книги из ГПНТБ / Основы вычислительной техники учебник

та К устройствам статической печати относятся, например, штанговые печатающие устройства. Основным недостатком статических печатающих устройств является низкое быстродей­ ствие, .поэтому и современных ЦВМ они практически не исполь­ зуются.

В печатающих устройствах с временным выбором печатных знаков шрифтоноситель движется непрерывно по замкнутому циклу, следовательно, печать производится при движущемся шрифтоносителе. Такие печатающие устройства называют уст­ ройствами динамической печати. Наиболее широко распростра­ нены динамические печатающие устройства барабанного типа. В отечественных ЦВМ используется несколько типов печатаю­ щих устройств барабанного тина, основные характеристики которых приведены в табл. 16.1.

Совместная работа печатающего устройства с процессором может производиться по открытой и закрытой линиям: по открытой — работают все цифровые (ЦПУ) и некоторые ал­ фавитно-цифровые печатающие устройства (АЦПУ); по за­ крытой — только алфавитно-цифровые печатающие устройства.

Печатающие устройства, работающие по открытой линии, принимают и регистрируют информацию, подаваемую непо­ средственно из процессора. Структурная схема ЦПУ барабан­ ного типа, работающего по открытой линии, приведена на рис. 16.15. Печатающий барабан ос*сто.ит из 16 колес и вра­ щается двигателем с постоянной скоростью. Развертка каждого

и знаки плюс и минус. Вторая часть развертки свободна. На одном .валу с печатающим барабаном вращается генератор (датчик) кодовых импульсов, с выхода которого снимаются управляющие импульсы начала и конца печати и импульсы формирования двоичного числа печатаемого знака. .Принцип формирования кода зависит от типа генератора кодовых им­ пульсов.

Рис. 16.15.

В простейшем случае, генератор кодовых импульсов пред­ ставляет собой фотоэлектрический или электромагнитный дат­ чик, синхронизирующих импулысов, выдающий импульс каждый раз, когда очередная строка печатающего барабана проходит под пуансонами блока электромагнитов печати (БЭМП). Эти импульсы подаются на счетчик, с выхода которого снимается двоичное число, соответствующее знаку рассматриваемой пози­ ции печатающего барабана. В других печатающих устройствах генератор кодовых импульсов представляет кодовый барабан, на котором для каждой позиции печатающего барабана за­ писан код двоичного числа, соответствующего знаку, записан­ ному на этой позиции. Съем двоичной информации с генера­ тора импульсов производится фотоэлектрическим или электро­ магнитным способом. При фотоэлектрическом считывании ко­ довый барабан выполняется пустотелым и внутри него разме­ щается источниксвета. Единицам двоичного числа соответству­ ют отверстия в соответствующей позиции барабана. Развертки цифрового и кодовых барабанов приведены на рис. 16Л6.

441

Двоичный код цифры или знака с генератора кодовых им­ пульсов подается «а верхние входы всех схем совпадения '(On). ■На нижние входы .каждой схемы совпадения из выходного ре­ гистра подается двоично-десятичный код соответствующего раз­ ряда выводимого на печать десятичного числа. Количество

Рис. 16.16.

схем совпадения равно количеству разрядов десятичного числа, выводимого на печать. Выход каждой схемы совпадения под­ ключен к электромагниту печати своего разряда БЭМП. В момент совпадения кодов соответствующих разрядов десятич­ ного числа, выводимого на печать, с кодом, поступающим с генератора кодовых импульсов, схема совпадения выдает им­ пульсный сигнал. Этот сигнал через усилитель импульсов по­ ступает на электромагнит .печати. Электромагнит срабатывает и соединенный с ним пуансон ударяет через бумагу и крася­ щую ленту по печатающему барабану, в результате на бумаге будет отпечатана цифра соответствующего разряда. За две трети оборота .печатающего барабана печатается в с я . строка, после чего подается сигнал конца ввода, по которому бумага продвигается на одну строку, а пуансоны электромагнитов пе­ чати возвращаются в исходное состояние.

Алфавитно-цифровые печатающие устройства, работающие по закрытой линии, соединяются с процессором машину через промежуточное (буферное) запоминающее устройство, в кото-

442

ром в течение времени вывода хранится выдаваемая на печать шифармация. Этот ‘способ 'организации связи АЦПУ с процес­ сором позволяет согласовать быстродействующий процессор с малоскоростным печатающим механизмам и обеспечить ра­ боту процессора во время вывода информации.

Структурная схема АЦПУ представлена на рис. 16.17. В его состав входят алфавитно-цифровой печатающий механизм (АЦПМ) и электронная схема управления. Буферная.'память размещается ib специальном шкафу и на рис. 16.17 те показана.

