DE1923078B2 - Steueranordnung für ein mit einem Rechner verbundenes Bilddarstellgerät - Google Patents
Steueranordnung für ein mit einem Rechner verbundenes BilddarstellgerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (»ELEK-TRONICS«, Nov. 1959, Seiten 58—87) wird ein
Lichtgriffel, der als eine spezielle Art von Hinweiszeiger angesehen werden kann, in Verbindung mit einem von
einem Rechner gesteuerten Kathodenstrahlröhren-Darstellgerät verwendet. Er hat ungefähr die Größe und
Form eines Füllfederhalters und enthält Einrichtungen zum Wahrnehmen von Licht und Umwandeln dieses
Lichtes in einen elektrischen Impuls. Der Griffel wird in der Hand gehalten und auf einen bestimmten Teil eines
auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre dargestellten Bildes, Zeichens oder dgl. gerichtet. Wenn der das Bild
schreibende Elektronenstrahl den an der Spitze des Griffels befindlichen Bereich des Schirmes zum
Aufleuchten bringt, nimmt der Griffel dieses Licht wahr und erzeugt mittels eines Schmitt-Triggers und eines
Flipflops einen elektrischen Impuls, der als Unterbrechungssignal für den Rechner dient.
Der Rechner hat einen Speicher, der die Binärwörter speichert, welche das auf dem Darstellgerät geschriebene
Bild beschreiben. Diese Wörter werden vom Rechner nacheinander gelesen und dem Darstellgerät zugeleitet.
Dort werden die Wörter in diejenigen Ablenk- und Intensitätsmodulationssignale übersetzt, die der Elektronenstrahl
benötigt, um das Bild zu schreiben. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt der Rechner eine bestimmte
Stelle in seinem Speicher liest, schreibt gleichzeitig das
ίο Darstellgerät das entsprechende Bildelement. Wenn
daher das durch einen Lichtgriffel erzeugte Unterbrechungsanforderungssignal unmittelbar ausgesandt und
der Betrieb des Rechners unmittelbar bei Empfang dieses Anforderungssignals unterbrochen wird, befindet
sich der Rechner zum Zeitpunkt der Unterbrechnung genau bei der Adresse desjenigen Binärwortes, das dem
zu diesem Zeitpunkt auf dem Kathodenstrahlröhrenschirm geschriebenen Bildelement entspricht und auf
das der Lichtgriffel gerichtet ist Unter diesen Voraussetzungen können die vom Operateur des
Lichtgriffels gewünschten Änderungen im Bild ohne weiteres vorgenommen werden. Beispielsweise kann
der Operateur durch entsprechende Programmierung des Rechners veranlassen, daß die in der betreffenden
Speicherzelle gespeicherte Information dahingehend geändert wird, daß die Linie oder Zeile, auf welche der
Lichtgriffel weist, gelöscht wird. Ferner kann beispielsweise der Lichtgriffel auf eine aufgezeichnete Figur
zeigen und das vom Operateur gewählte Programm veranlassen, daß diese Figur um eine bestimmte Strecke
in einer bestimmten Richtung verschoben wird. Es gibt viele anderweitige Programme, die in dieser Weise
durchgeführt werden können.
Gewöhnlich hat der den Schirm bildende Leuchtstoff eine verhältnismäßig geringe Nachleuchtdauer, so daß
das Bild mit ausreichend hoher Wiederholfrequenz nachgeschrieben (wiederholt) werden muß, damit ein
störendes Flimmern vermieden wird. Wenn der Rechner die erforderliche Wiederholinformation liefert,
muß er mit dem Darstellgerät über eine verhältnismäßig breitbandige Verbindungsleitung verbunden sein. Der
Lichtgriffel der bekannten Einrichtung arbeitet dann völlig zufriedenstellend, wenn der Rechner sich dicht
beim Darstellgerät befindet, wenn ferner der vom Lichtgriffel geforderten Unterbrechnung Priorität gegenüber
anderen Unterbrechungsanforderungen eingeräumt wird, und wenn schließlich die Bandbreite des
Verbindungskanals so groß ist, daß der Rechner die Darstellung laufend erneuern oder wiederholen kann,
um ein etwaiges Unterbrechungssignal sehr rasch zum Rechner rückzukoppeln. Viele moderne Syteme, bei
denen ein Gerät wie ein Lichtgriffel benötigt werden kann, genügen jedoch nicht diesen Erfordernissen.
Beispielsweise kann ein Rechner, der mit Time-sharing (Teilnehmerbetrieb) arbeitet, viele Kilometer vom
Darstellgerät entfernt aufgestellt sein. In diesem Falle kann die Verbindung zwischen dem Darstellgerät und
dem Rechner aus einem sehr schmalbandigen Kanal, beispielsweise einer gewöhnlichen Telephonleitung,
bestehen. Außerdem kann es unzweckmäßig sein, daß ein mit Time-sharing arbeitender Rechner einem
Benutzer Priorität gegenüber einem anderen einräumt. Bei derartigen Systemen ist die bekannte Einrichtung
mit Lichtgriffelbetrieb unbrauchbar. Die schmalbandige
bj Leitung, die das Darstellgerät mit dem Rechner
verbindet, läßt es nicht zu, daß der Rechner die Darstellung laufend erneuert. Wegen der weiten
Entfernung zwischen dem Rechner und dem Darstellge-
rät, und weil das; Unterbrechungsanforderungssignal
wegen der engen Bandbreite des Verbindungskanals verhältnismäßig langsam übertragen werden muß, ist
der Rechner normalerweise in seinem Programm bei einem Schritt angelangt, der dem der Lichtgriffelstellung
entsprechenden Schritt voraus ist, wenn er schließlich die Unterbrechungsanforderung empfängt.
