книги из ГПНТБ / Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие

щем устройстве Uptime-2000, обрабатывающем 3 000 перфокарт в минуту, с этой целью применяется оптическая синхронизация пози­ ций перфокарты.

Устройства управления аппаратами ввода информации с перфолент и перфокарт

Устройства управления предназначены для приема информации из аппарата ввода данных, преобразования информации (если это не­ обходимо) и передачи ее в процессор или канал, а также для выра­

е м н о с и т е л я

Рис. 7-6. Блок-схема устройства управления фотосчи­ тывающим аппаратом.

На рис. 7-6 представлена блок-схема устройства управления ап­ паратом фотосчитывания информации с перфоленты. После поступ­

импульс, по которому считанный знак записывается в семиразрядный регистр приема-передачи информации /. Синхроимпульс воздействует на узел управления, выключает усилитель пуска перфоленты и вклю­ чает усилитель останова перфоленты 4. После остановки перфоленты возобновляется связь устройства управления с процессором или ка­ налом и в него передается считанный знак. Цифрой 6 обозначен узел передачи информации в процессор или канал.

Н а аналогичном принципе основано устройство управления ап­ паратом ввода информации с перфокарт. Для считывания информа­

430

ции по позициям перфокарты регистр приема-передачи информации имеет 12 разрядов, а для считывания по колонкам— 80 разрядов. В последнем случае передача информации в процессор или канал происходит последовательно-параллельным кодом за несколько так­ тов. Аппараты ввода информации с перфокарт и перфолент вместе с их устройствами управления выполняют следующие типичные при­ казы: чтение; перемотка перфоленты; чтение с укладкой карт в опре­ деленные приемные карманы; передача состояния.

7-3. УСТРОЙСТВА ВЫВОДА ИНФОРМАЦИИ НА ПЕРФОКАРТУ И ПЕРФОЛЕНТУ

Аппараты вывода информации на перфоленты и перфокарты про­ изводят с помощью электромагнитов, управляющих пробивными пу­ ансонами, пробивку отверстий на перфоленте или перфокарте. В аппарате вывода на перфоленту используются электромагнит про­ бивки синхроотверстия и от пяти до восьми кодовых электромагни-

Рис. 7-7. Узел перфоратора для вывода информации на перфоленту.

/ — главный вал; 2 —опорный подшипник; 3 — ударная планка; 4 — длин­ ный шарнирный рычаг; 5 — короткий шарнирный рычаг; 6 — направляющий рычаг; 7 — пробивной пуансон; S—стопорная собачка; 9 — приводной элек­

тов в зависимости от числа дорожек на перфоленте. Скорость пер­ форации из-за инерционности движущихся частей ограничена. Сов­ ременные перфораторы работают со скоростью нескольких десятков знаков в секунду, а самые быстродействующие из них — со скоро­ стью до 300 аналогов)сек. Одновременно пробиваются синхроотвер­

431

стия и все необходимые кодовые отверстия на данной строке. Для пробивки слога на перфоленте устройство управления должно вклю­ чить электромагнит пробивки синхроотверстия и электромагниты, со­ ответствующие тем разрядам перфоленты, где должны быть про­

Рис. 7-8. Механизм для пробивки перфокарт.

/— ѵларняи планка; 2 — пробивной пѵансон; 3 — про­

бивной электромагнит; 4 —'собачка (выступ рычага);

5 — промежуточная установочная планка, 6—шарнир­ ная іяіа. /— промежуточный рычаг; Я— матрица; 9 —направляющая гребенка 10 — восстанавливающая планка; // перфокарта.

Максимальный ход пробивных пуансонов равен примерно 2 мм. Главный эксцентриковый вал показан в нижнем положении. Если электронная схема, которая управляет приводным электромагнитом 9 механизма для перфорации первого разряда, выдает сигнал, необ­ ходимый для срабатывания электромагнита, то при притягивании ею якоря стопорная собачка 8 поворачивается и освобождает длин­ ный шарнирный рычаг При этом длинный 4 и короткий 5 шарнирные рычаги ведут себя как одно целое и полностью передают перемеще­ ние кулачка на пробивной пуансон. Такое перемещение достаточно

432

для пробивки отверстия в перфоленте. Приводной электромагнит ме­

и стопорная собачка удерживает длинный шарнирный рычаг от пе­ ремещения. При этом, как показано на рисунке, он слегка повора­ чивается против часовой стрелки, а короткий рычаг, сочлененный с длинным шарнирным рычагом, поворачивается вправо

Так как часть хода обоих рычагов при смещении места их со­ членения вправо оказывается выбранной, то перемещение пробив­ ного пуансона будет недостаточным для пробивки отверстия в пер­ фоленте. Для привода механизма подачи перфоленты применяется такая же кинематическая схема, как в электромеханическом устрой­ стве для считывания информации с перфоленты, подача перфоленты происходит тотько после пробивки знака при срабатывании подаю­ щего механизма.

