DE2909036A1

DE2909036A1 - Anordnung zum graphischen verarbeiten von mathematischen und logischen programmen und graphische programme

Info

Publication number: DE2909036A1
Application number: DE19792909036
Authority: DE
Inventors: Gerhard Krause
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-08
Filing date: 1979-03-08
Publication date: 1980-09-11

Description

Die Erfindung betrifft Anordnungen mit denen Rechner oder Automaten mit einer
graphischen Programmiersprache für mathematische und logische Programme programmiert werden, bzw. mit denen Rechner oder Automaten gespeicherte mathematische bzw, logische Programme graphisch dargestellt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung graphische Programme.
Das Schreiben von mathematischen bzw. logischen Programmen ist zeitaufwendig.
Ein erheblicher Teil der für die Programmierung erforderlichen Zeit ist zur Suche und Beseitigung von Programmierfehlern erforderlich. Eine von uns durchgeführte Analyse der Fehlerursachen führte zu dem Ergebnis, daß die derzeitig angewendeten Programmierverfahren, bei denen die Programme mittels Tastaturen eingegeben und zur Kontrolle zeilenförmig in normaler Schrift dargestellt werden, den Fähigkeiten des menschlichen Geistes nicht optimal angepaßt sind. Besenders hoch entwickelt ist die Fähigkeit des Menschen zum Erkennen von zwei-und dreidimensionalen Strukturen; insbesondere werden Fehler in solchen Strukturen sehr schnell entdeckt.
Um die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden,werden erfindungsgemäß mathemaische und logische Programme als graphische Darstellung in den Rechner bzw.
Automaten eingegeben. Weiterhin werden im Rechner bzw. Automaten gespeicherte Programme mit; einem Sichtgerät graphisch dargestellt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren beschrieben. Es zeigt : Fig. 1 Ein einfaches graphisches Programm für eine mathematische Berechnung.
F 2 in einfaches graphisches Programm für eine logische Aufgabe.
Fig, 5 Das Blockschaltbild einer Anordnung zum Programmieren von Rechnern oder Automaten mit graphischen Programmen.
Fig. -Eire Sichtgerätbrille zur Darstellung dreidimensionaler Bilder bei der ein außerhalb der Brille geschriebenes Bildraster durch die Brille bewird.
Fig. 5 Das Blockschaldbild einer Anordnung zum graphischen Darstellen von konventionell gespeicherten Programmen.
Die Fig. in zeigt ein graphisches Programm zur Berechnung der Quadratwurzel aus einer positiven Zahl. Weiterhin sind in der Fig. Ib zur Erklärung des Symbolen Ziffern zugeordnet. Es bedeutet: 1 = Eingangsdaten (read) 2 = Ausgangsdaten (write) 3 = Konstante 4 = Addition 5 = Substraktion 6 = Multiplikation 7 = Division 8 = absoluter Betrag 9 = Entscheider lo = Bedingte Verzweigung (bei Eingang wahr" läuft die Information über die Seite die 11= Abzweigung angesteuert wird.) 12= Vereinigung 13 = Funktion 14= logisches Und 15 = logisches Oder 16= logisches Nicht Die Fig. 2 zeigt ein graphisches Programm zur Ermittlung des Wahrheitswertes einer logischen Funktion. in den Figuren 1 und 2 dargestellten graphischen Programme zeichnen sich dadurch aus, daß innerhalb der Programme - außer den Konstanten - der gesamte Programmablauf durch die Symbole und die Struktur der Zeichnung festgelegt wird. Es wird hier also die gemischte Darstellung von geometrischer Struktur und formalmäßiger Zuordnung von Größen, wie sie in Rechenflußbildern üblich ist, vermieden. Bei Bedarf werden in das graphische Programm noch Bemerkungen eingetragen (z.B. Formelzeichen, Formeln, Worte), die für den Programmablauf unwirksam sind und nur zur besseren uebersicht für den Programmierer dienen. Für den Ablauf des Programmes unwirksam sind z.B. Beschriftungen die außerhalb der Operationssymbole stehen. Eine andere Möglichkeit Beschriftungen als Programmunwirksam zu kennzeichnen ist, vor oder nach dem Einschreiben über eine Tastatur eine entsprechende Kennzeichnung vorzunehmen.
