I M
üi B I U L E T Y N I N F O R MA C Y J N Y
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
DO CZYTELNIKÓW
Szanowni P a ń s t w o ! Od trzech lat b iuletyn nasz ukazuje się pod n o w y m tytułem — TEC H N I K I K O M P U T E R O W E — i w dużej mierze według no
wej formuły tematycznej, mianowicie oprócz zagadnień ściśle związa- njrch z b u d o w ą i oprogramowaniem komputerów, a więc adresowanych głównie do profesjonalnych komputerowców, staramy "się prezentować materiały'dotyczące różnorodnych zastosowań komputerów.
Pragniemy w ten sposób stworzyć platformę wymiany doświadczeń wśród szerokiego kręgu profesjonalnych użytkowników komputerów.
P ragniemy też tą d r o g ą przybliżyć właSnie profesjonalistom zagad
nienia rzeozywistego przeznaczenia wytwarzanego przez n i c h sprzętu i oprogramowania. Takie były i są nasze zamierzenia.
Tr z y lata to dostateczny czas, aby czytelnicjf mogli sobie uświadomić ozy odpowiada i m nasza propozycja.
Dlatego też zwracamy się do Szanownych Państwa z g o r ą c ą proś
b ą o przekazywanie n a m wszelkiego rodzaju uwag, wniosków, pomysłów.
Ułatwi to n a m systematyczne dostosowywanie formuły TECHNIK KOM P U T E ROWYCH do oczekiwań Czytelników.
Równooześnie zapraszamy wszystkich do publikowania w Technikach Kompute r o w y o h artykułów dotyczących własnych doświadczeń zdobytych ■ przy opr a c o w y w a n i u i b u d o w a n i u systemów użytkowych. Podobnie zapra
s zamy też do nadsyłania bądź materiałów przeglądowyoh i studyjnych omawiających stan, poziom i rozwój poszczególnych zagadnień na świę
cie, a o p a r t y o h na literaturze danego zagadnienia, bądź krótkich n o tek, b ędąoyoh sygnałami dla Czyte l n i k ó w o komputerowyoh nowościach
technicznych n a świecie.
O czekujemy na korespondencję.
Komitet Redakcyjny
b i u letynu informacyjnego TECHNIKI K O M PUTEROWE
Rysu n e k n a okładce: Schemat funkcjonalny systemu SARD.
Zob. artykuł A.Abramowicza, s.3*
Rok XXV n r 2 19B7
S p is t r e ó o i
s t r .
ABRAMOWICZ A .t SARD - System autom atycznego redag ow ania dokumentów . . . 3 KASPRZYK J . , MOC AZJI' J . r M ILE SZC ZYK P . : Kom putety p e rs o n a ln e w system ach pom iaronyoh . . . 11 LIBIZOWA L . t N a u c z a n ie d y s c y p lin przedm iotowych! za pomocą komputera' . . . 27 MADEJSKI A5. , DZEBZEJ J t ,r WTSTHBA A v i Kom putery w p ro je k to w a n iu k o p a ln i ... 33 BLACH L.-,. LEWOC. J . B . , MISTNRA L . Z . : C h a r a k t e r y s t y k i ozasowe d la komputerowego
3y3temtt' prognozowania .. . . w
. ...
«.-.w. . .
.... ...I
41NOWOiOI TECHNICZNE, o p r . J . Ryżko< . . . . . . . . . . . . - v . ...v . . . « V . V . 47'
D W U M I E S I Ę C Z N I K
Wydajo: ,
' , V '
H. ‘ ' , . *
I 8 S I T tV t m a s z y n M A T E M A T Y C*Z N Y.C.H ' Braniowy Ośrodek Informaoji Naukowej Technicznej i Ekonomicznoj
Komitet Redakcyjny . •
dr in*. Stanisława BONKOWICZ-SITTAUER (redaktor naczelny), mgr Hanna DROZDOWSKA (sekretarz redakcji)
■ mgr in*. Zdzisław GROCHOWSKI mgr in*.' Zygmunt HAU6WIRT mgr lni, Jan KLIMOWICZ' dr in*. Piotr PERKOWSKI mgr in*. Romuald SYNAK
Ad ren redakcji
ul. Krzywickiego J4, 02-Q78 Warszev/a
tel. 28-57-29. 21-84-41 w.244 - aokr.rad., w.211 - red.naoz.
s
ISSN 0 2 3 9 - 8 0 4 4
mgr Andrzej ABRAMOWICZ Instytut Maszyn Matematycznych
SARD - system automatycznego redagomania dokumentom
© ogólna charakterystyka
© przeznaczenie
© zasto so m an ia
Podszawpwym elementem każdogo systemu automatycznogo redagowania tekstu jest program zwany formatercm, którego zadaniem jest wygenerowania dokumentu tekstowego o określonej przez.użytkowni
ka szacie typograficznej. Polecenia użytkownika dotyczące układu stron, wierszy, rodzaju pisma itp.
mogą być wprowadzane w dwóch trybach: konwersacyjnym (interakcyjnym) i wsadowym. Formatery pracu
jące w trybie konwersacyjnym stosowane są w wielu popularnych obecnie systemach redagowania tekstu oferowanych przez producentów mikrokomputerów takich, jak np. IBM czy AMGTRAD. W formatery działa
jące w trybie wsadowym wyposażone są m.in. systemy wchodzące w skład oprogramowania komputerów klasy PDP. Oba tryby pracy mają jednak pewne wady. SARD jest systemem, w którym dominuje koncepcja formatora działającego w trybie wsadowym, jednak proces redagowania tekstu zawiera także elementy charakterystyczne dla pracy interakcyjnej, co pozwala na wyeliminowanie głównej wady trybu wsado
wego.
Schemat procesu automatycznego redagowania dokumentu tekstowego z wykorzystaniem formatora działającego w trybie wsadowym przedstawiony jest na ry3. 1. Praca użytkownika komputera składa
“się w tym wypadku z dwóch podstawowych faz:
■
0.
przygotowania zbioru (w pamięci zewnętrznej maszyny) zawierającego tekst publikacji; tekst ten jest zapisany w postaci ciągu znaków 1 nio jest podzielony na wiorsze ani strony, czyli ~ nie Jost sformatowany,® przygotowania tzw. programu przetwarzania dokumentu. Faza ta polega na wstawieniu - do wpro
wadzonego w poprzedniej fazie tekstu - rozkazów języka programowania automatycznego składu tekstu. Język ten służy do opisu algorytmów składania i łamania tekstów. Faza ta jest po pros
tu spocyficzną metodą adiustacji technicznej. Przygotowanie programu przetwarzania dokumentu odbywa się za"pomocą programu edytora. Następnie zainicjowane zostaje działania programu for- matera. Formatcr - najogólniej rzecz biorąc - wykonując instrukcjo języka programowania auto
matycznego składu dzieli tekst dokumentu źródłowego na wierszo (Justowanle) 1 'strony (stroni
cowanie, paginacja) .
Stosowanie powyższej metodyki pracy użytkownika ma Jednak bardzo istotną wadę. Układając pro
gram przetwarzania dokumentu użytkownik, podobnie jak programista układający program komputerowy, popełnia błędy, co powoduje, żo wyniki odbiegają od oczekiwań i zachodzi konieczność naniesienia poprawek.Jeśli formatują się tekst za pomocą formatera działającego w trybie wsadowym, wprowadzanie poprawek urasta do poważnego problemu. Po pierwszo, użytkownik dość długo oczekuje na ostateczny wynik (wydruk sformatowanego tekstu) , po drugie, jośli typograficzny kształt tekstu nie odpowiada oczekiwaniom, odnalczionio y tekście źródłowym tych rozkazów sterujących formatowaniem, któro po- • winny być zmodyfikowane jo3t często trudnym zadaniem.
Podstawową zaletą systemu BARD jest umożliwienie użytkownikowi ob3orwacjt na ekranie monitora wynizuw wykonania rozkazów-sterujących formatowaniem w fazie przygotowywania programu przetwarzania
ETAPY FRZETWAR ŻABIA
^T-'T'JV.KÎ.'T ŹRÓDŁOWY
^
ŚRODKI PROGRAMOWE
TymZENTS PROC Tl AMD T" ARK.•-KIA POXîmSSTD
PROGRAM V-RKET57ARZAKIA DOKDMRîmJ
1
PORSATORABIE
'
1v::CT ïfTRIïCfSfT ^
EDYTOR
POEMATSR
dokumentu.
SARD Jest przeznaczony do rodagowania do
kumentów tekstowych, takich Jak:
• dokumentacje
• sprawozdania
O teksty naukowe ( artykuły, rozprawy, referaty)
• wykazy
• faktury
® listy (korespondencja) O notatki ( np. handlowe) O komunikaty itp.
System SARD umożliwia wydruk tekstu zarówno zna
kami alfabetu łacińskiego (dużo imało litery)»
Jak i cyrylicą.
Rys.1.
Schemat procesu automatycznego redagowania _ dokumentu z wykorzystaniem formatera działają
cego w trybie wsadowym
Konfiguracja środków tochnicznych
Minimalna użytkowa konfiguracja sprzętowa przedstawiona Jest na rys.2. Możliwości systemu
.Rys.2. Minimalna konfiguracja sprzętowa
SARD można w pełni wykorzystać dołączając dodatkowo:
• trzy terminało ekranowo (system umożliwia równoczesną pracę cztorech użytkowników), O dwio stacje dyskowe,
® Jedną drukarkę,
a ponadto:
© jednostkę dysków elastycznych SP55 DE (SM 56O8),
® dwie jednostki taśmy magnetycznej SM 3300.01.
