Устройство для обработки и ввода экспериментальных данных в вычислительную машину Советский патент 1979 года по МПК G06F3/04 

го взаимодействия, вход которого подключен к второму входу устройства, четвертый выход устройства соединен Ъ выходом блока оперативного отображения , третий вход блока сжатия и седьмой вход блока формирования машинных слов соединен с выходом блока сглаживания, восьмой вход блока формирования машинных cлoв соединен с выходом Яблока сжатия и четвертым входом блока оперативного отображения, пятый вход которого подключен к выходу преобразователя кодов 1. Сднако такое устройство обладает . ограниченньгми функциями эксйресс-анализа измерительной информации и не позволяет производить количественную оценку исследуемЕж процессов и зарегистрированных сигналов автономно от ЭВМ.: ,..,.. ; .,,-. Цель изобретения - повышение достоверности информации. Это достигается тем, что устройство с:одержит блок памяти, первый вход которого соединен с первым выходом блока компенсации временного сдвига, второй вход - с вторым выходом блока согласования и коммутации, третий вход - с выходом блока управления, а выход - информационными входами преобрайЪв атёля кодов, блока формирования маЫинных слов, блока контроля,. данных.,., блока, сглаживания и блока опе ративного отображения, блок статисти ческого анализа, первый вход которог подключен к выходу блока памяти, вто рой вход - к выходу блока управления а выход соединен с третьим входом бл ка Оперативного отображения, и блок дешифрации опознавательных данных, вход которого соединен с вторым входом блока компенсации временного сдв га, а вькод - с шестым входом блока управления На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства. Оно содержит блок 1 согласования и коммутации, блок 2 компенсации временного сдвига, блок 3 выбора каналов,блок 4 вы деления кода времени, блок 5 разрежения данных, блок 6 управления, пре обре13ователь 7 кодов, блок 8 формиро ;вания машинных слов, блок 9 сопряжения и вьгчислительной машиной, блок 10 контроля-Данньпс, блок 11 сглажива ния, блоц 12 сжатия, блок 13 оперативного отображения, блок 14 програм много взаимодействия, блок 15 дешифрации опознавательных данных, блок 16 памяти, блок 17 статистического анализа. Устройство функционирует следующим образом. На вход устройства через соответствующие (в зависимости от номенклатуры источников информации сменные мнтерфейсные карты блока 1 согласова tow и коммутации по командам из ЭВМ одключаются различные специализироанные внешние устройства (СВУ). При том СВУ условно подразделяются на адровые, с которых информация потупает в виде определенной периодической последовательности кадров, совокупность которых составляет информационный кадр (к ним относятся ногоканальные кодовые регистраторы различных типов, аппаратура передачи анных и др.), и бескадровые, к которым относятся преобразователи Аналог-код , частота-код, график-код и т.п. Информация с СВУ в виде слов различной разрядности в широком частотном диапазоне поступает на вход бло- . ка 1 согласования и коммутации, который; согласовывает источники информа ции с устрбйством и коммутирует ин- / форма:ционные потоки с СВУ в заданном направлении для анализа, обработки и ввода в ЭВМ.. С выходов блока 1 согласования и коммутаций информация в унифицированном по структуре виде поступает с i бескадровых СВУ непосредственнов .блок 16. памяти, с кадровых СВУ в блок 2 компенсации временного сдвига, который определяет знак перекоса, накапливает в буферных регистрах поступающее информационное слово и задержанным на определенную величину импульсом сопровождения выдает его в блок 16 памяти тем самым компенсируя временные сдвиги, которые возникают при воспроизведении измерительной информации с магнитных Лент (МЛ). Служебная информация (коды времени, огтознаватёльные данные, маркеры, синхроимпульсы, служебные отметки) поступает в бЛоки 3, 4, 5 и 15. Блок 3 выбора каналов предназна- I чен для выделения заданных каналов кадра, информация с которых должна ,быть занесена -в ЭВМ для обработки алгоритму, а также подвергается анализу и предварительной подготовке в устройстве. При этом разрадение на выбор заданных каналов вырабатывается в соответ ствии со структурой кадра последовательно, начинайте мл айшйхномеров. сигнал разрешения на выбор кангша. поступит в блок Г b управления, а код номера выбранного канала совместно с зарегистрированно Я в этом канале информацией - в блок 8 формирования машинных слов и блок 13 оперативного отображения. Блок позволяет воспринимать кадры с переманным количеством каналов, которое зависит от типа СВУ и может колебаться от нескольких десятков до шзскольких тьгсяч. Выбор определенных каналов проиэво,дится по командам из ЭВМ. При этом для хранения заданных номеров каналов используется оперативная память каналов. Разрешение на выбор каналов Поступает в блок 6 управления.

