книги из ГПНТБ / Бездудный, В. Г. Техника безопасности в шахтном строительстве

крепления его к изделию, а отверстия на талонах — для фиксации их при обработке. Основная площадь перфоярлыка предназначена для регистрации постоянных дан­ ных. Однако, по мере необходимости, эти данные могут пополняться посредством ручного перфорирования. При записи информации на перфокарте перфорирование может сочетаться с одновременной печатью текста. На одном талоне перфоярлыка может быть размещено 32 информационных разряда.

Перфоленты являются широко распространенным информационным носителем, особенно удобным при вводе информации в машину непосредственно с телетайпа. Перфолента позволяет автоматизировать процесс передачи информации на расстояние и является универсальным носителем, так как большинство современных ЭВМ имеют устройства для считывания информации с перфоленты. Перфолента изготовляется либо из стандартной бумажной телеграфной ленты, либо из специальной парафино­ вой бумаги (в зависимости от количества дорожек ширина таких лент колеблется от 5 мм — однодорожечные— до 182 м м — 90-дорожечные; наиболее распространены ленты шириной 17,5 мм — пятидорожечные и 25,4 мм — восьмидорожечные либо из стандартной кинопленки шириной 35 мм (преимущество кинопленки — большая износоустойчивость). Длина стандартной перфоленты — 300 м.

При кодировании информации на перфоленте числа заносят обычно в двоично-десятичной, а команды — в восьмеричной системах счис­ ления. Каждая цифра записывается в вертикальном ряду (строки определяют количество разрядов). Примеры записи кодов в восьме­ ричной и двоично-десятичной системах представлены на рис. 40.

с перфоленты можно и при помощи щеток (контактный метод), и при помощи фотодиодов, которые вырабатывают электрический сигнал под действием светового луча. Сигнал этот усиливается и подается на по­ роговое устройство, с которого снимается сформированный импульс, сигнализирующий о наличии отверстия. Фотоэлектронный способ

160

Обычно в одном регистре передаются буквы, а в другом — цифры. Обнаруживать либо исправлять ошибки такой код не может, так как избыточность его равна нулю. Коды с контролем на четность обнару­ живают одиночные ошибки. Принцип построения таких кодов основан на том, что к любому из передаваемых кодов добавляется отверстие таким образом, чтобы всегда была четная (при проверке на четность) либо нечетная (при проверке на нечетность) сумма единиц. Коды с по­ стоянным весом обладают корректирующими способностями. В этих кодах количество единиц в любой кодовой комбинации — постоянно. Например, код «3из 7» содержит 3 единицы в любой кодовой комбина­ ции. При этом из N — тп — Т = 128 комбинаций информационными будут 35, а 93 — избыточными.

Микрофильмы являются еще одним видом информационного носителя с нестирающейся записью. Микрофильмы обладают тем преимуществом, что позволяют хранить оригиналы документов в значительно уменьшенном виде. Размножение до­ кументации при помощи микрофотокопий значительно дешевле, чем в натуральную величину. Микрофотокопии могут выполняться на рулонных микрофильмах (шири­

ляется в арпетурные либо кляссерные карты (преимущество — удобство в обращении, хранении и использовании, недостаток — 10—15% пленки расходуется непроиз­ водительно).

Микрополоса — разновидность микрофильма. Одна полоса рассчитана на 10 страниц текста. Хранятся микрополосы в прозрачных карманах, расположенных на картонной карте. Сами карты хранятся в папках по 15 карт в каждой. Изготавливаю­ тся микрополосы в ГДР [33]. Микрофиши также являются разновидностью рулонного

ниты, которые и сохраняют записывающую информацию. В процессе считывания эти постоянные магниты при движении мимо головки считывания возбуждают в ней импульсы, соответствующие записанной информации.

Физика этого процесса упрощенно может быть объяснена при помощи рис. 41. Ток, протекающий по обмотке, создает в сердечнике головки магнитный поток, си­ ловые линии которого в области зазора пытаются замкнуться по пути наименьшего магнитного сопротивления. Магнитный носитель замыкает собой этот зазор и сам же намагничивается. Процесс считывания представляет собой обратное явление: дви­ жущийся намагниченный носитель вызывает переменный магнитный поток в сердеч­ нике, а этот поток, в свою очередь,— импульсы в обмотке.

В настоящее время наиболее экономичным видом информационного носителя со стирающейся записью является магнитная лента.

