Techniki Komputerowe : biuletyn informacyjny. R. 27. Nr 1

W B I U L E T Y N I NFORMACYJ NY

Stanowiska uczniowskie Urządzenia wspólne

Dysk Winchester Drukarka

Stanowisko nauczyciela

I N S T Y T U T M A S Z Y N M A T E M A T Y C Z N Y C H

B R A N Ż O W Y O Ś R O D E K I N T E

m ikrokom puterow ą

Druk IMM scamJó/89 noki. 1100 egz,

T E C H N I K I K O M P U T E R O W E

Sok X X V II B r 1 1989

S p is t r e ś c i

GGCAŁO W a le n tin W ,: A lg o rytm o k r e ś la n ia zasobów o b lic z e n io w y c h d la wsadowego try b u p rz e tw a rz a n ia w warunkaoh ład o w a n ia zdeterminowanego . . . 3 K B T EC ff A , 3,5 FADAŁEO A . G . j SAKUN A .P .s Komputerowe u rz ą d z e n ia tren in go w e

do s z k o le n ia operatorów skomputeryzowanych urządzeń produkoyJn y o h .. ,« 7 FAPST Adams System a u t o r s k i AUT001 ... . . ... 23 IXBIZC5fA Lu dm iła In t e li g e n t n e komputerowe system y wspomaga Jąoe n a u c z a n ie 33 L IE B IE D IE W A M a rg a rita E .s Dokum entacja oprogramowania dydaktyoznego -

wymagania ogólne ... 39

BAK? A n d rz e j: Ooena oprogramowania dydaktyoznego - różne p o d e jś c ia . . . 49

Kbwośoi te o h n io z n e . O p ra o .Ja n Byźko ... 61

S p is t r e ś o i ro c z n ik a 1988 ,

Wydaje«

m n m n n r m s s s m 'm m m m m m -

ul. Krzyw ickiego 34 02-078 WARSZAWA t a l. ' 28-37-29

® Ś £ )® ® ® IK ;

m m m ś & Ł ‘f i s M s i i n i i i j .

• 0

_■

m s m

_{. i ■}

m s m

_{.. »}

j

_{• • • ■ ■ .}

Komitet Redekcyjrtyi

/

d r I n t . S t a n i s ł a w a B 0 N K 0 W I C Z - S 1 T T A U E R ( r e d a k t o r n a c z e l n y ) , mgr H am a DRÓŻDOW SKA-STRZEMIŃSKA (sekretarz re d a k cji), mgr In ż. Zdzisław G R O C H O W SK I, mgr In t . Ja n KLIMOW ICZ, <4- In ż . P io tr PERKOW SKI, mgr In ż . Rom uald SyN A K

■TECHNIKI KOMPUTJEEOW-E 1/89

kandydat nauk teohnioznyoh f t e l e a t i n 'S a s ilie B ió z GUCAŁO I n s t y t u t In żyn i e r y j no

-Bud

owiany

W ilno .

d la u js a d o iu e g o t r y b # p r z e tw a r z a n ia w warunkach ■jadoiu.ania zdeterminomaiiego

' Jednym s podstawowych

tryb ó w p rz e tw a rz a n ia j e s t

tr y b

wsadowy. Is t o t n ą Jeg o w ła ś c iw o ś c ią

j e s t na o g ó l d łu g i' o k re s c z a s u ,

j a k i

zwykle upływa

pomiędzy zg ło szen iem danego programu u b y t­

kowego, a ro z p o c z f

cie ia

jego

p r z e tw a r z a n ia , Czas te n może. w yn o sić naw et parę d n i . Jednym s :

problemów, k tó r e n a le ż y

ro z w ią z a ć p rz y p ro je k to w a n iu system u z wsado-wym trybem p rz e tw a rz a n ia

j e s t o k r e ś le n ie

m in im aln ych i l o ś e i zasobów system u d z ia ła ją c e g o w Y/srunkach zdeterminowanego

ła d o w a n ia , a

w ię c d z ia ła ją c e g o na p o dstaw ie z g ło sz e ń do w ykonania po szczeg óln ych programów.

W o p raco w an iu Ą . B , B a rs k ie g o [ l j w ykazano, źe efektyw no u z ys k a n ie ro z w ią z a n ia zadać tego ty p u J e s t m ożliwe ze względu na i c h k o m b in ato ryczn y c h a r a k t e r . Wobec tego p o szu k iw an ie d o s ta ­

t e c z n i e

e fe k tyw n yc h suboptym alnych ro z w ią z a ć można o p rzeć w t e j s y t u a c j i na p o d e jś c iu h e u ry s ­

tycznym [k j .

■ .R ozpatrzm y

wsadowy

tr y b

p r z e tw a rz a n ia , w którym ład o w an ie można w y ra z ić ja k o zdeterm in o ­

wany p o to k

programów użytkow ych

o

żądanych c z a sa c h ro z p o c z ę c ia , zadanych d łu g o ś c ia c h okresów

p rz e tw a rz a n ia i

ś c i ś l e o k re ś lo n y c h te rm in a c h z a k o ćc z e n ia p r z e tw a r z a n ia . Przypuśćm y, że każdy

I - t y program

uż ytko w y, może być wykonywany bez z a w ie s z a n ia przez dowolny p ro c e s o r sp o śró d po-

szu k iw an ej lic z b y

p ro ceso ró w . N a le ż y o k r e ś l ić m inim alną li c z b ę p rocesorów - Z , k t ó r a po zw o li

a a p rz e tw o rz e n ie

każdego ze z g ło szo n ych programów użytkow ych w ś c i ś l e określonym t e r m in ie .

Oznacza s i ę

zadaną in ten syw n o ść p rz e tw a rz a n ia I- t e g o programu użytkowego 'w ro z p a try w a ­

nym

p r z e d z ia le cz a su ja k o

S ^ .

Oznacza t o ,

że

p rz e tw a rz a n ie

I g -

togo programu użytkow ego, musi

być ro z p o c z ę te w

c h w i l i

dl a

1 zakończona w t e rm in ie D^s . Przypo rząd ku jm y p rz e d z ia ło m czasowym

o d łu g o ś c i

T ?, ro z p o c z yn a ją c od c h w i l i t Q= O, numery 1,2, ... p . Nakładamy po nadto, ża p rz e ­

d z i a ł czasowy o

numerze p ma p o sta ć ( tp_ 1 > . Wobec te g o , j e ż e l i p rz e tw a rz a n ie 1^-tego pro ­

gramu

użytkowego rozpoczyna s i ę w p r z e d z ia le czasowym p, to może być on p rz etw a rz a n y w prze- d z ia ła c h o numerach p „ p+1, ... . ’//prowadzamy zmienną ’'I s , o z n a c z a ją c ą c h w ilę zakoń­

f

c z e n ia p rz e tw a rz a n ia 1 -tego ..programu u ż ytk o v m ik a ,

■

O gólnie b io r ą c

p rz y p rz e tw a rz a n iu programów użytkow ych może z a is t n ie ć s y t u a c jo , w k t ó r e j

Z s

?ti- te.e tih u tH ) ,

g d z ie : - czas p rz e tw a rz a n ia 1-tego programu użytkowego

C z y l i , że p r z e t w a r z a n ie .l g-teg o programu użytkowego ro zpoczyna s ię . w (p - t)- sz ym p r z e d z ia le cza- aowym, a kończy w p-tym p r z e d z ia le czaaowym.

Dopuśćmy ró w n ie ż , że w rozpatrywanym ayatem ie s p e łn io n y j e s t w arunek:

Ł « h- l P

Warunek (1 ) pozwala wprowadzić z b ió r zm iennych s t e r u ją c y c h :

o k r e ś la ją c y c h k o le jn o ś ć p rz e tw a rz a n ia programów u ż ytk o w ych .

CKy/> [ I , , - fe t & U

l

, , i . )■

J. - 4 ¡ j e ż e l i

P

f>7 /

( 1)

' l

₅ / !0 j w przeciwnym wypadku j A o b lic z a n o Z możno w y ra z ić ja k o :

Ł se

Z ' * » * f f r Ł Z 7 ,

/>

g d z ie : ["a"] - część c a łk o w it a A .

W tedy z adan ie o k r e ś le n ia m in im a ln e j lic z b y , procesorów jed nakow ej p rz e p u sto w o ś ci, p r z e tw a rz a ją ­ c y c h zadany zestaw programów użytkow ych o znanych c z a sa ch i c h p r z e tw a rz a n ia , znanych momentach po czątkow ych p rz e tw a rz a n ia i ś c i ś l e o k re ś lo n y c h te rm in a c h zako ńczenia p rz e tw a rz a n ia p o leg a na o k r e ś le n iu k o le jn o ś c i i c h p rz e tw a rz a n ia »

i na o k r e ś le n iu t a k ie g o :

2 > O

ż e :

£ Se

Z '= v0 /t vi, "Ą* .FJf, L Z y/ł, 7 wtn, 5 łn$x f- (20

f r z y czym sauazą być s p e łn io n e w a ru n k i;

\ Ź Y<; 'P />5 d t i , L U ; s - . O e ; h - J . P i (sr.

