Устройство для оценки степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации

Устройство для оценки степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и предназначено для моделирования комбинаторных задач при проектировании вычислительных систем (ВС).

Известен элемент однородной среды, включающий блок обработки входных сигналов, блок запоминания признака конечной точки, блок выходной логики, триггер записи трасс, блок оценки текущего размещения, блок передачи информации, входы, выходы, управляющий вход, информационные входы, информационные выходы, индикаторный выход (а.с. СССР №1291957, кл. G06F 7/00, опубл. 23.02.87, БИ №7).

Недостатком указанного элемента является узкая область применения, обусловленная ограниченным числом критериев оценки степени оптимальности размещения.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство для формирования субоптимального размещения и его оценки, содержащая блок формирования перестановок, блок постоянной памяти, коммутатор, арифметико-логическое устройство (АЛУ), блок запоминания лучшего варианта, введены дешифратор выбора дуги, реверсивный счетчик ячеек, блок оперативной памяти, счетчик топологии, первый и второй счетчики расстояний, умножитель, сумматор, регистр минимальной длины связей, первый элемент сравнения, вычитатель, триггер начала счета, триггер режима, триггер задания топологии, регистр длины связей, второй элемент сравнения, счетчик дуг, дешифратор блокировки дуги, регистр номера дуги, регистр минимального веса, группа элементов И, первый и второй элементы И, второй блок элементов ИЛИ, третий элемент И, первый и второй одновибраторы, первый, второй и третий элементы задержки, два регистра сдвига, элемент ИЛИ и группу элементов ИЛИ, электронную модель графа (ЭМГ) содержащую m электронных моделей дуги, причем l-я электронная модель дуги (l=1, 2,…, m), содержит триггер блокировки дуги, регистр веса дуги, регистр блокировки дуги, первый элемент И, второй элемент И, элемент ИЛИ (Патент РФ №2193796, кл. G06F 17/10, 7/38, опубл. 27.11.2002, БИ №33).

Недостатком указанного устройства является узкая область применения, обусловленная отсутствием средств для оценки степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией (ДС) при направленной передаче информации.

Технической задачей изобретения является расширение области применения устройства за счет введения средств для оценки степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации.

