Устройство для сопряжения вычислительных машин с абонентами

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

IiiI 951285 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.04.80 (21) 2903116/18-24 с присоединением заявки Моf51)M Кл з

6 06 Г 3/04

I îñóëàðñòâåííûé комитет

СССР и лелам изобретений и открытий (23) Приоритет

153) УДК681.3 (088.8) Опубликовано150882- Бюллетень ¹30

Дата опубликования описания 150882 (72) Авторы изобретения

B.A. Белозеров и IO.B. Трудов (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ

ИЛШИН С АБОНЕНТИ4И

Изобретение относится к вычислмтельной технике и может найти применение при создании высокопроизводительных и экономичных систем переработки информации.

В настоящее время известны резервированные перестраиваемые устройства.

Известно .устройство для сопряжения, содержащее ЭВМ и в устройств ввода — вывода 1 ).

Однако в ней количество включенных ЭВМ не зависит от количества ре-. шаемых задач и, следовательно, система обладает повышенным энергопотреблением.

Наиболее близким техническим решением является устройство (2g, содержащее приемные блоки, выходы которых подключены к входам первого элемента

ИЛИ и блока формирования запроса, счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, а выходы через дешифратор и элементы И подключены к входам коммутатора, выходы которого через элемент

ИЛИ подключены к блоку обработки запросов, который управляется от специальной схемы, содержащей три элемента И, два элемента HJIII и два триггера. Устройство презназначено для моделирования процесса сбора и обработки информации.

Недостатки сюда следует,том, что для обработки запросов используется только один блок обработки запросов, что снижает производительность устройства; длительность обработки сформированного сообщения (число включений и итераций) определяется включенной выходной шиной дешифратора, отсюда следует, что предполагаемая длительность должна быть известна заранее, а это сужает область применения устройства. При необходимости обработки параллельно несколько запросов в соответствующее количество раз должны быть увеличены аппаратурные затраты, что приведет к увеличению энергопотребления. Последующий запрос может быть обработан только после окончания обработки предыдущего запроса, что также снижает производительность устройства. И, наконец, устройство

25 позволяет лишь моделиоовать процесс сбора и обработки информации, но не осуществлять сам процесс приема и обработки многоразрядной информации.

Действительно, как видно иэ чертежа

30 данного устройства, в нем нет даже

l связи от приемников входной инфорглации к блоку обработки запросов.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная,.цель достигается тем, что в устройство для сопряжения 5 вычислительных машин с абонентами, содержащее счетчик, дешифратор, регистр конфигурации, два элемента ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно О с суммирующими и вычитающими входами счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, выходы дешифратора соединены с входами соответствующих разрядов регистра конфигурации, выходы разрядов регистра конфигурМ= ции являются выходами запуска устройства, входы первого элемента ИЛИ являются входами запросов обмена устройства, входы второго элемента 20

ИЛИ являются входами. окончания вычислений устройства, дополнительно введен блок распределения задач, содержащий группу триггеров, две группы из m элементов И, группу из и элемен-25 тов И, группу из m элементов ИЛИ, группу из и элементов ИЛИ, триггер запуска,три элемента ИЛИ и элемент И, выход которого соединен с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с единичными входами соответствующих триггеров .группы, инверсные и прямые выходы которых соединены соответственно с соответствующими входами элемента И и с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы которых являются информационными выходами устройства, вторые входы элементов .И второй группы подключены к информационному входу устройства, входы сигналов занятости устройства соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы и с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ и с выходами запуска абонентов устройства, входы окончания обмена устройства соединены с соответствундцими входами пятого элемента ИЛИ, выход котороао соединен с нулевыми входами триггеров группы и триггера запуска, единичный вход и инверсный выход которого соединен соответственно с выходом четвертого элемента ИЛИ и с вторыми входами элементов И треть-. ей группы, третьи входы элементов И @ третьей группы соединены с соответствующими входами готовности абонентов устройства, инверсный вход i-го (1=3,...m) элеглента И первой груцпы соединен с выходом (i-2)-го элемен- 65 та ИЛИ первой .группы, первый вход которого соединен с (i-1)-м управляющим входом третьей группы устройства, второй вход j-го (j=2...m-2) элемента ИЛИ первой группы соединен с выходом (j-1)-ro элемента ИЛИ первой группы, второй вход первого элемента ИЛИ первой группы и инверсный вход второго элемента И первой группы соединены с первым управляющим входом третьей группы устройства, инверсный вход i-го (i=3,...,п) элемента И третьей группы соединен с выходом (i-2)-го элемента ИЛИ второй группы, первый вход которого соединен с (i-1)-м управляющим входом пятой группы устройства, второй вход j-го (j=2,...,п-2) элемента ИЛИ второй группы соединен с выходом (j-1)-го элемента ИЛИ второй группы, второй вход r

