Обучающее устройство

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М, Кл,2 О 09 В 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А,В.Алимпиев и В.С.Великанов Куйбышевский политехнический институт им, В,В.Куйбышева(54) ОБУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 10 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных учебных заведениях.Известно обучающее устройство, содержащее блок номера ответа, блок ответчиков, блок случайной выборки кадра, блок объяснения, блок выдержки времени и блок проекции и смены кадров Г 1 .Устройство в режиме обучения работает по линейной программе и не может работать по разветвленной программе, а также не имеет возможности возвращать пройденнне кадры. 15. Известно также обучающее устройст-. во, содержащее триггеры режима работы, триггеры входа правильного ответа, счетчик штрафных баллов, регистр оценки, регистр шагового передвиже ния ленты, три реверсивных счетчикапамяти 2 .Известное устройство работает по разветвленной программе, но конструкция его не позволяет иметь более че тырех разветвлений к одному кадру, В случае, если нужно реализовать менее четырех разветвлений (два или три), то остальные кадры до четырех не используются Кроме того, нет 30 возможности перейти на большое число шагов с помощью клавиш выборочно. го ответа. Для перехода на большее число шагов используется тридцать кнопок свободного выборакадрапри работе с которыми устройство не блокируется при нарушении учащимися инструкции. Устройство не дает также возможности при двух. различных ответах перейти к одному и тому же кадру". Существенным недостатком является его конструктивнаясложность и большое количество логических элементов.Недостатки устройства обусловлены малым и постоянным числом двоичных разрядов кадров вкадровом поле и отсутствием блоков, перекодирующих код ответа учащегося в адрес следующего кадра.Наиболее близким к предлагаемому является обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к входам блока сравнения ответов и блоку памяти, выход блока памяти соединен со входом блока воспроизведения, подключенного ко входам блока регистрации, блока сравнения ответов и блока сравнения адресов, выход которого соединен со входомОтветы кодируются в позиционном коде (только один разряд содержит единицу, остальные - нули) и нет возможности кодировать ответ в двоичном коде, так как в этом случае нельзя иметь несколько правильных ответов на один вопрос,и, кроме того, количество разрядов в блоке оценки реакции (блоке сравнения) равно количеству клавиш входного блока 3.Недостатком устройства является трудоемкость составления кодировки программ. Носитель информации используется неэкономично, так как на линейном участке программы код ответа не используется, а коды инструкций используются не полностью, Причинами этих недостатков являются ограниченный и постоянный объем кодового поля и отсутствие блоков перекодировки кода ответа в код адреса следующего кадра.Цель изобретения - упрощение устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство содержит блок определения признаков, соединенный с выходом блока воспроизведения и со входами блоков сравнения адресов и ответов и блока управления, и регистр адреса, подключенный к выходам блоков воспроизведения и управления и ко входам блоков сравнения адресов и памяти. Приэтом все коды управления на носителе расположены группами между кадрами, чередуясь по типам в определенной закономерности, и в каждом типе кода нанесен отличительный признак.На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 приведены три типа кодов со схематический изображенИем блока воспроизведения; на риг. 3 - внешний вид кинопленки с информационными кадрами и кодами 1 на фиг. 4 - функциональная схема вычислителя.флок ввода ответов 1 связан с блоком сравнения ответов 2 и блоком памяти 3, соединенным с блоком воспроизведения 4, который подключен к блоку регистрации 5, блоку сравнения адресов 6, регистру адреса 7, блоку сравнения обветов 2 и блоку определения признаков 8, соединенному с блоком сравнения адресов 6, блоком сравнения ответов 2, связанным с блоком управления 9, который соединен с блоком регистрации 5 и регистром адре блока памяти, и блок управления, подключенный к блоку регистрациии кблоку сравнения ответов, Большоеколичество разрядов блока воспроиз -ведения этого устройства определяется количеством клавиш ввода ответовИ инструкционных кодов (разветвлениевперед, раэветвление назад, конецразветвлений вперед, конец разветвлений назад, разрешение следующего шага) . са 7, подключенным к блоку памяти 3и блоку сравнения адресов 6, выход которого подсоединен ко входу блокапамяти 3, Блок сравнения ответов 2,блок сравнения адресов 6, регистрадреса 7, блок определения признаков8 и блок управления 9 объединены ввычислитель 10.