Устройство для моделирования систем человек-машина

Устройство для моделирования систем человек-машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ .ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее таймер, генератор случайного потока импульсов, первьш и второй счетчики , элемент запрета, реверсивный счетчик, первый - шестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения , регистр, первый и второй сумматоры , nepBbrii и второй триггеры, вход таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика, первому входу второго элемента Ник информационному входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с вхо-, дамк первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И и входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом останова таймера, второй выход которого подключен к управляющему входу первого сумматора, выход третьего элемента И подключен к единичному входу второго триггера, выходу второго элемента И и входу второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен с первым входом пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, второй i вход Которого подключен к третьему выходу таймера, выход шестого элемен (Л та И соединен с входами первого и второго сумматоров, разрядные выходы первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра , разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов второй схеья 1 сравнения, ю вторая группа входов которой являето со ся установочным входом устройства, выход второй схемы сравнения соеди4 нен с первым входом второго элемента ю ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам первой схемы сравнения, выход которой подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента запрета, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем моделирования работы оператора по определению типа заявок из общего потока, она дополнительно содержит первьш и второй дешифрато

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) зШ G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМКСВИДЕТЕЛЬСТВЪб

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3627916/24-24 (22) 27.07.83 (46) 23.10.84. Бюл. У 39 (72) Б,М.Герасимов, И.А.Ветров, А.А.Харитонов и А.И.Шаршов (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 966701, кл. G 06 F 15/20, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3429106/18-24, кл. G 06 F 15/20, 1983 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЧЕЛОВЕК-МАШИНА, содержащее таймер, генератор случайного потока импульсов, первый и второй счетчики, элемент запрета, реверсивный счетчик, первый — шестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент НЕ, первую и вторую схемы сравнения, регистр, первый и второй сумматоры, первый и второй триггеры, вход таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход первого элемента И подключен к входу первого счетчика, первому входу второго элемента И и к информационному входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И и входу элемента

HE выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом останова таймера, второй выход которого подключен к управляющему входу первого сумматора, выход третьего элемента И подключен к единичному входу второго триггера, выходу второго элемента И и входу второго счетчика, прямой выход второ" го триггера соединен с первым входом пятого элемента И и с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему Pg выходу таймера, выход шестого элемента И соединен с входами первого и второго сумматоров, разрядные выхо-. ( ды первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого

Мают подключены соответственно к первой группе входов второй схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочным входом устройства, выход второй схемы сравнения соеди- СФР нен с первым входом второго элемента 4h

ИЛИ, разрядные выходы реверсивного (Я счетчика подключены к соответствующим входам первой схемы сравнения, выход которой подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему вхо- ф ду элемента запрета, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем моделирования работы оператора по определению типа заявок из общего потока, она дополнительно содержит первый и второй дешифрато1120342

30 ры, третий и четвертый счетчики, генератор последовательности импульсов, генератор случайного числа, седьмой элемент И, схему сравнения кодов, причем выход третьего элемента И подключен к входу генератора случайного числа, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого дешифратора, группой входов седьмого элемента И и схемы сравнения кодов, разрядные выходы первого дешифратора соединены соответственно с входами третьего счетчика, выход генератора последовательности импульсов соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика, разрядные выходы которого подключены

11

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для моделирования деятельности человека-оператора систем человек-машина (СЧИ).

Известно устройство для моделирования СЧМ, содержащее генератор случайного потока импульсов, первый и второй счетчики, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий триггеры, блок случайной временной задержки, датчик интервалов времени, преобразователь временной интервал — код, сумматор. Устройство позволяет определять вероятностные характеристики СЧМ и загруженность оператора (1 3.

