УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ/СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЕ (РАЗВИВАЮЩАЯ ИГРА И/ИЛИ НАГЛЯДНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ)

Предложение относится к области разработки, внедрения и продвижения на рынок развивающих игр и/или наглядных пособий для школьников.
Предлагается устройство записи/считывания цифровой информации, которое может быть использовано в развивающих играх и/или в наглядных пособиях для детей младшего школьного возраста. Оно наглядно демонстрирует, с одной стороны, основные принципы построения запоминающих устройств (вне зависимости от вида носителя информации - элементной базы), а, с другой стороны - выраженный игровой и обучающий эффект.
Известны различные устройства записи/считывания информации, которые нашли широкое применение в детских игрушках, например, в игрушечных машинках или автобусах, обеспечивая запоминание маршрута их движения. Элементная база этих устройств записи/считывания информации может варьироваться в широких пределах - от механических элементов памяти до электронных. При этом, игровой эффект достигается, как правило, за счет различных вариантов движения этих игрушек, звуковых и световых эффектов.
Известен, в частности, микроавтобус с механической памятью, подробно описанный в журнале «Юный Техник», «Молодая гвардия», 1981 г.№10, стр.50-53 (статья А.Бобошко «Модель с механической памятью»). В этой статье описан принцип действия и конструкция механического устройства записи/считывания информации, а также приведены правила игры. «Модель с механической памятью» является развивающей игрой.
Описанное в указанном журнале «Юный Техник» устройство записи/считывания информации механическое выбрано в качестве прототипа.
Модель с механической памятью - прототип - состоит из:
- фиксатора информации,
- хранилища лески (далее по тексту будет использован термин «нить»),
- блока записи информации,
- блока считывания информации.
Фиксатор информации выполнен в виде первого тела вращения, на котором закреплен один конец нити. Хранилище нити, которая будет использована для записи/считывания информации, выполнено в виде второго тела вращения, на котором закреплен (и намотан) другой конец нити. В рассматриваемой модели памяти блок записи информации и блок считывания информации совмещены в одном блоке (что является частным случаем реализации), в котором функции записи и считывания выполняются поочередно. Через этот блок проходит натянутая нить. При этом местоположение каждого витка нити на первом теле вращения определяется значением записываемой/считываемой информации, соответствующей этому витку.
Необходимо обратить внимание на то, что механическая память рассматриваемого микроавтобуса является моделью аналогового запоминающего устройства (запоминающего устройства аналоговой информации).
Следует, также, подчеркнуть то, что использование нити обуславливает стековую структуру организации аналоговой памяти известного устройства: «последним вошел - первым вышел». Именно поэтому известный микроавтобус с механической памятью при записи информации вынуждены провозить задним ходом по маршруту, который требуется запомнить.
К основным недостаткам устройства - прототипа относятся:
- отсутствие возможности анализа основных принципов построения запоминающих устройств, осуществляющих запись/считывание цифровой информации, т.к. основные принципы построения аналоговых и цифровых устройств памяти, их действие и их конструктивное выполнение -различны,
- вытекающее из сказанного отсутствие игровых моментов и правил игры, наглядно демонстрирующих основные принципы построения запоминающих устройств цифровой информации (вне зависимости от вида носителя - элементной базы).
Цель заявляемого устройства записи/считывания цифровой информации состоит в устранении вышерассмотренных основных недостатков устройства - прототипа.
Заявляемое устройство записи/считывания информации механическое (игра и/или наглядное пособие для младших школьников), как и известное, выбранное в качестве прототипа, состоит:
- из фиксатора информации, выполненного в виде первого тела вращения, на котором закреплен один конец нити,
- из хранилища нити - второго тела вращения, на котором закреплен и намотан другой конец нити,
- из блока записи информации,
- из блока считывания информации.
Через блок записи информации и блок считывания информации проходит натянутая промежуточная часть нити, причем местоположение каждого витка нити на первом теле вращения определяется значением записываемой/считываемой информации, соответствующей этому витку нити.
Предлагаемое устройство записи/считывания цифровой информации позволяет достигнуть следующего положительного эффекта:
- создания с использованием нити оригинального запоминающего устройства, осуществляющего запись/считывание цифровой (двоичной и троичной) информации,
- обеспечения наглядного анализа основных принципов построения запоминающих устройств, осуществляющих запись/считывание цифровой (двоичной и троичной) информации,
создания игровых моментов и правил игры, наглядно демонстрирующих, с одной стороны, основные, общие принципы построения запоминающих устройств цифровой (двоичной и троичной) информации (вне зависимости от вида носителя - элементной базы), а, с другой стороны - выраженный игровой и обучающий эффект.
