Устройство для определения показателя эффективности системы передачи данных

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения комплексных показателей результативности применения сложных систем передачи данных. Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок установки ограничений, первый блок задания постоянных коэффициентов, первый блок умножения, первый блок суммирования, ключ, аналого-цифровой преобразователь, блок индикации, второй блок задания постоянных коэффициентов, первую группу ключей, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, блок алгебраического суммирования, первую группу переключателей, счетчик, генератор тактовых импульсов, накапливающий сумматор, элемент задержки, первый блок деления, первый блок выделения минимального сигнала, вход запуска устройства, вторую группу переключателей, третий блок задания постоянных коэффициентов, второй блок умножения, четвертый блок задания постоянных коэффициентов пятый блок задания постоянных коэффициентов , вторую группу ключей, третью группу ключей, блок задания структуры, второй блок суммирования, третий блок суммирования, четвертый блок суммирования, пятый блок суммирования, третий и четвертый блоки умножителя, второй и третий блоки деления, четвертую группу ключей, пятую группу ключей, дешифратор, блок выделения максимального сигнала, второй блок выделения минимального сигнала. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (su 4 С 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сл

С)

СР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4390109/24-24 (22) 09.03.88 (46) 15.08.89 ° Бвл. ¹ 30 (72) Е,И. Бороденко, И.Б, Крутаков, A.Ä. Буханцов и В.А. Кухарский (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1287119> кл. С 05 В 23/02, G 06 F 15/46, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1367740, кл. G 06 F 15/?0, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения комплексных показателей результативности применения сложных систем передачи данных. Цель изобретения — повынение точности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок установки ограничений, первый блок задания постоянных коэффициентов, первый блок умножения, первый блок суммирования, ключ, аналого-цифровой преобразоваИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения комплексных показателей результативности применения сложных систем передачи данных (СПД), в частности для определения эффективности структурно-сложных СПП с разноскоростными каналами.

„„SU, 1501091 А 1 тель., блок индикации, второй блок задания постоянных коэффициентов, первую группу ключей, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, блок алгебраического суммирования, первую группу переключателей счетчик генератор тактовых

У Ъ импульсов, накаплив авгий сумматор, элемент задержки, первый блок деления. первый блок выделения минимального сигнала, вход запуска устройства,вторую группу переключателей, третий блок задания постоянных коэффициентов, второй блок умножения, . четвертый блок задания постоянных коэффициентов, пятый блок задания постоянных коэффициентов, вторую группу ключей, третью группу ключей, блок задания структуры, второй блок суммирования, третий блок суммирования, четвертый блок суммирования, пятый блок суммирования, третий и четвертый блоки умножения, второй и третий блоки деления, четвертую группу ключей, пятую группу ключей, денифратор, блок виделения максимального сигнала, второй блок выделения минимального сигнала.

4 ил.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства.

На фиг. 1 и 2 представлена схема устройства; на фиг. 3 — схема многоканального блока моделирования структуры системы передачи данных; на фиг. 4 — функциональная схема логикоструктурного блока.

1501091

35

К,= E/;Е;, 1Е) (1

В математическом плане задача сводится к нахождению показателя готовности СПД, состоящей из п )(и элементов, с помощью которых образуют и каналов производной структуры:

Pc =gP, Z; К К, П, (1) где i — номер состояния СПД (i= 1,2 ; (m — число каналов СПД, каждый из которых может нахо" 10 диться в состоянии готовности или неготовности);

Р; — вероятность 1-го состояния

С1Щ (О Р; 11(;);

Z — значимость системы в i-м со- 15

1 стОянии (() е. Z 1 Ч );

К вЂ” относительная максимальная

1 оперативность передачи инфор" мации в i-м состоянии, определяемая по формуле 20

К;=В;/А, (2) (где А — максимальная оперативность

СПД, характеризуемая самым высокоскоростным из всех ее каналов;

В; — оперативность СПД, характеризуемая самым скоростным иэ ее каналов, находящихся в готовности в i-м состоянии

СПД.