Die graphischen Programme werden mit der Anordnung nach Fig. 3 mit einem von Hand bedienten Koordinatensteuergerät 30 oder einem Lichtgriffel oder ähnlichem auf einem Sichtgerät 31 gezeichnet. Das geschieht zweckrnäßig so, daß nur die Anfangs- und Endpunkte von Verbindungsstrischen durch das Koordinatensteuergerät 30 festgelegt werden und dann die Taste der Tastatur 32 gedrückt wird, woraufbin ein automatischer Liniengenerator 33 die Verbindungsleitung auf dem Sichtgerät dargestellt. Nun wird die Taste für das nächste Operationssymbol gedrückt daß dann der Symbolgenerator 34 auf dem Sichtgerät zeichnet. Weiterhin können in oderneben die Operationssymbole Beschriftungen und mathematische und logische Gleichungen durch Tastenbetätigung eingefügt werden. Die oben genannte Zeicheneinrichtung - liefert außer den Signalen zum Zeichnen der Symbole und Verbindungsleitungen codierte Signale in den Rechner bzwr Automaten die dort, gegebenenfalls nach weiterer Umcodierung im Codierer 35, in bekannter Weise im Programmspeicher 36 gespeichert -zerden und während des Programmablaufes das Programm steuern. In der Figur 3 ist zwischen der Tastatur 32 und dem Liniengenerator 33 und dem Symbolgenerator 34 ein weiterer Codierer 37 eingefügt, der die von der Tastatur 32 kommenden Signale so umformt, daß sie vom Linien- bzw. Symbolgenerator erkennt werden. Weiterhin ist vor dem Sichgerät 31 ein Bildspeicher 38 angeordnet, so daß @@@en nach beendigung des jeweiligen Programmierschrittes die Linie bzw. das Symbol auf dem Sichtgerät 31 dargestellt wird. Der Bildspeicher 38 kann entfallen, wenn @@@ Sichgerät 31 selbst speichert oder wenn der Programmspeicher 36 terich@@@@ fessen wird und das gelesene Signal nach Umcodierung dem Sichtgerät @@@@@@@@@@@@@@@war@, Einem Zeichensymbol können auf diese Weise ein, aber auch @@@el@@@@@@@@@e der Rechner- bzw. Automatenprogrammes im entsprechen. Die Zeichenun@@@@ die Programmiereinrichtung oder Rechner bzw Automaten @@in. es werden hier also außer den von tastaturprogramierbaren @ern funktionsabläufe zusätzlich Symbolgeneratoren gesteuert.
Bei der in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien gezeichneten Schaltung erfolgt das Zeichnen von Linien, indem die Anfangskoordinate der Linie mit dem von Hand gesteuerten Koordinatensteuergerät 30 eingestellt wird. Dann wird mit der Tastatur 32 der Befehl "Linienzeichnen" eingegeben. Wird jetzt die Koordinate des Zeichenpunktes mit dem Koordinatensteuergerät 30 verändert, dann wird entlang der neuen Koordinate eine Linie gezeichnet. Eine andere Möglichkeit zeigt die gestrichelt gezeichnete Linie. (Die vom Koordinatensteuergerät 30 kommende ausgezogene Linie entfällt in diesem Fall.) Hierzu werden die Anfangs- und Endkoordinaten der geraden Linie in den Liniengenerator 33 eingegeben. Diese beiden Koordinaten werden dann automatisch miteinander durch eine Linie verbunden. Sinngemäß können mit dieser Anordnung auch gekrümmte Linien gezeichnet werden.
Im einfachsten Fall wird das Programm mit Hilfe eines Lichtgriffels oder einer Koordinatensteuereinrichtung oder ähnlichem in der Reihenfolge gezeichnet, in der das Programm später abläuft. Damit gelangen dann auch die einzelnen Befehle in der richtigen Reihenfolge in den Programmspeicher. Wird beim Zeichnen bzw.
Lesen des Programmes diese Reihenfolge nicht eingehalten, dann muß die Anordnung zum Programmieren die einzelnen Programmabschnitte umsortieren. Das kann so geschehen, daß die Koordinatenpunkte von Symbolen und Leitungen der Zeichnung des graphischen Programmes vorübergehend auch gespeichert werden. Wenn dann noch die Programmablaufrichtung - die in der graphischen Darstellung z.B. durch Pfeile gekennzeichnet ist, bekannt ist, dann können die Programmablaufsohritte mit einer Umsortierautomatik umsortiert werden. Für Verzweigungen und Schleifen ist eine Verzweigungsautomatik erforderlich, die verhindert, daß Programmabv schnitte mehrfach durchlaufen werden, bzw. daß Programmabschnitte vergessen werden. flierzu wird der Koordinatenpunkt der Verzweigung bzw. Schleife beim Ei;Laufen in einen Verzweigungs- bzw. echleifenabschnitt gespeichert. Ist dieser bschnitt dann im Programmspeicher richtig eingeordnet, dann springt die Umscrtietautomatik auf diese Koordinate zuriick. Bevor die Umsortierautomatik den nächsten-Programmabschnitt sortiert, speichert sie die Anfangskoordinate des gera'i- ;einsortierterl Programmabschnittes. Bei den nächsten Rücksprüngen zu dem Verz@ punkt kann mit dieser gespeicherten Koordinate geprüft werden, ob dieser Programabschnitt schon umsortiert wurde und so Mehrfachauswertungen eines Programmabschnitr tes verhindert werden.