Auch kann der Rechner zum Zeitpunkt des Eintreffens der Unterbrechungsanforderung das Programm eines
anderen Benutzers bearbeiten, und häufig ist es unzweckmäßig, daß er dieses Programm unterbricht
und der Unterbrechungsanforderung des Lichtgriffels Priorität einräumt. In manchen Fällen kann es sogar
geschehen, daß das Programm für die Darstellung zu dem Zeitpunkt, da das vom Lichtgriffel erzeugte
Unterbrechungsanforderungssignal im Rechner empfangen
wird, aus dessen Schnellspeicher bereits heraus ist.
Aus der US- PS 33 37 860 ist es an sich bekannt, in einer Einrichtung für die Darstellung von graphischen
Informationen mit: einem Bildschirm mittels einer am Ort des Darstellgerätes befindlichen Anordnung ein
Ausgangssignal zu einem Zeitpunkt zu erzeugen, der demjenigen Zeitpunkt entspricht, zu welchem ein
bestimmter Teil der graphischen Information auf dem Bildschirm geschrieben wird. Eine Betriebssteueranordnung
übersetzt am Ort des Darstellgerätes das Ausgangssignal in codierte Daten, welche Digital/Analog-Umsetzern
zugeführt werden und den Ort der auf dem Schirm geschriebenen Daten wiedergeben. Diese
Daten werden aber nicht an einen Rechner gegeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steueranordnung der einangs genannten Art zu
schaffen, die einem entfernten Rechner über einen schmalbandigen Übertragungskanal auch dann die
Identifizierung eines auf dem Bildschirm erzeugten Bildelementes ermöglicht, wenn das Identifizierungssignal
mit erhebliche1" Verspätung nach der Erzeugung
des identifizierten Bildelementes beim Rechner eintrifft.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß auch dann ein einwandfreies Zusammenwirken zwischen Lichtgriffel
und Rechner gewährleistet wird, wenn letzterer sich in einer praktisch beliebigen Entfernung vom Darstellgerät
befindet, dem vom Lichtgriffel erzeugten Unterbrechungssignal keine Priorität über andere Unterbrechungsanforderungen
eingeräumt werden soll und nur ein Übertragungskanal mit relativ geringer Bandbreite
zur Verfügung steht. Zur Verbindung zwischen dem Darstellgerät und einem weit entfernten Rechner, der
im normalen Teilnehmerbetrieb arbeiten kann, genügt eine Leitung mit der Bandbreite etwa einer einfachen
Fernsprechleitung.
Ein bevorzugtes Auiiführungsbeispiel der Erfindung
wird anhand der Zeichnung erläutert. Sie zeigt in F i g. T die Einrichtung selbst und in Fig.2 mit dem
Darstellgerät herstellbare Figuren.
Die in Fig. 11 gezeigte Einrichtung enthält einen im
Time-sharing-Betrieb arbeitenden Rechner 10 mit vielen verschiedenen Endstellen, von denen nur eine
gezeigt ist. Die gezeigte Endstelle (Terminal) enthält ein Darstellgerät 20, zu dem Steuerschaltungen 18 gehören,
und einen dazugehörigen Lichtgriffel 34, der mit einer Einheit 36 verbunden ist, die Schaltungen zum
Umsetzen von Licht in einen elektrischen Impuls enthält. Die Ausgangsgröße des Rechners besteht aus
Darallelen Binäririformationen. die mit sehr hoher Geschwindigkeit erzeugt werden. Diese Binärinformationen
werden in der Wandler und Übersetzer enthaltenden Schaltungseinheit 12 in Serienform umgewandelt
und in hörbare Töne übersetzt, die mit relativ geringer Geschwindigkeit seriell über eine schmalbandige
Übertragungsleitung, beispielsweise eine Telephonleitung 14 ausgesendet werden können. Bei einer
Ausführungsform der Erfindung werden 8-Bit-ASCII-Zeichen
(7 Informationsbits und 1 Paritätsbit) übertragen. Am entfernten Ende der Telephonleitung 14, d.h.
am Ort des Benutzers, befindet sich ein Übersetzer IG, der die hörbare Information in elektrische Signale
umwandelt Diese Signale sind den Steuerschaltungen 18 des Darstellgerätes 20 zugeführt
Im Gerät 20 wird die serielle Eingangsinformation durch den Serien-Parallelwandler 2 in Zeichen zu je
sieben Bits, d.h. sieben Bits des ASCII-Zeichens umgewandelt Das achte oder Paritätsbit kann im
vorliegenden Zusammenhang außer Betracht bleiben.
Jedes solcher Zeichen kann entweder ein Befehlszeichen oder ein Operationszeichen sein. Befehlszeichen
können beispielsweise den Anfang einer Nachricht, die Tatsache, daß das dargestellte Bild gelöscht werden soll
usw. anzeigen. Die Operationszeichen zeigen an, ob der
Elektronenstrahl des Darstellgeräts 20 intensiviert oder aufgehellt werden soll oder nicht. Sie zeigen ferner an, in
welcher Richtung über weichen Winkel der Elektronenstrahl bewegt werden soll. Das heißt, sie zeigen, wenn
eine Linie gezeichnet werden soll, deren Länge und Richtung an.