__

I Y l = {, :s.H% >■ ( 4 !

b %

Oznacza t o , że te rm in y zako ń czen ia S - te g o k o le jn e g o p rz e tw a rz a n ia l-1;ego programu, n ie mogą

p rz e k ra c z a ć w rozpatryw anym p r z e d z ia le c z a s u , ś c i ś l e o k re ślo n e g o (dyrektyw nego) te rm in u , o ra z

4

e c h w ile ro z p o c z ę c ia p rz e tw a rz a n ia programu n ie mogą być w c z e ś n ie js z e od z ałożonych (w arunek

3

) . Warunek

(4)

wyraża wymaganie, i ż p rz e tw a rz a n ie każdego l i t e g o programu użytkowego musi ro z p o cząć s i ę i zakończyć w o k re ślo n y c h te rm in a c h .

S p e łn ie n ie warunku (1 ) u m o ż iiw ia p r z e j ś c i e od ro z p a try w a n ia system u typ u n|Z do ro z p a ­ t r y w a n ia system u n |i

a

w ię c p o s łu g iw a n ie s ię p rz y p o a z u k iw a n iu ja ln im a ln e j k o n ie c z n e j li c z b y p ro c e s o ró w , w ynikam i t e o r i i k o le je k d la system u typ u n jl [3, 4 j .

H e u ry s ty c z n y a lg o ry tm proponowany d la ro z w ią z a n ia z adan ia ( 2 ) - (4) j e s t o p a r t y na poszukiwa­

n iu k o l e j k i system u n | l , pod warunkiem s p e łn ie n ia wymagania o b s łu g i m in im a liz u ją c e g o n ie z b ę d ­ ne z a s o b y . W w yn iku r e a l i z a c j i a lg o ry tm u j e s t o k re ś lo n a niezbędna li c z b a procesorów zapew nia­

ją c a p rz e tw a rz a n ie zgłoszo nego zestaw u programów użytkow ych w 'ś c i ś l e o k re ś lo n y c h te rm in a c h . N a s tę p n ie tw o rz y s i ę k o le jk ę system u nj-ł o Z - k r o tn ie zw ięk szo n ych p r z e d z ia ła c h czasowych

•, p = 1 , ? , . p rz ez u szereg ow anie momentów ro z p o c z ę c ia p rz e tw a rz a n ia programów u żytkow ych , t a k aby b y ły zachowane ś c i ś l e o k re ś lo n e te rm in y z ako ń cz en ia ic h p r z e t w a r z a n ia . J e ż e l i d la danego Z u d a je s ię u tw o rzyć ta k ą k o le jk ę , a d la Z - 1 n i e , t o utworzona k o le jk a j e s t .r o z w ią z a ­ niem. z a d a n ia . W przeciwnym r a z i e i t e r a c y j n y p ro ces po szukiw ania j e s t kontynuowany.

A lg o rytm d a je p r z y b liż o n e ro z w ią z a n ie zadań typ u ( 2 ) - (4) , a warunek (1 ) pozwala uz­

n a ć , że otrzym ane ro zw iązan e j e s t d o s ta te c z n ie d o k ła d n e . R e a l i z a c j a a lg o ry tm u p rz e b ie g a według n a s tę p u ją c y c h kroków:

1/ p o cz ą te k ;

2/ o b lic z a n ie ż ą d a n e j m in im a ln e j,lic z b y Z. p ro ceso ró w , wg w zoru:

Z - - L t e , c / K v Z 0

¡>si

g d z ie : K 0 żądany w sp ó łc z yn n ik w y k o rz y s ta n ia p ro c e s o ra ; 3/

p

= 1 ;

4/ ze z b io ru p rz etw a rz a n ych programów u ż y t kowych

w y d z ie la s i ę p o d z b ió r

q vc a

programów u żytko w ych , k tó re mogą byó przetw orzone w p-tym p r z e d z ia le czasowym:

5

/ j e ż e l i : >

Yf N . . ^ p r ,

o ra z p rz ech o d z i s ię do 12)

I

z 6 a Z W ,

i W « ' ~

6/ elem en ty Cf1 po rząd k u je s i ę w edług ro sn ą c y c h term inów zako ń czen ia p rz e tw a rz a n ia pro.-: «

o trz ym u ją c po rządek: 1

?<■;< :

7/ o k r e ś la s ię t a k ie r , t e :

+ a i es + '» . t' £ e ' ' 4 i > Z T f 3;

8/ j e ż e l i ■

JX

to o k r e ś la s i ę ład o w an ie d la

p - tego p r z e d z ia łu czasowego,

Y

^/

=

^{. . .} “ X / ' - "/ ł i p rz ech o d z i dó'p.,12

9/ JZ 3 _Z +. i J *

10/ J K = 1 ;

11/ p rz e c h o d z i s i ę do 3 ) i . 12/ p = p -r 1 }

13/ j e ż e l i p ,> P 1

5fJt

= 1, to p rz ech o d z i s i ę do 17 { 14/ J e ż e l i p ^ P , to p rz ech o d z i s ię do 4 ) ;

15/ JL = 2. - t ;

16/ p rz e c h o d z i s ię do *0*

17/ k o n ie c p r a c y .

O pisan y a lg o ry tm z o s t a ł z re a liz o w a n y w ję z y k u P L - 1 , D la ró ż n ych w a ria n tó w danych o t r z y ­ manie suboptym alnego ro z w ią z a n ia t r w a ło n ie d łu ż e j n iż 60 m in u t czaau komputera J S 1035, p rz y l i c z b i e zm iennych n ie w ię k s z e j od 10 0 0 0 . -

Proponowany w n i n i e j s z e j p ra c y model 1 a lg o ry tm mogą byó u ż ytecz n e we wstępnym e t a p ie p ro je k to w a n ia system u p rz e tw a rz a ją c e g o programy użytkowe w t r y b i e wsadowym.

l i t e r a t u r a

,

[ t ] B a r s k i j A . B . : P ro je k to w a n ie _ ró w n o le g ły c h procesów o b lic z e n io w y c h . M a s z y n o s t r o je n ije Moskwa 1960 a. 192

[2] D a g tia rio w J . U . t B a d a n ie o p e r a c j i . Wyższa s z k o ła 1986 s.3 2 0

£3] K o n w ie j R . W.,_ M a k s w ie ll W. L.-, M i l l e r L . W .: T e o ria p la n o w a n ia . Nauka T975 s.3 6 0

¡ 4 ] Taną ja w W, S . , Szku rba W .W .: W stęp do t e o r i i p la n o w a n ia . Nauka 1975 s.'256

TECHNIKI KOMPUTEROWE 1/89

Kandydat nauk technicznych A .S . PIĘT R O W WNII Proftechobrazowanija

Kandydat nauk technicznych A .G . PAD ALKO Kandydat nauk technicznych A .F . SAKUN Slblrsklj Instltut Metalurgii

Komputerowe urządzenia treningowe do s z k o l e n i a o p e r a t o r ó i u skomputeryzoiuąnych urządzeń produkcyjnych

Jednym z ważniejszych kierunków postępu naukowo-technicznego jest automa­

tyzacja' przemysłu, oparta na technice mikroprocesorowej i na komputerach.

Trzeba jednak zdawać sobie sprawę, że wprowadzanie do przemysłu nowoczesnych technologii wpływa w istotny sposób nie tylko na zapotrzebowanie na poszczegól­

ne srupy zawodowe pracowników, lecz również powoduje jakościowe zmiany cha­

rakteru i treści czynności wykonywanych przez robotników.

• Funkcjonalna analiza charakteru pracy na poszczególnych stanowiskach poka­

zuje, że w warunkach wysoko zmechanizowanej i zautomatyzowanej produkcji do­

minujące stają się funkcje kontroli, diagnostyki, a nawet podejmowanie decyzji o charakterze zarządzającym. Wzrasta też znaczenie czynności organizacyjno- pl ani stycznych, natomiast przeważająca większość, a często nawet wszystkie czyn­

ności wykonawcze lub technologiczne w .dużej mierze przejmują maszyny, gniazda obróbcze, półautomatyczne lub automatyczne linie technologiczne, obrabiarki ste­

rowane numerycznie itp. nowoczesne oprzyrządowanie przemysłowe. Zapewnia to automatyzację i ciągłość procesu technologicznego.

W nowoczesnym przemyśle w coraz większym stopniu następuje połączenie

czynności intelektualnych i fizycznych, a w wyniku tego stopniowo zanika różnica

między pracownikami fizycznymi i umysłowymi. Już obecnie tradycyjne prace

umysłowe,takie jak planowanie, zarządzanie, kontrola itp. np. u ustawiacza linii

automatycznych, zajmują ponad połowę czasu pracy (u wytapiacza, przy wytopie

metali najwyższej jakości stali do 70%, a u operatorów rozdzielni automatycznego

sterowania fabryką chemiczną - nawet do 90%) [ i ].