Блок 4 выделения кода времени используется в тех случаях, когда от ВУ поступает зарегистрированный в процессе эксперимента временной код, который в зависимости от типа СВУ фик сируется различными способами. Блок производит необходимые операции по выделению кода времени из последовательности опорных импульсов или из определенных каналов каДра при его канальной записи.

Также блок 4 выделения кода времени преобразует двоичный код времени в десятичный (для индикации), последовательный код в параллельный и подсчитывает его приращения для точной временной привязки при обработке.

При необходимости, параллельный код времени один раз в секунду или в каждом кадре выделяется в виде определенных служебных слов совместно с сформированным приращением и признаком времени в блоки 8 и 13 для последующей записи или оперативного отображения, в тех случаях, когда ввод информации в ЭВМ или ее анализ и обработка в устройстве Оггуществляется по заданному коду времени в интервале Тначало-Тконец, сигналы сравнения текущего и заданных кодов времени поступают в блок 6 управления разрешая и запрещая ввод информации в ЭВМ и ее обработку в устройстве. При этом временной интервал задается по ксяиандам из ЭВМ.

Блок 5 разрежения данных осуществляет дискретизацию поступающей в устройство информации, управляя ее прохождением в блок 16 и блойи 7, 8, 10, 11, 13, 17 устройства. Разрежение производится в соответствии с требуемыми режимами анализа, обработки и ввода в ЭВМ.

При этом, блок осуществляет анализ служебной информации: вьщеление и . подсчет служебных отметок, подсчет синхроимпульсов, маркеров, признаков времени. В зависимости от режима за данное количество информации обраба тывается и вводится в ЭВМ либо непосредственно после выделения очередной отметки, либо через заданный интервал. При этом по командам из ЭВМ задаются количество (серия) информационных слов, а для многоканальной информации количество кадров, обрабатываемых и вводимых в ЭВМ, или длительность интервала обработки и ввода в секундах, а также интервал запрета .на обработку и ввод (дискретность) . При отсутствии специальных отметок прореживания поступающей информации по определенному закону быть осуществлено программно из :ЭВМ. Сигналы разрешения на обработку

И ввод поступают в блок 6 управления.

Блок 6 управления обеспечивает {согласованное Функционирование всех узлов устройства, вырабатывая при помощи распределителя импульсов определенную последовательность управляющих (сигналов (микротактов). Кроме того, блок 6 управления производит анализ заданных начальных условий и по мере :ИХ исполнения разрешает псютупление

0 информации в блоки 7, 8, 10, 11, 13, 16 и 17.

Блок 7 преобразования кодов при соответствующем разрешении с блока 6. управления воспринимает и.нформаци-.

5 онные слова, поступающие из блока 16 памяти, преобразует их из двоичного в десятичный код и передает, в блок 13 оперативного отображения для индикации, выдачи на печатающее устройство . или дисплей.

0

Блок 8 фоЕ 1Ирования машинных слов для обеспечения прохождения информационных потоков от СВУ в выбранную ЭВМ произвоцит формирование маииинных слов определенной (в зависи ости от типа

5 ЭВМ) унифицированной. разрядности и структуры из информационных и служеб, ных слов различной (в зависимости от типа СВУ) разрядности и структуры, поступающих с блоков 16, 3, 4, 11 и

0 12. Для упрощения алгоритма поиска информации в памяти ЭВМ и обработки . выходная инфо змация из устройства содержит; служебные разряды, соответст,вующий код которых является признака5ми начала кадра,кода времени,опознавательных данных, сбойного слова, сбойного кадра и т.д. (данные признаки вырабатываются в блоках. 3, 4, 5, 10, 12 и 15 соответственно). С той же

0 целью в ЭВМ в виде определенных служебньпс слов могут выдаваться коды выбираемых каналов, диапазона каналов, зарегистрированного текущего времени с приращениет, а также служебные отметки. Блок 8 формирования машинных

5 слов позволяет осуществлять обмен с М как прлноразрядными машинными словами, так и побайтно. Для этого блок содержит схему побайтной раскомпоновки сформирр1ваннБ;1х из входной ин0формации машинных слов, которая используется для.взаимодействия с ЭВМ, имеющими побайтный режим обмена. Кроме того, в блоке 8 формируется контрольный код скомпонованных машинных

5 слов (для каждого байта), которые после выполнения заданных условий предварительной подготовки и ввода выдаются в ЭВМ.