Запись двоичных кодов на магнитной ленте производится пре­

без избыточности. Количество разрядов кода ограничивается раз­ решающей способностью и шириной ленты. Нашей промышленностью выпускаются ленты шириной 6,5; 12,7; 19,05; 25,4 и 35 мм. В настоящее время применяется лента шириной 12,7 мм, так как она соответствует международному стандарту.

Наиболее распространенным кодом, применяемым для записи информации на магнитной ленте, является код с проверкой на чет­ ность. Известный еще и так называемый паритетный код. Запись чисел и букв латинского алфавита в паритетном коде представлена на рис. 43.

Контроль правильности нанесения информации осуществляется как при записи, так и при считывании. Для удобства контроля считы­ вания информацию на магнитной ленте группируют в магнитные сло­ ва, которые, в свою очередь, группируют в магнитные блоки, а послед­ ние — в магнитные зоны. Число разрядов в магнитном слове, блоке или

на магнитной ленте может быть осуществлен двумя способами. Пер­ вый способ заключается в том, что на ленту последовательно записы­

162

ваются номера блоков. При отыскании адреса лента перематывается'в ту или иную сторону в зависимости от того, какой номер блока был в пре­ дыдущем адресе, т. е. на каком месте была остановлена лента до получе­ ния нового адреса. При этом способе адресации внутри каждого блока имеется определенное количество чисел либо разрядов, которые указы­ вают в случае необходимости более точную адресацию. Второй способ заключается в том, что адрес каждого блока дан в виде определенного

кода на каждой дорожке ленты. Каждый новый код указывает начало нового блока. При перемотке ленты происходит автоматическое сравне­ ние кода в запросе и кодов на ленте. При совпадении кодов прекращается процесс перемотки и начинается считывание информации.

К достоинствам магнитной ленты относится экономичность комплекса записи, контроля и воспроизведения информации, малые габарит и вес, большая информацион­ ная емкость и простота перезаписи, а к недостаткам — отсутствие возможности ви­

зуального просмотра данных, ограниченный срок хранения, ограниченное число пов­ торных обращений к носителю, сложность выборки информации, невозможность быстрого пуска ленты и остановки в нужном месте, специфические условия для хра­ нения (от высокой температуры высыхает, от сырости коробится, боится соседства магнитных полей, создаваемых электродвигателями, трансформаторами ит. д.).

Магнитная карта представляет собой пластмассовую пластинку с ферромаг­ нитным покрытием. Запись информации производится на параллельных дорожках (рис. 44), которых на карте размером 25,4 X 76,2 мм восемнадцать. Из общего числа Дорожек обычно выделяют специальные для синхронизирующих импульсов и контро­ ля на четность. Емкость такой карты — 756 алфавитно-цифровых знаков. Скорость

записи — 20 000 знаков в секунду. Коды, используемые для записи Информации на магнитной карте, обычно те же, что и коды, используемые для записи информации на магнитной ленте.

Магнитные карты соединяют в себе достоинства магнитной ленты и перфокар­ ты. К достоинствам магнитных карт относятся: высокая экономичность, высокая плотность записи, сравнительно (с перфокартами) большая емкость, сравнительно большая скорость записи (по сравнению с перфокартами — в 40 раз больше), допу­ скают стирание записи и перезапись информаций с одной карты на другую. По сра­ внению с перфокартами магнитные карты более капризны к условиям хранения и имеют меньшую наглядность (без приборов не прочтешь).

Карты с записью магнитными чернилами представляют собой информацион­ ный носитель из плотной бумаги или тонкого картона, в котором запись качествен­ ных признаков документа производится при помощи магнитных чернил специальным записывающим устройством.

Кодирование информации на картах с записью магнитными черни­ лами производится при помощи стандартных кодов СМС- 7 или Е-13В. Качественные признаки записываются в строго определенном месте данного носителя информации (рис. 45). Остальная площадь носителя

используется для документа. Форма записи документа не имеет прин­ ципиального значения.

Код СМС-7 представляет собой различные комбинации из семи вер­ тикальных полос и шести интервалов (качественно-временной прин­ цип кодирования). Для обозначения 10 цифр и пяти символов использу­ ют два широких интервала, остальные — узкие. Общее число комбина­

ций С% = 6 * 5 = 15. Для обозначения букв в коде СМС-7 используе­

тся нечетное количество широких интервалов (один или три). Общее

число комбинаций С\ 4- Св = 6 -{- 20 = 26. Код Е-13В представляет собой комбинации вертикальных полос различной толщины. Причем, каждая цифра имеет полосу определенной толщины.

Достоинством карт с записью магнитными чернилами является сочетание на­ глядности с возможностью машинной сортировки.