Wynika z tego, że we wszystkich złożonych procesach produkcyjnych stero­

wanie wykonuje jeden lub nieliczna grupa wykwalifikowanych specjalistów - opera­

torów;

- W warunkach komputeryzacji procesów technologicznych czynności zarządza­

jące czy też sterujące, wykonywane przez operatorów, w przeważającej większoś­

ci są w programie komputerowym, natomiast operator musi znać zasady eksploata­

cji tych skomputeryzowanych urządzeń w trybie programowym pozwalającym na programowanie komputerów do celu wprowadzania odpowiednich korekt do pracy całego zautomatyzowanego oprzyrządowania. Konieczne jest więc radykalne pod­

niesienie zawodowych umiejętności operatorów, co osiągnąć można tyjko.w warun­

kach właściwego procesu nauczania, tj. gdy w procesie nauczania będą szeroko stosowane właściwe urządzenia. treningowe oparte na technice komputerowej.

W niniejszym artykule rozpatruje się techniczno-pedagogiczne aspekty budowy komputerowego systemu sterującego urządzeniem treningowym. Rozpatruje się też zagadnienia związane z algorytmem działania takiego systemu w zależności od typu kompletnego urządzenia treningowego.

Wspomniane operatorskie urządzenia treningowe na ogół zawierają w części, sterującej komputer i urządzenia peryferyjne, umożliwiające wymianę informacji między uczniem a komputerem. Za pomocą tych śrocków technicznych imituje się*

bardziej lub mniej dokładnie - w zależności od celów i etapów nauczania --rzeczy­

wisty pulpit sterowniczy. W .ich zestaw mogą wchodzić panele informacyjne z pracującymi przyrządami kontrolno-pomiarowymi i schematami poglądowymi oraz wskaźnikami cyfrowo-analogowymi, środki sygnalizacji dźwiękowej i świetlnej*

urządzenia sterujące, jak też monitory ekranowe.

Zalety operatorskich urządzeń treningowych sterowanych komputerem pozwa­

lają na modelowanie rzeczywistych procesów, upraszczając je lub komplikując w zależności od indywidualnych warunków i możliwości ucznia. Zmieniając nato­

miast parametry procesu nauczania, .takie jak czas, ilość okazywanej do kontroli informacji, złożoność tej informacji Jtd. pozwalają modelować różne awaryjne sytuacje. Urządzenia takie pozwalają też kształtować różne umiejętności i nawyki profesjonalne, jak też kontrolować przebieg procesu nauczania oraz otrzymywać obiektywne ’ i ‘wiarygodne oceny jakości nawyków zawodowych uczniów. v

Istniejące w ZSRR i za granicą koncepcje budowy urządzeń treningowych umożliwiają określenie uogólnionej struktury operatorskiego urządzenia treningowe­

go zawierającego w swoim zestawie:

©system modelowania sytuacji'(warunków) zewnętrznych,

@ system modelowania dynamiki obiektu sterowania,

® system oceny rezultatów działalności ucznia,

© systemy analizy działań ucznia,

©system analizy psychicznego stanu ucznia,

© systemy realizacji zawodowych trybów nauczania,

© systemy kształtowania intelektualnych umiejętności i nawyków,

© systemy kształtowania nawyków zawodowej działalności kontrolnej.

Ogólnie rzecz biorąc, przy nauce za pomocą operatorskich urządzeń trenin­

gowych, na robocze stanowisko ucznia przekazuje się informacje o modelowanej sy­

tuacji zewnętrznej, o stanie obiektu sterowanego, jak również informacje niezbęd­

ne' dla samokontroli wykonywanej bezpośrednio, w trakcie nauki.. Za pomocą sys­

temów analizy działań i psychicznego stanu ucznia opracowuje się dane ilościowe charakteryzujące prawidłowość działalności ucznia i jego kondycję psychiczną, któ­

re to dane są kompleksowo, opracowywane przez system oceny rezultatów działa­

nia ucznia.

Zgodnie Z wprowadzonymi danymi przy pomocy systemów intelektualnych realizuje się w żądanych; reżimach nauczania kształcenie umiejętności i nawyków oraz kształtowanie nawyków zawodowych. Ponadto również poprzez wprowadzenie odpowiednich danych steruje się jego systemami modelowania warunków zewnętrz­

nych i dynamiki obiektu sterowanego. Sterowanie to polega na wykonywaniu przez komputer odpowiednich programów użytkowych, realizujących właściwe modele ma­

tematyczne i właściwe algorytmy nauczania.

W wyniku uogólnienia podstawowych modeli matematycznych i algorytmów nauczania można sformułować uogólniony algorytm czyli strukturę logiczną, której schemat przedstawiono na rys. -1.

Pokazany algorytm powinien umożliwiać etapowe działanie urządzenia trenin­

gowego. Możliwe są trzy podstawowe reżimy (tryby) »pracy urządzenia: przygoto­

wawczy, treningowo-uczący i dokumentacyjny. .

W czasie pracy w trybie przygotowawczym w pierwszym etapie nauczyciel lub instruktor, z pomocą bloku nr 1 (rys. 1) wprowadza do pamięci komputera pro­

gramy modelujące, nauczające, diagnostyczne i kontrolujące, których podstawowy­

mi (strukturalnymi) elementami są następujące procedury programowe, bloki i mo­

duły:

© modelowanie zewnętrznego środowiska i obiektu sterowanego, jak też modelowa­

nie dynamiki środowiska i dynamiki obiektu przy uwzględnieniu możliwości ucznia,

© zadanie i korekta warunków początkowych i wstępnych danych przeznaczonych

do treningu konkretnego ucznia,

problemowego

ładowania Basa

danyoh

Z łożenie

Ätami

problemowe O k re ś le n ia

danyoh żrddłowyoh stan u ______

Monitor ekranowy N o u o z y o ia l

S a m o u k i ad

O k re ś le n ie

danyoh lirddłow yoh

Odpowiednia r e a k o ja K s u o E y o io l

TTskadniki analogówo- oyirowe O kreślenie

praoy dydaktycznej

Analiza odpowiednioh r e a k o ji uoznia

a u o a y o ie l

A n a liza to r 1 sy n tez a to r mowy

tT sz y stk le >^J H B dane z a l a d o - / - "-

V wane Ooena wyników

d z ia ła ln o ś o i uoznia

Urządzenie ręaznego w ejśola

14 Uozyd d a l e j 00B9Ä

Synrulao ja stanu

zewnętrznego

K ształtow anie wyjáoiowego zbioru danyoh

Symulaoja obiektu sterow ania

STy prowadzenia danyoh .do drukarki >•>

Parnięd dyskietko»

XCEIBO K ształtow anie

parametrów a d ap taoji dydaktycznej

« v s . i , Soheoat lo g ic z n y algorytmu sterowania treningiem

3 t a n

P 3 y o h o fizjo - lo g io zn y

11

' p formułowanie sytuacji problemowej; sytuacja problemowa jest przedstawiona ucz-“

niowi za pomocą urządzenia audiowizualnego, bloków przyrządowych, wskaźników analogowych i cyfrowych, podawana jest mu informacja o stanie i funkcjonowa­

nia modelowego obiektu oraz informacja o sterowaniu środowiskiem zewnętrznym,

© przedstawienie za pomocą właściwych indykatorów audiowizualnych sformułowa­

nej sytuacji problemowej,

@ określenie właściwych reakcji (odpowiedzi) ucznia na przedstawioną sytuację problemową, zgodnie z wymaganym znaczeniem semantycznym i liczbowa oce­

na otrzymanych rezultatów,

"•© identyfikacja psychofizjologicznej kondycji" ucznia w momencie rozpoczynania treningu i w trakcie nauczania,

@ adaptacyjne sterowanie procesem nauczania. Polega to na określeniu poziomu złożoności i ustaleniu kolejności przedstawiania sytuacji problemowych oraz na­

dawaniu tempa prowadzenia treningu itp. Wykonuje się to na podstawie rezulta­

tów kontroli psychofizjologicznego stanu ucznia i osiągniętych przez niego rezul­

tatów,

© dokumentowania na nośnikach magnetycznych i papierowych, rezultatów treningu, osiągniętego poziomu mistrzostwa zawodowego lub zaleceń dla danego ucznia, ze wskazaniem możliwych dróg i sposobów poprawy umiejętności zawodowych.

W drugim etapie trybu przygotowawczego, jeżeli to konieczne, nauczyciel, za pomocą bloku nr 2, wykorzystując klawiaturę lub pulpit komputera, koryguje początkowe dane dotyczące modelu warunków zewnętrznych; podobnie w etapie trzecim, za pomocą bloku nr 3, koryguje dane początkowe dotyczące modelu ste­

rowanego obiektu.