Zastosowanio podanych typów: terminala, stacji dyskowej, jednostki taśmy magnetycznej i Jednostki dysków elastycznych nie musi być ściśle przestrzegane; system SARD może współpracować również z urządzeniami innych typów. Jedynym warunkiem jest, aby terminal wyposażony był w klawiaturę funkcyj
ną i mógł pracować w tzw. trybie ALTERNATE KEYPAD, w którym wykorzystywane są specjalne kody przy
porządkowane klawiszom klawiatury funkcyjnej.
Oprogramowanie systemu
SARD pracuje pod nadzorom systemu operacyjnego DCS-RW lub DOS-RW-2 i składa się z dwóch zadań (task). Zadanie nadrzędna o nazwie EDEK zawiera m. inr.ymi procedury sterujące pracą systemu SARD.
Zadanie o nazwie PX-2-FLUS jest formatorem tekstu dostosowanym do działania w ramach systemu SARD.
Działanie zadań synchronizowane jest za pomocą chorągiewek systemowych (event flag). Podczas gdy jedr.o z nich jest aktywne, drugie pozostaje w stanie zawieszenia. Wzajemno przekazywanie danych odbywa się za pomocą środków systemowych. System SARD zainstalowany Jest podobnie jak systemowe programy usługowe (utility) i Jest wywoływany również podobnie Jak to programy. Kodem identyfiku
jącym system jest nazwa SAR.
Funkcje realizowane przoz SARD
Użytkownik komunikuje się z systemem wykorzystując zarówno klawiaturę główną, Jak i klawiatu
rę funkcyjną terminala, przy czym funkcjo przyporządkowane większości klawiszy klawiatury funkcyj
nej (praca terminala w trybie ALTERNATE KEYPAD) są zgodne z funkcjami odpowiednich klawiszy w sys
temowym odytorze KED (K52). Za pomocą klawiatury głównej użytkownik wprowadza tekst publikacji oraz rozkazy sterujące formatowaniem, a także komendy określające pewne czynności w procesie roda-
gowania dokumentu. ,
Systom SARD może pracować w dwóch trybach pracy: trybio podstawowym i trybie modyfikowania tekstu. V.' trybie podstawowym wyświetlane są na ekranie fragmenty tekstu sformatowanego. W ten spo
sób użytkownik może na bieżąco śledzić efekt wykonania rozkazów sterujących formatowaniem znajdu
jących się w tekście źródłowym. Tryb ten umożliwia przede wszystkim wizualizację wyników działa
nia formatem. Wszelkie modyfikacje zarówno tekstu merytorycznego, jak i rozkazów sterujących formatowaniem, są wykonywano w trybie modyfikov/ania tekstu. Jeśli po dokonaniu poprawek użytkow
nik powróci do trybu podstawowego, na ekranie pojawi się odpowiedni fragment sformatowanego tokstu z uwzględnieniem wprowadzonych zmian. Oczywiście nie wszystkie znaki tekstu źródłowego znajdują się w tekście sformatowanym i na odwrót. V/ tekście sformatowanym nie ma bowiem rozkazów sterują
cych formatowaniom, są natomiast dodatkowo znaki,np. odstępy wynikające z jus’tovanla wierszy.
Generalnie systom SARD umożliwia: ;
ra przetwarzanio tokstów zapisanych na komputerowych nośnikach informacji oraz przyjmowaniu tekstów wprowadzanych z klawiatury monitora ekranowego,.
© opisanie składu typograficznego tekstu za pomocą języka programowania automatycznego składu tekstu, tj. zaprogramowanie składu różnorodnych tekstów,
® automatyczny skład dokumentów tekstowych,
« wizualizację przetwarzanych informacji na każdym etapie przetwarzania, Dozwalając t.vm samym na korektę tekstu merytorycznego i rozkazów języka programowania automatycznego składu tekstu,
® natychmiastową wizualizację skutków działania użytych rozkazów sterujących formatowaniom bez potrzeby oczekiwania na końcowy wynik działania formatem,
© zapisanie w pamięci zewnętrznej komputera informacji uzyski . oych na każdym etapie obróbki tekstu,
® wydruk dokumentu wynikowego (sformatowanego),
© . archiwowanlo wydawnictw i ponowne ich wykorzystywanie, po dokonaniu ewentualnych zmian w tekście merytorycznym i (lub) w opisie szaty typograficznej, czyli po modyfikacji programu
■ przetwarzania dokumentu (programu składu).
Schemat funkcjonalny systemu SARD przedstawiony jest na rys. 3.
___________ ST "BOTANIK
’__________ X!!70Si'AC.TA 'fFJCSTOTA
Rys. 3. Schemat funkcjonalny systorau SARD O Funkcje realizowano przez zadanie EDEK
W skład zadania EDźK wchodzą procedury sterujące pracą systemu SARD oraz edytor■znakowy dzia- łojący w. obu trybach pracy . W trybie podstawowym edytor akceptuje jedynie to’polecenia, które M nie powodują modyfikacji tekstu. Oprócz typowych dla rozbudowanego edytora znakowego operacji na tekście, edytor będący elementem zadania EDEK umożliwia również wykonywanie pewnych niestandardowych operacji, wynikających ze specyfiki systemu SARD. Do operacji takich należą:'
® Zmiana trybu pracy na każdym etapie redagowania dokumentu.
• Wyświetlanie - w trybio podstawowym - aktualnych parametrów formatowania. Umożliwia to użyt
kownikowi po przejściu do trybu modyfikowania tekstu dokonywanie odpowiednich zmian poszcze
gólnych parametrów,
® Wizualizacja - w trybie podstawowym - całych sformatowanych wierszy (maksymalna długość wyjus- towancgó wiersza Jest większa od liczby kolumn na ekranie monitora ) . "Okienko" ekranu może być przesuwane zarówno v pionie, jak i w poziomie (rys. 4 ) , co umożliwia obejrzenie partiami całych sformatowanych wierszy. Unika się w ten sposób sztucznego łamania wierszy i przenosze
nia nie mieszczącej się na ekranie części wyjustowanego wiersza do następnego wiersza ekranu, oo zmieniałoby w istotr.y sposób obraz sformatowanej strony.
• Automatyczny, ciągły pionowy przesuw na ekranie sformatowanego tekstu realizowany w trybie podstawowym. Pozwala to zwrócić uwagę na formę kolumn, rozmieszczenie przypisów, akapitów,
W praktyce są to dwa edytory - różne dla obu trybów pracy
głębokość wcięć itp. Przesuw odbywa się z naturalną prędkością dostosowaną do możliwości percepcyjnych użytkownika, przy czym użytkownik może określić Jego kierunek: "do przodu" lub
"do tyłu".
Wyszukiwanie w trybie modyfikowania w tekście źródłowym najbliższej - w stosunku do pozycji kursora, w ustalonym wcześniej kierunku - grupy rozkazów sterujących formatowaniem lub wyzna
czenie w trybie podstawowym miejsca w tekście sformatowanym, od którego działa najbliższa grupa rozkazów (rys. 5 ). Operacja ta jest przydatna gdy istnieje konieczność dokonania zmian kształtu typograficznego tekstu.
Dynamiczne ustawiania punktów tabulacji.
TEKST
SFORMATOWANY
TEKST
£n<5j)5.07:T
—
/A - pozycja kursora przed operacją
B - odpowiednik pozycji A w tekście źródłowym C - pozycja początku najbliższej względem B
grupy rozkazów
D - odpowiednik pozyoji C w tekście sformatowanym
Rys.d. Ekran monitora na tle sformatowanej strony tekstu
Rys.5- Sposób wyszukiwania miejsca w tekście sformatowanym, od którego działa najbliższa grupa rozkazów sterujących formatowaniem (kierunek "do przodu")
Ważną funkcją zadania EDEK, będącą jednocześnie Istotną zalotą systemu SARD jest rej es trwa
nie kroniki sosji w specjalnie w tym celu utworzonym zbiorze dyskowym. Zapisywane są v nim wszyst
kie kolejne polecenia użytkownika. Umożliwia to w razie potrzeby automatyczne odtworzenie sesji, np. po wystąpioniu awarii. Odtwarzając sesję system wykonuje kolejno polecenia zapisano uprzednio w zbiorze - kronice.
Edytor działający w trybie modyfikowania tekstu umożliwia również zapisywanie określonych przez użytkownika partii tekstu w pomocniczych zbiorach wyjściowych, a także włączanie do zbioru głównego fragmentów tekstu zapisanych w pomocniczych zbiorach wejściowych.
© Funkcjo realizowane przez forma ter PX-2-IŁUS
Formater PX-2-EDUS analizuje i wykonuje kolejne rozkazy języka programowania automatycznego składu tekstu, tj. rozkazy sterujące formatowaniem. Działa on zarówno w trakcie przygotowywania programu przetwarzania dokumentu, pozwalając w efekcie na natychmiastową wizualizację - w trybie podstawowym - wyników wykonania rozkazów sterujących formatowaniem, jak i w końcowej fazie prze t- „ warzania, wyprowadzając na urządzenie drukujące cały sformatowany dokument. Działanie formatera jest każdorazowo inicjowane przez odpowiednią procedurę sterującą zadania EDEK.
