Устройство для предварительной обработки информации

 

О П И O А-- йИ Е»739540

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.01.78 (2I ) 2567982/18-24 с присоединением заявки,%— (51)M. Кл.

S 06 F 15/00

Государстввииый комитет

СССР (23) Приоритет (53) УДК 681.14 (088.8) Опубликовано 05.06.80. Бюллетень № 21 до делам изооретеиий и открытий

Дата опубликования описания 08.06.80 (72) Авторы изобретения

В. ll. Бредихин, А. В. Гудков, Л,, B. Лемуткин и Л. Н. Рашевич (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ

ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

С г

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение при проектировании устройства накопления и обработки информации.

Известно устройство для обработки данных, содержащее тт процессов, осу«

5 ществляющих хранение и обработку ин формации, блок управления, управляющий вводом, выводом и пересылкойданных и синхронизирующий работу всех устройств, 1О регистры приема данных признака управляющей информации, признака результата логической операции, входной переменной, признака массива ключей.

Данное устройство позволяет органи15 эовать программу вычислений в векторном или коллективном режиме. При этом программа задается не последовательностью команд и адресов операндов, а набором операторов и организацией связей между ними в соответствии с топологией решаемых задач (11.

Указанное устройство цмеет недостатки, заключающиеся в том, что при ре

2 шенин задач предварительной обработки информации, где приходится оперировать с большим потоком быстро поступающей информации и при этом производить ряд специальных операций (например вы числение,тригонометрических функций, из» влечение корня, определение максимальных значений амплитуды из заданного множества амплитуд), оно не обеспечивает требуемого быстродействия, так как устройство содержит однопоточный конвейер, то отказ отдельных элементов конвейера приводит к отказу всей системы в целом.

Наиболее близким к .предложенному по принципу действия и достигаемому результату является устройство для предварительной обработки информации, содержащее арифметический блок, первый, второй и третий блоки сравнения, сверхоперативный запоминающий блок, запоминающий блок, блок хранения констант и блок управления, управляющий вход и выКоА которого являются входом и выходом

3 739540 4. вления связан дву- хранения констант, информационный вкод о всеми блоками устройства для предварительной обработки

ыкод арифметичес- информации является третьим входом втоервыми входами рого коммутатора, выход которого связан ков сравнения и за- с первым входом арифметического блока,, 5

ыход второго блока BbIKon второго блока сравнения подклюко второму входу чен к первому входу четвертого коммутаи к первому входу тора, второй вкод которого подсоединен оминающего блока, к выходу сверхоперативного запоминаюенной шиной с за- 10 щего блока, выходы первого и третьего выход которого блока сравнения соединены с первым и ным выходом уст- вторым входами пятого коммутатора, выоператнвного запо- ход которого связан со вторым входом зан .со вторым вхо- сверхоперативного запоминающего блока, авнения, а выкод 15 выход третьего коммутатора подсоединия связан с первым нен ко второму входу первого блока срава сравнения (2). нения, выход четвертого коммутатора устройство имеет связан со вторым входом третьего блосвяэи межд бло-. ка сравнения. устройства, блок упра направленной шиной с устройства, причем в кого блока связан с п первого и второго бло поминаюшего блока, в сравнения подключен запоминаюшего блока сверхоперативного зап связанного двунаправл поминающим блоком, является информацион ройства, выход сверх минающего блока свя дом второго блока ср первого. блока сравне входом третьего блок

Однако, указанное недостатки, например У ками устройства не могут программно управляться, что не обеспечивает возможность адаптации. Отказ одного иэ блоков приводит к полной неработоспособности всего устройства, что поннжает надежность. Это устройство не сможет одновременно решать, например такие задачи, как задача обнаружения по критерию К из N и определение максимальнык значений амплитуды иэ заданного множества амплитуд, принадлежащих од30 ной связанной области, что ограничивает быстродействий.

Цель изобретения - повыщение надеж ь ности и увеличение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок извлечения корня, блок вычисления тригонометрических функций, первый второй, третий, чет-. вертый и пятый коммутаторы и дополни тельный арифметический блок, связанные двунаправленной шиной с блоком управления, причем вход блока извлечения корня является информационным входом устройства выход .б ока изечения корня 45 подсоединен ко входу блока вычисления тригонометрических функций и первому входу дополнительного арифметического блока, выход блока вычисления тригонометрических функций связан с первым входом первого коммутатора, второй вход которого и первый вход второго коммута» тора соединены с выходом запоминающего блока, выход цервого коммутатора связан со вторым входом дополнительного арифметического блока, выход которого подсое "-дййен к первому входу третьего коммутатора, вторые входы которого и второго коммутатора связаны с выходом блока

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит арифметический блок 1, запоминающий блок 2, блок 3 управления, блок 4 хранения констант, I первый блок 5 сравнения, второй блок 6 сравнения, третий блок 7 сравнения, сверхоперативный запоминающий блок 8, информационный вход 9 устройства, информационный выкод 10 устройства, управляющий вход 11 устройства, выход

12 устройства, блок 13 извлечения корня, блок 14 тригонометрических функций, дополнительный арифметический блок

15, коммутаторы 16-20.