Следует обратить внимание на существенность предоставления возможности детям младшего школьного возраста познакомиться в игровой форме с общими принципами построения и действия устройств записи/считывания цифровой (двоичной и троичной) информации - вплоть до временных диаграмм, которые «рисует» наматываемая (разматываемая) нить.
Кратко остановимся на перспективе использования троичных, наиболее оптимальных с математической точки зрения, элементов.
Известно, что в настоящее время в компьютерах для вычислений и представления информации используется наиболее простая двоичная система, в соответствии с которой единица данных - байт, состоящая из восьми бит, является последовательностью нулей и единиц, определяющих значение информации. В свое время в стране велись работы, в результате которых была создана и успешно работала троичная вычислительная машина «СЕТУНЬ». По сравнению с двоичной вычислительной машиной в
троичной вычислительной машине элементы усложнялись, но при этом упрощались создаваемые из них структуры и увеличивалась скорость обработки данных. Своей простотой и практичностью троичная вычислительная машина «СЕТУНЬ» обязана представлению чисел и команд в троичном коде.
Известно из литературы, что восемь, для примера, двоичных бит позволяют закодировать 256 значений информации, в то время, как пять троичных бит (их называют тритами) позволяют закодировать 243 значения. А если разработать флеш-карту емкостью, например, 1 Гбайт, у которой ячейки памяти могут принимать три состояния вместо двух? Выигрыш очевиден.
В связи с ускоренным развитием высоких технологий специалисты прогнозируют создание высокотехнологичного троичного элемента памяти широкого применения. Отсюда следует, что получение школьниками уже на стадии младших классов некоторого опыта «общения» с троичными элементами памяти, независимо от вида носителя троичной информации, весьма актуально.
Указанную цель по устранению указанных недостатков устройства -прототипа и получению вышеуказанного положительного эффекта удалось достигнуть, в соответствии с п.1 - п.5 формулы, благодаря тому, что:
- на первом теле вращения установлены две идентичные фигурные перегородки, разделяющие одну его часть, расположенную вдоль оси вращения, на три отсека, соответствующие трем значениям цифровой информации - «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» и «ЛОГ 2», в то время как его другая часть, также расположенная вдоль оси вращения, остается неразделенной.
- блок записи информации выполнен в виде элемента перемещения натянутой нити в положение, соответствующее значению записываемой цифровой информации «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» или «ЛОГ 2 », в направлении, параллельном оси вращения первого тела вращения,
- блок считывания информации выполнен в виде трехэлементного контакта электрического тока на переключение с нейтральным положением, причем через средний, подвижный элемент упомянутого контакта проходит натянутая промежуточная часть нити.
- первое тело вращения связано с датчиком (на нем с помощью дополнительного элемента установлен датчик - см ниже), например, магнитным, сигналов синхронизации моментов записи/считывания цифровой информации при наматывании (разматывании) на (с) первого тела вращения нити. При этом первому телу вращения приданы два приемника этих сигналов, например, два геркона, первый из которых является формирователем сигнала разрешения записи и связан с блоком записи информации, а второй - формирователем сигнала разрешения считывания и связан с блоком считывания информации.
- неподвижные элементы упомянутого контакта электрического тока на переключение с нейтральным положением, сигналы на которых в момент считывания соответствует цифровой информации «ЛОГ 0» и «ЛОГ 1», подключены к разъему как непосредственно, так и через логическую схему «ИЛИ с инверсией», сигнал на выходе которой соответствует цифровой информации «ЛОГ 2».
- разъем связан с микропроцессорной системой с дисплеем или с иным аналогичным устройством,
- к упомянутому разъему подключены световые индикаторы, соответствующие считываемой цифровой информации «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» и «ЛОГ 2».
Заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации имеет следующую совокупность основных элементов и связей между ними, которые можно охарактеризовать так:
В соответствии с п.1 формулы устройство записи/считывания информации механическое (игра и/или наглядное пособие для младших
школьников) состоит из фиксатора информации, выполненного в виде первого тела вращения, на котором закреплен один конец нити, из хранилища нити - второго тела вращения, на котором закреплен и намотан другой конец нити, а также из блока записи информации и из блока считывания информации. Через эти блоки проходит натянутая промежуточная часть нити. При этом местоположение каждого витка нити на первом теле вращения определяется значением записываемой/считываемой информации, соответствующей этому витку нити. На первом теле вращения установлены две идентичные фигурные перегородки, разделяющие одну его часть, расположенную вдоль оси вращения, на три области, соответствующие трем значениям цифровой информации - «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» и «ЛОГ 2», в то время как его другая часть, также расположенная вдоль оси вращения, остается неразделенной.
