книги из ГПНТБ / Бирюков Н.Е. Основы электронной вычислительной техники

Перфолента представляет собой плотную бумажную или целлу­ лоидную ленту, на которой, как и на перфокарте, числа изобра­ жаются системами отверстий. Часто применяются ленты шириной 5—6 мм, имеющие одну дорожку, и ленты.шириной 12 мм с двумя дорожками.

В ЭЦВМ «Урал» использована 35-дш целлулоидная перфо­ лента на 11 дорожек, а в ЭЦВМ «Минск-1» — телеграфная перфо­ лента шириной 17,5 мм на 6 дорожек. Разумеется, что для различ­ ных по ширине лент применяются разнообразные способы перфо­ рации кодов цифр.

Система кодирования информации на перфоленте ЭЦВМ «Минск-1» в двоично-десятичной и двоично-восьмеричной системе показана на рис. 76. Каждый знак вводимой информации пред­ ставляется на этой ленте в виде комбинации пробивок по пяти числовым и одной синхронизирующей дорожкам. Считывание ин­ формации с ленты для перезаписи в МОЗУ производится фото­ электрическим способом. При записи чисел и команд перфори­ руют шесть продольных дорожек, при этом каждый разряд числа или команды записывается по одной поперечной строке.

Пробивка на любой строке первой дорожки соответствует циф­ ре 1, на второй дорожке — цифре 2, на третьей — цифре 4 и на

пятой дорожке (для двоично-десятичного кода) соответствует цифре 8. Четвертая перфорированная дорожка ленты является до­ рожкой синхронизирующих импульсов работы всего вводного

120

устройства. Шестая перфорированная дорожка — это дорожка при­ знака записи и считывания в двоично-десятичном коде. В двоично­ восьмеричном коде эти функции выполняет пятая дорожка.

участков. Для этого имеются пробивки границы зоны: «начало зоны и конец зоны». По сигналу «начало зоны» массив чисел вво­ дится в машину через фотодиоды. Первая граница зоны представ­ ляет собой разрешение на прием информации. После этого сигна­ ла вся информация поступает в МОЗУ. Вторая граница зоны — останов машины.

Процесс вычислений в ЭЦВМ начинается только после приема, г. е. записи, информации в оперативное запоминающее устройство.

§ 37. УСТРОЙСТВО ВВОДА

Устройство ввода предназначено для ввода исходных числовых данных и инструкций программы в электронную цифровую вычис­ лительную машину. Числа и команды поступают во входное устройство в закодированном виде в строго определенной после­ довательности.

Ввод информации в ЭЦВМ осуществляется при помощи перфо­ лент, перфокарт пли магнитных лент. Устройство ввода должно преобразовать числовой код вводимой информации в последова­ тельность импульсных сигналов напряжения или тока, и передать эту информацию в оперативное запоминающее устройство.

Ввод информации обычно осуществляется не отдельными чис­ лами или командами, а целыми группами чисел. Количество чисел в группе определяется емкостью ОЗУ. В состав ввода группы чис­ ловой информации обязательно должны входить начальный и ко­ нечный адреса запоминающих ячеек ОЗУ, в которые будет запи­ сана данная группа информации. Устройство ввода имеет связь со всеми основными устройствами машины. Связь устройства ввода с ОЗУ очень часто осуществляется через арифметическое устрой­ ство. Эта связь необходима, так как в устройствах ввода в боль­ шинстве случаев используется последовательный или параллель­ но-последовательный способ расположения информации, а в опера­ тивном запоминающем устройстве числа записываются и считы­ ваются параллельным способом. Арифметическое устройство

вэтом случае играет роль преобразователя последовательной или параллельно-последовательной формы представления информации

впараллельную. Например, при вводе чисел в восьмеричной си­ стеме в МОЗУ ЭЦВМ типа «Минск-1» информация сначала запи­

сывается в 30-ти разрядный регистр арифметического устройства десятью триадами двоичного эквивалента. Из АУ числа записы­ ваются в МОЗУ в параллельном коде, т. е. всеми своими три­ дцатью двоичными разрядами одновременно.