Устройство работает следующим образом.

При решении всех задач вкодная информация поступает на вход 9, одновременно на вход 11 поступают синкронизирующие импульсы. Блок 3 декодирует управляющие сигналы, определяет тип решаемой задачи и адаптирует устройство на оптимальную структуру при режиме, когда все блоки устройства работают синхронно над выполнением одной задачи, так как в мультиплексном режиме, когда ряд блоков работает самостоятельно и поступают только общие инструкции от центрального устройства управления. Входная информация через. блоки 17 и 1 может запоминаться в блоке 2; Все блоки уст» ройства, кроме основных операций (арифметических, -логических, запоминающих и т. д.), могут выполнять операции трансляции.

Работу устройства рассмотрим на рримере.. у: (739540

6 в блоке 8 могут быть переписаны в блок

2 и обратно. Эти операции позволяют устройству изменять критерий К из М.

В блоке 8 хранятся результаты решения пороговой задачи и задачи обнаружения по критерию К иэ М; причем каждому дискрету блока 8 приписана определенная ячейка блока 2, где хранятся соответствующие амплитуды Q".

Одновременно с решением задачи обнаружения по критерию К из M может решаться, например, задача определения мак симальной амплитуды. Для этого при решении данной задачи блок 3 перед нача-. лом поступления информации настраивает блоки 1, 6, 15, 5,. 7 на выполнение нужных арифметических операций. Кроме этого,. коммутатор 1 настроен на связь блока 7 с блоком 8, коммутатор 20 на связь блока 6 с блоком 7, коммутатор 1 9 в процессе работы периодически переключается. При решении этой задачи устройство работает в векторном режиме.

При определении максимального знаЧения амплитуды Д,; амплитуды, получен ные во время накопления в процессе решения пороговой задачи, из блока 2 поступают в блок 15 через блок 18, в блоке 15 вычисляется разность двух соседних амплитуд по формуле

- двоичный код амплитуды вход1 ной информации в 1 момент времени;

- число объектбв, информация

15 с которых подлежит обра.ботке.

Вычислительное значение порога по команде с блока 3 засылается для хранения в блок 2. При отказе блока 1 ин2О формация об отказе поступает в блок 3,: ! который перестраивает устройство таким образом, что данная задача может быть решена блоком 15, а результат вычислений записан в блок 2 через 1 9, 5, 1 6 и 8 блоки.

При решении задачи обнаружения по критерию К из М устройство работает

М циклов, определяемых управляющими сигналами блока 3. В каждом цикле на вход устройства 9 в блок 1 через коммутатор 1 7 поступает информация от l, объектов, упорядоченных в плоскости

Х, в виде и -разрядных параллельных кодов, где 1(j,и 4 (j с®. Кроме вход3S ной информации Q в блок 1 по команде с блока 3 через коммутатор 17 поступает значение порогового уровня 9 из блока 2. Следуя дальнейшей команде, поступающей из блока 3, в блоке 1 производится операция вычитания из входной информации пброгового значения Р. Результат работы блока 1 в виде одноразрядного двоичного кода поступает на вход блока 8 через, блок 6 и запись.вается по адресу)(;ц логической "1", если О." Р и логическим "0 в остальных случаях.

После завершения M циклов устройство вычисляет мажоритарную функцию К из

М по формуле

1 при ". 13„-. > К

13

0 в остальных случаях, Решение пороговой задачи производится в блоке по мере прихода информации по входу 9. При этом блок 1 производит вычисления по формуле:

«w

Р= — :а, "=1" где Р - значение порога;

- пороговый множитель, храня» . щийся в блоке 4; где Ъ1 - значение информации в блоке

8 по адресу Х, У.