В соответствии с п.2 формулы блок записи информации выполнен в виде элемента перемещения натянутой нити в положение, соответствующее значению цифровой информации «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» или «ЛОГ 2». Направление перемещения этого элемента параллельно оси вращения первого тела вращения. Блок считывания информации выполнен в виде трехэлементного контакта электрического тока на переключение с нейтральным положением, причем через средний, подвижный элемент упомянутого контакта проходит натянутая промежуточная часть нити.
В соответствии с п.3 формулы первое тело вращения связано с датчиком (на нем с помощью дополнительного элемента установлен датчик - см ниже), например, магнитным, сигналов синхронизации моментов записи/считывания цифровой информации при наматывании (разматывании) на (с) первое тело вращения нити. При этом первому телу вращения приданы два приемника этих сигналов, например, два геркона, первый из которых является формирователем сигнала разрешения записи и связан с блоком записи информации, а второй - формирователем сигнала разрешения считывания и связан с блоком считывания информации.
В соответствии с п.4 формулы неподвижные элементы упомянутого контакта электрического тока на переключение с нейтральным положением, сигналы на которых в момент считывания соответствуют цифровой информации «ЛОГ 0» и «ЛОГ 1», подключены к разъему как непосредственно, так и через логическую схему «ИЛИ с инверсией», сигнал на выходе которой соответствует цифровой информации «ЛОГ 2». При этом разъем предназначен для связи с микропроцессорной системой с дисплеем или с иным аналогичным устройством.
В соответствии с п.5 формулы к упомянутому разъему подключены световые индикаторы, соответствующие цифровой информации «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» и «ЛОГ 2».
На Фиг.1 показано заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, выполненное в соответствии с п.1 формулы. При этом первое тело вращения изображено в положении, соответствующем разрешению записи, о чем свидетельствует расположение двух его фигурных перегородок. Кроме того, положение элемента перемещения натянутой нити соответствует значению цифровой информации «ЛОГ 0». На Фиг.1 также показаны основные элементы блока записи и блока считывания.
На Фиг.2 показано заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, выполненное в соответствии с п.2 формулы. При этом первое тело вращения изображено в положении, соответствующем разрешению записи, о чем свидетельствует местоположение магнитного датчика сигналов синхронизации моментов записи/считывания цифровой информации при наматывании (разматывании) на него (с него) нити, а также расположение двух фигурных перегородок первого тела вращения. Кроме того, положение элемента перемещения натянутой нити соответствует значению цифровой информации «ЛОГ 0».
На Фиг.3 показано заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, выполненное в соответствии с п.2 формулы. При этом первое тело вращения изображено в положении, соответствующем разрешению считывания, о чем свидетельствует местоположение магнитного датчика сигналов синхронизации моментов записи/считывания цифровой информации при наматывании (разматывании) на него (с него) нити, а также расположение двух фигурных перегородок первого тела вращения. Положение натянутой нити соответствует значению «ЛОГ 0» считываемой цифровой информации. На Фиг.3 изображено первое тело вращения, повернутое по оси вращения (относительно Фиг.2) на 180 градусов.
На Фиг.4 показано заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, аналогичное устройству, изображенному на Фиг.3. Положение натянутой нити соответствует значению «ЛОГ 1» считываемой цифровой информации.
На Фиг.5 показано заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, аналогичное устройству, изображенному на Фиг.3. Положение натянутой нити соответствует значению «ЛОГ 2» считываемой цифровой информации.
На Фиг.6 показан конкретный пример выполнения блока записи и блока считывания, а также связь элементов этих блоков как со световыми индикаторами, так и с разъемом для подключения к микропроцессорной системе с дисплеем или к иному аналогичному устройству.
На Фиг.7 показана временная диаграмма заявляемого устройства записи/считывания цифровой информации.
На Фиг.1 изображен фиксатор информации, выполненный в виде первого тела 1 вращения, на котором установлены две идентичные фигурные перегородки 2 и 3. Эти перегородки 2 и 3 разделяют одну часть первого тела 1 вращения, расположенную вдоль оси вращения, на три области,
соответствующие трем значениям цифровой информации: «ЛОГ 0» - левая по чертежу, «ЛОГ 1» - правая по чертежу и «ЛОГ 2» - средняя по чертежу. Другая часть первого тела 1 вращения, также расположенная вдоль оси вращения, остается неразделенной.