Техническая задача решается тем, что в устройство для оценки степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации (фиг.1), содержащее первый регистр сдвига, второй регистр сдвига, блок формирования перестановок (БФП), блок постоянной памяти, блок запоминания лучшего варианта (БЗЛВ), коммутатор, АЛУ, дешифратор выбора дуги, реверсивный счетчик ячеек, блок оперативной памяти, счетчик топологии, первый и второй счетчики расстояний, умножитель, сумматор, регистр минимальной длины связей, первый элемент сравнения, вычитатель, триггер начала счета, триггер режима, триггер задания топологии, регистр длины связей, второй элемент сравнения, счетчик дуг, дешифратор блокировки дуги, регистр номера дуги, регистр минимального веса, электронную модель графа, группу с 1-го по n-й элементов ИЛИ, группу 1-го по m-й элементов И, первый и второй элементы И, второй блок элементов ИЛИ, третий элемент И, первый и второй одновибраторы, первый, второй и третий элементы задержки, первый блок элементов ИЛИ, причем выходы БФП соединены с соответствующими входами блока постоянной памяти и соответствующими входами БЗЛВ, сигнализирующий выход БФП соединен с установочным входом триггера начала счета, выходы блока постоянной памяти соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого соединен с входом АЛУ, выход которого соединен с информационным входом БЗЛВ, а выход БЗЛВ соединен с первым информационным входом АЛУ, выход переполнения регистра сдвига соединен с входом регистра сдвига, выходы первого и второго регистров сдвига с первого по n-й подключены к первым и вторым входам элементов ИЛИ 1-го по n-й соответственно, выход переполнения регистра сдвига соединен с управляющим входом АЛУ и с управляющим входом БФП, тактовый вход устройства соединен с входом регистра сдвига, с тактовым входом БФП и с первыми входами первого и второго элементов И, выход счетчика дуг соединен с входом дешифратора выбора дуги и входом данных регистра номера дуги, выход блока элементов ИЛИ подключен к первому входу элемента сравнения и к входу данных регистра минимального веса, выход регистра минимального веса соединен с вторым входом элемента сравнения и с входом данных блока оперативной памяти, выход элемента задержки соединен с входом установки регистра минимального веса и с входом установки регистра номера дуги, выход третьего элемента И соединен с синхровходом регистра минимального веса и с синхровходом регистра номера дуги, выход регистра номера дуги соединен с информационным входом дешифратора блокировки дуги, выход переполнения счетчика дуг соединен с разрешающим входом дешифратора блокировки дуги, а также с входом элемента задержки, первым счетным входом реверсивного счетчика ячеек и входом записи блока оперативной памяти, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика дуг и со входом элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнения, второй вход первого элемента И соединен с прямым выходом триггера начала счета, который также соединен со вторым входом второго элемента И, третий вход первого элемента И соединен с инверсным выходом триггера режима, прямой выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен со вторым счетным входом реверсивного счетчика ячеек, выход которого подключен к адресному входу блока оперативной памяти, выход которого подключен к первому входу умножителя, выход счетчика расстояний подключен к второму входу умножителя, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу регистра минимальной длины связей и к второму входу вычитателя, выход сумматора подключен к входу данных регистра минимальной длины связей, выход элемента задержки подключен к синхровходу регистра минимальной длины связей, выход второго элемента И и счетный вход счетчика расстояний подключены к входу третьего элемента задержки, выход второго одновибратора подключен к синхровходу счетчика расстояний, выход переполнения которого подключен к счетным входам счетчика топологии, счетчика расстояний и к входу второго одновибратора, выход счетчика топологии подключен к входу счетчика расстояний, вход данных устройства подключен ко входу данных счетчика топологии, синхровход счетчика топологии подключен к входу установки устройства, прямой выход триггера задания топологии подключен к разрешающему входу счетчика топологии, установочный вход триггера задания топологии подключен к входу установки устройства, вход сброса триггера задания топологии подключен к входу установки устройства, выход переполнения реверсивного счетчика ячеек подключен к установочному входу триггера режима, вход сброса которого подключен к входу установки устройства, выход регистра длины связей подключен ко второму входу элемента сравнения и к первому входу вычитателя, первый вход элемента сравнения подключен к выходу АЛУ и входу данных регистра длины связей, выход одновибратора подключен к синхровходу регистра длины связей, вход сброса триггера начала счета подключен к входу установки устройства, l-й выход дешифратора выбора дуги (l=1, 2,…, m) соединен с l-м входом выбора дуги электронной модели графа, l-й выход дешифратора блокировки дуги соединен с l-м входом блокировки дуги электронной модели графа, l-й выход веса дуги электронной модели графа соединен с l-м входом блока элементов ИЛИ и l-м входом блока элементов ИЛИ, l-й выход элемента И группы элементов И с 1-го по m-й соединен с l-м управляющим входом электронной модели графа, выход блока элементов ИЛИ соединен со вторым информационным входом АЛУ, выход элемента сравнения соединен с входом первого одновибратора, выходы элементов с 1-го по n-й ИЛИ подключены к соответствующим входам элементов И 1-го по m-й, выход вычитателя соединен с выходом длины связей устройства, дополнительно введен блок оценки, содержащий дешифратор выбора канала, мультиплексор выбора канала, третий элемент сравнения, группу из m регистров хранения значения интенсивности, регистр максимального значения, регистр номера канала, триггер номера этапа, счетчик номера канала, третий элемент И, четвертый элемент И, причем вход установки соединен с S-входом триггера номера канала, R-вход которого подключен к выходу переполнения счетчика дуг, прямой выход триггера номера этапа подключен к управляющему входу дешифратора выбора канала, ко входу которого подсоединен выход счетчика дуг, выходы с первого по m-й дешифратора выбора канала соединены с соответствующими e-входами i (i=1, 2,…, m) регистров хранения значения интенсивности группы с первого по m регистров хранения значения интенсивности, соответствующие D-входы которых подключены к выходу второго блока элементов ИЛИ, выходы группы с первого по m-й регистров хранения значения интенсивности подсоединены к соответствующим входам мультиплексора выбора канала и к соответствующим выходам группы с первого по m-й выходов значений загрузки, выход мультиплексора выбора канала подключен к первому входу третьего элемента сравнения и к D-входу регистра максимального значения, второй вход третьего элемента сравнения подключен к выходу регистра максимального значения и к выходу максимального значения, выход третьего элемента сравнения соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера номера этапа и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с тактовым входом устройства, выход четвертого элемента И подсоединен к счетному входу счетчика номера канала, выход которого подключен к D-входу регистра номера канала и к управляющему входу мультиплексора выбора канала, выход третьего элемента И подключен к е-входам регистра максимального значения и номера канала, выход регистра номера канала соединен с выходом номера, выход переполнения счетчика номера канала подключен к выходу переполнения устройства.

