книги из ГПНТБ / Основы вычислительной техники учебник

с 80-«оло;нных1 перфокарт со скоростью 700 карт в минуту. Уст­ ройство ввода ВУ700-2 .имеет в своем составе механизм подачи перфокарт с двумя блоками восприятия (чтения), блок управ­ ления и два блока формирования выходных сигналов. Струк­ турная схема ВУ700-2 приведена на рис. 16.6. Блоки чтения с помощью механических элементов считывают записанную на перфокарте информацию и подают ее в блоки формирования сигналов, которые формируют импульсы требуемой амплитуды и .мощности и передают их в ЦВМ. ■

Рис. 16.7.

Фотоэлектрический способ считывания информации исполь­ зуется в устройствах ввода е перфокаот (УВДК) ЕС ЭВМ и в машинах «Минск-22» и «Минок-3'2». УВДК с фотоэлектрическим способом съема позволяют считывать имформпцию с 80- и 45-ко- лонных перфокарт со скоростью до 1200 карт в минуту.- Инфор­ мация в таких устройствах обычно снимается иоколонно одно­ временно по всем 12 строкам карты.

Структурная схема УВДК представлена на рис. 16.7. Карты из приемного кармана подаются в блок механизма ввода, ко­ торый обеспечивает подачу карты узкой стороной, считывание информации с карт и укладку прочитанных карт в приемный карман. Блок формирования сигналов считывания обеспечивает формирование импульсов информации, синхронизации, начала карты. Информация на перфокартах записывается -поколонно

430

в специальном коде. Для преобразования этого кода в обычный двоичный код служит блок кодового преобразователя. Преобра­ зованный код с выхода преобразователя подается в выходной регистр УВДК и далее переписывается в приемный .регистр ЦВМ.

(Программа ввода записывается в блоке запоминающего устройства и сохраняется в нем до записи новой программы. Программа ввода в процессе ввода информации подается на регистр ЗУ и дешифратор команд.

Дешифратор команд вырабатывает управляющие импульсы «Сдвиг по 3», «Сдвиг но 4» и др., которые подаются в ЦВМ. Для подсчета количества введенных карт служит блок счетчика карт, который выдает сигнал останова механизма ввода, когда через него пройдет указанное в команде обращения количество

замятия перфокарты, сбоя синхронизации, использования всеч карт из подающего кармана, отказа схем ЗУ и кодопреобра­ зователя. Для ручного управления и визуального контроля за работой УВДК имеет пульт управления.

§ 16.3. Устройства ввода текстовой информации

информации для ввода. Это время можно значительно сокра­ тить за счет использования устройств ввода, обеспечивающих непосредственный ввод в ЦВМ информации, .представленной в 'письменной форме (текстовой информации). Такие устройства ввода обычно называют читающими автоматами. Читающий ' автомат обеспечивает высокоскоростное автоматическое опозна­ вание букв, цифр и других знаков типографского, машинопис­ ного и рукописного текста и 'преобразование читаемой инфор­ мации в машинный код.

Известные в настоящее время читающие автоматы делится на автоматы ограниченного чтения, обеспечивающие опозна­ вание знаков специальной формы (стилизованных знаков), и универсальные, позволяющие читать типографские, машино­ писные и специальные шрифты. По принципу действия разли­ чают читающие автоматы последовательного и параллельного действия. В последовательных автоматах опознавание знаков производится последовательно знак за знаком. Они обеспечи­ вают скорость чтения до 500 знаков в секунду при достовернос­ ти не более одной ошибки на 104-f 107 считанных знаков. В па­ раллельных автоматах одновременно читается несколько знаков (слово или целая строка). Они обеспечивают скорость чтения на порядок выше при той же достоверности,

,431

В работе любого читающего автомата можно выделить две основные операции: осмотр и опознавание знака.

Осмотр знака может производиться параллельным, 'парал­ лельно-последовательным и последовательным способами. В процессе осмотра .письменное изображение воздействует на фотоэлектрический или магнитный датчик, вырабатывающий электрический сигнал, параметры которого однозначно связаны с читаемым знаком. Наиболее часто в универсальных читаю­ щих! автоматах применяются фотоэлектрические датчики.

тоэлементов /, каждый из которых осматривает определенную часть ноля изображения. При этом на датчик одновременно воздействует весь контур знака, в результате с выхода матрицы снимается пространственная комбинация сигналов, однозначно связанная с осматриваемым знаком и называемая описанием знака.