Ważną cechą formatera jest rejestrowanie “historii" wystąpili pewnych rozkazów sterujących formatowaniom. W konsekwencji, jeśli na pewnym etapie przetwarzania w fazie przygotowywania progra
mu przetwarzania dokumentu zadaniem formatera jest sformatowanie określonej partii tekstu, to nie musi on rozpoczynać formatowania od początku zbioru. W takinrwypadku PX-2-PDUS wykorzystuje wcześ
niej zarejestrowano parametry i rozpoczyna formatowania od miejsca wystąpienia ostatniej zmiany dokonanej przez użytkownika w trybie modyfikowania tekstu. Redukuje to w znaczny spo3Ób czas reakcji systemu na polecenia użytkownika.
Każdy rozkaz języka programowania automatycznego składu tekstu musi wystąpić na początku wier
sza lub bezpośrednio po innym rozkazie. Rozkaz rozpoczyna się kropką, po której następuje pełna nazwa rozkazu lub jej jedno-, dwu-, lub trzyznakowy skrót. W następnej kolejności podaje się para
metry (o ile występują) . Ogólnie postać rozkazu określona jest więc następująco:
- 8 -
.nazwa [lista parametrów]
Rozkazy formaterh; PX-2-FLUS można podzielić na:
O rozkazy pozwalające na formatowanie strony tytułowej. Umożliwiają one formatowanie strony tytułowej i wypełnienie jej informacjami, takimi jak: nazwisko autora, tytuł, data i miejsce wydania, numer.-archiwalny itp.,
O rozkazy dotyczące wersji językowej (do wyboru wersja, polska, angielska lub rosyjska ) , 0 rozkazy sterujące formatowaniem strony tekstu. Rozkazy te określają rozmiary strony, margine
sy, odległości między wierszami, liczbę kolumn na stronie. Oprócz tego 3terują numeracją stron 1 sposobom wykorzystania wolnego miejsca na stronie, a także wydrukiem nagłówków, bie
żącej daty i numeru archiwalnego,
9 rozkazy dotyczące formatowania wiersza tekstu. Sterują one justowanlem, wcięciami (akapita
mi) , tabulacją itp.,
p rozkazy stcrująco formatowaniem pewnych struktur tokstu takich Jak tabele, listy, przypisy,
uwagi itp. .
Inne rozkazy umożliwiają np. indeksowanie wyrazów lub Ich grup, centrowanie fragmentów tek3tu, wa
runkowe przetwarzanie określonych partii tekstu, dofiniowanie i wywoływanie makrorozkazów, opisywa
nie rysunków itp. Pewna grupa znaków z repertuaru używanego w programie przetwarzania dokumentu jest traktowania przez formator w sposób specjalny. Znaki to powodują zmianę rejestru liter, spa- cjowanio wyrazu, umieszczanie stałych odstępów między wyrazami, nio podlegających Justowaniu. Ist
nieje możliwość zniesienia specjalnego charakteru tych znaków przez użycie znaku podkreślenia lub strzałki w lewo przed danym znakiem.
Możliwości i kierunki rozbudowy systemu
System SaHD jest systemom bazowym dla dalszych bardzloj rozbudowanych wersji. Jego modułarność 1 elastyczność zapewniają możliwość rozbudowy zarówno konfiguracji sprzętowej, jak i dołączania no
wych modułów programowych. Przy rozszorzaniu możliwości funkcjonalnych system będą brane pod uwa
gę sugestio i życzenia użytkowników wersji bazowej SARD, jednak już obecnie, rysują się pewne kie
runki jego rozbudowy. - ■
© Repertuar urządzeń wyjściowych ■
Rozbudowa konfiguracji sprzętowej systemu polega głównie na dołączaniu nowych urządzeń wyjścio
wych. Ten kierunek rozbudowy jest oczywisty ze względu na produkt finalny systemu, którym Jest sformatowany dokument tekstowy; jego jakość założy w naturalny sposób od możliwości urządzonia, za pomocą którego został sporządzony. Tak więc do systemu mogą być dołączano zarówno komputerowo urzą
dzonia znnkcwo, jak 1 ¿Bhkowo-graficzne. Zupełnie novrą jakość poligraficzną można otrzymać pbzez zastosowanie pośrednio lub bezpośrednio fotonaświotlarki. Jednak w tym ostatnim wypadku konieczna jest znaczna rozbudowa Języka programowania automatycznego składu tokstu i co się z tym wiąże for
matem, który analizuje i wykonuje rozkazy tego języka.
© Przetwarzanie dokumentów pochodzących z baz danych
Programowo przystosowanie systemu do przetwarzania dokumentów pochodzących z baz danych Jest zabiegiem na ogół pro3tym i umożliwia wydruk tych dokumentów w ża.danej przez użytkownika szacie typograficznej. Specyfika baz danych implikuje wymaganie, aby dokumenty poszczególnych klas były drukowane w charakterystycznych dla siebie formatach.
Można to uzyskać w. następujący sposób: wyprowadzenie z bazy danych określonego dokumentu po
przedzone jest pewną informacją sterującą, przyporządkowaną na stałe klasie dokumentów, do której ów dokument należy. Informacja ta powoduje odszukanie w uprzednio założonym przez użytkownika zbio
rze, który można nazwać "zbiorem szablonów", ciągu rozkazów języka programowania automatycznego składu tekstu, opisujących kształt typograficzny dokumentu danej klasy. Prosty preprocesor generuje v ofekcla kompletny program składu dokumentu.
Innym przykładom jest zastosowanie preprocesora wyszukującego i generującego opisy cytowanych w tekście pozycji bibliograficznych, charakterystyczne zwroty, np. w listach handlowych itp. W tym wypadku dokument źródłowy zawierałby pewna informacje identyfikujące, będące wyrażeniami Jęzaka o bardzo prostej składni, rozpoznawanymi przez preprocesor.
W zamierzohiach rozwojowych systemu SARD bierze się pod uwagę rozbudowę środków programowych.
Wyżej wspominaliśmy o preprocesorach - w kontekście drukowania dokumentów pochodzących z baz danych - oraz o rozbudowie języka rozkazów sterujących formatowaniem - w związku z rozszerzeniem repertu
aru urządzoń wyjściowych. Dołączanio nowych urządzeń wyjściowych wymaga również realizacji odpo
wiednich postprocosorów. Niozależnle od tego dążyó się będzie do zapewnienia możliwości wykorzysty
wania przez użytkownika konstrukcji cechujących Języki programowania wysokiego poziomu, co po-./Inn o znacznie ułatwić układanie programu automatycznogo składu tekstu.' Tak więc przewiduje się możliwość używania takich wyrażeń Jak rozbudowane makroinstrukcjo, konstrukcjo typu WHILE-DO, czy IF-THEN-
£D3E.
Zakłada się również możliwość opisywania specyficznych i trudnych form składu, takich Jak np.
wyrażenia matematyczno za pomocą języka zbliżonego do naturalnego. Wiążo się z tym'konieczność za
implementowania odpowiedniego proprocooorn, który tłumaczyłby ton Język na język elementarnych roz
kazów stalujących formatowaniom.
Do systemu SARD można toż dołączyć pole lot programów dzielenia wyrazów na sylaby dla różnych wersji językowych.
Systom SARD na tle istniejących systemów automatycznego okładu tekstu
Procesy redagowania tekstu są automatyzowane z wykorzystaniem zarówno specjalnie w tym celu konstruowanych automatów, jak i maszyn cyfrowych, wyposażonych w odpo-wlcdnle środki programowo.
Gama istniejących w tej dziedzinie rozwiązań w krajach wysoko rozwiniętych jest już bardzo bogata.
Automaty produkowano przez wyspecjalizowane firmy (zwłaszcza w USA, RFN, Szwajcarii) są najczęściej urządzeniami współpracującymi z fotonaświetlarkami, przy czym istnieją zarówno automaty wiol of uniccy j no, realizująco funkcjo wprowadzania, korekty i formatowania tekstu, jak 1 na ogół prosto rozwiąza
nia, będące wyposażonymi w procosop fotonaświotlarkani, dla których dane są przygotowywane na kompu
terowych nośnikach informacji za pomocą pracujących autonoralcznio urządzoń kodujących.
Systomy komputerowo, w zależności od przoznaczonia, można podziolić no:
o jednostanowiskowo
t> wielostanowiskowe z przetwarzani am lokalnym
O wielostanowiskowe z prz o twarz ani om zdalnym, wykorzystujące transmisję danych.
Wśród tych ostatnich, głównie w USA, realizowano są bardzo rozbudowano systemy, tworzneo s ieci o różnej organizacji, łącząco znaczni o oddalono 'od Globie agencjo, redakcjo 1 drukarnio. Według
tego samego kryterium wyróżnić nóżro systemy:
9 . ukierunkowano na konkretny tvp wydawnictw
O uniwersalne, wyposażone w złożone formatery, pozwalające na konstruowanie różnorodnych, skom
plikowanych form typograficznych, dostosowane do współpracy z wieloma urządzeniami wyjściowy
mi., tan, z drukarkami, często o rozbudowanym repertuarze znaków i funkcji, z urządzeniami znakowo-graficznymi oraz z urządzeniami fotoskładu.
