устройство для тренировки памяти оператора

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ ПАМЯТИ ОПЕРАТОРА, содержащее блок формирования кодов, электроакустический преобразователь, пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока сравнения, блок задания режима работы, управляющий вход и первый выход которого соединены с первым выходом и управляющим входом блока формирования кодов соответственно, и первый блок управления, установочный вход которого соединен с вторым выходом блока задания режима работы, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены блок формирования случайной последовательности импульсов, второй блок управления и блок задания программы, первый выход которого соединен с первыми информационными входами блока формирования кодов и второго блока управления, второй выход - с управляющим входом второго блока управления и первым входом пульта оператора, третий выход и первый информационный вход - с третьим входом и выходом блока сравнения соответственно, а второй информационный и установочный входы - с третьим и первым выходами соответственно блока задания режима работы, четвертый и пятый выходы которого подключены к второму и третьему входам пульта оператора соответственно, третий выход пульта оператора соединен с информационным входом первого блока управления, первый выход которого соединен с информационным входом блока задания режима работы и тактовым входом второго блока управления, второй выход - с тактовым входом блока задания режима работы, с вторым информационным входом второго блока управления и с входом блока формирования случайной последовательности импульсов, а управляющий вход и третий выход - соответственно с первым выходом и третьим информационным входом второго блока управления, второй выход которого подключен к входу электроакустического преобразователя, а информационные входы первой группы и четвертый информационный вход соответственно к выходам первой группы и второму выходу формирователя кодов, второй информационный вход которого соединен с выходом блока формирования случайной последовательности импульсов, а выходы второй группы - с соответствующими информационными входами второй группы второго блока управления и соответствующими входами группы блока сравнения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй блок управления содержит переключатели, первые и вторые информационные входы которых являются информационными входами соответствующих групп блока, а управляющие входы - тактовым входом блока, регистр, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих переключателей, а один из выходов - является вторым выходом блока, генератор, выход которого соединен с тактовым входом регистра, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами регистра, а выход - с входом генератора и является первым выходом блока, второй элемент ИЛИ, входы которого являются соответствующими информационными входами блока, элемент запрета, управляющий вход которого является соответствующим входом блока, а информационный вход - подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый элемент задержки, вход которого соединен с выходом элемента запрета, а выход - с одним управляющим входом регистра, и второй элемент задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, а выход - к другому управляющему входу регистра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок задания программы содержит первый счетчик, информационный и установочный входы которого являются соответственно первым информационным и установочным входами блока, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами первого счетчика, второй счетчик, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, третий счетчик, информационный вход которого является вторым информационным входом блока элемента И, первый и вторые входы которых подключены к соответствующим выходам второго и третьего счетчиков соответственно, второй элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов И, реле времени, вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход - является вторым выходом блока, одновибратор, вход которого соединен с выходом реле времени, а выход - является третьим выходом блока и элемент задержки, вход которого подключен к выходу одновибратора, один выход - к установочному входу третьего счетчика, а другой выход - является первым выходом блока.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования кодов содержит элемент ИЛИ, первый и второй входы которого являются соответствующими информационными входами блока, распределитель импульсов, выход которого является первым выходом блока, а информационный вход - соединен с выходом элемента ИЛИ, первый и второй шифраторы, входы которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, а выходы - являются выходами соответствующих групп блока, и элемент задержки, вход которого является управляющим входом блока и соединен с соответствующим входом распределителя импульсов, а выход - подключен к третьему входу элемента ИЛИ и является вторым выходом блока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для психофизиологических исследований, и может быть использовано при тренировках оперативной памяти и профессиональном отборе.

Известен тренажер оперативной памяти оператора [1], содержащий информационное табло, триггер пуска, узел управления, узел регистрации, блок управления временем, триггер управления, световое и звуковое табло и блок управления световым и звуковым табло.

Это устройство тренирует оперативную память без количественной оценки.

Известно устройство для контроля профессиональных навыков [2], содержащее пульт оператора, блок раздражителей, генератор импульсов, схему ИЛИ, блок регистрации и пульт руководителя. Это устройство позволяет комплектовать группы по видам образной памяти.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для обучения операторов [3], содержащее формирователь кода Морзе, блок звукового и светового отображения, блок индикации, блок регистрации, пульт оператора, блок сравнения, блок управления и блок задания режима работы.

