Устройство подготовки данных для ввода в вычислительную машину Советский патент 1978 года по МПК G06F3/00 

1

Изобретение отноеится к области вычислительной техники. Оно может быть использовано при построении устройств подготовки данных, получаемых при испытаниях и исследованиях сложных объектов, к обработке на электронных вычислительных машннах (ЭВМ) - в автоматизированных системах обработки данных.

К особенностям данных, получаемых прн испытаниях Н исследованиях сложных объектов, можно отнести сравнительно высокие скорости поступления, иаличие помех и несовместимость их структуры и форматов с принятыми в ЭВМ. Известны устройства подготовки данных к обработке на ЭВМ (1), {2, содержащие блок ввода данных, блок преобразования формата, буферную память, внешнюю память, блок управления и схему коррекции ошибок.

Устройство подготовки да иных () позволяет генерировать данные (с помощью клавишной панели), размещать их в заданные форматы и передавать во внешнюю паМяггь. Для подтверждения набранных данных перед их запоминанием в буферной памяти данные полностью представляются оператору для визуального контроля и исправлення вручную ошибок, т. е. производится содержательная коррекция неправильно набранных символов. Пе2

редама подготовленных в заданном формате данных начинается после подачИ команды вручиую.

Управление устройством, обнаружение и исправление ошибок оператор ведет вручную, что 5 снижает пропускную способность устройства. Кроме того, в устройстве проводится только содержательная коррекция ошибок.

Устройство 2} также включает схему знаковой коррекцни, которая позволяет проводить 1 содержательную коррекцию записываемого символа вручную (например, если вместо символа А оператор ошибочно ввел в устройство символ В и эта ошибка обнаружена, то оператор включает схему знаковой коррекции, стирает ложный символ и записывает на его место правильный символ), а также схему блочной коррекции. Последняя служит для изменения блока данных, уже переданных в буферную память. При этом оператор стирает блок данных, находящнйся в- буферной памяти, -без перезаписи во внешнюю память с тем, чтобы записать в буферную память новый {исправленный) блок данных.

Ннзкая пропускная способность устройства обусловлена тем, что ошибка корректируется вручную, а также тем, что применен только один блок буферной памяти (до тех пор

пока lUc содержимое этого блока не будет переписано во внешнюю память, запись в него ненозможна). Кроме того, в этом устройстве также проводится только содержательная коррекция сбоев.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок ввода данных, блок связи и преобразования формата, два блока буферной памяти, блоки сопряжения, внешней памяти и управления. Информационный выход блока вво да данных соединен с первым, входом блока связи н преобразования формата, два выхода которого соединены соответственно со входами блоков буферной памяти, выходы которых через блок сопряжения подключены ко входу блока внешней памяти. Выходы блока управления соединены соответственно с управляющими входами блоков ввода данных, сопряжения, блока внешней памятнСЗЗ.

Устройство работает следующим образом.

Байты данных поступают от блока ввода на блок связи и преобразования формата, который упаковывает их в заданные форматы (слова) и передает эти слова в один из блоков буферной памяти. Второй блок буферной памяти находится в начальный момент в режиме ожидания. После заполнения последней ячейки первого блока буферной памяти его выход соединяется со входом блока внешней памяти, и его содержимое переписывается в блок внешней памяти, а данные с блока ввода через блок с&язи и преобразования формата заполняют в это время второй блок буферной памяти. После заполнения последней ячейки второго блока буферной памяти происходит аналогичный процесс, т. е. данные со второго блока буферной памяти начинают переписываться в блок внешней памяти, а первый блок вновь начинает заполняться.

Таким образом, благодаря двухтактному режиму работы пропускная способность устройства ограничивается только быстродействием блока памяти (буферной или внешней).