Das Darstellgerät 20 enthält eine Kathodenstrahlröhre vom Speichertyp, so daß ein auf dem Röhrenschirm
geschriebenes Bild, Zeichen oder derg!. über einen erheblichen Zeitraum, etwa eine Stunde oder länger,
J5 stehenbleibt, ohne zu schwinden. Es wird daher weder ein örtlicher Erneuerungsspeicher benötigt, noch muß
die Darstellung laufend durch den Rechner erneuert werden.
Die Steuerschaltungen 18 sind an einen Nachrichtenanfangsdecodierer
22 angeschlossen, der seinerseits an die Rückstellanfangsklemmen (»Start«) zweier 6stufiger
Zähler 24 und 26 angeschlossen ist. Die Zähler sind über einen Schalter 28 mit einem Parallel-Serienwandler 30
verbunden. Jeder Zähler hat sieben Ausgänge, und zwar für die Bits 2° bis 25 in unkomplementierter Form und für
das Bit 25 in komplementierter Form. Dadurch wird die gespeicherte 6-bit-Binärzahl in einen 7-bit-ASCII-Code
umgesetzt. Der Wandler 30 ist über ein Verknüpfungsglied 32 mit dem Übersetzer 16 verbunden.
Die Tastatur 70 setzt den Benutzer in die Lage, mit dem Rechner in Verbindung zu treten. Die Tastatur
enthält Tasten, die im gedrückten Zustand bewirken, daß Signale erzeugt werden, welche die auf den Tasten
angegebenen Zeichen repräsentieren. Diese Signale werden seriell über den Übersetzer 16 und die
Telephonleitung 74 dem Time-sharing-Rechner zugeleitet. Wie in den anderen erläuterten Fällen werden die
Signale als hörbare Töne über die Leitung 74 übertragen. Die Tastatur enthält außerdem eine
W) Papierrolle, auf welcher die vom Rechner 10 über die
Leitung 14 ausgesandten Informationen automatisch ausgedruckt werden.
Der ;n der Einrichtung nach F i g. 1 verwendete
Lichtgriffel 34 besteht aus einem zylindrischen Gebilde
e> > von ungefähr der Form eines Füllfederhalters mit einem
fingerbetätigten Schalter. Im Griffel kann sich ein Lichtdetektorelement wie eine Fotodiode befinden.
Statt dessen kann der Lichtdetektor auch in der Einheit
36 enthalten und mit dem Lichtgriffel über ein Faseroptikleitungsbündel verbunden sein. In diesem
Falle kann der Schalter als Lichtblendensteuerung dienen oder als elektrischer Schalter auf dem Chassis
der Geräteeinheit 36 angeordnet sein.
Im Betrieb des Lichtgriffels wird dessen Spitze an die Schirmfläche der Kathodenstrahlröhre angesetzt und
der Schalter gedrückt, wenn dann auf dem Schirm ein Bild geschrieben wird, so nimmt der Griffel bei
Aufleuchten des von seiner Spitze erfaßten Bildbereichs dieses Licht wahr, woraufhin die zum Griffel gehörige
elektrische Geräteeinheit 36 einen Impuls relativ hoher Amplitude erzeugt. Beim herkömmlichen Betrieb des
Lichtgriffels dient dieser Impuls als Unterbrechungsansuchen für einen dicht beim Lichtgriffel angeordneten
Rechner.
Bei Empfang des Unterbrechungssignals unterbricht der Rechner seine Arbeit an derjenigen Stelle im
gespeicherten Programm, die der Stelle auf dem Kathodenstrahlröhrenschirm entspricht, auf welche der
Lichtgriffel gerichtet ist. Der Rechner veranlaßt dann unter Programmsteuerung, daß auf dem Kathodenstrahlröhrenschirm
eine bestimmte Operation entsprechend den Wünschen des Operateurs des Lichtgriffels
durchgeführt wird. Beispielsweise kann der Rechner veranlassen, daß die Linie, auf welche der Lichtgriffel
weist, gelöscht wird. Ferner kann, neben vielen anderen möglichen Operationen, der Rechner veranlassen, daß
eine durch die Bewegung des Lichtgriffels vorgegebene Linie ausgezeichnet wird.
Bei der hier beschriebenen Einrichtung ist der Rechner an einem entfernten Ort angeordnet, und es ist,
wie bereits erwähnt, unzweckmäßig und häufig unmöglich, daß sein Betrieb genau zu dem Zeitpunkt, da der
Lichtgriffel einen Impuls erzeugt, unterbrochen wird. Statt dessen veranlaßt bei der vorliegenden Einrichtung,
wenn der Lichtgriffel einen Impuls erzeugt, die Einheit 36, daß die Zähler 24 und 26 stillgesetzt oder angehalten
werden und das Verknüpfungsglied 32 aufgetastet wird, so daß die Signale, welche vom Parallel-Serienwandler
30 erzeugte Bits anzeigen, hierdurch zum Übersetzer 16 gelangen.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung sei angenommen, daß der Rechner das Gerät 20 veranlaßt,
eine einfache Figur, beispielsweise den in F i g. 2 gezeigten Würfel, auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre
zu zeichnen. Die für das Zeichnen einer solchen Figur erforderlichen Befehle werden in aufeinanderfolgenden
Speicherzellen des Hauptspeichers des Rechner 10 gespeichert.
Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, sei hier kurz erläutert, wie im Speicher des Rechners
Informationen tatsächlich gespeichert werden. Bei einer möglichen Betriebsweise der Einrichtung können in
einem Bereich des Hauptspeichers sogenannte Makrobefehle in einem vom ASCII-Code abweichenden
Maschinencode, die faktisch Adressen für andere Bereiche des Speichers beinhalten können, gespeichert
sein. Beispielsweise für das Programm »Einen Würfel Zeichnen«, d. h. das Programm für die Bilddarstellung
nach F i g. 2, kann der Rechner als ersten Schritt eine Speicherzelle adressieren. Diese Speicherzelle kann
eine Adresse einer zweiten Gruppe von Speicherzellen in der »Datei« für das Programm »Einen Würfel
Zeichnen« enthalten. Beim Lesen dieser Datei wird der
Rechner so programmiert, daß er als erstes automatisch ein Nachrichtenanfangssignal aussendet, obwohl dieses
in der Datei nicht gespeichert zu sein braucht. Sodann
kann aus der ersten Gruppe von Speicherzellen ein« Gruppe von ASCII-Zeichen herausgeholt werden, die
nach Übersetzung durch das Darstellgerät 20 anzeigen daß der Elektronenstrahl ohne Aufhellung von dei
Stelle 50 zur Stelle 52 zu verschieben ist.
Bei einer anderen möglichen Betriebsweise kann die Datei maschinensprachliche Informationen über die
Koordinaten (Punkte) auf dem Schirm, zwischen dener der Strahl bewegt werden soll, sowie Informationer
ίο darüber, ob der Strahl eingetastet oder ausgetaste
werden soll, enthalten. Diese Informationen könner dann im Rechenwerk des Rechners entsprechenc
gespeicherten Programmbefehlen so behandelt werden daß die ASCII-Zeichen, die zum Darstellgerät 2(
zurückgesendet werden müssen, erzeugt werden.
Bei der hier speziell gezeigten graphischen Darstell
einheit kann eine Bewegung des Elektronenstrahls ir nur einer von acht verschiedenen Richtungen erfolgen
Entspricht die Bewegung vom Punkt 50 zum Punkt 5i nicht einer dieser acht Richtungen, so kann eine Anzah
von ASCII-Zeichen erforderlich sein, die den Strah beispielsweise anweisen, zuerst einer horizontalen Linie
zu folgen und dann längs einer Vertikallinie nach unter zu wandern. Statt dessen kann, wenn der Strah
aufgehellt werden soll, die Bewegung längs einei aufgehellten Linie 50—52 durch vielleicht 20 oder 3(
verschiedene ASCII-Zeichen (die direkt oder indirekt ir 20 bis 30 aufeinanderfolgenden Zellen der Date
gespeichert sind) veranlaßt werden, deren jedes eine kurze Bewegungsstrecke in einer bestimmten Richtung
hervorruft, so daß insgesamt eine Zickzacklinie zwischen den Punkten 50 und 52 geschrieben wird. Dj
die einzelnen Zickzackbewegungen extrem kurz sind erscheint diese Linie für das Auge des Betrachters al!
gerade Linie.
Auf einen zweiten Programmschritt hin kann dei Rechner eine zweite Speicherzelle im ersten Bereich
des Speichers adressieren. Dort kann sich die Adresse einer zweiten Gruppe von Speicherzellen in der Date
befinden, welche direkt oder indirekt die ASCH-Codei
für das Auszeichnen der Linie 54 enthalten, und so fort.
Da alle diese Einzelheiten nicht erfindungswesentlicr
sind, soll hier der Einfachheit halber eine einfachere Betriebsweise vorausgesetzt werden. Es sei unterstellt
daß an sämtlichen Adressen ASCII-Zeichen gespeicher sind, statt daß einige Zellen indirekte Adresser
und/oder Koordinateninformation in Maschinencode zeichen speichern, wie es in Wirklichkeit der Fall ist. Ei
sei ferner unterstellt, daß zwischen einem Strich auf derr Schirm und einer Speicherzelle ein Verhältnis von 1 zu 1
besteht. Bei dem Beispiel nach F i g. 2 ist vorausgesetzt daß die erste Speicherzelle des Programms »Einer
Würfel Zeichnen« das Zeichen »Anfang der Nachricht« speichert. Die zweite Speicherzelle speichert vorausset
zungsgemäß ein einziges ASCII-Zeichen, das der Elektronenstrahl anweist, von z. B. dem Punkt 50 zurr
Punkt 52 zu wandern und dabei ausgetastet zu bleiben Die dritte Speicherzelle im Speicher kann vorausset
zungsgemäß ein einzelnes ASCII-Heichen enthalten welches das Gerät 20 anweist, die Linie (gewöhnlich
bezeichnet als Vektor) 54 zu zeichnen. Die folgender Zellen können voraussetzungsgemäß Zeichen enthalten
die anzeigen, daß die Vektoren 55—60 zu zeichnen sind und so fort.
hi Aus der vorstehenden Erörterung ergibt sich, daß mi
dem Ausdruck »Speicheradresse« hier ganz allgemeir ein Platz im Speicher gemeint ist, der nur ein einzige:
Zeichen, welches das Auszeichnen einer Linie auf derr
Schirm des Darstellgerätes bewirkt, sowie die Adresse einer Anzahl von jeweils ASCII- oder anderweitige
Zeicheninformation für eine Mikrooperation enthaltenden Zellen und sämtliche ASCII- oder anderweitigen
Zeichen, die insgesamt für das Auszeichnen einer Linie oder eines anderen kleinen Teils eines Bildes benötigt
werden, enthält.
