Устройство для обучения основам вычислительной техники

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ою 156468 А 09 В 23 1(5 хе- раоенчилок 15,енет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1394222, кл, С 09 В 23/18, .1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОСНОВАИВЬЯИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ(57) Изобретение относится к учебнолабораторному оборудованию, можетбыть использовано в учебном процессе,в конструкторских бюро для моделированияи отладки дискретных устройств,псстроенных на интегральных микро мах, и позволяет расширить дидакт ческие возможности и повысить быс действие устройства за счет умень ния временных затрат на идентиика гоночных ситуаций путем введения вой дисциплины - автоматической ид тиикации гоночных ситуаций. Устро ство содержит пульт 1 оператора, б 2 предъявления информации внешних входных сигналов, коммутатор 3, на борное поле 4, логические элементь блок 6 памяти. Пульт 1 содержит г ратор 7 одиночных импульсов, генер тор 8 непрерывной последовательнос1564682 импульсов) генератор" 9 нуля) переключатель 10, элемент И 11, управляющую лавиатуру 12, регистр 13, блок 14 онтроля гонок. Блок 14 содержит ком 5 Мутатор 15, группу элементов 16 сло-жения по модулю два и группу индикаторов 17, постоянный запоминающий блок 18, переключатель 19, триггер О, генератор 21 непрерывной последо ательности импульсов, индикатор 22, лемент И 23 и блок 24 звуковой сигИзобретение относится к учебноабораторному оборудованию и можетыть использовано в учебном процессе, 20также в конструкторских бюро дляоделирования и отладки дискретныхстройств, построенных на интегральых микросхемах.Целью изобретения является расшиение дидактических возможностей устойства с сокращением времени на обуение и уменьшением времени идентифиации гоночных ситуаций,На Фиг.1 изображена функциональная 30хема предлагаемого устройства длябучения основам вычислительной технии; на фиг.2 - временные диаграммы раоты блока контроля гонок.Устройство для обучения основамвычислительной техники содержит пульт;1 оператора, блок 2 предъявления инормации (внешних входных сигналов),оммутатор 3, наборное поле 4, логические элементы 5 и блоки 6 памяти,Пульт 1 содержит генератор 7 (одиночных импульсов), генератор 8 (непрерывной последовательности импульсов),генератор 9 (нуля), переключатель 10,элемент И 11, управляющую клавиатуру 4512, регистр 13 и блок 14 контроля гонок. Блок 14 содержит группу элементов 16 сложения по модулю 2, индикатор 17, блок 18 постоянной памятипереключатель 19, триггеР 20) генератор 21 (непрерывной последовательности импульсов), индикатор 22, элементИ 23, .блок 24 звуковой сигнализации,Логический элемент 5 содержит коммутатор 25 логический узел 26 инди) )55катор 27 и коммутатор 28, Блок 6содержит коммутатор 29, элемент, 30памяти, коммутатор 31, индикаторы 32,, 33 и узел 34 прогнозирования. Узел 34 нализации. Элемент 5 содержит коммутатор 25, логический узел 26, индикатор 27 и коммутатор 28, Блок 6 содержит коммутатор 29, элемент 30 памяти,коммутатор 31, индикаторы 32, ЗЗ иузел 34 прогнозирования. Каждый узел34 содержит инвертор 35, элементы И36, 37, элемент ИЛИ 38. Индикаторы32 и 33 конструктивно объединены вузел 39 индикации, а элементы 16в сумматор 40. 2 ил,содержит инвертор 35, элементы И 36,37, элемент ИЛИ 38. Индикаторы 32и 33 конструктивно объединены в узел 39 индикации, а элементы 16 в сумматор 40.Устройство для обучения основамвыиислительной техники работает следующим образом.Обычный Режим работы,Обучаемый, решив задачу логического синтеза функциональной схемы позаданным условиям работы, набираетее на наборном поле 4 из модулейэлементов 5 и блоков 6 с помощью соединительных проводов (не показаны),соединяющих коммутаторы 3, 25, 28,29 и 31 в соответствии с получаемойфункциональной схемой. После этогоон нажимает кнопку переключателя 19для установки триггера 20 в нулевоеположение, обеспечивающее прохождениеразрешающего сигнала на элемент 11и запрещающего - на элемент 23, Для построения математической модели синтезированного автомата обучаемый при помощи генератора 9 устанавливает элементы 30 по входам в состояние, соответствующее коду первой строки таблицы переходов выходов. Это состояние в двоичном коде отображается на индикаторах 32.Затем обучаемый подает входные сигналы при помощи управляющей клавиатуры 12, Регистр 13 устраняет дребезг контактов клавиатуры и воздействует через блок 2, который отображает двоичный код входного. сигнала,на внешние входы автомата, подключенные к коммутатору 3. При этом узлы 34 воспринимают входные и выходные сигналы элементов 30. Инвертор 35 ин, вертирует сигнал с входа элемента30, элемент 36 производит операцию логического умножения над сигналами, поступающими с выхода инвертора 35 и выхода элемента 30. Элемент 37 про изводит операцию логического умножения над сигналами элемента 30. Элемент 38 производит операцию логического сложения сигналов, поступающих с выходов элементов 36 и 3.Реализованная узлом 34 Функция принимает значение "0" в том случае, если элемент 30 в последующем такте установится в нулевое состояние, при этом индикатор 33 не горит, а значе -11 11ние 1- в противном случае , при этом индикатор 3 3 горит . Поэтому , считывая инФормацию индикаторов 3 3 , обучаемый получает двоичную инФормацию, отмечаемую в каждой клетке таблицы переходов-выходов без дополнительных операций, только путем изменения комбинации входных сигналов. Это позволяет получить математическую модель синтезированного автомата, во время построения которой обучаемый производит отладку автомата, используя дополнительно индикаторы 27, отображащие выходные состояния каждого из узлов 26. Затем производится проверка выполнения заданных условий работы синтезированного автомата в синхронном ручном и автоматическом режимах, используя генераторы 7, 8 и переключатель 10, подавая сигналы синхронизации через элемент 11 на входы элементов 30 с коммутатора 3.