Электронная модель графа содержит m электронных моделей дуги, причем l-я электронная модель дуги (l=1, 2,…, m) содержит триггер блокировки дуги, регистр веса дуги, регистр блокировки дуги, первый элемент И, второй элемент И, элемент ИЛИ, причем входы первого элемента И соединены с соответствующими входами задания графа устройства, выход первого элемента И соединен с синхровходом регистра веса дуги и с установочным входом триггера блокировки дуги, вход сброса которого соединен с l-м входом блокировки дуги электронной модели графа, вход данных регистра веса дуги соединен с l-м входом веса дуги устройства, первый вход элемента ИЛИ соединен с l-м управляющим входом электронной модели графа, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера блокировки дуги и с разрешающим входом регистра блокировки дуги, второй вход второго элемента И соединен с l-м входом выбора дуги электронной модели графа, вход сброса регистра блокировки дуги соединен с l-м входом сброса устройства, выход регистра блокировки дуги соединен с l-м выходом веса дуги электронной модели графа, который также соединен с выходом регистра веса дуги, выход элемента ИЛИ подключен к разрешающему входу регистра веса дуги.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема устройства для формирования субоптимального размещения и его оценки, фиг.2 поясняет сущность использования электронной модели графа; фиг.3 иллюстрирует принцип работы блока 58 оценки; фиг.4 поясняет принцип работы предлагаемого устройства.

Общие особенности изобретения состоят в следующем.

Предлагаемое устройство может использоваться в области проектирования ВС, например, при размещении процессов (алгоритмов, задач, данных, файлов и т.п.). Устройство дополнительно позволяет осуществлять оценку степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации.

Исходная задача (процесс, алгоритм, программа) представляется в виде ориентированного взвешенного графа G=<X,E>, вершины x_i∈Х которого соответствуют подзадачам (подалгоритмам, подпрограммам и т.п.), а дуги e_ij∈Е⊆X×X задают управляющие и/или информационные связи между подзадачами и фактически являются каналами передачи данных. Граф G может быть описан матрицей смежности W=‖w_ij‖_N×N (фиг.2), где N=n²=∣Х∣; w_ij - объем передаваемых данных между i-м и j-м процессорным модулем.

Древовидная структура (ДС) отображается однородной средой, которой ставится в соответствие топологическая модель в виде графа H=<U,V>, где U - множество модулей ДС, организованных в виде дерева (фиг.4а) ∣U∣=N=n и является количеством модулей ДС и количеством вершин графа G, V - множество межмодульных связей.

Множество модулей ДС (фиг.4а) разбивается на L подмножеств, образующих соответствующие уровни. При этом первый уровень (корневой, корень дерева) обязательно имеют одну связь с элементами (i-1)-го уровня и по k связей с элементами (i+1)-го уровня, где k - количество связей с элементами нижестоящего уровня. Корень дерева связан k связями только с элементами второго уровня, а модули L-го уровня связаны только с элементами (L-1)-го уровня. ДС может быть описана матрицей смежности W=‖w_ij‖_n×n (фиг.4б), где w_ij определяется интенсивностью взаимодействия (потока передачи данных, слов данных, кодовых слов передачи управления и т.п.) между подзадачами x_i и x_j.

Для удобства дальнейшего описания будем считать, что однородная среда содержит m×n элементов, при этом m=n (где m и n - число процессов). Функционирование однородной среды аналогично прототипу. При поступлении сигнала от внешнего устройства управления (ВУУ) происходит перестановка двух вершин графа и получение нового варианта размещения, т.е. новой матрицы смежности. Предлагаемое устройство вычисляет значения критериев оценки и выдает указанные значения ВУУ. Последнее анализирует принятые значения и либо фиксирует полученное размещение как более оптимальное, если значения критериев улучшают ранее найденные значения, либо игнорирует его.

