Устройство для тренировки памяти операторов Советский патент 1993 года по МПК G09B9/00 

00

Ю 4 О -N J

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для профессионального отбора и тренировки памяти. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства путем определения прочности удержания следа в кратковременной памяти при восприятии информации и ее логических преобразованиях на фоне шумов. Устройство содержит формирователь 1 двоичных кодов, блок 2 предъявления информации, блок 3 определения времени реакций, сумматор 4, формирователь 5 импульсов, блок 6 сравнения, блок 7 формирования шумовых сигналов, формирователь 8 случайной последовательности кодов, блок 9 регистрации, пульт 10 оператора, генератор 11 тактовых импульсов и индикатор 12. Изобретение определяет прочность удержания результатов алгебраического сумми рования (сенсорных следов) в памяти оператора при воздействии шумов (звуковых помех) и выявляет степень приспособляемости организма к изменяющимся условиям окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 7 ил. СО С

Фт1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для профессионального отбора и тренировки памяти.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройст- в) путем определения прочности удержания следа в кратковременной памяти при восприятии информации (цифр) и ее логических преобразованиях (выполнении операции сложения и вычитания) на фоне шумов, а также путем определения приспо- сабливаемости организма к изменяющимся условиям среды (вспышка - помеха в тишине и при шумах), т.е. степени адаптации в процессе тренировки.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема определения времени реакций; на фиг.З - схема сумматора; на фиг.4 - схема формирователя импульсов; на фиг.5 - схема блока формирования шумовых сигналов; на фиг.6 - схема формирователя случайной последовательности кодов; на фиг.7 - схема блока регистрации.

Устройство для тренировки операторов содержит формирователь 1 двоичных кодов, блок 2 предъявления информации, блок 3 определения времени реакций, сумматор 4. формирователь 5 импульсов, блок б сравнения, блок 7 формирования шумовых сигналов, формирователь 8 случайной последовательности кодов, блок 9 регистрации, пульт 10 оператора,генератора 11 тактовых импульсов и индикатор 12.

Блок 3 содержит таймеры 13 и 14, элемент 15 запрета и элемент 16 И.

Сумматор 4 включает регистр 17, сумматоры 18i-18, элемент 19 задержки.

Формирователь 5 содержит формирователь 20 одиночных импульсов, генератор 21 серии импульсов (четыре импульса), регистр 22 сдвига и элементы 23 и 24 задержки.

Блок 7 включает генератор 25 шума, элемент 26 И, делитель 27 напряжения со ступенчатой регулировкой (от 40 до 120 дБ), усилитель 28 и электроакустический преобразователь 29 (громкоговоритель динамик).

Формирователь 8 случайной последовательности кодов содержит элемент 30 задержки, генератор 31 псевдослучайной последовательности, формирователь 32 одиночного (короткого) импульса, включатель 33, лампу-вспышку 34, светодиоды 351-35, регистр 36 сдвига, элемент 37 задержки (с семью выходами), группу элементов И 381-38 и элемент ИЛИ 39.

Блок 9 включает счетчики 40 и 41 (верных и неверных ответов соответственно),

счетчик 42 циклов, счетчики 43 и 44 (вспышек) и верных ответов соответственно на фоне шумов), элемент ИЛИ 45, элемент 46 задержки и элементы И 47-50.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно переключателем на делителе 27 задается величина шума, например, при первой тренировке (испытаний) 40

0 дБ (минимальное значение).

Включают питание. Счетчики 40-45, регистры 17, 22 устанавливаются в исходное, а таймеры 13 и 14 - в начальное положение, в регистр 36 записывается 1 в первый раз5 ряд, обеспечивая включение элемента задержки 37 на минимальную величину (1с), на . первом выходе блока 2 - единичный потенциал.

Первый тактовый импульс с выхода ге0 нератора 11 поступает на вход генератора 31, на входы формирователей 1 и 5 и вход блока 2. обеспечив свечение на его табло + и появление на первом выходе нулевого потенциала.