Аппараты вывода информации на перфокарту сссгоят из меха­ низмов пробивки, подачи, транспортировки и укладки перфокарт. Все эти механизмы, кроме механизма пробивки, аналогичны подоб­ ным механизмам в аппаратах ввода информации с перфокарт. Про­ бивка информации на перфокарте может производится либо поколонно, либо попозиционно. При поколонной пробивке отверстия про­ бивают 80 пуансонов, которые управляются 80 электромагнитами, при попозиционной — 12 пуансонов. Наиболее часто в выходных пер­ форирующих устройствах применяется поколонная пробивка перфо­

приводимой от главного двигателя. В электромагниты тех разрядов, где надо произвести пробивку, подается небольшой удерживающий

межуточные рычаги 7. Главная планка в этом случае через промежу­ точный рычаг давит на пробивной пуансон, который, перемещаясь, пробивает отверстие в перфокарте. Для такого пробивного механизма требуются электромагниты с меньшей силой тяги, чем в случае, когда электромагниты непосредственно воздействуют на пуансоны.

В пробивном механизме перфокарта движется прерывисто и останавливается на каждой из 12 позиций. Прерывистое движение перфокарты обеспечивает механизм с мальтийским крестом.

Во время пробивки перфокарты необходимо подавать более точ­ но, чем при считывании Поэтому в механизме подачи некоторых перфораторов имеется специальное выравнивающее устройство, в ко­ тором перфокарта на небольшое время освобождается от подающих роликов и точно устанавливается относительно пробивных пуансо­ нов Скорость работы современных перфораторов карт составляет 60—300 карт в минуту.

Устройства управления аппаратами вывода информации на перфоленты и перфокарты

Эти устройства осуществляют прием информации из процессора или канала и ее преобразование (если это необходимо), а также уп­ равляют пробивным механизмом и механизмом транспортировки но­

сителя информации.

Н а рис. 7-9 показана блок-схема устройства для управления выводом информации на перфоленту. После записи в регистр команд 1 приказа, указывающего особенности операции вывода, пе­ редается информация, которая записывается в семиразрядный ре­ гистр приема. Затем устройство управления через усилитель 2 вклю­ чает муфту привода. Одновременно включаются усилители 4 элек­

тромагнитов пробивного ме­ ханизма. Ток поступает в электромагниты, соответст­ вующие триггеры которых находятся в состоянии еди­ ница. После пробивки от­ верстий на перфоленте она перемещается на один шаг. Об окончании перемещения сигнализирует импульс об­ ратной связи, который, по­ ступая в устройство управ­ ления, запирает усилители электромагнитов пробивно­ го механизма и усилитель муфты привода. Для выво­ да следующего знака необ­ ходимо вновь подать коман­ ду из процессора или ка­ нала и повторить описан­ ный выше цикл работы.

Устройства для управ­ ления аппаратами вывода информации на перфокарту

принципиально не отличаются от рассмотренного выше устройства. В этом случае регистр приема должен иметь 12 разрядов при вы­ воде информации по позициям или 80 разрядов при выводе инфор­ мации по колонкам. Соответственно у пробивного механизма дол­ жно быть 12 или 80 электромагнитов.

Однако при выводе информации на перфокарту усложняется связь с процессором или каналом, так как информация для следую­ щей колонки или позиции должна передаваться из процессора или канала сразу после пробивки предыдущей. Это вызвано тем, что в устройстве вывода информации на перфокарты перфокарта не мо­ жет останавливаться на каждой колонке или позиции. Остановка производится только после пробивки всей перфокарты.

Аппараты вывода информации на перфоленты и перфокарты вместе с их устройствами управления выполняют следующие прика­ зы: пробивка перфолент или перфокарт; пробивка перфокарт с ук­ ладкой в определенные карманы; передача состояния.

