Устройство для контроля работы оператора Советский патент 1992 года по МПК G09B9/00 

GO О Os (Л 4

времени (экспонирования), коммутатор 10, блок элементов ИЛИ 11, блок 12 оценки (выделения равновероятных ответов) и блок 13 задания режима работы. Изобретение позволит переходить от выявления объема кратковременной памяти по одному из видов арифметических действий к двум видам (сложение и вычитание), предъявляемым в случайном порядке, приводящем к перераспределению внимания, и более объективно оценивать логическую деятельность испытуемого. 1 з.п.ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для психофизиологических исследований, и может быть использовано при оценке профессиональной пригодности операторов АСУ. Цель изобретения - повышение точности устройства с повышенной объективностью оценки психофизиологических возможностей оператора путем выявления объема кратковременной памяти при выполнении арифметических действий. Устройство содержит формирователь 1 кодов, блок 2 предъявления учебной информации, сумматоры 3,4, блок 5 сравнения, формирователь 6 импульсов (изменения длины первого операнда), преобразователь 7 кодов (ответа), пульт 8 оператора, блок 9 задания

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для психофизиологических исследований, и может быть использовано при оценке профессиональной пригодности операторов АСУ.

Известно устройство, содержащее пульт оператора, блок ввода эталонов, блок задания пороговых напряжений, блок делителей напряжения, блок сравнения, блок элементов ИЛИ, блок элементов И, регистр, триггер Шмитта, делитель частоты, элемент ИЛИ, ключ и блок регистрации.

Однако это устройство не позволяет оценить процесс логического мышления, связанный с выполнением арифметических операций.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее последовательно включенные формирователь двоичных кодов и блок предъявления учебной информации, последовательно включенные пульт оператора, блок формирования ответа, блок сравнения и блок регистрации, блок вычитания, выход группы которого соединен с вторым групповым входом блока сравнения, первый и второй групповые входы - с соответствующими групповыми выходами формирователя двоичных кодов, а вход связан с управляющим входом блока сравнения и подключен к второму выходу пульта оператора, блок изменения длительности первого операнда, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами блока сравнения, и блок задания времени экспонирования, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами формирователя двоичных кодов и блока предъявления учебной информации, второй вход - с последним выходом второй группы формирователя двоичных кодов, а первый вход - с первым выходом блока изменения длительности первого операнда, второй выход и вход группы которого соединены с третьим входом и последними выходами групп первого группового выхода формирователя двоичных кодов соответственно, а групповой выход - с групповым входом блока регистрации, вход и выход блока формирования ответа соединены с первым выходом и входом пульта оператора соответственно, третий выход которого подключен к четвертому входу формирователя двоичных кодов.

Однако и данное устройство не позволяет определять объем кратковременной памяти при выполнении арифметического действия сложения, а также при усложнении логической деятельности, т.е. случайном предъявлении операций вычитания и

сложения, приводящих к перераспределению внимания, что снижает объективность оценки психофизиологических возможностей оператора.

Цель изобретения - повышениеточности устройства с повышенной объективностью оценки психофизиологических возможностей оператора путем выявления объема кратковременной памяти при выполнении арифметических действий вычитания и сложения и последующего усложнения логической деятельности за счет чередования случайного предъявления операций вычитания и сложения, приводящих к перераспределению внимания.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для контроля работы оператора, содержащее преобразователь кодов, информационные входы которого соединены с соответствующими

выходами пульта оператора, а выходы - с соответствующими входами первой группы блока сравнения, вход которого подключен к первому выходу пульта оператора, первый выход - к соответствующим входам блока

оценки и формирователя импульсов, второй выход - к соответствующему входу формирователя импульсов, а входы второй Группы - к соответствующим входам первой группы блока предъявления информации и

соответствующим выходам первой группы формирователя кодов, выходы второй группы которого соединены с соответствующими входами блока предъявления информации, а выходы третьей группы - с соответствующими входами группы формирователя импульсов, первый сумматор, блок задания времени, вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, а первый и второй выходы - к соответствующим входам блока