5 Двоичный код с выходов формирователя 1 прикладывается к соответствующим входам группы блока 2 и к информационным входам группы регистра 22. На табло блока 2 высвечивается цифра (со знаком +), кото0 рая предъявляется оператору для запоминания.

Одновременно нулевой потенциал с выхода блока 2 поступает на вход элемента И 26, прекратив подачу шума с выхода генера5 тора 25, а единичный потенциал с второго выхода подается на вход элемента И 16, подготовив цепь для запуска таймера 14. фиксирующего врпмя на помех - вспышку при отсутствии шумов.

0 Двоичный код, поданный на вход группы регистра 22, записывается в нем импульсом с выхода формирователя 20, сформированным передним фронтом такто- вого импульса с выхода генератора 11, кото5 рый поступает на вход элемента 23 и на первый управляющий вход регистра 22, осуществив перевод последнего в режим параллельной записи, а задержанный импульс с выхода элемента 23, поданный на второй

0 управляющий вход регистра 22, обеспечит запись двоичного кода (формализованного числа) с выходов формирователя 1 в регистр 22.

Импульс с выхода элемента задержки

5 23 также подается на вход элемента 24. Задержанный импульс с выхода элемента 24 поступает на вход генератора 21, обеспечив подачу серии импульсов на третий (сдвиговый) вход регистра 22 и на сдвиювый вход регистра 17, осуществив перемещение информации с выхода регистра 22 на вход регистра 17 и ее запись в первую группу. Двоичный код с выхода первой группы регистра 17 прикладывается к второму входу группы сумматра 18i.

Второй тактовый импульс обеспечит свечение на табло блока 2 - и появление на первом его выходе единичного потенциала. Двоичный код с выхода группы формирователя 1 поступает на соответствующие входы группы блока 2, высветив на его табло следующую цифру (со знаком -).

Обучаемый должен из первого числа (цифры) вычесть второе число (цифру), сохранив результат в уме.

Одновременно единичный потенциал с первого выхода блока 2 поступает на второй вход элемента И 26, обеспечив подачу шумов, с выхода генератора 25, через элемент И 26. делитель 27 и усилитель 28 - на вход преобразователя 29, а нулевой потенциал с второго выхода блока 2 подготовит цепь для запуска таймера 13, фиксирующего время реакции на помеху-вспышку при наличии шумов.

Импульс с выхода формирователя 20 осуществляет запись двоичного кода с выходов формирователя 1 в регистр 22, а задержанный импульс с выхода элемента 24 включит генератор 21, серия импульсов с выхода которого передвинет информацию с выхода регистра 22 на информационный вход регистра 17. произведя запись двоичного кода второй цифры в первую группу регистра 17, а двоичный код первой цифры на второй группу регистра 17. Двоичные коды с выходов первой и второй групп (второй и первой цифры соответственно) регистра 17 прикладываются к вторым входам групп сумматоров 18i и 182 соответственно, при этом выходы сумматора 18а соединены с входами первой группы сумматора 18i.

Пусть при высвечивании второй цифры на выходе генератора 31 появится единичный импульс. Передний фронт этого импульса вызовет появление на выходе формирователя 32 короткого импульса, который поступит на вход элемента 37, на вход счетчика 42, зафиксировав первую вспышку-помеху в цикле, на вход элемента И 49,на второй вход которого подан единичный потенциал с первого выхода блока 2, и на вход элемента 19. Импульс с выхода элемента И 49 поступает на вход счетчика 43, зафиксировав появление вспышки - помехи при наличии шумов.

Импульс опроса с седьмого выхода элемента 19 поступает на управляющий вход сумматора 187. разрешив выполнение операции вычитания (т.к. вторая цифра идет со

знаком -). На обеих группах входов сумматора 18у информация отсутствует, на выходе группы - нули. Появление импульса опроса на шестом выходе элемента 19 разрешит 5 выполнение операции суммирования на сумматоре 18е (за - идет +). На обеих группах входов сумматора 18бтоже нулевые потенциалы, следовательно, на выходе группы - нули.

