Обучающее устройство

Обучающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсммк

Соцмалмстмчвсммк

Реслублмм (875434 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22)Завалено 05,02.80 (213 2890308/18-24 (51)M. Кл. с присоединением заявки Ж

G 09 В 7/07 фтеударетвекый комктвт

СССР аа делам мзебретеккй и юткрыткй (23} Приоритет

Опубликовано 23. 10. 81. Бюллетень № 39 (53) УДК 681.3.

° 071 (088. 8) Дата опубликования описания 25. 10. 81 (4) .ОБУЧЛЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике,, в частности к обучающим системам, построенным на базе ЭВМ, и может быть использовано в качестве обучающего устройства для организации программированного обучения и контроля знаний учащихся в учебных заведениях по различным дисциплинам.

Известно устройство, содержащее связанные соответствующим образом центральный логический блок с пультом преподавателя, пульты обучаемых, контрольное табло, блок выдачи учебl5 ной информации, блок .выдачи команд, распределительный автомат с часовым механизмом, групповой аккумулятор ответов, программный блок задания кодов ответов программные механизмы, 1

20 блоки коррекции ответов, содержащие пороговые усилители и последователь-. .ную цепочку сопротивлений, подключенную ко входной Цепи порогового элемента, инициируемь(е контактами клавиш ввода ответов (1 j.

Однако устройство имеет ограниченные возможности и специализацию и обладает невозможностью обработки результатов контроля.

Известно также устройство, содержащее учебные классы состоящие из пультов учащихся, соединенных с коммутатором, а также связанные соответствующим образом распределитель. кодов, блок ввода эталонных отводов, блок анализа, запоминающий блок и блок оперативной памяти, формировач тель, блок регистрации, вычислительную машину, блок сопряжения, коммутатор классов, блоки считывания верных и ложных ответов, блок смены скорости работы, коммутатор подпрограмм, коммутатор опроса, генератор управляющих импульсов, делитель частоты 2 j.

Однако в устройстве имеет место значительная сложность системы и от875434 сутствие возможности оперативного управления познавательной деятельностью учащихся по результатам контроля .знаний.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее пульты учащихся, состоящие из блоков ввода ответов, элементов совпадения, триггеров состояния, регистров ответа и соединенные через коммутатор л пультов с блоком памяти, а через блок прерывания с электронной вычислительной машиной, а также связанные соответствующим образом счетчик введенных символов, блок управления коммутатором, шифратор начального адреса. Устройство позволяет сократить аппаратурные затраты при реализации рабочего места обучаемого, а также снизить число линий связи между пультами учащихся и коммутатором (3).

Однако в устройстве имеет место узкая специализация за счет возможности организации только контроля знаний, а также значительный объем памяти для хранения информации перед вводом в

ЭВИ.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей устройства за счет совмещения операций сбора и обработки информации.

Поставленная цель достигается тем, что н устройство, содержащее пульты обучаемых, входы которых через дешиф ратор адреса соединены с первым выходом первого блока программного управления, второй блок программного управления и блоки предъявления учеб ной информации, введены последдвательно включенные первый блок элементов

ИЛИ, шифратор и второй блок элементов

ИЛИ, три элемента ИЛИ, элемент И, дешифратор сигналов управления элементов И, соединенный входами со вторыми выходами первого блока программного управления, а выходом — с первым входом второго блока программного управления, второй вход которого через первый элемент ИЛИ подключен к выходам блока элементов И и.второго элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами соответствующих блоков предьявления учебной информации, входы которых непосредственно и через дешифратор сигналов управления подключены сооТветственно к первому и второму выходам второго блока программного управления, третьи выходы которого

5 !

О !

55 через элемент И соединены с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого блока программного управI ления, второй вход — к первому выходу второго блока элементон ИЛИ, а третьи входы — к первым выходам пультов обучаемых, вторые выходы которых соединены со входами второго блока элементов ИЛИ, вторые выходы которого подключены ко вторым входам первого блока элементов ИЛИ, соединенного вы-. ходом со вторым входом первого блока программного управления.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема узла управления проектором.