При параллельно-последовательном осмотре (рис. 16.8 б), в качестве датчика используется линейка фотоэлементов 2. До­ кумент вместе с записанными на нем знаками перемещается под маской 5, имеющей узкую прорезь. В результате на линей­ ку параллельно поступают все элементы изображения знака, расположенные в строке, а сама строка последовательно пе­ ремещается относительно знака. При этом описанием знака будет пространственная система непрерывных сигналов.

При последовательном способе осмотр знака производится с помощью одного элемента, который последовательно переме­ щается слева направо и сверху вниз (по строкам и кадру). В результате с выхода датчика снимается непрерывный сигнал

.432

с изменяющейся по определенному для каждого знака закону амплитудой. Последовательный способ съема используется в большинстве читающих автоматов. Схема действия читающего автомата с 1последовательньпм осмотром (приведена на ipnic. 16.9. Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) формирует узкий луч, ко­ торый последовательно перемещается по строкам и кадру. С помощью объектива / этот луч фокусируется на изображение знака. Отраженный поток света фокусируется конденсором 2 на фотоэлемент 3. Развертка 4 перемещается с большой ско­ ростью, поэтому осмотр может производиться с 'неподвижного

и движущегося документа. Опознавание знака и даль­

нейший перевод его в машин­ ный код производится путем сравнения полученного описа­ ния е набором эталонных опи­ саний, хранящихся в запоми­ нающем устройстве читающего автомата. Для опознавания зн-ака в современных автома­ тах используются эвристичес­ кие методы. При эвристических методах опознавание изобра­ жения может производиться

двумя способами: способом перекрытия и способом характерных признаков.

Способ перекрытия наиболее просто реализуется в устрой­ ствах оптического сравнения, в которьих производится непосред­ ственное оптическое наложение изображения на эталонные маски-трафареты. За критерий опознавания берется величина потока, прошедшего через маску. Изображение считается опо­ знанным в том случае, когда световой поток минимален. Основ­ ными недостатками метода оптического сравнения являются: зависимость выходного сигнала от контрастное™ изображения, сложность точного совмещения изображения и маски, возмож­ ность сравнения знаков только определенной формы и размеров. Более эффективным является метод электрического сравнения перекрытием, при котором опознавание производится путем сравнения сигналов, отображающих читаемый знак с сигнала­ ми, .снимаемыми с выходов моделей эталонов.

Методы сравнения по характерным признакам основаны на анализе распределения черно-белых .участков поля изображения или на анализе взаимных связей между отдельными элемен­ тами контурной линии знака. Метод анализа распределения черно-белых участков поля изображения успешно используется для опознавания знаков, величина, форма и положение которых остаются постоянными, например, типографских и машияоиис-

ных знаков. При применении способов, основанных! на исполь­ зовании анализа взаимных связен, анализу подвергаются отно­ сительная длина, направление и кривизна линий, наличие точек пересечения, дуг и т. д. Каждый знак при этом описывается своим множеством наиболее характерных признаков, которое в известном смысле можно назвать словом. Множество правил построения описаний по принятым признакам составляет грам­ матику языка опознавания. В связи с возможностью такой трактовки последние методы получили название лингвистических или структурных. Лингвистические методы обладают большой помехоустойчивостью и могут попользоваться для опознавания различных типов типографского и машинописного шрифтов и рукописных знаков.

§ 16.4. Принципы построения устройств вывода информации

Устройством вывода информации называется устройство ЦВМ, обеспечивающее вывод выходной информации из вычис­ лительной машины.

Выходная информация .в процессоре ЦВМ представляется символами. Под символом в общем случае понимается сигнал или группа сигналов, идентификация которых возможна путем измерения только одной физической характеристики процесса или явления. Для опознавания символа человеком попользуется его изображение, т. е. представление символа в виде видимого или слышимого сигнала.

Представление символа в виде изображения является основ­ ной задачей устройств вывода. В цифровых вычислительных

•сопровождающееся затратой энергии для его 'сохранения. К индикации относятся, например. предста!вленне цифр и букв с помощью электронно-лучевой трубки, знаковых индикаторов или сигнальных лампочек. Индикация используется, в основном, при выводе информации на пульт управления ЦВМ. Регистра­ цией называется такое представление символа, .при котором изображение знака переносится на носитель информации и со­ храняется в дальнейшем без затраты энергии. Регистрация используется для записи выводимой информации на магнитные ленты, перфоленты, перфокарты, бумажные ленты и является основным методом представления выводимой из процессора ЦВМ 'информации.