На Фиг.1 показан элемент 4 перемещения натянутой нити в положение, соответствующее значению цифровой информации «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» или «ЛОГ 2», в направлении, параллельном оси вращения первого тела 1 вращения. Элемент 4 перемещения имеет отверстие 5 и ручку 6. Через отверстие 5 пропущена натянутая нить 7.
На Фиг.1 показано хранилище нити 7, выполненное в виде второго тела 8 вращения.
Кроме того, на Фиг.1 показан трехэлементный контакт электрического тока на переключение с нейтральным положением, причем через средний, подвижный элемент упомянутого контакта проходит натянутая промежуточная часть нити 7. Один неподвижный элемент 9 этого контакта соответствует значению цифровой информации «ЛОГ 0», а другой неподвижный элемент 10 этого контакта соответствует значению цифровой информации «ЛОГ 1». Третий, подвижный элемент 11 этого контакта, имеющий нейтральное положение, соответствует значению цифровой информации «ЛОГ 2». Подвижный элемент 11 выполнен в виде металлической трубки, через которую пропущена натянутая нить 7. Для удобства рассмотрения заявляемого устройства элементы 9, 10 и 11 соответственно соединены с точками 12, 13 и 14 (см. ниже, Фиг.6).
Элементы 4, 5, 6 с пропущенной в отверстие 5 нитью 7 образуют блок 15 записи цифровой информации.
Элементы 9, 10 и 11 трехэлементного контакта электрического тока на переключение с нейтральным положением являются основной частью блока 16 считывания цифровой информации.
Верхний (по чертежу) конец нити 7 закреплен на первом теле 1 вращения. Нижний (по чертежу) конец нити 7 закреплен и намотан на
втором теле 8 вращения. При этом нить 7 - натянута. Нить 7 проходит через металлическую трубку 11, через отверстие 5 и подходит, в соответствии с Фиг.1, к первому телу 1 вращения в область «ЛОГ О» для обеспечения записи соответствующей цифровой информации.
Две идентичные перегородки 2 и 3 на Фиг.1 показаны схематично, чтобы не загромождать чертеж и не усложнять описание.
Примечание:
Каждая из двух идентичных фигурных перегородок 2 и 3 в своей базовой заготовке имела диск определенной толщины (например, 10-15 мм), часть которого была вырезана по линии ABDC и была удалена. Кроме того, две части каждой из перегородок 2 и 3 были заточены по линиям ABE и CDF с двух сторон клинообразно, так, что отрезки АВ и CD превратились в острые линии. Такая клинообразная форма перегородок 2 и 3 обеспечивает во время вращения первого тела 1 при записи передачу дополнительного бокового усилия на нить 7 в процессе ее перехода из одной информационной области (например, «ЛОГ 0») в другую информационную область (например, «ЛОГ 1»), обеспечивая повышенную надежность процесса записи.
На Фиг.2 изображено заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, основная часть элементов которого и их связи были рассмотрены при описании Фиг.1. Дополнительно на Фиг.2 изображен диск с датчиком 17, установленный на одном из торцов (по чертежу - левом) первого тела 1 вращения. Датчик 17 выполнен магнитным. Он вырабатывает сигналы синхронизации моментов записи/считывания цифровой информации при наматывании (разматывании) нити на (с) первого тела 1 вращения. При этом первому телу 1 вращения приданы два приемника этих сигналов, в частности, два геркона 18 и 19, первый из которых является формирователем сигнала разрешения записи и связан с блоком записи информации, а второй - формирователем сигнала считывания
и связан с блоком считывания информации. Эти связи герконов 18 и 19 будут рассмотрены ниже.
Кроме того, на Фиг.2 изображен диск 20, установленный на одном из торцов (по чертежу - левом) второго тела 8 вращения. Диск, на котором установлен датчик 17, является элементом 21.
На Фиг.3 изображено заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, все элементы которого и их связи были рассмотрены при описании Фиг.2. Единственное отличие от Фиг.2 состоит в том, что первое тело 1 вращения повернуто относительно Фиг.2 на 180 градусов. Вместо режима «запись» установлен режим «считывание», причем, в соответствии с расположением на чертеже нити 7, считывание информационного значения «ЛОГ 0». При этом датчик 17 магнитный расположен рядом с герконом 19, вырабатывающим сигнал считывания.
На Фиг.4 изображено заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, все элементы которого и их связи были рассмотрены при описании Фиг.3. Единственное отличие от Фиг.3 состоит в том, что устройство подготовлено, в соответствии с расположением на чертеже нити 7, к считыванию информационного значения «ЛОГ 0». При этом датчик 17 магнитный расположен рядом с герконом 19, вырабатывающим сигнал считывания. Нить 7 проходит от второго тела 8 вращения к области «ЛОГ 1» первого тела 1 вращения.