Значения величин А и В(заданы выражениями

А = (тан (Т,„. )); (3)

В, =(мккн (Т,„. ))

)Е3 (т) где Т, — среднее время передачи ин"

on, формации по j-му каналу

СПД (j = 1,m) зависит от того, в каком 1-м состоя- 40 нии находится С?Щ, т.е. один и трт же канал может eTb b(То 5е )(1) — множество каналов СПД, нахОдящихся в ГОтОВнОсти В 45 ее i-м состоянии;

R — относительная суммарная

1 пропускная способность СПД в -м состоянии, определяет- . ся как

50 где Š— пропускная способность i-ro

) канала С?Щ;

D — относительные суммарные по"

1 лезные затраты на элементы

СПД в i-м состоянии, определяемые как

1); =,> В / П, (6) (C k(1(;)) где Dy — затраты íà Р-й элемент СГ1Д;

К(())- номера элементов СПД, входящих в состав каналов СПД, находящихся в готовности в

i-м состоянии.

В каждом состоянии системы ее значимость.определяется суммарной значимостью каналов, находящихся в готовности в данном состоянии, Каждому

j ìó каналу соответствует значимость

Z>. (1, так что,,gj=-1. Условием готовности каждого j-Fo канала является готовность каждого элемента, входящего в состав 1-го канала. Вероятность готовности 1-го канала Г(, =

=П()-, где — номер элемента СПД, ещ

Г - готовность P-ro элемента СПД;

I1.j) — множество элементов, входящих в состав j; †.го канала. .аким образом, при известных Г (= 1,n), структуре

)Фъ

СПД путем перебора 2 вариантов состояний СПД вычисляется вероятность ее исправного состояния.

При известной структуре, набранной с помощью многоканального узла моделирования структуры СПД, определяется вероятность того или иного состояния системы Р, по множествам

Г)., Г, оценивается значимость i ãî состояния Е =,, Е„., где I (i) - мно)EI(i) жество каналов, находящихся в готовности при 1-м состоянии системы, Вероятность 1-го состояния СПД вычислЯетсЯ как P; = П Г„(1 — Г„11), где

j,кц1

,Дна(1) 1сн (1т-i(i)j "- множество каналов, находящихся в неготовности в

i-м состоянии СПД. При каждом i-м состоянии СПД вычисляются Р;,Z В;, Е, Э, на последнем этапе опреФ(".1 ехй)) деляется показатель эффективности

СПД в соответствии с выражением (min Т, „.)

/ >4, „ l "Р (7) полученным из (1) с учетом (2)-(6), Устройство содержит блок 1 установки ограничений, первый блок 2 задания постоянных коэффициентов, первый блок 3 умножения, первый блок 4 суммирования, ключ 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 индикации, второй блок 8 задания постоян1501091 ных коэффициентов, первую группу ключей 9, -9ш, многоканальный блок 10 моделирования структуры системы передачи данных, блок 11 алгебраического суммирования, первую группу переключателей 12, счетчик 13, генератор 14 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 15, элемент 16 задержки, первый блок 17 деления, первый блок 1810 выделения минимального сигнала, вход 19 запуска устройства, вторую группу переключателей 20, третий блок 21 задания постоянных коэффициентов, второй блок 22 умножения,четвертый 23 и пятый 24 блоки задания постоянных коэффициентов, вторую группу ключей 25, третью группу ключей 26, блок 27 задания структуры, второй 28, третий 29, четвертый 30 20 и пятый блоки 31 суммирования, третий 32 и четвертый 33 блоки умножения, второй 34 и третий 35 блоки деления, четвертую группу ключей 36, пятую группу ключей 371-37, дешифратор 38, 25 блок 39 выделения максимального сигнала и второй блок 40 выделения минимального сигнала, Мно гок ан ал ьный блок 10 моделирования структуры СПД включает первые 30