В отличие от прототипа, в котором выполнялось размещение взвешенных графов в линейной и кольцевой топологической модели, а также оценивалась степень близости сформированного размещения к оптимальному, предлагаемое устройство дополнительно реализует оценку степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации.

Устройство для оценки степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации содержит первый регистр 1 сдвига, второй регистр 2 сдвига, блок 3 формирования перестановок (БФП), блок 4 постоянной памяти, блок 5 запоминания лучшего варианта (БЗЛВ), коммутатор 6, АЛУ 7, дешифратор 8 выбора дуги, реверсивный счетчик 9 ячеек, блок 10 оперативной памяти, счетчик 11 топологии, первый 12 и второй 13 счетчики расстояний, умножитель 14, сумматор 15, регистр 16 минимальной длины связей, первый элемент 17 сравнения, вычитатель 18, триггер 19 начала счета, триггер 23 режима, триггер 24 задания топологии, регистр 25 длины связей, второй элемент 26 сравнения, счетчик 27 дуг, дешифратор 28 блокировки дуги, регистр 29 номера дуги, регистр 30 минимального веса, электронную модель 31 графа, группу элементов ИЛИ 32.1-32.n, группу элементов И 33.1-33.m, первый 34 и второй 35 элементы И, второй блок элементов ИЛИ 36, третий элемент И 37, первый 41 и второй 42 одновибраторы, первый 43, второй 44 и третий 45 элементы задержки, первый блок элементов ИЛИ 46, причем выходы БФП 3 соединены с соответствующими входами блока 4 постоянной памяти и соответствующими входами БЗЛВ 5, сигнализирующий выход БФП 3 соединен с установочным входом триггера 19 начала счета, выходы блока 4 постоянной памяти соединены с соответствующими входами коммутатора 6, выход которого соединен с входом АЛУ 7, выход которого соединен с информационным входом БЗЛВ 5, а выход БЗЛВ 5 соединен с первым информационным входом АЛУ 7, выход переполнения регистра 1 сдвига соединен с входом регистра 2 сдвига, выходы регистров 1 и 2 с первого по n-й подключены к первым и вторым входам элементов ИЛИ 32.1-32.n соответственно, выход переполнения регистра 2 сдвига соединен с управляющим входом АЛУ 7 и с управляющим входом БФП 3, тактовый вход 57 устройства соединен с входом регистра 1 сдвига, с тактовым входом БФП 3 и с первыми входами элементов И 34 и 35, выход счетчика 27 дуг соединен с входом дешифратора 8 выбора дуги и входом данных регистра 29 номера дуги, выход блока элементов ИЛИ 36 подключен к первому входу элемента 17 сравнения и к входу данных регистра 30 минимального веса, выход регистра 30 минимального веса соединен с вторым входом элемента 17 сравнения и с входом данных блока 10 оперативной памяти, выход элемента 43 задержки соединен с входом установки регистра 30 минимального веса и с входом установки регистра 29 номера дуги, выход третьего элемента И 37 соединен с синхровходом регистра 30 минимального веса и с синхровходом регистра 29 номера дуги, выход регистра 29 номера дуги соединен с информационным входом дешифратора 28 блокировки дуги, выход переполнения счетчика 27 дуг соединен с разрешающим входом дешифратора 28 блокировки дуги, а также с входом элемента 43 задержки, первым счетным входом реверсивного счетчика 9 ячеек и входом записи блока 10 оперативной памяти, выход элемента И 34 соединен со счетным входом счетчика 27 дуг и со входом элемента 44 задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И 37, первый вход которого соединен с выходом элемента 17 сравнения, второй вход элемента И 34 соединен с прямым выходом триггера 19 начала счета, который также соединен со вторым входом элемента И 35, третий вход элемента И 34 соединен с инверсным выходом триггера 23 режима, прямой выход которого соединен с третьим входом элемента И 35, выход элемента И 35 соединен со вторым счетным входом реверсивного счетчика 9 ячеек, выход которого подключен к адресному входу блока 10 оперативной памяти, выход которого подключен к первому входу умножителя 14, выход счетчика 13 расстояний подключен к второму входу умножителя 14, выход которого подключен к первому входу сумматора 15, второй вход которого подключен к выходу регистра 16 минимальной длины связей и к второму входу вычитателя 18, выход сумматора 15 подключен к входу данных регистра 16 минимальной длины связей, выход элемента 45 задержки подключен к синхровходу регистра 16 минимальной