Режим анализа правильности решения задачи безгоночного кодирования. Обучаемый, набрав на наборном поле 4 Функциональную схему разработанного дискретного устройства с решением задачи безгоночного кодирования и построив его математическую модель в соответствии с обычным режимом работы, соединяет с помощью соединительных проводов (не показаны) первый и второй выходы коммутаторов 31 с соответствующими парами входов коммута" тора 15. С первых выходов коммутаторов 31 снимаются сигналы у;( +1), соответствуюцие последующему (прогнозируемому) состоянию триггеров 30, где =1,п, а с вторых выходов комму-. таторов 31 второй грртпы устройства снимаются сигналы у:(е), соответствующие текуцему состоянию триггеров 30. После чего производится проверкавыполнения заданных условий работысинтезированного автомата в синхронном ручном и автоматическом режимахиспользуя генераторы 7, 8 и переключатель 10, подавая сигналы синхронизации через элемент 11 на входы элементов 30 с коммутатора 3 аналогичноработе прототипа (обычный режим работы) .Допустим элемент 30 первого блока6 переходит из единичного текущегосостояния, соответствующего у,(М,(Фиг,2 а) в нулевое следующее состояние у,(г+1) (Фиг.2 б), В то время,как элемент 30 памяти второго блока 6(не показан) остается в нулевом состоянии, как в С (Фиг,2 в), так и +1 20 тактах (Фиг,2 г), которым соответствуют сигналы уи у (С+1), а всеостальные элементы 30 не меняют своего состояния. Тогда лишь на выходеэлемента 16 появляется единичный сиг. 25 нал (Фиг,2 д), который поступает навход блока 18, высвечивая при этомсоответствуюций светодиод индикатора 17. Однако, поскольку на всех остальных входах блока 18 присутствуютсигналы 0, то на его выходе присутствует сигнал "0" (Фиг.2 ж), поэтому триггер 20 остается в нулевом (исходном) положении (Фиг.2 з), разрешая .прохождение сигналов от генераторов 7и 8 через переключатель 10 и. элемент 3511 (Фиг.2 л) для работы устройства.Однако, если обучаемый при построении Функциональной схемы автоматадопустил ошибку, которая при проверке 40 прохождения сигналов приводит к одновременному изменению состояния болеечем одного элемента 30, то на выходахсоответствующих им элементов 16 (элемент 16 на Фиг.1 не показан) появля ются сигналы 1 (Фиг.2 д, е), постуЭпающие на соответствующие входы блока18 и высвечиваюцие соответствуюциесветодиоды индикатора 17Блок 18запрограммирован таким образом, чтопри поступлении на его входы двухили более единичных сигналов в любойкомбинации приводит к появлению наего выходе единичного сигнала(Фиг.2 ж), который переводит триггер 5520 в единичное состояние (фиг.2 з).В этом случае возбуждается прямойвыход триггера 20, который подаетразрешающий сигнал на второй входэлемента И 23, разрешая прохождение1564682 формула из обретения Ьф ффСоставитель А.Карлоедактор О,Спесивых Техред Л.Сердюкова Корректор Н,Ревск 163 Тираж 389 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 акаВНИИП 11 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 101 и мпульсов от генератора 2 1 фиг.2 и)в блок 24 (фиг,2 к), Кроме того, высвечивается индикатор 22,Сигнал "0" с инверсного выходатриггера 20 снимает разрешение на,прохождение импульсов от генераторов7 и 8 на блок коммутации 3 черезэлемент (фиг.2 л), блокируя тем самымРаботу автомата. После чего обучаемый 10проверяет правильность решения задачи,ыключает питание, повторно решаетзадачу синтеза, снова набирает на наорном поле функциональную схему изатем вновь проверяет выполнение заданных условий работы синтезированного автомата в синхронном ручном и ав,томатическом режимах. Устройство для обучения основам ычислительной техники, содержащее егистр, входы которого соединены с соответствующими выходами клавиату ы, а выходы - с соответствующими одами группы блока предъявления инрмации и соответствующими входами рвой группы наборного поля, первьй второй генераторы, выходы которых 30 соедийены с соответствующими входами йервого переключателя, третий .генератор, выход которого подключен к первому входу наборного поля, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения дидактических возможностейи повышения быстродействия устройстваза счет сокращения затрат временина поиск учебных ситуаций, в неговведены сумматор, группа индикаторов,блок постоянной памяти, второй переключатель, первый и второй элементыИ, триггер, четвертый генератор, блокзвуковой сигнализации и индикатор,вход которого соединен с единичнымвыходом триггера и одним входом второго элемента И, выход которого подключен к, входу блока звуковой сигнализации, а другой вход - к выходучетвертого генератора, К-вход триггера соединен с выходом второго переключателя, Б-вход - с выходом блокапостоянной памяти, а нулевой выход - ,с одним входом первого элемента И,другой вход которого подключен к выходу первого переключателя, а выход -к входу блока предъявления информациии второму входу наборного поля, входысумматора соединены с соответствующими входами второй группы наборногополя, а выходы - с соответствующимииндикаторами группы и с соответствующими входами блока постоянной памяти.