предъявления информации, введены блок элементов ИЛИ, выходы которого соединены с соответствующими входами третьей группы блока сравнения, второй выход которого подключен к соответствующему входу блока оценки, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами пульта оператора, второй сумматор, выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы блока элементов ИЛИ, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам первого сумматора, коммутатор, выходы первой и второй групп которого соединены с соответствующими информационными входами первого и второго сумматоров соответственно, а информационные входы - с соответствующими выходами второй группы формирователя кодов, и блок задания режимов работы, первый вход которого подключен к выходу формирователя кодов, второй вход - к соответствующему выходу пульта оператора, третий вход - к первому выходу пульта оператора, первый выход - к управляющему входу коммутатора, второй и третий выходы - к третьему и четвертому входам блока предъявления информации соответственно, а четвертый и пятый выходы - к управляющим входам соответственно первого и второго сумматоров, первый вход формирователя кодов соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с соответствующим выходом пульта оператора и третьими входами блока оценки и формирователя импульсов, третий вход - с соответствующим выходом блока оценки, соответствующим входом пульта оператора и четвертым входом формирователя импульсов, а четвертый вход - с третьим выходом блока сравнения и управляющим входом преобразователя кодов, а также тем, что формирователь кодов содержит генератор тактовых импульсов, входы запуска и основа которого являются соответственно вторым и третьим входами формирователя, элемент запрета, управляющий вход которого является первым входом формирователя, а информационный вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов, регистр, сдвигающий вход которого соединен с выходом элемента запрета, установочный вход является четвертым входом формирователя, а выход и выходы первой, второй и третьей групп - соответствующими выходами формирователя, и генератор псевдослучайной последова- тельности импульсов, вход которого подключен к выходу элемента запрета, а выход- к информационному входу регистра.

Указанная совокупность признаков позволяет определять объем кратковременной памяти при выполнении

/

арифметических действий вычитания и сложения в отдельности и их случайном чередо- . вании, приводящем к усложнению

Й логической деятельности и перерэспреде- / лению внимания, обеспечивая более высо- кую объективность оценки о возможности использования испытуемых в сложных системах человек - машина.

На фиг.1 представлена структура предложенного устройства; на фиг.2 - функциональная схема формирователя кодов; на фиг.З -то же, блока предъявления учебной информации; на фиг.4 - то же, блока сравнения; на фиг.5 - то же, формирователя им- пульсов (изменения длины первого операнда); на фиг.б -то же, преобразователя кодов (ответа); на фиг.7 - то же, пульта оператора; на фиг.8 - то же, блока задания

0 времени (экспонирования); на фиг.9 - то же, коммутатора; на фиг. 10 - то же, блока оценки (выделения равновероятных ответов), на фиг.11 -то же, блока задания режима работы.

5

Устройство для контроля работы оператора содержит формирователь кодов, блок 2 предъявления учебной информации, сумматор 3, выполненный на комбинационном

0 сумматоре вычитания, сумматор 4, выполненный на комбинационном сумматоре сложения, блок 5 сравнения, формирователь 6 импульсов (изменения длины первого-операнда), преобразователь 7 кодов (ответа),

5 пульт 8 оператора, блок 9 задания времени (экспонирования), коммутатор 10, блок 11 элементов ИЛИ, блок 12 оценки (выделения равновероятных ответов) и блок 13 задания режима работы с описанными схемными со0 единениями.

Формирователь 1 содержит генератор 14 тактовых импульсов, генератор 15 псевдослучайной последовательности импуль5 сов, регистр 16 и элемент 17 запрета.

Блок 2 содержит преобразователи 18-|- 18s и 19 код - код соответственно первого (строки) и второго операндов и индикаторы 20 и 21, между которыми размещены знаки

0 - и +.