Wykorzystaniom maszyn klasy FDP do automatycznego przetwarzaniu tekstów zajmują się obecnie na Zachodzie zarówno ośrodki uniweroytocitie, jak i firmy produkujące sprzęt i oprogramowaniu. Wy
siłki zmierzają w'kiorunku roalizacji możliwie uniwersalnych, "a zarazem możliwie prostych w obsłu
dze formnterów. Najbardziej znanymi fomiaterami, o podobnym jak system SARD przeznaczeniu, imple
mentowanymi na maszynach klasy PDP są TEX, opracowany przoz D. Knutlia (Stanford University) , NRCFF/TRCFF, który powstał w Bell laboratories i SCRJDE, opracowany w Carnegie - Mellon University;
wszystkie działają w trybie wsadowym i zrealizowano są na maszynach PDF, przy czym'ffilCFF/TRCFF działa pod nadzorem systemu operacyjnego UNIX. l.'yniicnlone wyżej formatery są programami uniwersal
nymi, a odpowiednio Języki programowania automatycznego składu mają wiele cech zaawansowanych, po
dobnych do stosowanych w językach programowania wysokiego poziomu.
System SARD różni się od Innych systemów o podobnym przeznaczeniu przede wszystkim tym, że łączy w sobie zalety wsadowego i koriwcrsacyjnego trybu działania formatera. Sposób wykorzystywania systemu SARD podyktowany Jest specyfiką przetwarzanego dokumentu i stopniem opanowania przez użyt
kownika Języka programowania automatycznego okładu tekstu. Przy przetwarzaniu dokumentów, charakte
ryzujących się skomplikowaną szatą typograficzną, natychmiastowa wizualizacja efektów działania rozkazów sterujących formatowaniem i możliwość bieżącego nanoszenia poprawek jest bardzo istotną
- 10 -
zaletą. Przy projektowaniu systemu zakładano, że w pierwszym etapio powstanie 3ystem bazowy, na którym oparta będzie rozbudowa zwiększająca możliwości funkcjonalno systemu. W związku z tym za
łożeniem wersja bazowa musi być dostatecznie olastyczna; dotyczy to zwłaszcza Języka programowania składu. Konsekwencją elastyczności 1 modularnoścl oprogramowania Je3t możliwość dostosowywania systemu do wymagać poszczególnych użytkowników.
Jest rzeczą istotną, że składnia rozkazów języka programowania składu tekstu Jest zdefiniowa
na na podstawie standardowej klawiatury systemowej, nie jest wymagane żadne wyspecjalizowane urzą
dzenie do przygotowywania danych i to bez względu na rodzaj urządzenia wyjściowego.
Wszystkie programy wchodzące w 3kład systemu są napisano w języku assembler. SARD ma bogatą diagnostykę - łącznie około 80 komunikatów informacyjnych i diagnostycznych. Na żądanie użytkowni
ka - na każdym etapie działania systemu - wyświetlane są informacje dotyczące repertuaru funkcji i komend akceptowanych przez system.
Aktualny stan prac nad realizacją systemu
SARD jest systomom oryginalnym, nie mającym odpowiednika w oprogramowaniu DEC i realizowany jest przez Instytut Maszyn Matematycznych we współpracy z FMiK ERA. Zleceniodawcą 1 odbiorcą wyni
ku jest FMiK ERA. W IMM realizowane jest zadanie EDEK, w którego 3kład wchodzą procedury sterują
ce systemu oraz dwa edytory znakowo - różne dla obu trybów pracy. W FMiK ERA dokonywana jost_adap
tacja działającego autonomicznie formatora FRIKAX 2 do pracy w systemie SARD.
W ramach prac prowadzonych przez IMM zrealizowano dotychczas większość zaplanowanych zadań, V chwili obecnej w IMM trwa próbna eksploatacja autonomicznej wersji zadania EDEK, usuwano są us
terki pojawiające 3j.ę w trakcie eksploatacji. Realizowano są również powne dodatkowe, nie ujęte w piorwotnym harmonogramio, funkcjo rozszerzające możliwości systemu 1 wpływające na komfort pracy użytkownika; Połączenie zadań EDEK i PX-2-FLU3 nastąpi jesionią 1987 r. po zakończeniu prac prowa
dzonych v FMiK ERA.
Literatura
Furuta R., Scofield J., Shaw A.s Document Formatting Systems! Survey Concepts and Issues.
Computing Surveys, 1982 t. 14, 3
Knuth D.E.: TEX and METAFONT. Digital Press 1979
Koyrowitz N., Van Dam A.: Interactive Editing Systems. Computing Surveys, 1982 t. 14, 3 Moot H.: Structured Text Formatting. Software: Practice and Experience, .1983 t. 13, 1
Reid B.K.: SCRIBE, A Documont Specification Language and its Compiler. Dep. of Comp. Science.
Carnegie - Mellon University, October 1930
[1]
[2]
[3]
[*)
[5]
rn^r inż. Jerzy KASPRZIK m^r inż. Jerzy KOCAŁA mgr inż. Paweł MILESZC3YK Instytut Maszyn Matematycznych
K om putery p e rso n a ln e m systemach pomiaromych
77stęp
Rozwój w dziedzinie sprzętu pomiarowego oraz urządzeń automatyki oharakteryzująoe się następującymi, głównymi tendencjami:
• zastępowanie elementów dyskretnych przez układy scalone o coraz wyższym stopniu integraoji, aż do mikroprocesorów włąoznie,
« wzrost dokładności, któremu towarzyszy zmniejszenie rozmiarów, pohoru mooy i oeny, o rozszerzenie repertuaru realizowanych funkcji, •
Konsekwencją tego rodzaju tendencji staje 3ię dążenie do automatyzaojl przebiegu pomiarów, gromadzenia ich wyników oraz ioh opracowywania.
Nowe możliwości, takie jak zwiększenie szybkości dokonywania pomiarów, stosowanie zespo
łów zespołów wielu przyrządów mierząoych i kontrolujących wiele parametrów oraz gromadzenie dużych zbiorów wyników pomiarów wymagają nowego podejścia ze 3trony użytkownika. Konieczne staje się zautomatyzowanie i uproszczenie ob3ługi pomiarów i kontroli mierzonych parametrów, gdyż do
piero wtedy możliwe staje się w pełni efektywne wykorzystanie możliwości nowoczesnych przyrządów pomiarowych.
T7 obecnych warunkach najbardziej efektywnym sposobem osiągnięcia takich o.elów staje się wykorzystywanie mikroprocesorów. Wyróżnio tu można dna kierunki:
o stosowanie mikroprnoesora jnko elementu wspomagającego funkoje poszczególnyoh przyrządów po
miarowych i będącego ioh Integralnym składnikiem,
o wykorzystywanie mikroprocesorów i zbudowanych na nich mikrokomputerów do organizowania pracy całego zespołu przyrządów oraz do opracowywania uzyskanych wyników 1 sterowania ioh wykorzys
taniem. . „
7.a ilustraoję dla pierwszej z tych możliwości może służyć fakt, że według danych zachod
nich 80?' przyrządów pomiarowych i urządzeń automatyki przemysłowej jest już budowanyoh na bazie mikroprocesorów. Zastosowanie ich pozwala radykalnie obniżyć koszty i poprawić walory użytkowe.
Draga z tyoh możliwości staje się szczególnie atrakcyjna ze względu na występowanie wśród użytkowników sprzętu pomiarowo-kontrolnego, coraz większej grupy osób dysponujących profesjonal
nymi umiejętnościami w zakresie obsługi i wykorzystania komputerów personalnych do różnych zadań.
Taka sytuacja pozwala wytwórcom sprzętu pomiarowo-kontrolnego na bazowanie na istniejących umie
jętnościach użytkowników w dziedzinie obsługi i wykorzystania komputerów personalnych.
- 12 -
Tabl, 1, Przykład. rozwoju woltomierza oyfrowego’
Rok
— - -
Elementy
r__ __ ---
Llozba i Dokładność elementów) pomiaru
_
rcyminry do nP
r --- Ko3Zt
A
1963
Tranzystory, diody, rezystory,kondensatory
3000 i + 0,05*
11
. 50 3 tys.
4
1973 Układy scalone małej 1 średniej skali integraoji
1
300 ,1 + 0,01#
ii i
L __ ___
_l____
ł10
2 tys,i 199«
i
Układy scalone wielkiej stali inte
gracji,
w
tym- mlkro procesory1
50
j
+ 0,005* '!
_______ JL ____
A
■
... i
1,5 tys". j
' i
Pionierem w tej dziedzinie było firma Norhwest Instruments Systems Ino., która jako pier
wszo w 1?81 r.,zbudowało instrument pomiarowy oparty na komputerze personalnym.
Bo tej pory stosowanie komputerów personalnych było ograniczone ze względu na dosyć małą ir.oo obliczeniową. Obecnie, gdy moc ta jest większa (nr. IBM PC/AT), już około 100 firm na tere
nie USA sprzedaje swoje oprzyrządowanie do testowania i pomiarów, bazująoe na komputerze perso
nalnym. fiydaja się, że ten kierunek będzie utrzymywał się na skutek obniżki oen komputerów per
sonalnych, wzrostu po jęmr.oścl pemięol masowych,_ możliwości grafioznyoh itp. Stosowaniem kompute
rów personalnych do kontroli urządzeń pomiarowych i wykonywania testów zainteresowała się także
firma TB“ Corp. ' -
Zależnie od możliwości producenta seotkać się można z wykorzystywaniem specjalizowanych komputerów personalnych (np. Hewlett-Packard, Tektronix) lub ze stosowaniem powszechnie dostęp
nych komputerów personalnych standardu IBM PC/XT, które uzupełnione są odpowiednim wyposażeniem umożliwiającym wykorzystanie Ich do obsługi systemów złożonych s przyrządów kontrolno-pomiarowych.