Блок ввода ответов 1 состоит изцифро-буквенных кнопок ввода ответов,дешифратора, триггеров запоминанияответов и реле запуска лентопротяжного механизма (на чертеже не показаны).Блок памяти 3 содержит носительинформации на кинопленке с нанесенными на ней информационными кадрамии кодами управления и реверсивныйлентопротяжный механизм (на чертежене показаны)Блок воспроизведения 4 состоит изоднотипных фотоэлектрических усили телей, преобразующих фотосигналы вэлектрические импульсы и усиливающихих. В блок регистрации 5 входит счетчик ошибок со схемой совпадения насчетном входе, дешифратор и индика торные лампы оценок (на чертеже непоказаны).. Программа имеет три типа кодов11, 12, 13 с различными функциями вуправлении работой устройства.Коды типа 11 содержат код воэможногр ответа 14, служащий для сравнения с кодом ответа, разряд Обязательное сравнение 15, необходимыйдля безусловного сравнения с кодомзпредназначенный для занесения одного штрафного балла в блок регистрации5, и отличительный признак 17, служащий для опознавания кодов типа 11вычислителем 10, Отличительный приз нак 17 содержит такую комбинацию кодов в своих разрядах, которая являетсязапретной для кодов других типов (например, третий снизу разряд светлый,а второй - темный).5 Коды типа 12 содержат адрес следуюьдго кадра 18, по которому нужноискать следующий. кадр, и отличительный признак 19, предназначенныйдля опознавания типа кода вычитателем 10 (третий снизу разряд темный,а второй - светлый) .. Коды типа 13 содержат код кадра20, являющийся двоичным номером кадра и предназначенный для сравнеиия садресом следующего кадра, и отличительный признак 21 (второй и третийснизу разряды светлые). Один разрядкода типа 13 в данном устройстве неиспользуется, но его можно применить,например, для включения синхронизи рованного магнитофона.В кодах всех типов существует одинслужебный разряд - маркер 22,предназначенный для формирования разрешающего сигнала на считывание все- -45 го кода, необходимый для того, чтобыинформация не считывалась с кадровво время движения кинопленки, Маркеррасполагается ниже (или выше) уровня кадров, Сигнал с выхода ,маркерного фотоэлектрического усилителя23 подается на остальные фотоэлектрические усилители 24-29 в качестверазрешающего. В работе вычислителя10 он не принимает участия (на фиг.4не показан) .Схематическое иэображение на фиг.2 блока воспроизведения 4 с Фотоэлектрическими усилителяйи 23-29 показывает, с каких усилителей считываются соответствующие разряды кодов,и необходимо при рассмотрении работырешающего устройства по, функциональной схеме (фиг. 4).На пленке-программе 30 (фиг, 3)нанесены кадры с информацией 31, кадрс вопросами 32 и коды управления типов 11, 12, 13, Коды управления располагаются между кадрами, причем количество кодов, относящихся к одномукадру, может быть различным, что зависит от количества ответвлений отданного кадра. Например, от кадра д32 возможно три ответвления к кадрам 31, что зависит от ответа учащегося, Переходы показаны стрелками,Коды управления расположены группами, каждая из которых относится к ЗОодному кадру и расположена рядом скадром, справа от него. Коды чередуются по типам в определенной закономерности.Рядом с кадром стоит код типа 13,предназначенный для перехода к данному кадру, затем последовательностькодов, необходимых для перехода отданного кадра, в начале которой стоиткод (коды) типа 11 (коды возможных.ответов), затем код типа 12 (адрес 40следующего кадра), затем опять код(коды) типа 11 и код типа 12 и т.п.Вычислитель 10 содержит логические элементы эквивалентности 33, 34,ИЛИ 35, И 36-43, НЕ 44, памяти 45, 4146, 47, задержки 48, ждущий мультивибратор 49,Обучающее устройство работаетследующйм образом.После ввода учащимся ответа блокввода ответов 1 подает код ответав вычислитель 10 и сигнал запускалентопротяжного механизма блока памяти 3. Во время движения кинопленкиуправлЯющие коды прохОДЯт мимО ФОТОдатчиков блока воспроизведения 4считываются, усиливаются и подаются в.