Устройство для обучения основам вычислительной техники

 

Изобретение относится к учебно-лабораторному оборудованию, может быть использовано в учебном процессе, в конструкторских бюро для моделирования и отладки дискретных устройств, построенных на интегральных микросхемах, и позволяет расширить дидактические возможности и повысить быстродействие устройства за счет уменьшения временных затрат на идентификацию гоночных ситуаций путем введения новой дисциплины - автоматической идентификации гоночных ситуаций. Устройство содержит пульт 1 оператора, блок 2 предъявления информации (внешних входных сигналов), коммутатор 3, наборное поле 4, логические элементы 5, блок 6 памяти. Пульт 1 содержит генератор 7 одиночных импульсов, генератор 8 непрерывной последовательности импульсов, генератор 9 нуля, переключатель 10, элемент И 11, управляющую клавиатуру 12, регистр 13, блок 14 контроля гонок. Блок 14 содержит коммутатор 15, группу элементов 16 сложения по модулю два и группу индикаторов 17, постоянный запоминающий блок 18, переключатель 19, триггер 20, генератор 21 непрерывной последовательности импульсов, индикатор 22, элемент И 23 и блок 24 звуковой сигнализации. Элемент 5 содержит коммутатор 25, логический узел 26, индикатор 27 и коммутатор 28. Блок 6 содержит коммутатор 29, элемент 30 памяти, коммутатор 31, индикаторы 32,33 и узел 34 прогнозирования. Каждый узел 34 содержит инвертор 35, элементы И 36,37, элемент ИЛИ 38. Индикаторы 32 и 33 конструктивно объединены в узел 39 индикации, а элементы 16 - в сумматор 40, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)S С 09 В 23/18!

4431

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4475005/24-24 (22) 19.08.88 (46) 15.05,90. Бюл. У 18 (72) В.А.Несмелов, В.И.Назин, С.Ф.Тюрин и В.А.Харитонов (53) 681.3.071 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1394222, кл. G 09 В 23/ 18, .1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ОСНОВАИ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (57) Изобретение относится к учебнолабораторному оборудованию, может быть использовано в учебном процессе, в конструкторских бюро для моделирования и отладки дискретных устройств, „„Я0„„1564682 А 1 псстроенных на интегральных микросхемах, и позволяет расширить дидактические возможности и повысить быстрадействие устройства за счет уменьшения временных затрат на идентификацию гоночных ситуаций путем введения новой дисциплины — автоматической идентификации гоночных ситуаций. Устройство содержит пульт 1 оператора, блок

2 предъявления информации внешних входных сигналов, коммутатор 3, наборное поле 4, логические элементы 5, блок 6 памяти. Пульт 1 содержит генератор 7 одиночных импульсов, генератор 8 непрерывной последовательности

1564682 импульсов, генератор" 9 нуля, переключатель 10, элемент И 1I i, 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- ið ательности импульсов, индикатор 22, лемент И 23 и блок 24 звуковой сигИзобретение относится к учебноабораторному оборудованию и может

ыть использовано в учебном процессе, 20 также в конструкторских бюро для оделирования и отладки дискретных стройств, построенных на интегральых микросхемах.

Целью изобретения является расши- 25 ение дидактических возможностей устойства с сокращением времени на обуение и уменьшением времени идентифиации гоночных ситуаций, На фиг.1 изображена функциональная 30 хема предлагаемого устройства для бучения основам вычислительной технии; на фиг ° 2 — временные диаграммы раоты блока контроля гонок.

Устройство для обучения основам вычислительной 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 45

12, регистр 13 и блок 14 контроля гонок. Блок 14 содержит группу элементов 16 сложения по модулю 2, индикатор 17, блок 18 постоянной памяти перек ат ь 19 триггер 209 генера- 50 тор 21 (непрерывной последовательности импульсов), индикатор 22, элемент

И 23, .блок 24 звуковой сигнализации.

Логический элемент 5 содержит коммутатор 25 логический узел 26 индиt Ф

55 катор 27 и коммутатор 28, Блок 6 содержит коммутатор 29, элемент, 30 памяти, 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 содер— жит коммутатор 29, элемент 30 памяти, коммутатор 31, индикаторы 32, 33 и узел 34 прогнозирования. Каждый узел

34 содержит инвертор 35, элементы И

36, 37, элемент ИЛИ 38. Индикаторы

32 и 33 конструктивно объединены в узел 39 индикации, а элементы 16 в сумматор 40. 2 ил. содержит инвертор 35, элементы И 36, 37, элемент ИЛИ 38. Индикаторы 32 и 33 конструктивно объединены в узел

39 индикации, а элементы 16 в сумматор 40.

Устройство для обучения основам вычислительной техники работает следующим образом.

Обычный режим работы.