Запись подготовленной в устройстве

0 информации осуществляется при помощи блока 9 сопряжения с вычислительной машиной, состоящего из сменных (в зависимости от типа ЭВМ) блоков взаимодействия, .что дает возможность

5 производить занесение поступающей СВУ информации в разнотипные ЭВМ, При этом блок.9 сопряжения с вычислительной машиной вырабатывает необходимые упра1еляю1цие сигналы для обеспечения требований стандартных интерфейсов ввода-вывода и организации информационного обменаустройства ,с ЭВМ б йс полйзованиёМ штатных каналов ЭВМ,-ЗапйсЪ информации производится прямым . доступом в оперативную память (ОП), Время записи одного информационного слова соизмеримо с циклом обращения ic Oil. 3BIil. Для обеспечейия программного в заюлодействйя СВУ и ЭВМ в ёлоке 9 ф зрМИЕ)У10:;ся определенные байты прерываний, кото1 аё выдаются , в ЭВМ в процессе обмена в зависимости от заданных условий вйЬДа и режймоё :фун;к-ционирования устройства и ЭВМ, / . Возможны различные режимы: йВЪда информации в ЭВМ, которые определяются частотным диапазоном информации от СВУ и программой обработки, .„ Во всех режимах адреса записи фор мируются в-каналахЭВМ, Управляющие воздействия вырабатываются в устройст ве в соответствии с требованиями стйндартнйх интерфейсов каналов ввод вывода ЭВМ. В частности, .после подготовки очередного слова (байта) s ЭВМ вьяается сигнал готовность,, по KOTopONfy аппаратурой к ан аи а виделяется ближащий цикл обращения к ОП ЭВМ, приостанавливается п)рЬцессь)- вырабатывается сигнал Прием информ и производится запись информационного Ьлова в ОП по сформированно му в канале адресу. Устройство подключается к каналам ЭВМ с помощью со ответствующих интерфейсных карт как инициативное внешнее устройство. Блок 10 контроля данных осуществляет экспресс-контроль достовернос ти поступающей от СВУ инфорйаШ1ии локализацию сбойных участков носителя путем анализа накапливаемых в бло ке It) информационных массивов в процессе побтупленйя дайнах от СВУ. При этом,производится подсчет и сравнение количества канальных синхроимпульсов в информационном кадре с заданным (в зависимостиОТ типа СВУ ин Формационный кадр содержит строго: оцределенное количествб каналов) . Ко личество сбойных кадров фиксируется в счетчике сбоев« Сбойные кадры отмз чающей специальными прийнакамии не вьвдаютсй в ЭВМ. Кроме того, блок 10 контроля данных осугцествляет подсчет поразрядных и общия контрольных сумм заданных информационных участков для анализа их Ka iecTBa, а также iippii3BOi(HT фильтрацию (устрайёНйе no мех) СИ, При ,наличии во входных инфо - МйЦЙоййых сЛо1вахкЬн рс Льнь1Х кодов Ьр Эйзведится их проверка на ч.етВОсть . .Количество сбойньк слов фик сируется в Счетчике сбоев. Результат контроля поступают в блок 13 для опёативного отображения.. Блок 11 сглаживания при наличии с соответствующего разрешения с блока . 6управления осуществляет устранение одиночных случайных выбросов значений исследуемого процесса, зарегистриройаннбгЬ в определенных, каналах информационного кадра, в темпе поступ-; лёний ийформации от СВУ, ВыбросогЯ считается значение, отличающееся от- предыдущего на величину, большую заданного в блоке 16 памяти приращения. При обнаружении выброса его значение заменяется на усредненное. Для промежуточного хратейия совокупности сглаживаемых параметров и заданных уставок йcпoльзyвтdй запоминающее устройство блока 16 памяти. Сглаженная информация поступает в блок 8 формирования машинных слов для занесения в блок 12 бжатия или в ЭВМ. Блок 12 сжатия под управлением блока 6 воспринимает измерительную информацию, предварительно сглаженнук в блоке 11, и осуществляет сокраще- . ние ее объемов и избыточности при вводе в ЭВМ или оперативном отображении. При этом производится эналйз характера изменения зарёгистрированЙых и определенных каналах информа- ционного кадра процессов и параметров. В случае плавного изменения : (текущее э.