Однако устройство не позволяет определять характеристик для различного типа заявок.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования СЧИ, содержащее таймер, вход запуска которого соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого подключен к первому выходу таймера, прямой выход первого триггера соединен с первым входом общего элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора случайного потока импульсов, а выход общего элемента И соединен с входом первого счетчика и входом соответственно к входам схемы сравнения кодов, выход которой подключен к нулевому входу второго триггера и к управляющему входу седьмого элемента И, группа выходов которого подключена соответственно к входам второго дешифратора, разрядные выходы которого подключены к входам четвертого счетчика, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вычитающему входу реверсивного счетчика, а прямой выход второго триггера соединен с вторым входом пятого элемента

И, выход первой схемы сравнения подключен к второму входу второго элемента И,а выходчетвертого элемента И подключен к входу останова таймера.

2 группы каналов, каждый из которых содержит элемент запрета, выход которого подключен к входу счетчика и суммирующему входу реверсивного счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам первого элемента ИЛИ и второй схемы сравнения, выход первого элемента

ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход первого элемента И подключен к первому входу триггера и входу блока случайной временной задержки, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и вторым входом триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом таймера, выход второго элемента И подключен к входам первого и второго счетчиков, выходы которого подключены к разрядным входам регистра, разрядные выходы которого подключены к входам схемы сравнения, другие входы которой являются установочными входами, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом второго элемента

ИЛИ, второй вход которого подключен з 11203 к выходу второй схемы сравнения, а

: выход — с управляющим входом элемента запрета и входом четвертого элемента И последующего канала, выход которого соединен с входом элемента запрета своего канала, выходы третьих элементов И всех каналов через дополнительный элемент И подключены к входу останова таймера. Устройство позволяет определять верхностные характеристики системы, загруженность оператора, а также моделировать систему массового обслуживания с ограниченной очередью.

Однако известное устройство не !

5 позволяет рассматривать работу СЧМ конкретно по каждому типу. заявок.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем моделирования работы one20 ратора по определению типа заявок из общего потока.

Эта цель достигается тем, что устройство, содержащее таймер, rенератор случайного потока импульсов, 25 первый и второй счетчики, элемент запрета, реверсивный счетчик, первыйшестой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент HE первую и вторую схемы сравнения, регистр, первый и второй сумматоры, первый и второй триггеры, вход таймера является входом запуска устройства и соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с первым выходом таймера, à M прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора случайного потока импульсов, выход первого элемента И подключен 40 к входу первого счетчика, первому входу второго элемента И и к информационному входу элемента запрета, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, 4> разрядные выходы реверсивного счетчика соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемен-. та И и входу элемента НЕ, выход кото-50 рого подключен к первому входу четвер. того элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом остано- Ы ва таймера, второй выход которого подключен к управляющему входу первого сумматора, выход третьего эле42 1 мента И подключен к единичному входу второго триггера, выходу второго элемента И и входу второго счетчика, прямой выход второго триггера соединен с первым входо пятого элемента .И и с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу таймера, выход шестого элемента И соединен с входами первого и второго сумматоров, разрядные выходы первого сумматора соединены соответственно с разрядными входами регистра, разрядные выходы которого подключены соответственно к первой группе входов второй схемы сравнения, вторая группа входов которой является установочным входом устройства, выход второй схемы сравнения соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, разрядные выходы реверсивного счетчика подключены к соответствующим входам первой схемы сравнения, выход которой подключен к второму входу второго элемента

ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента запрета, дополнительно содержит первый и второй дешифраторы, третий и четвертый счетчики, генератор последовательности импульсов, генератор случайного числа, седьмой элемент И, схему сравнения кодов, причем выход третьего элемента И подключен к входу генератора случайного числа, разрядные выходы которого соединены соответственно с входами первого дешифратора, группой входов седьмого элемента И и схемы сравнения кодов, разрядные выходы первого дешифратора соединены соответственно с входами третьего счетчика, выход генератора последовательности импульсов соединен с первым входом пятого элемента