На Фиг.5 изображено заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации, все элементы которого и их связи были рассмотрены при описании Фиг.3. Единственное отличие от Фиг.3 состоит в том, что устройство подготовлено, в соответствии с расположением на чертеже нити 7, к считыванию информационного значения «ЛОГ 2». При этом датчик 17 магнитный расположен рядом с герконом 19, вырабатывающим сигнал
разрешения считывания. Нить 7 проходит от второго тела 8 вращения к области «ЛОГ 2» первого тела 1 вращения. Трехэлементный контакт электрического тока на переключение находится в нейтральном положении, причем средний, подвижный элемент 11 упомянутого контакта не соприкасается ни с одним из неподвижных элементов 9 и 10.
На Фиг.6 раскрыто выполнение блока 15 записи и блока 16 считывания цифровой информации.
На Фиг.6 показан основной узел блока 16 считывания - трехэлементный контакт электрического тока на переключение с нейтральном положением, выполненный на элементах 9, 10 и 11, рассмотренный выше, еще при описании Фиг.1, на которой (Фиг.1) были изображены точки 12, 13 и 14 для подключения к элементам 9, 10 и 11 других элементов блока 16 считывания. Напомним, что элементы 9 и 10 являются неподвижными, а элемент 11 - подвижный, имеющий нейтральное положение. Элемент 11 выполнен в виде металлической трубки, через которую пропущена натянутая нить 7. На Фиг.6 показано, что нить 7 прижимает подвижный элемент 11 к неподвижному элементу 9.
На Фиг.6 показан контакт 22 геркона 19 (считывание), источник 23 электропитания (например, батарейка), нижний (по схеме) вывод которого заземлен (имеет нулевой потенциал), а верхний вывод имеет положительный потенциал, резистор 24, одним своим выводом подключенный к упомянутой точке 14, а другим - к верхнему (по схеме) выводу питания (положительный потенциал) логической схемы 25 «ИЛИ с инверсией», нижний вывод которой - заземлен, и к левому (по схеме) выводу геркона 22. Входы логической схемы 25 «ИЛИ с инверсией» подключены, соответственно, к одним выводам (по схеме - левым) резисторов 26 и 27, одним выводам (по схеме - верхним) светодиодов 28 «ЛОГ 1» и 29 «ЛОГ 0», а также к точкам 13 и 12. Другие выводы (по схеме - правые) резисторов 26 и 27, а также другие выводы (по схеме - нижние) светодиодов 28 и 29 - заземлены.
Светодиод 30 «ЛОГ 2» правым своим выводом - заземлен, а левым соединен через резистор 31 с правым (по схеме) инверсным выводом логической схемы 25 « ИЛИ с инверсией», а также соединен с левым (по схеме) выводом резистора 32. Правый вывод резистора 32 - заземлен.
На Фиг.6 изображен контакт 33 геркона 18 (Запись), который через резистор 34 подключен к светодиоду 35 разрешения записи.
Переключатель 36 Запись/Считывание, подключенный к источнику 23 электропитания, изображен в положении «Считывание», при котором электропитание подается на правый (по схеме) вывод геркона 22. В другом положении «Запись» переключателя 36 электропитание подается на левый (по схеме) вывод контакта 33 геркона 18 (Запись).
Упомянутые точки 13 (ЛОГ 0) и 12 (ЛОГ 1), а также инверсный вывод логической схемы 25 « ИЛИ с инверсией» - (ЛОГ 2) подключены к разъему 37. Разъем 37 предназначен для связи с микропроцессорной системой с дисплеем или иным аналогичным устройством, например, однокристальным контроллером с дисплеем (в этом случае для ввода считываемой с заявляемого устройства цифровой информации целесообразно использовать внешний однобайтный порт контроллера). Кроме того, можно использовать компьютер.
На Фиг.7 показана временная диаграмма заявляемого устройства записи/считывания цифровой информации, элементы которой не требуют, на наш взгляд, дополнительного раскрытия.
Рассмотрим работу заявляемого устройства записи/считывания цифровой информации.
Рассмотрим работу заявляемого устройства, изображенного на Фиг.1.
Запись цифровой информации осуществляется путем намотки нити 7 на первое тело 1 вращения. Каждому витку нити 7 соответствует одно из трех
возможных значений одного бита (точнее, трита) записываемой троичной информации - «ЛОГ 0», «ЛОГ 1» или «ЛОГ 2». Первое тело 1 вращения содержит две фигурные перегородки, которые делят одну из его частей, расположенную вдоль оси его вращения, на три области. Фигурные перегородки 2 при записи цифровой информации развернуты в сторону наблюдателя своими сторонами с вырезами (см. линии ABDC каждой из них).