Блок 5 включает группы элементов И 22 и 23, элементы Исключающее ИЛИ-НЕ 24, первый и второй элементы И 25 и 26, элемент 27 запрета и элементы 28, 29 и 30

5 задержки.

Формирователь 6 включает счетчик 31 с. входами прямого и обратного счета, группу элементов И 32i-33s, элемент 33 задержки (с двумя выходами), первый и второй эле0 менты ИЛИ 34 и 35, ключ 36 и светодиоды 371-378.

Преобразователь 7 содержит регистры 38, 39, элементы 40, 41 ИЛИ и элемент 42 задержки.

Пульт 8 включает генератор 43 серий из четырех тактовых импульсов, кнопки 44i 44ю с цифрами от 0 до 9 (без арриетира), контакт 45, кнопки 46 Ответ и 47 Пуск (формирователь одиночных импульсов), транспаранты 48 Верно, 49 Неверно и 50 Контроль.

Блок 9 имеет одновибраторы 51 и 52.

Коммутатор 10 включает элемент 53 запрета и элемент И 54.

Блок 12 содержит счетчики 55 и 56 правильных и неправильных ответов соответственно, переключатели 57 и 58, элементы 59 и 60 задержки, элементы ИЛИ 61 и 62 и элемент И 63.

Блок 13 включает счетчик 64, элементы И 65, 66 и 67, элементы ИЛИ 68, 69 и 70 и инвертор 71.

Устройство работает следующим образом.

Включают питание. Элементы памяти устройства устанавливаются в исходное состояние. В кольцевые регистры 38 при помощи кнопок (не показано) вводят коды цифр (входной код 2421) от 0 до 9. Устройство готово к работе.

Нажимают кнопку 47 Пуск. Импульс с ее выхода поступает на вход обнуления счетчика 31, установив его в исходное положение, и на вход элемента 33, задержанный импульс с первого выхода которого через элемент ИЛИ 34 подается на вход прямого счета счетчика 31, обеспечив появление на его первом выходе единичного потенциала, а задержанный на один период импульс с второго выхода элемента 33 пройдет также на вход прямого счета счетчика 31, обеспечив появление единичного потенциала на его втором выходе.

Одновременно импульс с выхода кнопки 47 поступит через элементы ИЛИ 61 и 62 на входы счетчиков 55 и 56, установив (подтвердив) их исходное состояние, на вход счетчика 64, обеспечив появление на его первом выходе единичного потенциала, который через элемент ИЛИ 70 поступает на управляющий вход коммутатора 10 -управляющий вход элемента 53 и вход элемента И 54, подготовив цепи для осуществления операции вычитания, и запустит генератор 14. Тактовые импульсы с выхода генератора 14 через элемент 17 запрета, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 35, поступают на

вход генератора 15, обеспечив появление на его выходе псевдослучайной последовательности импульсов, подаваемой на информационный вход регистра 16, которая

записывается в последнем тактовыми импульсами, поступающими с выхода генератора 14.

Запись в регистр 16 продолжается до появления на втором (после трех групп) отдельном выходе единицы, которая прикладывается к второму входу элемента И 322. Единичный потенциал с выхода элемента И 322 через элемент ИЛИ 35 подается на управляющий вход элемента 17, прекращая

подачу тактовых импульсов с выхода генератора 14 на вход генератора 15 и сдвиговый вход регистра 16.

Кодовые комбинации с трех групп (последний, предпоследней и предыдущей) выходов регистра 16 (в каждую группу входит четыре выхода) прикладываются к входам коммутатора 10 -- информационному входу элемента 53 и первому входу элемента И 54, а все остальные входы - к соответствующим

входам группы блока 5 и к входам групп преобразователей 19 и 18 код-код соответственно, которые преобразуют входной код 2421 и выходной семисегментный код, подаваемый на индикаторы 21 и 20 соответственно.

Двоичные.коды с выходов групп регистра 16 через элементы И 54 прикладываются к входам групп сумматора 3.