121

у----(Ь г ~.--------^

(F—{ -ч

Рис. 77

Кинематическая схема фотоэлектрического устройства ввода ЭЦВМ «Минск-1» показана на рис. 77. Механизм фотоввода со­ стоит в основном из лентопротяжного механизма фотоввода и фотодиодного блока считывания.

Лентопротяжный механизм фотоввода предназначен для бы­ стродействующей системы ввода информации в ЭЦВМ. В данном устройстве ввода считывание информации с перфоленты происхо­ дит только при движении ленты в прямом направлении, т. е. от левой бобины к правой. Для повторного считывания, если в нем появится необходимость, в механизме предусмотрена обратная пе­ ремотка ленты.

Ведущий электродвигатель ЭДЯ вращается постоянно. Управ­ ление движением перфоленты осуществляется с помощью тормоз­ ного и прижимного соленоидов. Если возбужден тормозной соле­ ноид, то его якорь притягивается и отводит якорь прижимного со­ леноида. Тормозной соленоид удерживает перфоленту от продви­ жения.

Если необходимо протянуть перфоленту, то обесточивается тормозной соленоид и возбуждается прижимной. Якорь прижим­ ного соленоида притягивается, и прижимной ролик, механически связанный с якорем прижимного соленоида, прижимает перфо­ ленту к ведущему ролику. Начинается протяжка перфоленты.

Если необходимо перемотать перфоленту с правой бобины на левую, на панели устройства ввода нажимается кнопка реверса.

При этом ведущий электродвигатель начинает вращаться в об­ ратную сторону, обесточивается тормозной соленоид и возбуж­ дается прижимной, в результате чего лента перематывается с пра­ вой бобины на левую.

При намотке ленты на бобину, и при сматывании ленты с нее количество перфоленты на бобине непрерывно меняется, а следо­

ленты на нее с постоянной скоростью обеспечиваются следящими системами электродвигателей ЭД\ и ЭД2.

бина — ведущий электродвигатель ЭД3 образовался излишек лен­ ты. Тогда рычаг Рчх под действием пружины Прх пройдет вверх и замкнет контакт 3 с контактом 2, а затем и с контактом 1. Элек­ тродвигатель увеличит скорость вращения и излишек перфоленты намотается на левую бобину. Если же на участке электродвига­ тель ЭД\ — ведущий электродвигатель ЭД3 образуется недоста­ ток перфоленты, то рычаг Рщ под действием напряжения перфо­ ленты опустится вниз и замкнет контакт 3 с контактом 4, а затем и

123

контактом 5. Электродвигатель ЭД\ уменьшит свою скорость, и ве­ дущий ролик опять успеет дать запас ленты.

Следящая система электродвигателя ЭД2 действует анало­ гично.

Фотодиодный блок в основном состоит из фотодиодной головки и лампы подсвечивания.

Фотодиодная головка содержит 6' фотодиодов. В держателе фотодиодов имеется 6 отверстий диаметром 0,8 мм. Свет лампы подсветки через отверстия в держателе фотодиодов и отверстия на перфоленте засвечивает фотодиоды. Сигналы с фотодиодов по­ даются в блок формирования фотодиодных сигналов, где они пре­ образовываются в сигналы прямоугольной формы, после чего по­

2)скорость движения ленты — 2 м/сек;

3)скорость считывания информации — 750—800 знаков в сек;

4)выбег ленты после останова — 20—25 мм;

5)амплитуда считывания сигнала с фотодиода на нагрузку—

6—10 в.

В устройстве ввода имеется также блок синхронизации, кото­ рый служит для согласования во времени работы всех узлов элек­

тронного блока ввода и других устройств ЭЦВМ.

§ 38. УСТРОЙСТВО ВЫВОДА

Устройство вывода предназначено для печатания на бумажной ленте результатов вычислений в десятичной или восьмеричной си­ стеме счисления.

Устройство вывода обычно состоит из быстропечатающего ме­ ханизма п электронного блока вывода.

Одним из основных узлов быстропечатающего механизма яв­ ляется синхронный барабан с фотодиодным блоком считывания. Назначение синхронного барабана — в определении момента сра­ батывания печатающего молоточка быстропечатающего механизма соответствующей цифры десятичного или восьмеричного разряда. Это время определяется фотодиодным способом считывания сиг­ налов с синхронного барабана, для чего на барабане нанесены отверстия, соответствующие двоично-десятичному коду. Сверху над барабаном установлен фотодиодный блок, а внутри — лам­ почка подсвечивания. Развертка барабана с размещением отвер­ стий соответствующих кодов показана на рис. 78.

