Устройство для определения показателей надежности объектов

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при анализе и прогнозировании надежности объектов. Цель изобретения - уменьшение времени определения показателей надежности. Устройство содержит одновибратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, счетчик 3 адреса, первый дешифратор 4, блок 5 ассоциативной памяти, счетчик 6 состояний,регистр 7, группу злементов И 8, злемент ИЛИ-НЕ 9, второй дешифратор 10, группу счетчиков 11, третий дешифратор 12. По сигналам счетчика 3, адреса из блока 5 ассоциативной памяти выбираются коды минимальных путей, поступающие на установочный вход счетчика 6 состояний . Счетчик 6 производит перебор только заведомо работоспособных состояний объекта. С выхода счетчика 6 коды состояний поступают на информационный вход блока 5 ассоциативной памяти, на ассоциативном выходе которого появляются сигналы, если указанные коды состояний уже встречались ранее. Счетчики 11 группы накапливают число работоспособных состояний объекта при различном числе исправных злементов. 3 ил., 3 табл. i СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.Я0„„1416977 ш4 G 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOhNTET СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4186284/24-24 (22) 26.01.87

:(46) 15.08.88. Бюл. Р 30 (72) А. Г. Гутник, А.Ю.Иванов, А.П. Плюха и Е.И. Петров (53) 684.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 708359, кл.G 06 F 15/46, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 1072058, кл. G 06 F 15/46, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при анализе и прогнозировании надежности объектов. Цель изобретения - уменьшение времени определения показателей надежности.

Устройство содержит одновибратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, счетчик 3 адреса, первый дешифратор 4, блок 5 ассоциативной памяти, счетчик

6 состояний, регистр 7, группу элементов И 8, элемент ИЛИ-НЕ 9, второй дешифратор 10, группу счетчиков 1 1, третий дешифратор 12. По сигналам счетчика 3, адреса из блока 5 ассоциативной памяти выбираются коды .минимальных путей, поступающие на установочный вход счетчика 6 состояний. Счетчик 6 производит перебор только заведомо работоспособных состояний объекта. С выхода счетчика 6 коды состояний поступают на информационный вход блока 5 ассоциативной памяти, на ассоциативном выходе которого появляются сигналы, если указанные коды состояний уже встречались ранее. Счетчики 11 группы накапливают число работоспособных состояний объекта при различном числе исправных элементов. 3 ил., 3 табл.

1416977

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при анализе и прогнозировании надежности объектов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг. I - 3 представлена схема устройства для определения показателей надежности объектов.

Устройство для определения показателей надежности объекта содержит одновибратор 1, генератор 2 тактовых импульсов, счетчик 3 адреса, первый дешифратор 4, блок 5 ассоциативной 15 памяти, счетчик 6 состояний, регистр

7, группу 8 элементов И, элемент.

ИЛИ-НЕ 9, второй дешифратор 10, гуппу счетчиков 11, третий дешифратор

12, ячейки 13 блока 5 ассоциативной 20 памяти, разряды 14 ячейки, элементы

15 памяти, элемент ИЛИ 16, элементы И 17 и 18, разряды 19 счетчика состояний, счетные триггеры 20 и элементы И 21 и 22. 25

Блок 5 ассоциативной памяти предназначен для хранения кодов минимальных путей. Число элементов исследуемого объекта определяетразрядность блока 5, а число минимальных путей — 30 его емкость. В качестве примера в табл. 1 представлены коды минимальных путей для мостиковой схемы, содержащей пять элементов с третьим элементом в. диагонали. 35

Подключение информационных выходов блока 5 ассоциативной памяти к установочным входам счетчика состояний позволяет заносить в последний коды минимальных путей в качестве 4О его начальных значений. Связь выходов счетчика 6 состояний с информационными входами блока 5 обеспечивает возможность поиска в ассоциативной памяти такого кода, который накрывает код состояния счетчика 6 (когда все единицы кода минимального пути совпадут хотя бы с частью единиц кода состояния счетчика). Накрытие отображается на ассоциативном выходе блока 5 и позволяет исключить пов то рный уче т раб о то с по со б но го состояния анализируемого объекта.