Одновременно единичный потенциал с

выхода элемента ИЛИ 35 поступает на вход одновибратора 51, вызывая появление на его выходе импульса длительностью 2с. Этот импульс подается на управляющие входы индикаторов 20, обеспечивая их высвечивание в течение 2с, и на вход одновибратора 52.

Испытуемый визуально фиксирует высвеченные цифры на индикаторах 20, запоминая их значение и последовательность в

строке.

Задний фронт импульса с выхода одно- вибратора 51 вызовет появление импульса на выходе одновибратора 52 длительностью 2с, который подается на управляющий вход

индикатора 21, обеспечив высвечивание цифры и символа - в течение 2с, предписывая испытуемому произвести вычитание данного числа из предыдущего (строки - первого операнда).

Испытуемый визуально фиксирует цифру (вычитаемое), в уме выполняет операцию вычитания, а затем воспроизводит ее результат при помощи кнопок 44.

Пусть разность составляет число 26. Испытуемый нажимает кнопку 44 с цифрой 2. Код этой цифры с выхода кольцевого регистра 38 серией из четырех тактовых импульсов, поступивших с выхода генератора 43, включенного контактом 45, через нажатую кнопку 44 на сдвиговый вход регистра 38з произведет выдвижение кода цифры с выхода последнего через элемент ИЛИ 40 на информационный вход регистра 39. Так- то вые импульсы, поступившие через элемент ИЛИ 41 и элемент 42 задержки на сдвиговый вход регистра 39, обеспечат запись и продвижение кода цифры 2 в последнем.

Аналогично производится запись в регистр 39 цифры 6.

Код цифр, воспроизведенных оператором с выходов регистра 39, прикладывается к соответствующим первым входам элементов И 22. Конец воспроизведения вычисленной разности оператор фиксирует нажатием кнопки 46 Ответ.

Импульс Опроса с выхода кнопки 46 поступает на вход элемента 28 задержки через элемент И 65 на управляющий вход сумматора 3, разрешив выполнение операции вычитания, результат которой через элементы ИЛИ прикладывается к второму групповому входу блока 5 - двум последним группам, так как к остальным группам приложены кодовые комбинации с выходов групп регистра 16, а все вместе - к первым входам элементов И 23.

Задержанный импульс с выхода элемен- та 28 (время задержки равно времени операции вычитания) поступает на вторые входы элементов И 22 и 23, обеспечив считывание информации с выходов блока 11, регистра 16 и регистра 39 на входы элемен- тов Исключающее ИЛИ-НЕ 24. Так как воспроизведенный испытуемым ответ идентичен контрольному, то на выходе элемента И 25 появится импульс, который через элемент И 26, на другой вход которого подан импульс с выхода элемента 29, поступает на счетный вход счетчика 55, зафиксировав правильный ответ, и через элемент ИЛИ 34 на вход прямого счета счетчика 31, передвинув 1 на третий выход, т.е. увеличит на одну число предъявляемых цифр в строке (первом операнде) в следующем цикле. Задержанный импульс с выхода элемента 30 поступает на входы установки регистров 16 и 39, возвратив их в исходное положение.

При появлении нулевого потенциала на управляющем входе элемента 17 тактовые импульсы с выхода генератора 14 поступают на вход г§н§р§трр§ 1i, 9§§6П§МИ1 ПВДвМу

псевдослучайной последовательности импульсов с его выхода на информационный вход регистра 16, которая записывается в последнем.

Работа элементов и блоков происходит аналогично описанному выше, испытуемому в этом цикле будет предъявлено число из трех цифр.

Если воспроизведенный ответ испытуемого не идентичен контрольному числу, то на выходе элемента И 25 импульса не будет. Импульс с выхода элемента 29 поступит на вход элемента 30 и на вход (информационный) элемента 27, на управляющий вход которого подается нулевой потенциал с выхода элемента И 25. Импульс с выхода элемента 25 поступает на второй вход блока 12 - счетный вход счетчика 56, зафиксировав неправильный ответ, и на вход обратного счета счетчика 31, передвинув единицу на первый выход, т.е. уменьшит на единицу число предъявленных цифр в строке в следующем цикле.