Statt mit den Koordinaten der Zeichnung zu arbeiten,können auch die Anfangs-und Endpunkte der Programmabschnitte durch Symbole (z.B. Ziffern) gekennzeichnet werden. Diese Symbole werden nachfolgend als Programmadressen bezeichnet. Besonders in diesem Fall braucht der Programmierer kein zusammenhängendes Programm mehr zu zeichnen, sondern nur noch Programmabschnitte. Wie weiter unten gezeigt wird, ist aber die erfindungsgemäße Anordnung zum Programmieren trotzdem in der Lage ein zusammenhängendes graphisches Programm auf dem Sichtgerät bzw. Zeichengerät darzustellen.
Technisch aufwendiger, aber noch universeller in den Anwendung ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn das graphische Programm nicht auf einem Bildschirm sendern z. B. auf Papier gezeichnet wird. Mit einem Lesegerät wird dann die Zeichnung abgetastet und die Symbole identifiziert, sowie die Koordinaten oder Programmadressen der Symbole und Verbindtr1l£slinien ermittelt. Bei einer ersten Art Lesegerät folgt der Abtaster den Linien oder äquivalenten Symbolen des Programmes.
Das graphische Programm wird also so abgetastet, ähnlich wie es ein Programmierer mit einem Lichtgriffel abtasten würde. Zum Unterschied zum Abtasten mit Lichtgriffel muß aber ein Strukturerkenner in der Anordnung vorhanden sein, der die Symbole erkennt. Weiterhin wird eine Programmanfangs-Suchautomatik benötigt.
Das ist eine Automatik die die Zeichnung solange abtastet, bis sie zum Symbol für den Prsgranr'.eginn kommt. Von dort aus wird dann der Vorlauf des graphischen Programmes systematisch verfolgt. Grundsätzlich ist es auch möglich das graphische Programm entgegengesetzt zur Programmablaufrichtung abzutasten oder Teilabschnitte des graphischen Programmes abzutasten und dann die Teilabschnitte, wie oben für die Handeingabe beschrieben wurde, automatisch umzusortieren.
Bei der zweiten Art von Lesegerät wird das Programm z.B. zeilenförmig, ähnlich wie in der ernsehtecnik, abgetastet. Dabei werden die Symbole identifiziert und ihre Koordinaten bzw. Programmadressen ermittelt. Weiterhin werden die Anfangs- und Endkoordinaten bzw. Programmadressen der Verbindungslinien ermittelt.
Gegetenenfalls wird hierzu eine Verbindungslinie in mehrere gerade Abschnitte zerlegt. Anschließend werden die so erkannten Elemente des graphischen Programmes mittels ihrer Koordinaten oder Programmadressen mit einer Umsortierautomatik elektronisch in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt.
Um die Ubersicht in umfangreichen graphischen Programmen zu erhöhen ist es vorteilhaft die Programme dreidimensional darzustellen. Das Zeichnen erfolgt in diesem Fall zweckmäßig mit einem dreidimensional darstellenden Sichtgerät Hierzu gehören Sichtgeräte mit zwei sich kreuzenden Strahlen, die an der Kreuzungsstelle Licht erzeugen und holographische Sichtgeräte, Weiterhin kann dem Programmierer ein dreidimensionaler Bildeindruck vermittelt werden, indem den beiden Augen verschiedene synthetische (z.B. von einem Computer erzeugte) Bilder dargeboten werden. Die beiden synthetischen Bilder stehen zueinander nach den Gesetzen des dreidimensionalen Sehens in Relation. Unbegrenzte Möglichkeiten zur Darstellung dreidimensionaler graphischer Programme gibt es, wenn die synthetischen Bilder mit Hilfe einer Sichtgerätbrille erzeugt werden, die der Betrachter trägt. Der Betrachter kann sich mit solchen Hilfsmitteln scheinbar durch das graphische Programm bewegen und dabei die notwendign Kontrollen, Korrekturen und Erweiterungen vornehmen. Bei zukünftigen Programmen, die in ihrer Komplexität weit über das hinausgehen werden, was heute programmiert werden kann, sind solche Hilfsmittel unbedingt erforderlich. Die Bilder können in der Sichtgerätbrille z.B. mit fernsehtechnischen Mitteln erzeugt werden. Einfacher ist es (Fig. 4), wenn außerhalb der Brille - z.B. auf einen großen Bildschirm 40 - ein großes Bildraster periodisch geschrieben wird. Die Nachleuchtzeit der Bildpunkte des Rasters ist sehr klein (z,B. ?o-7s). In der Sichtgerätbrille befindet sich für jedes Auge 41 des Betrachters ein Helligkeitsmodulator 42 der von den Bildsignalen 43, 44 synchron mit dem Schreiben des Bildrasters angesteuert wird. Beim Betrachten des Bildrasters erhii?so der Programmierer den Eindruck eines dreidimensionalen Bildes. Farbige Bilder können erzeugt werden, wenn entweder ein farbiges Raster geschrieben wird, wobei die verschiedenen Farben zu verschiedenen Zeiten geschrieben werden, oder wenn in der Sichtbrille die Transparenz für verschiedene Farben unabhängig gesteuert wird.