W czwartym etapie, nauczyciel posługując się blokiem nr k - ustawia reżimy pracy urządzenia treningowego np. kontrolę dopuszczenia do pracy na urządzeniu, . nauczanie odbioru technologicznego lub zasady prowadzenia konkretnych procesów przemysłowych, ale może być to też zdawanie kolokwiów kwalifikacyjnych lub tym podobne. Na tym tryb przygotowawczy pracy urządzenia treningowego kończy się i urządzenie, za pomocą bloku nr 5, zostaje przełączone, na tryb treningowo-nau- czający.

Współczesne psychologiczne koncepcje budowy adaptacyjnych, matematycz­

nych modeli formowania, przedstawionych uczniowi sytuacji problemowych, prze­

widują uwzględnienie psychofizjologicznego stanu ucznia nie tylko na początku tre­

ningu, aie i w czasie jego trwania.

Dlatego praca ucznia z urządzeniem treningowym rozpoczyna się określeniem, za pomocą bloku ar 9, psychofizjologicznych danych ucznia. Pobranie tych danych może być wykonane znanymi w psychologii inżynierskiej metodami umożliwiający­

mi nie tylko pomiar poszczególnych' parametrów, ale i wprowadzenie ich do kom-

putera. Mierzone są takie parametry człowieka, jak dane z elektrokardiogramu, częstotliwość pulsu, elektryczna reakcja skóry itp.

Blokiem nr 7 i 8 za pomocą odpowiednich procedur^ na podstawie istnieją­

cych w systemie danych o przebiegu procesu treningu, o psychofizjologicznej kon­

dycji ucznia w chwili rozpoczęcia nauki, o trybie nauki, oraz na podstawie danycH 0 środowisku i o obiekcie sterowanym, formułuje się parametry modelu matema­

tycznego. Model ten jest wykorzystywany następnie przez blok nr 9 dla generacji kolejnej sytuacji problemowej.

Blok nr 10 za pomocą właściwego zestawu przyborów audiowizualnych oraz wskaźników analogowych i cyfrowych, imituje model warunków zewnętrznych 1 obiektu sterowania. W ten sposób zapewnia się operatywne przedstawienie ucz­

niowi sformułowanej w bloku nr 9 sytuacji problemowej. Sytuację tę przedstawia się wykorzystując różne efekty dźwiękowe i hasła słowne. .

Następnie uczeń analizuje sformułowaną za pomocą bloku nr 10 sytuację przemysłową, ocenia stan i dynamikę przebiegu modelowanego procesu technolo­

gicznego i podejmuje decyzję o ewentualnej konieczności jego korekty. Wspomnia­

ną korektę wykonuje uczeń odpowiednimi narzędziami sterowania procesem techno­

logicznym. Przy czym za pomocą bloku nr 11 sterujące działania ucznia są prze­

kazywane do bloku nr 12,. gdzie są porównywane z ich normatywnymi wartościa­

mi . j

Za pomocą bloku nr 13 realizuje się kompleksową, jakościową i ilościową ocenę pracy ucznia zarządzeniem treningowym w konkretnej sytuacji produkcyjnej.

Przy czym na bieżąco powiadamia się ucznia o prawidłowych i błędnych jego dzia­

łaniach.

Blok nr 14 przy osiągnięciu przez ucznia założonych dla treningu celów i za­

dań przeprowadza urządzenie treningowe do fazy dokumentacyjnej, inicjując przy tym bloki nr 16 i 17. W przeciwnym wypadku tzn. jeżeli uczeń nie osiągnie wy­

maganych wyników, do pracy włącza się blok nr 15, realizujący korekcję parame­

trów matematycznego modelu adaptacyjnego nauczania i początkowych danych tego modelu, oraz konkretnych danych imitujących warunki zewnętrzne i dane imitują­

ce stan sterowanego obiektu.

Następnie cykl treningu powtarza się według wyżej opisanego algorytmu.

Blok nr 16 sporządza wykaz popełnionych przez ucznia błędów i formułuje praktyczne zalecenia w celu ich poprawienia. Ten wykaz wraz z końcową oceną, nowymi parametrami matematycznego modelu adaptacyjnego nauczania i danymi do modelu warunków zewnętrznych i do imitacji obiektu sterowanego, wyprowa­

dza się na' drukarkę i na nośnik magnetyczny^

Każda z wymienionych procedur programowych logicznego schematu struktu­

ralnego (rys. 1), realizuje odrębny model matematyczny lub zbiór modeli matema­

tycznych; nie są one jednak przedmiotem niniejszego artykułu.

Jako bazę techniczną kompletnego operatorskiego urządzenia treningowego, umożliwiającego w pełnym zakresie realizacje przedstawionych na rys. 1 progra­

mowych procedur, do niedawna mógł być rozpatrywany tylko wyspecjalizowany sterująco-obliczeniowy system składający się z komputera średniej lub dużej mocy obliczeniowej, o szybkości nie mniejszej niż 500 tys. prostych operacji/s i o po­

jemności pamięci powyżej 500 K B . Takie komputery wymagają dla swojej pracy dużego zespołu specjalistów (operatorzy, programiści, elektronicy).

Duży koszt takiego komputera, złożoność obsługi oraz eksploatacji, nieza­

leżnie od dużych możliwości obliczeniowych tych komputerów powodują, że ma-

' ' t ■ .

sowe ich stosowanie w operatorskich urządzeniach treningowych staje się przed­

sięwzięciem praktycznie nierealnym, natomiast ich szerokie możliwości stosowa­

nia komputerów w przygotowaniu kwalifikowanych specjalistów pojawiło się dopie­

ro wraz z ‘ masową produkcją mikrokomputerów personalnych. Mikrokomputery przy praktycznie takich samych możliwościach obliczeniowych, jak dawniejsze śred­

nie komputery, są dużo bardziej przydatne ze wzglądu na takie parametry, jak ciężar, gabaryty, cena, energochłonność i możliwość eksploatacji bez specjalnego personelu technicznego. Jeśli do tego jeszcze dodać elastyczność i łatwe dostoso­

wywanie mikrokomputerów do różnorodnych zadań występujących w zawodowo- technicznym przygotowaniu kwalifikowanych specjalistów, to łatwo można przed­

stawić szeroki wachlarz zastosowań personalnych mikrokomputerów do nauki.

W odróżnieniu od dużych komputerów mikrokomputery personalne (średniej lub większej mocy) mogą być łatwo wbudowane w\ dowolne systemy, obiekty, urządzenia czyli wszędzie tam, gdzie wymagane jest sterowanie operatywne.

Operatorskie urządzenia treningowe należy zaliczyć właśnie do tej klasy urządzeń z wbudowanym mikrokomputerem. Warto tu jednak zauważyć, że problem polega nie tylko i nie jedynie na ulepszeniu i modernizacji znanych już operator­

skich urządzeń treningowych, ale i na opracowywaniu nowych oddzielnych urzą­

dzeń i całych ich systemów, bazujących na mikrokomputerach personalnych profe­

sjonalnych.

Szczególną właścivioścją tych mikrokomputerów, niezbędną przy stosowaniu Ich w wyspecjalizowanych systemach obliczeniowych operatorskich urządzeń trenin­

gowych jest istnienie wielu rodzajów kanałów wymiany informacji, umożliwiających

przyjmowanie różnych sygnałów i sterowanie pracą różnych urządzeń zewnętrznych,

bloków, węzłów, urządzeń wejścia informacji i wskaźników cyfrowo-analogowych.

W najwyższym stopniu tym wymaganiom odpowiada opracowany w ZSRR per­

sonalny profesjonalny mikrokomputer Iskra 1030M. Koncepcja budowy serii Iskra 1030, jest oparta na doświadczeniach zgromadzonych przy korzystaniu z elektro­

nicznych maszyn buchał tery jnych i programowanych maszyn elektroniczno-klawia- turowych, opracowanych w ZSRR w końcu lat siedemdziesiątych i w początku osiemdziesiątych. Komputery tej klasy były przeznaczone do rozwiązywania \zadań . techniczno-inżynierskich, ekonomicznych i administracyjno- zarządzeniowych oraz do badań naukowych. Było to podyktowane przewidywanym postępem technicznym w obszarze wytwarzania sprzętowych i programowych śrocków mikrokomputerów personalnych i perspektywicznym programem rozwoju i udoskonalenia serii Iskra

1030.

Opracowane w ZSRR specjalistyczne środki przetwarzania informacji dla Iskry 1030, pozwalają utworzyć dydaktyczny system zarządzania zespołem oblicze­

niowym,. wyposażony w rozszerzające moduły, których schematy przedstawiono na rys. 2 i 3. Sam mikrokomputer Iskra 1030M jest wykonany w postaci zwartego modułu podstawowego o rozmiarach: 480x420x180 mm. Może być w nim rozmiesz- czone, oprócz bloku żasilania'dwóch napędów dysków elastycznych do dyskietek 5.25" o pojemności 320 KB każdy i napędu dysku twardego, jeszcze sześć płatów,

(rys.2), stanowiących: '

® mikrokomputer,

© pamięć operacyjną,

© kontroler kolorowego monitora graficznego,

© kontroler dysku,

© blok (płat) urządzeń we/wy,

©blok (płat) łączności z rozszerzeniami mikrokomputera Iskra 1030M.