Если в ответах испытуемого превалируют правильные (неправильные) ответы, то при шестом верном (неверном) ответе на выходе счетчика 55 (56) появится единичный потенциал, который поступает на транспарант 48 (49) пульта 8 Верно (Неверно), оповещая кратковременным сигналом о результатах в процессе испытаний.

Появление одинакового числа верных и неверных ответов свидетельствует о достижении испытуемым объема кратковременной памяти. При этом с выходов счетчиков 55 и 56 к входам элемента И 63 оказываются приложенными единичные потенциалы. Единичный потенциал с выхода элемента И 63 поступает на второй вход генератора 14, выключив последний.

Одновременно единичный потенциал с выхода элемента И 63 подается на вход пульта 8, засветив транспарант 50 Контроль, и на управляющий вход ключа 36, подав потенциал Корпус с его выхода на светодиоды 37. Цифра возле светящегося светодиода 37 указывает объем кратковременной памяти испытуемого при выполнении арифметического действия вычитания.

Инструктор (испытуемый) фиксирует объем кратковременной памяти, а затем нажимает кнопку 47. Импульс с ее выхода поступает на вход генератора 14, запустив последний на счетный вход счетчика 64, обеспечив появление единичного потенциала на его втором выходе, через элемент ИЛИ 69, разрешив выполнение операции суммирования в сумматоре 4, и на вход блока 2, педг@т@§ив цепь для высвечивания +1,

11 173065412

Нулевой потенциал, подаваемый с выхо-Засвечивание в третий раз транспаранда элемента ИЛИ 70 на управляющий входта Контроль указывает на окончание испыкоммутатора 10, обеспечит прохождениетаний.

двоичных кодов с выходов групп регистра 16Использование изобретения в устройстчерез информационные входы элементов 53 5вах для психофизиологических исследований,

на соответствующие входы сумматора 4. Од-например при оценке профессиональной

новременно кодовые комбинации с выходовпригодности операторов, позволяет опредегрупп регистра 16 прикладываются к входамлять объем кратковременной памяти при

групп блока 2 и, кроме трех последних групп,осуществлении логической операции сло- к соответствующим входам групп блока 5 10 жения, наряду с вычитанием, а также при

(второму групповому входу).их случайном чередовании, усложняющем

Перед нажатием кнопки 46 Ответ ко-логическую деятельность за счет перераспдовые комбинации ответов с выходов группределения внимания. Предполагаемая

преобразователя 7 прикладываются к соот-структура мыслительной деятельности в

ветствующим входам групп блока 5 (перво- 15этом случае выглядит так, что символы,

му групповому входу).предъявляемые испытуемому, поступают в

Импульс Опрос при нажатии кнопки 46кратковременное хранилище и они же актичерез элемент И 66 поступает на управляю-вируют в долговременное хранилище обращий вход сумматора 4, разрешив выполне-зы конкретного вида арифметического

ние операции суммирования, результат 20действия, т.е. образы программы обработкоторой через элементы ИЛИ блока 11 при-ки, которые также поступают в кратковрекладывается к соответствующим входамменное хранилище.

