550．54：681．5

オフライソデータ交換装置（TOSBAC−40）のソステム開発地震波庄どの解析のために

福井隆文・諸星敏一
国立防災科学技術センター第3研究部
Systems

Deve1opme11

or

O雌血1e

Data

Exch昌mge

Umit

By．
T．Fu止血andT．Morohoshi

肋ガ㎝σ1地Mκ〃α〃〃伽〃㎜晩7伽ソ刎ゴ㎝，τ0ゆ0

Abs位actAt肚st㎞st汕ed正isingTOSBAC40computer，O脈1imin他mi杣mum

more

aI1d

functi011S．H町dWare

Data

configumtion．With

mo爬，because
fullctiom

the

have

Exchange

the㎞c肥ase

prog正amtoofb6checked

Unit
of

for

the

variousT．40bec011r■es
carefu皿y，ine虹thquakewave

an杣ysis，wasequipments，import㎜㏄ofcomp1icated

order

to

due

u㏄thesetosoftw趾ereinfo正cement

effectively

and

is

of

T．40

w正ite

the

apPmp血tepmg正2m．
This爬poh．equipments

Of甘㎞e

1．

consists

and

Data

to

the

Exchmgeofvahougdeve1opmellt

comments
ofmd

softwa正es

ex㎝p1esabout

relati㎎to

th6m，md

indicatesthe

com㏄tion

of

these

the

deve1opment

pmcesswith

System，T40、はじめに

国立防災科学技術セニ■ター計算機室に地震波などの解析用オフラインデータ交換装置とし
てT

O

S

B

A

C−40小型電子計算機システムが導入されて，すでに3年がたつが，今目までに多くのプログラムが開発され，またいくつかの入出力機器が増設されてきた・
T

O

S

B

A

C−40システ仏は小型ではあるが，多くの業務を行なうことができるoしかし多くの場合これ言では，T現在に拾いても主業務はT

O

O

S

S

B

A

B

C−3400の入出力機器の性格をもった業務が多く・

A

C−3400とともに使用されることが多いo

確かに，高速図形印画装置の使用以外では，T
O

S

B

A

O

S

B

A

C−40のもつ機能は，すぺてT

C−3400で行なえ，しかも内部記憶容量が小さく，現在のようにアセニ！ブラ言語での使用しかでき在いT

O

S

B

A

C−40は，TO

S

B

AC−3400からみて・使いに

くい計算機であろう。しかし当計算機室での業務を能率よく，言いかえればT

3400を有益に使用するには，もっとT

O

S

B

A

一1一

O

S

B

A

C−

O−40を使いこなす必要があると思わ国立防災科学技術セ；■ター研究速報第15号

1975年8月れるO
われわれはこれまで，T

O

S

B

AC−40のための多くのプログラムを開発，動作させてきた。

ここでは，TOS

B

A

C−40に接続された各機種について，その接続のためめ問題点，またプログラム開発中の諸問題，検討事項，さらにプログラム開発にあたっての動機，すな
わち，オフラインデータ交換システムの開発の道程について報告する。

2．後器接制こおける検討事項と問題点
図1が現在におけるTO

S

B

A

C−40システムの構成である。本体に接続される各種入出力機器，また入出力機器に接続される他の機器は，導入の際，機器のみの購入を行庄って拾り，実際の動作はすべて，われわれの開発したプログラムで行なわれているoよって機器を動作させるにあたり，われかれは各機器の基本的な動作を知る必要があり，ここで説明する事項は，われわれの経験的に知り得た知識が多い。したがって現在の使用法が最良の方式であるとは言いきれず，今後さらに適した使用方式が見いだされるであろうO

記憶装置
1

6K

B

中央演算制御装データレコーダ

高速メモリ
ノ、

置

ス

コントローラ
セレクタ

AD変換器

テヤネル
カーブプロソタ

図形読取装置
磁気テープ装置

データレコーダ

DA変換器

マ 紙テープ読取装置
ル

多

ペンレコーダ

高速印画装置

蓄積型表示装置

レ
ク
サ
チ

．．

バ享

割込モジュール

1 1
スル． L＿＿一．一一．．．一．一．一．．

11」一一一一一＿一＿＿一一一一一一一一一＿二二二二二二二』・一・■一一

・

・・・…

一・一…

・一．・・…

一…

割込信号

図1．システム繕成

一2一

一．・

割込発生器

オフラインデータ交換装置（T2．1

アナロク変換器

丁0S

B

A

O

S

B

A

C−40）のシステム開発一福井・諸星

C−40（以後丁一40と略す）はディジタルコンピュータであり，演算で取り扱う情報はディジタル量である1＝とが要求されるoしかし，各種情報を入出力する外部機器の中にはアナログ量を扱うものが多い。これらアナログ量を扱う機器とT−40とq間1こ変換器を置くことにより，容易に情報の交換が可能である。これがアナログーディジタル変換（AD），ディジタルーアナログ変換（DA）である。

この機種の使用に関しては，単体を用いる1＝とには意味が庄く，かならず他のアナログ量を取り扱う機器が用意される。これら用意される機器は，1情報あたクの同期を必要とする
ものや，情報のいくつかの集合を単位として同期を必要とするものなど，用意される機器

