Brevet FR2329015A1 — publié le 19770520

La Drésentation visuelle sur l'écran d'un tube à rayons cathodiques de caractères alpha-numériques et d'autres symboles à codage numérique est devenue maintenant une méthode classique pour obtenir un accès rapide à des données a codage numérique sur une borne d'entrée ou de sortie d'im système de traitement de l'information.La présentation visuelle, sur pa pier, de graphiques et symboles à codage numérique est également devenue une méthode classique pour obtenir un accès rapide à des donn#ées à codage numérique dans un système de traitement de l'information.Ges systèmes comprennent généralement un ordinateur à accès multiples, que l'on atteint par des lignes téléphoniques à partir d'un terminal avec entrées ou sorties alpha-numériques, un calculateur avec entrée graphique, un enregistreur avec sortie graphique et un système à bande magnétique pour introduire un programme et stocker des données. Il y a donc un problème du fait que le système peut seulement présenter les caractères alpha-numériques sur l'écran d'un tube à rayons cathodiques et les graphiques sur du papier. De plus, l'utilisation d'un ordinateur à accès multiple atteint par des lignes téléphoniques est comateux, Pour surmonter les problèmes et inconvénients de la technique antérieure, l'invention #prévoit un système amélioré réunissant l'affichage de caractères alpha-numériques, de graphiques et de symboles sur l'écran d'un tube à rayons cathodiques.De plus, l'invention comprend des moyens pour utiliser un ordinateur à accès multiples de manière classique Si on le désire, des moyens pour utiliser un enregistreur de graphiques si on le désire, et des moyens pour fournir des indications de curseurs pour l'af fi- chage de caractères alpha-numériques,de graphiques, ou de symboles si on le désire, et d'autres périphériques externes. Fondamentalement, un système de calcul alpha-numérique et/ou graphique comprend un microprocesseur, une mémoire à lecture-écriture, une mémoire à lecture seule, un clavier,un stockage de masse et un dispositif de sortie, dans une seule unité, afin de combiner l'affichage visuel d'un terminal à graphiques avec la puissance de calcul d'un calculateur scientifique programmable pour traiter des fonctions qui sont normalement maniées par des systèmes de calcul à base d'ordinateurs. L'invention a donc pour objectif de fournir un nouveau système de calcul alpha-numérique et/ou graphique, qui comprend des moyens pour renforcer la présentation et- la particularité de divers caractères alpha-numéri- ques affichés. L'invention a aussi pour objectif de fournir un nouveau système de calcul alpha-numérique et/ou graphique, qui comprend des moyens pour renforcer-la présentation et la particularité des données numériques sous la forme de graphiques ou de diverses représentations quand on ne peut pas établir un modèle mathématique. Un autre objectif de l'invention consiste p fournir dans une seule unité un nouveau moyen de calcul alpila numéricue et/ou graphique Un objectif de l'invention est entre de fournir un nouveau système de calcul qui est peu comateux et de conception simple. Les nouvelles particularités qui sont caractéristiques de l'invention, à la fois en ce qui concerne son organisation et son fonctionnement, ainsi que d'autres objectifs et avantages de l'invention, seront mieux compris d'après la description qui va être donnée en se référant aux dessins joints qui représentent un exemple de mise en oeuvre de l'invention. On doit cependant bien comprendre que les dessins n'ont qu'un objet d'illustration et de description mais qu'ils ne doivent pas être considérés comme définissant les limites de l'invention. Les Fig 1 et 2 montrent d'une part l'ensemble 5 de traitement de l'information et d'autre part un schéma synoptique représentant les principales unités du système selon l'invention. Le système est un système de micro-ordinateur comprenant un microprocesseur (MPU) 10, une mémoire à lecture-écriture (RM4) 12 et une mémoire à lecture seule (ROM) 14. Pour la conception générale, la technologie et l'organisation de systèmes qui établissent des microprogrammes et qui sont microprogrammés, on pourra se référer à la publication: "Microprogramming: Principles and Practices" par Samik S.HUSSON, éditée en 1970 par Prentice-Haîl, Zinc. Le microprocesseur et la mémoire à lecture-écriture peuvent notamment être respectivement les composants du commerce MOTOROLA MC 6800 et 6605. La mémoire à lecture seule peut être le composant du commerce MOTOROLA MC 6590 qui possède des fonctions de programmation de haut niveau comme on le mentionnera dans la description. Trois périphériques incorporés sont directement reliés aux voies (données, adresses, commande) du microprocesseur désignées dans leur ensemble par la référence 16. Ces périphériques se composent d'un clavier 18 (dispositif d'entrée primaire), d'un dispositif d'affichage 20 (dispositif de sortie primaire) et d'une unité à ruban magnétique 22 (dispositif de stockage de masse).D'autres périphériques pour renforcer la présenta- tion et la particularité des divers caractères du système peuvent comprendre une unité fixe de copie 24 pour faire des copies de l'information affichée et un levier de commande 26 qui permet à un opérateur de clavier de commander manuellement la-position du curseur d'affichage et d'introduire une information graphique. Des moyens d'interface sont également prévus pour communiquer avec d'autres périphériques externes. Une interface à usage général 28 fournit une voie de données à bits parallèles et bits en série pour des dispositifs périphériques tels que des enreeistreurss numériques XY, des systemes de mesure et des dispositifs de classement à disques. Une interface de communication de données ##( fournit une liaison à bits en série entre le système et d'autres dispositifs tels que des ordinateurs à accès multiples par l'intermédiaire de lignes télé#honiques. me microprocesseur 10 est le principal dispositif. de calcul du systeme Tous les autres modules sont considérés comte des dispositifs périphé riaues ou des dispositifs supports, 'est le microprocesseur qui dirige les opérations du système ainsi que les instructions de décodage et de programmation et qui exécute les opérations arithmétiques et logiques. Le microprocesseur est guidé par un ensemble d'instructions pour microprocesseur qui donnent à la machine (on fera une fréquente référence à la machine en entendant par machine le système suivant l'invention) la capacité pour t'parler" dans un langage de programmation. Ces instructions sont fixées -de manière permanente sur silicone dans la mémoire à lecture seule. La mémoire à lecture seule 14 procure des emplacements de stockage pour stocker les instructions pour le microprocesseur. Chaque instruction est stockée en code binaire. Dans leur ensemble, les instructions pour le microprocesseur constituent un langage de haut niveau qui permet à l'opérateur du système, par l'entremise du clavier, de commander les périphériques et qui permet aussi d'afficher les graphiques. Dans la mémoire à lecture seule se trouve la ;'programmerie fixe" qui fait exécuter par le microprocesseur le langage à haut niveau utilisé par le système, qui est FONDA- MENTAL (on l'expliquera plus loin dans la description). Toutefois, d'autres langages à haut niveau tels que le langage APL (A Program#language) et le langage EORTR N (Formula Translation) peuvent être utilisés.On désigne ces instructions par l'expression: Itprogrammerie fixe" parce que le code ressemble à des programmes de programmerie souple (SOFTWARE) sauf que le code est fixé de manière permanente dans la machine et ne peut pas ventre changé ou détruit par une interruption-de l'énergie. le microprocesseur 10 acquiert une instruction de la mémoire à lecture seule 14 en envoyant une adresse de bit n sur la voie des adresses. La mémoire de simple lecture, à son tour, répond en envoyant au microprocesseur l'instruction stockée-à l'emplacement n, en utilisant la voie des données initiales. Le microprocesseur décode et exécute l'instruction; il envoie ensuite une nouvelle adresse dans la mémoire à lecture seule pour la prochaine instruction, et ainsi de suite. Le microprocesseur utilise la mémoire à lecture-écriture pour stocker temporairement des données, des instructions de programme fixant un pro gramme, et des résultats de traitement intermédiaires pour les opérations arithmétiques. La mémoire à lecture-écriture contient de nombreux emplacements de stockage; chaque emplacement stocke un bit d'information. Cet espace de mémoire n'est pas accessible à l'utilisateur ou opérateur. Le reste de la mémoire à lecture-écriture garde les données et les programmes programmant entrés dans la machine par le clavier 1, l'unité à ruban magnétique 22 ou un dispositif périphérique- externe. Cette information est accessible à l'utilisateur et elle peut être modifiée, annulée ou remplacée à tout instant. De plus, la capacité de la mémoire à lecture-écriture peut être accrue par incréments.La mémoire à lecture-écriture, contrairement à la mémoire à lecture seule, est utilisée seulement pour un stockage temporaire et elle est effacée à chaque fois que l'on supprime l'énergie dans l'unité; comme telle la mémoire à accès aléatoire est volatile. Le clavier le, le dispositif d'affichage 20 et l'unité à ruban magnétique 22 sont, corme indiqué ci-dessus, des périphériques internes et sont connectés aux voies du processeur avec un ou plusieurs adaptateurs d'interface périphériques 32 Ces adaptateurs d'interface périphériques peuvent être le composant du commerce MOTOROLA MC 6820 et contenir des registres qui ressemblent à des emplacements de mémoire pour le microprocesseur. Chaque registre d'adaptateur d'interface périphérique a sa propre adresse dans espace d'adresses du