На фиг. 1 и 2 приведена функциональная схема устройства для сопряжения.

Устройство для сопряжения содержит входных абонентов 1,m вычислительных модулей 2, счетчик 3, суммирующий вход 4 которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 5, выходы которого соединены с первыми управляющими входами абонентов 1, вычитающий вход б через второй элемент ИЛИ 7 подключен к первым управляющим выходам 8 вычислительных модулей 2, а выходы соединены с входами дешифратора 9, выходы которого подключены к установочным входам разрядов регистра конфигурации 10, единичные выходы которого соединены с управляющими входами 11 .вычислительных модулей 2. Дополнительно система снабжена блоком распределения задач 12, первые управляющие входы 13 которого подключены к вторым управляющим выходам абонентов 1, вторые управляющие входы 14 соединены с третьими управляющими выходами абонентов 1, третьи управляющие входы 15 подключены к вторым управляющим выходам вычислительный модулей 2, информационные выходы 16 которых соединены с выходами системы, а информационные входы 17 подключены к информационным выходам 18 блока распределения задач 12, информационный вход 19 которого соединен с информационными выходами абонентов 1, а управляющие выходы 20 подключены к управляющим входам абонентов 1.

Блок распределения задач (фиг. 2) содержит первую группу 21 из и элементов И, вторую группу 22 из m элементов И, m групп каналов 23, а триггеров 24, триггера запуска 25, 951285 первую гРуппу из (и-2)-х .элементов ro разряда регистра конфнгурации

ИЛИ 26, вторую .группу из (m-2)-х 10 поступает на управляющие входы элементов ИЛИ 27, три элемента ИЛИ 11 первого вычислительного модуля 2

28-30 и элемент 31. Входы первого и осуществляет его включение. После элемента ИЛИ 28 соединены с первыми включения соответствуюцего вычислиуправляющими входами 13 устройства, 5 тельного модуля 2 на их вторых упа выход подключен к нулевым входам равляющих выходах будут сформироватриггеров 24 и к нулевому входу триг- ны единичные сигналы. В частности, гера запуска 25, нулевой выход кото- при включении первого вычислительрого соединен с первыми входами и ного модуля 2 единичный сигнал с элементов И первой группы 21, вторые второго управляюцего выхода через входы которых подключены к выходу третий управляющий вход 15 блока третьего элемента ИЛИ 30, третьи вхо- распределения задач 12, через соотды соединены с вторыми управляюцими ветствующий элемент И 22, открытый входами 14 устройстьа и через соответ по второму входу единичным сигналом ствующие элементы ИЛИ 26, другие с выхода элемента И 31, на входы ко входы которых подключены к предьщу- 15 торого поступают единичные сигналы цнм элементам ИЛИ 26 этой же группы, с нулевых выходов m триггеров 24, соединены с инверсными входами, а поступает на единичный вход первого выходы подключены к управляющим вы- триггера 24 и устанавливает его в ходам 20 устройства и через второй .единицу. Одновременно этот же едиэлемент ИЛИ 29 к единичному входу Щ ничный сигнал поступает через элетриггера запуска 25. Третьи управля- менты ИЛИ 27 второй группы на инверсющие входы 17 устройства соединены с ные входы всех остальных элементов входами третьегО элемента ИЛИ 30 и И 22 второй группы, обеспечивая с перешуми входами m элементов И вто- их закрытое состояние. Единичный рой группы 22 и через соответствую- 25 сигнал с единичного выхода триггера щие элементы ИЛИ 27 второй группы, 24 поступает на управляющий вход друние входы которых подключены к вы- соответствуюцей группы клапанов 23 ходам предыдущего элемента ИЛИ 27 и открывает их..Нулевой сигнал с второй группы, соединены с инверс- нулевого выхода триггера 23 поступаными входами элементов И 22 второй ет на вход элемента И 31, обеспечивагруппы третьи входы которых через . ет формирование на его выходе нулеэлемент И 31 подключены к нулевым вого сигнала. выходам триггеров 24, единичные вхо- Одновременно единичный сигнал с ды которых подключены к выходам соот- третьего управляюцего входа 15 посветствующих элементов И второй тупает через третий элемент ИЛИ 30 группы 22, а единичные выходы соеди- З5 на элемент И- 21 первой группы на