Недостатком устройства является его низкая эффективность при подготовке данных многоканальных измерений, имеющих кадровую структуру и, зарегистрированных в условиях помех, из-за сложности программ сортировки, и, , вследствие этого, больших затрат машинного времени на сортировку таких данных. Вследствие того, что тракты прямогб и обратного преобразования информации (регистрации и воспроизведения) вносят различного рода помехи, достоверные значения измеряемых параметров и служебных символов поступают на вход устройства подготовки- данных с примесью помех (сбоев). При этом наблюдаются сбои содержательного характера, т. е. искажения физических значений измеряемых параметров. Наиболее опасными для устройства подготовки данных являются сбои, относящиеся к синхроимпульсам, т. е. пропадание одного или нескольких синхроимпульсов в пределах кадра, возникновение на дорожке синхроимпульсов одного или нескольких импульсов помех (ложных синхроимпульсов) в пределах кадра.

Допустим, что число каналов в кадре равно 32, число байтов в слове 4, емкость блокабуферной памяти составляет 4096 слов, в одном блоке памяти размещено 512 кадров. При нормальной работе (без сбоев) измерения первого канала размещены в первом секторе 1, 9, 17, 25 ... 4089 ячеек блоков буферной памяти. Таким образом, для получения всей последовательности измерений, относящихся к определенному каналу, достаточно обратиться по заданным адресам. Кроме того, адреса последовательных измерений заданного канала одинаковы в каждом файле записи на блоке внешней памяти (инварианты по отношению к номеру файла), так как каждый файл вмещает целое число кадров.

Предположим теперь, что пропал синхроимпульс, соответствующий первому измерению второго канала.

При этом в первый сектор первого слова будет записано первое измерение первого канала, во второй -сектор - первое измерение третьего канала (а не второго, как при нормальной работе), в третий сектор - измерения четвертого канала, и т. д., т. е. происходит сдвиг на один сектор влево и к приходу импульса конца кадра последнее слово не сформировано т. е. в кадре выдано 7, а не 8 слов.

Аналогичная картина получается при появлении ложных синхроимпульсов, с той разницей, что сдвиг происходит вправо.

Таким образом, при наличии сбоев нарушается однозначное cooTBetcTBHe между адресом и номером канала в блоке памяти. Кроме того, каждый файл в блоке внешней памяти не содержит целое число кадров, т. .е. н ушается инвариантность адресов последовательных измерений заданных каналов по отношению к номеру файла. Это приводит к значительной сложности программ сортировки и соответственно к большим затратам машинного времени на сортировку данных.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем упрощения программ сортировки и уменьшения затрат машинного времени.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены ключ и блок восстановления структуры кадра, три входа которого соединены соответственно с первым лыходой блока ввода данных, третьим выходом блока связи и преобразоваиия формата и выходом блока управления, первый выход - со вторым входом блока связи и преобразования формата, второй выход -- с первым входом , второй вход которого соединен со вторым выходом блока ввода данных, а выход подключен. к третьему входу блока связи и преобразования формата.

Блок восстановления структуры кадра содержит узел задержки, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, нулевые входы которого соединены соответственно с выходом дешифратора и третьим входом блока. Единичный вход второго триггера соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого сое.динен со входом узла задержки и первым входом блока. Второй вход

через элемент НЕ соединен с выходом дешифратора. Нулевой вход второго триггера подключен к выходу дешифратора, единичный выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора. Выход второго элемента И подключен к первому выходу блока, второй выход которого соединен с выходом первого триг.гера, второй вход блока через счетчик соединен со входом дешифратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока восстановления структуры кадра.

Устройство содержит блок ввода данных 1, ключ 2, блок связи и преобразования формата 3, блок восстановления структуры кадра 4, блоки буферной памяти 5 и 6, блок сопряжения 7, блок внешней памяти 8 и блОк управления 9.

Блок восстановления структуры кадра содержит управляющие входы 10-12, выход 13 на ключ, выход 14 на блок 3 для выдачи имитационных синхроимпульсов, узел задержки 15, триггер J6, элемент НЕ 17, элемент И 18, дешифратор 19, триггер 20, счетчЙк 21, элемент И 22 и генератор 23.

Рассмотрим три случая работы устройства при подготовке данных, имеющих кадровую структуру: работу без сбоев, пропадание одного или нескольких синхроимпульсов в пределах кадра и возникновение одного или нескольких ложных синхроимпульсов в пределах кадра.