つ一つについて用途が異なる場合が多い。このため常に共通したプログラムを用いることはなく，扱う機器に対し別々1こプログラムが用意される。またAD，DAはこのような各種の処理に対応できるよう，いろいろな使用法が可能であるoよって各種機器に対するA

Aの用い方は別の項にゆずり，ここではA

D，D

D，D

Aそれ自体の使用上の諸問題，また諸問題に対する検討事項を述べる。

2．1．1
A

各種機能

Dは電圧で取り出されるアナロク量をディジタル量12ビットに変換するが，変換の際取扱う電圧は，±10Vである。このため，ディジタル量の一つの変化に対する電圧範囲は固定されてしまう。よって小電圧が入力される場合，ディジタル量の変化は少なく，電圧変化の判定が困難1こなる。このため，最大電圧比が±10V程度になるよう増幅した後，AD変換することが望ましいoT−40接続A

D変換器には増幅器を内蔵して拾り，プロクラム

で増幅度を4段階（×1，2，5，10）に切換えることができるoこれは微・』・地震など扱う場合に便利である。逆に土10Vをこえる場合には減衰器を用いて同様の処理をすれぱよ

いが，最大値が士10Vをこえてしまった場合，内蔵のリミヅタ回路により，こえた電圧は無視される（減衰器は内政されていない）。

A

D変換器は1台であるが，入力端子は4本用意されて拾り，チキネルの指定順序に規定はない。サニ！プル時に毎回チャネルの指定を行なえば順序不定であるo4端子すべてを同時に使用する必要もないが，毎回きまった順序でA

Dするならぱ，チャネルの指定を1度行なうだけで，その後は自動的にチャネルの移動を行なうこともできる。つまり，Aニ・トローラが毎回どの端子を選択するかの処理を行ない，1台のA

D内部のコ

D変換器に受渡すのである。このため，各チャネル間1こは時間のずれが生ずることはいたしかたない。この時間のずれは処理内容にもよるが，最小時間は約40μsである（図2（a）に拾けるtゼt1）。

一3一

国立防災科学枝術センター研究速報第15号

1975年8月（時問）

p01e1（f）

一到

p02e・（6）62一亡11約40μs
亡2

p01

入
力
（b）

1■

ベ
ル
1
右1

図2

I

■ 1
2オ3

アナログ変換サンプリング方式

各チャネル別々の情報を入力し，しかもチャネルあたりの時間のずれが問題となる場合は，次の方式を用いる。すなわち，4端子から入力される情報を，すべて1度同じ時間帯でホー
ルドし，その後各チャネルごとに変換を行なって行き，変換終了後また次の時間帯のホール

ドを行なうという方式である（図2（b））oしかしこの方式では1情報あたりの変換時間は，

前者に比べ数μs程度遅く在ってし重う（図2（b）に拾けるt。一t。）oまた入力電圧の増幅はできない。

以上のように各種の使用法があるが，AD変換器に接続される機器に対してもっとも適した使用法を検討することが，プログラムを組む段階での一つの重要な問題と言える。

2．1．2
A

接続後器との関連

D変換器にはカ吻らずアナログ機器が接続されるが，ディジタル変換

した情報を，通常

外部記憶装置，磁気テープ（MT）を使用し順次記録していくことが多い。MTは7トラヅ
クで，各バイト頭2ビットの情報はゼロ（MTの項参照）であることが要求される。このため，A

Dした情報を一度編集しな拾す必要がある。編集を行なうときは用途によりまちまち

であるが，データレコーダのように常に連続してアナログ量が出力され，編集のための時間が特にとれない場合には，各チャネルのA

D変換後すぐに編集することが通常である。このようにAD変換器に接続されるアナログ機器重た変換後の情報の扱いによってA

D1ポイン

トあたりのサニ・プリング最少時間が決まってしまうことが常である。一概にA

D変換器のみの性能と，処理をしようとする者の希望との照らしあわせだけでプログラムは組めないこと

一4一

オフラインデータ交換装置（T

O

S

B

A

C−40）のシステム開発一福井・諸星に注意しなけれぱならない。

2．1．3

割込との関連高周波（とは言っても20kHz程度）を扱う場合には，拾のずと速いサソプリングが必要であり，速い処理を行在えぱ精度はあがるが情報量は増してし重う・A

D，DAは・多くの場合一定のサンプリング時間が必要のためいろいろな同期処理を行なわなけれぱならない。

通常外部より時計信号を入れ，この時計に従ってA

込の項参照）o

D，D

Aの処理を行なっている（外部割T−40システムには，時計信号や単発割込など各種の外部割込が用意されているo

ここで問題になる点は，時計信号が一定の時間（通常数100μs）で割込を待っている状態になっていなけれぱ在らないことである（図3）oプログラムを組む段階に拾いては，割込