В обучающее устройство входят вычислитель 1 сбора данных, связанный шиной. синхронизации с первым регистром 2 адреса и первым регистром 3 команд, информационные входы которых подключены к шине вывода вычислителя являющейся первым входом блока

4 элементов И, ко второму входу которого подсоединен первый дешифратор

5 команд, одним входом связанный с регистром 3, а другим выходом — с входом узла 6 элементов И, второй вход которого подключен к регистру 2, а выход к дешифратору 7 адреса, каждый выход которого подключен к соответствующим элементам И 8 и 9, вторые входы которых подсоединены соответственно к прямому и инверсному выходу триггера !О состояния, причем инверсный выход триггера 10 подключен через элемент ИЛИ ll к шине прерывания вычислителя, а входы подключены к выходу элемента И 8 и блоку 12 вво да ответов, другие выходы которого связаны с регистром 13 слова, подключенным к входам блока 14 элементов И, к другому входу которого подсоединен элемент И 8. Выходы элемента

И 9 и блока 14 подключены к одному из элементов ИЛИ 15, связанных между собой в последовательную цепочку.

Первый выход последнего н цепочке элемента ИЛИ 15 связан с элементом

HJEf 11 и через шифратор 16 — с входами блока 17 элементов ИЛИ, другие входы которого связаны со вторыми выходами элемента ИЛИ 15, а выход блока 17 подключен к шине ввода вычислителя 1. Выход блока 4 подключен к шине ввода вычислителя"18 обработки данных и через элемент ИЛИ 19 к шине прерывания вычислителя 18, /

5 875 связанной с регистратором 20, а шиной синхронизации, соединенной со вторым регистром 21 адреса и вторым регистром 22 команд, подключенным че реэ дешифратор 23 команд к элементу

И 24, выходом связанного с элементом

ИЛИ II, а вторым входом - с шиной син хронизацни вычислителя I, шиной вывода подключенного к регистрам 21 и

22 н первому входу 25 узла 26 управ- 1о ления проектором, выходы 27-30 которого шинами запуска правого и левого сдвига, и остакова соответственно, подсоединены к проектору 31, а вход

32 связан с дешифратором 33 сигналов 15 управления, подключенным к регистру

21, причем выход 30 всех узлов 26 че рез элемент ИЛИ 34 соединен с входом элемента ИЛИ 19. Элементы И 8 н 9, триггер 10, блоки 12 и 14, регистр

l3 входят в состав пульта 35 обучаемого.

Узел 26 содержит регистр 36 управления, входы которого являются входами всей схемы управления, причем вход 32 через элемент 37 задержки подключен шиной запуска к выходу 27, а выхо« ды 28 и 29 являются соответственно шинами левого и правого сдвига и связаны с прямым и инверсным выходами, . соответственно, 1гервого разряда реги стра 36, инверсные выходы остальных разрядов которого через элемент ИЛИ 38 подсоединены шиной останова к выходу 30. Вычитающий вход регистра 36

35 связан со счетчиком кадра (не показанд подключенным к фотоэлементу 39. Узлы

26 и проекторы 31 объединены в блоо ки 40 предъявления информации. Вычислитель 1, регистры 2 и 3, дешиф.4О ратор 5 и узел 6 объединены в первый блок 31 программного управления, а вычислитель IS, регистратор 20, регистры 21 и 22 и дешифратор 23 объединены во второй блок 42 прог45 раммного управления.

Обучающее устройство работает следующим образом.

Вычислитель l, реализованный в микроэвм, содержащей арифметический блок, блок микроопераций, оперативное запоминающее устройство, устройство управления, схемы управле- . ния внеШними устройствами, таймер, устройства обработки прерывания и интерфейсные карты печати, синхронизации, ввода, вывода и прерывания (не показаны) содержит программу в автокоде, которая обеспечи434 6 вает формирование на шинах интерфейсов сигналов обмена с внешними устройствами. Работая по программе, вычислитель 1 выставляет по шине вывода адрес внешнего устройства и код команды обмена. Эти коды формируются на регистре 2 и регистре 3 соответственно. Дешифратор 5 расшифровывает содержимое регистра 3 и коммутирует блок 4 или узел 6. Если в регистре 3 записан признак команды

"Ввода", то адрес, содержащийся на регистре 2, через узел 6 поступает на вход дешифратора 7, выходные шины которого подключены к пультам 35.