Ta ostatnia tendencja jest stosunkowo r.owa, jest intensywnie rozwijana przez producentów 1 wykazuje dużą dynamikę ujawniającą alę we wkraczaniu na rynek nowych producentów i ich wyrobów.
Przewiduje się (za Prime Bats, San .lose, Calif, firma badania rynku), że obrót ze sprzedaży takich urządzeń w roku 1°n° osiągnie 500 min ¡S.
Także w kraju można zauważyć pewno działania z zakresu preo nad systemami'kontrolno-pomiaro
wymi sterowanymi przez komputery personalne. Potyezy to zwlaszoza systemów ukierunkowanych na wy
korzystanie komputerów personalnych kompatybilnych z IBM PC/XT, np. MA20VIA ,
Oocnn rynku urządzeń działu ’’Testowanie 1 pomiary"
W puhliknojaoh zachodnich srrzęt elektroniczny dzieli się na następująoe podstawowe grupy:
a/ przetwarzanie danych (terminale, mikro-,'mini-, duże systemy, ltd,), b/ komunikacja (łnoznośó),
o/ artykuły konsumpcyjne (radia, magnetofony, zegarki, itp.),
&/ testowanie i pomiary (oscyloskopy, testery, generatory, itp.), e/ przemysłowe urządzenia elektroniczne,
f/ elementy półprzewodnikowe (diody, układy scalone, itp,),
Produkty działu "Testowanie 1 pomiary" grupuje się w klasy przedstawione na rys. 1.
Podstawowym kryterium przynależności urządzenia do danej grupy wyrobów Jest funkcja, Jaką srełnio dane urządzenie. Podstawowe grupą urządzeń, w których do tej pory wykorzystywane są są komputery, to urządzenia z grupy "testery automatyczne" (ATS). Funkoje spełniane przez te urząr- dzenia 1 przykłady charakterystyk przedstawiają tabl. 2 i 3.
Obecnie zaznaoza 3lę tendencja do budowy urządzeń należącyoh do grupy "Podstawowe urządze
nia pomiarowe" oparte na komputeraoh personalnych (PC-based Instruments).
Dział "testowanie i pomiary"
T&M"
Testery - Automated Test
Equipment-ATE
Systemy testowania (elementów oyfrowych) Systemy dla serwisu
testery nastolne systemy uniwersalne systemy opeoJalizowane
Systemy testowania połączeń i płytek drukowanych
testowanie elomentów
na pakiecie Systemy testowania pakietów
(a elementami) tosty funkcjonalno
testy kombinowane
Podstawowe urządzenia pomiarowa
- General Test Equlpment-GTB
wsmacniaoza laboratoryjne kalibratory 1 standardy
testery dla linii teletransmisyjuyoh cyfrowe analizatory sygnałów (Fourier) pomiar temperatury
oscyloskopy oscylatory
liozniki czasu i ozęstotllwośol analizatory logiczno
urządzenia pomiarowe besujące na PO inne
PysASystematyzaoja produktów z działu "Testowanie i pomiary*
Tab. 2. Funkcje - zastosowania urządzeń z grupy "testery automatyczne" (ATE)
Lp. Nazwa giupy urządzeń Funkojo — zastosowania 1
1
---
Systemy testowania układów elektronicznyoh
Testowanie układów elektronicznyoh, które nie są automatami
2 Systemy dla serwisu Przeważnie urządzenia przenośne dla testowania podozas napraw u klienta
3 Systemy testowania układów soalonyoh
Kontrola dostaw układów soalonyoh lyb . kontrola Jakościowa produktu finalnego
* Systemy testowania połąozeń i płytek drukowanych
Kontrola Jakośoi połączeń: "drutowyoh", lutów, między pakietami oraz wykonania samej płytki drukowanej'
5 Systemy testowania pakietów Kontrola całego zmontowania pakietu obejmująoa;
a/ testowanie funkcjonalne (badanie stanu wyjśó w zależności od stanu po
przedniego i sygnałów wejściowych) b/ testowanie prawldłowoiol montażu układów scalonych > płytoe,
c/ testy obejmujące punkt a l b tzw.
kombinowane
Tab,-3. Przykłady oharakterystyk urządzeń "testery automatyk zue " (ATK)
Lp, Firma Urządzenie
1 Opis - charakterystyka Nr grupyj
■ według Łab. 1
’
|
|
Gen Pad amerykańska
Model 2272 Urządzenie do testowania pakietów z układami mlkroelektronlcznymi, z własnym komputerem sterującym. ~ Test całych pakietów oraz pojedyn
czych układów w pakieoie
5'
s
!11
. Model 1743" Testowanie układów scalonyoh -
pamięci 3
\1 1l 1---- I 2 1 C łf 1
Model 2276E Testowanie pakietów pamięoi,
układów anaiogowyoh 1.5
3H Industries amerykańska
•
PT—900
-
Testowanie płyt zasilaoty. Zasto
sowanie podczas produkcji i badania Jakości dostaw. Urządzenie zawiera komputer steruJąoy IBM PC/XT
1
r * i ^ i* j
Msrs Electronics - amerykańska
■
Gazelle MSA Przemy’słowy toster pakietów i ukła
dów. Kontrola według testu przygo
towanego na dyskietce
5 i
1j
\1 f
.
!
.
Gazelle PT Testowanie funkcjonalne pakietu.
Urządzenie wyposażone w mikrokom
puter, który może byó wykorzysty
wany Jako PC
5
1
!4 i
!1 1
■ ■ Marconi
angielska
TRIKET . . L - -
Urządzenie typu "workstation"
z własnym mikrokomputerem. Testo
wanie funkcjonalne pakietów i ukła
dów scalonyoh,.Możliwość tworzenia siooi
5
\ . . . ' . ' '
Choao poprawnie ocenić to zjawisko w kategoriach ekonomioznyoh w tabeli 4 przedstawiono:
« obroty globalne całego rynku wyrobów elektronicznych.
9 obroty działu "testowanie i pomiary",
© obroty grupy urządzeń "testery automatyozne",
* obroty urządzeń pomiarowych opartyoh na personalnych komputerach.
, 1? tabeli 5 przedstawiono wleTkośoi obrotu na rynku w procentach przyjmując za 100?’ wielkość obrotu całego rynku wyrobów elektronioznyoh, .a w tabeli 6 - tendencje.
Analizując! tabele 4,5,6 można dokonaó następujących uogólnień:
1/ rynek urządzeń '•Testowanie i pomiary" nie Jest duży w porównaniu z rynkami łączności, i prze
twarzania danych, stanowi zaledwie 1-21* całkowitego obrotu w Europie ZaohodnieJ, fl 5i na
terenie USA, -
2/ wielkość obrotu urządzeń "Testowanie i pomiary" wydaje się być ustabilizowana,
3/ urządzenia bazujące na komputerach personalnyoh (TtY+PC) stanowią na razie znikomy prooent rynku i ich rozwój będzie odbywał się przez wypieranie z rynku innyoh urządzeń z grupy GTE
(rys. 1 1 tab, 5).'
4/ tempo wzrostu obrotu urządzeń opartyoh na PU Jest duże i wynosi około 30&.
Tał). 4. Struktura rynku wyrobów elektronicznych (w min fi) [4]
Rynek produktów elektro
nie zr.yoh
Obroty globalne
(TOTAL) 1/ Testowanie i pomiary (Teste A Measurement)
i--- ----
Testery .
automa tyo zne(ATE)
Instrumenty bazu- jąoe na personal- nyoh komputerach (PC-based Instru
ments) 1984 1985 19862/ 1984 1985 1986 1984 1985- 1986 1984
---- 1905
r 1936 USA 105418 116838 131757 5988 6030 6781 2086 1863 1965 68 89 115
JA RONI A 33440 36398 39905 838 875 957 303 320 347 _ — —
RFN 19274 20483 22175 379 418 455 99 113 110 - — —
ANGLIA 12942 13879 14691 239’ 250 268 45 44 50 - — —
FRANCJA 11444 12242 13065 227 245 293 19 21 23 — — -
¡WŁOCHY 7106 7ß02 8468 81 90 101 17 20 24 ' - - -
1/ Obroty globe.lne obejmują produkty elektroniczne z dziedzin!
przetwarzanie danyoh, komunikac ja (łacznoóó), artykuły konsumpcyjne (radia, magnetofony itp.) testowanie i pomiary, przemysłowe, urządzenia elektroniczne, elementy półprzewodnikowe.