41,-41, вторые 41 1-41 ...,, n-e

41„;41„ узлы умножения, трехпозиционные переключатели 42„ -42„ и питающие шины 43,-43

БлОк 27 задания структуры сОдержит элементы ИЛИ 44 и первые 45 „ — 45 „, вторые 45, -45 „...,, m-е 45„„-45,„„ перемычки, Блок 1 установки ограничений представляет собой набор многоступенчатых 4р переключателей, предназначенных для установления необходимых постоянных значений выходных напряжений в блоках 2, 8, 21, 23 и 24, Блоки 8, 21, 23 и 24 задания по- 45 стоянных коэффициентов представляют собой наборы регулируемых источников постоянного напряжения.

Блок 21 в отличие от других аналогичных узлов имеет m групп,,каждая 50 из которых содержит столько элементов 21,, сколько значений может приобретать средняя длительность передачи информации по j-му каналу в зависимости от i-го состояния СПД. Например, СПД имеет 2 канала и 4 состояния. Первый канал имеет в 1-м состо-

1 янии Тр„, = 5 с; во 2-м — Tää = 3 с; вЗм-Т=5св4м-Т

" а

011 3 О11<

5 с. Следов ат ел ьно, первая подгруппа будет иметь 2 блока 21«и 21,, на выходах которых напряжением дешифратора 38 открывается ключ 36« с второго выхода дешифратора открывается ключ 36, Блок 10 предназначен для моделирования структуры СПД, состоящей иэ л разнотипных элементов, образующих.

ee m каналов. Моделирование структуры СПД с помощью блока 10 осуществляется следующим образом. Первые входы блоков 41 построчно соединены с входом блока 10, образуя его Н входов.

Например (фиг, 3), если первый канал

СПД содержит l-й, 2-й, 4-й элементы из и то второй вход узла 4)„, соединяется с шиной 43, напряжение ко1! 11 торой равно напряжению 1, второй вход блока 41 соединяется с выхоI@1 дом узла 41«, второй вход узла 414, подключается к выходу узла 41, выход узла 414, соединяется с первым выходом блока 10, соответствующим пер1 вому каналу СПД, В результате на первом выходе блока 10 появляется напряжение, пропорциональное Г, = Г « l< ю

«Г . Если m-й канал СПД состоит иэ

Ф

2-ro 3-го и n-ro элементов, то выход второго узла 41 подсоединяется к

Я 1 1 второму входу узла 411, выход которого коммутируется иа второй вход узла 41, выход которого соединяет11m ся с m-м выходом блока 10, соответствующим m-му каналу СПД. Таким образом, на выходе m-го канала блока 10 напряжение пропорционально Г = Г «

«Г«Г

Каждый переключатель блоков 12 и

20 коммутирует первый вход на выход при поступлении на их управляющий вход потенциала "1", при поступлении на него потенциала "0" на выход коммутируется второй вход.

Счетчик 13 — m-разрядный двоичный счетчик с выходами от каждого разряда, Блок 18 предназначен для подачи на свой выход минимального из напряжений, поступающих íà его щ входов, и может состоять например, иэ пороговых схем с соответствующими связями, Блок 27 (фиг. 4) имеет m входов и и выходов (соответственно по числу моделируемых каналов и элементов

СПД), содержит m « и перемычек 45 и п элементов ИЛИ 44„-44 служит для логического учета полезности каждого

150109 1

f-го элемента в j ì канале СПД в текущем 1-м его состоянии, т,е. для определения множества К(/()),Перемычки 45> у входом подключены к j-му входу блока 27, а выходом — к j -му входу элемента ИЛИ 44, выход которой является 1 -м выходом блока 27. Учет структуры СПД в блоке 27 производится следующим образом. Если, -й элемент входит в состав j-ro канала СПД,, то перемычка 45 g устанавливается в замкнутое состояние, в противном слу-. чае — в разомкнутое состояние, Например, если первый канал СПД содержит,15