Вое существующие в настоящее время устройства вывода (рис. 16.10) можно разделить на три большие группы: перфо­ рационные, печатающие и устройства вывода графической ин­ формации.

434

Перфорационными устройствами вывода называются уст­ ройства, предназначенные для регистрации выводимой инфор­ мации ,в ,виде системы отверстий на носителе. П.о виду носителя они .подразделяются на карточные и ленточные.

Рис. 16.10.

Печатающими устройствами вывода называются устройства, осуществляющие автоматическую печать выводимой информа­ ции в цифровой и алфавитной форме. По виду выводимой ин­ формации печатающие устройства делят на цифровые (ЦПУ), осуществляющие печать информации только в цифровой форме, и алфавитно-цифровые (АЦПУ), обеспечивающие печать информв1ции в цифровой и алфавитной форме. По методам нанесения знаков на поверхность носителя их делят на механические и немеханические печатающие устройства.

Устройства вывода графической информации позволяют, изображать выводимую информацию в виде прафиков, черте­ жей, рисунков. По способам формирования информации их делят на устройства вычерчивания линиями и устройства, ис­ пользующие мозаичный способ формирования чертежей. В уст­ ройствах вычерчивания линиями попользуются электронно-лу­ чевые трубки и механические устройства, обеспечивающие перемещение писца в соответствии с выводимой информацией. Основным недостатком механических устройств является низ­ кая скорость вычерчивания графиков, обычно не превышающая 200 мм в секунду.

Для индикации: прафиков .на экране электронно-лучевой трубки обычно используют трубки с длительным послесвече­ нием. Движение луча по требуемой траектории осуществляется с помощью обычной отклоняющей системы. Регистрация чер-

тежа производится оптическим методом с использованием про­ межуточного носителя. Достоинством устройств вывода на ЭЛТ является высокая скорость вывода, основным недостат­ ком — более низкое качество изображению графичес1К0|Г0 мате­ риала.

При мозаичном методе вывода графической информации гра­ фики изображаются точками или штрихами. Нанесение точек может производиться механическим, электростатическим или другими способами. Мозаичный метод особенно эффективен для отображения сложных и густо расположенных линий. К не­ достаткам метода следует отнести сложность оборудования и худшее по сравнению с методом вычерчивания линиями качест­ во изображения.

§ 16.5. Перфорационные устройства вывода информации

Информация из процессора на перфокарты и перфоленты выводится в том случае, когда полученные результаты решения -используются в качестве -исходных данных для решении второй задачи или другой части решаемой з-адачи.

ПЭМ- 8 0

Рис. 16.1111

перфорацию информации на картах и контроль за работой УКП. Упрощенная схема УКП приведена на рис. 16.11. Пер-

436

форирующий механизм ПЭМ-80 имеет в своем составе: 80 про­ бивных электромагнитов, что позволяет перфорировать инфор­ мацию построчно, местную схему управления и считывающий блок, обеспечивающий чтение отперфорированной информации для целей контроля.

Для пуска перфоратора в схему управления и контроля УКП из ЦВМ подается сигнал «Пуск», по которому включа­ ется ПЭМ-80 и перфокарты начинают подаваться на пробивные электромагниты. В начале каждой строки из схемы управления ПЭМ-80 подается сигнал «Позиция», по которому схема управ­ ления и контроля УКП подает в машину импульс «Запрос». По этому импульсу машина подает выводимую информацию в схему массовых каналов, откуда она поступает на пробивные электромагниты и перфорируется на карте. После этого карта сдвигается на одну строку и цикл повторяется. С двенадцатой (последней) строки перфокарты в машину подается сигнал «Конец карты». Отперфорированная карта подается в блок считывания. Здесь записанная на перфокарте информация счи­ тывается и подается в машину для контроля. Если считанная

обеспечивают перфорацию 80-колонных перфокарт со скоростью до 250 перфокарт в минуту.