十5V

ルーチンの1ステップ命令の所要時問さえも計算に入れなけれぱ在ら在いことが多く
500n

OV

S

MIN

工夫を要するo乍二・酬1」込込処酬→r

割

込

割

2．1．4

込

蕉

薫

D

＾DとDAとの相違

A変換器はA

D変換器とまったく逆の動作を行なうものであるから，使用に関し，

図3

割込処理時間

さほどの違いはない。

異なる点は，ADは入力の際プログラム
によって増幅度を変化することができるが，DAにおいて．はその機能をもた在い。また，A

Dが12ビット入力を行なったのに比べ，8ビット出力と少在いなどの点である。
2．2

磁気テー7

2．2．1

セレクタチャネルの使用

丁一40システムには，現在16キロバイトの内部記憶装置のほかに，外部記憶装置として1台の磁気テープ（MT）が接続されている。そして，このMTの動作をセレクタチャネ

ルを用いて制御することが可能であるoセレクタチャネルとは，ひとことで言って入出力専用のコンピュータであり，動作に必要な指令を本体演算制御装置からすべて受け取ると，本体の動作とは独立して・指定された内部記憶装置領域との間で情報を入出力する〜＝とができるoこのため当計算機室の主業務の一つである，A

DやD

A変換などのように，数10μs〜数msのサンプリングで本体が動作する場合，通常転送のために数100msを必要とするMTにはセレクタチャネルは不可欠な機器であると言える。

2．2．2 基本入出力命令の使用
このように，セレクタチャネルは有能な機器であるが，MTに関しての動作をすべてセレ一5一

国立防災科学技術センター研究速報第15号

1975年8月

クタチャネルを通じて行なうことが最良の方法であるとは言いきれない。その理由は次のと拾りである。本体演算制御装置が出す指令に拾いては，内部記憶装置の領域が連続した番地

であることが要求される。つまり一つの蓮続領域がMTの1レコードに対応する訳である。

こうした内部記憶装置の二つ以上の領域とMT1レコートを対応させたい場合も多い。

T−40は，こうした不連続な二つ以上の番地領域をあたかも一つの連続番地のごとく取一り琢

って動作を行なう指令を持たない。したがってセレクタチャネルを用いず，T−401こ用意
されている基本入出力命令を用い，1情報単位ごとにプログラム上の制御を行ないながら転送する1＝とになるoこうすることにより，任意の番地の内容をMTに送ることができる◎

MTと本体入出力制御装置との間では，各種の信号のやりとりが必要であるが，これら各
種信号のタイミングチャートを調べることにより，MTのハード的制約内で上記のプログラ
ムを実行させることがでさることがわかったoしかも一つつの情報を転送する間には，多少の演算も可能で（120μsmax）あるため，セレクタチャネルや，この後説明するブロック転送方式とはまた違った用途に用いることができるoただ，T−40接続のMTには，

記録密度の指定ができ，800Bの方式では556B

PP

Iと556B

P

Iとの2種類があるにもかかわらず，こIの場合のみ使用可能という点不満があり，結局現在は，MTの使用に関しては先に述べたセレクタチャネルとブロヅク転送を用いて拾り，基本入出力命令を用
い1情報ずつ転送していくこの方式は，できるということを確認した段階にとどまって拾り，残念であるo2．2．ろ

プロック転送の使用

ブロック転送とは，内部記憶装置の番地をつつ指定することなく，先頭番地と最終番地を指定することで指定番地内の情報を転送するものであるoしかも番地の指定以外の扱い
は基本入出力命令と同様のため，ブロヅク転送命令をつみかさねれぱいくつものプロヅクに分けた内部記憶装置とMTの1レコート

が対応し，充分に実用にたえる。

このため，現在，通常MTの動作時間を問題にしない場合はブロヅク転送を，時間の制約がある場合はセレクタチャネルを，と使い分けている。

2．2．4

TOS

B

AC−3400との互換性

丁一40システムで取り扱う業務は，そのほとんどがT−3400と関連して拾り，両者の間の情報交換はMTを通じて行なっている。したがってT−40とT−3400のMTの間に互換性を持たせる必要があるo

記録密度やパリティなど，ハード上の問題は同一メーヵでもあるため相違がなく問題はな

いo注意すべき点は，バイトマシンであるT−40に7トラヅクのMTを接続したため，各
バイト頭2ビヅトの情報が意味を持た庄いぱかりか，入力時にゼロ以外の情報が入って拾れ
ぱエラーとして扱われ，出力のときには頭2ビットが常にゼロとなることである（図4）。

したがって，MTを用いて入出力を行なった情報は，通常そのままの形で直接他の演算に用

一6一

オワライソデータ交換装置（T

O

S

B

A

C−40）のソステム開筆一福井．諾星

いることはできない。すなわち，たとえぱ図5のように変換して用いるoこのような変換は，二つの計算機の間のMT互換性を目標の第一とした以上致し方ないことであるo

Read

Wri

te

Data

02

Pattern00010｝
jLかならずゼロ」

｝

図4

1
3

15

16 16

19
19

図5
2．5

2
4

苧251
2＋3

MTデータパターン

15

3115

89

161810

012

79

31

1→←

斗4
25
25

MTデータの変換例

トーシャファヅクス（図形読取装置）

トーシャフ7ヅクスとは，平面図を光学的に読みとる装置で，回転体を利用し線情報にな汐した後，AD変換を行在い，点の集合として計算機に読み込重せる装置である（大村一夫・1971）o2．3．1

