Устройство подготовки данных для ввода в вычислительную машину

(51) М. Кл.6 06 Р 3/00 Гасударатвеннмй комитет Совета Министров СССР но делам нэваретеннй н открытий(45) Датв опубликования описания 18, % та(72) Авторы изобретения Н. М. Проценко. и И. Н. Яковенко Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСГВО ПОДГОТОВКИ ДАННЫХ ДЛЯ ВВОДА В ВИЧИСЛИТЕЛЬНУЮ МАШИНУ1Изобретение относится к области. вычислительной техники. Оно может быть использова- но при построении устройств подготовки данных, получаемых при испытаниях и исследованиях сложных объектов, к обработке на электронных вычислительных машинах (ЭВМ) - в автоматизированных системах обработки данных.К особенностям данных, получаемых при испытаниях и исследованиях сложных объектов, можно отнести сравнительно высокие скорости поступления, наличие помех и несовместимость их структуры и форматов с принятыми в ЭВМ. Известны устройства подгртовки данных к обработке на ЭВМ 1, 2, содержащие блок ввода данных, блок преобразования формата, буферную память, внешнюю память, блок управления и схему коррекции ошибокУстройство подготовки данных 1 позволяет генерировать данные (с помощью клавишной панели), размещать их в заданные форматы и передавать во внешнюю память, Для подтверждения набранных данных перед их запоминанием в буферной памяти данные полностью представляются оператору для визу. ального контроля и исправления вручную ошибок, т. е. производится содержательная коррекция неправильно набранных символов. Пе 2редача подготовленных в заданном форматеданных начинается после подачи команды вруч.ную,Управление устройством, обнаружение и исправление ошибок оператор ведет вручную, чтоь снижает пропускную способность устройства.Кроме того, в устройстве проводится толькосодержательная коррекция ошибок.Устройство 2 также включает схему знаковой коррекции, которая позволяет проводитьсодержательную коррекцию записываемого символа вручную (например, если вместо символаА оператор ошибочно ввел в устройство символ В и эта ошибка обнаружена, то операторвключает схему знаковой коррекции, стираетложный символ и записывает на его место пра.15 вильный символ), а также схему блочной коррекции, Последняя служит для изменения блока данных, уже переданных в буферную память. При этом оператор стирает блок данных, находящийся в буферной памяти, без перезаписи во внешнюю память с тем, чтобы2 О записать в буферную память новый (неправ.ленный) блок данных,Низкая пропускная способность устройства обусловлена тем, что ошибка корректируется вручную, а также тем, что лрименен толь ко одни блок буферной памяти (до тех пориокя все солержнмое этого блока ие будет переписано во внеипсюю память, запись в не- го невозможна), 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, лва блока буферной памяти, блоки сопряжения, внешней памяти и управления. Информационный выход блока ввода лаиных соединен с первым. входом блока связи и 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 памяти 1 И.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 связи 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 прн 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 прямого 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 син. хроимпульсам, 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 калре равно 32, число байтов в слове 4, емкость блокабуферной памяти составляет 4096 слов, в одном блоке иямятн размещено 512 кадров, Прн5нормальссой работе (без сбоев) измерения первого кявяля размещены в первом секторе 1,9, 17, 254089 ячеек блоков буферной памяти. Таким образом, для получения всей послеловательности измерений, относящихсяк определенному каналу, достаточно обратиться по10 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 вмещаетцелое число кадров.15 Предположим теперь, что пропал синхроимпульс, соответствующий первому. измерениювторого канала,При этом в первый сектор первого словабудет. записано первое измерение первого канала, во второй .сектор - первое измерениетретьего канала (а не второго, как при нормальной работе), в третий сектор - измерениячетвертого канала, и т. д., т, е, происходитсдвиг иа один сектор влево н к приходу импульса конца кадра последнее слово не сформиро.