И, выход которого подключен к входу второго счетчика, разрядные выходы которого подключены соответственно к входам схемы сравнения кодов, выход которой подключен к нулевому входу второго триггера и к управляющему входу седьмого элемента И, группа выходов которого подключена соответственно к входам второго дешифратора, разрядные выходы которого подключены к входам четвертого счетчика, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вычитающему входу реверсивного счетчика, а прямой выход второго триггера соединен с вторым входом

5 11203 пятого элемента И, выход первой схемы сравнения подключен к второму входу второго элемента И, а выход четвертого элемента И подключен к входу останова таймера.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 случайного потока импульсов, первый счетчик 2, третий элемент И 3, второй триггер 4, генератор 5 последовательности импульсов, таймер 6, первый триггер 7,шестой элемент И 8, элемент 9 запрета, генератор 70 случайного числа, четвертый элемент

И 11, второй сумматор 12, четвертый счетчик 13, реверсивный счетчик 14, регистр 15, первую 16 и вторую 17 схемы сравнения, первый сумматор 18, первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ, элемент НЕ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, пятый элемент

И 24, второй счетчик 25, схему 26 сравнения кодов, седьмой элемент

И 27, второй 28 и первый 29 дешифраторы, третий счетчик 30.

Генератор 1 случайного потока импульсов имитирует входной поток заявок. Генератор 5 последовательности импульсов вырабатывает импульсы, рас-, пределенные по нормальному закону, и имитирует работу оператора по определению типа заявки. Генератор 10 случайного числа имитирует тип заявки и продолжительность ее обслуживания.

Счетчик 2 считает общее число поступивших на обслуживание заявок.

Счетчик 13 считает число обслужеиных заявок по типам. Счетчик 30 подсчиты40 вает число поступивших на обсл окивание заявок отдельно для каждого типа.

Сумматор 12 подсчитывает время работы канала (оператора) по обслуживанию заявок. Таймер 6 задает общее

45 время моделирования, а также является источником временных меток., Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 2, 14, 13, 25 и 30, триггеры 4 и 7 находятся в нулевом состоянии.

Предварительно на таймере устанавливается исходное время моделирования. По сигналу "Пуск" таймер 6 начинает отсчитывать время моделирования.55

Метки времени с первого выхода таймера 6 поступают на вход элемента

И 8, с третьего выхода таймера. 6 с

42 б периодом контроля Т,1 поступают на считывающий вход сумматора 18. Сигнал "Пуск" переводит триггер 7 в еди. ничное состояние, Высокий потенциал с прямого выхода триггера 7 открывает элемент И 22 для импульсов генератора 1.

Генератор 1 случайного потока импульсов вырабатывает импульсы со случайным периодом повторения по экспоненциальному закону. Эти импульсы имитируют входной поток заявок.

„Заявки фиксируются на первом счетчи;;ке 2, подсчитывающем общее число заявок, и через элемент 9 запрета поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 14, имитируя занятие заявками мест в очереди.

Сигнал перехода реверсивного счетчика 14 из нулевого состояния в первое проходит через элемент ИЛИ 19 и поступает на вход элемента И 3, на второй вход которого подан разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 4.

Пройдя через элемент И 3, импульс запускает генератор 10 случайного числа и поступает на обнуляющий вход счетчика 25, а также переводит триггер 4 в единичное состояние. Триггер

4 находится в единичном состоянии в течение времени обслуживания заявки.

Теперь заявки с генератора 1 не проходят через элемент И 3, так как на второй его вход подается запрещающий потенциал с инверсного выхода триггера 4.

С приходом импульса с элемента

И 3 генератор 10 случайного числа выдает число, величина которого случайно распределена в интервале от

1 до М (где К вЂ” максимальное количество типов заявок), на вход схемы

26, а также на дешифратор 29, в результате чего содержимое соответствующего счетчика 30, считающих количество заявок по типам поступивших на обслуживание, увеличивается на единицу.

Так как теперь с прямого выхода триггера 4 на элемент И 24 подается разрешающий потенциал, то последовательность импульсов с генератора 5 начинает поступать на вход счетчика

25. Таким образом, на другой вход схемы 26 начинает поступать возрастающая последовательность чисел от

1 до М.