0 Аналогично происходит на выходах сумматоров .

На одной группе входов сумматора 182 имеется двоичная кодовая комбинация, которая при приходе импульса опроса с второ5 го выхода элемента 19 появляется на его 1 выходах группы, т.к. на входах первой группы - нули. Этот двоичный код подается на входы первой группы сумматора 18i, к входам второй группы которого приложена ин0 формация с выходов первой группы регистра 17.

При поступлении с первого выхода элемента 19 импульса опроса на управляющий вход сумматора входе переноса кото5 рого имеется логическая единица с первого выхода блока 2, производится операция вычитания. Двоичная комбинация разности с выходов группы сумматора 18i поступает на входы группы индикатора 12 и на входы

0 первой группы блока 6. Импульс с восьмого выхода элемента 19 возвратит регистр 17 в исходное положение.

Задержанный импульс опроса с первого выхода элемента 37 через элемент И 38i,

5 на второй вход которого подан единичный потенциал с первого выхода регистра 36, и через элемент ИЛИ 39, поступит на вход включателя 33, который включит лампу - вспышку 34, и через элемент 15, на управля0 ющий вход которого подан нулевой потенциал с второго выхода блока 2, поступит на вход таймера 13, запустив последний. Идет отсчет времени ответной реакции на фоне шумов.

5 Световая вспышка, возникшая сразу же после высвечивания второй цифры на табло блока 2, предупреждает оператора о немедленном воспроизведении результата вычитания (суммирования) путем нажатия

0 клавиши с соответствующей цифрой на пульте 10.

Импульс с выхода клавиши пульта 10 обеспечивает появление на выходе группы четырехэлементного двоичного кода, кото5 рый прикладывается к входам второй группы блока 6, поданный на управляющий вход блока 6, осуществляет сравнение кодовых комбинаций, а поступив на вход блока 3, выключает таймер 13, зафиксировав время реакции при шумах.

Если оператор верно воспроизвел результат алгебраического вычитания (сложения), то на первом выходе формирователя 5 появится импульс, который поступит на вход счетчика 40, зафиксировав правильный ответ, через элемент И 50, на второй вход которого подан единичный потенциал с первого выхода блока 2, на вход счетчика 44, Зафиксировав верный ответ на фоне шумов, и через элемент ИЛИ 45, на вход элемент И 47, но дальше не пройдет, т.к. на второй его вход подан нулевой потенциал с выхода счетчика 42.

Если обучаемый неверно воспроизвел результат алгебраического сложения, то на втором выходе блока 6 появится импульс, который поступит на вход счетчика 41, зафиксировав неправильный ответ, и на вход индикатора 12, высветив на мгновение верный ответ (подсказка).

Если единичный импульс на выходе генератора 31 появится при поступлении, например, третьего тактового импульса, то включение лампы-вспышки 34 произойдет при отсутствии шума, т.к. на второй вход элемента И 26 подан нулевой потенциал с первого выхода блока 2. Импульс с второго выхода формирователя 8 через элемент И 16, нз второй вход которого подан единичный потенциал с второго выхода блока 2, поступает на вход таймера 14, запустив последний. Идет отсчет времени ответной реакции без шумов, В этом случае информация в счетчики 43 и 44 не поступает.

При воспроизведении результата импульс с выхода пульта 10 поступает на вход таймера 14, выключив последний и зафиксировав время реакции без шумов.

По окончании цикла произошла десятая вспышка лампы 34, на выходе счетчика 42 появится импульс. Наличие одного и более неверных ответов предотвратит появление импульса на выходе счетчика 40, т.е. в следующем цикле задержка импульса опроса в формирователе 8 не изменится.

Импульс с выхода блока 6 через элемент ИЛИ 45, элемент ИЛИ 47, на второй вход которого подан единичный потенциал с выхода счетчика 42, и элемент 46 поступает на обнуляющие входы счетчиков 40 и 42, возвратив их в исходное состояние.