начение отличается от предыдущегона величину, менЬ1йую заданного в блоке 16 памяти приращения) разрешающий сигнал на выдачу информациив блоке 8 или 13 не формируется, а 11р йизвЬДится подсчет, количества запрещенных для ввода информационньах слов. Как только текущее значение превысит заданное приращение, а также при достийсении счетчиком пропущенных информационных слов заданного значения, в блоке 8 и 13 выдаются: текущая величина параметра, действительное приращение и число пропущенных слов, что необходимо Дли последующего Восстановления сжатой функции с сохранением временного масштаба, а также контр6ля верности вводимой в ЭВМ информации,- Для пр6мё)0Точного запоминания анализируемых параметров и хранения заданны с приращений используется блок 16 памяти. Влок 13 оперативного- отображения служит для экспресс-контроля поступающих из блоков 7, 12, 16 и 17 данных, Влок осуществляет выдачу выбранной информации на многоканальной графопостроитель. При этом информация выводится для каждого канала в.виде графика параметр по времени совмести о с оцифрованными служе ньтми отмеТками, Кроме того, производится документирование информации с заданных каналов кадра с помощью оператив9 . . 69 ногопечатающего устройства и устройства отображения - дисплея. При этом совместно .с информационными словами выдаются служебные отметки и признаки, коды текущего времени, номеров выбранных каналов. Согласование скороетей информационных потоков при ведаче данных .На печать и дисплей осуществляётся с помощью буферной памяти блока 16. Елок 14 программного взаимодейстВИЯ позволяет, осуществлять, управление работой СВУ и задание р ежимов функционирования устройства со стороны ЭВМ. Из ЭВМ выдаются в устройство управляю щие слова, содёржапчие коды операций, номера СВУ, коМстанты начальных уелоВИЙ и т.д. По командам из ЭВМ производится подключение СВУ, пуск, стоп, перемотка лентопрОтягных механизмов выбранных СВУ, а также задаются режимы анализа и обработки информации в уст ройстве, которые в случае автономно го от ЭВМ использования устройства могут быть заданы также с пульта управления блока 6. Блок 15 осуществляет восприятие и дешифрацию опознавательных данных (паспора) , зарегистрированных на информационном носителе В процессе эксперимента. К ним относятся с1 6рост регистрации, астрономическое время эксперимента, номер програямы си, номер режима и т.д. Блок пройзводит приведение опознавательньсс данных к унифицированному виду для опёраТивного отображения на индикаторнь1х Табло, а также осуществляет их анализ в соответствии с заданными условиями обработки и ввода в ЭВМ йнф ормацйй от СВУ/ Сигнал разрешения йа обработку и ввод информации по щжаору заданных опознавательных данных поступает в блок 6 управления. Дпй промежуточного хранения текущих значений опознаваТельных данных используется соответствующа;Я буферная память. При йеобходимостй, паспорт можеТ быть- . выведен на печатающее устройство, Дйсплей или в ЭВМ с определенным гфйзнаком. .i Блок 16 многофункциональной памйТй осуществляет буферизацию поступающей от СВУ измерйтельнрй ЙНФОРМЭ.ЦЙИ . с целью ее экспресс-контроля перед взодЬм в ЭВМ, обеспечения функцйоййрования блоков 11, 12 и 17, согЛасования скоростей поступления информаЦий от СВУ и вывода ее на относйтельho м ЭДЛгнно печатающее устройство а : Также для ввода накопленной в блоке информации в ЭВМ по иниигдаТиве самой ЭВМ.Занесение в блок 16 памяти йнформации, поступающей от блрков 1 и 2, осуществляется в различных режимах под управлением блока 6. Для обеспечения ввода в ЭВМ достоверной информации в блоке 16 памяти 336010 отводится два поля памяти, каждое из которых по объему равно информационному кадру. После заполнения первого поля запись данных-продолжается во второе поле памяти, а из первого прдя j по jpesy-nbTairari сонтро ля ё блоке 10 предвй ительно проверенная на четность и количество каналов в кадре информация либо вводится в ЭВМ, либо бракуется. После заполнения второго Q поля памяти запись продолжается в первое поле, а из второго поля вводится: в ЭВМ либо бракуется, для вывода инфор1лации на печатающее устройство йЛи Дисплей заданный массив пймйтй блока 16 заполняется ; информацией, прошедшей контроль на достоверность, после Чего иывся информации может быть осуществлен со скоростью, определяемой техническими возможностями печатающего у:стройства дисплея, прд управлением блока 6. для работы блока 11.