microprocesseur; quand celui-ci envoie des données à un périphérique, il envoie une adresse à un registre d'adaptateur d'interface périphérique de la même manière qu'à un emplacement de mémoire.Le microprocesseur envoie alors une donnée à l'adaptateur d'interface périphérique qui a reçu une adresse, en utilisant la voie des données comme s'il envoyait une donnée à un emplacement de mémoire. Cette donnée est conservée par l'adaptateur d'interface périphérique et fournie au périphérique lorsque celui-ci doit l'utiliser. Quand le périphérique a fini d'opérer sur cette donnée, le périphérique le signale au processeur pour que celui-ci envoie une nouvelle donnée. Toute information précédente dans le registre d'adaptateur d'interface est remplacée par l'inscription d'une nouvelle donnée venant du microprocesseur. Le microprocesseur acquiert une donnée du périphérique comme il recevrait une donnée d'un emplacement de mémoire. Le microprocesseur place I'adresse -voulue sur la voie des adresses. Le microprocesseur rend alors actives les lignes de commande sur la voie de commande, ce qui fait placer à l'adaptateur d'interface périphérique son contenu sur la voie des données. Le microprocesseur prend la donnée en plaçant l'information dans un de ses propres registres internes. Le clavier 18 est le dispositif d'entrée primaire du système, et il est complètement décrit et expliqué dans la demande de brevet français déposée par la société demanderesse le même jour pour: t'Clavier électro nique, Chaque fois qu'un opérateur appuie sur une touche, un codage par touches entre dans l'adaptateur d'interface périphérique du clavier et une ligne de commande de la voie de commande dit au microprocesseur d'acquérir le codage par touches. Quand le microprocesseur est prêt, il transmet le codage par touches, par la voie des données, à l'un de ses propres registres internes. Le microprocesseur place alors le codage par touches dans une mémoire à lecture-écriture dite tampon de ligne.Une copie du codage par touches est envoyée au dispositif d'affichage où le symbole de clavier est affiché sur l'écran. Ce processus se produit pour chaque entrée de clavier jusqu'à ce que l'opérateur appuie sur une touche de retour. Avant de presser sur la touche de retour, l'opérateur a cependant la possibilité de faire des changements dans l'entrée de ligne en utilisant des touches de préparation de ligne. Ces changements sont effectués dans les contenus du tampon de li- gne. Lorsque l'opérateur a appuyé sur la touche de retour, le microprocesseur évalue entrée et peut envoyer immédiatement les résultats à l'affichage. Si l'entrée établit un programme avec un nombre de touches, le microprocesseur place l'entrée dans une autre partie de la mémoire à lectureécriture. Ces instructions ne sont pas exécutées avant l'entrée d'un état de marche venu du clavier. Le dispositif d'affichage est le dispositif de sortie primaire. L'affichage est de préférence un tube de stockage bistable à vision directe qui agit comme un appareil d'impression. L'affichage imprime à la fois l'information alpha-numérique et l'information graphique. Un générateur de vecteurs pour afficher des graphiques fait partie des moyens d'affichage; ce générateur est entièrement expliqué dans la demande de brevet fran çais déposée par la société demanderesse le même jour pour: "Système pour produire des tensions à rampes et engendrer des vecteurs à vitesse constante". Une copie permanente de l'information sur l'écran peut être effectuée avec une unité de copiage fixe attachée ou périphérique. Quand le microprocesseur envoie une donnée à l'affichage, il fournit une adresse à un adaptateur d'interface périphérique d'affichage.La donnée est alors envoyée à l'adaptateur d'interface périphérique par la voie des données initiales. En général, cette donnée représente un caractère devant etre imprimé ou une coordonnée graphique devant être relevée. L'unité à ruban magnétique 22 permet à l'opérateur du système de faire un enregistrement permanent de l'information stockée dans la mémoire a lecture-écriture. A la fois les données et les programmes programmants sont transmis a une et à partir d'une cartouche de données standard DC-300 fabriquée par 3M Corporation. Les données ne sont pas directement transmises de la mémoire a lecture-écriture à l'unité à ruban magnétique, mais le microprocesseur agit comme intermédiaire. l'information allant de la mémoire à lecture-écriture à l'unité à ruban magnétique passe d'abord à travers le microprocesseur; de même, l'information allant de l'unité à ruban magnétique à la mémoire à lecture-écriture passe d'abord par le microprocesseur.Le transfert d'information est simplement une copie des contenus d'origine de la mémoire à lecture-écriture. Les contenus d'origine ne sont pas détruits à moins d'une interruption d'énergie dans l'unité ou à moins que ces contenus ne soient remplacés par une nouvelle information