ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратура для практических занятий по автоматизации эксперимента и конструированию интерфейса из "Применение ЭВМ в химических и биохимических исследованиях" Сомнительно, чтобы исследователи, желающие освоить материал описанного курса, имели навыки работы с электронной аппаратурой. Поэтому материал лекций и практических занятий по разработке интерфейсов для сопряжения ЭВМ с экспериментом следует подбирать особенно тщательно. Поскольку на первых лекциях слушателям были даны основные сведения по цифровой логике, нам удалось осветить этот вопрос достаточно компетентно. [c.26] На первых же лекциях слушатели узнали, что цифровые ЭВМ связываются с внешним миром посредством команд, которые либо обусловливают изменение уровня двоичных аналоговых сигналов на специальных внешних устройствах (терминалах), либо распознают изменение уровня аналоговых сигналов, создаваемых самими внешними устройствами. При этом внимание заострялось на том факте, что в цифровую ЭВМ нельзя вводить (или выводить) аналоговые сигналы в обычной форме, т. е. изменяющиеся непрерывно. Понимание этих вопросов помогало определить функ-дии интерфейса при выполнении эксперимента. [c.26] При изложении материала по устройству и функциям интерфейса в первую очередь рассматривалась группа его элементов, представляющая собой различные переводящие устройства циф-ро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи преобразователи уровней и аналоговые усилители. Большое внимание уделялось рассмотрению структуры и функций мультиплексеров и раз--личных аспектов передачи данных. [c.26] Разбирались такие важные элементы коммуникационных линий, как логические схемы, реле времени и различные управляющие приспособления. К ним следует отнести триггеры, вентильные схемы, линии задержки, триггеры Шмитта, часы, счетчики, аналоговые переключатели и электромеханические устройства, подобные реле и шаговым двигателям. Слушателей подробно знакомили с назначением и принципами работы всех этих элементов интерфейса (некоторые из них использовались на практических занятиях при монтаже схем). Подбирая и комбинируя элементы, обеспечивающие выполнение необходимых логических и переводных функций, слушатели могли самостоятельно конструировать интерфейс для сопряжения ЭВМ с экспериментом заданного типа. Интерфейс должен обеспечивать синхронизацию работы программы с ходом эксперимента и приемом данных. [c.26] На некоторых панелях можно смонтировать только 16-битовое устройство ввода-вывода цифровой информации. Кроме этого, имелись цифровые логические блоки, на которых можно монтировать логические схемы и устройства для отсчета времени (при выполнении вентильных операций, операций задержки и т. д.). При этом разводка на внешней стороне блоков осуществляется с помощью съемных проводов. [c.27] Лабораторные работы по применению ЭВМ в эксперименте Основная цель практических занятий по этой теме — приобретение навыков в выполнении эксперимента с помощью неавтономной ЭВМ. В связи с этим несколько заключительных лабораторных заданий включают разработку программы и монтирование интерфейса для сопряжения ЭВМ с научно-исследовательской аппаратурой различных типов. В каждом задании подробно описываются только рабочие характеристики аппаратур и условия приема экспериментальных данных. [c.27] В качестве научной аппаратуры, подключаемой к ЭВМ, используются искусственные и реальные системы. Искусственные системы представляют собой электронные модели выходных устройств какой-либо научной аппаратуры, для которых управление,, синхронизация и обработка сигналов организуется почти так же, как и для реальных систем. Такие электронные модели можно монтировать с помощью плат с печатными схемами, которые вставляют в коммутационные панели с логическими устройствами. На коммутационных панелях легко также собирать все необходимые элементы интерфейса. [c.27] Модели позволяют изучать следующие виды сигналов быстрозатухающие по экспоненте (постоянная времени 0,1 с) аналоговые сигналы, генерируемые каким-либо внешним устройством подаваемые извне периодические аналоговые сигналы с наложением случайных шумов большой амплитуды (для выполнения процедуры усреднения) множество одновременно генерируемых аналоговых сигналов (для изучения мультиплексной передачи данных) сигналы, характерные для выхода газожидкостных хроматографов (несколько пиков различной формы и размера). [c.27] В обязательное практическое задание входит прием данных от смоделированного экспериментального процесса (скорость может быть постоянной или меняться с помощью ЭВМ) или от внешнего цифрового счетчика. Кроме этого, слушатели выполняют работы по усреднению результатов, мультиплексной передаче информации, обработке данных газожидкостного хроматографа. В число необязательных заданий входит организация цифро-аналоговых преобразований и разделения времени между несколькими внешними устройствами. [c.28] При выполнении многих из перечисленных заданий требуется составление программ для анализа информации в реальном масштабе времени, т. е. одновременно с процессом приема данных. Умение составлять такие программы является показателем хорошей подготовленности слушателя к решению задач автоматизации эксперимента. [c.28] Выводы. Во-первых, краткий курс лекций и практических занятий позволил быстро и достаточно глубоко подготовить ученых-лрактиков к использованию цифровой вычислительной аппаратуры в научно-исследовательских лабораториях независимо от уровня теоретических знаний этих ученых и их практических навыков. [c.28] Во-вторых, подобранная и разработанная для этих занятий цифровая и логическая аппаратура, а также обучающие устройства пригодились при организации студенческого курса по применению вычислительной аппаратуры в химических лабораториях. [c.28] В-третьих, на основе этого курса профессора многих университетов и колледжей разработали подобный же цикл лекций, связанный с применением ЭВМ в других областях науки, соответствующих профилю их исследований. [c.28] Вернуться к основной статье