Печатающий механизм включает в свой состав: печатаю­ щий барабан, набранный из 128 колес, генератор ‘кодовых (син­ хронизирующих) импульсов (ГСП), блок электромагнитов пе­ чати (БЭМП), имеющий 128 электромагнитов, механизм подачи красящей ленты (МПКЛ). 'механизм подачи бумаги (МЛБ) и двигатель с редуктором. На печатающих колесах выгравиро­ ваны цифры, служебные знаки и буквы русского и латинского алфавитов. Схема управления имеет в своем составе форми­ рователи и усилители импульсов, входной регистр, управляю­ щие реле. Схема управления ДЦПУ связана с центральным управлением ЦВМ.

Выводимая на печать информация из буферной памяти по­ дается на входной регистр. Входной регистр обеспечивает хра­ нение двоичной информации от 4 до 9 печатаемых знаков, в то время как строка АЦПУ'содержит 128 знаков. Вследствие этого полная строка печатается последовательными группами. Выбор необходимой группы электромагнитов производится с помощью сигнала коммутации групп. Генератор синхронизирующих им­ пульсов вращается синхронно с печатающим барабаном и вы­ дает в центральное управление ЦВМ сигналы нулевой позиции (начало печати), очередной позиции (строки) ' печатающего барабана, которая в данный момент <ппоходит под пуансонами, и конечной позиции (конец печати). При совпадении кода по­ зиции с кодом, записанным в каком-либо разряде входного регистра, сработает электромагнит этого разряда ,и на бумажной ленте будет отпечатан знак, размещенный на этой позиции.

1 | Немеханические печатающие устройства

Основным недостатком механических печатающих устройств является малая скорость вывода. Увеличение скорости печати в механических печатающих устройствах наталкивается на прин­ ципиальные трудности. Поэтому значительно повысить скорость печати можно только путем использования немеханических методов регистрации результатов.

В зависимости от используемого метода получения изобра­ жения на носителе информации немеханические печатающие устройства можно разбить на три группы:

444

—устройства, использующие оптический метод формировання изображения; сюда относятся фотографические и электрофотографические быстропечатающие устройства (БПУ);

—устройства, использующие электрический метод формиро­ вания изображения; сюда относятся электрографические, элект­ рохимические и электротермические БПУ;

•—устройства, использующие электромагнитный метод получения изображения; сюда относятся феррограф.ические Б.ПУ.

Электрофотографические печатающие устройства. Фотогра­ фический метод позволяет получить высокое качество изобра­ жений, однако он связан с трудоемким и сложным процессом обработки фотоматериалов и поэтому не находит широкого

применения в современных ЦВМ.

Электрофотографический метод основан на использовании фотопроводимости диэлектриков и высокоомных. полупроводни­ ков. Структурная схема электрофотографического печатающего устройства приведена на рис. 16.18. Выводимая на печать ин-

Рис. 16.18.

формация через электронный блок формирования знаков (ЭБФЗ) 1 подается на электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 2, в качестве которой используется обычно трубка со знаковой ин­ дикацией типа ха:рэкстрон, тайпотрон и др. Видимое изображе­ ние информации с экрана ЭЛТ проектируется через объектив 3

4 4 5

и зеркало 4 на селеновый барабан 5, который является -проме­ жуточным фотоэлектрическим носителем.

Фотополупроводниковый слон барабана равномерно заря­ жается (сенсибилизируется) до определенного потенциала с помощью зарядного устройства 6. Сенсибилизация осуществля­ ется методом осаждения отрицательных -ионов с помощью короннрующих разрядников, являющихся основным элементом за­ рядного устройства. Разрядник представляет диэлектрическую пластинку с расположенными на ней на расстоянии 5—10 .мм

В процессе экспонирования изображения с ЭЛТ отдельные участки барабана засвечиваются, электропроводимость засве­ ченных участков резко увеличивается и они теряют свой заряд. В результате на поверхности барабана образуется скрытое электростатическое изображение, Проявление изображения про­ изводится в проявляющей камере 7. В качестве проявителя S

тицы красителя .под действием электростатических сил отрыва­ ются от носителя и оседают на заряженных участках барабана.

Под барабаном проходит бумага 9, которой с помощью спе­ циального электризатора 10 сообщается сильный электрический заряд, противоположный заряду частиц красителя. Вследствие этого частицы красителя переходят с барабана на бумагу. Для фиксации изображения на бумаге используется закрепление красителя парами органических веществ, давлением и темпе­ ратурой. При закреплении парами в закрепляющую камеру 11 подаются пары органических веществ, которые связывают кра­ ситель и бумагу. При закреплении давлением бумага пропус­ кается между поджатыми валами и краситель впрессовывается в бумагу. При закреплении температурой в закрепляющей ка­ мере создается высокая температура, при которой краситель плавится и проникает в бумагу. Для очистки барабана от ста­ рого изображения используются щетки, а оставшийся заряд снимается сильным освещением от лампы разряда 12.