Одно из основных устройств электронного блока вывода — числовые логические дешифраторы несоответствия. Числовые де­ шифраторы предназначаются для преобразования двоично-деся­ тичного кода, поступающего с регистра арифметического устрой­ ства, в десятичный код пли для преобразования двоично-восьме­

124

на все 11 дешифраторов. С другой стороны на вторые входы всех дешифраторов поступает информация в обратном коде в виде потенциалов с регистра арифметического устройства. Высокий уро­ вень напряжения на выходе дешифратора появляется лишь в том случае, если коды двоичных разрядов, поступающие на соответ­ ствующие входы дешифратора с барабана и арифметического устройства, имеют противоположные полярности. При совпадении всех разрядов этих двух кодов из регистра А У (обратный) и син­ хронного барабана (прямой) дешифратор выдает сигнал на тиратронный усилитель мощности УМ для печатания соответствующей десятичной цифры.

Принципиальная схема тиратронного усилителя мощности с со­ леноидом для печатания одного разряда десятичной цифры пока­ зана на рис. 81. Схем таких усилителей— 11. Каждая схема деши­ фратора с усилителем за один оборот синхронного барабана печа­

126

Информация о положении или состоянии управляемого объекта поступает в виде непрерывных величин ср, ф, ц. Перед вводом в ма­ шину эти величины преобразуются в дискретные второй группой преобразователей П\.

Если значение ср, ф, ц отличаются в данный момент от требуе­ мых, то машина рассчитывает и выдает на выход дискретные ве­ личины Fь В2 и Д, которые преобразователи П2 подают на управ­ ляемый объект.

Рассмотрим некоторые методы преобразования непрерывных величин в дискретные и наоборот дискретных в непрерывные.

1.Преобразование непрерывных физических величин

вдискретные

Электронная цифровая вычислительная машина оперирует ди­ скретными величинами, т. е. числами, поэтому к характерным пре­ образователям непрерывных величин в дискретные относятся устройства типа «напряжение — число» и «вал — число».

Устройства этого типа обычно относятся к вре­ менным системам. На­ пряжение в них преобра­

зуется в интервал време­ ни, который затем изме­ ряется. Промежуток вре­ мени, подлежащий изме­ рению, всегда, будет про­ порционален количеству импульсов, вырабаты-.

ваемых высокостабильным генератором импульсов и подсчитанных счетчиком. Блок-схема такого преобразователя показана на рис. 83. Для его работы необходимо задать начало и конец про­ цесса измерения в виде импульсов. Эти управляющие импульсы УИХи УИ2 управляют триггером Т, который в свою очередь управ*

ляет клапаном В. На второй вход клапана поступают импульсы от генератора калиброванной частоты. Клапан В будет открыт в те­ чение измеряемого промежутка времени и пропустит на двоичный

начального и конечного управляющих импульсов выполняются обычно в таких схемах генератором линейной развертки и схемой сравнения Сх-Ср. Генератор линейной развертки — фантастрон вырабатывает пилообразное напряжение, которое подается на

128

один из входов схемы сравнения. На другой ее вход поступает пре­ образуемое напряжение. Схема сравнения, представленная на рис. 84, построена на двойном триоде. В момент совпадения срав­ ниваемых напряжений потенциал на выходе схемы падает, в ре­ зультате чего возникает соответствующий импульс. Таким обра­ зом, начало временного интервала, в который преобразуется на­ пряжение, определяется началом подачи линейной развертки, а ко­ нец — моментом совпадения напряжений.

ность импульсов. В состояние «О» триггер перебрасывается им­ пульсом, образующимся на выходе схемы сравнения. В результате подсчета импульсов в счетчике устанавливается число, которое яв­ ляется дискретным эквивалентом преобразуемого напряжения.

Наиболее характерным устройством для преобразования углов поворота механических валов в дискретные величины является устройство типа «вал — число». Угол поворота вала в этой системе