Однако данное устройство не позволяет качественно (объективно) оценить способность испытуемого (обучаемого) к тренировке слуховой оперативной памяти, так как исключает ассоциативную память, т.е. логические преобразования, вызванные выявлением парных ассоциаций, что сужает его дидактические возможности.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства путем качественной оценки способности обучаемого к тренировке за счет учета ассоциативной памяти, т.е. логических преобразовании при выявлении простран- ственно-временных контрастных ассоциаций.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок формирования кодов, электроакустический преобразователь, пульт оператора, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами блока сравнения, блок задания режима работы, управляющий и первый выход которого соединены с первым выходом и управляющим входом блока формирования кодов соответственно, первый блок управления, установочный вход которого соединен с вторым выходом блока задания режима работы, согласно изобретению введены блок формирования случайной последовательности импульсов, второй блок управления и блок задания программы, первый выход которого соединен с первыми информационными входами блока формирования кодов и второго блока управления, второй выход - с управляющим входом второго блока управления предъявлением раздражителей и первым входом пульта оператора, третий выход - с соответствующим входом блока сравнения, первый информационный вход - с выходом блока сравнения, а второй информационный и установочные входы - с третьим и первым выходами соответственно блока задания и режима работы, четвертый и пятый выходы которого подключены к второму и третьему входам пульта оператора соответственно, при этом третий выход пульта оператора соединен с информационным входом первого блока управления, первый выход которого соединен с информационным входом блока задания режима работы и с тактовым входом второго блока управления, второй выход - с тактовым входом блока задания режима работы, с вторым информационным входом второго блока управления и с входом блока формирования случайной последовательности импульсов, а управляющий вход и третий выход - соответственно с первым выходом и третьим информационным входом второго блока управления, второй выход которого подключен к входу электроакустического преобразователя, а информационные входы первой группы и четвертый информационный вход - соответственно к выходам первой группы и второму выходу формирователя кодов, второй информационный вход которого соединен с выходом блока фоpмирования случайной последовательности импульсов, а выходы второй группы - с соответствующими информационными входами второй группы второго блока управления и соответствующими входами группы блока сравнения, а также тем, что второй блок управления содержит переключатели, первые и вторые информационные входы которых являются информационными входами соответствующих групп блока, а управляющие входы - тактовым входом блока, регистр, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих переключателей, а один из выходов является вторым выходом блока, генератор, выход которого соединен с тактовым входом регистра, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами регистра, а выход - с входом генератора и является первым выходом блока, второй элемент ИЛИ, входы которого являются соответствующими информационными входами блока, элемент запрета, управляющий вход которого является соответствующим входом блока, а информационный вход подключен к выходу второго элемента ИЛИ, первый элемент задержки, вход которого соединен с выходом элемента запрета, а выход - с одним управляющим входом регистра, и второй элемент задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, а выход - к другому управляющему входу регистра, тем, что блок задания программы содержит первый счетчик, информационный и установочный входы которого являются соответственно первым информационным и установочным входами блока, первый элемент ИЛИ, входы которого соединены с соответствующими выходами первого счетчика, второй счетчик, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, третий счетчик, информационный вход которого является вторым информационным входом блока, элементы И, первые и вторые входы которых подключены к соответствующим выходам второго и третьего счетчиков соответственно, второй элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов И, реле времени, вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а выход является вторым выходом блока, одновибратор, вход которого соединен с выходом реле времени, а выход является третьим выходом блока, и элемент задержки, вход которого подключен к выходу одновибратора, один выход - к установочному входу третьего счетчика, а другой выход является первым выходом блока, и тем, что блок формирования кодов содержит элемент ИЛИ, первый и второй входы которого являются соответствующими информационными входами блока, распределитель импульсов, выход которого является первым выходом блока, а информационный вход соединен с выходом элемента ИЛИ, первый и второй шифраторы, входы которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, а выходы являются выходами соответствующих групп блока, и элемент задержки, вход которого является управляющим входом блока и соединен с соответствующим входом распределителя импульсов, а выход подключен к третьему входу элемента ИЛИ и является вторым выходом блока.

На фиг. 1 пpедставлена структура устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока формирования кодов; на фиг. 3 - второго блока управления; на фиг. 4 - блока задания программы; на фиг. 5 - первого блока управления; на фиг. 6 - блока задания режима работы; на фиг. 7 - блока сравнения; на фиг. 8 - пульта оператора; на фиг. 9 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для тренировки памяти оператора содержит блок 1 формирования кодов (парных ассоциаций), второй блок 2 управления (предъявлением раздражителей - сигналов), блок 3 задания программы (усложнения, уменьшения повторов), блок 4 формирования случайной последовательности импульсов, первый блок 5 управления, блок 6 задания режима работы, блок 7 сравнения, пульт 8 оператора (обучаемого) и электроакустический преобразователь 9 со схемными соединениями.

Блок 1 формирования кодов содержит распределитель 10 импульсов, первый и второй шифраторы 11 и 12, элемент ИЛИ 13 и элемент 14 задержки.