длины связей, выход элемента И 35 и счетный вход счетчика 12 расстояний подключены к входу элемента 45 задержки, выход одновибратора 42 подключен к синхровходу счетчика 12 расстояний, выход переполнения которого подключен к счетным входам счетчика 11 топологии, счетчика 13 расстояний и к входу одновибратора 42, выход счетчика 11 топологии подключен к входу счетчика 12 расстояний, вход 51 данных устройства подключен ко входу данных счетчика 11 топологии, синхровход счетчика 11 топологии подключен к входу 52 установки устройства, прямой выход триггера 24 задания топологии подключен к разрешающему входу счетчика 11 топологии, установочный вход триггера 24 задания топологии подключен к входу 49 установки устройства, вход сброса триггера 24 задания топологии подключен к входу 50 установки устройства, выход переполнения реверсивного счетчика 9 ячеек подключен к установочному входу триггера 23 режима, вход сброса которого подключен к входу 48 установки устройства, выход регистра 25 длины связей подключен ко второму входу элемента 26 сравнения и к первому входу вычитателя 18, первый вход элемента 26 сравнения подключен к выходу АЛУ 7 и входу данных регистра 25 длины связей, выход одновибратора 41 подключен к синхровходу регистра 25 длины связей, вход сброса триггера 19 начала счета подключен к входу 47 установки устройства, 7-й выход дешифратора 8 выбора дуги (l=1, 2,…, m) соединен с l-м входом выбора дуги электронной модели 31 графа, l-й выход дешифратора 28 блокировки дуги соединен с l-м входом блокировки дуги электронной модели 31 графа, l-й выход веса дуги электронной модели 31 графа соединен с l-м входом блока элементов ИЛИ 36 и l-м входом блока элементов ИЛИ 46, выход элемента И 33.l соединен с l-м управляющим входом электронной модели 31 графа, выход блока элементов ИЛИ 46 соединен со вторым информационным входом АЛУ 7, выход элемента 26 сравнения соединен с входом одновибратора 41, выходы элементов ИЛИ 32.1-32.n подключены к соответствующим входам элементов И 33.1-33.m, выход вычитателя 18 соединен с выходом 53 длины связей устройства, а также дополнительно введенный блок 58 оценки, содержащий дешифратор 59 выбора канала, мультиплексор 60 выбора канала, третий 61 элемент сравнения, группу 62.1, 62.2,…, 62.m регистров хранения значения интенсивности, регистр 63 максимального значения, регистр 64 номера канала, триггер 65 номера этапа, счетчик 66 номера канала, третий 67 элемент И, четвертый 68 элемент И, причем вход 73 установки соединен с S-входом триггера 65 номера канала, R-вход которого подключен к выходу переполнения счетчика 27 дуг, прямой выход триггера 65 номера этапа подключен к управляющему входу дешифратора 59 выбора канала, ко входу которого подсоединен выход счетчика 27 дуг, выходы с первого по m-й дешифратора 59 выбора канала соединены с соответствующими е-входами регистров 62.i (i=1, 2,…, m) хранения значения интенсивности группы 62.1, 62.2,…, 62.m регистров хранения значения интенсивности, соответствующие D-входы которых подключены к выходу второго 36 блока элементов ИЛИ, выходы группы 62.1, 62.2,…, 62.m регистров хранения значения интенсивности подсоединены к соответствующим входам мультиплексора 60 выбора канала и к соответствующим выходам группы 71.1, 71.2,…, 71.m выходов значений загрузки, выход мультиплексора 60 выбора канала подключен к первому входу третьего 61 элемента сравнения и к D-входу регистра 63 максимального значения, второй вход третьего 61 элемента сравнения подключен к выходу регистра 63 максимального значения и к выходу 69 максимального значения, выход третьего 61 элемента сравнения соединен с первым входом третьего 67 элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу триггера 65 номера этапа и к первому входу четвертого 68 элемента И, второй вход которого соединен с тактовым 57 входом устройства, выход четвертого 68 элемента И подсоединен к счетному входу счетчика 66 номера канала, выход которого подключен к D-входу регистра 64 номера канала и к управляющему входу мультиплексора 60 выбора канала, выход третьего 67 элемента И подключен к е-входам регистра 63 максимального значения и 64 номера канала, выход регистра 64 номера канала соединен с выходом 70 номера, выход переполнения счетчика 66 номера канала подключен к выходу 72 переполнения устройства.