342

7 1120

В момент совпадения кодов на обоих входах схемы 26 последняя выдает импульс, который проходит на нулевой вход триггера 4 и переводит его в нулевое состояние, имитируя окончание обслуживания заявки, и списывает единицу из реверсивного счетчика 14, имитируя уменьшение очереди заявок на единицу. Таким образом, тип заявки в системе определяется временем 1р ее обслуживания. Тот же импульс с выхода схемы 26, поступая на разрешающий вход элемента И 27, разрешает прохождение кода числа с выхода генератора 10 на дешифратор 28, в результате чего содержимое соответствующего счетчика 13 (подсчитывающих число обслуженных заявок по типам) увеличивается на единицу.

В дальнейшем при наличии заявок в очереди (не нулевое состояние реверсивного счетчика 14) на первом входе элемента И 3 имеется разрешающий потенциал, а запуск генератора

10 случайного числа и обнуление счет- чика 25 осуществляются сигналом перехода из единичного состояния в нулевое триггера 4, прошедшим через элемент И 3.

В то время, когда заявка находится на обслуживании, на вход элемента И 8 подается разрешающий потенциал с прямого выхода первого триггера 4, следовательно метки времени с таймера 6 через вход элемента И 8 поступают на сумматоры 12 и 18, подсчитывая время обслуживания заявок каналом.

Импульс контроля с третьего выхода таймера 6 осуществляет считывание

40 сумматора 18. Код суммарного времени работы канала (оператора) То по обслуживанию заявок за период переписывается в регистр 15, где хранится до следующего импульса контроля.

Сумматор 18 после обнуления подсчитывает суммарное время работы канала за новый период контроля.

Схема 17 сравнения сравнивает величину KopoB Tp и То = $

Контроль суммарного времени Т обслуживания заявок за период между двумя поступлениями импульсов контроля и сравнение его с величиной Т с обеспечивает поддержание загрузки оператора на уровне, не превьппающем

/ Оп > за счет прекращения доступа заявок в канал.

В случае полного заполнения реверсивного счетчика 14, что означает занятие всех мест в очереди, на выходе схемы 16 сравнения появляется разрешающий потенциал, который приложен к входу элемента И 23. Тот же потенциал через элемент ИЛИ 20 закрывает элемент 9 запрета.

Очередная заявка с генератора 1 случайного потока импульсов проходит через элемент И 23, обнуляет счетчик

25 и в очередной раз запускает генератор 10 случайного числа. Таким образом прекращается обслуживание заявки, находящейся в данный момент на обслуживании, и осуществляется переход к обработке следующей заявки.

Заявка с прерванным обслуживанием на счетчике 13 не фиксируется.

По окончании времени моделирования сигнал с второго выхода таймера

6 перебрасывает триггер 7 в нулевое состояние, закрывая элемент И 22 и тем самым поток заявок в канал.

Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 7 поступает на вход элемента И 11. После выбора всех заявок из очереди, сигнал перехода реверсивного счетчика 14 из единичного состояния в нулевое проходит через элемент HE 21, элемент И 11 и поступает на второй вход таймера

6, фиксируя окончательное время моделирования. Зто время равняется времени, предварительно набранному на таймере, плюс время на дообслуживание заявок, стоящих в очереди,но не обслуживающихся за установленное время.

По окончании моделирования на счетчике 2 оказывается зафиксированным общее число поступивших заявок

Ф на счетчике 30 — число поступивших на обслуживание заявок 1-ro типа т на счетчике 13 — число обслуженных заявок i-го типа на сумматоре 12— время работы канала (оператора) по об служив анию з ая в о к Т Р.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет повысить качество оценки деятельности оператора в СЧИ путем моделирования его работы по определе нию типа заявки в зависимости от времени ее обслуживания, тем самым повышается точность обрабатываемой информации.

1120342

Закаэ 7744/37

Подлисное твчт", г. Ужгород, ул. Проектная, 4