вычислитель 10, который на основекода ответа и кодов, считываемых скинопленки, осуществляет поиск нужного кадра,60Коды считываются последовательно(на фиг. 3 - слева направо) во времядвижения кинопленки, Код ответа по"тупает в блок сравнения ответов 2,куда поступают также сигналы из раз рядов блока воспроизведения 4 с фотоэлектрических усилителей 24-29, считывающих коды возможным ответов, иразряд Обязательное сравнение,а иэ блока определения признаков 8поступают сигналы о считывании кодов типа 11.В исходном состоянии вычислитель10 реагирует только на коды типа 11,При поразрядном сравнении кода ответа с кодом возможного ответа и приналичии сигнала из блока 8 блок 2выдает сигнал сравнения в блок управления 9.Если ни один из предусмотренныхкодов возможных ответов не сравнилсяс кодом от ета (учащийся ответил непредусмотренным образом), то приходиткод типа 11, стоящий последним средикодов этого типа, в котором содержится разряд Обязательное сравнение,.и при считывании такого кода блок 2выдает сигнал сравнения в блок управления 9.В блок определения признаков 8 поступают сигналы из разрядов блока воспроизведения 4, занятых отличитель. ными признаками, а из блока 8 поступают разрешающие сигналы о наличии типа кода в блок сравнения ответов 2, если считываемый код является кодом типа 11, в блок управления 9, если считываемый код относится к типу 12, и в блок сравнения адресов 6, если это код типа 13.Блок управления 9 по сигналу из блока 2 производит запоминание наличия сравнения кода ответа и кода возможного ответа, выдает кратковременный сигнал на запись и индикацию ошибки в блок регистрации 5 и, если в сравниваемом коде типа 11 закодирован разряд Неправильно, который из блока 4 подается в блок регистрации 5, то при совпадении двух сигналов блок 5 регистрирует и индицирует ошибку.После запоминания сигнала сравнения кода возможного ответа и кода ответа блоком 9 первый пришедший код типа 12 вызывает появление сигнала из блока 8 в блоке 9, и блок 9 вырабатывает разрешающий сигнал на запись адреса следующего кадра в регистр адреса 7. Адрес следующего кадра, содержащийся в коде типа 12 и поступающий из блока 4 в блок 7, записывается в регистр адреса и запоминается на время поиска следующего кадра. Выдачу разрешающего сигнала блок 9 запоминает и повторных сигналов не выдает, а вычислитель 10 в дальнейшем реагирует только на коды типа 13,Адрес следующего кадра содержит разряд направления движения Реверс и,если нужный кадр находится в стороне,противоположной первоначальному направлению движения кинопленки,то регистр адреса 7 подает сигнал Реверсв блок памяти З,по которому направле-. ние движения кинопленки изменится на противоположное.Влок сравнения адресов б произво= дйт поразрядное сравнение адреса следующего кадра, приходящего из регистра адреса 7, и кода кадра, приходящего иэ блока воспроизведения 4, при наличии разрешающего сигнала из блока Определения признаков 8 (о наличии кода. типа 13), При поразрядном сравненйц бМоком б выдается сигнал на останов лентопротяжного механизма в блок памяти 3.Цикл поиска кадра может быть без сравнения кода ответа. При организации линейного участка программы переход От кадра к кадру можно осуществить с помощью одного кода типа 13,в котором код кадра - все нули,так как в исходном состоянии регистр адреса находится в нулевом состоянии и при считывании кода типа 13 с нулевым кодом кадра происходит сравнение с нулевым адресом, блок 8 выдает сигнал о наличии признака кода типа 13 в блок 6, а блок б формирует сигнал на Останов лентопротяжного механизма, который поступает в блок памяти 3.При вводе ответа блок ввода отве-.тов 1 подает код ответа на элементыэквивалентности 33 и запускает лентопротяжный меланизм в блоке памяти 3,ВО Время движЕния кинопленки кодыуправления считываются, усиливаютсяблоком воспроизведения 4 и с выходовусйлителей 24-29 поступают в вычислитель 10 и в блок регистрации 5.Сигналы с усилителей 28, 29, воспринимающих отличительные признаки, поступают в блок определения признаковВ; Если считываемый код относится ктипу 11, то на выходах усилителей28, 29 появляются сигналы 1, 0 соответственно, а после инвертированиянулевого сигнала элементом.44 - сигнал на выходе элемента И 38, который ПОступает В блок сравнения ответов 2,Если .