Konstrukcyjnie moduł rozszerzenia Iskry 1030M wykonany jest w wariancie nastolnym, w tych samych rozmiarach co sam mikrokomputer z podłączeniem do wewnętrznego interfejsu I 41 za pomocą bloku łączności przez blok łączności roz­

szerzeniami (rys. 2 i ' 3).

Zgodnie z zasadami nauczania przyjmowanymi zazwyczaj w operatorskich urządzeniach treningowych, konieczny pełny zestaw wyspecjalizowanych środków przetwarzania informacji umieszczonych w module rozszerzenia, może być zreali­

zowany za pomocą następujących elementów:

©kontroler dodatkowego kolorowego monitora graficznego,

© adapter wideokamery,

©blok urządzeń zewnętrznych, zawierający w swoim zestawie adapter dodatkowej

klawiatury, adapter wyspecjalizowanych urządzeń wejściowych (np. imitatory pa-

neli sterujących mechanizmami, imitatory urządzeń załadowywania materiałów

sypkich, imitator powrotu konwertera).

15

S l c n l a t u r a

D rukarka

g r e f io s n a

T Y

S t e r o w n i k m o n i t o r a

• k r a n o w e g o

S t e r o w n i k p a m l ę o l d y s k o w e j

M o n i t o r

• k r a n o w y

S t e r o w n i k p a m i ę o i - d y s k i e t k o w e j

L - Z S Z S

A d a p t e r k a n a ^ ł ó w t e l e k o ­ m u n i k a c y j n y c h

1 B l o k

a p r g q i e n l a 1 e r o T i S B e r s e -

1 n i e r n

Po Dl

5

d

d y s k o w a

lly a .? . S chem at lo g l e - n o - o r g a n l s a o y j n y » J k ro k « u .p u te ra « p e o ja 1 ir,oK--.-.r.ef'> "I ii" - 10.H*

M ik ro fo n

a

r

4 • • • *

^{IP S}

H o zszerzen io

p rz e tw o rn ik a

analogowo-

cyfrowego

J L

Stercw in lk we jd o ia mowy

O

S y n t e z a t o r

mowy ' f

.

1

Q lo á n ik

*3

1% « Á L"* i ^{i ' i}

i -L ^*

A d a p te r AC

A d ap ter p rz e tw o rn i­

ka oyfrowo- onalogowe-

A d ap te r lo g ło z n y w ejáoiow o- w y já o lo n y

A d a p te r d y s k re tn y w ejá o io n o - w yjáo io w y

¿ k á i ¿ i i

1 i ^¥ 1 _{f - \ r.} i ________ s r [

IN T E R F E JS EEUTTęTUZNY 1-41

< ^ í>

Á

B lo k sprwę S te ro w n ik ¡ A d a p te r

íe n la a mi A d a p ta r do d atn ieg o

1

^{A dapter} apeo palne­ A d apter krokompu- w ldao— m o n ito ra d o d a tn ie 3 go urządse u re ę d z e n lB teram ape- kamery ekranowego k la w ia t u r y n ia s r a j- "M yas1*

o ¿ a lia o n a - dołowego

nym

1

I I

R ya,3. Sohesat lo g ic z n y poszarzania

organlsaoyínego etkrokompttteraepenjaliBOsanego

"ISKBAICIO8

17

© imitator podnoszenia/opuszczania formy w'przemyśle stalowym, imitatory obra­

biarek sterowanych numerycznie, imitatory sterowane robotami przemysłowymi, manipulatorami ¡td.; do tego typu urządzeń zewnętrznych należy także, adapter manipulatora typu "mysz",

© syntezator mowy,

© kontroler wejścia mówionego,

©adapter przetwornika analogowo-cyfrowego (A/C),

©adapter przetwornika cyfrowo-analogowego (C/A),

® adapter we/wy sygnałów logicznych (Lwe/wy),

©adapter we/wy sygnałów dyskretnych (Dwe/wy). .

Poniżej zamieszczono krótkie opisy wymienionych bloków mikrokomputera Iskra 1030M i środków przetwarzania informacji, jak również opisy funkcjonalnego ich wykorzystywania w operatorskim urządzeniu treningowym.

Podstawę mikrokomputera (rys.2) stanowi mikroprocesor KP1810 BM 86 , x/

którego częstotliwość wynosi 8.7 MH, liczba poziomów - 8, pojemność pamięci operacyjnej 512 kB, pojemność pamięci stałej - 12 kB, możliwa liczba urządzeń bezpośredniego dostępu - do czterech. Do podstawowego modułu mikrokomputera podłącza się standardowy monitor graficzny o średnicy ekranu 31 cm' i klawiaturę.

Ponieważ klawiatura ta podłączona jest kablem elastycznym, może być ona w pe­

wnym zakresie swobodnie przemieszczana.

. Klawiatura zawiera następujące wydzielone pola: alfabetyczne, 10-cyfrowe, funkcjonalne - przy czym funkcje poszczególnych klawiszy określa użytkownik, oraż pole klawiszy sterujących kursorem na ekranie, wreszcie pole ściągania i ła­

dowania systemu operacyjnego.

Naciśnięcie klawisza jest rejestrowane sygnałem dźwiękowym.

Adapter kanałów łączności umożliwia jednopzesną obsługę czterech kanałów łączności - dwa kanały na bazie interfejsu S2 i dwa kanały na bazie interfejsu IR PS.

Adapter wideokamery przeznaczony jest do wprowadzania w trybie cyfrowym do mikrokomputera Iskra 1030M standardowego obrazu telewizyjnego z magnetowi­

du lub z wideokamery. W tym wypadku objętość informacji graficznej jest nie mniejsza niż 256 -256 punktów, przy 64 poziomach obrazu i długości ekspozycji nie więcej niż 5 s.

Kontroler wejścia mowy pozwala istotnie rozszerzyć dydaktyczne możliwości operatorskich urządzeń treningowych upraszczając procedurę współpracy ucznia z urządzeniem, co zwiększa efektywność treningu. Kontroler wejścia mowy (rys.3)

x/ - nazwy mikroprocesorów w brzmieniu oryginalnym

zbudowano na bazie procesora KI 801 BMiA o częstotliwości 4 MH, pojemności pamięci operacyjnej 32 K B , przy wielkości rozpoznawanego przez urządzenie słów*

nlka do 100 słów, lub 56 k B przy wielkości słownika - 200'słów i pojemności, pa­

mięci stałej 4 kB dla słownika - 100 słów lub 8 kB dla słownika 200 słów, W skład kontrolera wejścia mowy wchodzi też preprocesor obróbki dźwiękowych sygnałów mowy. Czas. reakcji na dźwiękowy sygnał mowy jest natychmiastowy.

Niezawodność rozpoznawania słów nie mniejsza niż 96%..

Syntezator mowy umożliwia wyjście w formie głosowej praktycznie w zakre­

sie nieograniczonego słownictwa zgodnie z maszynowymi kodami .obowiązującymi w mikrokomputerze iskra 1030M.

Adapter logicznych sygnałów we/wy (L we/wy) jest przeznaczony do organiza­

cji różnego rodzaju interfejsów i może być wykorzystywany do realizacji łącznoś­

ci mikrokomputera z przyrządami peryferyjnymi. Strukturalnie adapter Lwe/wy - jest realizowany na bazie trzech układów scalonych typu K P 580 BB 56 z ele­

mentami mocy K P 580 BA 86 na wyjściu. Adapter dyskretny sygnałów we/wy (Dwe/wy) umożliwia:

©przyjęcie sygnałów, nadchodzących np. z dyskretnych czujników urządzenia tre­

ningowego i wprowadzenie tych'sygnałów do mikrokomputera,

we/wy logicznych sygnałów poziomu TTL, v .

. © wprowadzenie na mechanizmy wykonawcze urządzenia treningowego sygnałów sterowania dwupozycyjnego.

Adapter Dwe/wy realizuje dwubytową wymianę informacji z mikrokompute-.

rem wspólnie z interfejsem I - 41; Przy liczbie kanałów wejścia dyskretnego - 8j maksymalne obciążenie prądowe wynosi - 0,2 mAi a przy liczbie kanałów wyjścia logicznego - 8 maksymalne obciążenie prądowe wynosi 15 mA. Natomiast liczba kanałów dyskretnego wyjścia - 8 wymaga dostępu dyskretnych sygnałów wyjścia - od 6 do 48 V, przy prądzie komutacji - do 200 pnA.

Za pomocą adaptera przetwornika Cyfrowo-analogowego - (C/A) może być realizowane wyprowadzanie na obiekty sterowania ? na wskaźniki urządzenia tre­

ningowego sygnałów natężenia lub prądu w postaci odpowiednich funkcji schodkor

wych. . .