р 5 вано, т. е. в кадре выдано 7, а не 8 слов,Аналогичная картина получается при появлении. ложных синхрокмпульсов, с той разницей, что сдвиг происходит вправо,Таким образом, при наличии сбоев нарушается однозначное соответствие между адресоми номером канала в блоке памяти. Кроме того, каждый файл в блоке внешней памяти несодержит целое число кадров, те. нарушается инвариаитность адресов последовательных измерений заданных каналов по отноше-нию к номеру файла, Это пркводит к значительной сложности программ сортировки и соответственно к большим затратам машинноговремени на сортировку данных,Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства путем упроще 40 ния программ сортировки и уменьшения затрат машинного времени.Поставленная цель достигается тем, что впредложенное устройство введены ключ и блоквосстановления структуры кадра, три входакоторого соединены соответственно с первым,выходом блока ввода данных, третьим выходомблока связи и преобразования формата и выходом блока управления, первый выход - совторым входом блока связи и преобразованияформата, второй выход - с первым входом5 О ключа, второй вход которого соедикен со вторым выходом блока ввода данны, а выходподключен, к третьему входу блока связи ипреобразования формата,Блок восстановления структуры кадра содержит узел задержки, выход которого сое 55 динеи с единичным входом первого триггера,нулевые входы которого соединены соответственно с выходом дешифратора и третьим входом блока. Единичный вход второго триггерасоединен с выходом первого элемента И, первыи вход которого соединен со входом узлазадержки и первым входом блока, Второй вход65через элемент НЕ соединен с выходом дешифратора. Нулевой вход второго триггера под.ключен 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 фнг. 1 представлена структурная схема устройства; на фнг. 2 - функциональная схема блока восстановления структуры кадра.Устройство содержит блок ввода данных 1, ключ 2, блок связи и преобразования формата 3, блок восстановления структуры кадр 4; блоки буферной памяти 5 и б, блок сопряжения 7, блок внешней памяти 8 и блок управления 9.Блок восстановления структуры кадра содержит управляющие входы 10 - 2, выход 13 на ключ, выход 14 на блок 3 для выдачи имитационных синхроимпульсов, узел задерж, ки 15, триггер 6, элемент НЕ 17, элемент И 18, дешифратор 19, триггер 20, счетчйк 21, элемент И 22 и генератор 23.Рассмотрим три случая работы устройства прн подготовке данных, имеющих кадровую структуру: работу без сбоев, пропадание одного или нескольких синхроимпульсов в пределах кадра и возникновение одного нли нескольких ложных сиихроимпульсов 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 3 ключа 2, после чего запускается блок ввода данных 1, Синхроимпульсы с .блока 1 поступают и вход ключа 2 импульсы конца кадра - иа вход 11 блока.восстановления структуры кадра 4, а байты данных - и 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 под- держивает запрещающий потенциал на входе 13 ключа 2 до приода первого импульса конца кадра. После этого на вход 13 ключа 2 поступает разрешающий потенциал, и синхроимпульсы через ключ 2.начинают поступать на вход блока связи и преобразования формата 3. По первому синхроимпульсу блок 3 записывает соответствующий этому сиихроимпульсу байт данных в первый сектор формируемого слова, по второму синхроимпульсу производится запись второго байта данных во второй сектор и т, д, до завершения 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 выбрано кратным числу каналов в кадре, т. е, кадр сО0098 6держит 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 зап. рещающий сигнал на вход 13 ключа 2. После прихода импульса конца кадра снова выдается разрешение на Вход 3 ключа 2, производится упаковка байтов данных следующего кадра в слова и их перезапись в блок буферной памяти (5, 6).Так проводится подготовка данных при от. сутствии сбоев.Устройство работает следующим образом.При наличии сбоев при пропадании одного или нескольких синхроимпульсов в пределах кадра сигналы готовности слова поступают на 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 (нсходя из числа каналов в кадре и числа секторов в слове), то блок восстановления структуры кадра 4 имитирует. выдачу сннхронмпуль. сов на вход 14 блока связи н преобразования формата 3 до тех пор, пока число выданных слов не достигнет требуемого, после чего имитация сннхроимпульсов прекращается. В сек. торах слов; сформированных по имитацион.ным 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 и после выдачи заданного числа слов выдает запрецающий потенциал на вход 13 ключа 2 н запрещает, таким образом, дальнейшее прохождение синхроимпульсов до прихода импульса конца кадра. После прихода импульса конца кадра блок восстановления структуры кадра 4 снимает зап рет с входа 13 ключа 2,и синхроимпульсы, принадлежащие следующему кадру, снова посту 25 35 пвт на блок связи и преобразования формата 3,Первый импульс конца кадра через блок задержки 15 по единичному входу устанавливает триггер 16 в состояние 1, на его выходе 13 появляется разрешающий потенциал, и сннхроимпульсы начинают поступать иа.