2/ Wartoóoi dla 1986 r. są wartościami estymowanyml (prognoza) 3/ ATE — Jest podzbiorem Teste A Measurement (rys. 1)
Tab. 5. Struktura rynku wyrobów elektronicznych w prooentach
■ Rynek producen
tów elek
tronicz
nych
Ï ™ . 100*
TOTAL
ATE 100* TAM + PC
100*
TAM (TAM )+ (ATE
1984 1935 1986 ”1
1984 1985 1986 1984 1985 1986
USA 5,7 5,2 5,1 34,8 30,8 ’ 28,9 1,7 2,1 2,4
JAPONIA 2,5 2,4 2,4 36,1 35,4 36,2 - - -
REK 2,0 2,0 2,0 26,1 27,0 24,2 - - -
ANGLIA 1,84 1,8 1,82 18,8 17,6 18,6 - - -
FRANCJA 2,0 2,0 2,2 8,4 8,6 7,8 » - -
WŁOCHY 1,1 1,1 1,2 21,0 22,0 24,0 — — —
' Wyliczenia na podstawie danyoh z tab, 1. Oznaczenia Jak w tab.. 4 x /
Tab. 6. Tendencje rynku wyrobów elektronicznych w prooentach
Rynek pro
duktów elektro
nicznych
TOTAL TAM - ATE TAM + PC
85/84 86/85 85/84 86/85 85/84 86/85 85/84 86/85
USA 10,8 12,7 0,8 12,28 -10,7 5,5 31,0 29,0
JAPONIA 8,8 9,6 4,4 9,37 2,'3 11,9 - -
RFN 6,3 8,3 10,3 8,8 14,1 -27,0 - -
ANGLIA 6,9.- 6,15 4,6 7,2 -2,3 13,6 - -
FRANCJA 7,0 ■ 6,7 7,9- 19,6 10,5 9,5 — -
WŁOCHY 10,0 8,5 11,1 12,2 17,6 20,0 - -
»/ Wzrost snrzedaży w porównaniu z rokiem poprzednim . Wyliczenia na podstawie danyoh z tab. 2
OzneozenlB Jak w tab. 4.
- -16 -
Komputer personalny jako koordynator funkojl pomiarowyoh w systemie
Obecną sytuację w dziedzinie użytkowania przyrządów kontrolno-pomlarowyoh oharakteryzuje pojawienie się na ogół tanloh komputerów personalnyoh, któryoh moo obliczeniowa i arohitektura umożliwiają łatwe i efektywne sterowania zespołem odpowiednio przystosowanych przyrządów pomiaro w/ch. Ogólna zasada stosowania PC w systemach pomiarowych to kontrolowanie działania przyrządów pomiarowych przy wykorzystaniu speojalnego interfejsu i odpowiadaJąoej mu szyny. Sterowanie obej
muje zarówno wysyłanie poleoeń dotyczących funkcji bezpośrednio realizowanyoh przez przyrządy po
miarowo (np. pojedynczy pomiar napięcia), Jak i przekazywanie sterowań dla obiektów podlegająoyoh badaniu i testowaniu. Wyniki pomiarów uzyskanych podozas praoy są zbierane przez komputer perso
nalny i następnie mogą one byó poddawone różnego rodzaju analizie, zarówno przy wykorzystywaniu standardowego specjalizowanego oprogramowania przystosowanego do analizy danyoh pomlarowyoh, Jak i przy vry korzystaniu programów pi sany oh przez użytkowników. , w
Itene uzyskiwane w ozssie pomiarów są przesyłane bezpośrednio do pamięoi komputera personal
nego, e o ioh wykorzystaniu deoydują odpowiednie programy, które realizują także funkoje związane z generacją odpowiednich sterowań odbieranyoh przez urządzenia pomiarowe 1 badany obiekt.
Takie podjśoie pozwala na równoczesne zobrazowanie na ekranie monitora PC przebiegów ste
ruj ąpyoh obiektem badanym oraz stanu jego wyjść, Jako odpowiedzi na sterowania. W ten sposób sto
su jąo odpowiednie programy można zrealizować pełną obsługę przeprowadzonego eksperymentu, włącza
jąc w to tekże analizę uzyskanych wyników.
Tego rodzaju 3ystem pomiarowy zy3kuje funkoje rozbudowanego analizatora stanów, pozwalają
cego no badanie reakoji sterowanego układu w najróżniejszyoh warunkaoh. Badane może byó w ten sposób oprogramowanie 1 sprzęt, analizować można zależności funkcjonalno 1 czasowe. *
Zet szosególr.ie korzystne'i efektywne uw3ża się stosowanie komputerów osobistyoh w systemach
■pomiarowych spełniająoyoh funkoję anelizatorów logicznych. Upraszoza to zarówno realizooję ioh funkcji, Jak 1 analizę wyników, które mogą byó poddane przetwarzaniu’przez komputer personalny w celu uzyskania ich automatycznej interpretacji.
Zastosowanie komputerów osobistych do sterowania zespołami urządzeń pomiarowyoh staje 3ię w efekcie metodą wprowadzania komputerowego wsooroaganego projektowania i testowania do praktyki inżynierskiej.
ÏÏ skrajnym wypadku funkoje systemu’mogą byó sprowadzone do podjęoia deoyzji o sprawnoźoi urządzenia lub układu (tzw. "go/no go test"). Bsoyzja podejmowana Jest wtedy przez system pomia
rowy sterowany komputerem personalnym wyposażonym w programy analizujące i kwalif lku jąoe wyniki
pomiarów. ,
U dziedzinie rozwiązań sprzętowyoh wskazać można na dwie główne tendenojęs
O system zintegrowany we wspólnej obudowie; Jest to rozwiązanie uważane za lepiej wykorzystująoe możliwości komputera personalnego i stosowane w systemaoh pomiarowych z szyną interfejsu pomia
rowego charakteryzującą się hardzo dużą przepustowością, taką, Jak np. 50 Mîïz VUE BUS firmy Tektronix - obrabuje to rys. 2;
Szyna interfejsu np. HP-IB HP^IB interfejs
użytkownika CPU, pamięć, displey
Zasilanie, funkoje testu Jąoe
i pomiarowe
Speojolny interfejs ponliarowy, np. PC IB '
Interfejs użytkowhika CPU
Ł
pamięć, dlspley komputer personalny
Koduły urządzeń pomiarowyoh
Rys.ZZintegrowana struktura skompute- ' ryzowanego systemu pomiarowego
Rys.łStruktura systemu pomiarowego rozproszonego
O systemy o konfiguracji rozproszonej, w któryoh przekazywanie sterowań do przyrządów pomiaro
wych i zbieranie wyników pomiarów odbywa się w konfiguraoji rozproszonej, w której łączność pomiędzy komputerem persorfelnym a przyrządami pomiarowymi odbywa się za pośredniotwem speojal- nyoh interfejsów, np. IEE2-488 (równoległy) I RS-232-C (szeregowy)-rys. 3 .
Dołączanie Instrumentów pomiarowyoh do komputera personalnego
Urządzenia pomiarowe wohodzące w skład skomputeryzowanego systemu pomiarowego łączy się z komputerem personalnym w sposób, który ma zapewnió możliwie niski poziom zakłóoeń mogąoyoh wpływaó na funko Joiiowanie obiektów podlegających badaniu. Osiąga się to stosując lokalne nie związane z komputerem'personalnym zasilanie przyrządów pomierowyoh i oy-frowe interfejsy do prze
kazywania wyników pomiarów i sterowanie.
Sprzężenie komputera osobistego z zestawem przyrządów pomiarowych stawia zastosowanemu w, tym celu interfejsowi wiele trudnyoh do spełnienia, a często także sprzeoznyoh wymagań. Są to:
• niski koszt,
• łatwe dostosowanie konfiguracji do potrzeb użytkownika i istniejącyoh standardów,
• szybkoóó transmisji wynoszaoa co najmniej 100 000 bajtów/s, niezbędna przy aktualizaoji displeja komputera osobistego,
• tania w realizacji izolacja elektryczna - ze względów pomiarowych i bezpieozeństwa,
• ograniczenia w poborze mooy przez zespół interfejsowy (< 1W ),
• obsługa zespołu do ośmiu instrumentów pomierowyoh.
W dziedzinie interfejsów stosowanyoh w urządzeniach pomiarowyoh.wyróżnió można kilka zna
miennych tendenoji:
• zmniejszenie kosztów sprzętu realizującego interfejs (kontroler, kable); Jest to Istotno np.
w wypadku interfejsu IEEE-488 i polega na ogół na stosowaniu specJallzowanyoh układów scalo- nyoh specjalnie do tego oelu zaprojektowanych (interfejs PC IB firmy HP);
#~zmnleJszenie poboru mocy przez układy interfejsu osiągane w analogiczny sposób;
• zwiększenie' prędkości transmisji, np. 50 11Hz szyna VME firmy Tektronix oraz speojalna wersja 32-bitoweJ 50 MHz szyny o bardzo dużej przepustowości, wynoszącej 200 MB/s tej samej firmy.
Dotąd stosowane były następujące interfejsy:
• U S —2 3 2C / V2 4 .
• HP-IB/IEB 488/IEC 625 ,
p IIP— IL (Hewlett-Paokard Interfaoe Loop).
Najbardziej rozpowszechnione są dwa interfejsy:
• TEKS—488, który jest na ogół szybkim (1 MHz) interfejsem równoległym wykorzystywanym w urzą
dzeniach pomiarowych wymagającyoh szybkiego przesyłania dośó dużyoh ilości danyoh, takioh np.
Jak oscyloskop,_
• RS—232-fi, który Jest rnozej wolnym interfejsem szeregowym dogodnym do zastosowania w urządze
niach pomiarowych wymagająoyoh galwanicznej lzolaoji,
Bliższa analiza wykazała, że te interfejsy nie spełniają wymagań stawianych interfejsowi sprzęgającemu komputer osobi3ty z zestawem przyrządów pomiarowyoh. Głównymi ozynnikarai deoydują- oymi o tym były:
• 3to.iowanie dużych i drogich wieloprzenodowyoh kabli i złąbz,
• duży pobór mocy,
p kosztowna i skomplikowana realizacyjnie elektryczna izolacja przyrządów i komput'erá osobistego.