Das Zeichnen des dreidimensionalen graphischen Programmes erfolgt mit einem Lichtgriffel oder einem Koordinat enst euergerät. Bei dreidimensionaler graphischer Wiedergabe von gespeicherten Programmen ist es vorteilhaft, wenn das Bild gedreht und verschoben werden kann, wenn also der Beobachtungsstandpunkt scheinbar verändert werden kann. Hierzu werden die in einem Informationsspeicher befindlichen Koordinaten der graphischen Darstellung automatisch auf die dann den neuen Beobachtungsstandorten entsprechenden Koordinaten umgerechnet.
Die Gleichungen für diese Koordinatentransformationen sind von der Geometrie bekannt.
Einer Kompromiß zwischen Ubersichtlichkeit und technischen Aufwand ist eine zweidimensionale Darstellung, bei der aber im elektronischen Speicher soviel Informationen gespeichert sind, daß die Projektionen auf mehrere Raumrichtungen ermittelt werden können und diese Projektionen dann auf dem zweidimensionalem Sichtgerät dargestellt werden. Die zweidimensionale Darstellung kann gegebenenfalls perspektivisch verzerrt erfolgen.
Die automatische graphische Darstellung von Programmen bietet auch Vorteile bei der Suche von Fehlern im Programm, und bei der Korrektur des Programmes. Das gilt nicht nur für graphische in den Rechner, Automaten oder das Programmiergerät eIngegebene Programme, sondern auch für konventionelle Programme. Die Darstellung des Programmes kann mit einem Sichtgerät oder mit einem Zeichengerät z.E. auf Papier erfolgen Im einzelen verläuft der Vorgang in der erfindungsgemäßen Anordnung zur Verarbeitung graphischer Programme folgendermaßen (Fig. 5): Mit einem Befehlsdecoder 50 werden die einzelnen im Programmspeicher 51 gespeicherten Befehle erkannt. Die Ausgänge des Befehlsdecoders 50 steuern Symbolgeneratoren 33 und Liniengeneratoren 34 mit denen die Zeichen z.B. auf dem Sichtgerät 31 dargestellt we den. wischen zwei Symbolen wird auf dem Sichtgerät 31 ein vorgegebener Abstand eingehalten. Zwei benachbarte Symbole - entsprechend zwei aufeinanderfolgenden Befehlen - werden durch Linien miteinander verbunden. Die Lage und Rickrung der Linien ergeben sich aus den Koordinaten der zu verbindenden Symbole.
Weil der Mensch räumliche Strukturen viel besser erfassen kann als die übliche zeilenförmige Auflistung von Programmschritten, wird die Fehlersuche durch die graphischene Darstellung erheblich einfacher und schneller. Erkannte Fehler werden zweckmäßig mit Anordnungen korrigiert, wie sie oben für das Einschreiben graphischer Programme beschrieben wurden. Die Fehler können aber auch in konventioneller Weise beseitigt werden.
Nachfolgend werden einige Maßnahmen beschrieben, die die Fehlersuche erleichtern: Der Programmablauf im Rechner, Automaten oder im Programmiergerät (im Programmiergerät ist gegebenenfalls ein Prozesser angeordnet, der zum Prüfen der Programme dient) kann schrittweise oder so langsam erfolgen, daß der Programmierer den einzelnen Programmschritten folgen kann. Die gerade vom Prozessor bearbeiteten Programmabschnitte werden durch zusätzliche Symbole oder Farben oder dauernde oder periodische Variation der Helligkeit oder räumliches Wobbeln von Linien markiert. Die Zwischenergebnisse der Rechnung oder logischen Entscheidung werden ausgegeben. Die ausgegebenen Ergebnisse werden insbesondere an der Stelle bzw. dicht daneben, in die graphische Darstellung eingeblendet, an der sie anfallen. Sie können aber auch am Rand des Sichtgerätes bzw. auf einem getrennten Display dargestellt werden. Weiterhin können alle Zwischenergebnisse in einer Zwischenergebnissp eicheraut omat ik gespeichert werden und durch eine anleinr ichtung, z.B. einem Lichtgriffel, angewählt werden. Die entsprechende Stelle in der graphischen Darstellung wird zweckmäßig markiert. Wenn solch eine Zwischenergebnisspeicherautomatik vorhanden ist, dann ist es nicht notwendig das Programm während der Fehlersuche langsam oder in Schritten ablaufen zu lassen, denn die Zwischenergebnisspeicherautomatik speichert nach einer Anforderung die einem Programmablauf zugecrdneten Ergebnisse und hält sie solange gespeichert, bis eine neue Anforderung kommt; ohne Rücksicht, ob in der Zwischenzeit der Prozessor aufgrund von anderen Daten andere Ergebnisse berechnet hat.
Wesentlich weniger Speicherplatz als mit einer Zwischenergebnisautomatik ist erforderlich, wenn das Programm periodisch abläuft und mit einer Stroboskop automatik die Zwischenergebnisse entnommen werden und mit dem Sichtgerät bzw.