считываемый код относится: к.тиПУ 12, о сигнал появляется на выходе элемента И 40 и поступает в блок управления 9 и, если код относится к .типу 13, то сигнал появляется на выходе элемента И 39 и поступае в блок сравнения адреса б.исходном состоянии вычислитель 10 ищет код типа 11, код возможного Ответа которого сравнивается с крдом ответа, Сигналы с усилителей 24, 25 поступают на элементы эквивалвнтности 33, при поразрядном сравнении с кодом ответа появляется сигнал на выходе элемента и 36, поступающий на элемент ИЛИ 35,на второй вход которого приходит сигнал с усилителя 26, считывающий разряд фОбяэательное сравнание. На выходе элемента И 37 сигналсравнения появляется только в случае,если считываемый код относится к типу 11 и на выходе элемента И 38 присутствует разрешающий сигнал.Сигнал сравнения кода ответа и кода возможного ответа с выхода элемента И 37 поступает в блок управления9 на триггер 45 и опрокидывает его,Опрокидываясь, триггер 45 запускаетждущий мультивибратор 49, выдающий 0 кратковременный разрешающий сигналв блок регистрации 5 на запись ошибки. Ошибка записывается и индицируется, если в коде типа 11, в которомпроисходит сравнение кода возможного 15 ответа с кодом ответа, закодированразряд Неправильно. Одновременнотриггер 45 подает сигнал на элементИ 41, подготавливая цепь записи кодаадреса следующего кадра, Первый код 20 типа 12, пришедший после сравнения,вызывает появление сигнала на выходеэлемента И 40 в блоке определенияпризнаков 8, с которого поступает вблок управления 9 на элемент И .41,с выхода которого сигнал подаетсярегистр адреса 7 на элементы И 42о этому сигналу адрес следующегокадра с усилителей 24-27 записывается в регистр адреса 7 (триггеры 47).Разрешающий сигнал на выходе элемента И 41 появляется, на короткоевремяопределяемое элементом задержки 48. Через время задержки срабатывает триггер 46, запоминая наличиезаписи, и подает запрещающий сигнална элемент И 41, что необходимо дляликвидации повторной записи, С одного из триггеров 47 снимается сигналРеверс, поступающий в блоК памяти3, который используется для управле ния направлением перемотки кинопленки. Сигналы с остальных триггеров47 поступают в блок сравнения адресов б на элементы эквивалентности34, которые производят поразрядное 45 сравнение адреса следующего кадра икода кадра, поступающего из блокавоспроизведения 4 усилителей 24-26.При разрядном сравнении кодовпоявляются сигналы на выходах эле ментов 34 и, если считываемый кодотносится к типу 13, то придет сигнализ блока 8 на элемент И 43. С выхода элемента И 43 снимается сйгналостанова лентопротяжного механизма, у поступающий В блОк памяти 3. ПО этОмУсигналу лентопротяжный механизм блока 3 останавливается и фиксируетнужный кадр с информацией.Применение данного устройствапозволяет упростить блок ввода отве тов, блок воспроизведения и блоксравнения ответов, упростить процесссоставления программ, так как устраняется необходимость в перестановкекадров местами и перекодировка про граммы, и повысить логические возможности устройства за счет примененияновых блоков и нового носителя ин-формации. Обучающее устройство, содержащее блок ввода ответов, подключенный к входам блока сравнения ответов и блока памяти, выход блока памяти соединен со входом блока воспроизведения, подключенного ко входам блока регистрации, блока сравнения ответов и блока сравнения адресов, выход которого соединен со входом блока памяти, и блок управления, подключенный к .блоку регистрации и к блоку сравнения ответов, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит блок определения признаков, соединенный с выходом блока воспроизведения и со входами блоков сравнения адресовн ответов и блока управления, и регистр адреса, подключенный к выходамблоков воспроизведения и управленияи ко входам блоков сравнения адресови памяти,5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Прибор для контроля текущейуспеваемости К, Техническое описание. Киев, завод фТочэлектропри 1 О бор, 1964.2, Кисляков Ю.Н, и Некрасова М.В.Устройство для обучения по разветвленной программе с периодическим контролем фПОИСКфф. Организация учеб 15 ного процесса. Программированное обучение. Обучающие машины, НЭТИ, М1968, вып.2, ч.1.3, Авторское свидетельство СССР9 358715, кл. 6 09 В 7/00, 03.11.7220 (прототип),465 т ОДПИСНО лиал ППП Патент, г. Уж Ул. Проектна ЦНИИПИ Эаказ 934/ 723646Ю М м