Электрофотографические БПУ обеспечивают ско.рость печа­ ти до 8000 знаков в секунду.

Электрографические печатающие устройства. Эл-ектропр.аф'и-

ческий метод отличается от электрофотографического тем, что скрытое электростатическое изображение образуется' непосред­ ственно на бумаге, покрытой пленкой .специального диэлектрики. Основным элементом электрографического печатающего устрой­ ства является печатающая трубка. Она представляет обычную электроннолучевую трубку, в экран которой вмонтировано не­ сколько рядов игл из тонкой проволоки. Модулированный луч, пробегая по внутренним концам игл, создает на них потевци-

446

альный (рельеф, характер которого соответствует виду выводи­ мой информации. Бумага перемещается между внешними концами игл и заземленным электродом. В результате этого заряды с внешних концов игл переходят на (поверхность бумаги, оседают на ней и создают скрытое электростатическое изобра­ жение. Проявление электростатического изображения произво­ дится с помощью красящего порошка. Полученное на бумаге видимое изображение затем закрепляется термическим или другим способом.

Электрографические печатающие устройства обеспечивают вывод графической и буквенно-цифровой информации со ско­ ростью 10 000 знаков в секунду [57].

(

ГЛАВА 11

УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

§ 17.1. Принцип программного управления

Устройством управления ЦВМ называется часть вычисли­ тельной машины, предназначенная для автоматического управ­

обеспечивает принудительную координацию работы всех уст­ ройств и узлов ЦВМ. Программа, представляющая алгоритм решения задачи, заданный на языке вычислительной машины, содержит строгую последовательность команд. Переработка информации (.включая и передачу), совершаемая машиной под воздействием одной команды, называется операцией ма­ шины.

Для решения любой поставленной задачи ЦВМ должна обеспечивать выполнение четырех групп операций: арифмети­ ческих!, логических, обмена и управления.

Коперациям обмена относятся операции ввода информации

свнешнего канала в вычислительную машину, вывода информацИ|И из машины во внешний канал, передачи информации из одного ЗУ в другое.

Операцией управления называется операция машины, вклю­ чающая в качестве основной операции изменение или исполь­ зование содержимого каких-либо регистров устройства управ­ ления. К операциям управления относятся операции перехода (1передачи управления), модификации кодов команд и оста­

нова.

Совокупность используемых в ЦВМ команд называется сис­ темой команд машины. К системе команд предъявляются два основных требования: возможность реализации любых алго­ ритмов и простота программирования. Устройства управления современных ЦВМ общего назначения имеют широко разветв­ ленную систему команд, которая включает до 100 и более

448

команд. Например, .система команд машины «Минск-22» со­ держит 107, а .машины «Урал-4 4Д »— 200 различных команд. Машины ЕС ЭВМ имеют единую систему команд, в которую входит 143 различных команды.

I В структурном отношении команда подразделяется на две части: операционную и адресную. Операционной частью коман­ ды называется группа разрядов в команде, 'предназначенная для .представления кода операции машины. Адресной частью команды называется группа разрядов в команде, предназна­ ченная для представления адресов (адреса), используемых при выполнении операции машины. Адресом называется номер ячейки намят,и.

Различают команды с постоянной и переменной структурой. В командах с постоянной структурой операционная и адресная части команды сохраняются неизменными; в командах с .пе­ ременной структурой количество • адресов в адресной части команды .может изменяться. Адресная часть команды может иметь один, два и три адреса.

В соответствии с количеством адресов в командах ЦВМ делят на одно-, двух-, трехадресныё и машины с переменной адресностью.

Одноадресная команда содержит код операции и один адрес, указывающий адрес операнда или адрес ячейки, в ко­ торую следует записать результат предыдущего действия. Ре­ зультат вычисления во всех случаях сохраняется в арифмети­ ческом устройстве и может быть, в случае необходимости, ис­ пользован при выполнении следующей команды. Для записи результата в ЗУ необходимо использовать отдельную команду. Одноадресная структура команд наиболее эффективна при решении задач, в которых результат предыдущей операции используется при реализации очередной команды. Одноадресные машины используются сравнительно широко; одноадресными ЦВМ .являются, например, такие большие машины, как БЭСМ-6 и «Урал-14Д».

Двухадресная команда имеет в адресной части два адреса и обеспечивает выполнение более широкой последовательности операций. В зависимости от модификации кода операции двух­ адресная команда позволяет:

—производить операцию над результатом предыдущего действия и операндом первого адреса без записи или .с записью результата в ОЗУ по второму адресу;

—производить операции над операндами первого и второго адресов без записи или с записью результата в ОЗУ по второму

адресу.

Влюбом из этих случаев результат вычисления сохраняется

варифметическом устройстве и может быть использован при выполнении очередной команды. Более широкие возможности