групп блока 5.Процесс логической деятельности своЗадержанный импульс с выхода элемен-дится к манипуляции кодами образов в прета 28 обеспечит считывание информации че- 25делах объема кратковременной памяти,

рез элементы И 22 и 23 на входы элементовкоторый определяется длиной операнда. 24. Работа остальных элементов аналогична

описанному.Формула изобретения

Загорание транспаранта 50 Контроль 1. Устройство для контроля работы one- указывает испытуемому (инструктору) о 30ратора, содержащее преобразователь ко- необходимости фиксации объема кратковре-дов, информационные входы которого менной памяти при выполнении арифмети-соединены с соответствующими выходами ческого действия сложения.пульта оператора, а выходы - с соответствуПри положительном результате (опреде-ющими входами первой группы блока сравляется инструктором) испытаний переходят 35нения, вход которого подключен к первому

к следующему режиму (смешанному).выходу пульта оператора, первый выход - к

Нажимают кнопку 47, импульс с выходасоответствующим входам блока оценки и

которой запускает генератор 14 и поступаетформирователя импульсов, второй выход на вход счетчика 64, переместив единичныйк соответствующему входу формирователя

потенциал на его третий выход, что обеспе- 40импульсов, а входы второй группы - к соотчит подачу соответствующего потенциала -ветствующим входам первой группы блока

нулевого или единичного - с выхода элемен-предъявления информации и соответствуюта И 67 через элемент ИЛИ 70 на управляю-щим выходам первой группы формироватещий вход коммутатора 10.ля кодов, выходы второй группы которого

Если на втором входе элемента И 67 - 45соединены с соответствующими входами

О, то нулевой потенциал с его выхода пода-блока предъявления информации, а выходы

ется на вход инвертора 71, единичный потен-третьей группы - с соответствующими вхоциал с выхода которого через элемент ИЛИдами группы формирователя импульсов,

68 прикладывается к третьему входу блока 2первый сумматор, блок задания времени,

(-) и к первому входу элемента И 65, подго- 50вход которого подключен к выходу фортовив цепь управления сумматором 3, а еслимирователя импульсов, а первый и втона втором входе элемента И 67 - 1, торой выходы - к соответствующим

единичныйпотенциал сего выхода через эле-входам блока предъявления информамент ИЛИ 69 прикладывается к четвертомуции, отличающееся тем, что, с целью

входу блока 2 (+) и к первому входу элемен- 55повышения точности устройства, в него ввета И 66, подготовив цепь управления сумма-дены блок элементов ИЛИ, выходы которого

тором 4, т.е. арифметические операциисоединены с соответствующими входами

вычитания и сложения предъявляются слу-третьей группы блока сравнения, второй вычайно.ход которого подключен к соответствующему входу блока оценки, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами пульта оператора, второй сумматор, выходы которого соединены с соответствующими входами первой группы блока элементов ИЛИ, входы второй группы которого подключены к соответствующим выходам первого сумматора, коммутатор, выходы первой и второй групп которого соединены с соответствующими информационными входами первого и второго сумматоров соответственно, а информационные входы - с соответствующими выходами второй группы формирователя кодов, и блок задания режимов работы, первый вход которого подключен к выходу формирователя кодов, второй вход- к соответствующему выходу пульта оператора, третий вход -к первому выходу пульта оператора, первый выход - к управляющему входу коммутатора, второй и третий выходы - к третьему и четвертому входам блока предъявления информации соответственно, а четвертый и пятый выходы - к управляющим входам соответственно первого и второго сумматоров, первый вход формирователя кодов соединен с выходом формирователя импульсов, второй вход - с соответствующим

фиг. 2

выходом пульта оператора и третьими входами блока оценки и формирователя импульсов, третий вход - с соответствующим выходом блока оценки, соответствующим

входом пульта оператора и четвертым входом формирователя импульсов, а четвертый вход - с третьим выходом блока сравнения и управляющим входом преобразователя кодов.

элемент запрета, управляющий вход которого является первым входом формирователя, а информационный вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов, регистр, сдвигающий вход которого соединен

с выходом элемента запрета, установочный вход является четвертым входом формирователя, а вход и выходы первой, второй и третьей групп - соответствующими выходами формирователя, и генератор псевдослучайной последовательности импульсов, вход которого подключен к выходу элемента запрета, а выход- к информационному входу регистра.

2А 1i i I 1 1

(DU2.7

б гп®

ТТ

.

л л

90Ш

С5

v5Vl

Шаги