T−40のための改造

この機器はもともと市販のものを当計算機室で改造したもので，T−3400に接続されるような設計が行なわれていたoT−40に接続するために取り扱い上異なる点は，ドラム1回転の同期に使用している割込信号の形である。よってT−40用の同期信号を作る必要がある。この改造は，以前の同期信号をそのまま用いることはやめ，両者共通のものとして新しく同期信号発生器を作ることにした。これはT−3400とT−40の割込信号の形が，ちょうど一つのインバータ回路を通すことにより，同一信号として使えることを利用したた
めである。

A

D信号（A

D変換器に入れる信号）は以前同様，光電管出力を直流増幅した後，差動増幅する。よってA

D信号の2本の線の電圧値は士10Vに拾さ重ってはいるが，両線ともトーシャフ7ツクスの回路上のアース点からは数10V浮いている状態にある・
同瑚信号は，以前同様ト」シャファヅクスの回転体に取り付けられているスィッチを利用し，簡単なR−Sフリヅプフロヅプの応用である切換接点を用いたチャタリング防止回路を使用した（図6）。両信号ともそれ自体では完壁な動作をすることが確認された。しかしT−40に接続する段階で，次の問題点が生じたo
同期信号とA

D信号とは，もともとゼロレペルが異在っているにもかかわらず・共にトーシャファヅクス本体のゼロレペルを基準にして作られているため，T−40に接続でき在い。
接続すれぱ，差動増幅された電圧のうち片側は同期信号のアース線とT−40内で直結されてしまい，A

D信号の波形がこわされてし言う。よってこの場合，同期信号をトーシャファ

一7一

国立防災科学技術センター研究速報第15号

1975年8月

ヅクスの回路とは別に製作し，アースもトーシャファヅクス内部で共用しないことが望ましい訳であるo

これは，回転体に取り付けられているスイヅチを改造することによって解決できた。スイッチがトーシャファヅクス回転体と絶縁体のみで接触するよう，導体部を切断したのである

（図7）。

十5V

絶縁部

→
表面の導体を切り離して

十5V

図6

図7

R−S7リヅプ

トーシャファックス

スイクチ改造フロップ回路以上のように改良・改造されたトーシャフ7ツクスは，同期信号をスイッチで切り換える

ことにより，T−40用にもT−3400用にも使用できるようになったo

2．る．2

T−40における精度

現在，T−40用に開発されたプログラムでは，横0．1mm，縦0−08㎜程度の精度で読むことが可能で牽る。このように縦の精度がO．08mmとなった理由は，A

D変換の方法にあるoA

D信号を四つのチャネルのうち

べてに同一信号を入れ順次A

つに接続するのではなく，4本に分け，4チャネルすDする方式をとったoこの様な方式をとれぱ，Mたブロヅク転送も可能となり，一つのチャネルにATの項で述べD信号を入れ，基本入出力命令を用いる

方式（縦の精度約O．12mm）より速いoな拾，一つのチャネルにAD信号を入れ，な拾かつブロック転送を用いることは不可能であるo1＝れはA

D変換を行なうチャネルの指定の仕方に問題があり，一つのチャネルのみ使用の場合には毎回チャネルの指定を行なわなければならないからである（ブロツク転送とは1ステップ命令であり，チャネル后定プロクラムを一度しか使用しない）o

な拾横の精度は機械動作によりO．05mmとO．1mmとに決定されてしまうのでいたしかたないが，縦方向はプログラムの組み方によってさらに精度をあげることが可能と思われる。

2．4

カーブフ

口7ター

計算機で処理した結果を出力するとき，われわれが認識しよい形に表わすことは処理内容の理解を助け，より正確に理解することができる。T−40システムにはいろいろの出力機器が用意されているが，ここで説明するヵ一ブプロヅタ（CPL）はあらゆる平面図が書き

一8一

オフラインデータ交換装置（T

α・・1・

O

S

B

A

C−40）のシステム開発一福井・諾星

表わされ，また計算機で演算しながら出力できるOつまり，ペノも寸・・「 ンレコーダや高速図形印画装置（F AX）のように・何ら割込○ 単位処理を行在う必要がない点がすぐれているoベンは45

0，1mm

！

の・方向に・最川一の単位で動1・1れにぺ・の上下動作が加わり絵を描くことができる（図8）◎図8CPL1ステヅフ動作

2．4．1

T−3400との共用

本来丁一3400に接続されていた機器であるが，現在では信号ラインを手動で取り換えることでT−40接続も可能になったoT−40で使用する場合，書き表わす絵が複雑に在れぱなるほど，1ステヅプ情報を作ることが困難になるo1＝れはT−3400は英数字や特殊文字，その他CP