Wymiana informacji z mikrokomputerem jest reaaiizowana w trybie bezpoś­

redniego dostępu do pamięci komputera za pośrednictwem interfejsu I - 41. For­

mowanie sygnałów schockowych realizuje się drogą cyfrowo-analogowego przetwa­

rzania kodu informatycznego w natężenie, a następnie - przetwarzanie natężenia- w prąd stabilizowany proporcjonalny do niego. Formowanie sygnałów czasowo ustalonych i zadawanie długości schodków - wyjściowych funkcji adaptera przetwor­

nika C/A - realizuje się z wykorzystaniem schematów programowanego tajmera.

1 9

Adapter przetwornika C/A jest wyposażony w 16 kanałów wyjścia i pracuje według zasady wykorzystywania jednego programowo sterowanego przetwornika C/A, ko­

lejno formułującego dla każdego kanału konieczny poziom sygnału analogowego, zapamiętywanego przez pamięć kanału analogowego.

. Podtrzymywanie na wszystkich 16 kanałach wyjściowych zadanych przetwor­

nikiem C/A poziomów sygnałów, realizuje się przez pracę adaptera przetwornika C/A w trybie regeneracji danych dla każdego kanału.

Adapter przetwornika C/A ma następujące charakterystyki techniczne:

<§ liczba kanałów wyjściowych - 16

© granic© wyjściowego natężenia - + 5 V

# (rozszerzająca możliwość przestrojenia - 12 bitów, 11 bitów informacyjnych i jjadsn bit kontrolny

ustalenia sygnału - poniżej 5 ps

© możliwe obciążenie każdego kanału o wielkość prądu - nie mniej niż 20 iiA , Adapter przetwornika analogowo-cyfrowego (A/C) jest szybkim wielofunkcyj' rsym urządzeniem i umożliwia wymianę informacji z mikrokomputerem iskra 1030M

® trybie bezpośrecfoiej wymiany informacji lub w trybie bezpośredniego dostępu

¡sfo pamięci procesora i przekazywania danych zgodnie z interfejsem we/wy szyny systemowej. Za pomocą adaptera przetwornika A/C mogą być realizowane odczyty nałogow ych czujników urządzenia treningowego, przetwarzanie chwilowych war-

• t®$ci sygnałów natężenia w kod dwójkowy i przekazywanie tego kodu do mikrokom­

putera Iskra 1030M.

Współpraca adaptera przetwornika A/C z mikrokomputerem Iskra 1030M realizuje się zgodnie z Interfejsem szeregowym 1-41 o strukturze magistralowej.

W schemacie adaptera przetwornika A/C zastosowano następujące szyny interfejsu 1-41:

© 16 bitów magistrali danych, przeznaczonych do zadawania trybów pracy adap­

tera i zliczania w mikrokomputerze rezultatów przetwarzania danych o stanie adaptera,

© dziewięć bitów magistrali adresowej, z których-trzy pierwsze bity wykorzystu­

je się do kodowania i przekazywania do adaptera rozkazów interfejsowych, a sześć dalszych do kodowania fizycznego adresu urządzać,

© pięć bitów magistrali sterowania, przy czym w czterech są zadawane do adap­

tera przetwornika A/C sygnały sterujące, a w ostatnim sygnale pot wjerdzenia

gotowości adaptera przetwornika A/C.

Ponieważ w operatorskich urządzeniach treningowych, przy formułowaniu sytuacji problemowej i przy adaptacyjnym sterowaniu nauczaniem, wykorzystuje się sygnały i dane przychodzące z wielu czujników analogowych, urządzeń steru­

jących i urządzeń wprowadzania informacji takich, jak potencjometry, czujnikj natężenia KHOnaKI przyciski, przełączniki, to wydaje się celowe dokładniej

: 1 .. ' ^ . v. v - • .'i

opisać strukturę i funkcjonalne możliwości przetwornika analogowo-cyfrowego.

A oto ważniejsze jego charakterystyki:

® liczba bitów przekształcenia sygnałów - 12 (11 - informacyjnych i jeden kon­

trolny), . x

© maksymalna częstotliwość przetworzonego sygnału - 50 kH,

© istnienie w strukturze adaptera A/C autonomicznego przetwornika C/A rozsze­

rzających możliwość 12 bitowych sygnałów o tolerancji wyjściowych natężeń +2,5 V, wskazany przetwornik ma wyjście .na rozdzielacz użytkownika i może funkcjonować niezależnie od przetwornika A/C,

© istnienie w strukturze adaptera przetwornika A/C autonomicznego timera z trze^

ma kanałami taktowania, umożliwiającego synchronizację procesów, przetwarza­

nia w szerokim przedziale czasowym okresów od 2 do 32000 ps, z zdolnością

: ’

rozliczeniową dyskretyzacji - 0,5 ps, •.

® kontrola wzorcowego i zerowego poziomu w celu zapewnienia cyfrowej korekcji.

dokładnych, parametrów przetwarzania, • _

© wyłączenie mikrokomputera po skończonym cyklu przetwarzania,

© dynamiczny zakres sygnałów wyjściowych: .od.+25 nV do.+,10 V, '

© istnienie trybu selekcji wejściowego sygnału analogowego na "gołą kość" realizo­

wanego za pomocą przetwornika G/A i komparatora natężenia.

“ Przy rozszerzeniu zadań dydaktycznych, przewidywanych dla tego lub Innego

^urządzenia treningowego, mikrokomputer Iskra 1030M umożliwia dodatkowe dołą­

czenie wyspecjalizowanych modułów. Dołączenie tych dodatkowych modułów opra­

cowywania informacji powinno być wykonane przez wewnętrzny interfejs 1-41 za pomocą standardowych interfejsów IRP.S, styk S2 oraz interfejs narzędziowy |£EĘ - 488. W specjalnych sytuacjach dołączenie przyrządów nietypowych można wyko- nać za pomocą adaptera - LW we/wy. Jednak w tym ostatnim wypadku konieczne jest opracowanie własnego drajwera sterującego danym przyrządem.

Maksymalne oddalenie modułów wyspecjalizowanego urządzenia przetwarzania

informacji i dodatkowych modułów określa się w zależności od parametrów użytego

interfejsu, a więc dla 1-41 wynosi ono - 2 m, dla IRPS - 500 m, dla interfejsu

narzędziowego - 20 m, a dla styku -S2 zależy od. typu używanego modemu.

&

Jednym z ważniejszych elementów wchodzących w skład dowolnego operator­

skiego urządzenia treningowego jest jego oprogramowanie składające się z oprogra­

mowania podstawowego, zwanego też systemowym, translatorów języków progra­

mowania, programów narzędziowych i użytkowych.

Podstawą oprogramowania systemowego operatorskiego urządzenia treningo­

wego bazującego na mikrokomputerze Iskra 10301^ jest modułowy system opera­

cyjny ADOS przechowywany na dysku elastycznym (51/4"). System operacyjny ADOS składa się z zestawu modułów zmiennych i stałych.

Podstawowymi funkcjami i charakterystykami systemu ADOS są:

:© zarządzanie zasobami systemu,

« ję z y k rozkazów,

«natychm iastowe lub grupowe wypełnianie rozkazów,

® programy wspomagające formatowanie i kopiowanie całych dyskietek i pojedyn­

czych zbiorów,

« system zarządzania zbiorami, pośredniego i bezpośredniego dostępu,

« wywoływanie programów assemblerowych,

«'wierszowy ekranowy redaktor tekstowy,

«autom atyczne rozpoczynanie ładowania systemu.

Pod systemem operacyjnym ADOS pracują następujące języki programowania:

© Basic A - interpreter z operatorami graficznymi,

® mikroassembler (MAMS) z możliwością redagowania i uruchamiania programów,

©Pascal

© oraz język C. -

Istnienie systemu operacyjnego ADOS i wypełnionych języków programowania, pozwala użytkownikom urządzenia treningowego stosować oprogramowanie opraco­

wane dla mikrokomputerów z systemem operacyjnym MSDOS oraz opracowywać różne pakiety problemowo ukierunkowanych programów narzędziowych i użytkow/ch szerokiego zastosowania. ' —

Oprogramowanie narzędziowe i użytkowe powinno być opracowywane w taki sposób, aby zapewniać użytkownikom maksymalny komfort nie tylko przy nauce za pomocą urządzenia treningowego, ale i na etapie opracowywania komputero­

wych programów dydaktycznych.

Szczególnie ważne jest aby nie wymagać od nich przy tej pracy specjalnych umiejętności, ani wiadomości wykraczających poza zakres ich zawodowych zainte­

resowań.

- . ■ ' \-vy"

.

Literatura

1. Jaroszewska ja M. W. : Personalny komputer "iskra 1030M". Mikroprocessornyó

sredstwa i sistemy 1986 nr 4 ' s. 23-24.