При записи «ЛОГ 0» производят намотку витка нити 7 на левую область тела 1 вращения. При записи «ЛОГ 1» производят намотку витка нити 7 на правую область тела 1 вращения. При записи «ЛОГ 2» производят намотку витка нити 7 на среднюю область тела 1 вращения.
Перемещение нити 7 из одной области в другую производят с помощью элемента 4 перемещения (с отверстием 5) натянутой нити, имеющего ручку 6. Нить 7 проходит через отверстие 5, поэтому при перемещении элемента 4 вдоль тела 1 вращения нить 7 перемещается от области «ЛОГ 0» к области «ЛОГ 1» или обратно. Перемещение элемента 4 в рассматриваемой реализации школьники осуществляют вручную с помощью ручки 6.
При записи цифровой информации намотку нити 7 на тело 1 вращения школьники также осуществляют вручную с помощью диска 21.
Для упрощения описания, а также для облегчения условий игры школьников, допустим, что третье значение цифровой информации - «ЛОГ 2» - используется исключительно для разделения одного двоичного байта (или иной закодированной порции информации) от другого. В этом случае длина единичной порции записываемой информации для заявляемого устройства не имеет значения, т.е. оно обеспечивает устойчивую работу при использовании любых неравномерных кодов.
Допустим, что требуется записать двоичное число «5», которому соответствует двоичный код «0101». В этом случае:
- первый виток нити 7 наматывают на среднюю область первого тела 1 вращения - «ЛОГ 2». Это - виток разделитель,
- второй виток нити 7 наматывают на левую область первого тела 1 вращения - «ЛОГ 0». Это - виток бита D3,
- третий виток нити 7 наматывают на правую область первого тела 1 вращения - «ЛОГ 1». Это - виток бита D2,
- четвертый виток нити 7 наматывают на левую область первого тела 1 вращения - «ЛОГ 0 ». Это - виток бита D1,
- пятый виток нити 7 наматывают на правую область первого тела 1 вращения - «ЛОГ 1». Это - виток бита DO,
- шестой виток нити 7 наматывают на среднюю область первого тела 1
вращения - «ЛОГ 2». Это - виток разделитель. Запись числа «5» - завершена.
Следует обратить внимание на то, что, в рассматриваемой реализации заявляемого устройства, предназначенного для использования в качестве игры и/или наглядного пособия для младших школьников, записывать цифровую информацию следует, в отличие от общепринятого, со старшего разряда - младшим школьникам так понятнее.
Следует, также, обратить внимание на то, что перевод нити из одной из упомянутых областей первого тела 1 вращения в другую область осуществляют на неразделенной и расположенной вдоль оси вращения части первого тела 1 вращения.
Процесс считывания ранее записанной информации будет рассмотрен ниже, при повороте первого тела 1 вращения на 180 градусов.
Рассмотрим работу заявляемого устройства, изображенного на Фиг.2.
Для синхронизации работы заявляемого устройства введен узел синхронизации, состоящий из диска 21 с установленным на нем датчиком 17 расположения тела 1 вращения относительно оси его вращения, а также из двух герконов 18 (разрешение записи) и 19 (считывание). Все
вышерассмотренные действия по записи цифровой троичной информации путем намотки нити 7 на тело 1 вращения следует выполнять тогда, когда датчик 18 будет находиться рядом с герконом 18 (это расположение изображено на Фиг.2).
Рассмотрим работу заявляемого устройства, изображенного на Фиг.3.
На этой фигуре показано, каким образом происходит считывание цифровой информации, ранее записанной на теле 1 вращения.
На Фиг.3 показано, что тело 1 вращения по сравнению с Фиг.2 повернуто на 180 градусов относительно своей оси вращения. При этом датчик 17 стал располагаться рядом с герконом 19 «Считывание». Кроме того, фигурные перегородки 2 и 3 развернулись в сторону наблюдателя своими цельными сторонами (см. линии FE каждой из них). Отметим, что ширина цельных сторон фигурных перегородок 2 и 3, как было отмечено выше (см. Примечание к описанию Фиг.1), составляет 10-15 мм. Это сделано для того, чтобы четко определить при считывании, в случае, если нить соприкасается с фигурной перегородкой, из какой именно области тела 1 вращения разматывают нить.
Следует отметить, что в процессе разматывания нити 7 элемент 4 перемещения нити 7 движется параллельно оси вращения тела 1 свободно, только под действием силы натяжения нити 7, не мешая нити 7 сохранять свое натяжение и обеспечивать отрезок на участке от тела 1 вращения до подвижного контакта 11 прямолинейным.