сглаживания в блоке 16 отводится поле памяти объемом в три йнфЪрмаЦионных кадра для запоминания TeKyutKx значений заданных параметров и величин их приращёнйй. Сглаживание (устранение случайньос звыбросов) совокупности параметров, зарегистрированных в информаЦионном осуществляется ho 30 алгоритму, реализованному в блоке 11. ; Для блока 12 сжатия в блокё 16 бТвЬдиТся йоЛё пайяти . объемом в ЧсеТьфё информационных кадра для з апомйнанйя Текущих значений параметров, подлезкаадх : сжатию, и их приращений. Вс)ЗможнО устраненЙ информационной избыточности По созвокупнбсти парамет$)Ов, эарегйстрйрбвайных в инфор40 Ч онйом кадре, пЬаЛгО)йТму, реаяйзованному в блоке 12 сжатия, Для ввода в ЭВМ ййфсэрмации, накопленной в блоке 16, по инициативе саМой ЭВМ память бЛЬка 16 разбивается . на две ргшйые части. После заполнения первой половины памяти запись подготовленных для ввода-в ЭВМ данных : продолжается во в торгую половййу паМятй, а йЗ пройэ1вр1 |ится вывод информации в ЭВМ по- командам ЭВМ.;. после эаполй.ёняя второй половины паМятиэа;пис6данных продолжается в первую половинуj аиз второй производится йывод Накролённой ййформаций в и т.д. Данный режим работы блока 16 памяти позволяет осуществлять согЛасованне скрростей.поступлёййя в ЭВМ ин формацйонных потоков при обработке в . емп ввода. Кроме того, блок 16 йспоЛьЗуеТСя при )абЬте блока 17 ЬО статистического анализа, . Блок 17 статистического анализа функционирует слёдуздим образом, .В темпе поступления зйачений заданных параметров из блока 16 памяти 5 схема сравнения вычисляет величину приращения текущего значения К-го отсчета относительно заданного х которое поступает на сумматор, где осуществляется формирование суммы . всех приращений. Схема управления Производит подсчет числа принятых отсчетов 2 и вырабатывает сигнал сдви га вправб эначения сумматора на п двоичных разрядов. Полученная величина среднего значения параметра (JT) передается в выходной регистр. На втором этапе схема сравнения вычисляет величину приращения К-го . отсчёта относительно среднего значения параметра х. Величина прирагцения схему возведения в квадрат поступает в сумматор. Схема управления вырабатывает сигнал сдвига впразво .числа, находящегося в сумматоре, на h двоичных разрядов, а такж&-сйгнал пересылки полученного значения оцен ки дисперсии р в выходной сумматор. Полученные результаты поступают в блок 13 для оперативного отображения на печатающем устройстве Чди дисплее Введение в устройство блоков 15, 16 и 17 расширяет.его функциональные возможности и обеспечивает автономность применения для оперативной оце ки результатов натурных исследований и экспериментов на месте их проведения без ЭВМ. Все блоки устройства функционируют независимо друг от друга под конт ролем общего блока управления 6. Предлагаемое устройство для обрабогйи. И ввода экспериментальных данных в вьачйслительную машину позволяет; , ; , -производить количественную оценк исследуемых процессов и зареги.стриро ванных. сигналов путем получения их 1математичес1кого ожидания и дисперсии -осуществлять сглаживание, сжатие иоперативное отображение совокупнос параметров путем буферизации поступающих от СВУ инфогмационных потоков , - -организовать магистральный принЦип подключения широкого набора раз-, нотипных СВУ с помощью сменных интерфейсных карт; -производить дешифрацию и анализ опознавательных данных,зарегистрированных на информационном носителе; -осуществлять локализацию и отбраковку информационных кадров в темпе поступления информации от СВУ, -осуществлять оперативное отображение поступающих от СВУ данных с помощью видеотерминала-дисплея. t Формула изобретения Устройство для обработки и ввода экспёрймейтальных данных в вычислительную машину по авт. свид. О 541162, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности информа-. ции, он содержит блок памя и, первый вход которого соединен с первым выходом блбка компенсаций временнрго Сдвига, второй вход - с вторым выходом блока согласования и коммутации, третий вход - с выходом блока управления, а выход - с информационными входами преобразователя кодов, блока формирования машинных слов, блока контроля данных, блока сглаживания и блока оперативного отображения, блок статистичёскЪго анализа, первый вход которого подключен к выходу блока памяти, второй вход - к выходу блока управления, а выход соединен с третьим входом блока оперативного отображения , и блок дешифрации опознавательных данных, вход которого соединен с вторым выходом блока компенсй-ции .временного сдвига,- а выход - с. : шестым входом блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Г. Авторское свидетельство СССР 541162, М., Кл G 06 F 3/04, .01.10.75. (прототип).