Электронная модель 31 графа (фиг.1) содержит m электронных моделей дуги, причем электронная модель 31.l дуги (l=1, 2,…, m) содержит триггер 20.l блокировки дуги, регистр 21.l веса дуги, регистр 22.l блокировки дуги, первый элемент И 38.l, второй элемент И 39.l, элемент ИЛИ 40.l, причем входы элемента И 38.l соединены с соответствующими входами 56.у и 56.z задания графа устройства (где y и z - номера соответственно начальной и конечной вершины l-й дуги графа), выход элемента И 38.l соединен с синхровходом регистра 21.l веса дуги и с установочным входом триггера 20.l блокировки дуги, вход сброса которого соединен с l-м входом блокировки дуги модели 31, вход данных регистра 21.l веса дуги соединен с входом 54.l веса дуги устройства, первый вход элемента ИЛИ 40.l соединен с l-м управляющим входом модели 31, а второй вход элемента ИЛИ 40.l соединен с выходом элемента И 39.l, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера 20.l блокировки дуги и с разрешающим входом регистра 22.l блокировки дуги, второй вход элемента И 39.l соединен с l-м входом выбора дуги модели 31, вход сброса регистра 22.l блокировки дуги соединен с входом 55.l сброса устройства, выход регистра 22.l блокировки дуги соединен с l-м выходом веса дуги модели 31, который также соединен с выходом регистра 21.l веса дуги, выход элемента ИЛИ 40.l подключен к разрешающему входу регистра 21.l веса дуги.

Назначение элементов и блоков устройства (фиг.1) состоит в следующем.

Первый и второй регистры 1 и 2 сдвига необходимы для реализации последовательного перебора пар вершин орграфа G.

Блок 3 формирования перестановок осуществляет перебор всех возможных размещений вершин графа G по позициям заданной топологической модели.

Блок 4 постоянной памяти хранит двоичные коды номеров позиций.

Блок 5 запоминания лучшего варианта служит для запоминания лучшего на настоящий момент варианта размещения.

Коммутатор 6 обеспечивает последовательное списывание из блока 4 кодов номеров выбираемых позиций для передачи их в АЛУ 7.

Арифметико-логическое устройство 7 необходимо для определения расстояния между позициями, в которые помещены выбранные вершины графа, и расчета длины связей L для формируемого варианта размещения. Данное устройство способно определять расстояния между позициями как для взвешенных графов, так и для невзвешенных.

Дешифратор 8 выбора дуги вместе со счетчиком 27 дуг предназначены для выбора из ЭМГ 31 дуги с номером, записанным в счетчике 27.

Реверсивный счетчик 9 ячеек служит для организации последовательного перебора адресов блока 10 оперативной памяти в прямом и обратном порядке соответственно при записи информации и ее считывании.

Блок 10 оперативной памяти служит для хранения весов w_ij дуг орграфа G в порядке возрастания их значений.

Счетчик 11 топологии необходим для подсчета и передачи счетчику 12 количества обрабатываемых элементов вектора ‖d'_k‖ с заданным значением (для кольцевой топологической модели общее число таких элементов постоянно и составляет n, для линейной это число уменьшается от n-1 для d'_k=1 до 1 для d'_k=n-1).

Первый счетчик 12 расстояний и второй счетчик 13 расстояний предназначены для организации перебора в возрастающем порядке ненулевых элементов матрицы расстояний D (таким образом на выходе счетчика 13 формируется вектор ‖d'_k‖).

Умножитель 14 необходим для умножения веса дуги из блока 10 оперативной памяти на расстояние между позициями топологической модели (элемент вектора ‖d'_k‖) из счетчика 13 расстояний.

Сумматор 15 предназначен для суммирования значений с умножителя 14 и регистра 16.

Регистр 16 минимальной длины связей хранит значение минимально возможной длины связей L^* для заданного графа.

Первый элемент 17 сравнения служит для сравнения веса текущей дуги с наименьшим на данный момент весом, записанным в регистре 30.