Es sei nun angenommen, daß der Lichtgriffel auf den Vektor 55 gerichtet ist und daß der Rechner den Befehl
erhalten hat, die Zeichen, welche den auf dem Schirm dargestellten Würfel nach F i g. 2 anzeigen, wieder zu
übertragen. Der Rechner sendet im Time-sharing-Betrieb dem Darstellgerät 20 aufeinanderfolgende 7-Bit-Zeichen,
welche die folgenden Befehle repräsentieren: 1. Anfang der Nachricht; 2. Elektronenstrahl ohne
Aufhellung vom Punkt 50 zum Punkt 52 verschieben; 3. Vektor 54 zeichnen; 4. Vektor 55 zeichnen; 5. Vektor
56 zeichnen; und so fort.
Bei Empfang des ersten übertragenen Zeichens, d. h. des Nachrichtenanfangszeichens, erzeugt der Decodierer
22 ein Ausgangssignal, das die Zähler 24, 26 löscht. Der Zähler 26 ist ein 6stufiger Feinzähler. Er zählt von 1
bis 64 und wird dann auf 1 zurückgestellt. Der 6stufige Zähler 26 enthält außerdem einen Decodierer für den
Zählwert 64, der jedesmal bei Erreichen des Zählwertes 64 einen Impuls erzeugt, welcher dem Zähler 24
zugeführt ist. Der Zähler 24 kann im Moment außer Betracht bleiben, da er nur dann benötigt wird, wenn die
zu zeichnende Figur komplex ist und mehr als 64 Computerbefehle erfordert.
Unmittelbar vor Empfang jedes neuen Zeichens in den Steuerschaltungen 18 wird intern ein Rückstellsignal
erzeugt, welches das 7-Bit-Register 3 zurückstellt. Dieses Rückstelsignal kann daher als Zählwert für die
Zeichen verwendet werden. Per definitionem sei vorausgesetzt, daß, wenn der Decodierer 22 den Zähler
einstellt, dieser sich beim Zählwert 1 befindet. Bei Eintreffen des ersten Zeichens der Nachricht, das den
Elektronenstrahl veranlaßt, ohne Aufhellung von 50 zu
52 zu wandern, empfängt der Zähler 26 über die Leitung
53 einen Impuls, der ihn auf den Zählwert 2 vorrückt. Beim Vektor 54 rückt der Zählwert auf 3 vor, und beim
Vektor 55 rückt der Zählwert auf 4 vor.
Wie erinnerlich, wurde vorausgesetzt, daß der Lichtgriffel an den Schirm angesetzt ist und auf den
Vektor 55 weist, und daß der Lichtgriffelschalter gedrückt ist. Beim Auszeichnen des Vektors 55
registriert der Lichtgriffel einen »Treffer«. Das' heißt, der Lichtgriffel erzeugt einen Ausgangsimpuls, der die
Schaltungseinheit 36 veranlaßt, die Zähler 24 und 26 zu stoppen. Zu diesem Zeitpunkt ist im Zähler 26 der
Zählwert 4 (und im Zähler 24 der Zählwert 0) gespeichert, was bedeutet, daß der Treffer beim
Programmschritt 4 erfolgt ist.
Der Schalter verbindet beide Zähler mit dem Wandler 30. Eine solche Verbindung kann dadurch
hergestellt werden, daß die Tastatur 70 veranlaßt wird, am Beginn des Lichtgriffelbetriebs dem Decodierer 72
ein Zeichen zu geben. Dieses Zeichen bewirkt, daß ein Flipflop in dem Schalter 28 gesetzt und der Schalter mit
einem entsprechenden Gleichspannungspotential beaufschlagt wird, das während der Dauer dieser
Betriebsart des Lichtgriffels anhält.
Der Parallel-Serienwandler enthält eine Anordnung, welche nacheinander zuerst die Ausgangsgröße des
Zählers 26 und dann die Ausgangsgröße des Zählers 24 serienwandelt. Das heißt, der ParallcNSerienwandler
erzeugt in Aufeinanderfolge zwei ASCII-Zeichen zu je 7 Bits (das achte oder Paritätsbit bleibt hier außer
Betracht).
Das vom Lichtgriffel erzeugte Bit wird in der Einheit 36 in ein Auftastsignal übersetzt, welches das Verknüpfungsglied
32 für die erforderliche Dauer der Parallel-Serienwandlung aktiviert. Die Einheit 36 kann beispielsweise
eine Impulsumsetzerschaltung wie einen monostabilen Multivibrator zum Erzeugen eines Impulses der
gewünschten Dauer enthalten.
ίο Die das Verknüpfungsglied 32 durchlaufenden seriellen
Bits werden im Übersetzer 16 in Tonimpulse übersetzt und in die zur Einheit 12 zurückführende
Telephonleitung 74 geschickt. Die Einheit 12 enthält eine Schaltung, welche die seriellen Tonimpulse in
serielle elektrische Impulse übersetzt und letztere in parallele Wörter zu je 7 Bits umwandelt, die dem
Rechner 10 zugeleiet werden.