434

7-4. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЗНАКОПЕЧАтАЮЩИЕ

УСТРОЙСТВА

Все современные большие и малые вычислительные машины и системы имеют в своем составе печатающие устройства. Эти уст­ ройства позволяют получать в виде документов результаты обработ­ ки данных в удобной для восприятия человеком цифровой и знако­ вой формах. В настоящее время существует много различных типов печатающих устройств, предназначенных для этой цели. Они разли­ чаются принципами работы, быстродействием и стоимостью. Исполь­ зование того или другого типа печатающего устройства для вывода информации из Ц В М зависит от конкретных условий работы данной вычислительной машины.

Наиболее распространенными являются электромеханические пе­ чатающие устройства, которые по принципу своей работы могут быть разделены на две основные группы. Одна группа устройств фикси­ рует поступающую информацию последовательно знак за знаком (устройства последовательной печати). Устройства другой группы од­ новременно фиксируют целую строку или часть строки (устройства параллельной или строчной печати).

Как правило, печатающие устройства не успевают фиксировать информацию со скоростью получения результатов в вычислительной машине. В этом случае в составе устройства вывода должен быть блок промежуточного запоминающего устройства (ЗУ) для хранения поступающей информации. В устройствах последовательной печати такое ЗУ обычно рассчитано на хранение только одного печатного знака, в то время как в устройствах параллельной печати необхо­ димо хранить целую строку или часть строки. Устройства параллель­ ной печати по быстродействию превосходят устройства последова­ тельной печати. Однако из-за необходимости иметь сравнительно большую промежуточную память, сложные блоки управления, уст­ ройства синхронизации и другую дополнительную аппаратуру уст­ ройства параллельной печати оказываются значительно сложнее и дороже, чем устройства последовательной печати.

Из устройств последовательной печати наиболее распространены электрифицированные пишущие машинки и телеграфные аппаратытелетайпы. Телеграфные печатающие аппараты применяются в теле­ графии на протяжении многих десятилетий и представляют собой хорошо отработанные недорогие и надежные печатающие устрой­ ства. Для связи их с устройством управления требуется всего лишь два провода. Это позволяет удалять телетайпы от него на значитель­ ные расстояния. Наличие клавиатуры, с помощью которой располо­ женные на ней знаки могут быть преобразованы в токовые посылки, а также наличие в большинстве случаев перфорирующих приставок для пробивки перфоленты дает телетайпам дополнительные преиму­ щества. Это позволяет использовать телетайпы для ввода информа­ ции с клавиатуры и предварительного нанесения информации на пер­ фоленты для последующего ввода в машину.

рирующую приставку, которая производит пробивку отверстий в пер­ фоленте одновременно с печатью знака. Нормальная техническая скорость печати выводимой информации до 400 знаков в минуту.

Конструктивно телетайп состоит из двух основных узлов передат­ чика и приемника. Передатчик имеет клавиатуру и кодовые контак­ ты. При нажатии одной из клавиш кодовые контакты, коммутируя линию, на которую они работают, посылают в нее в виде электриче­ ских импульсов последовательный код данного знака. Поступающие в приемник импульсы могут быть выработаны своим собственным передатчиком, передатчиком другого телетайпа, вычислительной ма­ шиной н т д. В соответствии с поступающим кодом знака приемник выбирает необходимый литерный рычаг, а затем производит печать знака Для работы аппарата необходимо поддерживать в линии ток

величиной 40—50 ма.

Л

Рис. 7-11. Схема соединений телеграфного аппарата с датчи­ ком информации.

/—катушка электромагнита; 2—кон­ такты передатчика; 3 — источник питания.

Рассмотрим более подробно принцип работы телетайпа. В аппа­ рате применен пятизначный международный код № 2 (см. § 2-9). Каждому знаку соответствует своя определенная комбинация, со­ стоящая из пяти разнополярных импульсов (посылок) одинаковой продолжительности, равной примерно 20 мсек.

Комбинации кода могут быть получены путем последовательно­ го замыкания и размыкания цепи электрического тока. В этом слу­ чае комбинация кода каждого знака будет образована из сочетаний токовых и бестоковых импульсов. Комбинации кода могут быть обра­ зованы также из сочетаний импульсов тока положительного и отри­ цательного направления.

