DE1923078C3 - Steueranordnung für ein mit einem Rechner verbundenes Bilddarstellgerät - Google Patents

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 Steile iii seinem Speicher liest, schreibt gleichzeitig das 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 mi: dem Darstellgerät über eine verhältnismäßig breitbandige Verbindungsleitung verbunden sein. Der Lichtgriffe! 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 Untcrbrechungssignal 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

<v3 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 erheblicher 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 Unterbrechungsanforderurigen eingeräumt werden so'l 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 Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Sie zeigt in F i g. 1 die Einrichtung selbst und in Fig. 2 mit dem Darstellgerät herstellbare Figuren.

Die in F i g. 1 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 parallelen Binärinformationen, die mit sehr hoher Geschwindigkeit erzeugt werden. Diese Binärinformalionen 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) übertra- gen. Am entfernten Ende der Telephonleitung 14, d. h. am Ort des Benutzers, befindet sich ein Übersetzer 16, der die hörbare Information in elektrische Signale umwandelt Diese Signale sind den Steuerschaltungen 18 des Darstellgerätes 20 zugeführt

is 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

jo Richtung an.

Das Darstellgerät 20 enthält eine Kathodenstrahlröhre vom Speichertyp, so daß ein auf dem Röhrenschirm geschriebenes Bild, Zeichen oder dergl. über einen erheblichen Zeitraum, etwa eine Stunde oder länger, 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 Nachrichten-

anfangsdecodierer 22 angeschlossen, der seinerseits an die Rückstellanfangsklemmen (»Start«) zweier östufiger Zähler 24 und 26 angeschlossen ist. Die Zähler sind über einen Schalter 28 mit einem Paraliel-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 fibertragen. Die Tastatur enthält außerdem eine Papierrolle, auf welcher die vom Rechner 10 über die Leitung 14 ausgesandten Informationen automatisch ausgedruckt werden.

Der in der Einrichtung nach F i g. 1 verwendete Lichtgriffel 34 besteht aus einem zylindrischen Gebilde

η", 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 denn Chassis der Geräteeinheit 36 angeordnet sein.

Im Betrieb des Lichtgriffels wird dessen Spitze an die Schirmfläche der Kathodenstrahlröhre angesetzt und der Schalter gedrückt, v/enn 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 Fig.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 Würfe] 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 eine Gruppe von ASCII-Zeichen herausgeholt werden, dk 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 ausgetastel werden soll, enthalten. Diese Informationen können dann im Rechenwerk des Rechners entsprechend gespeicherten Programmbefehlen so behandelt werden daß die ASCII-Zeichen, die zum Darstcügcrät 2€ zurückgesendet werden müssen, erzeugt werden.

Bei der hier speziell gezeigten graphischen Darstelleinheit kann eine Bewegung des Elektronenstrahls in nur einer von acht verschiedenen Richtungen erfolgen. Entspricht die Bewegung vom Punkt 50 zum Punkt 52 nicht einer dieser acht Richtungen, so kann eine Anzahl von ASCII-Zeichen erforderlich sein, die den Strahl beispielsweise anweisen, zuerst einer horizontalen Linie zu folgen und dann längs einer Vertikallinie nach unten zu wandern. Statt dessen kann, wenn der Strahl aufgehellt werden soll, die Bewegung längs einer aufgehellten Linie 50—52 durch vielleicht 20 oder 30 verschiedene ASCII-Zeichen (die direkt oder indirekt in 20 bis 30 aufeinanderfolgenden Zellen der Datei 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. Da die einzelnen Zickzackbewegungen extrem kurz sind, erscheint diese Linie für das Auge des Betrachters als gerade Linie.

Auf einen zweiten Programmschritt hin kann der Rechner eine zweite Speicherzelle im ersten Bereich des Speichers adressieren. Dort kann sich die Adresse einer zweiten Gruppe von Speicherzellen in der Datei befinden, welche direkt oder indirekt die ASCII-Codes für das Auszeichnen der Linie 54 enthalten, und so fort.