Вычитатель 18 служит для нахождения степени оптимальности размещения ξ по формуле (2). Значение L^* поступает с выхода регистра 16 минимальной длины связей, L поступает с выхода регистра 25 длины связей.

Триггер 19 начала счета служит для индикации перехода из режима формирования размещения в режим его оценки.

Триггер 23 режима служит для хранения признака текущей операции. Если триггер 23 установлен в ноль - это означает запись весов дуг по возрастанию в блок 10 оперативной памяти, а в единицу - нахождение минимально возможной длины L^* по формуле (1).

Триггер 24 задания топологии предназначен для задания вида топологической модели: если триггер 24 установлен в единицу - это означает выбор линейной модели, в ноль - кольцевой модели.

Регистр 25 длины связей предназначен для хранения значения длины связей L для наилучшего варианта размещения, сохраненного в БЗЛВ 5.

Второй элемент 26 сравнения предназначен для сравнения значения длины связей L лучшего на данный момент варианта размещения из регистра 25 с текущей длиной связи.

Дешифратор 28 блокировки дуги предназначен для выбора дуги, которую необходимо заблокировать в текущем цикле работы устройства.

Регистр 29 номера дуги служит для хранения номера дуги с минимальным весом, выбранной в текущем цикле работы устройства.

Регистр 30 минимального веса необходим для хранения значения минимального на данный момент веса дуги.

Группа элементов ИЛИ 32.1-32.n необходима для объединения соответствующих сигналов с регистров 1 и 2.

Группа элементов И 33.1-33.m предназначена для выбора соответствующих дуг графа G по сигналам с элементов ИЛИ 32.1-32.n.

Первый и второй элементы И 34 и 35 необходимы для блокировки передачи импульсов с тактового входа 57 устройства на элементы и блоки, обеспечивающие упорядочение весов дуг графа в блоке 10 и подсчет значения длины связей L^* соответственно.

Второй блок элементов ИЛИ 36 необходим для подключения веса текущей дуги к элементу 17 сравнения и регистру 30.

Третий элемент И 37 предназначен для блокировки прохождения импульсов на входы синхронизации регистров 29 и 30.

Электронная модель 31 графа служит для моделирования топологии графа G, представляющего размещаемый объект.

Первый и второй одновибраторы 41 и 42 необходимы для формирования импульсов, управляющих записью информации в регистр 25 и счетчик 12 соответственно.

Первый элемент 43 задержки служит для задержки импульса переполнения со счетчика 27 дуг на время, достаточное для обеспечения блокировки дуги дешифратором 28 и записи минимального веса из регистра 30 в блок 10 оперативной памяти.

Второй элемент 44 задержки необходим для задержки тактового импульса на время, достаточное для обеспечения выбора очередной дуги и сравнения ее веса с минимальным весом, записанным в регистре 30.

Третий элемент 45 задержки обеспечивает задержку импульса, поступающего на регистр 16 минимальной длины связей, на время, достаточное для подсчета и добавления очередного слагаемого формулы (1) умножителем 14 и сумматором 15.

Первый блок элементов ИЛИ 46 необходим для подачи в АЛУ 7 веса текущей дуги.

Электронная модель 31.l дуги служит для моделирования l-й дуги орграфа G, l=1, 2,…, m.

Триггер 20.l блокировки дуги служит для выдачи сигнала блокировки повторного выбора соответствующей дуги во время работы устройства.

Регистр 21.l веса дуги и регистр 22.l блокировки дуги предназначены для хранения веса текущей дуги и нулевого кода соответственно. Регистры 21.l и 22.l имеют выходы с тремя состояниями; перевод выходов в третье (высокоимпедансное) состояние обеспечивается соответственно единичным и нулевым сигналом на входах разрешения (ое).

Первый элемент И 38.l необходим для формирования сигнала наличия l-й дуги в графе.

Второй элемент И 39.l служит для формирования сигнала выбора/блокировки дуги.

Элемент ИЛИ 40.l служит для объединения сигналов с элемента И 39.l и с элемента И 33.l.

Блок 58 оценки предназначен для оценки степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче информации.

Дешифратор 59 выбора канала необходим для выбора очередного канала, подлежащего последующей оценке.

Мультиплексор 60 выбора канала предназначен для выбора очередного канала и последующей его подачи на третий 61 элемент сравнения.