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 2, подсчитываются Блок восстановления структуры кадра 4 работает следующим образом, Перед началом работы на нулевой вход 10 триггера 16 подается управляющий потенциал и триггер 16 устанавливается в состояние 0, а на его единичном выходе 13 образуется запрещающий потенциал, который запрещает прохождение синхроимпульсов через ключ 2 до прихода первого у импульса конца кадра (для того, чтобы подготовку днных можно было начать с первогоканала в кдре).6 О н как только выдается заданное число слов (соответствующее числу каналов в кадре), на выходе дешифратора 9 появляется управляющий сигнал, который устанавливает в состояние 0 триггер 6, на выходе 13 которого появляется запрещающий потенциал. Таким образом, в кадре формируется необходимое число слов, а все лишние синхроимпульсы на вход блока связи и преобразования формата 3 не попадают, Следующий импульс конца кадра снова устанавливает триггер 16 в состояние , и синхроимпульсы, соответствующие каналам нового кадра, снова начинают поступать через ключ 2 на блок связи и преобразования формата 3,Рассмотрим работу блока восстановления структуры кадра 4 для случая, когда к приходу импульса конца кадра сформировано число слов, меньше заданного. В этом случае на выходе дешифратора 19 присутствует, запрещающий потенциал. Этот потенциал через элемент ,НЕ 17 поступает на элемент И 18 как разрешающий, импульс конца кадра проходит элемент И 18 и устанавливает триггер 20 в состояние 1. Разрешающий потенциал с единичного выхода триггера 20 поступает на вход элемента И 22, и имитационные синхроимпульсы ст генератора 23 через элемент. И 22 проходят на блок связи и преобразования формата 3. Как только выдается число слов, соответствующее числу каналов в кадре, на выходе дешифратора 19 устанавливается разрешающий потенциал, который устанавливает триггер 20 в состояние О, и выдача имитационных, синхроимпульсов прекращаетея. Одновре. менно устанавливается в состояние 0 триг.- гер 16, поэтому для установки его в состояние 1 импульс конца кадра задерживается узлом задержки 15.Использование блока восстановления структуры кадра и ключа позволяет восстановить структуру кадра и обеспечить, таким образом, однозначное соответствие между адресами и номерами канаЛов в блоке внешней памяти, что приводит к значительному упрощению программ сортировки данных, а следовательно, к уменьшению затрат машинного времени на сортировку данных. образования формата и выходом блока управления, первый выход соединен со вторым входом блока связи и преобразования формата, второй выход - с первым входом ключа, второй вход которого соединен со вторым выходом блока ввода данных, а выход подключен к третьему входу блока связи и преобразования формата.а 2. Устройство по п, 1, отличающееся тем,. что блок восстановления структуры кадра содержит узел задержки, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, нулевые входы которого соединены соответствен-но с выходом дешифратора и третьим входом ф блока; единичный вход второго триггера соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен 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 кото рого соединен с выходом первого триггера,второй вход блока через счетчик соединен со входом дешифратора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент США3774164, кл. 340 в 1.5,М. кл, б 06 Г Ц 04, 1974.2, Патент США3833892, кл, 340 в 1.5,Формула изобретения Фиг 1 дписиоТираж 826 Ужгород, ул. Проектна ОНИИПН Зака ФилПН 1 атентэ,1. Устройство подготовки данных для вво. да в вычислительную машину, содержащее блок ввода данных, блок связи и преобразования формата, два блока буферной памяти, блоки сопряжения, внешней памяти и управления, причем информационный выход блока ввода данных соединен с первым входом блока связи и 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 в.управляющими входами блоков ввода данныхсопряжения,блока внешней памяти, отличающееся тем, что, с,це лью повышения эффективности работы устройства путем упрощения программ сортировки и уменьшения затрат машинного времени, в него введены ключ и блок восстановления структуры кадра, три входа которого соединены соответственно с первым выходом блока ввода данных, третьим выходом блока связи и преМ, кл. б 06 Г 3/02, 1973.3. Патент США3772657, кл. 340 - 172.5, .М. кл. 6 06 Г 3/00, 1973.ку