Обучаемый, решив задачу логического синтеза функциональной схемы по заданным условиям работы, набирает ее на наборном поле 4 из модулей элементов 5 и блоков 6 с помощью соединительных проводов (не показаны), соединяющих коммутаторы 3, 25, 28, 29 и 31 в соответствии с получаемой функциональной схемой. После этого он нажимает кнопку переключателя 19 для установки триггера 20 в нулевое положение, обеспечивающее прохождение разрешающего сигнала на элемент 11 и 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 элемента

1564682

30, элемент 36 производит операцию логического умножения над сигналами

9 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 37.

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—

t I 11 ние 1 — в противном случае, при этом индикатор 33 горит. Поэтому, .считывая информацию индикаторов 33, 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 коммутатора 15. С первых выходов коммутаторов 31 снимаются сигналы у;(+1), соответствующие последующему (прогнозируемому) состоянию триггеров 30, где i=1 и а с вторых выходов комму-. таторов 31 второй группы устройства снимаются сигналы y: (t), соответствующие текущему состоянию триггеров 30 °

После чего производится проверка выполнения заданных условий работы синтезированного автомата в синхрон5 ном ручном и автоматическом режимах используя генераторы 7, 8 и переключатель 10, подавая сигналы синхронизации через элемент 11 на входы элементов 30 с коммутатора 3 аналогично работе прототипа (обычный режим работы) .

Допустим элемент 30 первого блока

6 переходит из единичного текущего состояния, соответствующего y„(t), (фиг.2а) в нулевое следующее состояние у,(t+1) (фиг.2б). В то время, как элемент 30 памяти второго блока 6 (не показан) остается H нулевом состоянии, как в t (фиг.2в), так и t+1

20 тактах (фиг,2г), которым соответствуют сигналы у (t) и у (С+1), а все остальные элементы 30 не меняют своего состояния. Тогда лишь на выходе элемента 16„ появляется единичный сиг25 нал (фиг.2д), который поступает на вход блока 18, высвечивая при этом соответствующий светодиод индикатора 17. Однако, поскольку на всех остальных входах блока 18 присутствуют сигналы "О", то на его выходе присутствует сигнал "О" (фиг.2ж), поэтому триггер 20 остается в нулевом (исходном) положении (фиг.2з), разрешая . прохождение сигналов от генераторов 7 и 8 через переключатель 10 и. элемент

11 (фиг.2л) для работы устройства.

Однако, если обучаемый при построении функциональной схемы автомата допустил ошибку, которая при проверке

4п прохождения сигналов приводит к одновременному изменению состояния более чем одного элемента 30, то на выходах соответствующих им элементов 16 (элемент 16 на фиг.1 не показан) появля4 ются сигналы 1 (фиг.2д, е), постуt пающие на соответствующие входы блока

18 и высвечивающие соответствующие светодиоды индикатора 17 ° Блок 18 запрограммирован таким образом, что при поступлении на его входы двух или более единичных сигналов в любой комбинации приводит к появлению на

его выходе единичного сигнала (фиг.2ж), который переводит триггер

20 в единичное состояние (фиг.2з).

В этом случае возбуждается прямой выход триггера 20, который подает разрешающий сигнал на второй вход элемента И 23, разрешая прохождение

1564682 формула из обретения

Ую(д

Уу(И

tg(t)

3g(i <

t6g

@иа Е

Составитель А.Карлов

Техред Л.Сердюкова

Корректор Н,Ревская

Редактор О.Спесивых

Даказ 1163 Тираж 389 Подписное

3НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 101 и мпульсов от генератора 2 1 (фиг.2и) .в блок 24 (фиг,2к) . Кроме того, выс вечивается индикатор 22, Сигнал "0" с инверсного выхода триггера 20 снимает разрешение на, прохождение импульсов от генераторов 7 и 8 на блок коммутации 3 через элемент (фиг.2л), блокируя тем самым Работу автомата. После чего обучаемый 10 ! проверяет правильность решения задачи, ыклю4ает питание, повторно решает задачу синтеза, снова набирает на нйорном поле функциональную схему и затем вновь проверяет выполнение за- 15 данных 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- 25

ы, а выходы — с соответствующими одами группы блока предъявления инрмации и соответствующими входами рвой группы наборного поля, первый второй генераторы, выходы которых 30 соедийены с соответствующими входами первого 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 целью расширения дидактических возможностей и повышения быстродействия устройства за счет сокращения затрат времени на поиск учебных ситуаций, в него

Введены сумматор, группа индикаторов, блок постоянной памяти, второй переключатель, первый и второй элементы

И, триггер, четвертый генератор, блок звуковой сигнализации и индикатор, вход которого соединен с единичным выходом триггера и одним входом второго элемента И, выход которого подключен к. входу блока звуковой сигнализации, а другой вход - к выходу четвертого генератора, R-вход триггера соединен с выходом второго переключателя, S-вход - с выходом блока постоянной памяти, а нулевой выход —, с одним входом первого элемента И, другой вход которого подключен к выходу первого переключателя, а выход— к входу блока предъявления информации и второму входу наборного поля, входы сумматора соединены с соответствующими входами второй группы наборного поля, а выходы — с соответствующими индикаторами группы и с соответствующими входами блока постоянной памяти.