При    считывании цифровой информации нить наматывают на тело 8 вращения с помощью диска 20, причем, для варианта игры школьников, наматывают вручную.
Необходимо остановиться на виде считываемой цифровой информации.
Выше было указано, что нить 7 обуславливает стековую структуру организации памяти: «последним вошел - первым вышел».
Допустим, что требуется считать ранее записанную на тело 1 вращения информацию о двоичном числе «5», которому при записи соответствовал двоичный код «0101», с учетом того, что запись начиналась со старшего разряда D3, а заканчивалась младшим разрядом D0. В этом случае:
- первый виток нити 7 разматывают со средней области первого тела 1 вращения - «ЛОГ 2». Это - виток разделитель,
- второй виток нити 7 разматывают с правой области первого тела 1 вращения - «ЛОГ 1». Это - виток бита D0,
- третий виток нити 7 разматывают с левой области первого тела 1 вращения- «ЛОГ 0». Это - виток бита D1,
- четвертый виток нити 7 разматывают с правой области первого тела 1 вращения - «ЛОГ 1». Это - виток бита D2,
- пятый виток нити 7 разматывают с левой области первого тела 1 вращения - «ЛОГ 0». Это - виток бита D3,
- шестой виток нити 7 разматывают со средней области первого тела 1 вращения - «ЛОГ 2». Это - виток разделитель. Считывание ранее записанного числа «5» - завершено.
Итак, считывание начиналось с младшего разряда D0, а закончилось старшим разрядом D3.
Таким образом, мы записывали код 201012, а считали код 210102. Так и должно быть. Что делать с кодом, у которого все информационные разряды считаны в обратном порядке, будет сказано ниже.
Детализация процесса считывания будет осуществлена при рассмотрении Фиг.6.
Рассмотрим работу заявляемого устройства, изображенного на Фиг.4 и Фиг.5.
Принцип действия заявляемого устройства, изображенного на Фиг.4 и Фиг.5, полностью соответствует принципу действия заявляемого устройства, описанного при рассмотрении Фиг.3.
Единственное, что необходимо отметить, это то,  что:
- на Фиг.3 изображено считывание информации из левой области тела 1 вращения, соответствующей значению «ЛОГ 0»,
- на Фиг.4 изображено считывание информации из правой области тела 1 вращения, соответствующей значению «ЛОГ 1»,
- на Фиг.5 изображено считывание информации из средней области тела 1 вращения, соответствующей значению «ЛОГ 2».
Рассмотрим работу заявляемого устройства, изображенного на Фиг.6. В режиме «Запись» переключатель 36 находится в рабочем состоянии, когда положительный потенциал источника 23 через контакты переключателя 36 подается на левый (по схеме) вывод контакта 33 геркона 18. При записи диск 21 с датчиком 17 вращают вручную. Когда датчик 17 будет находиться рядом с герконом 18, контакт 33 последнего сработает, в результате чего загорится светодиод 35 разрешения записи. В этом состоянии заявляемого устройства фигурные перегородки 2 и 3 установятся так, что с помощью элемента 4 перемещения (см. Фиг.2) можно будет вручную установить нить 7 напротив одной из трех областей тела 1 вращения:
«ЛОГ 0», «ЛОГ 1» или «ЛОГ 2», соответствующих информационному значению записываемой информации. При дальнейшем вращении диска 21 виток нити 7 будет намотан на требуемую область тела 1 вращения. Запись одного бита (трита) - завершена. Рассмотренный процесс может многократно повторяться.
В режиме «Считывание» переключатель 36 находится в исходном состоянии, когда положительный потенциал источника 23 через контакты переключателя 36 подается на правый (по схеме) вывод контакта 22 геркона 19 считывания. При считывании диск 20 вращают вручную. При этом благодаря натяжению нити 7 вращается и диск 21 с датчиком 17. Когда датчик 17 будет находиться рядом с герконом 19, контакт 22 последнего
сработает, в результате чего произойдет следующее. Положительный потенциал от источника 23 через переключатель 36, через рабочий контакт 22 геркона 19 и через резистор 24 поступит на подвижный контакт 11, через который проходит натянутая нить 7. В зависимости от положения этого контакта 11, положительный потенциал поступит на контакт 9 «ЛОГ» или на контакт 10 «ЛОГ 1». Если в рассматриваемой ситуации, когда контакт 22 замкнут, контакт 11 будет находиться в нейтральном положении, т.е. не будет иметь электрической связи ни с контактом 9, ни с контактом 10, на входах схемы «ИЛИ с инверсией» останутся нулевые (земляные) потенциалы, подаваемые через резисторы 26 и 27. Но при замыкании контакта 22 на схему «ИЛИ с инверсией» будет подано питание (положительный потенциал от источника 23), в результате чего на ее выходе появится положительный сигнал, соответствующий считываемой информации «ЛОГ 2». В соответствии с рассмотренным, будет гореть один из светодиодов 28, 29 или 30, индицируя информационное значение считываемой троичной информации.