Display dargestellt werden, wobei der Ort des graphischen Programmes der diesem Zwischenergebnis zugeordnet ist markiert wird. Die Stroboskopautomatik enthält einen Programmadressengenerator. Immer dann, wenn im periodisch ablaufenden Programm diese Programmadresse aufgerufen und der entsprechende Programmbefehl ausgeführt wird, speichert die Stroboskopautomatik das Ergebnis dieses Programm schrittes bzw. sie stellt das Ergebnis unmittelbar mit dem Sichtgerät oder Display dar. Wenn die Frequenz der periodischen Programmadressenentnahme durch die Stroboskopautomatik ungleich der Frequenz des periodischesn Programmablaufes ist, dann ändern sich die Orte des graphischen Programmes von denen die zugehörigen Zwischenergebnisse dargestellt werden. Für den Programmierer läuft das Programm scheinbar mit der Differenz der beider Frequenzen ab. Soll dieser scheinbare Programmablauf in Richtung des normalen Programmablaufes erfolgen, dann muß die Frequenz der Stroboskopautomatik größer (z.B. um 011erz) als die Frequenz des Programmablaufes sein. In der Regel werden während des Arbeitens mit der Stroboskopautomatik die Daten die dem Rechner bzw. Automaten oder dem Programmiergerät zugeführt werden zeitlich konstant sein. Insbesondere beim Suchen grober Fehler ist das aber nicht unbedingt erforderlich. Statt ein Zwischenergebnis können zur gleichen Zeit auch Gruppen, insbesondere von im Programm benachbarten Zwischenergebnissen dargestellt werden.
Der besondere Vorteil graphischer Programme ist, daß damit auch sehr umfangreiche und komplizierte Programme in einer relativ kurzen Zeit erstellt und korrigiert werden können. Um umfangreiche Programme übersichtlich zu gestalten, ist es vorteilhaft wenn sehr kleine Operationssymbole mit einfacher Struktur (Punkte, Kreise, Vielecke, Balken, Kreuze, Sterne, Kugeln, Pyramiden1 Kegel, Pols.
gone) verwendet werden. Um die Symbole trotzdem unterscheiden zu knnen,werden verschiedene Farben und/oder verschiedene Helligkeiten für die Symbole verwendet. Weiterhin können dieSymbole mit verschiedenen Frequenzen und/oder Tastverhältnissen blinken. Bei diesem Blinken ändert sich nicht nur die Helligkeit sondern es kann auch die Farbe variieren.
Die Ubersicht wird auch verbessert, wenn Verbindungslinien oder ganze Programm.
abschnitte in verschiedenen Farben oder verschiedenen Blinklichtern dargestellt werden. Vorteilhaft ist es auch, wenn Programmabschnitte wahlweise auf der Darstellung ausgeblendet werden können.
Der besseren Programmübersicht dient weiterhin eine Automatik in der die Darstellung des graphischen Programmes wahlweise vergrößert oder verkleinert mit dem Sichtgerät oder mit dem Zeichengerät dargestellt werden kann. Entsprechend dem Darstellungsmaßstab werden dann größere oder kleinere Programmabschnitte auf dem Sichtgerät zur gleichen Zeit sichtbar. Da bei einer stark verkleinerten Darstellung die Symbole auf dem Sichtgerät nicht mehr identifiziert werden können, ist es zweckmäßig, wenn von einem bestimmten Verkleinerungsmaßstab an automatisch andersartige kleinere und einfachere Symbole dargestellt werden, insbesondere einfache Symbole wie sie weiter oben beschrieben wurden. Eine andere MöglichReit ist, dann mit einem oder wenigen Einheitssymbolen zu arbeiten, wobei Jedes Symbol (z.B. mit einem Lichtgriffe angewählt werden kann, wodurch dann der Operationsbefehl, den dieses Symbol symbolisiert, auf dem Sichtgerät oder einem getrennten Display dargestellt wird.
Das Anfertigen umfangreicher Programme wird erleichtert, wenn Unterprogramme oder Teilabschnitte eines Programmes im Hauptprogramm nur als ein Symbol dargestellt werden. Die Unterprogramme bzw. Teilabschnitte eines Programmes können unabhängig programmiert werden. Im Rechner oder Automaten oder Programmiergerät wird dann das Unterprogramm bzw. der Teilabschnitt des Programmes entweder automatisch an der richtigen Stelle in das Programm eingeordnet oder während des Programmablaufes springt das Programm, an der durch das Symbol gekennzeichneten Stelle, auf das Unterprogramm bzw. auf den Teilabschnitt des Programmes. Weiterhin kann wahlweise automatisch in das graphische Programm statt des Symboles das Unterprogramm bzw. der Teilabschnitt des Programmes detailliert eingeblendet werden.