Перед началом работы во всех трех случаях с блока управления 9 на управляющий вход 10 блока восстановления структуры кадра 4 выдается управляющий сигнал, по которому блок 4 выдает запрещающий потенциал на управляющий вход 13 ключа 2, после чего запускается блок ввода данных I. Синхроимпульсы с блока 1 поступают на вход ключа 2,. импульсы конца кадра - иа вход 1 блока восстановления структуры кадра 4, а байты данных - на информационный вход блока связи и преобразования формата 3. Ввод данных с блока 1 может начаться с произвольного канала в кадре. Для того чтобы обеспечить ввод данных в устройство с первого канала в кадре, блок восстановления структуры кадра 4 поддерЖивает запрещающий потенциал на входе 13 ключа 2 до прихода первого импульса конца кадра. После этого на вход 13 ключа 2 поступает разрещающий потенциал, и синхроимпульсы Через ключ 2 начинают поступать на вход блока связи и преобразования формата 3. По первому синхроимпульсу блок 3 записывает соответствующий этому синхроимпульсу байт данных в первый сектор формируемого слова, по второму синхроимпульсу производится запись второго байта данных во второй сектор и т. д. до завери1ения формирования выходного слова заданного формата. После этого слово переписывается в один из блоков буферной памяти 5, 6,. а на вход 12 блока восстановления структуры кадра 4 выдается сигнал готовности слова. Число секторов выходного слова выбранр кратным числу каналов в кадре, т. е. кадр содержит целое число слов. Аналогично формируется второе Слово в кадре, третье и т. д. до последнего слова в кадре, после чего блок восстановления Структуры кадра 4 выдает запрещающий сигнал на вход 13 ключа 2. После 5 прихода импульса конца кадра снова выдается разрешение на вход 13 ключа 2, производится упаковка байтой данных следующего кадра в слова и их перезапись в блок буферной памяти (5, 6).

д Так проводится подготовка данных при отсутствии сбоев.

Устройство работает следующим образом.

При наличии сбоев при пропадании одного

или нескольких синхроимпульсов в пределах

кадра сигналы готовности слова поступают на

5 вход 12 блока восстановления структуры кадра 4, и подсчитывается число выданных в данном кадре слов. Если к приходу импульса конца кадра число выданных слов меньше требуемого (исходя из числа каналов в кадре и числа секторов в слове), то блок восстановления структуры кадра 4 имитирует .выдачу синхроимпульсов на вход 14 блока связи и преобразования формата 3 до тех пор, пока число выданных слов не достигнет требуемого, после чего имитация синхроимпульсов прекращается. В секторах СЛОВ; сформированных по имитационным синхроимпульсам, записаны нули. т. е. физические значения записей искажены (в пределах одного кадра), но структура записей сохраняется.

При возникновении одного или нескольких

ложных синхроимпульсов в пределах кадра. как и в первом случае, блок восстановления структуры кадра 4 подсчитывает число выданных в пределах кадра слов ц после выдачи заданного числа слов выдает запрещающий потенциал на вход 13 ключа 2 и запрещает таким образом, дальнейшее прохождение синхроимпульсов до прихода импульса конца кадра. После прихода импульса конца кадра блок восстановления структуры кадра 4 снимает запрет с входа 13 ключа 2,и синхроимпульсы, принадлежащие следующему кадру, снова поступают на блок связи и преобразования форматаЗ.

Блок восстановления структуры кадра 4 работает следующим образом. Перед началом работы на нулевой вход 10 триггера 16 подается управляющий потенциал и триггер 16 устаиавливается в состояние «О, а на его единич ном выходе 13 образуется запрещающий потенциал, который запрещает прохождение синхроимпульсов через ключ 2 до прихода первого импульса конца кадра (для того, чтобы подготовку данных можно было начать с первого канала в кадре).

Первый импульс конца кадра через блок задержки 15 по единичному входу устанавливает триггер 16 в состояние «I, на его выходе 13 появляется разрешающий потенциал, и синхроимпульсы начинают поступать на блок связи и преобразования формата 3. Байты данных упаковываются в слова и выдаются в блок буферной памяти (5, 6). Импульсы готовности

слова поступают на вход 12, подсчитываются