Если оператор (испытуемый) все ответы в цикле воспроизвел верно, на выходах счетчиков 40 и 42 появятся импульсы, которые поступают на входы элемента И 48, импульс с выхода которого подается на сдвиговый вход регистра 36. передвинув 1 во второе положение.

В следующем цикле световые вспышки будут предьявляться спустя 0,5 с после начала высвечивания информации на табло блока 2,

В зависимости от результата в последующих тренировках увеличивают величину помех изменением положения переключателя на делителе 27 напряжения.

После окончания тренировки (испыта0 ния) снимают показания со счетчиков 41,43 и 44 и таймеров 13 и 14, определяют выработку навыка приспособляемости организма к изменяющимся условиям и возможность дальней-ией тренировки с уве5 личением шумов, а также оставляют рекомендации (после испытаний) по использованию операторов в тех или иных системах управления.

Использование изобретения в устрой0 ствах для тренировки памяти и профессио нального отбора дает возможность определять прочность удержания результатов алгебраического суммирования (сенсорных следов) в кратковременной памяти

5 оператора при воздействии звуковых помех - шумов, выявлять степень адаптации приспособляемости организма по результатам реакции на случайную световую вспышку при наличии и отсутствии шумоо - к изменя0 ющимся условиям окружающей среды, су дить о результативности тренировок по показаниям счетчиков 41,43 и 44 и т аймеров 13 и 14 и составлять рекомендации по квалификации операторов для работы в сисге5 мах автоматизированного управления. Формула изобретения 1. Устройство для тренировки памяти операторов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с

0 управляющими входами формирователей импульсов, случайной последовательности импульсов и двоичных кодов и блока предь- явления информации, информационные входы которого подключены к соответству5 ющим входам формирователя импульсов и выходам формирователя двоичних кодов. сумматор, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами формирователя импульсов, третий вход - с

0 первым выходом формирователя случайной последовательности импульсов, четвертый и пятый входы - с первым и вторым выходами соответственно блока предъявления информации, а выходы - с соответствующими

5 информационными входами индикатора и информационными входами первой группы блока сравнения, информационные входы второй группы и тактовый вход которого подключены к соответствующим выходам пульта оператора, первый выход - к сося вотсгвующему входу блока регистрации q mo- рой выход - к синхронизирующему индикатора и соответствующему ВХОДУ Оло ка регистрации, третий вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом и информационным входом формирователя случайной последовательности импульсов, о т л и ч я ч щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства в него введены блок формирования шумовых помех и блок определения времени реакций, тактовый вход которого соединен с соответствующим выходом нуль га оператора первый информационный вход - с соответствуюaiим выводом формирователя случайной последовательности кодов второй инфоомацион ный вход - с вторым выходом блокз предъявления информации, первый выход которого подключен к входу блока формирования шумовых помех и к четвертому входу блока регистрации.

5

0

Устроивпк по I о г | и м л ю -к п е

С Ч ТРМ, ЧТО P/IOK формчропант шумОПЫХ

поме содержит гг иррлтор лрмент И один ВУОД КОТОРОГО ячляетг бло- со, делителе напряжения усилитель и ЧПРК трО Чку,тический преобра овятрмь РХОД которого соединен с выходом угипителя вы- од делителя напряжения подключен ч входу усилителя, г к выхопу элемента И, другой вход которой соединен г выходом генератора шума

3 Устройство по п 1 о г л и ,ч о щ е е с я что блок определения ипемени реакций содержит перпнй и в юрой таймеры входы остянопа которых являются тактовым входом бпока. элемент запрета и элемент И выходы которых соединены с входами запуска оотпетстренмо первого и второго таймеров, информационные входы являются первым информационным входом блока, а упрэвпяющмс входы вторым информационным входом блока

4

20

23

IL3iE t

ФигА

фиг 5

22

11

24

J

л

f

ФигА

Фиг