Da alle diese Einzelheiten nicht erfindungswesentlich sind, soll hier der Einfachheit halber eine einfachere Betriebsweise vorausgesetzt werden. Es sei unterstellt daß an sämtlichen Adressen ASCII-Zeichen gespeichert sind, statt daß einige Zellen indirekte Adressen und/oder Koordinateninformation in Maschinencodezeichen speichern, wie es in Wirklichkeit der Fall ist. Es sei ferner unterstellt, daß zwischen einem Strich auf dem

so Schirm und einer Speicherzelle ein Verhältnis von I zu 1 besteht. Bei dem Beispiel nach F i g. 2 ist vorausgesetzt, daß die erste Speicherzelle des Programms »Einen Würfel Zeichnen« das Zeichen »Anfang der Nachricht« speichert Die zweite Speicherzelle speichert voraussetzungsgemäß ein einziges ASCII-Zeichen, das den Elektronenstrahl anweist von z. B. dem Punkt 50 zum Punkt 52 zu wandern und dabei ausgetastet zu bleiben. Die dritte Speicherzelle im Speicher kann voraussetzungsgemäß ein einzelnes ASCII-Heichen enthalten, welches das Gerät 20 anweist die Linie (gewöhnlich bezeichnet als Vektor) 54 zu zeichnen. Die folgenden Zellen können voraussetzungsgemäß Zeichen enthalten, die anzeigen, daß die Vektoren 55—60 zu zeichnen sind, und so fort

Aus der vorstehenden Erörterung ergibt sich, daß mit dem Ausdruck »Speicheradresse« hier ganz allgemein ein Platz im Speicher gemeint ist der nur ein einziges Zeichen, welches das Auszeichnen einer Linie auf dem

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 Fig. 2 anzeigen, wieder zu übertragen. Der Rechner sendet im Time-sharing-Betrieb dem Darstellgerät 20 aufeinanderfolgende 7-Bit-Zeichen, weiche 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 Zähl wert 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 Steuerscha'tungen 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 Parallel-Serienwandler 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 Impulsumselzerschaltung wie einen monostabilen Multivibrator zum Erzeugen eines Impulses der gewünschten Dauer enthalten.

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, weiche die seriellen Tonimpuise in serielle elektrische Impulse übersetzt und letztere in parallele Wörter zu je 7 Bits umwandelt, die dem Rechner 10 zugeleiel 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

so 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 Seit? / 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 Gerät 20 in die für die Ablenkung des Elektronenstrahls der Speicherröhre erforderliche Information umgewandelt werden. (Um 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 Codeurmetzerstufe 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, allerding¹; erst nachdem die Ausgangslage des Elektronenstrahls (bei ausgetastetem Strahl) geänder worden ist. Dies geschieht durch Erhöhen der 7äMwerte 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 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

so 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 Zänlerausgangssignale 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 Zählererhöhungsbefehlen. 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 Geschwindig- s keit stetig zu bewegen, so daß der Lichtgriffelbenutzer dieser Bewegung ohne weiteres folgen kann.

Bei einer abgewandelten Ausfülirungsform dieses Systems können nach Auftreten eines Treffers der Lichtgriffel und die Zähler verhältnismäßig kuizzeitig 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 brfindung vorstehend an Hand einer Darstelleinrichtung 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, Plattenspeichcrn usw. Das erfindungsgemäße Prinzip bleibt immer das Gleiche: nämlich daß bei Auftreten eines von einem Lichtgriffel erzeugten Signals dem fernen Rechner nicht ein Unterbrechungsanforderungssignal iind 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 Beispie! für die Überlegenheit dieses Verfahrens gegenüber beispielsweise der Aussendung der tatsächlichen Schirmkoordinaten des Ortes, an welchem sich die interessierende Information oelindet, 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)

Paten tansprfiche:

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 Übersetzer-Steuerschaltung, welche in Abhängigkeit von diesem Programm die Signale für das Darstellgerät 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.