Besonders bei umfangreichen zellularen zwei- und dreidimensionalen graphischen Programmen kann es nützlich oder sogar unbedingt erforderlich sein, das Programm teilweise oder vollständig automatisch zu erzeugen. Dazu werden z.B. Programm; abschnitte räumlich periodisch automatisch entweder unverändert wiederholt oder der neue Teil des Programmes weicht nach einer vorgegebenen Funktion vom Musterprogramm ab. Das so erzeugte Gesamtprogramm kann mit einem Sichtgerät oder einem Zeichengerät dargestellt werden.
In komplexen graphischen Programmen können Linien, die die Symbole verbinden, die als die Richtung des Programmablaufes festlegen, die uebersicht behindern.
Es ist zweckmäßig statt Verbindungsleitungen Symbole für zu verbindende Punkte zu verwenden. In die Verbindungssymbole der beiden zu verbindenden Punkte des graphischen Programmes wird z.B. die gleiche Ziffer eingetragen. Noch günstiger ist es, wenn in den graphischen Programmen wahlweise Verbindungslinien oder Verkleinerungssymbole eingeblendet werden können. Dabei ist es vorteilhaft, wenn Verbindungslinien bzw. Verbindungssymbole klassifiziert werden. Verbindungen die große Programmabschnitte umfassen gehören z.B. einer anderen Klasse an als Verbindungen die kleinere Programmabschnitte umfassen. Es können dann wahlweise ganze Klassen von Verbindungen in der einen oder anderen Form dargestellt werden oder vollkommen ausgeblendet werden.
Die LeistwngsSähigkeit graphischer Programme kann wesentlich gesteigert werden, wenn außer arithmetischen und logischen Operationen auch Operationen und entsprechende Symbole für Zeitmultiplex, Zeitverzögerung und Rechengenauigkeit eingeführt werden. Zeitmultiplexoperationen und Zeitverzögerungsoperationen sind besonders für Programme für Meß- und Regelgeräte vorteilhaft. Symbole für Rechengenauigkeit können den Programmablauf beschleunigen, da die ihnen zugeordneten Operationen bewirken, daß die Rechnung abgebrochen wird, wenn die vorgegebene Stellenzahl erreicht ist. Das graphische Programmieren ist dem konventionellem Programmieren besonders in Multiprozessorsystemen, d.h. in Systemen in dem ein Programm gleichzeitig von mehreren (oder sogar sehr vielen) Prozessoren bearbeiüberlegen tet wird. Mit Symbolen für Multiprozessorbetrieb kann der Programmierer relatív einfach den einzelnen Prozessoren ihre Aufgaben zuweisen. Damit die Ergebnisse der in verschiedenen Prozessoren bearbeiteten Programmabschnitte zur richtigen Zeit an Verknüpfungsstellen zur Verfügung stehen, wird nach ein Symbol für Leertakte eingeführt. Während Leertakten erfolgt keine Veränderung in den damit gekennzeichneten Programmabschnitten. Statt des Leertaktsymboles kann auch mit einem Takt- bzw. Zeitangabesymbol gearbeitet werden. Diese Symbole legen fest, in welchem Takt (z.B. gezählt vom Start des Programmes) bzw. zu welchem Zeitpunkt ein Zwischenergebnis für eine Operation bereitgestellt wird.
In der Regel wird das graphische Programm zum Programmieren und zum Aufsuchen von Fehlern in Programmen verwendet werden. Grundsätzlich möglich ist es aber auch, das graphische Programme auch während des Programmablaufes zum Steuern des Rechners oder Automaten zu verwenden. Das graphische Programm dient dann also als Programmspeicher.
Die Anwendung graphischer Programme ist nicht auf Digitalrechner beschränkt.
Es können auf diese Weise auch Analogrechner und Hybridrechner programmiert werden.
In der anhand von Fig. 4 beschriebenen Sichtgerätebrille können auch abbildende optische Elemente (z.B. Linsen) in den Strahlengang eingefügt werden. Auf diese Weise ist es möglich das betrachtete Bild, bei unveränderter Größe des periodisch geschriebenen Bildrasters, zu vergrößern oder zu verkleinern, gegebenenfalls auch zu verzerren. Die Anwendung dieser Sichtgerätebrille ist nicht auf die Betrachtung graphischer Programme beschränkt. insbesondere können damit auch andere graphische Darstellungen von Computerresultaten betrachtet werden. Diese Sichtgerätebrille bietet dann besondere Vorteile, wenn mehrere Personen in einem Raum verschiedene Darstellungen betrachten wollen, ohne sich dabei gegenseitig zu stören. Weiterhin bei dreidimensionalen bildlichen Darstellungen. Das Bildraster kann mit einer Bildröhre mit kleiner Nachleuchtzeit,mit einer Flying-Spot-Röhre oder mit einem anderen Lichtpunktabtaster geschrieben werden. In Sonderfällen kann es auch vorteilhaft sein, ein direkt mit dem Bildraster geschriebenes Bild bzw. graphische Darstellung mit einem Bild bzw. einer graphischen Darstellung, die in der Sichtgerätebrille erzeugt wird, zu überlagern.
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Claims