1-й, 2-й, 4-й элементы, то перемычки

45,, 45,, 45<< — в замкнутом, а остальные перемычки 45 — в разомкнутом состоянии. Если второй канал СПД содержит 2 — й, 8-й, 10-й, и-й элемен- 20 ты, то перемычки 45, 45, 45, 45 „ — в замкнутом, а остальные перемычки 45 — в разомкнутом состоянии. Если m-й канал СПД содержит 2-й, 3-й и п-й элементы, то перемычки

45, 45, 45 пп„— в замкнутом, а остальные перемычки 45 — в разомкнутом состоянии. Таким образом, если -й элемент СПД входит в состав хотя бы одного находящегося J4 готовности в 30 текущем i-м состоянии канала, то на

-м выходе блока 27 присутствует потенциал "1", Устройство работает следующим образом, 35

В исходном положении с помощью переключателей блока 1 на выходах блоков 2, 8, 21, 23 и 24 устанавливаются напряжения, пропорциональные соответственно показателям Готовнос- 40 ти и элементов СПД, значимостям т каналов СПД, средним длительностям передачи информации установленного объема по m каналам СПД в i-м состоянии, затратам на и элементов 45

СПД, пропускным способностям каналов

СПД, т.е. на выходах блоков 2, 8, 21, 23„, 24 всегда присутствуют напряжения, пропорциональные значениям величины соответственно Г, Е, Т „, Э „, Е „, а на выходах блоков 29

k и 31 - О и Е . С помощью блока 40

3 выделяется наименьшее выходное напряжение с блока 21, которое подается на вход блока 22, а наибольшее вы- 55 ходное напряжение — на вторые входы блока 20 с выхода блока 39. При этом обеспечивается подача на вход блока 22 и вторые входы переключателей

20, -20 напряжений, пропорциональ-, ные соответственно min T „, )и max T оп;Г

На 1-м выходе блока 10 присутствует напряжение, соответствующее произведению показателей готовности тех элементов СПД, которые образуют ее

j-й канал, В блоке 27 устанавливаются перемычки в соответствии со структурой СПД. Поскольку счетчик 13 — в нулевом состоянии, на входах и выходах блока 27 присутствует потенциал

"0", При запуске генератора 14 в счетчике 13 записывается последовательность чисел от 0 до 2, При поступлении первого импульса с генератора 14 на вход счетчика 13 с первого разряда последнего потенциал "1" поступает на управляющие входы переключателей 12<, 20<, ключей 9, 25, и первый вход блока 27. При этом напряжение с первого выхода блока )О, пропорциональное Г„ коммутируется на первый вход блока 3», напряжение

4 с выхода блока 21,, пропорциональное !

Т „коммутируется иа первый вход опб блока 18, напряжение с выхода блока 8,, пропорциональное 2,, подается на первый вход блока 4,, В блоках 11 -11 производится вычитание иэ потенциала "1" напряжения, пропорционального Г„ . На вторые входы блоков 31-3 „,,подается напряжение, пропорциональное соответственно 1- »,,,...,1-Г„, так как на управляющих входах переключателей 12«-12 присутствует потенциал "0", На второй ш-й входы блока 18 подается г1 напряжение, пропорциональное max1Т „, . оп, так как на входах переключателей

20 -20 присутствует потенциал 0".

Щ

На выходе блока 18 обеспечивается.наГ 3 1 пряжение, пропорциональное mint T „, =

;6761 Оп

= Т . Ha вторых входах блоков 44-4п, оп напряжение отсутствует, так как напряжением с выходов счетчика 13 открыт только ключ 9<, Потенциал "1" присутствует только на первом выходе блока 27, в результате чего через открытый ключ 26 напряжение с выхода блока 23I, пропорциональное D<, поступает в блок 30, Поскольку на других выходах блока 27 — потенциал "0", то ключи 26 ...,,26 разомкнуты и на выходе блока 30 напряжение пропорционально Ь,.