L使用にあたり，多くのプログラムがシステム中に用意されているが，T−40に拾いてはほとんどこれに相当するものがないためであるoこのため通常の使用法として，CP

Lへ転送するすべての情報をT−3400で作グMTを中継してT−40に書かせるような用い方をしている。この芳式は，CP

Lの最大の欠点とも言える低速動作をT−3400から解放するという意味に歩いて重要であるoC

P

L動作中，計算機本体はそのほとんどの時間が待ち時間となり，演算はわずかの割合にすぎない。このような単純動作のため，T−3400を長時間専用することは無駄である。

2．4．2

その他

丁一40使用時において注意しなけれぱ危らないことは，C

P

Lが特にコマンドを持たないことである。このため他の機器（通常MT）の動作が完全に終了した段階で，Cし情報を送らねぱならないoその他の諸注意としては，O

P

P

Lに対

Lの絵はボールペンで書かれる。

よってペン先のボールの回転の具合によっては細かい動作を必要とする絵が書けない場合がある。また使用する紙は特に指定はないが，ボールペンを使用し，ペンの上下動作があることから，拾のずとボールのすべら在い紙，ペンの上下動作の可能な厚みの紙という制限がある。このような点は，使用して始めてわかることであることに注意したいO

2．5

蓄積管型図形表示装置（メモリースコープ）

ブラウン管に文字あるいは解析した図形を表示する場合，この機器が他の出力機器（CL，FP

AX）に比べ比較的高速であり，また紙を消耗することがないためよく使用される。

2．5．1

T−401こおける使用法

この装置の表示面積は21cm×16．2cmと小さいが，連続して1画面の情報を送りつづけなけれぱ像としてとらえられない，リフレッシュタイプと異なり，一度書かれた情報は一g一

［詞立防災科学技術センター研究速撒

その重ま記憶される蓄積管型C

第15号

1975牢8月

RTを用いている。しかも，1画面すべて情報を送る必要がなく，輝点として表示したい任意の点に対する情報を不連続に送れぱよい。伝送速度も，1輝点あたり約100μs以上の時間であれぱどんな速度でも自由である。
計算機にこのメモリースコープを接続する場合，DA変換器とメモリースコープの間に信号の変更を行なう機器が必要である。この機器はメモリースコープをT−3400に接続するさい，当計算機室で製作され，次のような処理を行なっているo

a）X軌

D

γ軸二つの信号は±1V㎜。でメモリースコープヘ送らねぱなら在い。そこでAの出力が士10Vm瓜のとき，これを±1Vに変換する。これはDAの出力を±1V㎜とするより士10Vm岨にするほうが精度がよくなるためであるob）メモリースコープでは任意の座標を指定できるが，次の座標に移るには電子銃がその座標に移動する時間が必要であるoこのため1輝点情報を送った後，一定時間後に割込信号を発生するo有効画面の対角線の長さを電子銃が移動する時問（約100μs）をこの一定時間として選んだ。よって計算機本体は，1輝点情報を送った後この割込信号を待って次の輝点情報を送らねばならないoc）1画面消去した後，一定時問（約500ms）後割込信号を発生する。前記説明のよ
うに，メモリースコーブでは一度書き込むと画面上に記憶されるoよって消去する場合には新たに消去の信号を送ってやらねぱ在らないoこのとき，画面上i部分消去を行なうことはできず，1画面単位で消去することになるoしかも消去には約500ms必要とし，この間に送られてくる1輝点情報は意味をもたない。よってb）同様に，割込信号を待って次の動作に移る必要がある。

このほか，Z信号（指定した座標を光らせるか光らせないか）の扱いや，画面上のX軸，γ軸の比率などの処理も行なっているが，ここでは説明を省く。

このように，計算機本体から直接メモリースコープヘ信号を送らず，以上説明した機器を通じて行なえぱ，より有効にメモリースコープを使用できる。T−40システムにおいても，この機器を通じメモリースコープを用いているo

2．5．2

使用上の問題点

メモリスコープはX，γ，Z，消去信号の4本の信号を必要とし，またT−40D

A変換

器も4チャネルの出力ができるなど，接続にあたっての問題はない。しかしT−3400に接続する場合と比較し，パターンの精度の点で劣るoこれはT−3400のD
ト出力であるのに対しT−40D

Aが12ビヅ

Aでは8ビットしかなく，拾のずとディジタル量1の変化に対するアナログ量の変化が大きくなってしまうからであるo8ビヅトでは256点の分解能しか在く，現在メモリスコープ上X軸とγ軸の長さを同比率で用いれぱ（このとき，X軸はフルスケール±7．5Vとなる）1輝点問の距離は約0．82mmと在ってしまうo実際1輝点は1㎜弱の直径をもった円在ので，さほど点間のすきまは目立た抄が，T−3400

一10一

一

使用時と同様の輝、点赦で．年：・㌧ノ」

の

試

｛・

、■

：

1．川・．．f与＝！、≡・一1ノノう■（川㌣も人きくな）てしまう（η真1，2

の字）○

写真1

＝与二貝2

T・一40び）メモリースコー一プ而

T：〕OOピ）メモリースコ■一プ両

このような理由から，T−40においてメ平リースコープを使用する場合，T−3400で作られた情報に関しては16分の1に締小して出力し，重た英文字，数字，特殊文字に関してはT−40閉のパターソをT−3400とは別に製作したものを用いるなどしている（写真1，2）。
P