Счетчик 6 состояний предназначен цля перебора кодов только работоспособных состояний объекта. Счетчик

6 содержит и разрядов. Выход переноса счетчика 6 подключен к счетному . выходу счетчика 3 и входу записи регис тра 7, что обеспечив ае т изменение состояний счетчика 3 и занесение информации в регистр 7 в конце цикла работы счетчика состояний.

Регистр 7 предназначен для запоминания номеров рассмотренных минимальных путей и управления вторым дешифратором 10. Наличие единицы в i -м разряде регистра 7 (14Ытп) запрещает повторное занесение в группу счетчиков 11 информации об исправном состоянии объекта, если такое состояние встречалось при рассмотрении =го минимального пути.

Второй дешифратор 10 служит для преобразования кода количества работоспособных элементов объекта, поступающего на информационные входы в унитарный код. Если исправны к элементов объекта (в коде содержится к единиц), то сигнал появляется на к — м выходе (1<к и) дешифратора

10 и поступает на вход соответствующего к-ro счетчика в группе счетчиков 11 при наличии сигнала на входе разрешения дешифратора.

Дешифратор 10 состоит из сумматора единиц.

Третий дешифратор 12 предназначен для выработки сигнала окончания работы устройства. После пересмотра всех минимальных путей с выходов счетчика 3 адреса снимается код адреса m — го слова и поступает на входы дешифратора 12, на выходе которого вырабатывается сигнал, запрещающий работу генератора 2 тактовых импульсов. Выход дешифратора 12 соединен с вторым управляющим входом (останова) генератора 2 тактовых импульсов.

Структура счетчика состояний позволяет изменить логику его работы.

Вначале в него заносится код минимального пути из блока 5 ассоциативной памяти. В дальнейшем с поступлением сигналов на счетный вход изменять состояние смогут лишь те триггеры, которые первоначально были установлены в нуль. Единичное значе- ние остальных триггеров удерживается благодаря наличию на S-входах кода минимального пути от блока 5 ассоциативной памяти. Таким образом, суммирование импульсов, поступающих от генератора 2 тактовых импульсов, производится только триггерами, которые были вначале установлены в нуль.

Например, если начальное значение

1416977 з счетчика 6 равно коду последнего минимального пути 01110(табл.1), то последующими значениями счетчика 6 будут соответственно коды 01111, 11110 и 11111. Тем самым производится перебор только заведомо работоспособных состояний объекта, что приводит к резкому повышению быстродействия устройства.

Устройство для определение показателей надежности работает следующим образом.

В исходном состоянии в блок 5 ассоциативной памяти занесены коды минимальных путей, а счетчик 3 адреса, счетчик 6 состояний, регистр 7 и группы счетчиков 11 обнулены.

Запуск устройства производится при срабатывании одновибратора 1, сигнал с выхода которого подается на установочный вход счетчика 3 адреса и первый управляющий вход запуска генератора 2 тактовых импульсов. Счетчик

3 адреса устанавливается в нулевое состояние. Сигнал с выходов счетчика

3 поступают на входы первого дешифратора 4. Сигналом с первого выхода дешифратора 4 выбирается код первого минимального пути, записанный в блоке 5 ассоциативной памяти по первому .адресу. Этот код подается на установочные входы счетчика 6 состояний и далее с выходов счетчика 6 на входы второго дешифратора 10. На вход разрешения дешифратора 10 подается единица, так как регистр 7 обнулен, а следовательно, все элементы И группы 8 закрыты и с выхода, элемента 9

ИЛИ-НЕ снимается единичный сигнал.

С выхода дешифратора 10 в соответствующий. счетчик 11 группы поступает сигнал.

Следующий такт начинается с поступлением сигнала с генератора 2 тактовых импульсов на счетный вход счетчика 6 состояний.