Сигнал опроса с выхода дешифратора 7 поступает на элементы И 8 и 9 выбранного пульта 35, чем обеспечи- вается анализ состояния триггера 10 данного пульта 35. Триггер 10 устанавливается учащимся в единичное состояние с помощью блока 12, после набора на блоке 12 и занесения в регистр 13 кода ответа на полученное задание.

Если триггер !Π— в "I", go с выхода элемента И 8 снимается сигнал, пос" тупающий через элемент ll на шику прерывания вычислителя 1, что обеспечивает подготовку вычислительной машины к приему информации. Кроме того, этот сигнал сбрасывает триггер

10 и открывает блок 14, через который информация из регистра 13 данного пульта 35 считывается в магистраль на базе блока элементов ИЛИ 15. С выхода последнего элемента ИЛИ 15 считанная информация через блок 17 поступает на шину ввода вычислителя

Если триггер 10 в состоянии "0", т.е. данный учащийся не вводил или не успел полностью ввести ответ, то открывается элемент И 9, импульс с которого снимается в магистраль и поступает через элемент ИЛИ 11 на шину прерывания вычислителя 1, а также в,шифратор 16. Шифратор 16 обеспечивает кодирование сигнала заранее уста-.. новленным кодом, означающим, что принятые данные не имеют смысловой ценности и могут быть использованы только для подсчета кванта времени решения данным учащимся задания. С шифратора 16 этот код поступает через блок 17 на шину ввода в вычислитель 1. Операция ввода заканчивается подачей по шине синхронизации вычислителя 1 импульса, устанавливающего регистры 2 и 3 в исходное нулевое сос тояние. После выполнения операций" »

После выполнения команды .ввода вычислитель 18 формирует на шине синхронизации сигнал, который через дешифратор 23 по коду команды ввода, хранимого на регистре 22, поступает через элемент 11 на шину прерывания вычислителя 1 и распознается как переход к выполнению команды ввода данных от пультов 35. В этот момент вычислитель 18 переходит к анализу полученных данных и подготавливает управляющую информацию для ответивших учащихся, содержащую адрес кадра информации на линейном программоносителе учебной информации проектора 31, связанного с двигателем (не показан). После подготовки пакета управляющей информации вычислитель

18 переходит к команде вывода,.выполняемой аналогично вычислителю I. В регистре 22 устанавливается код команды, чем обеспечивается запирание элемента И 24. В регистре 21 устанавливается адрес узла 26. Код адреса расшифровывается дешифратором 33, который передает сигнал "Прием кода" на выбранный узел в регистр 36, выполненный по схеме вычитающего счетчика с параллельными входами и выходами. С шины вывода вычислителя 18 код адреса кадра новой учебной информации поступает по шине 25 в регистр 36. По истечении необходимого времени для приема кода, сигнал с элемента 37 поступает по шине 27 на запуск двигателя проектора 31 и .через элементы ИЛИ

34 и !9 на шину прерывания вычислителя 18, который переходит к выводу управляющей информации следующему

7 8 ввода для всех пультов 35 вычислитель 1 переходит к выполнению команды вывода собранного пакета ответов учащихся. В регистре 3 устанавливается код команды вывода информации, по которому дешифратор 5 подключается к шине вывода вычислителя 1 блок

4, с которого выводимая информация поступает через элемент ИЛИ 19 íà шину прерывания вычислителя 18, чем обеспечивается перевод его на выполнение команды ввода. Информация с элемента ИЛИ 19 поступает также на шину ввода вычислителя 18, содержащего программы ввода пакета из информационных посылок, программы . анализа и об.работки ответов, управления учебной информацией, содержащейся на проекторах 31 учащихся и программу статистической обработки.