T E C H N IK I K O M PU TERO W E 1/89

d r Adam PAPST

In a t y t u t Info rm a t y k i Akadem ii Ekonomiczno j W rocław

System autorski AUTOOL

Wprowadzenie

A u to o l j e s t systemem a u to rs k im opartym na tu to r ia ln y m modelu n au czan ia / T IJJ/ p rzyjętym z system u KLATO. U m ożliw ia on tw o rz e n ie m a t e r ia łu dydaktycznego z dow olnej d z ie d z in y w iedzy bez zn ajo m o ści program ow ania, W s y ste m ie AUTOOL z re a liz o w a n o zasadę r o z d z ia łu dwóch f u n k c j i ! two­

r z e n ie l e k c j i i i c h w ykonyw anie. Oznacza to , że podczas tw o rz e n ia m a t e r ia łu dydaktycznego n ie są form ułowane przez a u to ra a lg o ry tm y i n t e r p r e t a c j i m a t e r ia łu d yd ak tycz n eg o . Odyby program dy­

d a k ty c z n y b y ł tw orzony za pomocą normalnego ję z y k a programowania / n p . P a s c a la / t.o o b ie te fu n ­ k c je m u s ia ły b y byś w nim z a w a rte .

R o z d z ie le n ie w ym ienionych f u n k c ji ma n a s tę p u ją c e z a le t y :

0 a u t o r programu dydaktycznego n ie musi umied programować. W te n sposób bardzo i s t o t n i e po­

sz e rz a s ię k rą g p o t e n c ja ln y c h autorów m a t e r ia łu d yd ak tycz n eg o . Mogą s ię o n i skoncentrow ać w y łą c z n ie na tw o rz e n iu c z ę ś c i d y d a k tyc z n e j l e k c j i a b s tr a h u ją c od algorytm ów p r e z e n t a c ji i

v

wykonywania m a t e r ia łu d yd a k tycz n e g o .

9 A u to r programu dydaktycznego tw o rz y dane, k tó re można o w ie le ł a t w i e j konserwować n iż p ro ­ gram y. P rz y p o trz e b ie a k t u a l i z a c j i n a le ż y t y lk o wym ienić odpowiednie in fo rm ą c - o r e k o r ­ d z ie z a m iast po praw iać skom plikow any program . Ponadto ła t w ie js z e j e s t m o d yfik a c ja m a t e r ia ­

łu dydaktycznego n apisan ego przez jednego a u to ra p rzez in n y c h a u to ró w . Poza tym le k c j a s k ła d a ją c a 3 ię t y lk o z danych p o ti'z e b u je o w ie le m n iej pam ięci n iż o d pow iadający j e j za­

w a r t o ś c ią dydaktyczn ą program n a p isa n y za pomocą jednego z języków programowania ,

• Program 'wykonywany /Ibceku tor/ noże być u ż y ty d la k a żd ej l e k c j i z dowolną z o w u rto ś c lą d y­

d a k ty c z n ą . K o s z ty tego programu wykonawczego r o z k ła d a ją s i ę w te n sposób na s e t k i lu b t y ­ s ią c e l e k c j i .

Uważam, że p o s ia d a n ie t e j k la s y system u a u to rs k ie g o j e s t niezbędnym warunkiem d la rozw oju zastosow ać mikrokomputerów w dydaktyco w P o ls c e . T y lk o za pomocą ta k ie g o n a rz ę d z ia można

w

m iarę szybko stw o rz yć w ie le progrumów d yd ak tycz n ych przez n a u c z y c ie li odpow iednich typów s z k ó l, c z y l i przez osoby n a jb a r d z ie j kompetentne do tw o rz e n ia m a t e r ia łu d y d a k tycz n e g o .

Komponenty 3yatemu AUTOOL

® AUTOOL - e d y to r l e k c j i . U m ożliw ia a u to ro w i tw o rz e n ie nowych l e k c j i lu b przeróbkę Ju ż i s ­ t n i e j ą c y c h . J e s t to p ro s ty w obsłudze program e d y t o r s k i, za pomocą k tó reg o a u t o r przygotow uje

m a t e r i a ł d yd ak tycz n y s k ła d a ją c y s i ę z t e k s t u , g r a f i k i , k o lo r u , prz erw , p y ta ń 1 p ro a ty c h anim a­

c j i . Podczas s w o je j p ra c y a u t o r j e s t wspomagany przez system odpowiednim i fu n k c ja m i pomocni­

c z y m i. Opracowany m a t e r ia ł d yd a k tycz n y j e s t zapisyyiany na d y s k ie t c e .

(§> ' TE5CEC - program t e s t u j ą c y . Stw a rz a a u to ro w i m o ż liw o ść p r z e r a b ia n ia przygotowywanego ma­

t e r i a ł u dydaktycznego z punktu w id z e n ia uczącego s i ę c z y l i te s to w a n ie m a t e r ia łu d yd ak tycz n eg o , W t r a k c i e p r a c y a u t o r może do w o ln ie c z ę s to w y b ie ra ć m iędzy p ra cą w t r y b i e e d y c j i /AUTOOI/ i p ra c ą w t r y b i e te s to w a n ia ./TEXE<y .

(§> COMP*, - kom presor l e k c j i . Prz yg o to w u je le k c j e zapam iętane na d y s k ie t c e do i c h rozpowszech­

n ia n i a za pomocą s i e c i w id o o te k s t o w e j. Przede w sz ystk im program CCS3P w y p e łn ią wymagania te c h ­ n i k i w id e o ta k s tu z a m ie n ia ją c c z ę ś c i l e k c j i na s t r o n y w i d e o t s k s t o w e t a k a b y zm inim alizo w ać k o s z t y przechowywania i czas ład o w an ia l e k c j i .

© RESEQ - r e o r g a n iz a t o r l e k c j i . P rd b u je o p tym aliz o w ać k o le jn o ś ć zapam iętyw ania p o sz cz eg ó l­

n y c h c z ę ś c i l e k c j i , t a k a b y m o ż liw ie z g o d n a .b yła lo g ic z n a i f iz y c z n a k o le jn o ść , ramek / fr a n c o / ..

tw o rz ą c y c h je d n ą l e k c j ę . Poza tym program RES3Q wykrywa " d z i u r y ” i p ę t lh w l e k c j a c h , k tó r y c h u c z ą c y c i ę n ie może o p u ś c ić .

© JlTOOE - p r o g r a m t e s t u j ą c y o d p o w ie d z i. Stw arz a a u to ro w i m ożliwość p rz e te s to w a n ia z d e fin io - . w anych p rzez n ie g o l e k c j i p y ta ń i sp ra w d z e n ia , j a k ie u c z ą c y u z y s k a łb y o d p o w ie d z i.

Na ry s» 1 p rz ed staw io n o z a le ż n o ś c i fu n k c jo n a ln e między komponentami system u AUTOQJ»i

R y s , 1 , Komponenty s y s t

25

L e k c ja w sy s te m ie AUIOOL

Każda l e k c j a w system ie AliTOOL s k ła d a s i ę a pewnej l i c z b y ramek / fra m o s / . B a a l® odpowiada d yn am iczn ej z a w a r to ś c i Jednego e k ra n u . L e k c ja może s k ła d a ć s i ę m aksym alnie a 127 ram ek, % k tó ­ r y c h n a jw y ż e j 64 mogą byś stworzone za pomocą system u AUTOOL. P o z o s ta ło ram ki masą być dowol­

nym i stro n a m i w id e o te k s tu . Do l o k c j i można dodatkowo d o łą c z y ć do 10 programów v Ję z y k u B a s i c . Ł ą c z n io l e k c j a n io może p rz e k ra c z a ć 32 b a jtó w .

L e k c ja j e s t oznaczona przez nazwę k u rs u , k tó ra może byó m aksym alnie 10-znakowa, p rz y czym p ie rw s z y m a k nazwy muei być U t a r ą . N a to m ia st ram ki w o b rę b ie l e k c j i m ają J e d n o l i c i e sk o n a tru - c®aną nasw ę, k t ó r a s k ła d a s ię z nazv?y l e k c j i i dwuznakowego numerycznego p r z y r o s t k a . System AU2O0L g e n e ru j® t e nazwy a u to m a tycz n ie podczas tw o rz e n ia l a ł a ś j i p o c z y n a ją c od p r z y r o s tk a 0 1 , Każda l e k c j a ma te ż ramkę nagłówkową, k t ó r a j e s t ta k ż e generowana p rzez system i z a w ie ra s z c z a - gdłow e in fo rm a c je o w s z y s tk ic h ram kach d a n e j l e k c j i « ,

W 3yatem io AUTOOL można w y ró ż n ić n a s tę p u ją c e t y p y ram ek:

H - norm alna ram ka, k t ó r a z a w ie ra m a t e r ia ł d y d a k ty c z n y } li c z b a t y c h ramek w l e k c j i r o ś n ie z i l o ś c i ą przekazyw an ej r/iedzyj

Z . - ramka podsumowująca, c z y l i ramka w p rz eb ie g u l e k c j i / n ie k o n ie c z n ie ramka z najwyższym nu­

merem/} ¡¡¡owiora ona podsumowanie i o s ią g n ię t e c e lo d a n e j l e k c j i ;