venant du clavier ou d'un périphérique externe. L'unité de copiage fixe est un périphérique qui fait une copie papier de l'information affichée sur l'affichage du système et peut être, par exemple, réalisée comme on l'a entièrement expliqué dans le brevet américain Gibson 3 679 824, cédé à la société demanderesse. Cette unité est directement liée à l'affichage de manière classique, comme par exemple par un connecteur à fiches. Quand la copie est désirée, on appuie sur une touche de copie à faire (soit sur le clavier du système soit sur l'unité de copiage fixe); la copie peut aussi être exécutée sous une commande de programme programmée. Un balayage est effectué sur la totalité de l'écran de l'information affichée. Pendant le balayage, le microprocesseur est empéohé de faire tous transferts de données à l'affichage.Quand le balayage est achevé, l'unité de copiage fixe renvoie la commande de l'affichage au microprocesseur et l'unité de copiage fixe émet une copie papier de l'information affichée. Le levier de commande 26 est aussi un dispositif périphérique externe additionnel qui donne à l'opérateur de clavier une commande manuelle sur la position d'un curseur de graphique. Le curseur de graphique est bien connu des personnes compétentes en la matière et il est affiché quand un état programmé est fourni par le clavier ou sur une commande de programme. L'opérateur de clavier peut alors déplacer le curseur en tout point de l'affichage en faisant tourner le levier de commande 26. La position du curseur est alors enregistrée par le système quand l'opérateur appuie sur une touche du clavier. Cette méthode d'introduction de la position d'un point de donnée graphique est utilisée dans les programmes graphiques associatifs bien connus. L'interface 28 à usage général permet au microprocesseur de parler à ou d'écouter tout dispositif périphérique externe qui a une compatibilité en entrée et sortie avec les normes du système d'interface à bits en série et bits parallèles proposées par la "Initial Electrotechnical Commission" pour des instruments de mesure programmables. Cette interface transmet des données de la voie de données du microprocesseur à la voie a'interface à usage général. Le microprocesseur a la liberté d'envoyer des données sur la voie d'interface à usage général soit dans le code ASCII soit dans un code binaire dépendant de la machine.Le elicroprocesseur établit un format de données et attribue â la voie d'interface a usage général des "écou tueurs" et des t'parleurs" avant le début du transfert réel des données. Comme il ressort de la description précédente, le microprocesseur in terprète les signaux d'adresses et de données qui représentent des codages programmant les ordres et qui sont introduits par le clavier, et il accomplit les fonctions désirées, c'est-à-dire qu'il décode les signaux de donnée#s et d'adresses pour affichage sur le tube à rayons cathodiques d'un moyen d'affichage destiné à afficher les données sous forme graphique ou alpha-numérique . Le microprocesseur est, dans ce sens, un interprète normal; son aspect particulier est toutefois que le microprocesseur interprète un lang#age qui commande le tube à rayons cathodiques pour fournir des graphiques Cela est réalisé en étendant le langage de programme,à savoir le FONDUVENTAL (code d'instruction symbolique à tous usages pour débutants).L'extension particulière comprend des mots clés ajoutés au langage: DEPLACi'InNT envoie une adresse au curseur devant être déplacé à toute position de l'écran du tube à rayons cathodiques en coordonnées absolues; TRACE permet à l'opérateur de clavier de tracer une ligne sur l'écran du tube à rayons cathodiques à partir d'une position de départ connue jusqu'à toute partie de l'écran en coordonnées absolues; MOUVEMENT RELATIF permet au curseur d'etre déplacé relativement à partir de l'endroit où il est vers toute partie de l'écran avec un nombre donné de coordonnées; TRACE RELATIF permet à un vecteur d'être tracé à partir d'un point de sa dernière position vers un nombre choisi de points. FENETRE est un ordre qui spécifie la gamme de données limites choisies;ORIFICE DE VISION est un ordre qui spécifie où l'image de fenêtre sur le tube à rayons cathodiques est affichée (plein écran ou écran partiel); ROTATION signifie un angle de rotation dont tous les mouvements et tracés relatifs sont décalés; AXE est un ordre qui trace un axe (c'est-à-dire l'axe X et l'axe Y dans un système de coordonnées cartésiennes). Ces ordres donnent au système une aptitude aux graphiques et s'opposent à la technique antérieure qui exige un ordinateur à accès multiples à haut niveau de langage et à sous-programmes graphiques séparés, parfois dans un langage différent, l'ensemble étant relié pour fournir un graphique ou un affichage sur un dispositif imprimeur ou graphique extérieur. Bien qu'on ait montré et décrit les réalisations i)rcférèes suivant l'invention, il est