15010

Поскольку открыт только ключ 25, то на выходе блока 28 напряжение пропорционально L На выходе блока 4 устанавливается напряжение, пропор:циональное Z(, на выходе блока 3— пропорциональное Р Е, (причем P

= Г, (1 — Гк )... (1 — Гкщ), на вь)ходе блока 17 — пропорциональное Р Z< /

/mintTù, ) = Р, Е,/Т,п, на выходе

1О блока 32 — пропорциональное Р< Е< с»Э /

/

/T, на выходе блока 33 — пропороп<

< циональное S< = P< Z< DyE„ /То„, кото- 15 оп, ) еk6 ) рое запоминается в накапливающем сумматоре 15, После поступления второгопятого импульсов от генератора

14 на счетчик 13 на вход сум- 20 матора l 5 подаются напряжения,пропорциональное соответственно

Sg = P Z D„E2/T<î)(ð <у Р (1 l„) х

f å<<<)<

l„,(1 Ъ) (1 Гкт)1

S3 = P3 (Z<+Z )QD (Е<+Е )/ р < < е k((,2)

° ° (1 Г)(<))) э

$ < — Р Е„с Э Е3/То() ° Рп. = (1 — Г ) х

" Рк(< к<

КЙ ) < к 3 („) (К<)) );

Б, = Р;(Е, +Е,) П (Е(+23)/

" Г1(ъ (1- Г ч ) ° ° ° (1- Гк) . и т,д., а на выходе сумматора 15 присутствуют напряжения соответственно

+ Sa S<+ 8 + 83 8<+ 8 + 83+

+ 84 -8 + 8 + S3 + S4. +

Таким образом, после 2 -го импуль-, са генератора 14 на выходе сумматора 15 напряжение пропорционально величине 45

U, (Р;z,(KE;)(2D<)(rrrin(7 „1) ) При появлении (2 +1)-го импульса на выходе генератора 14 происходит переполнение счетчика 13, в результате чего он фиксируется в нулевом состоянии, а импульс переполнения поступает на элемент 16 задержки (время задержки превышает суммарное время срабатывания блоков 3, 4, 9, 12 (20), 25 (26), 28 (29), 17, 15, 32, 33,1, а через него — на вход генератора 14, 91 lO запрещая его дальнейшую работу, и на вход блока 5. В результате напряжение с выхода сумматора 15 через блок 5 поступает на блок 22 и на выходах блоков 22, 35 и 34 устанавливаются напряжения, пропорциональные соответственно

Цт= и„min Топ = Ц<ВАУ

П33 = П г/(Е );

)

34- 33/(Напряжение U преобразованное в код преобразователем 6, поступает на вход блока 7 индикации, где отображается числовое значение показателя эффективности системы (7), Формула изобретения

Устройство для определения показателя эффективности системы передачи данных, содержащее блок установки ограничений, многоканальный блок моделирования структуры системы передачи данных, с первого по третий блоки задания постоянных коэффициентов, блок алгебраического суммирования, первый блок выделения минимальиого кода, первую и вторую группы переключателей, счетчик, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, ключ, первый и второй блоки умножения, накапливающий сумматор, первый блок суммирования, первую группу ключей и первый блок деления, причем вход запуска устройства соединен с входом запуска блока установки ограничений, первый выход которого соединен с информационным входом первого блока задания постоянных коэффициентов, выход которого соединен с информационным входом многоканального блока .моделирования структуры системы передачи данных, i-й выход которого (где i = l,...,m; m — число каналов структуры) соединен с i-м информационным входом блока алгебраического суммирования и с первым управляющим входом i-го переключателя первой группы, информационный вход которого соединен с -м входом блока алгебраического суммирования, второй выход блока установки ограничений соединен с информационным входом второго блока задания постоянных коэффициентов, i-й выход которого подключен к управляющему входу i-ro ключа первой груп1501091 пы, выход которого соединен с -м информационным входом первого блока суммирования, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока умножения, выход которого соединен с первым информационным входом первого блока деления, выходы переключаемой второй группы соединены с соответствующими входами первого блока вьщеления минимального кода, выход которого соединен с вторым информационным входом первого блока деления, третий выход блока установки ограничений соединен с информационным входом третьего блока задания постоянных коэффициентов., выход старшего разряда счетчика соединен с входом элемента задержки, с вторым управляющим входом первого переключателя первой группы, с информационныи входом первого ключа первой группы и с первым управляющим входом первого переключателя второй группы, выход 1-, го разряда (где j = 2...,,ш) счетчика подключен к,второму управляющему входу j-ro переключателя первой группы, к информационному входу

