Обучающее устройство Советский патент 1981 года по МПК G09B7/07 

(54) .ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технику, в частност к обучающим системам, построенным на базе ЭВМ, и может быть использовано в качестве обучающего устройства для организации программированного обучения и контроля знаний учащихся в учебных заведениях по различным дисциплинам . Известно устройство, содержащее йвязанные соответствующим образом центральный логический блок с пультом преподавателя, пульты обучаемых, контрольное табло, блок выдачи учебной информации, блок вьщачи команд, .распределительный автомат с часовым механизмом, групповой аккумулятор от ветов, программньш блок задания кодов ответов, программные механизмы, блоки коррекции ответов, содержащие пороговые усилители и последователь. ную цепоч1 у сопротивлений, подключенную ко входной Цепи порогового эл мента, инициируемь(е контактами клавиш ввода ответов Llj. Однако устройство имеет ограниченные возможности и специализацию и обладает невозможностью обработки результатов контроля. Известно также устройство содержащее учебные классы состоящие из пультов учащихся, соединенных с коммутатором, а также связанные соответствующим образом распределитель кодов, блок ввода эталонных отводов, блок анализа, запоминающий блок и блок оперативной памяти, формирователь, блок регистрации, вычислительную машину, блок сопряжения, коммутатор классов, блоки считывания верных и ложных ответов, блок смены скорости работы, коммутатор подпрограмм, коммутатор опроса, г енератор управляющих импульсов, делитель частоты Г 2 . Однако в устройстве имеет место значительная сложность системы и отсутствие возможности оперативного управления познавательной деятельнос тью учащихся по результатам контроля знаний. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее пуль ты учапщхся, состоящие из блоков ввода ответов, элементов совпадения, триггеров состояния, регистров ответа и соединенные через коммутатор пультов с блоком памяти, а чере.з блок прерывания с электронной вычислительной машиной, а также связанные соответствующим образом счетчик введенных символов, блок управления ком мутатором, шифратор начального адреса. Устройство позволяет сократить аппаратурные затраты при реализации рабочего места обучаемого, а также снизить число линий связи между пуль тами учащихся и коммутатором {,3 j. Однако в устройстве имеет место у кая специализация за счет возможност организации только контроля знаний, а также значительный объем памяти дл хранения информации перед вводом в ЭВМ. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства за счет совмещения операций сбора и обработки информации. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее пульты обучаемых, входы которых через дешиф ратор адреса соединены с первым выходом первого блока программноj-o управления, второй .блок программного управления и блоки предъявления учеб ной информации, введены последбвател но включенные первый блок элементов ИЛИ, шифратор и второй блок элементо ИЛИ, три элемента ИЛИ, элемент И, fдешифратор сигналов управления элементов И, соединенный входами со вто рыми выходами первого блока программного управления, а выходом - с первым входом второго блока программного управления, второй вход которого через первый элемент ИЛИ подключен к выходам блока элементов И и второго элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами соответствующих блоков пред явления учебной информации, входы ко торых непосредственно и через дешифратор сигналов управления подключены со9,тветственно к первому и второму выходам второго блока программного управления, третьи выходы которого через элемент И соединены с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого блока программного управления, второй вход - к первому выходу второго блока элементов ИЛИ, а третьи входы - к первым выходам пультов обучаемых, вторые выходы которых соединены со входами второго блока элементов ИЛИ, вторые выходы которого подключены ко вторым входам первого блока элементов ИЛИ, соединенного выходом со вторым входом первого блока программного управления. На фиг. I изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема узла управления проектором. В обучающее устройство входят вычислитель 1 сбора данных, связанный шиной синхронизации с первым регистром 2 адреса и первым регистром 3 команд, информационные входы которых подключены к шине вывода вычислителя 1, являющейся первым входом блока 4элементов И, ко второму входу которого подсоединен первый дешифратор 5команд, одним входом связанный с регистром 3, а другим выходом - с входом узла 6 элементов И, второй вход которого подключен к регистру 2, а выход к дешифратору 7 адреса, каждый выход которого подключен к соответствующим элементам И 8 и 9, вторые входы которых подсоединены соответственно к прямому и инверсному выходу триггера 10 состояния, причем инверсный выход триггера 10 подключен 9 через элемент ИЛИ I 1 к шине прерываНИИ вычислителя, а входы подключены к выходу элемента И 8 и блоку 12 вво- да ответов, другие выходы которого связаны с регистром 13 слова, подключенным к входам блока 14 элементов И, к другому входу которого подсоединен элемент И 8. Выходы элемента И 9 и блока 14 подключены к одному из элементов ИЛИ 15, связанных между собой в последовательную цепочку. Первый выход последнего в цепочке элемента ИЛИ 15 связан с элементом ШШ 11 и через шифратор 