75434 8 учащемуся, если команда вывода не завершилась. С шины синхронизации вычислителя 18 на регистры 21 и 22 поступает сигнал, позволяющий записать новые значения адреса и команды. В этот момент двигатель проектора 31 протягивает ленту программоносителя в направлении, заданном состоянием первого разряда регистра

36. Фотоэлемент 39 фиксирует прохождение перфорационных отверстий программоносителя, формируя на входе счетчика импульсы. После каждого импульса с выхода счетчика на вычитающийся вход регистра 36 снимается импульс, и содержимое регистра 36 умень» шается на единицу. В момент появления перед фотоэлементом 39 заданного кадра учебной информации содержимое регистра 36 равняется нулю, что фиксируется элементом ИЛИ 38, с которого по шине 30 снимается сигнал, останавливающий двигатель проектора

31. Учащийся приступает к работе с новой учебной информацией.

Выполнение команды вывода вычислителя 18 производится совместно с опросом пультов 35, не выполнивших к этому времени задание, по управлению вычислителя 1. Отработка поиска новой учебной информации производится ав ономно узлом 26, т.е. команда вывода вычислителя 18 выполняется с электронной скоростью и не превышает по времени аналогичную команду

35 вычислителя I. Для исключения.прерывания команды вывода вычислителя 18 от команды вывода вычислителя при сложных условиях учебного процесса

40 (простой ввод ответа и сложный анализ) в вычислителе I в программе .ввода устанавливается признак окончания ко-, манды ввода не по п-опросам, а по

Р и опросам, где С вЂ” устанавливается оператором для каждого вида занятия

45 стдельно (например, при контроле =l, обучение 0=2, практическая рабо-. та Г -3 и т.д.) 1

По истечению времени, отведенного на учебный процесс, вычислитель 18 обработки данных переходит на программу статистической обработки и вывода данных (числа ошибок, объема изученного материала в кадрах, среднего времени решения задания) на регистратор 20 по шине интерфеса печаки. Система оканчивает свою работу.

Предлагаемое обучающее устройство имеет расширенные функциональные воз 87543

15 можности и позволяет организовать режим обучения совместно с контролем знаний учащихся. Устройство повышает эффективность и скорость учебного процесса за счет разделения операций сбора и обработки данных и их совмещения во времени. В устройстве применен пакетный режим обработки информации— наиболее эффективный при обмене информацией в сетях ЭВМ, что позволя- 1О ет использовать устройство в качестве звена сети обработки данных.

Формула изобретения

Обучающее устройство, содержащее пульты обучаемых, входы которых через дешифратор адреса соединены с первым выходом первого блока программного управления, .второй блок программного управления и блоки предъявления учебной информации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, оно содержит последовательно вклю ченные первый блок элементов ИЛИ, шиф-,, ратор и второй блок элементов ИЛИ, три элемента ИЛИ, элемент И, дешифратор сигналов управления и блок эле,ментов И, соединенный входами со вторыми выходами первого блока программного управления, а выходом — с первым входом второго блока программного

4 10 управления, второй вход которого через первый элемент ИЛИ подключен к выходам блока элементов И и второго элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами соответствующих блоков предъявления учебной информации, входы которых непосредственно и через дешифратор сигналов управления подключены соответственно к первому и второму выходам второго блока программного управления, третьи выходы которого через элемент И соединены с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого блока программного управления, второй вход — к первому вы» ходу второго блока элементов ИЛИ, а третьи входы — к первым выходам пультов обучаемых, вторые выходы которых соединены со входами второго блока элементов ИЛИ, вторые выходы которого подключены ко вторым входам первого блока элементов ИЛИ, соединен ного выходом со вторым входом первого блока программного управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N - 184019, кл. G 09 В 7/02, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 654951, кл. G 09 В 7/02, 1979 .

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2545841/18-24, кл. G 09 В 7/07, 1978 (прототип).

875434

27 28 29

Составитель А. Карлов

Редактор H. Кончицкая Техред А, Ач Корректор И. Коста

Заказ 9343/77 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-35„ Раушская наб.z д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4