Третий 61 элемент сравнения служит для сравнения очередного выбранного значения интенсивности с текущим наибольшим на данный момент.

Группа 62.1, 62,2,…, 62.m регистров хранения значения интенсивности предназначена для хранения значения интенсивности загрузки каналов древовидной матричной системы.

Регистр 63 максимального значения необходим для хранения максимального значения интенсивности загрузки канала в древовидной матричной системе.

Регистр 64 номера канала служит для хранения номера канала, которому соответствует максимальная загрузка.

Триггер 65 номера этапа необходим для выбора этапа работы предлагаемого устройства. В единичном состоянии выполняется выбор очередного канала и последующее сохранение соответствующего ему значения величины интенсивности обмена. В нулевом состоянии - поиск максимальной степени загрузки канала.

Счетчик 66 номера канала предназначен для подсчета номера очередного анализируемого канала и последующее его сохранение в регистре 64 номера канала: в случае если его величина оказалась наибольшей.

Третий 67 элемент И предназначен для разрешения записи в регистр 63 максимального значения и в регистр 64 номера канала значения интенсивности загрузки канала и его номера соответственно в случае если интенсивность загрузки канала оказалась наибольшей.

Четвертый 68 элемент И служит для объединения разрешения работы счетчика 66 номера канала на втором этапе работы устройства.

Выход 69 максимального значения необходим для подачи на ВУУ максимального значения интенсивности загрузки канала в древовидной процессорной системе.

Выход 70 номера служит для подачи на ВУУ номера канала, которому соответствует максимальное значение интенсивности.

Группа 71.1, 71.2,…, 71.m выходов значений загрузки необходима для выдачи на ВУУ соответствующих значений загрузки каналов между процессорными модулями в древовидной многопроцессорной системе.

Выход 72 переполнения устройства необходим для подачи на ВУУ сигнала о переполнении счетчика 66, что одновременно является сигналом о завершении работы устройства.

Вход 73 установки необходим для установки в единичное состояние триггера 65 номера этапа.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства.

Первоначально в регистрах 29, 30 и 25 содержатся значения «11…1». В регистре 16 и счетчиках 27, 9 содержится нулевой код. Триггеры 19 и 23 находятся в состоянии логического нуля; состояние триггера 24 либо нулевое, что соответствует топологии кольца, либо единичное, что соответствует топологии линейки. Значение с прямого выхода триггера 24 подается на разрешающий вход счетчика 11 и если это значение - единица, то работа счетчика 11 разрешена, а если ноль, то работа запрещена (на выходе счетчика 11 будет константный код). Первоначально в счетчике 11 хранится код общего числа обрабатываемых элементов матрицы расстояний D (его запись осуществляется со входа 51 устройства по импульсу со входа 52 устройства). В счетчиках 12, 13 содержатся нулевые значения. Триггеры 20.l модели 31.l, l=1, 2,… m, находятся либо в состоянии логической единицы, либо в состоянии логического нуля (что определяется соответственно наличием или отсутствием l-й дуги в графе). В регистрах 21.l содержатся либо значения весов соответствующих дуг, либо нулевые коды (если соответствующие дуги отсутствуют в исходном графе). Если размещается граф с невзвешенными дугами, то регистры 21.l содержат либо коды «00…01» либо нулевые коды. Запись информации о размещаемом графе осуществляется путем подачи комбинаций сигналов на входы 56.l-56.n устройства и весов дуг на входы 54.l устройства. Появление единичных сигналов на входах 56.i-l и 56.i означает наличие в графе дуги e_i-1,i (вес этой дуги подается на вход 54 соответствующей модели дуги). Триггер 65 номера этапа находится в единичном состоянии. Это значит, что на его прямом выходе присутствует единичный потенциал, а на его инверсном выходе - нулевой. В регистре 63 максимального значения и регистре 64 номера канала хранится код нуля. В группе 62.1, 62,2,…, 62.m регистров хранения значения интенсивности хранятся коды нуля.

Предлагаемое устройство способно решать следующие задачи: размещение невзвешенных графов в линейную топологическую модель, размещение взвешенных графов в линейную и кольцевую модель, оценка степени близости сформированного размещения к оптимальному. Дополнительно оно реализует оценку степени загрузки каналов в системах с древовидной топологической организацией при направленной передаче инфо