По команде из блока 3 результаты решения задачи обнаружения по критерию

К из М, хранящиеся по адресу Х, У, М

Полученные разности по команде блока 3 поступают на блок 5, через коммутатор 19 куда поступает информация с блока 4 и управляющие сигналы с блока

3. Блок 5 сравнивает разность hO c константой, поступающей с блока 4, сглаживая тем самым небольшие отклонения амплитуды О.,> . Результаты сравнения и „. О, поступающего из блока

8, поступает на блок 7. Этот блок заме, ряет количество амплитуд (аплитуд, для

- которых справедливо равенство (10 -Q<

% O).

В момент поступления сигнала иэ блока 6 блок 7 вычисляет координаты

Х, У максимальной амплитуды и по команде из блока 3 по адресу Х, У, М в блок 8, через коммутатор 16 записывается с выхода блока .7 логическая 1 означающая наличие максимальной амплитуды по данному адресу.

Данные о завершении выполнения задачи определения максимума функции поступают из блока 8 в блок 3, который по выходу 12 передает их на дисплей.

В случаях подключения устройства к

Г

739540

ЭВМ выходнач информация выдается из блока 8 через блок 2 по выходу 10. !

Кроме указанных задач, при предвари-. тельной обработке информации часто при ходится решать пороговую задачу методом скользящего окна. В этом случае информация по входу 9 поступает в виде двух квадратурных составляющих

0,Ь„. Блок 3 настраивает блок 13 на вычисление функции

А„-= а; a„-.

С выхода блока 13 информация по ступает на блок 14, который был предварительно настроен блоком 3 на вычисление функции.

15 с„-=ж р, И-4 где 4 - длина скользящего окна.

С, с выхода блока 14 через коммутатор 18 поступает на блок 15, где производится вычисление порога по формуле t0

Р. = — с

Ь

После вычисления Р- в зависимости от оперативной ситуации может посту25 пать в блок для реализации операции обнаружения или транспортироваться через блоки 5, 7, 16, 8 для хранения в блоке 2. . Таким образом, предлагаемое устрой30 ство по сравнению с известным обладает повышенным быстродействием (за счет возможности одновременного решения различных задач) и способностью адаптации, что повышает надежность в сравнении с устройством » прототипом на

30%, существенно расширяет круг решае мых задач и повьпиает производительность, формула изобретения

40 устройство для предварительной об работки информации, с<щержащее арифметический блок, первый, второй и третий блоки сравнения, запоминающий блок, сверхоперативный запоминающий блок, блок хранения констант и блок управле45 ния, управляющий вход и выход которого являются входом и выходом устройства, блок управления связан двунаправленной шиной со всеми блоками устройства, 50 причем выход арифметического блока связан с первыми входами первого и второго блоков сравнения н запоминающего блока, выход второго блока сравнения под ключен ко второму входу запоминающеге

$$ блока и к первому входу сверхоперативного запоминающего блока, связанного двунаправленной шиной с запоминающим

"блоком, выход которого является информаI

8 ционным выходом устройства, выход свбрхоперативного запоминающего блока связан со вторым входом второго блока сравнения, а выход первого блока сравнения связан с первым входом третьего блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения быстродействия, оно содержит блок извлечения корня, блок вычисле« ния тригонометрических функций, первый, второй, третий, четвертый и,пятый хоммутаторы и дополнительный арифметический блок, связанные двунаправленной .шиной с блоком управления, причем вход блока извлечения корня является информационным входом устройства, выход блока извлечения корня подсоединеч ко входу блока вычисления тригонометри ческих функций и первому входу дополни тельного арифметического блока, выход блоха вычисления тригонометрических функций связан с первым входом первого коммутатора, второй вход которого и первый вход. второго коммутатора сое« динецы с выходом запоминающего блока, выход первого коммутатора связан со вторым входом дополнительного арифметического блока, выход которого подсоединен к первому входу третьего комму татора, вторые-входы которого и второго коммутатора связаны с выходом хране» ния констант, информационный вход устройства для предварительной . обработки информации является третьим входом вто« рого коммутатора, выход которого связан с первым входом арифметического блока, выход второго блока сравнения подключен к первому входу четвертого коммутатора, второй вход которого подсоединен к выходу сверхоперативного запоминающего блока, выходы первого и третьего блока сравнения соединены с первым и вторым входами пятого коммутатора, выход которого связан со вторым входом сверхоперативного запоминающего блока, выход третьего коммутатора подсоединен ко. второму входу первого блока сравнения, выход четвертого коммутатора связан со вторым входом третьего блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 525097, кл. G 06 F 15/16, 10.04.73.

2. Авторское свидетельство СССР

Ь. 574720, кл. 5 06 F 15/00, 1 2.03.76.