При подаче на счетный вход счетчи. ка 6 импульсов от генератора 2 в работе счетчика 6 прннимают участие только те его разряды, на которые с блока 5 ассоциативной памяти подаются нулевые сигналы. С выходов счетчика 6 сигналы подаются на дешифратор

10, который: разблокирован на все время просмотра первого минимального пути. С выходов дешифратора 10 сигналы поступают в группы счетчиков 11 совпадений.

Работу счетчика 6 и дешифратора

10 во время первого цикла поясняет табл. 2.

Когда в результате работы счетчика 6 все его разряды устанавливаются в единичное состояние, на выходе переполнения счетчика 6 появляется единичный сигнал, который увеличивает содержимое счетчика 3 адреса на единицу, а следовательно, модифицирует адрес слова в блоке 5 ассоциативной памяти. Этот же сигнал разрешает занесение единицы в младший разряд регистра 7. На этом первый цикл работы устройства закончен .

По модифицированному адресу из блока 5 ассоциативной памяти считывается код следующего минимального пути и начинается очередной цикл работъ устройства.

В каждом к-м цикле (к)1) необходимо исключить из рассмотрения те состояния исследуемого объекта, кото2б рые были учтены в предыдущих циклах, иначе в случае повторного учета в счетчиках 11 группы накапливаются неверные значения. С этой целью код состояния объекта из счетчика 6 поЗ0 дается на информационные входы блока

5 ассоциативной памяти. Накрытие поданного кода одним из кодов минимальных путей (чему соответствует совпадение всех единиц кода минимального

35 пути хотя бы с частью единиц поданного кода) отображается единицей на соответствующем, например, р-м ассоциативном выходе блока 5. Если номер р ассоциативного выхода меньше к, 40 это свидетельствует о повторном рассмотрении уже просмотренного мини-: мального пути. Поскольку в триггерах регистра 7 с номерами меньше к уже записаны единицы, то р-й элемент И из группы 8 срабатывает и на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 появляется нуль, блокирующий срабатывание второго дешифратора 10, в результате запрещается занесение информации в группу счетчиков 11.

Работа блока 5 ассоциативной памяти, счетчика 6 состояний, регистра 7, второго дешифратора 10 пояснена в табл. 3..

Окончание работы устройства происходит следующим образом.

При очередном окончании цикла модифицированное значение счетчика 3 адреса, представляющее код числа ш

1416977 подается на вход третьего дешифрато" ра 12, который вырабатывает сигнал, поступающий на вход останова генератора 2 тактовых импульсов.

Значения показателей надежности снимаются с выходов счетчиков 11 группы.

Так, для объекта мостиковой структуры значения счетчиков будут соответственно N, = 0, N< = 2, N> = 8, N<=-5, N = 1.

Использование содержимого счетчи" ков 11 группы позволяет рассчитать . следующие показатели работоспособнос- 15 ти, аналитическое определение которых невозможно: а) общее число работоспособных состояний:

И, =. С: М„

2О где N „ — чйсло работоспособных состояний объекта при к исправных элементах (содержимое к-ro счетчика блока 11); б) степень гибкости системы (показатель совершенства структуры): 25

N

No

rye o в) функцию надежности объекта произвольной структуры Р при известной

Р вероятности исправной работы элементов по формуле:

Формула изобретения устройство для определения показателей надежности объектов, содержащее одновибратор, генератор тактовых импульсов, счетчик адреса, счетчик

40 состояний, первый дешифратор, второй дешифратор, группу счетчиков, третий дешифратор, выход одновибратора соединен с первым управляющим входом генератора тактовых импульсов

45 и установочным входом счетчика адреса, выходы которого соединены с входами первого дешифратора и с входами третьего дешифратора, выход которого подключен к второму управляющему входу генератора тактовых импульсов, выходы второго дешифратора соединены ( с входами счетчиков группы, о т личающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устроиства, в него введены блок ассо55 циа тив ной памя ти, р е ги стр, гр уппа элементов И и элемент ИЛИ-НЕ выходы первого дешифратора поразрядно подключены к одноименным установочным входам триггеров регистра и адресным входам блока ассоциативной памяти, информационные выходы которого соединены с установочными входами счетчика состояний, счетный вход и выходы которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и информационными входами второго дешифратора, которые подключены к информационным входам блока ассоциативной памяти, ассоциативные выходы которого подключены к первым входам группы элементов И, вторые входы и выходы который соединены соответственно с выходами регистра и входами элемента ИЛИ-НЕ, выходы которого подключен к входу разрешения второго дешифратора, выход переноса счетчика состояний соединен с входом записи регистра и счетным входом счетчика адреса, который содержит разряды по числу элементов объекта и элементов