Блок 2 управления включает регистр 15 (сдвига), группу управляемых переключателей 16₁-16_n (где n - максимальная длина двоичного формализованного сигнала), генератор 17 (тактовых импульсов), первый и второй элементы ИЛИ 18 и 19, элемент 20 запрета и первый и второй элементы 21 и 22 задержки.

Блок 3 задания программы содержит первый-третий счетчики 23-25, группу элементов И 26₁-26₃, реле 27 времени (формирует импульс длительностью 5с), одновибратор 28, элемент 29 задержки (на два выхода) и первый и второй элементы ИЛИ 30 и 31.

Блок 5 управления включает формирователь 32 одиночных импульсов, триггер 33, элемент 34 запрета, элемент И 35 и элемент ИЛИ 36.

Блок 6 задания режима работы содержит счетчик 37, триггер 38, одновибратор 39, первый и второй элементы И 40 и 41, элементы 42 запрета и элемент 43 задержки.

Блок 7 сравнения включает регистр 44, первую и вторую группы элементов И 45₁-45_n и 46₁-46_n, группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 47₁-47_n, первый и второй элементы И 48 и 49 и элемент 50 задержки.

Пульт 8 оператора содержит элемент 51 включения точки, элемент 52 включения тире, первый-четвертый одновибраторы 53-56, первый и второй элементы ИЛИ 57 и 58, элемент И 59, генератор 60 тактовых импульсов, кнопку 61 "Пуск" и транспаранты "Запоминание" 62, "Проверка" 63 (тренировка) "Ответ" 64.

Устройство работает следующим образом.

Включают питание. Регистры 15, 44, счетчики 23, 25, 37 устанавливаются в исходное положение, счетчик 24 - в первое положение, подав единичный потенциал на первый вход элемента И 26₃, триггер 38 - в первое положение (на первом выходе единичный потенциал), светится транспарант 62 "Запоминание".

Нажимают кнопку 61 "Пуск", импульс с выхода которой (фиг. 9а) через элемент ИЛИ 36 поступает на вход элемента ИЛИ 19, на вход триггера 33, установив последний в единичное положение, и на вход блока 4, случайный импульс с выхода которого через элемент ИЛИ 13 подается на вход распределителя 10, установив последний в случайное положение, например в пятое. Единичный потенциал с пятого выхода распределителя 10 (фиг. 9б) поступает на соответствующие входы шифраторов 11 и 12, вызвав появление на их выходах двоичных комбинаций (формализованных чисел) первого и второй раздражителей (сигналов) соответственно ассоциативной пары по контракту. Единичный потенциал с выхода триггера 33 (фиг. 9в) поступает на управляющие входы элемента И 35, элемента 34 запрета и управляемых переключателей 16.

Так как на третьи входы переключателей 16 подан единичный потенциал с выхода триггера 33 (фиг. 9в), то кодовая комбинация с выхода шифратора 11 через первые входы переключателей 16 прикладывается к информационным входам регистра 15. Импульс с выхода элемента ИЛИ 19 через элемент 20, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода реле 27, и элемент 21 поступает на вход регистра 15, осуществив перевод последнего в режим параллельной записи, а пройдя через элемент 22, подается на вход регистра 15, обеспечив параллельную запись двоичного числа с выходов шифратора 11 в регистр 15.

На выходе элемента ИЛИ 18 появляется единичный потенциал (фиг. 9 г), который прикладывается к входу формирователя 32 и к входу генератора 17, запустив последний. Тактовые импульсы с выхода генератора 17 (фиг. 9д) поступают на сдвиговый вход регистра 15, производя выдвижение двоичной комбинации сигнала-раздражителя, структурно состоящего из точек - одна "1", тире - три "111" единицы и пауз между ними "0", которая с выхода регистра 15 подается на вход электроакустического преобразователя 9, воспроизводящего звуковой образ первого (основного) раздражителя парной ассоциации.

По окончании предъявления первого раздражителя на выходе элемента ИЛИ 18 появляется нулевой потенциал. Генератор 17 выключается (фиг. 9д), на выходе формирователя 32 появляется импульс (фиг. 9е), который через информационный вход элемента И 35, на управляющем входе имеющего единичный потенциал с выхода триггера 33, и элемент 42, на управляющий вход которого подан нулевой потенциал с выхода элемента 43, поступает на вход триггера 33, переведя последний в нулевое положение (фиг. 9в) и на вход элемента ИЛИ 19.

Нулевой потенциал с выхода триггера 33, поданный на управляющие входы переключателей 16, обеспечивает прохождение через их вторые входы двоичной комбинации второго (контрастного) раздражителя с выходов шифратора 12 на информационные входы регистра 15, а импульс с выхода элемента ИЛИ 19 осуществляет запись этой комбинации в регистр 15.