16 - с входами блока 17 элементов ИЛИ, другие входы которого связаны со вторыми выходами элемента ШЮ 15, а выход блока 17 подключен к шине ввода вычислителя 1. Выход блока 4 подключен к шине ввода вычислителя I8 обработки данных и через элемент ИЛИ 19 к шипе прерывания вычислителя 18, связанной с регистратором 20, а шиной синхронизации, соединенной со вторым регистром 21 адреса и вторым регистром 22 команд, подключенным че реэ дешифратор 23 команд к элементу И 24, выходом связанного с элементом ИЛИ 1, а вторым входом - с шиной си хронизации вычислителя I, шиной вывода подключенного к регистрам 21 и 22 и первому входу 25 узла 26 управления проектором, выходы 27-30 которого шинами запуска правого и левого сдвига, и останова соответственно подсоединены к проектору 31, а вход 32 связан с дешифратором 33 сигналов управления, подключенным к регистру 21, причем выход 30 всех узлов 26 че ises элемент ИЛИ 34 соединен с входом элемента ИЛИ 19. Элементы И 8 и 9, триггер 10, блоки 12 и 14, регистр 13 входят в состав пульта 35 обучаем го. Узел 26 содержит регистр 36 управ ления, входы которого являются входа ми всей схемы управления, причем вхо 32 через-элемент 37 задержки подключен, шиной запуска к выходу 27, а вых ды 28 и 29 являются соответственно шинами левого и правого сдвига и свя заны с прямым и инверсным выходами, . соответственно, hepBoro разряда реги Стра 36, инверсные выходы остальных (разрядов которого через элемент ИЛИ 38 подсоединены шиной останова к вы ходу 30. Вычитающий вход регистра 36 связан со счетчиком кадра (не noKasa подключенным к фотоэлементу 39. Узлы 2б и проекторы 3J объединены в блоки 40 предъявления информации. Вычислитель 1, регистры 2 и 3, дешифратор 5 и узел 6 объединены в первый блок 31 программного управления, а вычислитель 18, регистратор 20, регистры 21 и 22 и дешифратор 23 объединены во второй блок 42 программного управления. Обучающее устройство работает сл дующим образом. Вычислитель 1, реализованный в микроэвмf содержащей арифметический блок, блок микроопераций, оперативное запоминающее устройство, устройство управления, схемы управления внешними устройствами, таймер, устройства обработки прерывания и интерфейсные карты печати, синхро.низации, ввода, вьшода и прерывания (не показаны содержит программу в автокоде, которая обеспечивает формирование на шинах интерфейсов сигналов обмена с внешними устройствами. Работая по программе, вычислитель 1 выставляет по шине вывода адрес внешнего устройства и код команды обмена. Эти коды формируются на регистгре 2 и регистре 3 соответственно. Дешифратор 5 расшифровывает содержимое регистра 3 и коммутирует блок 4 или узел 6. Если в регистре 3 записан признак команды Ввода, то адрес, содержащийся на регистре 2, через узел 6 поступает на входдешифратора 7, выходные шины которого подключены к пультам 35. Сигнал опроса с выхода дешифратора 7 поступает на элементы И 8 и 9 выбранного пульта 35, чем обеспечивается анализ состояния триггера 10 данного пульта 35. Триггер 10 устанавливается учащимся в единичное состояние с помощью блока 12, после набора на блоке I2 и занесения в регистр J3 кода ответа на полученное задание. Если триггер IО - в 1, fo с выхода элемента И В снимается сигнал, поступающий через элемент II на шину прерывания вычислителя 1, что обеспечивает подготовку вычислительной машины к приему информации. Кроме того, этот сигнал сбрасывает триггер 10 и открывает блок 14, через который информация из регистра 13 данного пульта 35 считывается в магистраль на базе блока элементов ИЛИ 15. С выхода последнего элемента ИЛИ 1;5 считанная информация через блок 17 поступает на шину ввода вычислителя I. Если триггер 10 в состоянии О, т.е. данный учащийся не вводил или не успел полностью ввести ответ, то открывается элемент И 9, импульс с которого снимается в магистраль и поступает через элемент ИЛИ 11 на шину прерывания вьиислителя 1, а также в. шифратор 16. Шифратор 16 обеспечивает кодирование сигнала заранее устаг . новленным кодом, означающим, что принятые данные не имеют смысловой ценности и могут быть использованы только для подсчета кванта времени решения данным учащимся задания. С шифратора 16 этот код поступает через блок 17 на шину ввода в вычислитель 1. Операция ввода заканчивается подачей по шине синхронизации вычислителя 1 импульса, устанавливающего регистры 2 и 3 в исходное нулевое состояние . После выполйения операций . ввода для всех пультов 35 вычислитель 1 переходит к вьшолнению команды вывода собранного пакета ответов учащихся. В регистре 3 устанавливается код команды вывода информации, по которому дешифратор 5 подключается к шине вывода вычислителя 1 блок 4, с которого выводимая информация npCTyinaeT через элемент ИЛИ 19 на ши ну прерывания вычислителя 18, чем обеспечивается перевод его на выполнение команды ввода. Информация с эл мента ИЛИ 19 поступает также на шину ввода вычислителя 18, содержащего программы ввода пакета из информацио ных посьшок,программы анализа и об.работки ответов, управления учебной информацией, содержащейся на проекто ,рах 31 учащихся и программу статисти ческой обработки. После выполнения команды ввода вы числитель 18 формирует на шине синхронизации сигнал, который через дешифратор 23 по коду команды ввода, хранимого на регистре 22, поступает через элемент 11 на шину прерывания вычислителя 1 и распознается как переход к выполнению команды ввода данных от пультов 35. В этот момент вычислитель 18 переходит к анализу полученных данных и подготавливает управляющую информацию для ответивших учащихся, содержащую адрес кадра информации на линейном програм моносителе учебной информации проект ра 31, связанного с двигателем (не показан). После подготовки пакета управляющей информации вычислитель 18 Переходит к команде вывода,.