1 иены с управляющими входами клапанов другие прямые входы которого постуинформационные входы которых под- . пают единичные сигналы с нУлевого ключены к информационному входу 19, выхода триггера запуска 25 и через а выходы - к информационным выходам второй управляющий вход 14 от втоустройства 18. 10 рого управляющего выхода абонента.

Работа схемы перестраиваемой Этот же сигнал через .;элемент ИЛИ 26 вычислительной системы заключается первой группы поступает на инверсные . в следующем. входы всех последуюцих элементов И 21, В исходном состоянии. Разряды первой группы. Вследствие этого на

Регистра конфигурации 10, триггеров 4 выходе соответствующего элемента И

24 и триггер запуска 25 устройства первой группы формируется единичный распределения задач 12 находится в сигнал, который через второй элемент нулевом состоянии. Счетчик 3 также ИЛИ 29 поступает на единичный вход находится в нулевом состоянии. Все триггера запуска 25 и устанавливает вычислительные модули 2 выключены. щ .его в единицу. Нулевой сигнал с нулеС первых управляюцих выходов абонен- вого выхода триггера запуска 25 зактов 1 сигналы — заявки на решение рывает все элементы И 21 на время задач; поступают через первый элемент ввода информации от избранного абоИЛИ 5. на суммирующий вход счетчика 3.,нента. Одновременно единичный сигнал

Дешифратор 9 в соответствии с кодом с выхода элемента И 21 поступает на счетчике 3 формирует на одном из через управляюций выход 20 устройст. И своих выходов единичный сигнал, ва распределения задач 12 на управлякоторый поступает на вход соответ- ющий вход соответствуннщего абонента ствуюцего разряда регистра конфи- и осуществляет его запуск. Информация гурации 10. При поступлении первой с избранного абонента 2 через инфорзаявки, например, от второго абонен- 40 мационный вход 19 устройства распрета 1 единичный сигнал будет сформи- деления задач 12 и через открытую рован на втором выходе дешифратора . группу клапанов 23 и соответствуюций

9, который устанавливает в единицу ей информационный выход 18 устройства первый разряд регистра конфигурации распределения задач 12 поступает на

10. Единичный сигнал с выхода перво- Я ;вход соответствуюцего вычислительно951285 го модуля 2. После окончания приема информации с абонента 1 íà его втором управляющем выходе формируется управляющий сигнал, который через соответствующий управляющий вход 13 первой группы управляющих входов бло- 5 ка распределения задач 12 и первый элемент ИЛИ 28 поступает на нулевой вход триггера запуска 25 и на нулевые входы m триггеров 24, устанавливая их в нулевое состояние. Таким об- JO разом, схема приходит .в исхЬдное состояние.