Wśród najnowszych rozwiązań należy wskazaó na interfejs PC IB firmy Hewlett-Packard, będący pewnego rodzaju korzystnym kompromisem pomiędzy kosztami sprzętu, przepustowością informacyjną i elastycznośoia przy zestawianiu konfiguracji użytkowej,
0programowanie dla komputerów personalnych w systemach pomiarowych
Obecny rozwój produkcji oprogramowania dla komputerów personalnych umożliwia wykorzysty
wanie ioh jako urządzeń sterująoyoh systemami składającymi się z wielu przyrządów pomiarowych różnyoh typów. Charakterystyczną cechą tego oprogramowania Jest możliwośó łatwego dołączania programów użytkowych w swej pracy- * konsekwencji podstawowym językiem wykorzystywanym przez użytkowników Je3t BASIC.
- 18 -
Powszechnie oferowane jest także oprogramowanie realizujące coraz bardziej rozbudowany zes
taw funkcji dodatkowych. Wyróżnić można następujące tendenoje:
• wprowadzanie specjalizowanego oprogramowania przystosowanego do zbierania i przetwarzania dużyoh ilośoi danych pomiarowych (np. obsługa bazy danyoh połączona z wykorzystaniem, szybkiej transfor—
maojl Fouriera zebranyoh danyoh),
• wprowadzanie oprogramowania realizującego proste funkcje grafiozne, takie jak np. przedstawianie wyników pomiarowyoh w postaoi wykresu,
• stosowanie wielozadaniowych (multitask) systemówoperacyjnyoh pracująoyoh w warunkaoh równooze3- nej realizacji zadań pierwszoplanowych (foreground) i zadań tła (background),
O powszechne stosowanie systemów komunikacji z użytkownikiem typu "menu" z zastosowaniem "okien"
dedykowanych poszozególnym zakresom furikoji systemu; ma to na oelu maksymalne uproszczenia i ułat
wienie użytkownikowi wydawania poleceń realizowanych przoz system pomiarowy.
Najbardziej zaawansowane systemy pomiarowe wykorzystują oprogramowanie współpraoująoe z do
datkowo wprowadzonym mikroprocesorem (np. 8087 lub 80287) spełnlająoym funkoje koprooeaora. Uzys
kuje się w ten sposób takie możliwośoi wyraagająoe szybkiej transmisji 1 przetwarzania danyoh, jak np. grafika o wysokiej rozdziclozośoi powiązana z funkcjami związanymi z obsługą najbardziej skom
plikowanych przyrządów pomiarowyoh, jak np, oscylograf.
Powszechnie używanym i na ogół akceptowanym przez środowisko językiem programowania jest BASIC. Duży wpływ ma na to fakt, że ten język przyjął się jako standardowy język oferowany przez firmę IBM do jej komputerów osobistych.
ff sytuocjaoh, w któryoh możliwości BASIC są niewy3tarozająoe lub jego używanie jest zbyt kłopotliwe, stosowane są inne języki np.
• tzyj. "Engineering Basic" (BASIC + dodatkowe funkcje inżynierskie),
• FORTRAN,
• C,
« PASCAL,
• Turbo Pasoal.
Wprowadzane są także systemy operacyjne, które w odróżnieniu od standardowych systemów ope
racyjnych umożliwiają łatwą i efektywną obsługę interfejsu IEEE-488 (np. GPIB PC-DOS firmy Natio
nal Instruments),
System firmy Hewlett-Packard %
Struktura systemu pomiarowego firmy Rewiett-Paokard sterowanego przez komputer .personalny W skład systemu wchodzą:
• zespół specjalnie zaprojektowanych przyrządów pomiarowyoh i urządzenia pomocnicze: oały ten zespół realizuje funkoje związane z pomiarami i przygotowaniem wyników w postaoi akoeptowalnej przez komputer,
• specjalizowane interfejsy wykorzystywane do przekazywania wyników pomiarów oraz sygnałów stero
wania kontrolujących funko jonowanie przyrządów pomiarowyoh,
• komputer, który steruje urządzeniami pomiarowymi, odbiera wyniki pomiarów, zobrazowuje funkcjo
nalnie przyrządy pomiarowe na ekranie monitora, przedstawia wyniki pomiarów, także w postaoi graficznej i umożliwia użytkownikowi określanie sposobu praoy urządzeń pomiarowych w zakresie odpowiedajacym jego potrzebom. Jako komputer wykorzystywany może byó:
. HP 150 computer, . HP Veotra PC computer, . IBM PC/XT
Zestaw modułów pomiarowyoh systemu
W skład zestawu wchodzi osiem następujących modułów:
• zespół oyfr&wyoh wejóć (wyjść) HP61010A. Moduł ma 16 niezależnyoh linii wejśoiowyoh i wyjśoiowyoh.
Linie te mogą być adresowane jako'słowa o zmiennej długośol do 16 bitów. Wyjścia mogą byó progra
mowane jako standardowe, typu TTL lub jako praoująoe w standardzie "open oolleotor". Naplęeia progowe mogą byó programowane w zakresie od 10V do -10V, W skład modułu wohodzą także dwie linie kontrolne dla wejśó i dla wyjść. Możliwe jest realizowanie przesłań asynohronioznyoh i synchro
nicznych, w dowolnym momenoie. Umożliwia to wykorzystenie modułu w roli analizatora stanów;
• multiplekser przełącznikowy (HP 61011A). Moduł ma osiem dwuprzewodowyoh wejśó, które mogą byó dołąozono do jednego wyjśoia, także dwuprzewodowego. Jest on także wyposażony w temperaturowe wzoroowe źródło odniesienia, oo umożliwia wykorzystywanie modułu także przy pomlaraoh oieplnyoh.
Przełąoznlkl użyte w module 3ą dwukierunkowe - umożliwia to w konsekwenoji rozsyłanie jednego sygnału do ośmiu punktów;
9 zespół przekaźników energetyoznyoh (HP 61017A). W skład modułu wohodzi osiem niezależnyoh prze
kaźników. Każdy z nich wytrzymuje obciążenie nrądem do 1A 1 może przełączać napięcia stałe i zmienne do 250V;
O zespół dwuźródeł napięciowych (HP 61012A), Moduł przedstawia sobą dwa niezależne, sterowane źródła napięoiowe. Każde z nioh ma trzy zakresy napięć: +107, +97 i +17. Źródła 1 loh wyjśoia są elektrycznie odizolowane od siebie i od masy;
« cyfrowy multimetr (HF 61013A). Moduł multlraetru ma dokładność 1/2 cyfry z pozyoji najmniej znaczą
cej: praouje jako woltomierz 1 omomierz. Jest wyposażony w układ automatyoznego wyboru zakresu i programową kalibrację. Pomiar napięcia stałego 1 wartości skutecznej napięola zmiennego jest dokonywany na oztereoh zakresaoh, a pomiar opomośol na sześciu. Częstość dokonywania pomiarów może byó wybierana w zakresie od 2,5 do 12,5 na sekundę;
» generator funkojl ( HP 61014A). Moduł dostarcza przebiegu sinusoidalnego, prostokątnego 1 trójką
tnego o ozęstotliwośoi do 5-MHz. Odpowiednio programująo oykl praoy można uzyskać generaoję im
pulsów i przebiegów jednostajnie narastająoyoh. Inne funkoje generatora, które mogą byó progra
mowane tc częstotliwość, amplituda, składowa stała 1 rodzaj praoy. Dostępne rodzaje praoy, to praoa oiągła, praoa z bramkowaniem i praca blokowa. Podozas praoy blokowej generowane mogą byó bloki obejmująoe od 1 do 65 536 okresów. Generator jest także wyposażony w wejście umożliwiające modulaoję amplitudy i ozęstotliwośoi:
• uniwersalny lioznik HP(6101SA). Moduł wypełnia funkcję 100-MHz uniwersalnego licznika. Kanał A umożliwia pomiar ozęstotliwośoi i okresu, a także może byó wykorzystywany jako lioznik impul
sów. Kanał 8 umożliwia pomiar stosunku ozęstotliwośoi i interwałów ozasowyoh. Lioznik może prze- strajaó się automatycznie tak, aby zawsze osiągana była maksymalna możliwa dokładność pomiaru częstotliwości i okresu ("autofreauenoy modę", "autoperlod raode");
9 kwantująoy oscyloskop (HP 61016A). Moduł ten jest oałkowioie programowalny i wyposażony w takie funkoje, jak automatyozne dobieranie 3kall zobrazowania, wewnętrzne wyzwalanie, samoozynna kali- braoja i bezpośredni odozyt nspiśania międzyprzewodowego or&z ozasu. Kształt przebiegu jest uzyskiwany za pomooą techniki swobodnego powtarzalnego próbkowania ("samplingu").'Osoyloskop'ma pasmo 50 MHz i ozułośó 0,67 m7.
Na rysunku 4 przedstawiono uproszozony schemat modułu oyfrowego multlmetru (HP 61013A) uwzględniająoy funkoje współpracy modułu z komputerem personalnym.
Całość koraunikaoji z komputerem personalnym obsługuje mlkroprooe3or interfejsu szeregowego.
Dane są przesyłane szeregowo, przez transoptory. Mikroprocesor interfejsu szeregowego komunikuje się także z mikroprocesorem sterującym konwersji analogowo-cyfrowej - mikroprocesorem sterująoyra A/C. Mikroprooesor sterujący A/C wyoełnia wiele funkoji. Odbiera on informacje sterujące od kom
putera personalnego i ustawie nrzerzutniki rodzaju praoy. Podozas praoy z wyzwalaniem, odbiera on informacje z mikroprocesora interfejsu szeregowego, które określają kiedy należy dokonać odczytu.