И, а каждый разряд содержит триггер и элемент И разряда, счетный вход триггера соединен с первым входом элемента И разряда и подключен к выходу элемента И предыдущего разряда, счетный вход триггера первого разряда подключен к счетному входу счетчика, S — вход и выход триггера в каждом разряде подключены соответственно к одноименным разрядам установочных входов и выходов счетчика, которые соединены с вторыми входами элементов И соответствующего разряда и входами счетчика, выход которого подключен к выходу переноса счетчика, причем блок ассоциативной памяти со держит ячейки по числу минимальных путей, а каждая ячейка содержит разряды по числу элементов объекта и элемент ИЛИ,каждый разряд ячейки состоит из элемента памяти, элемента ИЛИИ эле1 мента И,первый, второй входы и выход которогосоединены соответственно с прямымивыходом элементапамяти, одноименными разрядами адресного входа и информационного выхода блока, первый, второй входы и выходы элемента ИЛИ разряда подключены соответственно к ин- версному выходу элемента памяти, одноименному разряду информационного входа блока и входу элемента ИЛИ ячейки, выход которого соединен с соответствующим разрядом ассоциативных выходов блока.

141б977 S

Таблица 1

Номер мини изль ного пути

0 0 0 1 1

1 1 0 0 0

1 0 1 0 1

1 0

1 1

Таблица 2

Со стояние счетчика 6

Выходные сигналы дешифратора 10

Состояние генератора 2

+,1

+1 в

+1в

Сч. 4

Сч.5

1 Сч.к — к-й счетчик 11 группы.

Состояние счетчика

Номер Номер цикла такта

Состояние Примечадешифра- ние тора 10 стояие реистра .

0000 +1 в Сч. 2

+1 в Сч.3

+1 в Сч.3

+1 в Сч.4

+1 в Сч.3

+1 в Сч.4

0 0 0 0 1 1 1

00111 1

2 01011 1

3 01111 1

4 10011 1

5101111

00111

01011

1 0011

10111

1011

11111

+ 1 в Сч.2<

+ 1 в Сч.З

+ 1 в Сч.З

+ 1 в Сч.3

+» С 4

Таблица 3

1О

1416977

Продолжение табл.3 ю аввав «Люе а

Ю соыходостояние дешифратора 10

Состояние счетчика

Номе цикл

Примечание омер акта

+1 в Сч.4

+1 в Сч.5

+1 в Сч.3

+1 в Сч.З

Блокирован Учтено в

1 - м цикле

5 11101

6 11110 1 1

7111111111

Блокирован Учтено в

1 — м цикле

Блокирован

Блокирован

3 1111 1 1 1 1 1

Блокирован

1 0111 +1 s сЧ/3

Блокирован Учтено в

1 — м цикле

Блокирован Учтено в

2 — м цикле

Блокирован Учтено в

1 — цикле

2111101.1

3111111111

6 11011 1

7 11111 1 1 1 1

0 11000 1

1 11001I 1

2 11010 1

3 11011 1 1

4 l 1100 1

3010101

1 10111 1

2 11101

4 О О 1 1 1 О 1

1 01111 1

0001 +1 в Сн. 2

+1 в Сч.3

+1 в Сч.4

+1 в Сч.4

0011 +1 в Сч.3

Учтено в

1 — м цикле

Учтено в

2 — м цикле

Учтено в

1 — м цикле

141 6977 араб

Составитель А. Андресон

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Редактор Л. Пчолин скан

Заказ 4065/46 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор д, у . р о л. Проектная, 4.