После окончания переработки информации на первом управляющем выходе 8 соответствующего вычислительного модуля 2 формируется управляющий сигнал, который через элемент ИЛИ 7 поступает на вычитающий вход 6 счетчика 3. Следовательно, в счетчике 3 . динамически формулируется код числа заявок на решение. Как только количество заявок в счетчике 3 достигнет некоторой величины А, фор1лируется единичный сигнал на четвертом выходе дешифратора 9,.который поступает на единичный вход второго разряда регистра конфигурации 10 и устанавливает его в единицу. Единичный сигнал с выхода этого разряда поступает на управляющий вход 11 второго вычислительного модуля 2 и осуществляет его включение. Включение других модулей

2 осуществляется аналогично при увеличении кода числа заявок в .счетчике 3. При уменьшении кода количества заявок в счетчике 3 до некоторой 35 величины А„6А формируется единичный сигнал на третьем выходе дешифратора

9, поступает на нулевой вход второго разряда регистра конфигурации 10 и устанавливает его в нуль. Нулевой 4р сигнал с единичного выхода данного разряда регистра конфигурации 10 поступает на первый управляющий вход

11 второго вычислительного модуля 2 и вызывает его отключение. Отключе- 45 ние предыдущих вычислительных модулей 2 осуществляется аналогично при изменении кода числа заявок в счетчике 3.

Рассмотрим работу схемы при наличии заявок на решение от нескольких абонентов 1 и нескольких включенных

Вычислительных модулей 2. Пусть.заявки на решение задач есть от всех входных абонентов 1, а в работу включены первые два вычислительных модуля 2.

Будем считать, что одновременное формирование управляющих сигналов на

Вторых управляющих выходах вычислительных модулей 2, в силу случайного

Времени решения задач, маловероятно. 60

Пусть первым освободтлся второй вычислительный модуль 2. управляющий сигнал со второго управляюцего выхода второго вычислительного модуля 2 через соответствующий управляющий 65 вход 15 группы управляющих входов блока распределения задач 12 и через второй элемент И 22 первой группы, открытый по другому прямому входу единичным сигналом с выхода элемента

И 31, а по инверсному входу — нулевым сигналом с первого входа 15 третьей группы управляющих входов, поступает на единичный вход соответствующего триггера 24, устанавливая его в .единицу, единичный сигнал с выхода которого открывает соответствуюцую группу клапанов 23. Одновременно этот же сигнал через третий элемент ИЛИ 30 и через первый элемент

И 21 первой группы, открытый по другим входам единичными сигналами с нулевого выхода триггера запуска 25 и с управляющего входа 14, поступает через второй элемент ИЛИ 29 и с управляющего на .единичный вход триггера запуска 26, устанавливая его в единицу, и через управляющий выход

20 — на управляющий вход первого абонента 1 и осуществляет его запуск. Вследствие этого осуществляется ввод информации с первого абонента 1 через информационный вход 19 устройства распределения задач и через соответствующую группу клапанов 23 во второй вычислительный модуль 2. Заметим, что второй и последующий элементы И 21 в это время закрыты единичным сигналом, поступающим от третьего управляющего выхода первого абонента 1 через вторые управляющие входы 14 устройства распределения задач и через элементы ИЛИ 26 первой группы на инверсные входы элементов И 21. После окончания информации с первого абонента 1 на его втором управляющем выходе будет сформирован единичный сигнал, который через управляющий вход 13 устройства распределения задач 12 и через первый элемент ИЛИ 28 поступает на нулевые входы триггера запуска 25 и триггеров 24, устанавливая их в нулевое состояние. Одновременно с этим сформированы нулевые сигналы на третьих управляющих выходах абонентов 1 и на втором управляющем выходе вычислительного модуля 2. Если к этому времени есть сигнал на втором управляюцем выходе первого вычислительного модуля 2, то аналогично описанному производится запуск и ввод информации от второго абонента 1 в первый вычислительный модуль 2. В этом. случае будет открыт второй элемент

И 21 первой группы, так как с третьего- управляюцего выхода второго абонента через управляющий вход 14 поступает единичный сигнал, который открывает соответствующий элемент

И 21 и через элементы ИЛИ 26 первой группы запрещает открытие последующих элементов И 21 первой группы.