Status mikroprocesora steruj-ąoego A/C określa moment, w którym zakończona została konwersja sygna
łu analogowego na cyfrowy i możliwy jest odozyt.
- 20 -
Pamięć stała przechowuje stałe kalibracyjne dla wszystkich funkcji i pomiarów. Mikroprocesor ste
rujący wykorzystuje te stałe, aby skorygować błąd niezrównoważenia i błędy wzmocnienia przed prze
słaniem. danych do komputera personalnego.
do/z komputera personalnego
Rys. A. Uproszczony schemat blokowy modułu raultimetru cyfrowego HP 61013A
Oprorrrrroowhnie systemowe
niezależnie od soosobu, w jaki użytkownik komunikuje się z systemem (mogą to byó programowe dyrektywy sformułowane w sposób upodabniający je do poleceń wydawanych w języku naturalnym lub akcje, wykorzystujące metody oddziaływania na system za pośrednictwem ekranu monitora - "myszka", s systemem okien i menu dostępnyoh funkcji) występuje konieczność wprowadzania obszernego oprogra
mowania systemowego.
Podstawowe funkcje takiego oprogramowania to:
O sterowanie z wykorzystaniem programowych drajwerów poszczególnych urządzeń pomiarowych,
• ir.terpretao ja i .realizowanie dyspozycji użytkownika systemu_ dotyczących wykonania i interpre
tacji pomiarów,
» obsługa i sterowanie współpracą programowych drajwerów urządzeń i interfejsu pomiarowego łączącego komputer personalny z zespołem urządzeń pomiarowych.
Typowo są to następujące systemy operacyjne:
« dyskowy system HP 61060AA dla komputera HP 150, ,
a system HP 61061 BA dostosowany do komputera HP Vectra lub komputerów personalnych IBM PC/AT.
Systemy te są ukierunkowane na współpracę z programami użytkowymi pisanymi w BASIC—u (wersja GT—BASIC). Nadzorują one także pracą specjalnego oprogramowania HP 14B55A i HP 14856A realizują
cego funkcje: sterowania przyrządami, zarzadzania danymi, grafiki.
Także i to oprogramowanie napisane jest w BASIC-u i może byó modyfikowane przez użytkownika stosownie do Jego potrzeb i"wymagań.
Interfejs pomiarowy systemu
1t systemie zastosowano nowy, hybrydowy interfejs PC IB (.Fersonal Computer Instrument Bus).
W skład tego interfejsu wohodzą dwa kanały:
® kanał Bzeregowy, przeznaozony dla przyrządów wymagsjąoyoh izolaoji elektfyozneJ: Jest to kanał rsozej wolny,
a kanał równoległy przeznaozony dla przyrządów wymagająoyoh dużej szybkośol transmisji danyoh, ponad 100 000 bajtów/s - np. osoylograf.
Interfejsy zostały zaprojektowane tak, aby w obu zaohowaó ten sam protokół wymiany danyoh i pełną "przezroozystośó" z punktu widzenia przesyłania danyoh między urządzeniami i komputerem osobistym.
- * - - - - •*
• • • • • • •
Rya, 5 . Kanał równoległy Interfejsu POIB .
Trzynastoliniowy interfejs równoległy (rys. 5) Jest zrealizowany przy wykorzystaniu taniego kabla taśmowego i 3peoJalnie zaprojektowanego układu soalonego wykonanego w technologii BMOS (plastikowa obudowa DII,.48 nóżek, napięoie zasilania ?V, pobór mooy 330 mV) i zapewnia spełnie
nie następująoyoh wymagań:
• odpomośó na zakłóoenia radlo-elektryczne,
• odpornośó na przesłuohy pomiędzy poszozególnymi liniami interfejsu,
9 odpornośó na zmiany pojemności oboiążojąoyoh 1 innyoh parametrów elektryoznyoh.
- 22 -
Układ ten realizuje także protokół wymiany lnformaoji przyjęty dla równoległego interfejsu TCIB.
Komunikaoja między komputerem personalnym i urządzeniami odbywa się za pomooą zaadresowanyoh rejestrów; każdy rejestr reprezentuje pewne urządzenie i wyróżniony kierunek transmisji (ozytanle lub pisanie), przez oo każdą transmisję można zainioJonaó" w taki sam sposób, tzn. podająo adres rejestru. Tego typu rozwiązanie maksymalnie upraszoza ewentualną rozbudowę zestawu urząd■eń po
miarowych.
Linie TRO 1 TR1 określają typ danyoh transmitowanyoh (właśoiwe dane, adres urządzenia, roz
kaz systemowy).
Linie GATE i PLAG są wykorzystywane do sterowania reallzaoją transmisji.
Linia IRQ Jest wykorzystywaną do zgłaszania przerwań.
Rys. 6'. Kanał szeregowy interfejsu FOIB
Interfejs szeregowy (rys. 6) wykorzystuje dwie linie transmisji TjcD (dane wysyłane) i RxD (dane odbierane). Takie rozwiązanie umożliwia na ogół tanią realizację elektryoznej ilozaojl urządzenia pomiarowego po.Jednym transoptorze na każdą z obu linii TxD i Rxd w każdym urządze
niu . Zastosowanie tych samyoh dwu linii do połąozenia komputera personalnego z wieloma urządze
niami komplikuje w znacznym stopniu realizaoję wymiany danyoh z poszozególny~d urządzeniami.
W konsekwencji zarówno w komputerze personalnym, Jak 1 w każdym z urządzeń zastosowano speojal- ne mikrokomputery w nostaoi Jednego układu scalonego umieszczonego w komputerze personalnym i w każdym z urządzeń pomiarowych. Podstawowe funkoje tyoh mikrokomputerów, ro:
• konwersja danyoh z postaol równoległej na Szeregową,
• zobrazowanie atanu praoy wybranego urządzenia (np. dane o podstawie oza3u i ozułośoi w oscylo
grafie),
• zobrazowanie kluczy sterujących wybranego urządzenia,
• obsługa, metodą menu, kluozy systemowych i kluozy sterujących wybranego urządzenia; kluoze mogą byó wskazywane za pomooą wskaźnika sterowanego "myszkalub bezpośrednio przez dotknięcie ekranu w 3peojalnle wykonanym monitorze,
• wyświetlanie informacji o 3tatusie systemu,
• organizaoja i obsługa okien, na które podzielony jest ekran monitora zobrazowująoego stan sys
temu i wybranego urządzenia.
Właśoiwą obsługę programową urządzeń realizują ich drajwery, które wykonują funkoje związane:
• z przygotowaniem 1 przesłaniem danyoh pozwalających na zobrazowanie wyniku pomiaru i stanu urzą
dzeń, na ekran monitora ekranowego,
o z interpretaoją i przekazaniem poleceń użytkownika, odbieranych za pośredniotwem ekranu monitora,
• ze sterowaniem praoą urządzeń.
Przegląd stoąowaiiyoh w Polsoe systemów 1 urządzeń automatyki testowania 1 pomiarów opartych na konputeraoh personalnych A. TfiM-t-Pl
Rozwój krajowego rynku komputerów persor.olnyoh i domowych ukierunkowany Jost na zastosowa
nia no«3zeohne (edycje tekstów, zadania numeryczne, bazy danych, gry). Zastosowania speo Jalistyoa- no, wymagające dodatkowego oprzyrządowania i sprzężeń, pojawiają się często tylko pod wpływem lo
kalnych zapotrzebowań, a tylko nieliczne urządzenia typu A, TSM+PC (doliczane bezpośrednio do szyny sterującej komputera personalnego urządzenia służące do testowania i pomiarów) 3ą wytwarzane seryjnie.
Niniejszy rozdział mający charakter podsumowania aktualnego stanu krajowego rynku urządzeń typu T&H+RC oparty jest głównie na informaojoch z krajowych publikacji popularnych i naukowych oraz z hcndlowyoh wystaw, sprzętu informatycznego - przede wszystkim Mię dzyń aro do wy oh Targów Foz- nańskioh 1986 i Inf osystem’87.
Urządzenia automatyki, testowania i pomiarów są przyłączone do komputera sterującego w jeden z następujących sposobów:
A — bezpośrednio do szyny systemowej komputera — wykonywane w formie speoJalizowancgo interfejsu- przystawki, ■
B - przez łnoze RS232 (V24) - wykonywane w formie samodzielnych urządzeń w oddzielnej obudowie i z własnym zasilaniem,
C - przez łąozc TEK 488 (IEC 625):
Najczęściej wysokiej klasy urządzenia nogąoe praoownó w tryhaoh:
— praoy autonomicznej sterowanej ręcznie za pomocą nastaw"ów pokręteł 1 przełączników,
— pracy pod nadzorem komputera wyposażonego w łącze IEE 480,
I) - do specjalnych gniazd albo szyny systemowej specjalizowanego mikrokomputera .- wykonywane w formie modułów, pakietów, wkładek,' sond, itp.
Różne tyry urządzeń A, TAM wystęrują na polskim rynku w różnej skali produkcji:
• pojedyncze urządzenia rrodukoji zachodniej w kraju grupowane w zestawy pomiarowe i podłączone do komputerów,
0 urządzenia modelowe (proce niepublikowane lub publikowane w ■opracowaniaoh wewnątrzzckłsdowyoh) 0 urządzenia prototypowe (publikowane opisy, opracowania),
0 urządzenia produkowane w małyoh seriach,
• urządzenia produkowane w znaoznyoh seriach.