Aのビヅトが少ないことは，メモリー・一トリー一ポ」外の〕〕l1機器を使円する場合においても問題は多く，A

2．6
CP

D同様，12ビ．ソトのDバニ仲1イ㍑｝咳L」一い。

高速図形印画装置

I一同様，2次ノ■、W㍑、．L二㍍」・1、ヰ■。ニペ．；に＾洲州一111川1雌附（1AX）があるoF

A

Xは

高速処理を行ない航1こ的に！1川jI一」｛糾に工いつむ一ぱいく機器である。このため，メモリース

コープとは異なり記録の保存ができ，ゼザi一とlLべはるかに高速処理であることから，両者の短所を補った機器と言えるo

分解能峨㎜と％㎜が選択でき，1！

W舳叫i舳払mmで約50秒，％㎜で約25秒ときわめて高速である。こび）よバ．1・1」、れをポ⊃た機器ではあるが，次（7）ような点で使用上注意を要する。

a）メモリースコープ，C
いが，FP

Lの1考ノ∵■1，かな1っ1ザドい両伽すべての情報を必一要としな

AXに拾いて／．t必堤で丸∴、山1j1・κ1）吋州1がT／し一Vの動作1司様の動きをする困立防災科学技術セノクー研究迎湘椛15壬｝

1975㍗8［ためである。〜二のため，1画面に使用する情報量は多く，T−40の内部記憶装置の容量では拾さ・まらない。よってMTより表示情報を順次とり出してこなけれぱならない。また・T
Vスキャン同様各点及ぴ各ラインごとに同期を必要とするため，時間処理の制約をうける。

MT1レコードを読む所要時間が，読み込まれたすべての情報をFAXに転送し終わる時間

よりも，かならず速くなけれぱならない。T−40システムの内部記憶装置の容量が8キロ

バイ1しか在かったころ，2種類の分解能のうち％㎜は使用できなかった。これはMT1
レコードの大さきが，拾のずと小さくなり上記条件を満たせなかったためである。現在では16キロバイ1に増設されたため，％㎜でも使用可能であるob）7トラツクのMTを使用したので，FAXへの転送情報も1単位6ビットである。このため先にあげたように，FA

X使用に関して時間の制約が他の機器に比べ非常にきぴしい。

MTから読み込んだ情報をその重まの形でFAXに転送できず・パヅキ1■ク後転送しなければならない。このパッキングのための時聞を除くため，6ビット転送できるようFAXを改造したが，バイト単位の情報量で考えれぱ，8ビヅト転送に比べ・1画面に使用する情報量

・一

ゑ∵

夢ビ、・

」

1・・

・1：

写真4

トーシャフ了ツクスの入力画（．η、真3の原図）

写真ろ

F

A

Xの出力画

写真3はトーシャフ7ツクスより読み込んだ
絵，写真4をFA

Xに出力したものである。写真3の中に，煙のように見える部分は原図（写真4）をトーシャファックスにセットしたときに，しわが入ってしまい，このしわも読み込まれたためのものであるo
写真5

一12一

時計信号

オフラインデータ交換装置（T

2．7

O

S

B

A

C−40）のシステム開発一福井・諸星

外部割込

丁＿40には，浮動小数点割算エラー割込，イリーガル命令割込・コアパリティェラー割
込，外部割込，固定小数点割算エラー割込の5種類の割込があるoここではそのうち外部機器との間で重要な役割をはたしている，外部割込について述べる・

2．7．1

割込の使用法割込の使用法は，プログラム実行時に拾いて起こった割込の種類に対応した処理を割込の起った瞬間より行なうことである。外部機器の制御や，一またオペレータがプログラム実行時に介入できるなど用途は広い。

われわれは，この外部割込を有効に使用するため，割込発生器を制作した◎これは・5種

類（100，200，500．1000μs）の時計信号（写真5）や単発信号を発生することができ，言た割込信号の条件にあわせれぱ外部機器からも本体に割込がかけられるなどの機能をもっているo
AD，D Aに拾けるサンプリング時計，トーシャフ7ツクスのドラム1回転の同期処理・
その他メモリースコープの1点あたりの待ち時間，消去の待ち時問・また各種プログラムの実行スタート，ストヅプ信号として利用度は多いo

2．7．2

使用上の問題点

現在すべての外部割込は，この割込発生器を通じて取り扱われているが・割込発生器は割込モジユール（イ．ンタフェイス）を経由して本体に接続されている。よって実際使用するときは，この割込モジュールに対し指令を送ったり受けたりすることになるo

われわれのT−40システムには，接続機器のコントロールを行なう管理プログラムはない。常に機器のみを購入し，ソフトウェァの都分はすべてわれわれが開発している。この割込関係も同様で，そのため使用にあたってはメーカーより取り寄せた使用書が唯一の手がかりである。割込は前記したように，プログラムの流れをかえてしまうこともあるため・われ

われは特に注意深く使用書を検討した。使用書を読み理解できない点や，動作させた上でわれわれの考え方とは異なった動作をした場合など，メーカーに問い合わせたりもした・試行