Карта магновыо представляет собой разновидность магнитной карты, в которой часть поверхности предназначена для микрофотокопии (рис. 46). В оставшейся части карты на 18—20 дорожках записывается информация. В каждом ряду могут быть записаны три шестиразрядных алфавитно-цифровых знака.

164

Магнитный барабан представляет собой цилиндр из немагнитного материала с ферромагнитным покрытием толщиной 10—100 мкм. Дорожки барабана могут быть представлены как кольца, расположенные параллельно друг другу и на одина­ ковом расстоянии друг от друга. Магнитные головки могут располагаться вдоль бара­ бана, что позволяет осуществлять параллельную запись или считывание стольких двоичных разрядов, сколько в ряду головок. Число дорожек на один сантиметр по­ верхности барабана обычно колеблется в пределах 5—10. Магнитные головки распо­ лагаются на расстоянии от 5 до 50 мкм от поверхности барабана, что предъявляет

в чисто электронных устройствах памяти, собранных на ферритах, твердых схемах и т. д. Емкость ЗУ на магнитных барабанах составляет от 5 • 103 до 2 • 10е бит.

Для отыскания необходимой информации в ЗУ на магнитном ба­ рабане пользуются преимущественно двумя способами. Первый способ заключается в том, что нужную ячейку находят путем считывания и сли­ чения кодов контрольных номеров, записанных на образующих бара­ бана, с кодом заданного адреса. При совпадении кодов происходит подключение соответствующей головки к схеме считывания. Анало­ гично осуществляется адресация на запись информации. Второй способ заключается в том, что адрес ячейки находят в результате под­ счета специальных синхронизирующих, или маркерных, импульсов. Подсчет ведется от определенного импульса, принятого за на­ чальный.

Принцип работы ЗУ на магнитном барабане поясним при помощи упрощенной функциональной схемы (рис. 47) [19]. Информация, за­ писанная на барабане, не стирается. При записи нового числа число, хранившееся в ячейке до этого, заменяется новым. Все головки распо­ ложены вдоль барабана. Количество головок определяет максимальную разрядность числа, которое может быть записано на одной из образу­ ющих барабана. Каждой образующей соответствует маркерная отметка на специальной маркерной дорожке (на рис. 47 — дорожка, край­ няя слева). Маркерные отметки фактически и указывают адрес ячей­ ки, находящейся в данный момент под блоком магнитных головок. Крайняя справа дорожка предназначена для считывания импульсов, фиксирующих каждый оборот барабана.

Процесс адресации происходит следующим образом. Число, ко­ торое требуется внести в ячейку ЗУ, поступает в регистр чисел, а адрес ячейки — в регистр адреса. Головки связаны с соответствующими раз­ рядами регистров через схемы разрешения (в случае необходимости могут быть и каскады усиления). Для записи информации должно

Рис. .47. Запоминающее устройство на магнитном барабане.

произойти совпадение сигнала записи с сигналом, который появляется при совпадении адресов в счетчике маркеров и в регистре адреса. В этот момент в зависимости от состояния триггеров регистра чисел (О или 1) в обмотки головок поступают импульсы соответствующей по­ лярности и амплитуды на запись 0 или 1. При считывании происходит

аналогичный процесс. Только при совпаде­

166

4000 бит. Запись и считывание производятся двумя магнитными головками, которые могут перемещаться по вертикали и горизонтали (рис. 48). Скорость вращения дис­ ков большинства ЗУ составляет 1500—3000 об/мин. Продольная плотность записи достигает 32 мин/мм, а поперечная — 5,4 дорожек на миллиметр. ЗУ на магнитных дисках в настоящее время являются самыми дорогими из всех ЗУ на магнитных но­ сителях информации.

Переходим к рассмотрению кодов, обнаруживающих и исправляю­ щих ошибки при механизированной обработке технико-экономической информации.

Вопросами защиты передаваемой и обрабатываемой информации от искажений и сбоев инженеры-практики занимались задолго до появления удобных и надежных корректирующих кодов (наиболее распространенные из них рассмотрены в предыдущей теме). В связи с этим и методы обнаружения ошибок они приспосабливали к имею­ щейся приемно-передающей аппаратуре и существующим стандартным кодам. Следует сказать, что традиционные методы позволяют обна­ руживать 99% всех возможных ошибок при сравнительно малой избы­ точности кодов 1.