Появление единичное потенциала на выходе элемента ИЛИ 18 обеспечивает запуск генератора 17 (фиг. 9д) и выдвижение двоичной комбинации второго (контрастного) раздражителя парной ассоциации с выхода регистра 15 в электроакустический преобразователь 9.

По окончании предъявления контрастного раздражителя импульс с выхода формирователя 32 через элемент 34 запрета (с задержкой на время разделения парных ассоциаций между собой), на второй вход которого подан нулевой потенциал с выхода триггера 33, подается на вход элемента ИЛИ 36, обеспечив предъявление следующей случайной, например первой (фиг. 9б), ассоциативной пары аналогично вышеописанному.

После предъявления десяти пар на выходе счетчика 37 появляется единичный потенциал. При появлении на одиннадцатом выходе распределителя 10 единичного потенциала (фиг. 9б) последний через элемент И 40 поступает на вход триггера 38, погасив транспарант 62 и засветив транспарант 63 "Проверка". Единичный потенциал с первого выхода триггера 38 поступает на вход элемента 43, единичный потенциал с выхода которого (фиг. 9ж) прикладывается к управляющим входам элемента И 41 и элемента 42 запрета, обеспечив режим предъявления основного раздражителя, и на вход одновибратора 39, вызвав появление на его выходе импульса (фиг. 9з), который подается на обнуляющий вход распределителя 10, установив последний в исходное положение, на вход обнулений счетчика 23, подтвердив его исходное состояние, и на вход элемента 14. Задержанный импульс с выхода элемента 14 через элемент ИЛИ 13 поступает на вход распределителя 10, переводя последний в первое положение, и подается на вход элемента ИЛИ 19, обеспечив предъявление первый раз образа основного раздражителя первой пары. По окончании первого предъявления импульс с выхода формирователя 32 через элементы И 35, ИЛИ 19, элемент 20 и элементы 21 и 22 проступает на управляющие входы регистра 15, обеспечив повторное предъявление этого же раздражителя.

По окончании третьего предъявления основного раздражителя первой пары на третьем выходе счетчика 25 появляется единичный потенциал, который через элемент И 26₃ и элемент ИЛИ 31 засвечивает транспарант 64 "Ответ", предлагая испытуемому (обучаемому) воспроизвести образ контрастного раздражителя, и на вход реле 27, запустив последнее (фиг. 9к) на 5с, в течение которых должен быть произведен ответ.

Запрограммировав в уме контрастный раздражитель первой ассоциативной пары, обучаемый при помощи элементов 51 и 52 точки и тире воспроизводит его на пульте 8. Двоичные кодовые комбинации контрастного раздражителя с выхода пульта 8 записываются в регистре 44.

Задний фронт пятисекундного импульса с выхода реле 27 вызывает появление на выходе одновибратора 28 короткого опросного импульса, который поступает на вход считывания блока 7, обеспечив при верном воспроизведении контрастного раздражителя появление импульса на выходе, который фиксируется счетчиком 23 правильных ответов блока 3.

Задержанный импульс первого выхода элемента 29 поступает на вход элемента ИЛИ 19, обеспечив появление основного раздражителя второй пары, а импульс с второго выхода - на обнуляющий вход счетчика 25, возвратив последний в исходное состояние. Следующие основные раздражители ассоциативной пары (второй и последующие) предъявляются аналогично описанному выше.

Если после десяти предъявлений испытуемый определил правильно не более восьми контрастных раздражителей, то следующий цикл предъявлен без изменений. Импульс с выхода одновибратора 39 поступает на вход обнуления счетчика 24, возвратив последний в исходное положение.

Если после десяти предъявлений обучаемый правильно определил не менее девяти контрастных раздражителей, то на выходе счетчика 23 появляется единичный импульс, который через элемент ИЛИ 30 поступает на вход счетчика 24, обеспечив появление единичного потенциала на его втором выходе, который прикладывается к входу элемента И 26₂, т.е. обеспечивает высвечивание транспаранта 64 после предъявления каждого из основных раздражителей, усложнив тем самым условия проверки (тренировки).

По окончании заданного времени тренировки (испытаний) по показаниям счетчика 23 и результату на счетчике 25 судят о способностях обучаемого (испытуемого) к ассоциативной репродукции.

Использование изобретения в устройствах для психофизиологических исследований: обучения и профессионального отбора позволяет более полно оценить слуховую оперативную память включением логических преобразований, связанных с ассоциативной репродукцией, вызванной выявлением и воспроизведением контрастного пространственного раздражителя после случайного однократного восприятия парных ассоциаций при последующем неоднократном предъявлении основного раздражителя. При этом успешное освоение первого (одного) цикла раздражителей приводит к усложнению условий испытаний (тренировки) второго (следующих) цикла, что дает возможность с большей объективностью прогнозировать качество подготовки операторов с учетом психологической деятельности.