1 - ramka indeksow a u m o ż liw ia ją c a a u to ro w i r o z g a łę z ie n ie w r e a l i z a c j i l e k c j i ; wybór r o z g a łę ­ z ie n ia n a s tę p u je p rz e2 podanie c y f r y z p r z e d z ia łu 1-9 o k r e ś la ją c e g o li c z b ę punktów ro zga­

ł ę z i e n i a ;

I* - ramka z ap ytan io w a w yró ż n ia s i ę tym , że z a w ie ra co n a jm n ie j jed n o p y t a n ie ; odpowiedź na za­

w a rte p y ta n ia u z a le ż n ia a a ls z y p rz e b ie g n a u k i w ramach l e k c j i ;

ramka g r a fic z n a ', k t ó r a może z a w ie ra ć w s z y s tk ie do stępne w s y s te m ie AUTOOL ty p y o b iek tó w z w yją tk ie m dw{5ch, t j » •'ndeksu i o d p o w ie d z i. S łu ż y ona g łó w n ie ja k o " t ł o ” , j e ś l i w d a n e j l e k ­ c j i p o w ta rz a ją s ię podobne g r a f i k i lu b t e k s t y . Poniew aż w ie lo ramek ty p u N może s ię od w oły­

wać do tej- Bamej ram ki ty p u G, to w y s t a r c z y w w ie lu wypadkach ra z stw o rz yć w ie lo k r o t n ie stosow any t e k s t i g r a f ik ę i n a s tę p n ie wywołać go ja k o t ł o d la k a ż d e j z ram ek. W te n sposób o b n iż a s i ę n a k ła d p r a c y a u to r a i je d n o c z e ś n ie z a ję t o ś ć p a m ię c i d a n e j l e k c j i , ponieważ ram­

ka g r a f ic z n a pomimo w ie lo k ro tn e g o stosowania- j e s t t y lk o jednorazow o zapam iętyw an a. Każda ramka ty p u H może odwoływać t y l k o do je d n e j ram ki ty p u G , k t ó r a j e s t w t r a k c i e p rz e ró b k i l e k c j i w y ś w ie tla n a b ez p o śred n io przed ramką N;

(Hi

- ramka' pomocy, k t ó r a d a je uczącemu s ię wskazówki

w

fo rm ie dodatkowych o b ja ś n ie li. Po do bn ie j a k ramce typ u G ,k a ż d e j ramce ty p u N możno przyporządkow ać jed n ą ramkę typ u H , z tym , że ramka ty p u H ukazywana j e s t uczącemu s ię t y lk o na jeg o ż y c z e n ie , aby zapewnić mu pevmą i n ­

d y w id u a ln o ść w t r a k c ie p ro cesu n a u c z a n ia . Po w y ś w ie t le n iu ram ki typu H n a s tę p u je powrót do tego m ie js c a l e k c j i , w którym z o s t a ła ona przei-wuna;

H - s tro n a w id e o te k s tu . System AUTOOL u m o ż liw ia wkomponowanie w l e k c j ę s t r o n w id e o t e k s t u , k tó ­ r e są tra k to w a n e id e n t y c z n ie j a k s t ro n y ty p u G , c z y l i jak o t ł o d la o k r e ś lo n e j ra m k i. W od­

ró ż n ie n iu od ram ki typ u G można je d n e j ramce typ u N przyporządkow ać do 10 s t r o n w ideotok-

atu,

,17 t r a k c ie p r z e r - b ia n ia l e k c j i u c z ą c y s i ę prowadzony j e s t o d .ram ki do r a n k i , W tym c e lu każ.

du ramka typ u N ma zdefiniov/anego n a stę p c ę i p rz ew o d n ik a. System AUTOOL standardowo p rz y jm u je , te przew odnikiem J e s t ramka o b ezp o śred n io niższym numerze a n a s tę p c ą ramka z bezpo średn io wyższym numerem. S t r u k t u r a t a może byś jed n akże in a c z e j z d e fin io w a n a p rzez a u t o r a , ta k że po­

su w an ie s i ę w przód i w t y ł może byś re a liz o w a n e zgodnie z in d yw id u a ln ym i ż ycz e n ia m i a u to ra m a t e r ia łu d yd a k tycz n e g o .

Po p r z e r o b ie n iu ram ki ty p u N u cz ą cy odpowiada na p y t a n ie , czy chce i ś ś d a l e j c z y powrś-r c l ś do p o p rz e d n ie j ramki,- co u m o ż liw ia o c z y w iś c ie powrót o k ilk a ramek do t y ł u .

D la ramek indeksow ych muszą z o s ta ć z d e fin io w a n e ram ki o d po w iadające początkom p o sz cz eg ó l­

n ych r o z g a łę z ie ń , n a to m iast, d la ramek za p yta n io w ych n a le ż y z d e fin io w a ć m ie js c a w l e k c j i , dó k tó ry c h n a le ż y o d e s ła ć uczącego s ię po u d z ie le n iu odpow iedzi popraw nej .1 po u d z ie le n iu odpo­

w ie d z i b ł ę d n e j . .N ato m iast ram ki typ u G n ie mają z d efin io w an eg o a n i po przedn ika a n i n a s tę p c y , bo n ie są zw iązane t y l k o z jed n ą ra n k ą typ u N, zaś ramka typ u H ma t y l k o p o p rz e d n ik a .

W

ta b e ­

l i 1 p rzed staw io n o , do pu szczaln e p o le c z e n ia pomiędzy po szczególn ym i typam i ramek,. , • T a b e la 1 . D opuszczaln e p o łą c z e n ia pomiędzy ramkami .

Typ . .

rum ki

N astępca P o p rz e d n ik Ramka H

Ramka

G

^{Ramka. . B} R o z g a łę z ie ­ n ie

■ ■

N

^{ta k t a k t a k .tak t a k n ie}

f

^{n ie ta k ta k ta k t a k}

.

:ta k

F

^{n ie ta k}

:

^{ta k} ta k t a k t a k

0

^{n ie n ie}

■

n ie n ie n ie n ie

H

^{n ie t a k n ie t a k t a k , n ie}

B

^{n ie n ie n ie , n ie n ie n ie .}

. Z

^{n ie ta k}

_{__}

^{ta k t a k} -. t a k . n ie

Dla l e p s z e j p r e z e n t a c j i s t r u k t u r y l e k c j i w sy ste m ie AUTOOL posłużymy s i ę przykładem za­

czerp n ięty m z opracow ania j . O a r r a t i i n . Przykładow a l e k c j a sk ła d a s i ę z 13 ramek j pow iążą- n ia m iędzy tymi ramkami zaw iera t a b e la

2

, z a ś s t r u k t u r ę sie c io w ą t e j l e k c j i p rz e d sta w ia ry B .

2

,

P rzed staw io n y p rz y k ła d ma b cży w iśc ie bard zo uproszczo n ą s t r u k t u r ę , z r e g u ły l i c z b a ramek o s c y lu je wokół 6 4 . Na o g ó ł l i c z b a r o z g a łę z ie ń w l e k c j i wynosi około

8

, n a to m ia s t

w

ramach każdego r o z g a łę z ie n ia w y stę p u je zwykle k i l k a ram ek. Opracowanie ogólnego schem atu l e k c j i , t a ­ k ieg o ja k n a ry B .2, j e

3

t jednym z etapów p ra c nad stw orzeniem l e k c j i . Schemat ta k i,w r a z ż; pro­

je k ta m i p o szczególnych ram ek ,stan o w i n ie ja k o p r o je k t w stępny l e k c j i , k tó r y podczas p ro ce su e d y c ji może u le c pewnym zmianom spowodowanym uwarunkowaniami system u AUTOOL.

O b iek ty tw orzące ramkę w sy ste m ie AtfTOOL

W sy ste m ie AOTOOL stosow ane s ą n a s tę p u ją c e k la s y o b iek tó w :

g r a f ic z n e kasow anie

te k sto w y r o z g a łę z ie n ie

■przerwa* ruoh

"k o lo r* oceny odpow iedzi

FRAME Ot

- H U —

FRAME 04

JG J

„

FRAME 05

LiLl____

FRAME 02

____

FRAME 03

t J )

FRAME 09

'IN)

^{FRAME tl}

NJ__

FRAME 10 IF ) FRAME 08

FRAME 13

(Z)

/

^{t r —}

F R A M E 0 6 (N)... 1

'/ j

/ ' ?

j* FRAME 07

1 IN) ....

\\

w . L .

— ■ » <SOł«i

9» in d e k s /p o p ra w n ie -**•

x

powrotem

błędnie -X -X -s» pomoc

•' * *■&*■ ęrolilso

T ab ela 2 . P o w iązan ia m iędzy ramkami l e k c j i przykładow ej

N astępca P oprzednik Ramka H Ramka G R o z g a łę z ie n ie

06 ,0 9 ,1 1

13 /popraw na odp«/

06 /b łę d n a o d p ./

13 /popraw na odp 09 /b łę d n a o d p ./

13

/p o p ra w n ie /

11

/ b ł ę d n i e /

R ys. 2 . S tr u k tu r a sie c io w a l e k c j i przykładow ej