évident aux personnes compétentes en la matière que tous chanrerents et toutes modifications eu!e#t yetre apportés sans s'é- carter de l'invention dans ses aspects les aus larges. On doit donc considérer que les revendications jointes ne doivent pas être interprétées dans un sens limitatif et qu'elles couvrent toutes modifications ou toutes réalisations tombant dans l'objet véritable de l'invention. REVE#NDICATIONS 1- Système de traitement de l'information et de calcul dans un seul ensemble, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'entrée pour produire des signaux de donnée et d'adresse sous forme codée; des moyens comprenant des moyens de stockage, pour décoder ces signaux de donnée et d'adres- se et pour fournir en réponse des signaux décodés; et un moyen d'affichage pour afficher visuellement ces signaux décodés sous forme graphique et alpha-numérique. 2- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'affichage est constitué par un tube à rayons cathodiques. 3- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube à rayons cathodiques est un tube à rayons cathodiques de stockage. 4- Système selon la revendication g, caractérisé en ce que le tube à rayons cathodiques de stockage est un tube bistable. 5- Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tube à rayons cathodiques de stockage bistable est un tube à vision directe. 6- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un moyen répondant à l'affichage visuel pour en fournir une copie papier permanente. 7- Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen répondant à l'affichage visuel constitue une unité de copiage fixe. 8- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un moyen répondant aux moyens d'entrée pour enrichir 11 affichage visuel. 9- Système selon la revendication b, caractérisé en ce que le moyen répondant aux moyens d'entrée est constitué par un levier de commande. 10- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un moyen fonctionnellement lié auxdits moyens comprenant des moyens de stockage, pour fournir des moyens additionnels d'entrée et d'affichage. 11--Systeme selon la revendication 1, caractérisé en ce que: les moyens d'entrée comprennent un clavier pour produire des signaux de donnée et d'adresse sous forme codée en réponse à l'actionnement de touches de ce clavier, et le moyen dtaffich#ge comprend un tube à rayons cathodiques. 12- Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que le clavier comprend: un moyen à touches constitué par des touches alpha-numériques pour coder les signaux de donnée et d'adresse correspondant à des lettres, des nombres et des symboles; un second moyen à touches constitué par des touches de fonction pour coder les signaux de donnée et d'adresse dans les moyens de stockage; un troisième moyen à touches constitué par des touches de préparation pour coder les signaux de donnée et d'adresse dans les moyens de stockage; un quatrième moyen à touches constitué par des touches de commande pour coder les signaux de donnée et dTadres3e conmludant le système; et un oinquieme moyen a touches constitué pal des touches a cche- lons pour traiter sequentielnement les signaux de donnée et d'adresse. 13- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprenant des m#oyens de stockage sont constitués par un microprocesseur comprenant des moyens de stockage constitués par une mémoire a lecture seule et une mémoire à lecture-écriture. 14- Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que cette mémoire ,lecture seule stocke l'instruction pour le icroprocesseur. 15- Système selon la revendication 13, caractérisé en ce que cette mémoire à lecture-écriture stocke temporairement des données, des instructions et des résultats de calculs numériques. 16- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le-moyen d'affichage est un tube de stockage à vision directe. 17- Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que le tube de stockage à vision directe est un tube de stockage bistable. 18- Procédé mis en oeuvre dans le système selon la revendication 1, afin de traiter et calculer une information sous forme alpha-numérique et/ou graphique, pour un affichage sur un tube de stockage à rayons cathodiques, caractérisé par les mesures suivantes: on fournit des moyens d'entrée pour produire des signaux de donnée et d'adresse sous forme codée correspondant à l'information à afficher; on fournit des moyens, comprenant des moyens de stockage, pour décoder ces signaux de donnée et d'adresse et produire en réponse des signaux décodés; et on fournit un moyen d'affichage pour afficher visuellement ces signaux décodés afin d'afficher l'information sous forme graphique et/ou alpha-numérique. 19- Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend aussi la mesure consistant à fournir un moyen répondant à l'information affichée sous forme alpha-numérique et/ou graphique et en fournissant une copie permanente.