Контакты 9 и 10, а также выход схемы «ИЛИ с инверсией» подключены к разъему 37, который предназначен для соединения с микропроцессорной системой с дисплеем, с однокристальным контроллером с внешним портом, или с иным аналогичным устройством, например, компьютером.
Рассмотрение элементов, их связей и архитектуры программного обеспечения микропроцессорной системы с дисплеем, однокристального контроллера с внешним портом для подключения цепей разъема 37 или иного аналогичного устройства, например, компьютера (далее по тексту -программного устройства) выходит за рамки настоящей заявки.
Тем не менее, необходимо остановиться на следующем. Как было показано выше, стековая структура памяти с использованием нити приводит к тому, что биты (триты) считываемого слова приходится считывать не слева направо (как их записывали), а наоборот, справа налево, что для
использования заявляемого устройства школьниками, несмотря на наличие светодиодов 28-30, достаточно неудобно. В функции программного устройства целесообразно ввести преобразование считываемой цифровой информации в исходный вид. Кроме того, закодированную информацию программное устройство может преобразовать в текст, причем так, чтобы каждая буква (символ) была бы расположена рядом с соответствующим ей кодовым словом. Это позволит легко выявить возможные ошибки в кодировании школьниками записываемой информации и учесть их в процессе обучения. Так как программное устройство является двоичным, то разряд на выходе разъема 37, соответствующий значению «ЛОГ 2», оно может трактовать так, как это и было задумано - а именно, как разделитель байтов или иных кодовых информационных единиц. К сказанному можно добавить, например, что при правильно выполненной школьниками записи необходимой информации в предлагаемом устройстве, программное устройство, в качестве поощрения школьников, может вызвать на исполнение какой - либо развлекательный файл.
Следует отметить, что при кодировании исходного текста школьники могут пользоваться различными кодами, такими, как код Морзе, телеграфный код или иной другой код, предварительно изучив их. Таблицы таких кодов могут быть размещены в программном устройстве с доступом к ним школьников.
На Фиг.7 показана временная диаграмма работы заявляемого устройства записи/считывания цифровой информации, которая очевидна и не требует, на наш взгляд, дополнительных пояснений. Единственное, что любопытно отметить, это то, что прохождение нити 7 по телу 1 вращения может найти аналогию с прохождением луча осциллографа при изучении временных диаграмм, а светодиоды 27-30 и светодиод 35 обеспечивают синхронизацию изучаемого процесса.
Конструктивное исполнение.
Заявляемое устройство записи/считывания цифровой информации -модель для школьников - может быть смонтировано в корпусе с габаритами 240×120×50 (мм). Крышка корпуса должна быть выполнена из оргстекла для того, чтобы школьникам был виден процесс вращения тела 1 и процесс движения нити 7. Диски 20 и 21, элемент 6 (ручка) элемента 4 перемещения нити 7 и светодиоды 27-30 и 35 должны быть выведены на крышку корпуса.
Один из возможных вариантов внедрения заявляемого устройства - его выпуск в виде конструктора такой модели.
Рассмотрим один из возможных вариантов правил игры. Имея модель предлагаемого устройства записи/считывания цифровой информации и подключенный к ней компьютер, можно устроить соревнования между несколькими участниками на правильность кодирования и записи информации и на скорость записи. Участники могут выбрать одну из нескольких систем кодирования, например, код Морзе, причем таблицы кодов можно вызвать на монитор компьютера. В меню компьютера может быть предусмотрен набор фраз или числовых последовательностей, одна из которых будет использована участниками при кодировании и последующей записи. Например, участникам может быть предложено записать в устройство записи/считывания цифры от «1» до «15» в двоичном коде, или же, что более сложно, закодировать и записать какое-либо двустишие, например:
«Не подходите близко,
Я тигренок, а не киска».
Для участника - победителя компьютер может, в качестве поощрения, вызвать на исполнение какой-либо развлекательный файл.
В компьютере должно быть предусмотрено такое отображение считываемой информации, которое обеспечивало бы выявление ошибок кодирования записываемой школьниками информации.