Der Rechner speichert die empfangenen Bits in einem Puffer- oder Zwischenspeicher und ist so programmiert,
daß er diese Bits zu einem für ihn zweckmäßigen Zeitpunkt verarbeitet. (Die Arbeitsweise dieses Pufferspeichers
wird später noch ausführlicher erläutert.) Es kann sein, das zum Zeitpunkt des Empfangs dieser Bits
der Rechner irgendeinen viel späteren Strich im dargestellten Bild auf dem Darstellgerät 20 zeichnet
oder aber irgendeinen anderen Benutzer bedient. Der Rechner springt jedoch innerhalb kurzer Zeit, gewöhnlich
innerhalb nur eines Bruchteils einer Sekunde, mit seiner Steuerung zum Programm des Lichtgriffelbenutzers
zurückt und prüft die Zeichen im Zwischenspeicher. Diese den Zustand der Zähler 24,26 repräsentierenden
Zeichen werden vom Lichtgriffelprogramm als Hinweis auf eine dem interessierenden Vektor entsprechende
Speicherstelle interpretiert. Im vorliegenden Beispiel ist dies die Speicherstelle, welche den Schritt 4 des
Programms »Einen Würfel Zeichnen« speichert. Wie erinnerlich, kann die 4. Speicherstelle eine maschinensprachliche
Adresse einer oder mehrerer aufeinanderfolgender Zellen im Ordner enthalten, welche den oder
die für das Auszeichnen der Linie 55 benötigten ASCII-Codes enthalten.
Dem Rechner wird durch ein entsprechendes Befehlsprogramm mitgeteilt, was er nach den Wünschen
des Benutzers mit dem in dieser Zelle gespeicherten Wort tun soll. Bei einer Betriebsart
drückt der Benutzer, nachdem ein »Treffer« des Lichtgriffels registriert ist, bestimmte Tasten auf der
Tastatur 70, wodurch dem Rechner angezeigt wird, welche Funktion er durchführen soll. Beispielsweise
kann der Benutzer mittels der Tastatur 70 den Rechner anweisen, das Binärwort, welches in der den Schritt 4
des Programms »Einen Würfel Zeichnen« speichernden Stelle gespeichert ist, auf einen Wert zu verändern, der
anzeigt, daß der Elektronenstrahl während seiner Bewegung längs des Vektors 55 ausgetastet werden soll.
Dies kann beinhalten, daß das oder die dem Programmschritt 4 entsprechenden Zeichen aus dem Speicher
ausgelesen werden, das oder die Zeichen in der gewünschten Weise z. B. im Rechenwerk des Rechners
modifiziert werden und anschließend das modifizierte Zeichen in die gleiche Speicherstelle zurückgespeichert
wird. Der Benutzer kann den Rechner auch anweisen, die Figur in der geändernten Form neu zu zeichnen. In
diesem Fall zeichnet er den Würfel so, daß lediglich die Linie 55 wegbleibt. Die Anweisungen können natürlich
sehr viel komplexer sein, worauf jedoch, da die Wirkungsweise des Lichtgriffels in solchen Fällen ohne
weiteres verständlich ist, hier nicht näher eingegangen
zu werden braucht.
Es kann sein, daß die gezeichnete Figur extrem komplex ist und beispielsweise mehrere hundert oder
sogar mehrere tausend Striche enthält. In einem solchen Fall sind die beiden Zähler 24 und 26 von Bedeutung, da
dann die vom Rechner 10 dem Gerät 20 zugeleiteten Programmschritte in Blöcke zu je 64 Schritten unterteilt
werden. Nunmehr folgt der Zähler 24 dem Programmblock, während der Zähler 26 dem Schritt innerhalb des
Blockes folgt.
Beispielsweise kann der Lichtgriffel einen »Treffer«
im Schritt Nr. 19 des Blockes Nr. 12 eines komplexen Programms erzielen. Diese Information wird zum
Rechner rückübertragen, und es kann an dieser Stelle für den Benutzer zweckmäßig oder erwünscht sein, daß
er den Rechner anweist, das gesamte Bild mit Ausnahme des dem Block Nr. 12 des Programms entsprechenden
Teils zu löschen und dann laufend den Informationsblock Nr. 12 auszuzeichnen. Der Rechner veranlaßt
dann, daß nur ein kleiner Teil, nämlich der dem Block Nr. 12 des Programms entsprechende Teil der vollständigen
Darstellung auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre ausgezeichnet wird, was dann, bei entsprechender
Anweisung oder Programmierung, im vergrößerten Maßstab geschehen kann. Der Benutzer kann jetzt auf
die durch einen Programmschritt innerhalb dieses Blockes definierte Linie zeigen und damit dem Rechner
denjenigen speziellen Programmschritt im Block Nr. 12 angeben, dessen Behandlung er wünscht.
Andererseits braucht aber auch nicht das vollständige Bild gelöscht zu werden. Statt dessen kann der Rechner
angewiesen werden, daß er den Datenblock in solcher Weise aussendet, daß die betreffende Linie laufend
zuerst in einer Richtung (durch Auslesen des Blockes in ansteigender Folge) und anschließend in der entgegengesetzten
Richtung (durch Auslesen des Blockes in absteigender Folge) verfolgt wird.
Im Betrieb eines Lichtgriffels ist häufig die Verwendung von Folgefiguren, beispielsweise des Achtecks a, b
... h nach Fig.2, zweckmäßig. Der Operateur kann
dadurch, daß er auf einen Rand des Achtecks zeigt, veranlassen, daß dieses um diskrete Schritte in einer
gegebenen Richtung springt. Beispielsweise kann der Rechner so programmiert werden, daß das Achteck in
aufeinanderfolgenden Schritten nach unten rechts wandert, wenn der Lichtgriffel auf die Seite / des
Achtecks weist.