錯誤の結果知り得た事項を2例あげて拒くo、）．T−40の割込は，3段階でマスクできるo割込モジュールで2段階・本体側で1段階である。たとえば，割込モジュール側では割込解除にして拾き・本体側で禁止していたときに割込があった場合，割込モジュール内でその割込を記憶してしまう・よって本体側で割込が解除されたとき，実際はその瞬間割込は起こってい在いのに・あたかもその瞬剛こ割込が起こったかのごとく動作をしてし言う。したがって・タイミ；■グをとりながら割込を使用している場合には不都合を生じるob）外部割込は8レペルあるが，使うにあたり最初使用レペルの割込解除や禁止を行なう必要がある。このとき，割込モジュールをイニシャライズする必要があるが・イニシャライ

一13一

国立防災科学技術センター研究速報第15号

1975年8月

ズした直後，割込解除された割込レベルか，その中でもっとも優先度の高い割込レペルより順番に一つずつ外部入力に関係なく本体に割込んでしまうo
すべてそうであるということではないが，このように実際動作させる段階において，われわれの処理内容に対し重要な事項が使用書に書かれていないとき，われわれの試行錯誤ははなはだしいものとなるo3．ソフトウェア
計算機を動作させるには，命令の集合であるブログラムが必要である。T−40に関して
は，現在アセ；・ブラ言語の使用が可能で，われわれはこの言語を用いてすでに多くのプログ

ラムを開発したo第2節で述ぺた各機器はもちろん，図1に示す各機器のためのブログラム

は，すでに完成しておりT−40を使用するだれもが共用できるよう整えられているoここでは，こうした各種プログラムについて述べる。

3．1

シュミレートアセンブラ

アセンブラ言語を用いてコーディングを行ない，実際コーディングの内容に従って計算機が動作する重でには数多くの段階をふ言在くてはならないo計算機が最終的に受け取る形は
機械言語の形であり，各種の言語（F

O

RT

RA

N，A

L

GO

L，C

O

B

O

L，etc．）はすべて機械言語に翻訳される。T−40に拾いては，内部記憶装置の容量が小さいことからも，機械言語と一対一に対応したアセン．プラ言語を用い，コーディングを行なっている。

アセンブラ言語の翻訳方法は，使用する計算機の構成により異なるが，T−40システム
でプログラムを製作する場合，紙テープヘのソースプログラムパンチより始重って，オプジェクトプログラムがパンチアウトされるまでには，数回にわたりオペレータの介入を必要とし，また紙テープの入出力を行なう機器が低速のため，むだと思われる時間が多い。紙テー

プの修正にしても同様なことが言える。ソースプログラムをカードにパンチした後，一度計算機に処理を移せば，オブジェクトプロクラムが製作されるまで何らオペレータの介入を必要とし在いアセンブラの重要性は大きいoこうした理由から，T−3400を利用し，T■40のプログラム製作を行なうシュミレートァセンブラの製作が始まった。
初期のモデルは，2年前に完成し充分に実用にたえた。シュミレートアセンブラの完成は，

めんどうな紙テープの修正から解放されたぱかりでなく，処理時間もT−3400の端末に高速機器をそろえているので，T−40に比べきわめて高速になったoしかし，使い慣れれぱ現状では満足できず，いろいろ不満も生じ今日まで改良につぐ改良が行なわれてきた。現在な拾不満はあり，初期のモデル完成を除いて，今日までにシュミレートァセンブラに関しては満足感を得たことはない，といっても良いぐらいであるo
初期のモデルにより，時間の短縮はできたので，以後今日一までシュミレートァセンブラの使いやすさ，重た機能の拡張という点につき改良が行なわれて

一14一

きた。

オフラインデータ交換装置（T

O

S

B

A

C−40）のシステム開発一福井・諸星

改良されたものの中でも，T−3400のディスクを利用した各種処理は・T■40そのものの利用度をも増したのではないかと思われる。

ディスク利用法の一つである，サブルーチンのディスク内永久登録，またそれら登録されたサプルーテンをメインプログラムで呼ぴ出し接続を行なえることは，単に翻訳のめんどう

さ，また翻訳時間の問題だけでなく，コーディングのしやすさという面に拾いても重要な処理である。もちろん，これらシュミレートァセニ・ブラの現在もっている機能のほとんどは，

T−40でも処理方法こそ異在るが行なえる。しかし先にも述べたように，T−40はT−3400に比べ扱いにくいということから，実際使用していなかった機能が多いoそれら使用していなかった機能をシュミレートァセニ・ブラを用いることによって何の低抗も在しに使えるようになり，それによってより複雑な処理プログラムが組めるようになった訳であるo

な拾，オブジェクトテープがT−40で作られたものと構成が異なるため，シュミレート
アセンブラは，独自のローダを持っている。この回一ダは，各オブジェクトテープとともに出力されるため，

度丁一40紙テープを読1ませるだけでよいo以上のように，シュミレートアセンブラは，改良されれぱされるほどT−40のプログラ
ム製作に拾いて不可欠なものとなってきているo5．2

各種サブルーチン

T−40システムを構成ナる各機器に対して，使用するもの一人一人が別のプログラムを用意することは不合理である。また同じ意味に拾いて，定まったパターンの処理を行なうプ
ログラム1こしても同様に，別々に用意することは不合理である。一度完成したプログラムの