Anordnung zum graphischen Verarbeiten von mathematischen und logischen Programmen und graphischen Programme.

Patentansprüche: 1. Anordnung zum Verarbeiten von mathematischen und/oder logischen Programmen, durch gekennzeichnet, daß ein graphisch dargestelltes Programm in den Rechner oder Automaten oder die Programmiereinrichtung eingegeben wird.

ararbeiten von mathematischen und/oder logischen Programmen, dadurch gekennzeichnet, daß das im Rechner oder Automaten oder in der Programmiereinrichtung gespeicherte Programm mit einem Sichtgerät oder Zeichenerät graphisch dargestellt wird.

3. Anordnung nach aspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gezeichnetes programm mittels eines Lasegerätes in den Rechner oder Automaten Programmiereinrichtung eingegeben wird.

@. @@@@ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Sicht-@@@ dargestelltes graphisches Programm in den Rechner oder Automaten oder Programmiereinrichtung eingegeben wird.

@@@ @@@ nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Sichtge-Zeichengerät dargestellte graphische Programm mit einem Lichtgrif-@@ oder einem hanbedienten Koordinatensteurgerät oder einer äquivalenten @@@ie gezeichnet und/oder korrigiert wird.

@@@ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole über Ta@@a men an vom Programmierer wählbaren Koordinatenorten in den Rechner oder @@@maten oder die Programmiereinrichtung eingegeben werden können.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Symbolen ordnete mathematische oder logische Gleichungen über Tastaturen in den Rechner oder Automaten oder die Programmiereinrichtung eingegeben werden.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von Verbindungslinien die Anfangskoordinaten und Endkoordinaten in den Rechner oder Automaten oder die Programmiereinrichtung eingegeben werden und daß der Rechner oder Automat oder die Programmiereinrichtung die Verbindungslinie zwischen den Koordinatenpunkten automatisch auf dem Sichtgerät oder Zeichengerät darstellt.

9. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das graphische Programm in drei räumlichen Dimensionen dargestellt ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der scheinbare Beobachtungsstandpunkt des Betrachters des graphischen Programmes verändert werden kann 11. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem elektronischen Speicher das Bild des graphischen Programmes mit dreidimensionalen räumlichen Koordinaten gespeichert wird und daß mit dem Sichtgerät oder Zeichengerät wahlweise verschiedene zweidimensionale Projektionen des dreidimensionalen graphischen Programmes dargestellt werden.

12. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß farbige graphische Darstellungen angewendet werden und daß mindestens Grautöne und eine Farbe oder mindestens zwei Farben angewendet werden.

13. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die graphische Darstellung zeitlich variiert und daß die Variationsgeschwindigkeit so gewählt wird, daß der Beobachter sie erkennen kann.

14. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm atlE dem Sichtgerät vergrößert oder verkleinert dargestellt werden kann und daß entsprechend der Vergrößerung oder Verkleinerung kleinere oder größere Programmabschnitte dargestellt werden.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verkleinern der Darstellung automatisch andersartige, insbesondere kleinere Operationssym bole dargestellt werden.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Operationssymbole nach Anspruch 31 dargestellt werden.

17. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein oder wenige Symbole verwendet werden und daß im graphischen Programm die einzelenen Symbole angewählt werden können und daß die Bedeutung der angewählten Symbole mit einem Sichtgerät und/oder Display dargestellt werden.

18. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm mittels eines Hologrammes dargestellt wird.

19. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß den Augen des Betrachters verschiedene Bilder des graphischen Programmes dargeboten werden, insbesondere daß der Betrachter eine Brille trägt und daß in der Brille die Bilder ganz oder teilweise erzeugt werden.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrachter ein außerhalb der Brille periodisch erzeugtes Bildraster betrachtet und daß die Transparenz der Brille synchron mit dem Schreiben des Bildrasters gesteuert wird.

21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Farbbilder erzeugt werden, indem die Transparenz für verschiedene Fraben in der Brille unabhangig gesteuert werden und/oder indem ein rnehrfarbiges Bildraster geschrieben wird.

22. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Unterprogram me oder meilabsohnitte eines Programmes als ein Symbol eingegeben oder dargestellt werden und daß die Unterprogramme bzw. Teilabschnitte eines Programmes unabhängig in den Rechner oder Automaten oder Programmiereinrichtung eingegeben werden und/oder mit einem Sichtgerät oder Zeichengerät dargestellt werden.

23. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei langsamen oder schrittweisem Ablauf des Programmes der gerade vom Rechner bzw. Automaten bearbeitete Programmabschnitt durch schwankende Helligkeit oder andere Helligkeit oder Farben oder wackelnde Linien oder eingeblendete Symbole sichtbar gemacht werden.

24. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei periodischem Programmablauf durch eine Stroboskopautomatik der Programmablauf mit einem Sichtgerät sichtbar gemacht wird.

25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Rechner bzw.

Automaten periodisch eine Programmadresse oder eine Gruppe benachbarter Programmadressen,die in dem Moment in dem Rechner bzw. Automaten das Programm gerade steuern,gelesen werden und daß diesProgrammadressen entsprechenden Teile des graphischen Programmes auf dem Sichtgerät markiert werden.

26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Programmadressenentnahme ungleich der Frequenz des periodischen Programmablaufes ist, insbesondere daß die Frequenz derProgramm adressenentnahme grösser als die Frequenz des periodischen Programmablaufes ist.

27. Anordnung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenergebnisse des Programmes die zu den gekennzeichneten Programmorten gehören mit dem Sichtgerät oder Zeichengerät oder mit einem getrenntes Display dargestellt werden, insbesondere daß die Zwischenergebnisse in das praphische Programm in der Nähe der gekennzeichneten Stelle eingeblendet werden.

28. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programmgenerator Abschnitte des graphischen Programmes voll oder halbautomatisch erzeugt und daß die so erzeugten Abschnitte des graphischen Programmes identisch sind mit einem Musterprogrammabschnitt oder daß die so erzeugten Abschnitte des graphischen Programmes entsprechend einer vorgegebenen Funktion von dem Musterprogrammabschnitt abweichen.

29. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Programmabschnitte mit einem Sichtgerät oder Zeichengerät dargestellt werden.

30. Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß es ein zellulares Programm ist, insbesondere daß es ein dreidimensionales zellulares Programm ist, 31. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sehr kleine Operationssymbole vorzugsweise Punkte, Kreise, Dreiecke, Quadrate, Vielecke, Balken, Sterne, Kreuze, Kugeln, Pyramiden Kuben, Polygone, Farben oder mit verschiedenem Tastverhältnis und/oder verschiedener Frequenz in Helligkeit und/oder Farbe blinkende Symbole verwendet werden.

32. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt Verbinlungsleitungen zu verbindende Punkte des graphischen Programmes durch Symzur vorzugsweise gleiche Symbole, gekennzeichnet werden.

Anordnung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das graphische Programm ganz oder teilweise wahlweise mit Verbindungsleitungen oder Verbindungssymbolen dargestellt wird.

Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungslei nach oder Verbindungssymbole klassifiziert sind und daß bei der Dar-@@@@ns@@@graphischen Programmes vorgegebene Klassen selektiv ausgeblen-@erds@ könner.

5. Ar@@@@@@@nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise @@@Or@@@@@@@@@@ für Keitmultiplex, Rechengenauigkeit, Zeitverzögerung, Leertakte-@@@@@@@@@@@@@@@@ess arbetrieb verhanden sind und/oder daß entsprechende Symbole @@@@@@@@@@@@@schen Programm verwendet werden.

6. @@@@@@@@@@@@@@@ Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleifenauto-@@@@@@@@un@@@er@@@ine Verzweigungsautomatik und/der eine Programmanfangssuch-@@@@@@@@@@@@@@d@@@@r Programmabschnitts-Umsortierautomatik und/oder eine @wi-@@@@@@@@@@@@@iss@ @@cherautomatik vorhanden ist.

7. A@@@@@@@nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen @@s@@@na@@ der Anfangsorte der Programmschleifen und/oder der Programm-@@@@@@@@ru@@scrie und/oder Programmeingangsorte beim Lesen und Automatischen Umsortieren des graphischen Programmes gespeichert werden.

38. Anordnung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmadressen der Anfangspunkte der Programmschleifen und/oder der Programmverzweigungen und/oder der Programmeingänge in der graphischen Darstellung des graphischen Programmes automatisch eingeschrieben werden.

39. Anordnung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß in die graphische Darstellung des graphischen Programmes in die beim Lesen des graphischen Programmes bereits durchlaufenen Programmabschnitte automatisch Markierungen eingetragen werden oder daß die Koordinaten bzw. Programmadressen des bereits Bearbeiteten Programmabschnittes gespeichert werden.

40. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das graphische Programm durch einen von Hand geführten Sensor gelesen wird und nach Umcodierung der Signale in die Programmsprache des Rechners bzw. Automaten in den Programmspeicher eingeschrieben wird.

41. Anordnung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das graphische Programm auf eine« elektronischen Sichtgerät dargestellt ist.

42. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß programmunwirk same Beschriftungen und/oder Symbole im graphischen Programm vorhanden sind.

43. Anordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung "Operationsunwircksam" über eine Tastatur eingegeben wird.

44. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die graphische t-rlau ge als Programmspeicher während des normalen Arbeitens des Rechners b::w Automaten dient.

45. Ifilfsnlittel zum ZeichnenLesen und Darstellen graphischer Programme.

46. Symbole für graphische Programme.

47. Programme die in graphischer Form geschrieben sind.