Пятизначный код имеет 32 различные комбинации. Для печати текстовой информации необходимо иметь 57 комбинаций импульсов, соответствующих буквам русского и латинского алфавитов, 10 ком­ бинаций для цифр и 11 для знаков препинания, т. е. всего 78 комби­ наций. Поэтому в телеграфных аппаратах одна и та же кодовая комбинация присваивается для знаков двух или грех различных групп. Например, одинаковые комбинации импульсов могут иметь русские буквы, латинские буквы, цифры или знаки препинания.

Принадлежность кодовой комбинации к этой или другой группе определяется служебной, так называемой регистровой комбинацией сигналов. Телеграфные аппараты обычно имеют шесть служебных

436

комбинаций сигналов: три регистровых и по одной для пробела, воз­ врата каретки и перевода строки.

Для пуска и остановки наборной муфты приемной части аппа­ рата должны подаваться еще два служебных импульса, из которых один импульс пуска (стартовый)— бестоковый, а другой импульс остановки — токовый. Стартовый импульс передается перед кодо­ выми импульсами, а импульс остановки — после передачи кодовых импульсов.

Таким образом, для приема одного знака в аппарате предусмот­ рено всего семь импульсов, а именно: стартовый импульс, пять рабо­ чих кодовых импульсов и импульс остановки. Импульс остановки обычно в полтора раза длиннее кодового, а пусковой равен кодо­ вому импульсу. На рис. 7-10 показано распределение электрических

стороны аппарата, так и со стороны датчика информации. Электрические импульсы, соответствующие кодовой комбинации

знака, последовательно передаются от датчика информации к теле­ тайпу. Датчиком информации может быть передатчик другого теле­

437

Приемная Часть аппарата, состоящая из неполяризованного электромагнита и наборного устройства, принимает комбинацию электрических импульсов и превращает ее в комбинацию механиче­ ских перемещений селекционных линеек. Электромагнит аппарата уп­ равляет работой приемной наборной части при пуске, наборе линеек

и остановке. Когда телетайп находится в состоянии покоя, в цепи питания электромагнита про­

текает ток через датчик инфор­

чивается, и его якорь под дей­ ствием пружины отбрасывается

цепь питания электромагнита. Под действием этого тока якорь элек­ тромагнита притягивается к сердечнику, и приемный механизм при­ водится в первоначальное положение, т. е. останавливается.

Эта операция повторяется для каждого выводимого на печать знака. Частота следования знаков ограничивается временем сраба­ тывания механизма телеграфного аппарата и не должна превышать

6— 10 гц.

Для транспортировки бумаги на вход приемника подается спе­ циально для этой цели предусмотренная кодовая комбинация им­ пульсов. Это вызывает соответствующее перемещение селекционных линеек, которые воздействуют на рычаг первода строки. Рычаг пере­ вода строки перемещает собачку храпового механизма, храповик которого жестко закреплен на покрытом резиной печатающем ва­

438

лике. К валику постоянно прижата бумага, и валик, вращаясь от воздействия собачки, перемещает бумагу.

Н а рис. 7-13 показана схема устройства управления выводом информации на телетайп. Это устройство принимает информацию по слогам из канала, хранит каждый слог в течение времени, необ­ ходимого для его печати,' преобразовывает информацию из парал­ лельного кода в последовательный, осуществляет управление элек­ тромагнитом приемника телетайпа. Знак, подлежащий печати, запи­ сывается в пятиразрядный регистр устройства 3. С приходом импуль­ са «Начало печати» триггер 7 устанавливается в состояние нуля, вырабатывая стартовую посылку в электромагнит приемника теле-

Рис. 7-14. Схема включения электрифицированной пишу­ щей машинки.

1 — дешифратор; 2 — усилители возбуждения электромагнитов;

3 — электромагниты привода литерных рычагов; 4 — выводимая информация; 5 — синхроимпульс из устройства управления.

импульсы сдвига и в первый разряд регистра последовательно сдви­ гается информация, хранимая в остальных его разрядах. Таким об­ разом, при каждом из пяти сдвигов усилитель мощности последова­ тельно управляется информацией, находящейся в регистре. После пятого сдвига триггер устанавливается в состояние единицы, посы­ лая импульс остановки в электромагнит приемника телетайпа. Че­ рез 30 мсек после начала формирования посылки сигнала остановки можно возобновить цикл работы телетайпа. Эту выдержку должна обеспечить схема выработки импульса начала печати.

Для управления телетайпом необходима весьма жесткая син­ хронизация импульров во времени. Длительность импульса печати и

439