951285

Работа системы при другом количестве включенных вычислительных модулей 2 аналогична описанной. Из описания работы схемы устройства распределения задач следует, что элементы ИЛИ 26 первой группы и ИЛИ 27 вто- 5 рой группы элементов обеспечивают запуск последующего абонента после окончания работы предыдущего и соответственно прием информации в последующий вычислительный модуль только после окончания приема информации в предыдущей вычислительный модуль, что обеспечивает устойчивую работу системы при наличии заявок на решение от нескольких абонентов и нескольких i5 готовых к работе вычислительных модулей.

Таким образом, устройство для сопряжения в перестраиваемой вычислитель=.20 ной системе позволяет обеспечить производительность примерно в m раз больше, чем производительность прототипа, а по сравнению с аналогичными вычислительными системамис постоянной25 конфигурацией обеспечивает более экономичный энергетический режим. формула изобретения устройство для сопряжения вычисли- 0 тельных машин с абонентами, содержацее счетчик, дешифратор, регистр конфигурации, два элемента ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов

ИЛИ соединены соответственно с сумми-35 рующим и вычитающим входами счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, выходы дешифратора соединены с входами соответствующих разрядов регистра конфигурации, вы- ?Q ходы разрядов регистра конфигурации являются выходами запуска устройства, входы первого элемента ИЛИ являются входами запросов обмена устройства,входы второго элемента ИЛИ явля- 45 ются входами окончания вычислений устройства, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введен блок распределения задач, содеРжащий гРуппу50 триггеров, две группы из m элементов И, группу из и элементов И, группу из m элементов ИЛИ, группу из и элементов ИЛИ, треггер запуска, три элемента ИЛИ и элемент И, выход кото-55, рого соединен с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с единичными входами соответствующих триггеров группы, инверсные и прямые входы которых соединены соответственно с соответствующими входами элемента И и с первыми входами соответствующих элементов И второй группы, выходы которых являются информационными выходами устройства, вторые входы элементов И второй группы подключены к информационному входу устройства, входы сигналов занятости устройства соединены с вторыми входами соответствующих элементов И первой группы и с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ, выход. которого соединен с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с соответствуюцими входами четвертого элемента ИЛИ и с выходами запуска абонентов устройства, входы окончания обмена устройства соединены с соответствующими входами пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевыми входами триггеров группы и триггера запуска, единичный вход и инверсный выход которого соединены соответственно с выходом четвертого элемента ИЛИ и с вторыми входами элементов И третьей группы, третьи входы элементов И третьей группы соединены с соответствуюцими входами готовности абонента устройства, инверсный вход i-го (13, gm) элемента II первой группы. соединен с выходом (i-2)-го элемента ИЛИ первой группы, первый вход которого соединен с (i-1)-м управляюцим входом третьей группы устройства, второй вход )-ro (j=2,...,m-2) элемента ИЛИ первой группы соединен с выходом (j — 1)-го элемента ИЛИ первой группы и инверсный вход второго элемента И первой группы соединены с первым управляюцим входом третьей группы устройства, инверсный вход i-ro (i-3...,n) элемента И третьей группы соединен с выходом (i-2)-го элемента ИЛИ второй группы, первый вход которого соединен с (i i) м управляющим входом пятой группы устройства, второй вход j-го (j-2,...,n-2) элемента ИЛИ второй группы соединен с выходом (j-1)-ro элемента ИЛИ второй группы, второй вход первого элемента ИЛИ второй группы и инверсный вход второго элемента И третьей группы соединены с первым управляющим входом пятой группы устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 52-4 178, кл. 97 (7)(G 06 F 15/16 ), опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 613925, кл. G 06 F 15/16, 1977 (прототип).

951285

Составитель В. Аедоницкий

Редактор К. Волощук Техред A.Áàáèíåö

Корректор О. Билак

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 5947/54 Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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