うち，共用性のあるものは，サブルーチンとしてだれもが使用できるようになっていることが望ましいoT−3400に拾いては，このような共用できるプログラムをディスクに常駐させ，必要なときいつでも呼ぴ出して使用しているoT

T■40に拾いても，シュミレートアセンブラが3400ディスクに常駐された各種プログラムを，メイ；■プログラムと接続できる機能を持つようになってから，T−3400ディスクに各種サブルーチンが登録されてきたo登録されたプログラムは，T−40に接続されている各種入出力機器のコントローラをはじめ，．T−3400と共用性をもたせるための各種変換プ回グラム，重た通常の演算プログ

ラムなどがあるoわれわれはすでにこうしたプログラムを40種あまり登録しているoこのほかに登録こそされていないが，トーシャフ7ヅクス，F

P

AX，C

L・メモリースコープなどとMTとの間の入出力などの各種の動作を行なうプログラムが紙テープの状態で用意されている。

これらのプログラムの中で，入出力機器のコントローラとして作られたものについて・さらに次のことが言えるo

われわれのT−40は，接続されている機器の諸動作を一括して管理する管理プログラム

一15一

岡立防災科学技術センター研究速報第15号

1975年8月

を現在もっていない。このため，機器の動作を取り扱う各サブルーチンーつ一つがそれぞれ
機器め管理をも含めたプログラム構成になっている。よって機器が誤動作したときは，1＝れら各サブルーチニ・がエラーメッセージを出すようになっている。つまり，これらサブルーチンを使用することは，プ回グラム製作時に拾けるプログラムミス，機器の誤動作，動作終了時の情報の信頼性など多くの問題から開放されるため必要であると言える。遡こ各サブルー
チンは，これらの要求に答えるぺく完壁なものでなけれぱならないことは当然であるoな拾，機器の管理を一括して行なうプログラムを別に組むことは，一つのプログラムが，使用しない機器の処理をも含むことになりかねず，現在のT−40の内部記憶装置の容量から考えれ
ぱ，かならずしも有効な方法とは考えられない。

3．3

浮助小数点演算

丁一40は，1語が4バイト（8ビヅト×4）から成るバイトマシンであるoそして，倍長演算，2倍長演算というような処理を行なわないかぎり，四則演算は16ビヅトを単位として行なわれる。つまり，有効けた数10進5けたである（固定小数点で±32727）。もちろんこれは整数演算であるが，小数演算をするためには，さらに小数のみの演算後，「整

数部・小数部」の形で出力する必要がある。このように行なえぱ，浮動小数演算オプショニ■のない現在のT−40でも，小数点演算は可能であるoしかしこの場合，整数部，小数部とも最大10進5けたであり，実際の演算上不都合となる場合は多い。整数部は2けたであるが，小数部は8けた必要という場合や，逆に整数部8けた，小数部2けた必要という場合である。よって有効けた数は整数部・小数部無関係に使用し，小数点の位置を別に定める演算方法をとることが望ましい。これが浮動小数点演算である。

われわれは，すでにこの浮動小数点四則演算をはじめ各種浮動小数点に関連するサプルー
チンを製作したが，これらは2−1506×62127（有効けた10進7けた）の範囲で演算が可能である（図9）。

難点は，現在のサブルーチン形式では，四則演算部だけでT−40内部記録装置の払を占領してしまうことである。また，サブルーチン形式のため，整数演算のような手軽さはをい。
よって小容量でつかいよい形式にすることが，今後の問題点として残る。

01

78
指数部

15

仮数部（上位）

仮数部（下位）1631
図9

浮動小数点データの構成

一16一

オフラィンデータ交換装置（T

O

S

H

A

C−40）のンステム開発・福井・諸星

4．おわリにわれわれが，T−40を購入したのは，主計算機であるT−3400の負担を軽くし，しかも有効に使用するためである。そして，われわれは，われわれの研究対象である，地震波の解析などに拾いて，もっとも効果的に，また目的に応じて二つの計算機を使用し，地震波などの解析を効率よく行な拾うと考えている。

しかし，T−3400の場合でもそうであったが，特にT−40のようなミニコンピュータの場合には，研究，業務に拾いて有効に使用できるようにするために，しかも限られた予算のもとでもっとも効果的に業績を挙げるといラことからもなさねぱなら在いことが多いo
この報告は，われわれがこれまで長い期間をかけて行なってきたこれらの基礎的な，地道在，しかも重要な仕事の一部の紹介である。今後も，残っている問題点，言た研究の発展にともなって，不備，不満足となる点を改良するべく努力を続けてゆかなければならないoな拾，この報告の仕事の重要な一部分が，前所員大村一夫氏によってなされたこと，当セ；・タ菅原正已所長およぴ勝山ヨシ子氏に終始懇切な指導をいただいたことを記して・感謝の意を表わしたい。

参

考

文

献

1）大村一夫（1971）1図形読取装置の試作拾よぴ応用例。国立防災科学技術センタ
ー研究報告，第7号，23−34．

（1974年4月1日原稿受理）

一17一