Г. Юинг - Инструментальные методы химического анализа (1115206), страница 107
Текст из файла (страница 107)
Информация в ПЗУ заносится при изготовлении ЭВМ, пользователь его содержимое менять не может. В ПЗУ хранятся некоторые простые и часто используемые программы общего назначения, например программа извлечения квадратного корня. ПЗУ содержит также программу инициализации (начальной установки) всех блоков ЭВМ, которая выполняется при включении питания и дает уверенность в том, что все схемы готовы к работе.
Третий тип памяти — это внешняя палгять на магнитных носителях, дисках или лентах. Соответствующие блоки включают точные и сложные механизмы протяжки ленты или вращения диска, так что чаще их рассматривают как часть периферийного оборудования, а не компьютера как такового. Информация, хранящаяся в ОП, «летуча», т.
е. исчезает при отключении питания; для ПЗУ и магнитных носителей это не так *, В качестве периферийных УВВ обычно используют алфавитно-цифровую клавиатуру для ручного ввода команд и данных, * Обычно по объему ПВУ существенно меньше ОП, а ОП вЂ” внешней памяти. По быстродействию (времени доступа) соотношение обратное.— Прил. перев. 586 !лава 28 Мнйикатор длины Вольт Память модисках Индикатор тиринь тели длектраддиватель упраоления тиринай тели Присоединение ЭВМ к приборам Самописец Фэу печатающее устройство для представления результатов на бумаге и графопостроитель. Две или все три функции часто выполняет одно устройство.
Для удобства программирования и просмотра результатов перед печатью иногда добавляют видео- терминал — дисплей. Особый интерес с точки зрения использования лабораторного оборудования представляют специальные каналы приема данных непосредственно от преобразователей и выдачи команд различным приборам.
Этот последний класс УВВ мы сейчас н рассмотрим. Из предыдущей главы ясно, что большинство преобразователей дает аналоговый сигнал, функционально связанный с иитсррсующей аналитика химической характеристикой. Этот сигнал можно перевести в цифровую форму с помощью описанных ранее аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Обычно в одном приборе несколько преобразователей. Так, например, в УФ- спектрофотометре нужен не только фотоумножитель (илн, возможно, два фотоумножителя), но и устройства, сообщающие компьютеру об установленной ширине щели и длине волны.
Последние имеют скорее цифровой характер, чем аналоговый, однако обычно имеется несколько аналоговых сигналов, которые следует преобразовать в цифровые. Это вызывает потребность в лсультиплексоре — устройстве, которое принимает на входе несколько сигналов и передает их по одному (последовательно) в ЭВМ. Некоторые мультиплексоры работают с аналоговыми сигналами, другие же предназначены для цифровых. Изготовители интерфейсов предлагают два решения: можно использовать отдельный АЦП для каждого аналогового канала и передавать сигналы с помощью цифрового мультиплексора нли, наоборот, передавать через мультиплексор аналоговые сигналы, что требует только одного АЦП, В принципе для обоих способов результаты должны быть правильны. На практике же более экономично применять аналоговый мультиплексор и один АЦП, если все блоки расположены рядом в одном корпусе.
Однако если преобразователи находятся далеко от ЭВМ, система будет работать лучше при условии, что .по кабелям, соединяющим прибор и компьютер, идут только цифровые сигналы (поскольку снижается. влияние помех). Поэтому иногда лучше пойти на дополнительные расходы и установить отдельные АЦП вблизи соответствующих источников сигнала, пере. давая через мультиплексор в ЭВМ цифровые данные, Компьютер и его периферийные устройства обмениваются информацией через линию связи, называемую магистралью, или шиной. Она представляет собой набор проводов, которые могут Компьютеры в аналитпчесхпх прпборат 887 Рвс. 28.2.
Магистральвая структура системы ЭВМ спектрофотометра. быть связаны с каждым модулем через буфер — устройство, способное работать в трех режимах: передавать цифровые сигналы в одном из двух направлений или не передавать их вовсе (речь идет о направлениях прибор-нЭВМ или ЭВМ-+прибор). Команда ЦП сообщает буферу, в каком состоянии тот должен находиться на каждом этапе работы, Код адреса определяет, какое из многих устройств, подключенных к магистрали, следует активировать. Спектрофотометр, например, может иметь четыре или больше УВВ, присоединенных к магистрали, не считая ЦП (рис.
28-2). Чтобы установить подходящую чувствительность, ЦП должен получить некоторую информацию от прибора, для чего он поочередно требует от буферов передачи данных. Так, например, ЦП может вначале перевести буфер, подключенный к индикатору длины волны, в состояние «включено» (ОМ), разрешая ему передачу на вход ЭВМ и одновременно выключая (ОГг) буферы щели, ФЭУ и самописца.