j-го ключа первой группы и к первому управляющему входу j-го переключателя второй группы, выход элемента задержки соединен с управляющим входом ключа и с входом останова генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход ключа соединен с первым информационным входом второго блока умножения, выход накапливающего сумматора соединен с информационным входом второго блока умножения, выход i-го

:переключателя первой группы соединен с (i+1)-м информационным входом первого блока умножения, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены четвертый и пятый блоки задания постоянных коэффициентов, второй блок вьделения минимального кода, блок вьщеления максимального кода, дешифратор, блок задания структуры, с второй по пятую группы ключей, третий и четвертый блоки умножения, второй и третий блоки деления, с второго по пятый блоки деления, с второго по пятый блоки суммирования, причем i-й выход счетчика. подключен к 1-му информационному входу блока задания структуры, к -му входу дешифратора и к управляющему входу i-го

12 ключа второй группы, выход которого подключен к i ìó информационному входу второго блока суммирования, выход первого блока деления подключен, к первому информационному входу тре-. тьегс блока умножения, выход которого подключен к первому информационному входу четвертого блока умножения, выход которого подключен к входу . накапливающего сумматора, выход второго блока суммирования подключен к второму информационному входу блока умножения, четвертый выход блока ус15 тановки ограничений подключен к информационному входу четвертого блока задания постоянных коэффициентов, S-й выход которого подключен к инфориационному входу S-го ключа третьей

20 группы (где S = 1...,,n; n — число элементов структуры) и к S-му информационному входу третьего блока суммирования, выход которого подключен к первому информационному входу вто25 рого блока деления, S-й выход блока задания структуры подключен к управляющему входу S-ro ключа третьей группы, выход которого подключен к информационному входу четвертого бло3Q ка суммирования, выход которого подключен к второму информационному входу третьего блока умножения, выход второго блока выделения минимального кода подключен к второму информацион35 ному входу второго блока умножения, выход которого подключен к первому информационному входу третьего блока деления, выход которого подключен к второму информационному входу второго блока деления, пятый выход блока установки ограничений подключен к .информационному входу пятого блока задания постоянных коэффициентов, -й выход которого подключен к информа45 ционноиу входу 1-го ключа второй группы и к i-му информационному входу пятого блока суммирования, выход которого подключен к второму информационному входу третьего блока деле5р ния, 1-й выход (где 1 = 1...,,пи ) третьего блока задания постоянных коэффициентов подключен к информационному входу i-го ключа четвертой группы, выход (2р+1)-го ключа (где р = то-2 °

= О...,, - --; с1 — число различных значений среднего времени передачи информации по i-му каналу) четвертой группы соединен с первым входом

15 1 )C) 1()9 (р+1)-r o ключ» пятой группы и с (р+1)ми информационными входами второго блока выделения минимально го кода и блока выделения максимального кода, выход (2р+2)-ro ключа четвертой группы подключен к второму входу (р+ 1)-го ключа пятой группы, выход

1-го согласующего элемента подключен

1ч второму управляющему входу 1-го переключателя втор >й группы, выход дешифратора подключен к управляющим входам всех ключей четвертой группы, выход блока выделения максимального кода подключен к информационным входам всех переклн -:ателей второй группы.

1501091

Составитель Г. Смирнова

Те хр ед Л. Олий нык Корректор Н. Борисова

Редактор А. Огар

Заказ 4871/47 Тираж бб8 Подписное

ВНИИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4!5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101