Устройства вывода информации на перфоленту, называемые также устройствами ленточной информации (УЛП), предна­ значены для регистрации результатов решения на перфоленте. Они включают в свой состав перфорационный механизм и схему управления. Перфорационный механизм состоит из вось­ ми (по числу перфорируемых дорожек) пробивных пуансонов, соединенных через группу рычагов с электромагнитами. Выво­ димая информация подается на электромагниты, которые воз­ действуют на пробивные пуансоны. Пуансоны перфорируют на ■ленте выводимую информацию. Схема управления обеспечивает автоматическую подачу на УЛП выводимой информации и синхронизирует работу УЛП и процессора ЦВМ.

Выпускаемые промышленностью ленточные перфораторы обеспечивают перфорацию (бумажных перфолент со скоростью до 200 строк в секунду.

§ 16.6. Печатающие устройства

Механические печатающие устройства

К механическим печатающим устройствам относят печатаю­ щие устройства, в которых изображение знака формируется

407

в результате удара шрифтоносителя по бумажной ленте. В связи с этим их называют также 'почитающими устройствам и ударного действия. Механические печатающие устройства клас­ сифицируют по ряду признаков, основными! из которых ■явля­ ются: способ формирования контура знака, конструкции шриф­ тоносителя, способ выбора печатных знаков, способ организа­ ции совместной работы с ЦВМ.

По способу формирования контура знака печатающие уст­ ройства делятся на знамапечатаиощие и знако'ешнтезирующие.

Взнакопечатающих' устройствах шрифтоноситель имеет комп*- лект знаков натурального изобр!ажения и величины, позволяю­ щих получить оттиск знака в естественной графической форме.

Взнакосинтезирующих печатающих устройствах контур знака

формируется из отдельных элементов: точек, отрезков линии и переносится на бумагу с помощью игл или стержней. Стерж­ ни конструктивно объединяются в плоскостную прямоугольную матрицу (рис. 16.12), имеющую т Х п позиций. Для формиро­ вания буквобычно используется матрица, имеющая 5X7 стерж­ ней, для печати цифр оказывается достаточным иметь матрицу из 3X5 стержней. Стержни матрицы управляются электромаг­ нитами, на которые подается код печатаемого знака. Знако­ синтезирующие устройства позволяют получить высокую ско­ рость, но качество печати у них низкое. Для улучшения качест­ ва печати при использовании ограниченного числа стержней применяют матричные печатающие устройства, в которых кон­ тур знака образуется отрезками прямых или кривых линий.

По конструкции шрифтоносителей печатающие устройства делятся на устройства штангового и барабанного типа. Шриф­ тоноситель печатающего устройства штангового типа

438

(рис. 16.13) имеет штангу (рейку) 3, в которой монтируются все литерные знаки 4. Для каждой позиции строки имеется своя штанга. При выводе информации каждая штанга подни­ мается до уровня печатаемого в этой позиции знака п фикси­ руется в этом положении. После установки штанг на электро­ магниты молоточков 5 поступает сигнал печати, при этом мо­ лоточки всех разрядов одновременно ударяют по литерам, в результате на бумаге 2, протягиваемой барабаном /, печатает­ ся выводимое число. Для увеличения набора печатаемых зна­ ков вместо штанги можно использовать многогранный стержень, разделенный на ряд колец. На каждой грани кольца грави­ руется выпуклый знак или цифра. Выбор необходимого знака производится за счет линейного перемещения и поворота стержня.

Шрифтоноситель печатающего устройства барабанного типа (рис. 16.14) представляет барабан 1, составленный из отдель­ ных печатающих колес. Количество колес равно количеству разрядов выводимых на печать чисел. Каждое колесо имеет на своей поверхности литеры всех выводимых на печать знаков. В процессе работы барабан непрерывно вращается с постоян­ ной скоростью. Печать знака производится с помощью пуансо­ на 4, который связан рычагом 5 с электромагнитом печати 6. Между пуансоном и печатающим барабаном размещается бу­ мага 3 и красящая лента 2. Пуансон ударяет через бумагу по колесу в момент прохождения под пуансоном печатаемого знака. Строка информации печатается за один оборот.

По методам выбора печатных знаков печатающие устрой­ ства делят на устройства с пространственным я временным выбором печатных знаков. В устройствах с пространственным выбором шрифтоноситель предварительно устанавливается в необходимое положение и фиксируется в нем до конца печати. Печать производится при неподвижном шрифтоносителе, поэто­ му такие устройства называют устройствами статической печа-

439