ЦП получит необходимую информацию об установленной длине волны и сохранит ее в оперативной памяти. После этого процессор изменит установку состояний буферов, чтобы получить информацию от индикатора ширины щели и т. д. В результате обработки полу- 588 Глава 28 Компыотерп в апалитпческив прпоорав 589 ченной таким образом информации ЦП может сделать вывод [на основе инструкций, содержащихся в программе) о том, что необходимо изменить ширину щели для приведения сигнала в разумный диапазон. После этого ЦП откроет буфер «мотор управления шириной щели», чтобы мог пройти корректирующий сигнал, и одновременно реверсирует свой буфер, чтобы сигнал мог идти в направлении от ЭВМ к периферии.
Следующим шагом может быть считывание выходного сигнала ФЭУ и передача его на самописец. Очевидно, что все сигналы должны безошибочно кодироваться во избежание неоднозначности. Важно также, чтобы команды выдавались в определенные моменты времени и в определенной последовательности. Готовые интерфейсы Пользователь может сам спроектировать и изготовить свой собственный интерфейс. В ряде книг имеются подробные инструкции, как это сделать [1 — 3), Пример такого проектирования приведен в работе [4[, где описана стйковка с недорогой ЭВМ аварки 81пс1 а1г ХХ81 [или Тппех 81пс1а)г 1000). Целый ряд готовых интерфейсов изготовляется промышленностью.
Один из них, «1ваа)с», выпускаемый фирмой СуЬогй' СогрогаИоп, предназначен для компьютера Арр1е П. Он может принимать аналоговые данные по 16 каналам и снабжен четырьмя выходными аналоговыми портами для управления режимными параметрами прибора. Более дешевые интерфейсы, пригодные почти для любой ЭВМ, производятся рядом фирм, но не все они позволяют управлять экспериментом. Программирование Когда интерфейс, соединяющий компьютер и прибор, сконструирован, необходимо снабдить ЭВМ подробными инструкциями.
Это делается посредством программы действий, или программного обеспечения. Поскольку машина воспринимает команды только в цифровом виде, а человек обычно использует только естественный язык сложной структуры, скажем английский, нужен метод, обеспечивающий общение. Для этого служат языки программирования, Для того чтобы составлять программы, выбирают несколько операторов и обучают их системе нотации, естественной для ЭВМ, так называемому машинному языку. Этот путь позволяет экономно расходовать память компьютера, но программирование на машинном языке — медленное и утомительное занятие.
Обычно предпочтительнее перейти к языку ассемблера, использующему ряд трехбуквенных мнемонических сокращений, каждое из которых переводится иа машинный язык с помощью внутренней программы ЭВМ, ассемблера. Ассемблер поставляется изготовителем ЭВМ. Такое программирование проще для программиста, хотя и требует большего объема памяти компьютера. Для пользователя ЭВМ, не являющегося экспертом по программированию, непрактично изучать ни машинный язык, ни язык ассемблера. Ему следует изучить один из языков высо. кого уровня, таких, как Бейсик, Фортран или Паскаль.
Для начала, вероятно, лучше всего выбрать Бейсик. Программы, написанные на этих языках, переводятся в машинные коды с помощью программы-компилятора, для чего требуется ббльшая память, чем в случае языка ассемблера. Эти языки включают команды, структура которых близка к естественным языкам, поэтому их легко выучить и применять. Научный работник, не знающий хотя бы азов программирования на одном из языков высокого уровня, находится в заведомо невыгодном положении. Существует много прекрасных книг по программированию на конкретных языках, которые могут послужить для него ценным руководством. Предостережение МикроЭВМ, несомненно, благо для конструкторов и пользователей приборов, но их использование сопряжено с некоторым риском.
Машина работает так превосходно, цифры и напечатанные результаты кажутся такими убедительными, что возникает реальная опасность принимать иа веру выходные данные, не обращая серьезного внимания на их «химнческий подтекст». Например, в большинстве анализов существенно, чтобы образцы сравнения чередовались с пробами, йо компьютер может и не подсказать вам этого, Превосходное обсуждение таких проблем в методе атомной абсорбции содержится в работе [6); оно приложимо и к другим аналитическим методам. С другой стороны, компьютер способен провести обработку данных так полно, что аналитик может посвятить освободившееся время решению принципиальных вопросов химии используемого процесса. Литература !. Агпо!г2 У.
Г., Вппрри!ео Гня!!а! Лшогпаиоп в!Гп М!сгоргосеввогь Лсас!епис Ргевв, Меж уогЬ, !979. 2. Аг!ге!се В. А, М!сгосогпрп!ег !п!ег!ас!пя, Ргеп!!се-На!1, Епя!еттоо5 С!Шв, Н У., !989. 3 Вагпаа! !7., Гия!!а! апд М!сгоргосеввог Е!ес!гапка !ог Вс!еп!!!!с Арр!!сацоп, Вге!оп РпЬ !вьете, Ыог!!г Вс!!па!е, Ма«в., !982. 4 !ГгеЬв!ег 27. С., Лт. 1.аЬ., 1983, т. 15, Ио, 2, р.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