Eine derartige Betriebsweise ist mit der hier beschriebenen Einrichtung ebenfalls möglich. Dabei
zeigt die in die Tastatur eingegebene Information sowohl dem Rechner als auch dem Decodierer 72 an,
daß ein solcher »Folgebetrieb« gewünscht wird. Daraufhin verbindet der Decodierer 72 lediglich den
Feinzähler 26 mit dem Parallel-Serienwandler 30. Der Rechner wird informiert, daß er lediglich ein einziges
ASCII-Zeichen statt zwei solcher Zeichen zu berücksichtigen braucht.
Wenn bei dieser Betriebsweise der Benutzer mittels der Tastatur 70 den Rechner 10 anweist, das Achteck
auszusenden und zu verfolgen (Programm »Folgen«), setzt er den Lichtgriffel an denjenigen Rand des
Achtecks, der dessen gewünschte Bewegungsrichtung angibt, an und drückt den Schalter am Lichtgriffel. Der
Rechner sendet die das Achteck definierenden aufeinanderfolgenden Zeichen aus, die dann im Gcriit 20 in die
für die Ablenkung des Elektronenstrahls der Speicherröhre erforderliche Information umgewandelt werden.
fUm zu verhindern, daß das Achteck auf dem Schirm gespeichert wird, wird der Elektronenstrahl beim
Auszeichnen des Achtecks mit hoher Frequenz gewobbelt, so daß er niemals längere Zeit an einer
bestimmten Stelle verweilt.) Die aufeinanderfolgenden Zeichen können den folgenden sukzessiven Befehlen
entsprechen: 1. Anfang der Nachricht; 2. (Unter der Voraussetzung, daß der Elektronenstrahl sich anfänglich
in der Position 80 befindet) Vektor a Zeichnen; 3. Vektor b Zeichnen; 4. Vektor c Zeichnen; 5. Vektor d
ίο Zeichnen; 6. Vektor e Zeichnen; 7: Vektor /Zeichnen;
und so fort. Die Nachricht kann gewünschtenfalls mit einem Zeichen »Ende der Nachricht« enden.
Wenn der Lichtgriffel im Vektor f einen »Treffer« registriert, wird zum Rechner 10 ein einzelnes Zeichen
zurückgesandt, das den im Zähler 26 gespeicherten Zählwert anzeigt. Dieses Zeichen kann aus den wenig
benützten Zeichen wie »[« oder »α« oder »]« usw. gewählt werden. (Die Umwandlung des Zählwertes in
ein solches Zeichen kann durch eine Codeumsetzerstufe im Übersetzer 16 unter Steuerung durch den Befehl für
das zuvor auf der Tastatur 70 eingegebene Programm »Folgen« erfolgen.) Bei Empfang dieses Zeichens
veranlaßt der Rechner unter Programmsteuerung, daß die Folge von das Achteck definierenden Operationszeichen
wieder übertragen wird, allerdings erst nachdem die Ausgangslage des Elektronenstrahls (bei ausgetastetem
Strahl) geändert worden ist. Dies geschieht durch Erhöhen der Zählwerte im Gerät 20 um den
gewünschten Betrag und im gewünschten Sinne.
Wiederum ist hier nur eine vereinfachte Version dessen, was sich tatsächlich abspielt, beschrieben. In der
Praxis ist im Rechner ein Pufferspeicher, wie bereits erwähnt, für die hier behandelte Endstelle sowie je ein
weiterer Pufferspeicher für die übrigen Endstellen des
-1D Systems vorgesehen. Das System tastet diese Pufferspeicher
der Reihe nach ab, um ausfindig zu machen, ob irgendein Benutzer bedient zu werden wünscht. Wenn
der Benutzer eine Bedienung wünscht, weist der Rechner ihm einen bestimmten Betrag an Computerzeit
von z. B. bis zu einem Bruchteil einer Sekunde zu und fährt dann fort, die Pufferspeicher abzufragen. Beim
Programm »Folgen« sendet der Rechner jedesmal, wenn er den Pufferspeicher für den Lichtgriffelbenutzer
erreicht, und falls keine neuen Befehle vorliegen, »spurende« Achtecke über den gesamten dem Benutzer
zugewiesenen Bruchteil einer Sekunde. Im vorliegenden Fall sei beispielsweise angenommen, daß der Rechner
zehn solche Achtecke während jedes dem Benutzer zugewiesenen Sekundenbruchteils sendet.
Es sei jetzt angenommen, daß der Lichtgriffelbenutzer nahe beim Rand des Achtecks angesetzt hat und der
Rechner über den gesamten Sekundenbruchteil Achtekke sendet. Statt eines einzelnen Treffers werden jetzt
zehn solche Treffer während des Sekundenbruchteils registriert. Wegen der verschiedenen systemeigenen
Verzögerungen einschließlich der für das Vorrücken der Zähler erforderlichen Zeit, der für die Umwandlung der
Zählerausgangssignale in Serieninformationen erforderlichen Zeit und der für die Übertragung dieser
Serieninformation zum Rechner erforderlichen Zeit können zu dem Zeitpunkt, da der Rechner den dem
vorliegenden System zugewiesenen Pufferspeicher erreicht, viele, u. U. zehn oder zwanzig oder dreißig
Treffer in diesem Pufferspeicher gespeichert sein.