Ознакомимся подробнее с некоторыми методами обнаружения ошибок при передаче технико-экономической информации 1.2

Телеграфный код № 2 (код Бодо) труднее всего защитить от помех, так как он не имеет избыточности. Чтобы уменьшить число ошибок, следует выделять группу символов, нуждающихся в усиленной защите, и подбирать комбинации кода таким образом, чтобы уменьшить веро­ ятность перехода передаваемых символов в запрещенный символ. Например, ошибка при передаче символов «Возврат каретки» и «Перевод строки» немедленно повлечет за собой группу иных ошибок. Чтобы это происходило как можно реже, следует комбинациям, отли­ чающимся от регистровых одним элементом (т. е. комбинациям, которые при единичном искажении могут легко перейти в регистровую комби­ нацию), присваивать значения наиболее редко встречающихся букв

(Э, Ф, X, Ц, Щ, Ы, Ь).

Чтобы защитить от искажений цифровые данные (ошибку в слове заметить легче, чем в числе), следует для цифр выделить группу кодов с постоянным количество нулей и единиц. Тогда при единичном иска­ жении ошибка в передаче числа может быть обнаружена. В пятизнач­ ном двоичном коде с постоянным соотношением нулей и единиц мо­

жет быть: С5° = 1 (00000); С15 = 5 (10000, 01000, 00100, 00010, 00001); С| = 10 (11000, 01100, 00110, 00011, 10100, 01010, 00101, 10010, 01001,

10001); С |= 10 (00111, 10011, 11001, 11100, 01011, 10101, 11010,

01101, 10110, OHIO); d = 5 (01111, 101111, 11011, 11101, 11110);

1Методы обнаружения и исправления ошибок в стандартных телеграфных кодах

хорошо описаны в работе [35].

2Обнаружение и исправление ошибок при обработке технико-экономической ин­ формации подробно излагается в работе [1].

d = 1 (11111). Если выбрать для передачи цифр комбинации С| или

Сб, процент необнаруженных ошибок резко уменьшится. Стандартный код № 3 сам по себе обладает корректирующими

способностями, так как все его комбинации состоят из трех единиц

Комбинации стандартного кода № 3

ичетырех нулей (табл. 29). Нарушение этого соотношения свидетельст­ вует об ошибке. Код 3 : 4 (три к четырем ) обнаруживает все одиночные ошибки и все ошибки нечетной кратности. Необнаруженными могут быть некоторые ошибки четной кратности, поскольку при ошибочном переходе 0 в 1 и втором ошибочном переходе 1 в 0 соотношение нулей

иединиц в коде может не измениться.

168

Кроме стандартного кода № 3, известны другие коды с постоянным

ционной комбинации ее инверсии. Например, инверсные коды можно получить, если к рассмотренным выше комбинациям кода Бодо С\

прибавить в том же порядке комбинации С|, являющиеся их инверсия­ ми: 11000 00111; 01100 10011; 00110 11001 и т .д . Процесс исправления одиночной ошибки может осуществляться путем суммирования по модулю 2 информационной и проверочной частей кода. Если ошибки в принятом коде нет, опознаватель будет состоять из одних единиц:

НОШ

W00111

11111

Предположим, при передаче кода 1100000111 ошибки произошли: первый раз — в первом, а второй — в третьем разрядах. При этом опознаватели будут иметь вид:

01000 11100

00111 00111

01111 11011

Как видим, место нуля в опознавателе указывает место ошибки в информационной части кода. Если в опознавателе число нулей больше или равно двум, комбинация бракуется.

При передаче инверсного кода принципиально возможно строить и информационную, и проверочную части кода одинаковыми. При этом опознаватель будет состоять из нулей, а на наличие ошибки будет ука­ зывать появление в опознавателе единицы.

Принцип обнаружения ошибок на перфоленте может быть исполь­ зован при обнаружении ошибок и на других физических носителях ин­ формации (перфокартах, магнитных лентах и др.);тот факт, что для перфолент более типичной является проверка на четность, а для маг­ нитных лент — на нечетность, в принципе ничего не меняет.

Если на четность символы проверяются в порядке их нанесения на перфоленту, то такая проверка называется вертикальной (рис. 49, а). Если на четность символы проверяются по строкам, то такая проверка называется горизонтальной (рис. 49, б). При этом устанавливается стро­ го фиксированная длина строки, определяемая либо в зависимости от объема данных, которые переносятся на перфоленту, либо от длины ленты рулонного аппарата, либо от необходимости частоты контроля принимаемой информации. Каждая из этих проверок позволяет об­ наружить все одиночные и все ошибки нечетной кратности. Ошибки четной кратности не обнаруживаются. Если с каждым шагом по строке линия проверки смещается на один шаг по столбцу, то такая проверка

169