37 тактовых импульсов, счетчик 38 импульсов.

Устройство функционирует в соответствии с вербальной моделью, граф которой приведен на фиг. 3.

В зависимости от степени подготовленности обучаемого функционирование устройства может быть организовано двояко. В случае подготовленности обучаемого принадлежит ведущая роль и он инициализирует начало изучения курса, который разбивается согласно методической программе преподавателя на дозы, основные и дополнительные задания. Под дозой (d) понимается некоторая совокупность текста (реплика, указание, указание и т.д.), которую обучаемый воспринимает, после чего приступает к выполнению задания. Основное задание (Z°) связано с решением учебных задач курса. В случае невозможности обучаемым решить задачу методической программой предусмотрено выполнение

СО

С

00

о

дополнительного задания (Zfl), в результате выполнения которого формируется некоторое умение. На выполнение дополнительных заданий обучаемому отводится ограниченное время и количество попыток.

При неподготовленности обучаемого методическая программа предусматривает инициализацию занятия ЭВМ обучающей системы. Обучающие алгоритмы предъявляют поток доз и заданий, время прочтения и выполнения которых случайно. Процесс выработки доз и заданий случаен и распределен по закону, соответствующему времени прочтения дозы или выполнения заданий. Доза или задание может быть выполнено обучаемым успешно или неуспешно.

В случае успешного прочтения обучаемым дозы ЭВМ отрабатывают ее, а обучаемому может быть предъявлена очередная доза или задание. При неправильном реше- нии обучаемым задания ЭВМ обрабатывает и после реализации отправляет обучаемого на выполнение дополнительного задания. При успешном решении обучающей программой будет предъявлена очередные доза или задание. В противном случае обучаемому представляется повторное изучение дополнительного задания до его успешного решения.

Устройство работает следующим обра- зом.

В исходном состоянии триггер 2 установлен в положение, при котором на второй вход элемента И 1 подается высокий потенциал, счетчик 5 импульсов - на n-фрагментов обу- чающего курса. Импульс, имитирующий начало работы с обучающим курсом, проходит открытый элемент 1/1 1, переворачивает триггер 2, который закрывает элемент I/I 1 на весь период работы с курсом. Этот им- пульс приводит к срабатыванию вероятностного коммутатора 3, который с вероятностью Ро моделирует работу обучаемого, работающего над чтением дозы. Следовательно, срабатывает вероятностный коммутатор 23, вырабатывающий с вероятностью Ро импульс, который проходит элемент ИЛИ 8, открывает вход запуска генератора 19 случайных импульсов, случайным образом вырабатывающего импуль- сы с заданным законом распределения. После срабатывания вероятностного коммутатора 27 в случае успешного и безошибочного прочтения обучаемым дозы открывается элемент ИЛИ 14, моделирую- щий работу ЭВМ и приводящий к срабатыванию элемента ИЛИ 9, с выхода которого импульс поступает на счетный вход счетчика 5 импульсов и вероятностный коммутатор 24, который с вероятностью 1-Pi

вырабатывает импульс, открывающий элемент ИЛИ 7, что означает выполнение обучаемым основного задания. Импульс с выхода элемента ИЛИ 7 запускает генератор 18 случайных импульсов с соответствующим законом распределения вырабатываемых импульсов, приводящий к срабатыванию вероятностного коммутатора 26. В случае неуспешного выполнения обучаемым с вероятностью 2 основного задания процесс моделирования передается ЭВМ, после чего открывается элемент ИЛИ 13, с выхода которого импульс поступает на вход элемента ИЛИ 6 и начинается моделирование работы обучаемого при выполнении дополнительного задания. Импульс с выхода элемента ИЛИ 6 запускает генератор 17 случайных импульсов, имеющий определенный закон распределения и рассчитанный на определенное количество обращений с дополнительными заданиями. При срабатывании вероятностного коммутатора 25 в случае успешной работы обучаемого с дополнительным заданием ЭВМ моделирует работу и импульс проходит через элементы ИЛИ 10 и 9. С выхода элемента ИЛИ 9 очередной импульс поступает на счетный вход счетчика 5 импульсов и вероятностный коммутатор 24. Далее цикл повторяется.

В случае неуспешного выполнения дополнительного задания обучаемым импульс с выхода вероятностного коммутатора 25 поступает на вход элемента ИЛИ 11, а затем - на вход элемента ИЛИ 6. Цикл повторяется определенное количество реализаций в соответствии с законом распределения генератора 17.

При успешном выполнении обучаемым с вероятностью 1-Ра основного задания импульс с выхода вероятностного коммутатора 26 приводит к срабатыванию вероятностного коммутатора 28, с выхода которого с вероятностью Рз импульс поступает последовательно на входы элементов ИЛИ 12 и 9, при срабатывании последнего следующий импульс поступает на счетный вход счетчика 5 и вероятностный коммутатор 24. При срабатывании вероятностного коммутатора 28 на одном из выходов с вероятностью 1-Рз импульс поступает на вход вероятностного коммутатора 29, на выходе которого ЭВМ моделирует либо выполнение основного задания с вероятностью РА, либо чтение дозы С вероятностью 1-Р4. В результате импульс проходит элемент ИЛИ 16 и запускает генератор случайных импульсов, имеющий соответствующий закон распределения случайных импульсов, с выхода которого импульс поступает на вероятностный коммутатор 32. С выхода последнего при успешном чтении дозы импульс последовательно проходит элементы ИЛИ 14 и 9, записывая в счетчик 5 импульсов очередную единицу. При неуспешном чтении дозы ЭВМ посредством включения в работу элемента ИЛИ 15 передает на повторное чтение обучаемому через элемент ИЛИ 8, генератор 19 случайных импульсов и вероятностный коммутатор 27 до правильного усвоения дозы.