выпол няемой аналогично вычислителю 1. В регистре 22 устанавливается код кома ды, чем. обеспечивается запирание эле мента И 24, В регистре 21 устанавливается адрес узла 26. Код адреса расшифровывается дешифратором 33, ко торый передает сигнал Прием кода на выбранньш узел в регистр 36, выполненный по схеме, вычитающего счетчика с параллельными входами и выход ми. С шины вывода вычислителя 18 код адреса кадра новой учебной информаци поступает по шине 25 в регистр 36. По ис.течении необходимого времени дл приема кода, сигнал с элемента 37 по тупает по шине 27 на запуск двигателя проектора 31 и через элементы ИЛИ 34 и 19 на шину прерывания вычислителя 18, который переходит к выводу управляющей информации следующему учащемуся, если команда вывода не завершилась. С шины синхронизации вычислителя 18 на регистры 21 и 22 поступает сигнал, позволяющий записать новые значения адреса и команды. В этот момент двигатель проектора 31 протягивает ленту программоносителя в направлении, заданном состоянием первого разряда регистра 36. Фотоэлемент 39 фиксирует прохождение перфорационных отверстий программоносителя, формируя на входе счетчика импульсы. После каждого импульса с выхода счетчика на вычитающийся вход регистра 36 снимается импульс, и содержимое регистра 36 умень шается на единицу. В момент появления перед фотоэлементом 39 заданного кадра учебной информации содержимое регистра 36 равняется нулю, что фиксируется элементом ИЛИ 38, с которого по шине 30 снимается сигнал, останавливающий двигатель проектора 31. Учащийся приступает к работе с новой учебной информацией. Выполнение команды вывода вычислителя I8 производится совместно с ОПРОСОМ пультов 35, не выполнивших к этому времени задание, по управлению вычислителя 1. Отработка поиска новой учебной информации производится автономно узлом 26, т.е. команда вывода вычислителя 18 выполняется с электронной скоростью и не превышает по времени аналогичную команду вучислителя I. Для исключения- прерывания команды вывода вычислителя 18 от команды вывода вычислителя 1 при сложных условиях учебного процесса (простой ввод ответа и сложный анализ в вычислителе I в программе -ввода устанавливается признак окончания команды ввода не по п-опросам, а по п опросам, где С устанавливается оператором для каждого вида занятия отдельно (например, при контроле , обучение , практическая работа Е 3 и т.д. ) I По истечению времени, отведенногЬ на учебный процесс, вычислитель 18 обработки данных переходит на программу статистической обработки и вывода данных (числа ошибок, объема .изученного материала в кадрах, среднего времени решения задания) на регистратор 20 по шине интерфеса печати. Система оканчивает свою работу. Предлагаемое обучающее устройство имеет расширенные функциональные воз- можности и позволяет организовать режим обучения совместно с контролем знаний учащихся. Устройство повышает эффективность и скорость учебного про цесса за счет разделения операций сбо ра и обработки данных и их совмещения во времени. В устройстве применен nsl- Кетный режим обработки информации наиболее эффективный при обмене информацией в сетях ЭВМ, что позволяет использовать устройство в качестве звена сети обработки данных. Формула изобретения Обучающее устройство, содержащее пульты обучаемых, входы которых через дешифратор адреса соединены с первым выходом первого блока программного управления, .второй блок программного управления и блоки предъявления учеб ной информации, отличающеес я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, оно содержит последовательно вклю ченные первый блок элементов ИЛИ, шиф ратор и второй блок элементов ИЛИ, три элемента ИЛИ, элемент И, дешифратор сигналов управления и блок эле.ментов И, соединенный входами со вторыми выходами первого блока программного управления, а выходом - с nepiвым входом второго блока программного управленияJ второй вход которого через первый элемент ИЛИ подключен к выходам блока элементов И и второго элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами соответствующих блоков предъявления учебной информации, входы которых непосредственно и через дешифратор сигналов управления подключены соответственно к первому и второму выходам второго блока программного управления, третьи выходы которого через элемент И соединены с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого блока программного управления, второй вход - к первому вы Ходу второго блока элементов ИЛИ, а третьи входы - к первым выходам пультов обучаемых, вторые выходы которых соединены со входами второго блока элементов ИЛИ, вторые выходы ; которого подключены ко вторым входам первого блока элементов ИЛИ, соединенного выходом со вторым входом первого блока программного управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское -свидетельство СССР № I840l9, кл. G 09 В 7/02, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР № 654951, кл. G 09 В 7/02, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2545841/18-24, кл. G 09 В 7/07, 1978 (прототип).

27 ze гэ

Фнг.1