Auf diese im Pufferspeicher gespeicherte Information hin sendet der Rechner an das Gerät 20 die gleiche
Anzahl von Zählererhöhungsbefchlen. Bei z. B. zehn Treffern für die Seite /"des Achtecks gibt er den Befehl,
daß das Achteck sich um zehn Schritte in südöstlicher Richtung bewegt. Um jedoch den Lichtgriffelbenutzer
in die Lage zu setzen, das Achteck zu verfolgen, werden diese Schritte extrem klein gemacht. Das Achteck
scheint sich daher mit relativ langsamer Geschwindigkeil stetig zu bewegen, so daß der Lichtgriffelbenutzer
dieser Bewegung ohne weiteres folgen kann.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform dieses Systems können nach Auftreten eines Treffers der
Lichtgriffel und die Zähler verhältnismäßig kurzzeitig to inaktiviert werden, um die Anhäufung von zu vielen
Treffern zu vermeiden. Die Inaktivierung der Lichtgriffelschaltung kann mit Hilfe einer Rückkopplungsschaltung
in der Einheit 36 erfolgen, welche die den elektrischen Impuls erzeugende Schaltung für die
gewünschte Dauer außer Betrieb setzt. Die Zähler können effektiv dadurch außer Betrieb gesetzt werden,
daß man das Verknüpfungsglied in Reihe mit der Leitung 53 schaltet und jedesmal bei Registrierung des
Treffers kurzzeitig sperrt. Auch anderweitige Abwandlungen sind möglich.
Während die Erfindung vorstehend an Hand einer Darstelleinrichitung erläutert wurde, die keinen Erneuerungsspeicher
benötigt, da sie mit einer Kathodenstrahlröhre vom Speichertyp arbeitet, läßt die Erfindung sich
auf beliebige Arten von Darstelleinrichtungen anwenden, beispielsweise solche mit Erneuerungsspeichern
wie Kernspeichern, Verzögerungsleitungen, Plattenspeichern usw. Das erfindungsgemäße Prinzip bleibt
immer das Gleiche: nämlich daß bei Auftreten eines von einem Lichtgriffel erzeugten Signals dem fernen
Rechner nicht ein Unterbrechungsanforderungssignal und nicht die Koordinaten des Ortes der interessierenden
Information der Darstellung, sondern vielmehr ein Zeichen zugeleitet wird, das eine Adresse im Speicher,
entweder direkt oder indirekt, anzeigt, welche denjenigen Programmschritt enthält, der dem Teil des Bildes
entspricht, auf den der Lichtgriffel gerichtet ist. Als Beispiel für die Überlegenheit dieses Verfahrens
gegenüber beispielsweise der Aussendung der tatsächlichen Schirmkoordinaten des Ortes, an welchem sich die
interessierende Information befindet, sei darauf hingewiesen, daß im letzteren Falle sämtliche Speicherzellen
überprüft und mit den vom Lichtgriffel übertragenen Koordinaten verglichen werden müßten. Dies wäre
äußerst zeitraubend und würde außerdem die für die Übersetzung eines »Treffers« in Koordinateninformation
erforderlichen Einrichtungen voraussetzen. Ferner läßt sich die Erfindung statt, wie hier erläutert, in
Verbindung mit einem Time-sharing-Rechner auf beliebige Ferndarstelleinrichtungen anwenden, die mit
ihrer Informationsquelle, beispielsweise einem Rechner, über einen breitbandigen Übertragungskanal oder einen
schmalbandigen Kanal wie eine Telephonleitung verbunden sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Steueranordnung für ein durch einen schmalbandigen Übertragungskanal mit einem Rechner
verbundenes Bilddarstellgerät, das einen Bildschirm, auf dem in Abhängigkeit von zugeführten Signalen
eine graphische Information erzeugbar ist, und eine Einrichtung enthält, die zu einer der Darstellung
eines speziellen Teils der graphischen Information auf dem Bildschirm entsprechenden Zeit ein
Ausgangssignal erzeugt, mit dem der Betrieb des Rechners beeinflußbar ist, welcher aus seinem
Speicher ein die auf dem Bildschirm darzustellende Information enthaltendes Programm aufeinanderfolgender
codierter Zeichen bildet, mit einer Übersetzter-Steuerschaltung, welche in Abhängigkeit
von diesem Programm die Signale für das Darsteilgerät erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die die codierten Zeichen übersetzende Steuerschaltung (18) am Ort des Darstellgerätes (20) befindet, daß der Betrieb des
Rechners (10) von dem Ausgangssignal des Darstellgerätes über eine ebenfalls am Ort des Darstellgerätes
befindliche Übersetzungsanordnung (24 bis 32) beeinflußbar ist, welche das Ausgangssignal in
codierte Daten übersetzt, die angeben, wo in der Folge codierter Zeichen sich das dem speziellen Teil
der graphischen Information entsprechende codierte Zeichen befindet, und daß eine Übertragungsanordnung
(32, 16, 74) vorgesehen ist, welche diese codierten Daten dem Rechner (10) als Speicheradresse
des in dem Programm zur Erzeugung des speziellen Teils der graphischen Information dienenden
codierten Zeichens zuführt.
2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die codierten Daten
erzeugende Übersetzungsanordnung einen Zähler (24, 26), eine Startanordnung (22), die den Zähler
jeden Schritt im Programm des Rechners (10) zählen läßt, sowie eine Einheit (36, 32) enthält, die bei
Auftreten des Ausgangssignals des Darstellgerätes den Zähler anhält und seinen Inhalt dem Rechner
zuführt.
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