При правильном, выполнении обучаемым основного задания с вероятностью Р4 запускается генератор 21 случайных импульсов, который включает в работу вероятностный коммутаторЗТ. В случае успешного выполнения задания импульс последовательно поступает на элемент ИЛИ 12 и 9 и процесс записи в счетчик повторяется. Если происходит неправильное воспроизведение ЭВМ выполнения задания, то срабатывает элемент ИЛИ 13 и моделируется процесс выдачи обучаемому дополнительного задания.

В случае неуспешного выполнения основного задания с вероятностью Ра в работе ЭВМ моделируется процесс выдачи дополнительного задания путем подачи импульса на вход генератора 20 случайных импульсов, который включает в работу вероятност- ный коммутатор 30. При успешной отработке дополнительного задания импульс последовательно поступает на элементы ИЛИ 10 и 9, повторяя процесс записи в счетчик. В;случае неуспешного воспроизведения ЭВМ срабатывает элемент ИЛИ 11 и моделируется процесс выдачи обучаемому очередного дополнительного задания.

Если на выходе вероятностного коммутатора 3 будет импульс с вероятностью 1-Р0, то это приводит к открыванию элемента ИЛИ 16 и моделированию функционирования ЭВМ с последующим моделированием чтения дозы в случае неуспешной ее отработки или выполнения основного задания с вероятностью Ро, чтение дозы с вероятностью Ро согласно методическому замыслу преподавателя.

Когда счетчик 5 импульсов заполняется, например, при поступлении п-импульсов, на его выходе переполнения появляется высокий потенциал, в результате чего формирователь 4 выдает импульс, в результате которого происходит сброс генераторов 17- 22 случайных импульсов и триггера 2, а также элемента-И 1 в исходное состояние. Этот же сигнал устанавливает счетчик в исходное состояние.

Вероятностный коммутатор 23 работает следующим образом.

Генератор 37 тактовых импульсов вырабатывает импульсы для работы счетчика 38 импульсов, который в заданном интервале времени вырабатывает с определенной вероятностью некоторое количество импульсов. Дешифратор 33 преобразует служебный признак наличия определенного количества импульсов при чтении информационных доз, при отработке основных или

0 дополнительных заданий в управляющий сигнал, который поступает на один из входов элементов И 34 и 35 или 36. После сра- батывания одного из элементов И вероятностного коммутатора 23 с вероятно5 стью Ро1, Ро2 или Р0з импульс начинает процесс моделирования обучаемого при его действиях с учебным материалом. Формул а4 и зобретения Устройство для моделирования систе0 мы человек-машина, содержащее элемент И, триггер, первый и второй генераторы случайных импульсов, счетчик импульсов, первый вход элемента И является входом начала работы устройства, второй вход эле5 мента И соединен с прямым выходом триггера, вход установки в ноль которого соединен с выходом элемента И, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет мо0 делирования процесса взаимодействия обучаемого и ЭВМ в процессе обучения, в него введены с первого по одиннадцатый вероятностные коммутаторы, формирователь импульсов, с первого по одиннадцатый эле5 менты ИЛИ, с третьего по шестой генераторы случайных импульсов, вход установки в единицу триггера соединен с входами останова с первого по шестой генераторов слу-- чайных, импульсов и с выходом

0 формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом переполнения счетчика, выходы с первого по третий элементов ИЛИ соединены соответственно с входами запуск. с первого по третий генераторов

5 случайных импульсов, выходы с первого по шестой генераторов случайных импульсов соединены соответственно с управляющими входами с третьего по восьмой вероятностных коммутаторов, счетный вход счетчика

0 импульсов соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ и управляющим входом второго вероятностного коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами второго и треть5 его элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами одиннадцатого вероятностного коммутатора, третий выход которого соединен с первым входом первого элемен- та ИЛИ, второй и третий входы которого

соединены соответственно с выходами шестого и восьмого элементов ИЛИ, выход элемента И соединен с управляющим входом первого вероятностного коммутатора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющим входом одиннадцатого вероятностного коммутатора и первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом запуска шестого генератора случайных импульсов и первым выходом десятого вероятностного коммутатора, второй выход и управляющий вход которого соединены соответственно с входом запуска пятого генератора случайных сигналов и первым выходом девятого вероятностного коммутатора, второй выход и управляющий вход которого соединены соответственно с первым входом седьмого элемента ИЛИ и первым выходом четвертого вероятностного коммутатора, второй выход которого сое- динен с входом запуска четвертого

0

5

0

генератора случайных сигналов и первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом седьмого вероятностного коммутатора, второй выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй и третий входы которого соединены с выходами пятого и девятого элементов ИЛИ соответственно, первые входы которых соединены с первыми выходами шестого и восьмого вероятностных коммутаторов соответственно, вторые выходы которых соединены с первыми входами шестого и десятого элементов ИЛИ соответственно, вторые входы которых соединены с первыми выходами третьего и пятого вероятностных коммутаторов соответственно, вторые выходы которых соединены с вторыми входами пятого и девятого элементов ИЛИ соответственно, выход десятого элемента ИЛИ соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ.

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано для моделирования процесса работы обучаемого и ЭВМ и обучающей системы массового обслуживания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования системы человек-машина, в которой учитывается функционирование как обучаемого, так и ЭВМ в автоматизированной обучающей системе. Устройство содержит элемент И 1, триггер 2, первый вероятностный коммутатор 3, формирователь 4 импульсов, счетчик 5 им- пульсов, элементы ИЛИ 6-16, генераторы 17-22 случайных импульсов, вероятностные коммутаторы 23-32. 3 ил.

Риъ.1

33

ЮЧ

Фиг.2

икр. faob